Wywiad z Profesorem dr. hab. n. med. Markiem Sanakiem – Kierownikiem Zakładu Diagnostyki Biochemicznej i Molekularnej Szpitala Uniwersyteckiego w Krakowie, Kierownikiem Zakładu Biologii Molekularnej i Genetyki Klinicznej II Katedry Chorób Wewnętrznych im. prof. Andrzeja Szczeklika Uniwersytetu Jagiellońskiego Collegium Medicum w Krakowie.
Panie Profesorze, coraz więcej osób odczuwa dolegliwości po spożyciu określonych pokarmów. Pacjenci często mylą pojęcia alergii pokarmowej i nietolerancji. Czy może Pan wyjaśnić, jakie są różnice między tymi schorzeniami? Jakie są główne czynniki wpływające na występowanie alergii i nietolerancji pokarmowych oraz jakie jest znaczenie uwarunkowań genetycznych w porównaniu z czynnikami środowiskowymi w tym procesie?
Alergia pokarmowa jest szczególnym przypadkiem uczulenia organizmu na obce białka, które dostają się do niego z pokarmem, w przeciwieństwie do np. alergenów wziewnych. U jej podłoża leżą reakcje immunologiczne, będące wynikiem wyzwolenia przez limfocyty reakcji zapalnej na niewielkie białka lub ich fragmenty peptydowe, przenikające przez błony śluzowe przewodu pokarmowego. Niektóre z tych reakcji są wysoce swoiste, np. zagrażająca życiu alergia na orzeszki arachidowe, inne alergeny występują w wielu rodzajach pożywienia, powodując alergie krzyżowe, obejmujące całe grupy produktów, jak owoce pestkowe albo małże i krewetki.
Nietolerancja pokarmowa wynika z innego mechanizmu, dla ułatwienia można go nazwać metabolicznym. Wiele osób dorosłych traci aktywność enzymu hydrolizującego dwucukier laktozę na glukozę i galaktozę. Niewchłonięta w jelicie cienkim laktoza staje się pożywką dla bakterii jelita grubego, co zależnie od indywidualnej wrażliwości danej osoby może się przejawiać różnymi nieprzyjemnymi symptomami. Nietolerancje mają swoje podłoże w wariantach genetycznych, które się dziedziczą w rodzinie najczęściej autosomalnie recesywnie. Nietolerancja laktozy jest o tyle interesująca, iż jeden z wariantów nukleotydowych w miejscu kontrolującym ekspresję laktazy decyduje o następującej z wiekiem utracie tego enzymu w komórkach nabłonka jelitowego. W odmiennych etnicznie populacjach częstość nietolerancji pokarmowych może być różna. W Polsce wrodzona nietolerancja laktozy zawartej w mleku i wszystkich produktach na bazie np. mleka sproszkowanego, jak lody i batoniki, dotyczy 20–25% dorosłych, a u małych dzieci to zaledwie 2%. W Szwecji wrodzoną nietolerancję laktozy ma tylko 2% dorosłych, za to u Chińczyków aż 95%.
Różnica między nietolerancją i alergią pokarmową polega na nabywaniu alergii w czasie życia, w odróżnieniu od wrodzonej nietolerancji.
Reakcje alergiczne mogą mieć różny mechanizm immunologiczny. Najogólniejszy podział to alergie zależne od wyprodukowanych immunoglobulin, czyli humoralne, oraz zależne od pojawienia się uczulonych limfocytów T, czyli komórkowe. Niejednokrotnie w przewodzie pokarmowym reakcje alergiczne mają charakter mieszany, angażowane są w nie choćby granulocyty, np. eozynofile w alergii na białka mleka krowiego. Jednak zawsze pierwszym krokiem do pojawienia się alergii jest ekspozycja na alergen, czyli w przypadku alergii pokarmowych jego obecność w pokarmie. Objawy alergii pokarmowej, niekiedy bardzo burzliwe, a choćby manifestujące się wstrząsem anafilaktycznym, wystąpią dopiero po kolejnym spożyciu pokarmu z alergenem, na który wystąpiło uczulenie.
Choroby alergiczne mają również swoje podłoże genetyczne, jednak korelacja między wariantami genetycznymi a rozwojem alergii jest opisywana w skali ryzyka, nie ma zatem kategorycznego związku przyczynowo-skutkowego. Jedną z najsilniejszych asocjacji genetycznych obserwuje się w alergii pokarmowej na białka zbóż – gluten, która manifestuje się celiakią.
