Sensitization pattern and IgE cross-reactivity to peanut allergen molecules in patients with allergic diseases

Pavel V. Samoylikov; Самойликов Павел Владимирович; Galina V. Vasilyeva; Васильева Галина Витальевна; Svetlana Y. Konanykhina; Конаныхина Светлана Юрьевна; Svetlana V. Khlgatian; Хлгатян Светлана Вагинаковна; Tatiana M. Zheltikova; Желтикова Татьяна Михайловна

doi:10.46235/1028-7221-17293-SPA

Sensitization pattern and IgE cross-reactivity to peanut allergen molecules in patients with allergic diseases

Authors: Samoylikov P.V.¹, Vasilyeva G.V.¹, Konanykhina S.Y.¹, Khlgatian S.V.¹, Zheltikova T.M.¹
Affiliations:
1. I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera
Issue: Vol 29, No 1 (2026)
Pages: 113-120
Section: ORIGINAL ARTICLES
Submitted: 10.07.2025
Accepted: 26.07.2025
Published: 18.01.2026
URL: https://rusimmun.ru/jour/article/view/17293
DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-17293-SPA
ID: 17293

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Peanuts are widely used to produce multi-component food products. Such meal may cause severe allergies in patients with sensitization to peanuts. The severity of symptoms depends on both individual characteristics of immune system and on distinct peanut allergen components causing the hypersensitivity. In addition, peanut contains protein components similar in structure and function to molecules of other plant species, thus leading to occurence of cross-allergic reactions. The aim of our study was to detect sensitization to peanut allergen components and evaluate their IgE cross-reactions with homologous proteins of other superfamilies in patients with allergic diseases. A total of 29 serum samples from patients with atopic diseases were tested. In these sera, sIgEs to 112 allergen components were determined using ImmunoCap ISAC panel (Phadia, Sweden). The detection frequency of sIgE to rAra h 8 was maximal (55.17%; 16 patients of 29), while the level of these antibodies was 0.92±0.39 ISU-E. The level of sIgE to rAra h 2, nAra h 6 and rAra h 9 was also increased (0.67±0.65 ISU-E; 0.48±0.29 ISU-E and 0.34±0.1 ISU-E, respectively). Sensitization to rAra h 1 and rAra h 3 was not detected. The study of correlation relationships showed the presence of significant direct correlation between sIgE to rAra h 8 and to allergens of other taxonomically different plants, i.e., celery (rApi g 1), apple (rMal d 1) and peach (rPru p 1). We have shown that determination of sIgE only to two allergens Ara h 2 and Ara h 6 allows us to determine primary peanut allergy, which is crucial in predicting severe complications. We have assessed the IgE cross-reactivity profile, thus allowing us to avoid hidden cross-reactions, which may also cause significant sensitization and trigger pathological processes in people with allergic diseases.

Keywords

IgE, peanut allergens, Ara h 2, Ara h 6, Ara h 8, cross reaction

Full Text

Введение

В настоящее время арахис широко используется в пищевой промышленности. Его применяют при производстве хлебобулочных, кондитерских и мясных продуктов питания. Часто, особенно когда в составе используют небольшое количество арахиса, на этикетках его не указывают. Такие многокомпоненные пищевые изделия могут вызывать серьезную аллергию у больных с сенсибилизацией на арахис. Распространение аллергии на арахис составляет 1,5% и варьирует в зависимости от возраста, расы и географического региона [3]. Всемирная организация здравоохранения и Международная федерация иммунологических обществ определили арахис как один из восьми основных пищевых аллергенов, которые являются причиной наиболее значимой пищевой аллергией в США и западно-европейских странах [11]. Кроме того, аллергия на арахис – это одна из самых тяжелых аллергопатологий, которая обычно не проходит с возрастом, а симптомы могут быть вызваны даже небольшим количеством аллергена. В самых тяжелых случаях может развиться анафилаксическая реакция, при которой возникает прямая угроза для жизни больного.

Выраженность и тяжесть симптомов у разных людей зависит не только от индивидуальных особенностей иммунной системы, но и от того, на какие именно аллергокомпоненты в составе арахиса сформировалась гиперчувствительность. Арахис имеет сложный состав и включает разнообразные белковые молекулы, отличающиеся по биохимическим характеристикам и функциям, которые они выполняют в процессе жизнедеятельности растения. Например, белки запаса семян и белки-переносчики липидов не разрушаются при нагревании и устойчивы к действию пищеварительных ферментов. При появлении сенсибилизации к таким аллергенам возникает очень высокий риск развития тяжелых реакций. Другие белки в составе арахиса нестабильны и быстро разрушаются при кулинарной обработке или в процессе пищеварения. К ним относится аллерген Ara h 8 из семейства PR-10 – протеинов. Аллергическая реакция, направленная исключительно к таким молекулам, протекает значительно легче.

