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Pflichtseminar Funktionelle Pathologie
Univ. Prof. Dr. Erika Jensen-Jarolim
Latex Allergie• Was ist Latex ?
• Wo kommt Latex vor ?
• Was sind Latex Allergene ?
• Wer hat ein Risiko für Latex Allergie ?
• Pathophysiologie der Latex Allergie
• Management von Latex Allergikern in der Praxis
• Zukünftige Strategien
Latex Allergie• Gummibaum aus Brasilien: Hevea brasiliensis
• 1876: Samen kamen nach London (Henry Wickham)
in das tropische Herbarum
• 1877: 22 Setzlinge nach Singapur gebracht
• 1900: Entwicklung der „Tap“ Technik
Entwicklung des „Bud grafting“
für Hochertrags-Klone
• Plantagen und Farmen
Latex• Thailand
• Indonesien
• Malaysia
• Sri Lanka
Latexproduktion
Naturkautschuk Latex
• Thailand 1 635 000 168 000
• Indonesien 1 324 000 26 000
• Malaysia 777 000 109 000
• Sri Lanka 68 000 3 000
(Tonnen im Jahr 1995)
Sap
CambiumLatex
Rinde
Latex• „Latex Rubber Tapping“
(1 x / 2a)
• Koagulation: „Cup lump“
• Stabilisator (Ammoniak): „Latex“
Latex (Hevea b.): Polymer (cis-1,4-Polyisopren)
• Cup lump: Prozessierung mit Hitze
• Latex als Flüssigkonzentrat:
Konzentrierung, weitere Stabilisierung
60 % Gummi, 40% Wasser, Proteine,...
Vulkanisieren (Erhitzen mit Schwefel)
Akzeleratoren
(Thiuram, Mercaptobenzothiiazol, Carbamat)
Antioxidantien (z.B. substituierte Phenole)
Gutta-percha (Palaquim tree) (trans-Polyisopren)
Latex Allergie• Was ist Latex ?
• Wo kommt Latex vor ?
• Was sind Latex Allergene ?
• Wer hat ein Risiko für Latex Allergie ?
• Pathophysiologie der Latex Allergie
• Management von Latex Allergikern in der Praxis
• Zukünftige Strategien
Latex Allergene
in der MedizinAnästhesie:
Handschuhe, Schläuche, Masken, Endotrachealtuben, ...
Zahnheilkunde:
Handschuhe, Aufbißblock, Zahnpolierer, Gummitücher,...
Latex Allergene in der MedizinAllgemeinmedizin:
Bandagen, Sonden, Gummistopfen,
Injektionsbestecke,
Blutdruckmanschetten,
Durchstichflaschen, Dialysegeräte,...
Latex Allergene im Haushalt• Kleber
• Babyflaschensauger
• Spielzeug
• Luftballone, Tauchbrillen,...
• Kleidung
• Reifen
• Handschuhe
Latex Allergene privat• Kondome
• Kleidung...
Latex Handschuhe: Produktion• Latex Flüssigkonzentrat:
Vulkanisieren (Erhitzen mit Schwefel)
Akzeleratoren (Thiuram, Mercaptobenzothiiazol, Carbamat)
Antioxidantien (z.B. substituierte Phenole)
• Tauchbäder- Aufrauhen- Härtung - Auslaugen -- Trocknung - Vulkanisation- Sterilisation- Waschen - Verpackung
• Puder: Maisstärke...bis 12 h aerogen Latexpartikel nachweisbar !
Handschuhe: Alternative Produkte
Produktname Material Company
• Dermapren Neopren Ansell Inc.
• Neolon Neopren Becton-Dickinson
• Elastyren Styren butadien Hermal Pharm. Inc.
• Flexam Polyvinylchlorid Baxter
• SensiCare, Trutouch Polyvinylchlorid Becton-Dickinson
• Tactylon Styren ethylen but. SmartPractice
Latex Allergie: Kreuzreaktivität• Banane
• Avocados
• Kiwi
• Kastanie
• Kartoffel
• Tomaten
• Mangos
Latex Allergie• Was ist Latex ?
• Wo kommt Latex vor ?
