Résumé confidentiel / Confidential abstract

La Sphingosine 1-phosphate (S1P) est un lipide bioactif qui joue un rôle majeur dans de nombreux processus tels que le développement vasculaire, la circulation des cellules immunitaires et la régulation de l’intégrité vasculaire. L’absence de S1P circulante engendre une augmentation constitutive de la perméabilité vasculaire ainsi qu’une sensibilité accrue à l’anaphylaxie systémique passive, cependant l’implication respective des différentes sources de la S1P au cours de ces processus, demeure méconnue. Ceci est plus particulièrement vrai pour les plaquettes qui constituent une réserve importante de S1P. La S1P d’origine plaquettaire ne contribue pas au pool de S1P plasmatique, il n’est libéré que lors de l’activation plaquettaire. Nous avons étudié le rôle de la S1P d’origine plaquettaire au sein des vaisseaux sanguins, au cours du développement embryonnaire et chez des souris adultes, en présence ou en absence d’autres sources de S1P circulante, notamment des globules rouges. Par délétion des gènes codant pour les sphingosine kinases 1&2 au sein des megakaryocytes, nous avons généré des souris dont les plaquettes sont incapables de synthétiser et donc de sécréter la S1P. Ces plaquettes sont par ailleurs incapables, in vitro, de promouvoir le maintien de la barrière endothéliale. Néanmoins, une déficience en S1P d’origine plaquettaire n’augmente pas le risque d’hémorragie au cours du développement embryonnaire, dans un contexte d’inflammation, d’irradiation, ou de traumatisme ; cela suggère que la S1P d’origine plaquettaire n’est pas indispensable au cours de ces processus. Cependant, nous avons découvert que la résistance au choc anaphylactique est compromise en l’absence de S1P d’origine plaquettaire. L’aspirine bloquant la sécrétion de S1P par les plaquettes, un traitement à l’aspirine induit également une sensibilisation au choc anaphylactique de façon similaire à celle observée dans le cas d’une déficience en S1P d’origine plaquettaire. Il semblerait que dans ce contexte, la S1P d’origine plaquettaire joue plutôt un rôle pour promouvoir le tonus vasculaire via S1P2, que de maintenir l’intégrité vasculaire. / Sphingosine 1-phosphate (S1P) is a bioactive lipid that plays key roles in vascular development, immune cell trafficking and regulation of vascular integrity. Lack of circulating S1P leads to constitutive vascular leak and sensitivity to passive systemic anaphylaxis, but the relative roles of different sources of S1P in these processes is unclear. This is especially true for platelets, which carry large amounts of S1P but do not contribute S1P to plasma unless activated. We have addressed roles of platelet S1P in developing and mature murine vessels in the presence or absence of other circulating S1P sources, notably red blood cells. By deletion of the genes encoding sphingosine kinases 1&2 in megakaryocytes, we generated mice with platelets that were greatly impaired in their ability to secrete S1P. These platelets were also unable to promote endothelial barrier function in vitro. Nevertheless, platelet S1P deficiency did not sensitize to bleeding during embryonic development, or in association with inflammation, irradiation or traumatic injury, suggesting that platelet S1P is dispensable for these processes. Instead, we find that recovery from anaphylactic shock is impaired in the absence of platelet-derived S1P. Consistent with the ability of aspirin to block S1P release from platelets, it impaired recovery from anaphylactic shock to a similar degree as platelet S1P deficiency. Instead of protecting vascular integrity, platelet-derived S1P appeared to act via the promotion of vascular tone through S1P2 in this context. Collectively, we find that S1P is necessary for the capacity of platelets to promote endothelial barrier function in vitro, but that this capacity becomes redundant in the presence of red blood cell-derived S1P in vivo. Nevertheless, during anaphylactic shock, both sources of S1P are necessary for complete recovery. Blocking S1P release with aspirin, an over-the-counter anti-inflammatory drug, may impair the protective functions of platelet S1P.