Inna różnica między nietolerancją a alergią pokarmową polega na proporcjonalności objawów do ilości spożytego pokarmu. Jest jednak mniej oczywista. Przy genetycznie uwarunkowanym niedoborze dioksygenazy amin biogennych (DAO) zawarte np. w serach pleśniowych i winie serotonina, histamina i tryptamina wchłaniają się z przewodu pokarmowego, zamiast zostać zdegradowane w jelicie. Objawy dotyczą głównie układu sercowo-naczyniowego, z migrenowym naczynioworuchowym bólem głowy na czele. Nasilenie objawów zależy od ilości spożytych pokarmów, zawierających aminy biogenne. W nietolerancji laktozy zależy to bardziej od indywidualnej wrażliwości organizmu i flory bakteryjnej jelita. Czasem potrzebne jest pół szklanki mleka, by wywołać objawy, czasem wystarczy tabletka, w której laktoza jest wypełniaczem, albo łyżeczka syropu słodzonego laktozą. W alergii pokarmowej generalnie ilości alergenu prowokującego objawy są bardzo niewielkie, stąd powszechnie stosowane ostrzeżenia na etykietach, np. o śladowej zawartości orzeszków arachidowych w krakersach. Niemniej wnioskowanie oparte na ocenie stopnia nasilenia objawów w relacji do ilości spożytego pokarmu bywa mylące.
Nietolerancje pokarmowe są powszechnym problemem zdrowotnym. Utrudniają życie pacjentom i mogą prowadzić do poważnych konsekwencji. Jakie są najczęściej występujące nietolerancje pokarmowe?
Zależy to od podłoża etnicznego, które kształtuje populacyjną częstość wariantów genetycznych. To samo podłoże etniczne ma również silny związek ze zwyczajami żywieniowymi. Ogólnie mówiąc, problem dotyczy 15–20% zdrowych dorosłych. U osób cierpiących na zespół jelita drażliwego może to być aż 50–80%. Wśród najlepiej zdefiniowanych, również pod względem epidemiologicznym, jest wspomniana już wrodzona nietolerancja laktozy. Ważne jest, iż przez kilkanaście dni po przebytej ostrej biegunce prawie zawsze pojawia się wtórna, czyli nabyta nietolerancja laktozy, bo tyle trzeba, by regenerujące się enterocyty odzyskały ekspresję laktazy w rąbku szczoteczkowym, czyli rzęskach skierowanych do światła jelita.
Na drugim miejscu jest zaburzenie wchłaniania fruktozy, z częstością być może choćby 40% u Europejczyków, przy czym trudno jest odróżnić nietolerancję wrodzoną (pierwotną) od nabytej. Nazywano ją dietetyczną nietolerancją fruktozy albo zespołem złego wchłaniania fruktozy. Wyróżnia się również wrodzoną nietolerancję fruktozy jako chorobę rzadką (1:20 000–1:30 000), spowodowaną mutacjami wątrobowej aldolazy B (ALDOB) lub fruktozo-1,6-bifosfatazy (FBP1). W praktyce rozróżnienie jest problematyczne i zależy od typu mutacji i jej wpływu na aktywność enzymatyczną. Ciężka postać występuje, jeżeli aktywność ALDOB jest zredukowana do poziomu poniżej 10%. Genetyka zaburzeń wchłaniania fruktozy, które są częste, nie jest do końca wyjaśniona. We wrodzonej nietolerancji fruktozy, w postaci nieleczonej, dochodzi do napadów hipoglikemii oraz uszkodzenia wątroby i cewek nerkowych. Dietetyczna nietolerancja fruktozy może mieć związek z zaburzeniem jelitowej ekspresji ALDOB, podejrzewane są również warianty głównego jelitowego transportera fruktozy GLUT5 (SLC2A). Być może inną przyczyną pospolitej nietolerancji fruktozy są mutacje w genach kodujących czynniki transkrypcyjne, odpowiedzialne za indukowanie ekspresji genów szlaku metabolizmu węglowodanów. Badania utrudnia fakt, iż pacjenci tolerują fruktozę w pokarmie do pewnej jej ilości (ok. 25 g). Równoczesne spożycie glukozy zmniejsza objawy nietolerancji fruktozy, a często spotykany spożywczy dodatek słodzący – sorbitol, objawy zaostrza. Są one podobne do nietolerancji laktozy i pojawiają się po spożyciu owoców, soków owocowych i licznych pokarmów słodzonych syropem kukurydzianym o dużej zawartości fruktozy.