• Was sind Latex Allergene ?
• Pathophysiologie der Latex Allergie
• Wer hat ein Risiko für Latex Allergie ?
• Management von Latex Allergikern in der Praxis
• Zukünftige Strategien
Latex Allergene: Proteinantigene aus Naturlatex
- Antikörper mediierte Immunantwort - SOFORT
Haptene und Metallionen aus Latex-Prozessierung
- Zell mediiert - VERZÖGERT
Defense-related proteins
induziert durch Stress:• Pathogene,
• Wunden
• Chemikalien
• Phytohormone
• Schwermetalle
• Ozon, UV
PR-Proteine
Pathogenesis-related ProteineFamilie Eigenschaft kDa
• PR-1 antifungal 14-17• PR-2 endo-beta-1,3-glukanasen, 31-35• PR-3 endochitinasen 30• PR-4 antifungal, endochit. Aktiv. 13-15• PR-5 antifungal, Thaumatin-like, Osmotin• PR-6 Proteaseinhibitoren 6-13• PR-7 Endoproteasen• PR-8 Chitinasen, Lysozym• PR-9 Peroxidasen• PR-10 Ribonukleasen• PR-11 Endochitinase Aktivität
Andere Pflanzenproteine zur Verteidigung• Thionine• nonspez. Lipid Transfer Proteine (ns-LTPs)• 2S Speicher Albumin• Patatin• Ribosomen-inaktivierebndes Protein (RIPs)• Polygalakturonase Inhibitor Protein (PGIPs)• Nonenzymatische Chitin-bindende Proteine (Hevein, Lektine,...)• Pflanzen Defensine• Cystatine• Prolamin Speicherprotein• Vicillin (7S)• Speicherproteine
Identifizierte Natur Latex AllergeneName Trivialname Physiolog. Rolle
• Hev b 1 Rubber elongation factor rubber biosynthesis• Hev b 2 beta-1,3-glucanase defense-related Protein• Hev b 3 small rubber-particle protein rubber biosynthesis• Hev b 4 Microhelix component defense-related Protein?• Hev b 5 acidic latex protein ?• Hev b 6.01 prohevein, hevein preprotein defense-related Protein• Hev b 6.02 hevein latex coagulation• Hev b 6.03 prohevein C-terminal domain• Hev b 7 patatin-like protein defense-related Protein• Hev b 8 latex profilin structural protein• Hev b 9 latex enolase ?• Hev b 10 MN-superoxide dismutase ?
Latex Allergene: Proteinantigene aus Naturlatex
- Antikörper mediierte Immunantwort - SOFORT
Haptene und Metallionen aus Prozessierung
- Zell mediiert - VERZÖGERT
Latex Allergie• Was ist Latex ?
• Wo kommt Latex vor ?
• Was sind Latex Allergene ?
• Wer hat ein Risiko für Latex Allergie ?
• Pathophysiologie der Latex Allergie
• Management von Latex Allergikern in der Praxis
• Zukünftige Strategien
Latex Allergie - Risiko• Häufige und frühe OPs
• Häufiger Latex Kontakt, z.B. beruflich
• Atopiker
• Allergiker mit bekannten NM Symptomen
gegen Banane, Avocados, Kiwi, Kastanie,
Kartoffel, Tomaten, Mangos
Spina bifida:occulta oder cystica
Patienten meist
Harn- und
Stuhlinkontinenz,
schlaffe Beinparese
Spina bifida:Häufige und frühe Operationen
Oft zeitlebens motorische und sensorische Behinderung
Früherkennung Spina bifida: Ultraschall
Erweiterte WS posterior
zeigt Myelomenigozele
und Spina bifida an
90% Arnold-Chiari Typ II
Cervikale Spina bifida mit
Hydrocephalus internus
• Erweitertes Foramen occipitale magnum
• Verlagerung Kleinhirnwurm nach kaudal (Banana shape)
• Frontal: Lemon sign
Spina bifida: • Genetische Faktoren:
Ein Spina bifida Kind - 2. Kind Risiko 1 : 35
• Umweltfaktoren:
Schäden (?) innerhalb der ersten 25 SS Tage
Folsäuresubstitution (Vit. B9) verringert Chance
für 2. Spina bifida Kind um 72%
Gesunde Ernährung: Cerealien, grünes Gemüse,
Salate, Bohnen, Hefe,...