Die Anaphylaxie, eine potentiell lebensbedrohliche Reaktion, kann durch Kofaktoren beeinflusst werden. ACE-Inhibitoren, ß-Blocker und Acetylsalicylsäure (ASS) werden häufig in der Therapie von Herz-Kreislauferkrankungen eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit wurde überprüft, ob diese anaphylaktische Reaktionen begünstigen. Das Modell der passiv systemischen Anaphylaxie (PSA) wurde speziell angepasst, um die Behandlung einer Herz-Kreislauf-Therapie nachzubilden. Die orale Gabe von Metoprolol oder Ramipril verstärkte die Anaphylaxie geringfügig. Die Kombination der Medikamente steigerte die Anaphylaxie deutlich, was im Modell der passiv kutanen Anaphylaxie (PCA) bestätigt werden konnte. Gleichzeitig waren Mastzellmediatoren im Serum der Tiere erhöht. Die Inkubation muriner Mastzellen (MZ) mit den Medikamenten, steigerte die FcεRI-vermittelten Histaminfreisetzung in vitro. ASS-Vorbehandlung der Mäuse verstärkte die Ausprägung der PSA und der PCA, was mit einer Steigerung von MZ-Mediatoren im Serum assoziiert war. Die FcεRI-induzierte Histaminfreisetzung muriner MZ wurde hingegen nach ASS-Inkubation gehemmt, was auf einen indirekten Mechanismus hinweist. Die Reduktion der Prostaglandine (PG) durch ASS ist mit einer gesteigerten Leukotriensynthese verbunden. Der Leukotrienantagonist Montelukast konnte die, durch ASS verstärkte, PSA nicht mildern, was zeigt, dass dieser Effekt unabhängig von Leukotrienen ist. PGE2 kann die MZ-Degranulation über EP1-EP4-Rezeptoren modulieren. Tatsächlich schwächten EP3- und EP4-Rezeptoragonisten die durch ASS gesteigerte Anaphylaxie ab. PGE2 nimmt somit eine wichtige Rolle in der pro-anaphylaktischen Wirkung von ASS ein. Zusammenfassend wurde erstmals gezeigt, dass Metoprolol und Ramipril die Anaphylaxie über eine Steigerung der MZ-Reaktivität verstärken. ASS hingegen erhöht anaphylaktische Reaktionen über einen indirekt steigernden Effekt auf die MZ. PGE2 ist zumindest teilweise an der pro-anaphylaktischen Wirkung von ASS beteiligt. / Cofactors contribute to the severity of anaphylaxis, a potential life-threatening hypersensitivity reaction. ACE-inhibitors, ß-blockers and acetylsalicylic acid (asa) are frequently used drugs in cardiovascular therapy. Whether they affect systemic anaphylactic reactions has been addressed within this thesis. To this aim, the passive systemic anaphylaxis model (PSA) was employed here and specially designed to mimic a long term treatment in cardiovascular therapy. The data demonstrate that oral treatment of mice with ramipril or metoprolol alone slightly aggravated anaphylaxis. However, the combination clearly potentiated anaphylactic reactions, which was also confirmed in the passive cutaneous anaphylaxis model (PCA). In line with this, elevated amounts of mast cell (MC) mediators were detected in mice sera upon combined drug treatment. In vitro, FcεRI-mediated histamine release of murine MCs was likewise enhanced by the respective drugs. Pre-treatment of mice with asa aggravated the symptoms of PSA and PCA; simultaneously MC-mediators in sera were elevated. In contrast, FcεRI-mediated histamine release of MCs was reduced by asa in vitro, pointing to an indirect mechanism. Asa reduces prostaglandins (PGs) and increases leukotriene synthesis. The leukotriene antagonist montelukast failed to attenuate PSA, aggravated by asa, suggesting that the pro-anaphylactic effect of asa might be independent of leukotrienes. PGE2 can modulate MC degranulation via EP1-EP4 receptor. Indeed, EP3 and EP4 receptor agonists alleviated anaphylaxis enhanced by asa. Therefore PGE2 might play an important role in the pro-anaphylactic effect of asa. In conclusion, the data demonstrate for the first time that metoprolol and ramipril exacerbate anaphylactic symptoms by a direct increase in MC reactivity. In contrast, asa aggravates anaphylactic reactions by priming MCs through an indirect mechanism. PGE2 is at least partly involved in this process.

Le choc anaphylactique est une réaction allergique systémique qui survient en quelques minutes et pouvant être fatale. Mon travail de thèse s’articule autour de deux projets dont la finalité est de mieux comprendre le mécanisme physiopathologique. La première partie de ce travail consiste à étudier in vivo chez la souris les contributions des récepteurs Fc aux IgG (FcγRs), des cellules effectrices et des médiateurs contribuant dans un modèle d’anaphylaxie systémique passive induit par une sous-classe particulière d’IgG : des IgG1, des IgG2a ou des IgG2b monoclonales dirigées contre un même antigène. Cette étude a permis de démontrer que le FcγRIII, les neutrophiles et les monocytes/macrophages sont les acteurs majoritaires quelque soit la sous-classe d’IgG de souris ; en revanche, la participation des basophiles ainsi que la contribution relative des médiateurs histamine et PAF sont dépendantes de la sous-classe d’IgG utilisée. La deuxième partie de ce travail consiste à étudier plus particulièrement la population plaquettaire dans un modèle de souris humanisées. Contrairement à la souris, les plaquettes humaines expriment un FcγR, le FcγRIIA déjà identifié comme acteur clé de l’anaphylaxie. Un modèle de choc allergique induit par des IgG humaines dans des souris transgéniques pour le FcγRIIA m’a permis de tester l’hypothèse suivant laquelle les plaquettes participent à l’initiation et/ou à la propagation de la réaction. Ce modèle a permis de mettre en évidence une thrombocytopénie sévère, des complexes plaquettes-leucocytes circulants et de montrer que le transfert de plaquettes ou de leur surnageant restaure les signes cliniques du choc allergique. / Anaphylaxis is a systemic hyperacute allergic reaction that occurs within minutes and can be fatal. The aim of my PhD project is to investigate the physiopathological mechanisms underlying anaphylaxis induction. The first part of my work focused on the contribution of FcγRs, effector cells and mediators in passive murine models of systemic anaphylaxis induced by the different subclasses of mouse specific IgG ; directed against the same antigen: IgG1, IgG2a or IgG2b. This study demonstrated that FcγRIII, neutrophils and monocytes/macrophages are the key players of anaphylaxis induction whatever the mouse IgG subclasses used. On the contrary, basophil participation and the relative contribution of histamine and PAF are IgG subclass dependent. The second part of this work examined the role of platelets in anaphylaxis using a humanized mouse model. Opposing the murine situation, human platelets express an IgG receptor, FcγRIIA. This receptor has already been identified as a key player in anaphylaxis. Using aggregated human IgG to induce anaphylaxis in mice transgenic for FcγRIIA, we tested our hypothesis that platelets contribute to the initiation and/or the propagation of this reaction. Anaphylaxis in this model was accompanied by a severe thrombocytopenia, the presence of circulating platelet-leukocyte complexes and activated platelets. I further demonstrated that the transfer of platelets or their activated supernatent into resistant mice restored features of anaphylactic shock.