Кроме того, арахис содержит белковые компоненты, сходные по структуре и функциям с молекулами других видов растений [1]. Это значит, что возможно формирование перекрестных аллергических реакций. Например, у больных с аллергией на пыльцу березы, главным компонентом которой является аллерген Bet v 1 из семейства PR-10 протеинов, проявление симптомов аллергии может быть связано с употреблением сырого арахиса без контакта с пыльцой березы. Кроме того, sIgE к белкам-переносчикам липидов (LTP) арахиса могут перекрестно связываться с некоторыми белками фруктов, овощей, злаков, пряностей, пыльцой деревьев и сорных трав. Поэтому при диагностике аллергических заболеваний очень важно определять сенсибилизацию не только к цельным аллергенам, но и к отдельным компонентам (молекулам) в их составе.

На данный момент 17 белков арахиса, пронумерованных от Ara h 1 до Ara h 18, официально признаны аллергенами [2]. Все эти аллергены относятся к 8 суперсемействам белков (табл. 1). Белковые молекулы, принадлежащие одному суперсемейству, характеризуются консервативными трехмерными структурами, что может привести к многочисленным перекрестным реакциям между паналлергенами растений. Однако наличие клинически значимых перекрестных реакций показано только между аллергенами с высокой гомологией в аминокислотной последовательности.

Таблица 1. Аллергены арахиса и их семейства [12]

Table 1. Peanut allergens and their families [12]

Аллергены

Allergens

Cуперсемейства белков

Protein superfamilies

Ara h 1, Ara h 2, Ara h 3, Ara h 6

Купины

Cupins

Ara h 5

Профилины

Profilins

Ara h 7

Конглютинины

Conglutinins

Ara h 8

Bet v 1 подобные белки

Bet v 1-like protein

Ara h 9, Ara h 16, Ara h 17

nsLTP – белки переносчики липидов

nsLTP – lipid transfer proteins

Ara h 10, Ara h 11, Ara h 14, Ara h 15

Олеозины

Oleosins

Ara h 12, Ara h 13

Дефензины

Defensins

Ara h 18

Циклофилины

Cyclophilins

В связи с этим проведение своевременной молекулярной диагностики аллергопатологий с учетом индивидуальных особенностей структуры причинно-значимой сенсибилизации и изучение ее распространенности на тот или иной аллергокомпонент становится все более актуальным.

Целью данного исследования является выявление сенсибилизации к аллергокомпонентам арахиса Ara h 1, Ara h 2, Ara h 3, Ara h 6, Ara h 8, Ara h 9 и оценка их IgE-перекрестных реакций с гомологичными белками суперсемейства купинов, Bet v 1 подобных белков и белков-переносчиков липидов (nsLTP) других растений у больных с аллергическими заболеваниями.

Материалы и методы

Всего было протестировано 29 образцов сывороток крови больных с атопическими заболеваниями (бронхиальная астма, риноконъюнктивит и атопический дерматит) с пищевой и ингаляционной сенсибилизацией, из них 14 мужчин (48%) и 15 женщин (52%). Средний возраст пациентов – 18±15 лет (от 1 года до 55 лет). В этих сыворотках определяли sIgE к 112 аллергокомпонентам растительного и животного происхождения методом ImmunoCap ISAC (Phadia, Швеция). В соответствии с целью исследования мы изучили уровни sIgE только к аллергокомпонентам суперсемейства купинов (rAra h 1, rAra h 2, rAra h 3, nAra h 6, rAna o 2, rBer e 1, nCor a 9, rJug r 1, nJug r 2, nSes i 1, nGly m 5, nGly m 6, nFag e 2, rTri a 19.0101), Bet v 1 подобных белков (rAra h 8, rBet v 1, rCor a 1.01, rAln g 1, rGly m 4, rCor a 1.04, rAct d 8, rApi g 1, rMal d 1, rPru p 1, nCyn d 1, rPhl p 1, rPhl p 2, nPhl p 4, rPhl p 5) и аллергокомпонентам суперсемейства nsLTP (Ara h 9, rCor a 8, nJug r 3, rTri a 14, rPar j 2, nArt v 3, rPla a 3, rPru p 3, nOle e 7). Определение sIgE к данным аллергокомпонентам было выполнено в соответствии с методическими рекомендациями производителя [7]. Повышенный уровень sIgE к изучаемым аллергенным молекулам находился в диапазоне от 0,3 ISU-E и выше ((0,3-1) ISU-E – 1-й класс аллергической реакции; (1-15) ISU-E – 2-й класс аллергической реакции; от 15 ISU-E включительно и выше – 3-й класс аллергической реакции).