Dwa kolejne zespoły nietolerancji pokarmowych są częste w niektórych grupach etnicznych. U Azjatów to niedobór dehydrogenazy alkoholowej i objawy zatrucia po wypiciu niewielkich ilości alkoholu. Niedobór glukozo-6-fosfodehydrogenazy (G6PD) jest najczęstszy u mieszkańców Afryki Subsaharyjskiej lub ich potomków. Manifestuje się hemolizą po spożyciu niektórych roślin strączkowych i leków antyseptycznych. Występuje częściej u mężczyzn, ze względu na lokalizację genu G6PD na chromosomie X.
Mieszaną formą nietolerancji pokarmowej jest FODMAP. Nazwa pochodzi od nietolerowanych fermentujących oligosacharydów (fruktany i galaktosacharydy ze zbóż), disacharydów (laktoza), monosacharydów (fruktoza) i (and) polialkoholi (sorbitol, mannitol, ksylitol). Problem dotyczy szczególnie osób z przewlekłymi chorobami jelit, w tym chorych na zespół jelita drażliwego. Analizy genetyczne sugerują nieustalony co do częstości udział wrodzonych niedoborów sacharazy-izomaltazy (SI) oraz maltazy-glukoamylazy (MGAM) w tej nietolerancji pokarmowej.
Czy badania genetyczne mogą pomóc w zdiagnozowaniu tych schorzeń? Czy wybór testu ma znaczenie? Jakie ma Pan doświadczenie w diagnozowaniu tych schorzeń?
Badania genetyczne pozwalają wykryć mnóstwo wariantów genetycznych. W przypadku nietolerancji pokarmowych, a także w przypadku alergii, problem tkwi w ustaleniu, które warianty dają efekt mutacji chorobotwórczej. Problemu nie ma przy zakrzepicy – repertuar mutacji ogranicza się do kilku genów, a wiele mutacji chorobotwórczych jest utrwalonych w populacji i względnie częstych. Przy nietolerancjach pokarmowych podstawowym zagadnieniem jest rozróżnienie choroby wrodzonej od nabytej. Wskazówką może być wspomniany rodowód pacjenta, wiek, w którym pojawiły się objawy, markery stanu zapalnego jelita itd. Złotym standardem są testy obciążające pacjenta, w alergologii – testy prowokacyjne, których zadaniem jest sprawdzenie tolerancji na podejrzany składnik pokarmu. Można je obiektywizować w nietolerancjach pokarmowych, badając w wydychanym powietrzu wodór, uwalniany przez bakterie podczas fermentacji. W praktyce takie testy wykonuje się rzadko, jeżeli w ogóle, to w klinicznych badaniach naukowych. Nawiasem mówiąc, sam test wodorowy nie rozróżni pierwotnej od wtórnej nietolerancji pokarmowej. Przy najpospolitszej chorobie glutenowej bardzo dobre są testy immunologiczne, które ustalają obecność towarzyszących chorobie przeciwciał biomarkerowych. Testy molekularne DNA wykrywają warianty genetyczne o potwierdzonej korelacji z wystąpieniem choroby. Są one dostępne dla zaledwie kilku nietolerancji pokarmowych i celiakii.
Pytał Pan o moje doświadczenie w tego typu diagnostyce. Na pewno jest większe w badaniu alergii niż nietolerancji pokarmowych, niemniej najdłużej, bo od ponad 20 lat oferujemy diagnostykę molekularną w zakrzepicach i hemochromatozie.
W ostatnich latach bardzo rozwinęły się narzędzia diagnostyczne służące do oceny predyspozycji genetycznej do zachorowania na celiakię. W diagnostyce genetycznej tej choroby można w tej chwili badać, czy pacjenci są homo- czy heterozygotami. Jak należy interpretować wyniki badań? Czy na podstawie wyników badania genetycznego da się oszacować ryzyko zachorowania na celiakię?