La nétose du polynucléaire neutrophile (PN) correspond à la libération de filaments d’ADN recouverts de protéines appelés Neutrophil Extracellular Trap (NETs). Outre leur rôle anti-infectieux, les NETs représentent des acteurs émergents de nombreuses pathologies inflammatoires et nous avons souhaité évaluer leur implication au cours de réactions allergiques.Au cours d’une étude clinique multicentrique notre équipe a mis en évidence un mécanisme alternatif de l’anaphylaxie aux curares, impliquant les PN. La phase aiguë de ces réactions s’accompagne d’une libération de NETs dont la concentration est corrélée avec la sévérité et avec une diminution de l’expression des récepteurs activateurs des IgG à la surface des PN (FcγRs) ; ceci suggère un rôle des complexes immuns (CI) IgG/curares dans la formation des NETs au cours de ces réactions anaphylactiques.Pour confirmer cette hypothèse, la capacité d’activation de la nétose par les CI IgG a été étudiée, via la mise au point d’un modèle de stimulation in vitro des PN humains purifiés.Ce travail montre que 2 récepteurs aux IgG du PN (FcγRIIa et FcγRIIIB) contribuent à la libération de NETs en réponse à différents types de CI.En parallèle, la formation des NETs a été explorée dans un modèle de réaction allergique chronique, l’asthme. Au niveau systémique, la concentration de NETs est associée à la présence d’un asthme sévère mal contrôlé et d’une obstruction bronchique peu réversible. Inversement, la concentration de NETs dans le lavage broncho-alvéolaire est plus élevée au cours de l’asthme modéré et semble traduire un recrutement pulmonaire et une activation des PN en réponse à une colonisation microbienne.Au total nous montrons que les NETs sont libérés au cours des deux modèles de réactions allergiques choisis, aiguë (anaphylaxie aux curares) et chronique (asthme) et qu’ils pourraient représenter des biomarqueurs de sévérité. Des travaux complémentaires sont nécessaires pour déterminer dans quelle mesure les NETs contribuent à la physiopathologie des allergies. / Neutrophil netosis consists in the release of extracellular DNA filaments bound to granular proteins, called Neutrophil extracellular traps (NETs). In addition to their anti-infectious role, NETs are emerging actors of many inflammatory diseases and we decided to investigate their involvement during allergy.In a multicenter clinical study, our team highlighted an alternative mechanism of anaphylaxis to neuromuscular blocking agents (NMBA) involving neutrophils (PN). The acute phase of these reactions is characterized by NETs release which level is correlated with severity and with a decrease in IgG activating receptors (FcγRs) expression on PN; this suggests a role of immune complexes (IC) IgG / NMBA in NETs formation during these anaphylactic reactionsTo confirm this hypothesis, the ability of IgG ICs to activate netosis was studied through the development of an in vitro stimulation model of purified human PNs.This work shows that two PN IgG receptors (FcγRIIa and FcγRIIIB) contribute to NET release upon cellular activation by different ICsIn parallel, NETs formation has been explored in a model of chronic allergic reactions, asthma. At systemic level, NETs levels are associated with severe and poorly controlled asthma as well with the presence of low reversible bronchial obstruction. Conversely, NETs levels in bronchoalveolar lavage are higher in moderate asthma and appear to reflect pulmonary recruitment and activation of PN in response to microbial colonization.Taking together these results show that NETs are released during the two selected models of allergic reactions : acute (NMBA anaphylaxis) and chronic (asthma) and could be used as biomarkers of severity. Furthers works are needed to determine to what extent NETs contribute to the pathophysiology of allergy.

