Ambrosia artemisiifolia: Ein �neues� Kraut mit hohem allergenen Potenzial
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SUPPLEMENT: Perspektiven der Pneumologie & Allergologie

Ambrosia artemisiifolia: Ein �neues� Kraut mit hohem allergenen Potenzial

Dtsch Arztebl 2015; 112(40): [25]; DOI: 10.3238/PersPneumo.2015.10.02.06

Frank, Ulrike; Ernst, Dieter

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Die Pollen der Ambrosia gelten als einer der st�rksten bekannten Allergentr�ger. Die Pflanze weist zudem nicht nur Pollenallergene, sondern auch Kontaktallergene auf.

Bei Ambrosia artemisiifolia (Beifu�bl�ttriges Traubenkraut, Traubenkraut oder auch Beifu�-Ambrosie; im folgenden Text: Ambrosia) handelt es sich um eine aus Nordamerika eingeschleppte Pflanzenart, die sich � durch den Klimawandel beg�nstigt � zunehmend in Europa und Deutschland ausbreitet. Ambrosia stammt aus der Familie der Korbbl�tler (Asteraceae), w�chst als einj�hrige, krautige Pflanze mit �berwiegend doppelt gefiederten Bl�ttern und kann Wuchsh�hen von 0,2 bis 1,5 m erreichen. H�ufig besiedelt sie Brachfl�chen und Stra�enr�nder.

Ambrosia kann bis zu 6 000 Samen pro Pflanze produzieren (1), wobei der Samen meist nicht durch Wind, sondern vielmehr durch Anhaftungen an Fahrzeugen, Kontaminationen in Vogelfutter oder Transport von Erde verbreitet wird (2) (Abbildung). Auch produziert sie eine enorme Menge an Pollen (bis zu einer Milliarde Pollen/Pflanze [1]). Die Pollen der Ambrosia gelten als einer der st�rksten bekannten Allergentr�ger und k�nnen allergische Reaktionen bis hin zum Asthma ausl�sen, bereits sehr wenige Pollen pro Kubikmeter (circa zehn Pollen/m3) reichen aus, um eine Reaktion auszul�sen (3).

Ambrosia artemisiifolia
Abbildung
Ambrosia artemisiifolia

Zudem verl�ngert sich � mit einer recht sp�ten Bl�tezeit von Juli bis Oktober � die Pollensaison deutlich, was durch ein Ausbleiben von Frost in Zeiten des Klimawandels noch weiter gesteigert werden k�nnte. Ambrosia wird aufgrund der botanisch verwandtschaftlichen N�he und sehr �hnlichen Blattform h�ufig mit dem gemeinen Beifu� (Artemisia vulgaris) verwechselt, zu dem auch Kreuzreaktionen von Ambrosiaallergenen mit Beifu�proteinen bekannt sind (4).

Ambrosia weist zudem nicht nur Pollenallergene auf, sondern auch Kontaktallergene. �ber die in der Ambrosiapflanze enthaltenen Sesquiterpenlactone kann es zu Kontakturtikaria und Kontaktdermatitis kommen (5).

Pollenallergene aus Ambrosia

In den USA sind die Pollen der Ambrosia mit einer Sensibilisierungsrate von circa 26 Prozent ein Hauptausl�ser von allergischen Reaktionen im Sp�tsommer und Herbst (6). Auch in Europa ist eine steigende Pr�valenz zur Sensibilisierung zu erkennen (7). Bislang sind in Ambrosiapollen zehn Allergene, mit zum Teil mehreren Isoformen, bekannt (Tabelle 1). Am bedeutesten ist hierbei das Majorallergen Amb a 1, welches zur Familie der Pektatlyasen z�hlt. Diese spielen in der Pflanze eine Rolle f�r die prim�re Zellwand, indem sie die Spaltung von Pektin (einem Hauptbestandteil) katalysieren. Im Pollen werden Pektatlyasen f�r die Ausbildung des Pollenschlauches und der damit verbundenen Neusynthese an Zellwand ben�tigt. In Pricktests reagieren 95 Prozent der ambrosiaallergischen Personen positiv auf Amb a 1 und weisen erh�hte allergenspezifische Immunglobulin-E-(IgE-)Werte auf (4).