Статистическую обработку данных проводили при помощи программы MS Exel с использованием параметрических методов исследования. Для описательной статистики использовали среднее значение и двойную стандартную ошибку. Корреляционный анализ проводили методом Пирсона. Силу связи коэффициента корреляции (r) определяли при помощи шкалы Чеддока (табл. 2). Критическую величину уровня значимости (p) приняли 0,05.

Таблица 2. Шкала Чеддока

Table 2. Chaddock scale

Значение коэффициента корреляции Пирсона

Meaning of Pearson’s correlation coefficient

Сила связи

Correlation strength

(0,0-0,3)

очень слабая

very weak

(0,3-0,5)

слабая

weak

(0,5-0,7)

средняя

middle

(0,7-0,9)

высокая

high

(0,9-1,0)

очень высокая

very high

Результаты

Распределение уровня sIgE ко всем изучаемым аллергокомпонентам арахиса показано в таблице 3. Частота выявления sIgE к rAra h 8 была максимальна (55,17%; 16 пациентов из 29) при этом уровень этих антител составил 0,92±0,39 ISU-E. Уровень sIgE к rAra h 2, nAra h 6 и rAra h 9 был также повышен (0,67±0,65 ISU-E; 0,48±0,29 ISU-E и 0,34±0,1 ISU-E соответственно). Частота выявления sIgE как к rAra h 2 так и к nAra h 6 составила 6,89% (2 пациента из 29), а к rAra h 9 – 3,44% (1 пациент из 29). Сенсибилизации к rAra h 1 и к rAra h 3 в исследуемых сыворотках больных атопическими заболеваниями выявлено не было.

Таблица 3. Уровень sIgE к аллергокомпонентам арахиса

Table 3. The level of sIgE to peanut allergen components

Аллерген Allergen	Частота выявления повышенного уровня sIgE (%) High sIgE levels frequency (%)	Количество больных с повышенным уровнем sIgE Amount of patients with high sIgE levels	Среднее значение уровня sIgE (ISU-E) Mean of sIgE levels (ISU-E)	Удвоенная стандартная ошибка (ISU-E) Twice the standard error (ISU-E)
rAra h 1	0	0	0,30	0,00
rAra h 2	6,89	2	0,67	0,65
rAra h 3	0	0	0,30	0,00
nAra h 6	6,89	2	0,48	0,29
rAra h 8	55,17	16	0,92	0,39
rAra h 9	3,44	1	0,34	0,10
n = 29

Чтобы оценить IgE-перекрестную реактивность аллергокомпонентов арахиса, мы также определили уровни sIgE к аллергокомпонентам других растений, которые входят в суперсемейства купинов, Bet v 1 подобных белков и белков переносчиков липидов.

В суперсемействе белков купинов наиболее часто выявляли повышенный sIgE к nGly m 5 сои (10,34%; 3 пациента из 29), при этом уровень sIgE к этому аллергену составил 0,34±0,34 ISU-E. Сенсибилизация к остальным аллергокомпонентам данного суперсемейства была не высокой, а частота выявления этих sIgE не превышала 6,89% (не более 2 пациентов из 29). При этом мы не выявили специфических IgE-АТ к rBer e 1 (бразильский орех) и nFag e 2 (гречка) в изучаемой группе больных атопическими заболеваниями.

Сенсибилизация к аллергенам суперсемейства Вet v 1 подобных белков была более выражена по сравнению с молекулами аллергенов суперсемейства белков купинов. У больных изучаемой группы были выявлены повышенные уровни sIgE ко всем аллергокомпонентам Вet v 1 подобных белков. При этом частота выявления sIgE к rBet v 1 (пыльца березы) была максимальна (58,62%; 17 пациентов из 29), а уровень этих антител составил 9,93±5,89 ISU-E. При этом частота выявления sIgE к rMal d 1 (яблоко) была такой же, как к rBet v 1 (58,62%; 17 пациентов из 29), однако уровень sIgE к rMal d 1 составил всего 3,62±2,04 ISU-E. К остальным аллергокомпонентам частота выявления не превышала 41,37% (не более 12 пациентов из 29).