Die Hymenopterengiftallergie betrifft etwa 3% der erwachsenen Bevölkerung in westlichen Ländern und ist eine Hauptursache schwerer und möglicherweise tödlicher Anaphylaxie. Man geht in Europa von jährlich etwa 200 Todesfällen durch schwerste Stichreaktionen aus. Patienten, die eine Anaphylaxie nach einem Hymenopterenfeldstich erlitten haben, haben ein erhöhtes Risiko für Folgereaktionen, die wahrscheinlich einem ähnlichen klinischen Muster wie das vorherige folgen. Infolgedessen und angesichts der oft kontroversen Ergebnisse in der Literatur ist eine eindeutige Identifikation der Risikofaktoren für eine schwere Anaphylaxie nach Feldstich von großer Bedeutung. Eine schwere Anaphylaxie bei einer Hymenopterengiftallergie (HVA) ist mit einer Reihe von Risikofaktoren verbunden. Die erhöhte Mastzelltryptasekonzentration im Serum (MZT), das Vorliegen einer systemischen Mastozytose (SM) und das Alter sind bekannte Risikofaktoren, während andere Faktoren wie das Geschlecht, Komorbiditäten, Ko-Medikation und anaphylaxieassoziierte Befunde (z. B. Zeitintervall zwischen Stich und Auftreten von Symptomen, Hautsymptome) wurden ebenfalls in der Literatur vorgeschlagen, um bei der individuellen Risikobewertung berücksichtigt zu werden. Ihr Einfluss auf die Schwere der anaphylaktischen Reaktion ist jedoch ungenügend definiert und wird oft in der Literatur kontrovers diskutiert. Das Ziel dieser Studie war zu untersuchen, welche Faktoren das Risiko einer schweren anaphylaktischen Reaktion Grad III und IV (nach Ring und Messmer, 1977) nach einem Feldstich bei Patienten mit Hymenopterengiftallergien signifikant erhöhen, um Risikokonstellationen zu identifizieren und Patienten besser beraten zu können. Darüber hinaus wurde untersucht, ob bei Patienten mit schweren anaphylaktischen Reaktionen Grad III und IV nach einem Feldstich vermehrt schwere systemische anaphylaktische Reaktionen während der Einleitungsphase der SIT auftreten. Die vorliegende Arbeit stellt eine Auswertung der in der Zeit von Januar 2007 bis April 2018 in der allergologischen Abteilung der Klinik für Dermatologie am Universitätsklinikum Dresden abgeschlossenen Hyposensibilisierungen bei Patienten mit Bienen- und Wespengiftallergie dar. Das Patientenkollektiv wurde bezüglich unterschiedlicher Patienten- und Anaphylaxiemerkmale untersucht. Eine mögliche Assoziation der erhobenen Parameter mit der Schwere der Anaphylaxie wurde geprüft. Sechs Faktoren korrelierten signifikant mit der Schwere der Anaphylaxie nach Hymenopterenfeldstich: (1) kurzes Zeitintervall zwischen Stich und Auftreten von Symptomen (P = 0,004), (2) Fehlen von Urtikaria oder Angioödem während der Anaphylaxie (P = 0,007), (3) hohes Alter (P <0,001), (4) männliches Geschlecht (P = 0,007), (5) MZT-Erhöhung (P = 0,004) und (6) Vorliegen einer systemischen Mastozytose (P = 0,004). Darüber hinaus war die MZT-Erhöhung signifikant mit dem Fehlen von Urtikaria / Angioödem (P <0,001) und dem höheren Alter (p <0,001) verbunden. Es konnte kein Zusammenhang zwischen dem Schweregrad der Anaphylaxie und Komorbiditäten, der gleichzeitigen kardiovaskulären Medikation, der Konzentration von sIgE oder der Reaktionsschwelle von Hauttests gezeigt werden. Der Schweregrad der systemischen Reaktion während der SIT-Einleitung korrelierte ebenfalls nicht mit dem Schweregrad der Anaphylaxie nach dem Feldstich. Das hohe Alter, das Fehlen von Urtikaria/Angioödem, das kurze Zeitintervall zwischen Stich und Anaphylaxie und das männliche Geschlecht erhöhten signifikant das Risiko einer schweren anaphylaktischen Reaktion nach Hymenopterenfeldstich im logistischen Regressionsmodell. Als möglicher Confounder wurde die Art der Insektengiftallergie ins Modell aufgenommen, die die Ergebnisse nicht veränderte. Dennoch wurde gezeigt, dass das Fehlen von Hautsymptomen (Urtikaria/Angioödem) als Effektmodifikator auf den Einfluss der MZT im Regressionsmodell wirkt. Schließlich war das relative Risiko einer systemischen anaphylaktischen Reaktion während der SIT-Einleitungsphase bei den Patienten mit milder und schwerer Anaphylaxie nach Feldstich gleich. Unter den sechs Variablen, die mit dem Schweregrad der anaphylaktischen Reaktion nach Feldstich korrelierten, sind die MZT-Erhöhung, das Vorliegen einer systemischen Mastozytose und das hohe Alter gut bekannte