Latex Allergie• Was ist Latex ?
• Wo kommt Latex vor ?
• Was sind Latex Allergene ?
• Wer hat ein Risiko für Latex Allergie ?
• Pathophysiologie der Latex Allergie
• Management von Latex Allergikern in der Praxis
• Zukünftige Strategien
Latex Allergie - Pathophysiologie• Medizinische Exposition - Sensibilisierung über Mukosa
Neuralrohrdefekte (Myelomeningozele/Meningozele, Spina bifida)Rückenmarks TraumenUrogenitale MißbildungenNeurogene Blase
Typ I Überempfindlichkeit
• Berufsbedingte Exp. - Sensibilisierung über Haut oder aerogenPflegeberufeIndustriearbeiter
Typ IV Überempfindlichkeit
DD: Irritative Dermatitis - nicht immunmediiert
Latex Allergie: Typ I Überempfindlichkeit
Erstbeschreibung schwerer Latex Allergien 1984
Inzidenzen:
• Spina bifida Patienten 18 - 40%
(Food and Drug Administration FDA Report 1991)
• Pflegeberufe 15 - 17%
• Atopiker beruflich exponiert: 25 - 30%
Eigenschaften von Latex Allergenen
die Typ I Reaktionen hervorrufen • Proteine (induzieren auch T-Zell Antwort)
• Enzymaktivitäten
• Niedrige Dosis
• Niedriges Molekulargewicht
• Löslichkeit
• Stabilität
• Inhalt von Peptiden für MHC Klasse II Bindung
Identifizierte Natur Latex AllergeneName Trivialname Physiolog. Rolle
• Hev b 1 Rubber elongation factor rubber biosynthesis• Hev b 2 beta-1,3-glucanase defense-related Protein• Hev b 3 small rubber-particle protein rubber biosynthesis• Hev b 4 Microhelix component defense-related Protein?• Hev b 5 acidic latex protein ?• Hev b 6.01 prohevein, hevein preprotein defense-related Protein• Hev b 6.02 hevein latex coagulation• Hev b 6.03 prohevein C-terminal domain• Hev b 7 patatin-like protein defense-related Protein• Hev b 8 latex profilin structural protein• Hev b 9 latex enolase ?• Hev b 10 MN-superoxide dismutase ?
Pathophysiologie der Latex Allergien:
Typ I oder Typ IV
nach Coombs & Gell
Typ I Typ IV
• NK 1.1+ CD4 T-Zellen bilden frühes IL-4 nach CD1 Kontakt
• Naive CD4 T-Zellen werden geprimt und zu TH2 T-Zellen
• TH2 sezernieren IL-4 - Isotyp Switch - IgE
Frühes IL-4: Rolle für IgE Produktion
IgE sensibilisieren Mastzellen, Granulozyten
MMC MMC CTMC
Ingestion Inhalation Intravenös
Mastzell Aktivierung
Diarrhoe, Erbrechen
Bronchitis, Husten, Asthma
Blutdruckabfall
Schock
Latex Allergie Typ IGefahr des anaphylaktischen Schocks auch unter Antihistaminika Prämedikationbesonders unter Operationen
1 per 5000 - 25 000 AnästhesienABER signifikante Mortalität (3,4%)
Gefährdet sindLatexexponierte Personen, besonders • Spina bifida Patienten - Pflegepersonal - Atopiker • Patienten mit ungeklärten anaphylaktischen Episoden
Latex Allergie• Was ist Latex ?
• Wo kommt Latex vor ?
• Was sind Latex Allergene ?
• Wer hat ein Risiko für Latex Allergie ?