В суперсемействе белков-переносчиков липидов только к одному аллергокомпоненту уровень sIgE был повышен. Уровень sIgE к rTri a 14 (пшеница) составил 0,303±0,09 ISU-E. К остальным аллергенам данного семейства у больных с аллергопатологией сенсибилизации выявлено не было.

Далее мы провели корреляционный анализ уровня sIgE к аллергокомпонентам арахиса внутри каждого из изучаемых суперсемейств белков для того, чтобы выявить перекрестную сенсибилизацию к гомологичным молекулам аллергенов. Значимый уровень корреляции был найден только между sIgE к аллергокомпонентам Bet v 1 подобных белков. Силу корреляционной связи оценивали при помощи коэффициента Пирсона в соответствии со шкалой Чеддока (табл. 2).

Была выявлена прямая достоверная взаимосвязь между уровнем sIgE к rAra h 8 и rApi g 1 (сельдерей). Коэффициент корреляции составил 0,86 (p = 0,000), что соответствует высокой силе связи этих двух параметров. Точечные значения уровня этих антител представлены на рисунке 1. Их значения находились в диапазоне до 5,6 ISU-E для rAra h 8 и до 2,0 ISU-E для rApi g 1.

Рисунок 1. Корреляция между концентрацией sIgE к rAra h 8 и rApi g 1

Примечание. Коэффициент корреляции Пирсона (r) = 0,86; коэффициент детерминации (R²) = 0,7358; n = 29.

Figure 1. Correlation between the concentration of sIgE to rAra h 8 and rApi g 1

Note. Pearson’s correlation coefficient (r) = 0.86; coefficient of determination (R²) = 0.7358; n = 29.

Средняя достоверная сила связи была найдена между уровнем sIgE к rAra h 8 и sIgE к rMal d 1. Коэффициент корреляции составил 0,58 (р = 0,001). Корреляционный анализ этих двух параметров представлен на рисунке 2. Значение уровня sIgE к rMal d 1 находилось в диапазоне до 20,0 ISU-E.

Рисунок 2. Корреляция между концентрацией sIgE к rAra h 8 и rMal d 1

Примечание. Коэффициент корреляции Пирсона (r) = 0,58; коэффициент детерминации (R²) = 0,3368; n = 29.

Figure 2. Correlation between the concentration of sIgE to rAra h 8 and rMal d 1

Note. Pearson’s correlation coefficient (r) = 0.58; coefficient of determination (R²) = 0.3368; n = 29.

При дальнейшем изучении корреляционных взаимоотношений уровня sIgE к rAra h 8 была найдена прямая достоверная взаимосвязь с уровнем sIgE к rPru p 1 персика (r = 0,78; p = 0,000). Линейная диаграмма разброса значений уровня этих антител представлена на рисунке 3. Коэффициент корреляции соответствовал высокой силе связи в соответствии со шкалой Чеддока, как и в первом случае, когда мы изучали корреляционные распределения с уровнем sIgE к rApi g 1. Максимальное значение уровня sIgE к rPru p 1 составило 10,0 ISU-E.

Рисунок 3. Корреляция между концентрацией sIgE к rAra h 8 и rPru p 1

Примечание. Коэффициент корреляции Пирсона (r) = 0,78; коэффициент детерминации (R²) = 0,6021; n = 29.

Figure 3. Correlation between the concentration of sIgE to rAra h 8 and rPru p 1

Note. Pearson’s correlation coefficient (r) = 0.78; coefficient of determination (R²) = 0.6021; n = 29.

Обсуждение

В нашей работе мы смогли выявить, что у больных с аллергопатологией преобладала IgE-опосредованная сенсибилизация к изоаллергену rAra h 8 (уровень sIgE составил 0,92±0,39 ISU-E; 16 пациентов из 29), что подтверждается результатами других исследований, в которых сенсибилизация к Ara h 8 была одной из самых распространенных среди пищевой аллергии [9, 10]. Сенсибилизация к rAra h 2 (2 пациента из 29; 6,89%) и к nAra h 6 (2 пациента из 29; 6,89%), а также к rAra h 9 (1 пациент из 29; 3,44%) была менее выражена в нашем исследовании. Стоит также отметить, что мы не выявили sIgE к rAra h 1 и rAra h 3 ни у одного из пациентов, хотя в исследовании, проведенном в европейских странах, Ara h 1 (6,8%) был наиболее распространенным пищевым аллергеном у детей как до 4 лет, так и в более старшем возрасте. Кроме того, в этом же исследовании повышенный уровень sIgE к Ara h 3 также определялся, хоть и с более низкой частотой по сравнению с Ara h 1 [8].