Risikofaktoren, während das kurze Zeitintervall (≤ 5 Minuten) zwischen Feldstich und Anaphylaxie nur in einer anderen großen Studie gezeigt wurde. Das männliche Geschlecht, dessen Wirkung in verschiedenen Studien bisher kontrovers diskutiert wurde, war ebenfalls ein unabhängiger Risikofaktor für eine schwere Anaphylaxie. In Übereinstimmung mit anderen Studien fanden wir keine Korrelation zwischen dem Vorliegen von kardiovaskulären Nebenerkrankungen im Allgemeinen und dem Schweregrad der Anaphylaxie. Dies könnte darauf hinweisen, dass nur schwere kardiovaskuläre Erkrankungen (z. B. koronare Herzkrankheit, Kardiomyopathie) Prädiktoren für eine schwere Anaphylaxie sind. Zukünftige Studien sind erforderlich, um diese Frage definitiv zu beantworten. Darüber hinaus ergaben unsere Studiendaten keine Hinweise auf eine Zunahme der Schwere der Anaphylaxie durch Einnahme von Beta-Blockern oder ACE-Hemmern. Darüber hinaus konnten wir eine starke Korrelation des Fehlens von Hautsymptomen (Urtikaria/Angioödem) nicht nur mit der Schwere der Anaphylaxie, sondern auch mit der Erhöhung der MZT feststellen, die bekanntermaßen mit dem Vorliegen einer systemischen Mastozytose oder eines Mastzellaktivierungssyndroms korreliert. Neuere Studien haben gezeigt, dass das Fehlen von Hautsymptomen auch ein unabhängiger Risikofaktor für das Vorliegen einer Mastzellerkrankung ist. Dies erlaubt die Annahme, dass das Fehlen von Hautsymptomen nach einem Feldstich in Kombination mit einer erhöhten MZT ein hochsignifikanter Prädiktor für eine schwere Anaphylaxie ist, vermutlich aufgrund des hohen Risikos des Vorliegens einer systemischen Mastozytose. Zur weiteren Abklärung dieser Annahme sollten in zukünftigen Studien die Indikation zur SM-Diagnostik erweitert werden und darüber hinaus die Sensitivität sowie die Spezifität der diagnostischen Methoden verbessert werden, um die Zahl der unterdiagnostizierten SM-Fällen zu reduzieren. Schließlich zeigten die Patienten mit schwerer Anaphylaxie nach Feldstich in unserer Kohorte kein erhöhtes Risiko für systemische Reaktionen während der SIT-Einleitungsphase im Vergleich zu den Patienten mit milder Anaphylaxie. Daher sind erhöhte Vorsichtsmaßnahmen bei der SIT-Einleitung für diese Patienten nicht erforderlich.:Inhaltsverzeichnis 1 Abkürzungsverzeichnis 4 1. Einleitung 6 1.1. Anaphylaxie 6 1.2. Die Hymenopterengiftallergie 6 1.2.1. Örtliche Reaktion 7 1.2.2. Systemische Reaktion 7 1.3. Basisdiagnostik der Hymenopterengiftallergie 8 1.3.1. Anamnese 8 1.3.1.1. Individuelles Anaphylaxierisiko/Risikofaktoren 8 1.3.1.1.1. Stichanaphylaxie in der Anamnese 8 1.3.1.1.2. Alter 9 1.3.1.1.3. Kardiovaskuläre Erkrankung 9 1.3.1.1.4.Asthma 10 1.3.1.1.5. β-Blocker und ACE-Hemmer 10 1.3.1.1.6. Körperliche oder psychische Belastungssituationen 10 1.3.1.1.7. Mastzelltryptasekonzentration (MZT) und Mastzellaktivierungserkrankungen (MCAD)11 1.3.2. Hauttest 13 1.3.3. In-vitro-Tests 14 1.3.3.1 Spezifische Antikörper im Serum 14 1.3.3.1.1. Kreuzreaktionen/Doppelsensibilisierungen und CRD 15 1.3.3.2. Zusätzliche In-vitro-Tests 16 1.3.3.3. Basale Mastzelltryptasekonzentration (MZT) 16 1.4. Behandlung der Hymenopterengiftallergie 16 1.4.1. Behandlung der akuten Reaktion 16 1.4.1.1. Örtliche Reaktion 17 1.4.1.2. Anaphylaxie 17 1.4.2. Langfristige Therapie 17 1.4.2.1. Allergenvermeidung 17 1.4.2.2. Selbsthilfemaßnahmen des Patienten bei erneutem Stich 17 1.4.2.3. Spezifische Immuntherapie (Hyposensibilisierung) mit Hymenopterengift 18 1.4.2.3.1. Mechanismus 19 1.4.2.3.2. Indikation 19 1.4.2.3.3. Kontraindikationen 20 1.4.2.3.4. Durchführung-Therapieschemata 21 1.4.2.3.4.1. Steigerungsphase 21 1.4.2.3.4.2. Erhaltungsphase 23 1.4.2.3.5. Nebenwirkungen 23 1.4.2.3.6. Überprüfung der Wirksamkeit 23 2. Zielsetzung 25 3. Patienten und Methoden 26 3.1. Durchführung der SIT-Einleitung am UKD 26 3.1.1. Ambulante Voruntersuchung 26 3.1.2. Hauttests 27 3.1.3. In-vitro-Tests 29 3.1.4. Indikationsstellung 30 3.1.5. Therapieschemata 30 3.1.6. Injektionsgifte 31 3.1.7. Durchführung der VIT 31 3.1.8. Nebenwirkungen 31 3.2. Auswertung der Patientenakten 32 3.2.1. Auswertung der erhobenen Daten 32 3.2.2. Angewandte statistische Tests 32 3.2.2.1. Bivariate Auswertung 32 3.2.2.2. Multiple logistische Regressionsanalyse 32 3.2.2.3. Relatives Risiko 33 4. Ergebnisse 34 