Bekannte Allergene aus Ambrosia artemisiifolia
Tabelle
Bekannte Allergene aus Ambrosia artemisiifolia

Bei dem Ambrosiaallergen mit den zweith�chsten IgE-Reaktionen handelt es sich um eine Cysteinprotease (Amb a 11), auf das bis zu 66 Prozent aller Ambrosiaallergiker reagieren (8). Eine eher untergeordnete Rolle spielen die Allergene Amb a 3, Amb a 5 und Amb a 7. Zu einer weiteren wichtigen Gruppe, den Panallergenen, z�hlen Amb a 6 (ein unspezifisches Lipidtransferprotein), Amb a 8 (Profilin), Amb a 9 und Amb a 10 (Polcalcin, calciumbindende Proteine). Diese Panallergene sind aufgrund wichtiger Funktionen in der Zelle evolution�r stark konserviert und weit verbreitet, was zu breitgestreuten Kreuzreaktivit�ten f�hren kann (9).

Polcalcine (calciumbindende Proteine aus Pollen) kommen ausschlie�lich in Gr�ser-, Kr�uter- und Baumpollen vor, w�hrend Profiline in allen Eukaryoten, also auch in pflanzlichen Nahrungsmitteln oder Latex vorhanden sind (9). Hierdurch k�nnen als Kreuzreaktion auch pollenassoziierte Nahrungsmittelallergien auftreten, so kann ein Ambrosiaallergiker mitunter beim Verzehr von Sellerie, Anis, Pfeffer, Petersilie oder Karotten allergische Reaktionen bekommen (5), auch Kreuzreaktion zwischen Ambrosia, Banane und Melone sind bekannt (10). Die Kreuzreaktivit�t von Ambrosia- mit Beifu�allergenen ist sicherlich sehr bedeutsam, da neben den in beiden Pflanzen enthaltenen Panallergenen (Amb a 6 � Art v 3; Amb a 8 � Art v 4; Amb a 9 � Art v 5) auch Homologien des Majorallergens aus Ambrosia Amb a 1 zu dem in Beifu� weniger relevanten Art v 6 vorhanden sind sowie eine Homologie zwischen dem Minorallergen Amb a 4 und dem Majorallergen Art v 1 aus Beifu� besteht.

Klima- und Umweltfaktoren

Einhergehend mit dem Klimawandel kommt es auch zu einem Anstieg der Temperatur, l�ngeren D�rreperioden, erh�hten CO2-Gehalten in der Luft und auch die Konzentrationen des bodennahen Ozons steigen an. All diese Faktoren genauso wie das anthropogene Stickstoffdioxid (NO2) haben einen Einfluss auf die Vegetation und somit auch auf die allergentragenden Pollen. Untersuchungen unter kontrollierten Gew�chshausbedingungen zeigten, dass erh�htes CO2 genauso wie Trockenstress und die Kombination aus beidem zu erh�hten Proteinmengen von Amb-a-1-Isoformen f�hrt. Auch kam es zum Anstieg eines Quercetin-Derivates, einem Flavonoid, welches durch potenzielles Binden an Allergene einen Einfluss auf die Allergenit�t haben k�nnte (11, 12).

�hnliches konnte auch unter erh�hten NO2-Konzentrationen beobachtet werden, hier zeigte sich eine h�here Allergenabundanz an Amb-a-1-Isoformen, und im Immunoblot mit Seren von Ambrosiaallergikern konnte eine erh�hte spezifische IgE-Detektion nachgewiesen werden (13). Zudem konnte ein unter erh�htem NO2 st�rker auftretendes Protein gezeigt werden, welches von den Seren detektiert werden konnte, bislang aber noch nicht als Ambrosiaallergen beschrieben war. Auch Nitrosylierungen an den Allergenen, die unter NO2-Begasung nachgewiesen wurden, k�nnten einen Einfluss auf die allergische Reaktion haben (13). Anders als unter erh�hten CO2- oder NO2-Werten konnte unter dem Einfluss von erh�htem Ozon (O3) auf das doppelte der Umgebungskonzentrationen, kein signifikanter Anstieg an Amb a 1 in Ambrosiapollen gefunden werden. Unter diesen Konditionen konnte jedoch eine Ver�nderung der Pollenzellwand (weniger Wachskomponenten, mehr Pektin) verzeichnet werden, was sich auch in einer Transkriptanalyse widerspiegelte und einen Einfluss auf die Pollen-Schleimhaut-Interaktion haben k�nnte (14).