В нашем исследовании частота выявления sIgE к аллергенам суперсемейства белков-купинов, а также суперсемейства белков-переносчиков липидов, входящим в состав как арахиса, так и других растений, была невысокой. В связи с этим провести достоверный (p < 0,05) корреляционный анализ между аллергенами этих двух суперсемейств было невозможно. Корреляционные взаимосвязи определялись только между уровнями sIgE к аллергокомпонентам суперсемейства Bet v 1-подобных белков.

Изучение корреляционных взаимосвязей показало наличие достоверной прямой корреляции между уровнем sIgE к аллергену арахиса rAra h 8 и аллергенами других таксономически разных растений – сельдерей (rApi g 1), яблоко (rMal d 1) и персик (rPru p 1).

Наиболее сильная взаимосвязь (высокая сила связи в соответствии со шкалой Чеддока) была выявлена между уровнем sIgE к rAra h 8 и sIgE к rApi g 1 (r = 0,86; p = 0,000). Ara h 8 и Api g 1 принадлежат к одному семейству PR-10 белков, а их биологическая функция связана с защитой растения от патогенов. У больных с аллергическими заболеваниями Ara h 8 вызывает, в основном, оральные симптомы аллергической реакции. Выявленная в нашем исследовании взаимосвязь объясняется высокой структурной гомологией и значительным сходством в аминокислотной последовательности белка арахиса Ara h 8 с белком сельдерей Api g 1, что было показано в работе B.K. Hurlburt et al. [6].

Еще одна IgE-перекрестная реакция была найдена между rAra h 8 арахиса и rMal d 1 яблока. Коэффициент корреляции между этими аллергенами составил 0,58 (p = 0,001) и соответствует средней силе связи по шкале Чеддока. В работе других авторов было показано, что главный аллерген яблока Mal d 1 и главный аллерген березы Bet v 1 на своей поверхности имеют общие молекулярные структуры (с идентичностью более 75%), которые распознаются одними и теми же sIgE [5]. Поскольку Ara h 8, Mal d 1 и Bet v 1 принадлежат к одному семейству PR-10 белков, можно предположить, что выявленные нами IgE перекрестные реакции связаны также со структурной гомологией Ara h 8 и Mal d 1.

IgE-АТ к rAra h 8 арахиса могут также перекрестно связываться с rPru p 1 персика. Причем коэффициент корреляции (r = 0,78; p = 0,000), так же как и с rApi g 1 сельдерея, соответствовал высокой силе связи в соответствии со шкалой Чеддока (табл. 2).

В нашем исследовании мы изучили сенсибилизацию к 6 изоаллергенам арахиса у больных с аллергическими заболеваниями. Мы показали, что только к одному из них (Ara h 8) развиваются перекрестные реакции. По-видимому, аллергены Ara h 1, Ara h 2, Ara h 3, Ara h 6 и Ara h 9 относятся к маркерам первичной аллергии на арахис, в то время как аллергия на Ara h 8 является вторичной, связанной с перекрестными реакциями. Это также подтверждается тем, что Ara h 1, Ara h 2, Ara h 3 и Ara h 6 термостабильны и чаще всего вызывают анафилаксические реакции. В работе других авторов аллергены Ara h 1, Ara h 2, Ara h 3 и Ara h 6 также относят к маркерам первичной аллергии на арахис [12]. В нашем исследовании среди этих аллергенов только к rAra h 2 и rAra h 6 были выявлены повышенные уровни sIgE, тогда как sIgE к rAra h 1 и rAra h 3 не определялись. Наши результаты подтверждаются исследованиями других авторов, где было показано, что только определение sIgE к Ara h 2 и Ara h 6 имеет решающее значение в диагностике аллергии на арахис [4].

Заключение

Результаты, представленные в нашей работе, имеют важное значения для дифференциальной диагностики и прогнозирования течения пищевой аллергии на арахис. Мы показали, что диагностика sIgE только к двум аллергенам Ara h 2 и Ara h 6 позволяет определить первичную аллергию на арахис, что имеет решающее значение в прогнозировании тяжелых осложнений, таких как анафилактическая реакция. Кроме того, выявленный нами профиль IgE-перекрестной реактивности позволяет избежать скрытых перекрестных реакций, которые также могут вызывать причинно-значимую сенсибилизацию и запускать патологические процессы у людей с аллергическими заболеваниями.