4.2. Anamnese der anaphylaktischen Reaktion nach Hymenopterenfeldstich 35 4.2.1. Verlauf der anaphylaktischen Reaktion 35 4.2.2. Einleitungsphase der SIT 38 4.3. Mögliche Einflussfaktoren auf die Schwere der Reaktion auf Hymenopterenfeldstich 39 4.3.1. Zeit bis zur Reaktion 39 4.3.2. Fehlen von Urtikaria/Angioödemen 40 4.3.3 Kardiovaskuläre Erkrankungen 40 4.3.4.Pulmonale Erkrankungen 41 4.3.5. Alter 42 4.3.6. Geschlecht 43 4.3.7. Kardiovaskuläre Ko-Medikation bei Patienten mit kardiovaskulären Erkrankungen 44 4.4. Mögliche Einflussfaktoren, die erst nach der systemischen Reaktion auf den Insektenstich bestimmt wurden 45 4.4.1. Erhöhte Mastzelltryptasekonzentration 45 4.4.2. Mastozytose 47 4.4.3. Reaktionsschwelle im Prick-/Intracutan-Test 48 4.4.3.1. Patientenkollektiv: Bienengiftsensibilisierung 48 4.4.3.2. Patientenkollektiv: Wespengiftallergie 49 4.4.3.3. Doppelsensibilisierung 49 4.4.4. Höhe des spezifischen IgE 50 4.4.4.1. Patientenkollektiv: Bienengiftallergie 50 4.4.4.2. Patientenkollektiv: Wespengiftallergie 51 4.4.4.3. Doppelsensibilisierung 52 4.4.5. Schwere der Reaktion in der Einleitungsphase der SIT 53 4.5. Zusammenfassung der bivariaten Auswertung 54 4.6. Multiple logistische Regressionsanalyse 55 4.7. Relatives Risiko 58 5. Diskussion 60 5.1 Datenerhebung 60 5.2. Patientenkollektiv 60 5.3. Bivariate Auswertung 61 5.3.1. Zeit bis zur Reaktion 62 5.3.2. Fehlen von Urtikaria/Angioödemen 62 5.3.3 Kardiovaskuläre Erkrankungen 64 5.3.4. Kardiovaskuläre Ko-Medikation 64 5.3.5. Pulmonale Erkrankungen 65 5.3.6. Alter 66 5.3.7. Geschlecht 67 5.3.8. Erhöhte Mastzelltryptase und Mastozytose 67 5.3.9. Systemische Mastozytose (SM) und klonale Mastzellerkrankungen 68 5.3.10. Reaktionsschwelle im Prick-/Intracutan-Test 71 5.3.11. Höhe des spezifischen IgE 72 5.3.12. Schwere der Reaktion in der Einleitungsphase der SIT 72 5.4. Multiple logistische Regressionsanalyse 73 5.5. Relatives Risiko 75 6. Zusammenfassung/Summary 76 6.1. Zusammenfassung 76 6.2. Summary 79 7. Literaturverzeichnis 82 8. Tabellenverzeichnis 91 9. Abbildungs- und Diagrammverzeichnis 93 Danksagung 95 Lebenslauf 96 Anhang 97

Le cetuximab (CTX) est un anticorps monoclonal anti-EGFR indiqué dans les cancers ORL dont les modalités de prescription pourraient être améliorées. Après chimiothérapie d’induction (étude Tremplin), en comparaison au cisplatine, il était moins toxique mais sans améliorer la préservation laryngée. À la première injection, le CTX peut déclencher un choc anaphylactique lié à la préexistence d’IgE anti-αGal. Des tests prédictifs détectant ces IgE ont été développés et réalisés chez 41 patients avec une sensibilité et une valeur prédictive négative de 100%. La relation entre concentrations sériques et efficacité/toxicité a été étudiée chez 34 patients. La pharmacocinétique a été décrite à l’aide d’un modèle combinant des mécanismes d’élimination non saturable (CL) et saturable (k0). La clairance globale du CTX, reflet de l’exposition des patients, était reliée aux survies sans progression et globale (SG). Le grade de radiodermite était associé à la SG. Une simulation pharmacocinétique suggère, qu’en comparaison à l’injection standard de CTX, une injection toutes les trois semaines entrainera des AUC proches mais des concentrations résiduelles différentes. / Cetuximab (CTX) is an anti-EGFR monoclonal antibody approved in head and neck cancer, which prescription modalities may be improved. After induction chemotherapy (Tremplin study), compared to cisplatin, CTX was less toxic but did not improve larynx preservation. During first infusion, CTX can induce an anaphylaxis reaction due to the presence of preexisting anti-αGal IgE. Predictive assays detecting these IgE were developed and tested in 41 patients, with sensitivity and negative predictive values of 100%. Relationship between serum concentrations and efficacy/toxicity was studied in 34 patients. CTX pharmacokinetics was described using a model combining non-saturable (CL) and saturable (k0) eliminations. Global clearance, which reflects patient exposure, was related to progression free and overall (OS) survivals. Severe radiation dermatitis was also associated with OS. A pharmacokinetic simulation suggests that, in comparison to standard CTX infusion, an infusion every three weeks will lead to similar AUC but to different residual concentrations.