Weitere Einflussfaktoren auf die allergische Reaktion

Neben den bislang bekannten Ambrosiaallergenen werden vom Pollen beim Kontakt mit der Schleimhaut auch Substanzen ausgeschieden, die sowohl immunmodulatorische als auch proinflammatorische Effekte zeigen k�nnen. Hierzu z�hlt zum Beispiel die aus dem Pollen stammende NADPH-Oxidase, welche reaktive Sauerstoffspezies freisetzt, was wiederum zur Induktion von spezifischem IgE f�hrt und so die antigeninduzierte allergische Entz�ndung der Atemwege f�rdert (15). Neuste Studien zeigen zudem, dass auch nichtproteinhaltige Polleninhaltsstoffe die allergischen Reaktionen verst�rken k�nnen. So f�hrte die Behandlung von B-Zellen unter Th2-Bedingungen mit Gesamtpollenextrakten, den niedermolekularen Fraktionen des Ambrosiapollenextrakts, als auch dem pollenassoziierten Stoff Phytoprostan E1 (PPE1) zu einer gesteigerten IgE-Aussch�ttung der B-Zellen, nicht aber Amb a 1 alleine. Als Schlussfolgerung ergibt sich, dass die verst�rkte IgE-Aussch�ttung durch die B-Zellen nicht vom eigentlichen Hauptallergen Amb a 1 abh�ngt, sondern vor allem durch niedermolekulare Stoffe wie das PPE1 (16).

In einer weiteren Studie an M�usen konnte gezeigt werden, dass das Majorallergen Amb a 1 nur in Kombination mit dem ebenfalls im Pollen enthaltenen Adenosin eine starke allergene Wirkung im Lungengewebe hat. Wurden die Komponenten einzeln getestet, zeigten sich keine deutlich allergische Reaktion in der Lunge (17).

DOI: 10.3238/PersPneumo.2015.10.02.06

Dr. Ulrike Frank, Dieter Ernst

Helmholtz Zentrum M�nchen,
Deutsches Forschungszentrum f�r Gesundheit und Umwelt, Neuherberg

Interessenkonflikt: Die Autoren erkl�ren, dass keine Interessenkonflikte vorliegen.

@Literatur im Internet:
www.aerzteblatt.de/lit4015

1.
Fumanal B, Chauvel B, Bretagnolle F: Estimation of pollen and seed production of common ragweed in France. Annals of Agricultural and Environmental Medicine 2007; 14: 233 MEDLINE
2.
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3.
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4.
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5.
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19.
Wopfner N, et al.: Molecular and immunological characterization of novel weed pollen pan-allergens. Allergy 2008; 63: 872�81 CrossRef MEDLINE
Ambrosia artemisiifolia
Abbildung
Ambrosia artemisiifolia
Bekannte Allergene aus Ambrosia artemisiifolia
Tabelle
Bekannte Allergene aus Ambrosia artemisiifolia
1.Fumanal B, Chauvel B, Bretagnolle F: Estimation of pollen and seed production of common ragweed in France. Annals of Agricultural and Environmental Medicine 2007; 14: 233 MEDLINE
2.Bullock J, et al.: Assessing and controlling the spread and the effects of common ragweed in Europe (ENV.B2/ETU/2010/0037). European Commission, Final Report, 2012.
3.Toasi A, et al.: Time lag between Ambrosia sensitisation and Ambrosia allergy: A 20-year study (1989�2008) in Legano, northern Italy. Swiss Medical Weekly 2011; 141: 132�53 CrossRef
4.Wopfner N, et al.: The spectrum of allergens in ragweed and mugwort pollen. International Archives of Allergy and Immuno-logy 2005; 138: 337�46 CrossRef MEDLINE
5.Bergmann K-C: Macht Ambrosia krank? Julius-K�hn-Archiv 2014 (445): 14.
6.Arbes SJ, et al.: Prevalences of positive skin test responses to 10 common allergens in the US population: Results from the Third National Health and Nutrition Examination Survey. Journal of Allergy and Clinical Immunology 2005; 116: 377�83 CrossRef MEDLINE
7.Burbach GJ, et al.: Ragweed sensitization in Europe � GA2LEN study suggests increasing prevalence1. Allergy 2009; 64: 664�5 CrossRef MEDLINE
8.Bouley J, et al.: Identification of the cysteine protease Amb a 11 as a novel major allergen from short ragweed. Journal of Allergy and Clinical Immunology 2014; Published Online: April 10, 2015; DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jaci.2015.03.001 CrossRef
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