• Pathophysiologie der Latex Allergie
• Management von Latex Allergikern in der Praxis
• Zukünftige Strategien
Latex Allergie Typ I
Testung der Risikopatienten präoperativ:
• Problem erkennen! • Krankengeschichte !• Skin Prick Test• RAST (65 - 95% positiv)• Ausweis bei Allergie
Latex Allergie Typ I
Präoperative Maßnahmen:• Latex-freier OP: erster Patient am Tag• Anästhesie und OP Ausrüstung Latex-frei:
GlasspritzenMedikamente aus Glasampulleni.v. Verabreichung Latex-freiNeopren BallonNeopren Handschuhe,...
Diagnose der Latex Anaphylaxie• Respiratorische Sy:
LarynxödemBronchospasmusLungenödem
• Kardiovaskulär:HypotensionTachykardieherabgesetzter Gefäßwiderstand
• Haut:UrtikariaAngioödeme Zunge und OropharynxPeriorbitales und periorales Ödem
Therapie der Latex AnaphylaxieInitial:• Stop Latexexposition• Freihalten der Luftwege und O2-Gabe• OP, Anästhesie abbrechen• Intravaskuläre Volumensubstitution (2-4 l)• Epinephringabe
Sekundär:•Antihistaminika•Katecholamin Infusion•Korticosteroide•Aminophyllin•Albuterol•Na-Bicarbonat
Pathophysiologie der Latex Allergien:
Typ I oder Typ IV
nach Coombs & Gell
Typ I Typ IV
Gummichemikalien• Vulkanisiermittel: kolloidaler Schwefel• Vulkanisationsbeschleuniger:
Thiurame (TMTD, TMTM, TETD, DPTD), Dithiocarbamate (ZBC, ZDC, ZDMC, DPG), Thiazole (MBT, CBS, MBTS, MOR, MBI), Aldehydamine, Guanidine
• Beschleunigeraktivatoren: Zinkoxid, Stearinsäure,...
• Vulkanisationsverzögerer: Benzoesäure, Phthalsäureanhydrid
• Alterungsschutzmittel: IPPD, CPPD, DPPD, PBN, DOD
• Ozonschutzmittel, Verdickungsmittel, Füllstoffe, Pigmente,Weichmacher, Koaguliermittel, Formentrennmittel
Sensibilisierende GummichemikalienIn Haushaltsgummi• Thiurame• Dithiocarbamate• Mercapto-VerbindungenIn Industriegummi• Alterungsschutzmittel: PPD-Gruppe,• Phenyl--naphthylamin (PBN), Diphenylguanin (DPG)
Gruppenreaktionen: Kreuzreaktivität
Zwei Zell-Kompartimente
Cytosol Antigene: CD8+ CTLs
Vesikuläre Antigene: CD4+ (TH1 = inflammatory T-cells; oder TH2 = helper T cells)
Pathogene und-Produkte: im Cytosol oder Vesikeln
CTL TH1 TH2
APCs: Aufnahme, Prozessierung, Präsentation des Antigens
TH1 Effektorzelle erkennt Antigen: Zytokine erhöhen Permeabilität, Adhäsivität
Rekrutierung von T Zellen, Phagozyten, Plasma: entzündliches Infiltrat
24 - 72 h
Dynamik einer Typ IV Reaktion: Verzögert
APCs: Antigenpräsentation an TH1-Zellen
Chemokine Zytokine Zytotoxine
Chemokine IFN- TNF-, TNF- IL-3, GM-CSF
Makrophagen Rekrutierung
Makrophagen Aktivierung
Gewebszerstörung, Adhäsionsmoleküle
Monozyten Produktion KM
Amplifikation der Immunantwort:
Verzögerung
Allergisches
Kontaktekzem Typ IVtypisch Handekzem • Erythem, Papeln, Vesikel, Nässen, Juckreiz
Latex Allergie• Was ist Latex ?
• Wo kommt Latex vor ?
• Was sind Latex Allergene ?
• Wer hat ein Risiko für Latex Allergie ?
• Pathophysiologie der Latex Allergie
• Management von Latex Allergikern in der Praxis
• Zukünftige Strategien
Strategien gegen
• Deklaration von Latex in medizinischen Produkten
• Isolierung / Erzeugung von Latex Allergenen für
Desensibilisierung
• Standardisierte Extrakte zur Testung
• Kooperation mit der Industrie:
Entwicklung Latex-freier Produkte