Die Ausbildung und der Schweregrad einer Anaphylaxie kann durch verschiedene Co-Faktoren beeinflusst werden. Zu diesen zählen die nichtsteroidalen Antiphlogistika (NSAIDs), die ihre Wirkung über die Inhibition der COX entfalten. Wie NSAIDs den Schweregrad der Anaphylaxie beeinflussen, ist bisher nicht genau bekannt. Interessanterweise zeigen Anaphylaxie-Patienten mit einer NSAID-Hypersensibilität niedrige Konzentrationen des regulatorischen Prostaglandins E2 (PGE2). Zudem zeigen ASA-tolerante und –intolerante Asthma-Patienten variable anaphylaktische Sensitivitäten. Anhand der vorliegenden Arbeit sollte untersucht werden, ob sich eine PGE2-Dysregulation auf die Ausbildung und den Schweregrad der Anaphylaxie auswirkt und ob diese durch genetische Prädispositionen gefördert werden kann. Dazu wurden zunächst die PGE2 Konzentration im Serum von ANA-Patienten und gesunden Individuen gemessen. ANA-Patienten zeigten reduzierte PGE2 Level, die invers mit dem Schweregrad der ANA korrelierten. Unterstützend weisen zwei in der Allergieforschung häufig verwendete Mauslinien, Balb/c und C57BL/6, unterschiedliche PGE2 Level auf, die wiederum invers mit dem ANA-Schweregrad korrelierten. Eine Stabilisierung der PGE2 Konzentration mittels eines pharmakologischen Inhibitors der Hydroxyprostaglandin-Dehydrogenase (15-PGDH-I) in vivo führte zu einer Verbesserung des ANA Schweregrades. Um in diesem Zusammenhang den Einfluss von ASA und PGE2 besser zu verstehen, wurde das Model der systemisch passiven ANA im Mausmodel eingesetzt. ASA verschlimmerte den Schweregrad der ANA durch die Inhibition der COX1/2. PGE2 konnte diese Verschlimmerung über die EP Rezeptoren 2, 3 und 4 reduzieren. Um die zugrundeliegenden Mechanismen der Wirkweise von exogenem PGE2 und EP-Agonisten besser zu verstehen, wurden diese Zusammenhänge in murinen und humanen Mastzellen untersucht. PGE2 reduzierte die Schwere der ANA durch Inhibition der Mastzell-Aktivität in diesem System über die Rezeptoren EP2 und EP4. Anhand der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass bereits homöostatische PGE2 Konzentrationen die Aktivität der Mastzelle verändern und vor einer schweren ANA schützen. Zudem kann der Grad der ANA und der Einfluss des PGE2 auf die Mastzellantwort durch genetische Prädisposition beeinflusst werden. Die pharmakologische Stabilisierung des PGE2 könnte daher eine vielversprechende, therapeutische wie auch vorbeugende Strategie zur Behandlung risikoreicher ANA- Patienten sein. / The clinical outcome of anaphylaxis (ANA) can be affected by several co-factors. Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) are well-known co-factors of ANA acting via COX-inhibition. The NSAIDs-mediated mechanisms altering the severity of ANA are not well-defined. It is reported that patients of ASA (NSAID)-hypersensitivity show low levels of the regulatory prostaglandin E2 (PGE2). Moreover, the effectiveness of PGE2 administration in such patients suggests a critical role of PGE2 in ASA hypersensitivity. In addition, patients of ASA-tolerant and ASA-intolerant asthma show variable ANA sensitivities suggesting a role of genetic variation in susceptibility. The aim of this thesis was to study whether and how PGE2 dysregulation predisposes to ANA and whether genetic pre-dispositions affect the PGE2 system and therefore ANA susceptibility. First, sera from ANA patients and healthy individuals were analyzed for PGE2 levels. ANA patients were characterized by reduced PGE2 levels which inversely correlated with the severity of ANA. This disparity was confirmed by differential PGE2 levels between Balb/c and BL/6 strains, two genetic mouse strains frequently employed in allergy research. PGE2 levels in these mice were again inversely related with the severity of ANA. Results were confirmed by in vivo PGE2 stabilization using 15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase inhibitor (15-PGDH-I). Pharmacological PGE2 stabilization ameliorated ANA severity in mice. A passive systemic ANA (PSA) model was applied to study the impact of ASA on ANA severity and the role of PGE2 in this context. ASA aggravated ANA by inhibiting COX-1/COX-2, while PGE2 reduced the aggravation through EP receptors 2, 3 and 4. To delineate the underlying mechanisms, murine and human mast cells were used to study the impact of exogenous PGE2 and EP agonists. PGE2 attenuated ANA severity by inhibiting MC activation through EP2 and EP4 receptors and interfering with MC signaling. In summary, this thesis demonstrates that homeostatic levels of PGE2 modulate MC activation and protect against ANA severity. The impact of PGE2 on MC responses and ANA susceptibility is governed by genetic variation. Pharmacological stabilization of PGE2 may prove to be a therapeutic or preventive strategy in the management of high-risk ANA patients.

