Turnip rape and oilseed rape allergy in children with atopic dermatitis

Abstract

Keskivaikeaa tai vaikeaa atooppista ihottumaa sairastavilla lapsilla ruoka-allergia on tavallista. Seesamin siemen- ja sinappiallergia ovat esimerkkejä uusista merkittävistä lasten ruoka-allergioista. Ranskassa sinappiallergia on lasten 4. yleisin ruoka-allergia, jonka vuoksi sinappi on sisältynyt vuosia Tampereen Yliopistollisen sairaalan Ihotautien klinikan pikkulasten ihopistokoesarjaan. Sille havaittiin tulevan paljon positiivisia tuloksia vaikka imeväiset tai pikkulapset eivät sitä juuri syö. Tämän vuoksi samaan Brassicaceae - kasviheimoon kuuluvat rypsi ja rapsi lisättiin ihopistokoesarjaan ja jälleen ihopistokoepositiivisten joukko oli suuri. Rypsin ja rapsin siemenistä valmistettua kasviöljyä käytetään mm. lasten valmisruoissa ja maitokorvikkeissa, mutta niiden mahdollisuutta ruoka-allergian aiheuttajana ei ole aiemmin tutkittu. Väitöstutkimuksessa tehtiin ihopistokokeet rypsille ja rapsille 1887 atooppista ihottumaa sairastavalle lapselle ruoka-allergiaepäilyn vuoksi. Heistä 11%:lla ihopistokoe oli positiivinen rypsille ja/tai rapsille. Kaksikymmentäkahdeksan herkistynyttä lasta tutkittiin tarkemmin ja heistä suurimmalla osalla (89%) ruoka-ainealtistus rypsin siemenellä oli positiivinen joko huulialtistuksena tai syötynä. Laboratoriomenetelmin rypsin ja rapsin pääallergeeneiksi osoittautuivat 2S albumiinit ja niiden rakenteen todettiin olevan hyvin samankaltainen sinapin 2S albumiinien kanssa. Tämän perusteella tutkimme rypsi-, rapsi- ja sinappiherkistymän suhteen 14 ranskalais- ja 14 suomalaislasta, joilla kaikilla oli atooppinen ihottuma ja positiivinen ihopistokoe rypsille. Ruoka-ainealtistus rypsin siemenellä oli positiivinen 36% ranskalaisista lapsista, kaikilla suomalaisilla lapsilla. Sinappialtistus oli positiivinen 36% sekä ranskalais- että suomalaislapsista. Positiiviset tulokset rypsialtistuksessa osoittivat, että rypsi ja rapsi voivat olla kliinisesti merkityksellisiä, uusia ruoka-allergeeneja erityisesti atooppista ihottumaa sairastavilla lapsilla. Tutkimukset osoittivat edelleen, että myös ranskalaislapset voivat olla rypsille/rapsille herkistyneitä. Jatkossa täytyy selvittää voiko rypsiölyssä olla pieniä määriä rypsin ja rapsin 2S albumiineja, jotka riittäisivät herkistämään atooppista ihottumaa sairastavia lapsia ja aiheuttamaan heille atooppisen ihottuman pahenemisen.

Food allergy is common in young children with moderate to severe atopic dermatitis (AD). Cow's milk, egg, fish, soy, nuts and wheat account for most of the food allergies despite the enormous diversity of the diet. Sesame seed and mustard are new important food allergens. Seeds of turnip rape and oilseed rape are increasingly used for vegetable oil production, but whether these oilseed plants could be potential food allergens has not been studied.

In the first part of the present study (I), skin prick testing (SPT) showed a high (11%) sensitization rate to turnip rape and/or oilseed rape in 1887 Finnish infants and young children with AD examined for suspected food allergy. When 28 sensitized children were studied in more detail, most (89%) of them showed positive labial or oral challenge reactions to the seeds of turnip rape.

We next examined whether sensitization to turnip rape and oilseed rape could be associated with other food or pollen sensitizations. A case-control study (II) performed in 64 sensitized children (mean age 2.5 years) with AD showed significant (p Turnip rape and oilseed rape belong to the same Brassicaceae family as mustard which has been reported to cause food allergy in France. Due to this we examined children with AD and positive SPT to turnip rape (14 from France and 14 from Finland) and compared their reactivity to turnip rape, oilseed rape and mustard (III). Open labial or oral turnip rape challenges were positive in 36% of the French children and 100% of the Finnish children. Open oral challenges with mustard were positive in 36% of the French and the Finnish children. Moreover, most of the French and Finnish children had positive SPTs and IgE antibodies in the serum both to oilseed rape and mustard.

In the last study (IV), IgE-binding allergens from oilseed rape and turnip rape seeds were purified and characterized by means of reversed-phase chromatography, N-terminal amino acid sequencing and mass spectrometry. The allergens were identified as 2S albumins, also known as napins. When the purified 2S albumins were compared to mustard 2S albumins, all determined N-terminal sequences of the large subunits were identical. Most of the 72 sensitized Finnish children with AD had IgE antibodies to 2S albumin allergens of turnip rape and oilseed rape in ELISA. The purified 2S albumins from turnip rape and oilseed rape caused positive SPT reactions in all 6 sensitized children with AD tested. In addition to having IgE antibodies to 2S albumins of turnip rape and oilseed rape, most of the sensitized 14 Finnish and 14 French children with AD showed IgE antibodies also to 2S albumins of mustard (III). Preliminary IgE inhibition experiments showed similar cross-wise inhibition patterns between the turnip rape, oilseed rape and mustard 2S albumin allergens.

In conclusion, the present study showed a high sensitization rate to turnip rape and oilseed rape in the Finnish infants and young children with AD. Positive labial and oral challenge reactions further substantiated that the oilseed plants could be clinically relevant food allergens especially in children with AD sensitized to multiple food and pollen allergens. The IgE-binding allergens were identified as 2S albumins which showed homology to mustard 2S albumins. Studies in the sensitized Finnish and French children with AD showed that mustard could be a cross-sensitizing allergen and also cause clinically relevant cross-reactions. Whether rapeseed oil added to food contains minute but sufficient amounts of 2S albumin allergens capable of sensitizing children and exacerbating AD similarly to other allergens needs to be examined in further studies.