Asocjacja genetyczna w celiakii polega na odziedziczeniu antygenów ryzyka układu zgodności tkankowej klasy II: HLA-DQ2.5, HLA-DQ2.2 i HLA-DQ8, zwanych permisywnymi dla celiakii. Cząsteczki te pełnią funkcję receptora na komórkach prezentujących antygen. Wymienione warianty są zdolne do wiązania fragmentów peptydowych glutenu, po ich uprzedniej deaminacji w przewodzie pokarmowym przez transglutaminazę tkankową 2. W odpowiedzi na taki peptyd osadzony w kontekście immunoreceptora HLA swoiste dla kompleksu antygenowego limfocyty zostają pobudzone, mnożą się i wydzielają cytokiny, które wyzwalają stan zapalny jelita. Warto jednak pamiętać, iż odsetek osób dziedziczących wymienione antygeny w populacji sięga 30%, podczas gdy na celiakię choruje 1–2%. Zatem badanie molekularne wspomnianych antygenów HLA charakteryzuje się głównie dużą ujemną wartością predykcji, pozwalającą np. na rezygnację z kontroli klinicznej rodzeństwa osoby chorej na celiakię, jeżeli nie stwierdzi się u nich tych antygenów.
W przypadku nieprawidłowego wyniku badania ryzyko zachorowania na celiakię zależy od tego, czy stwierdza się jedną kopię któregoś ze wspomnianych wariantów (heterozygota), dwie kopie wariantu ryzyka (homozygota) lub dwa różne warianty ryzyka (heterozygota złożona). Wynik badania molekularnego jest trochę skomplikowany. Wymienione warianty antygenowe są zbudowane z łańcuchów a i b, kodowanych przez osobne geny, choć znajdujące się obok siebie. Wariant antygenowy niosący największe ryzyko zachorowania, HLA-DQ2.5, jest obecny u 90% chorych. Jest on zbudowany z DQB1*02 i DQA1*05. Czasem trzeba ustalić przy badaniu kilku członków rodziny, czy te warianty molekularne odziedziczyły się wspólnie (cis), czy od dwojga rodziców (trans). Chory może być homozygotą HLA-DQ2.5 lub heterozygotą HLA-DQ2.5 i HLA-DQ8 zbudowanego z DQB1*03:02 i DQA1*03. Rzadziej drugim wariantem jest HLA-DQ2.2, który się różni od HLA-DQ2.5 podjednostką a – DQA1*02.
Komu powinno się zlecać badania genetyczne w kierunku celiakii?
Myślę, iż przy braku pewności co do rozpoznania celiakii u osoby dorosłej, u której np. wynik biopsji śluzówki dwunastnicy jest niejednoznaczny albo która sama wprowadziła sobie dietę bezglutenową, obserwując u siebie poprawę stanu zdrowia, potwierdzenie obecności wymienionych wariantów HLA, predysponujących do choroby, upewnia co do wstępnej diagnozy celiakii. Drugi przypadek to wspomniane już badanie rodzeństwa osoby chorej na celiakię, posiadające dużą moc wykluczającą zachorowanie. Warto podkreślić, iż wykazanie dziedziczenia wariantów ryzyka HLA dla celiakii nie oznacza pewności co do zachorowania. Świadomie nie podaję dokładnych wartości ryzyka względnego, ponieważ szacunki są obarczone sporym błędem i różnią się dla celiakii potwierdzonej biopsją jelita cienkiego i tej potwierdzonej tylko przeciwciałami w klasie IgA przeciwko transglutaminazie tkankowej. Na pewno ryzyko zachorowania jest co najmniej 6–10 razy większe u posiadaczy jednej kopii wariantu ryzyka i choćby kilkadziesiąt razy większe u homozygot HLA-DQ2.5 niż u osób, które tych wariantów HLA nie dziedziczą. Opóźnienie wprowadzenia glutenu, choćby do wieku przedszkolnego, wpływa na to ryzyko w niewielkim stopniu. Najwyraźniej wszystko zależy od jeszcze słabo znanych czynników modyfikujących: szczelności nabłonka jelitowego, reaktywności komórek prezentujących antygen i limfocytów oraz aktywnej tolerancji immunologicznej na peptydy glutenowe. Jeszcze można mieć marzenie, iż gdyby każde dziecko zbadać w kierunku obecności wariantów HLA wnoszących ryzyko zachorowania na celiakię, to można by oszczędzić wielu rodzicom trudu diety bezglutenowej, jeżeli ich dziecko nie posiada wariantów ryzyka. Jednak nie ma co liczyć na refundację takiego badania molekularnego.
Dziękuję za rozmowę.
Dziękuję.
Rozmawiał: Wojciech Wróblewski
Autorką zdjęcia jest Karolina Fok-Jamróz, zdjęcie pochodzi z Archiwum SU.