Contexte : L’allergie alimentaire est une réaction excessive du système immunitaire en présence d'un aliment ou d'un additif alimentaire. Chez les enfants d’âge scolaire, sa prévalence varie entre 1 et 10%. Sachant qu’il est impossible de garantir un milieu scolaire sans allergène et que des pratiques très diversifiées de gestion des allergies sont actuellement en place, un guide de bonnes pratiques pour la gestion des allergies alimentaires en milieu scolaire primaire à Montréal a été développé. Objectifs : L’objectif général était d’évaluer l’implantation du Guide à partir de l’expérience vécue par les intervenants impliqués dans la phase pilote. Le contexte d’implantation, les facilitateurs et les limites, les raisons de non-implantation, les adaptations apportées, le niveau d’implantation, la participation des intervenants et leur satisfaction ont également été documentés. Méthodologie : La collecte de données fut réalisée dans 10 écoles primaires de 3 commissions scolaires de Montréal selon une méthode de recherche mixte : des méthodes qualitatives ont été utilisées avec entrevues semi-dirigées et observations ainsi que des méthodes quantitatives avec questionnaires autoadministrés. Résultats : Bien que le Guide n’ait pas été implanté intégralement dans les milieux participants, des changements de pratique ont été notés. Une meilleure sensibilisation aux allergies alimentaires chez le personnel et l’ajout de nouvelles mesures préventives font partie des améliorations remarquées. De plus, grâce au projet-pilote, la gestion des allergies alimentaires n’est plus uniquement associée à l’interdiction des noix et des arachides, mais plutôt à l’importance de la prévention sur plusieurs plans. Conclusion : Les données récoltées permettront d’améliorer le Guide pour diffusion éventuelle des bonnes pratiques de gestion des allergies en milieu scolaire dans toutes les écoles primaires de Montréal. Il est aussi raisonnable d’espérer son adoption au niveau provincial. / Context: A food allergy is an excessive reaction of the immune system in the presence of a certain food or food additive. Among school-aged children, its prevalence varies between 1 and 10%. Knowing it is impossible to guaranty that a school is allergen-free and that very diversified allergy management practices are currently in place, a Best practice guide for the management of food allergy in Montreal primary schools has been developed. Objectives: The general objective was to evaluate the implementation of the Guide based on the providers’ experience involved in the pilot phase. The implementation context, facilitators and limits, reasons of non-implementation, adaptations, level of implementation, and providers’ participation and satisfaction were also documented. Methodology: The data was collected in 10 primary schools among 3 Montreal school boards following a mixed research method: qualitative methods were used with semi-directed interviews and observations, as well as quantitative methods with self-administered questionnaires. Results: Even though the Guide was not entirely implemented in participating schools, some improvement was noted. For example, a better awareness regarding food allergies among the school staff and the addition of new preventive measures were noticed. Also, because of the pilot-project, food allergy management is no longer associated with banning nuts and peanuts anymore, but with the importance of prevention in a more global way. Conclusion: The collected data will allow the improvement of the Guide in order to spread the best practice in food allergy management among all Montreal primary schools. We can also reasonably hope for its adoption at the provincial level.