Alergen adalah protein asing atau semi-antigen (hapten) yang menginduksi produksi antibodi IgE spesifik dan memicu reaksi alergi. Sejak tahun 1873, ketika dokter Amerika Charles Harrison Blackley mengkonfirmasi bahwa serbuk sari adalah penyebab sebenarnya dari chytridiomycosis, semakin banyak alergen yang telah ditemukan (Tabel-1). Alergen yang umum terutama berasal dari tungau debu, serbuk sari, bulu binatang, obat-obatan, makanan dan racun serangga. Alergen yang paling kompleks adalah jamur, serbuk sari dan tungau debu. Alergen yang paling sederhana adalah bulu binatang. Tidak semua protein dalam alergen bersifat alergenik, tetapi tergantung pada kerentanan genetik individu dan kompleksitas alergen, banyak protein dapat dikenali oleh individu yang sensitif dan memicu reaksi alergi. Protein alergen tunggal yang menyebabkan lebih dari 50% pasien alergi memproduksi IgE disebut “protein utama”.
Interaksi alergen dan IgE mendasari perkembangan penyakit alergi seperti rinitis alergi/konjungtivitis, asma, pneumonia hiper-reaktif, urtikaria, eksim, dermatitis kontak, dermatitis atopik dan angioedema. Sebagian besar alergen terdiri dari protein yang memiliki sifat yang sama dengan antigen umum, yaitu mereka merangsang tubuh untuk memproduksi imunoglobulin seperti IgG dan IgM, sementara alergen ini memiliki sifat biokimia dan fisikokimia tertentu yang menyebabkan respon imun yang terlalu aktif pada individu yang sensitif, yaitu reaksi alergi. Sejumlah besar faktor eksogen menyebabkan sistem kekebalan tubuh mengenali protein-protein ini melalui mekanisme pertahanan inang yang berubah. Faktor-faktor ini meliputi: faktor genetik, polutan industri, merokok, infeksi virus, dll. Karakteristik genetik dari inang adalah penting dan meskipun gen yang terkait dengan penyakit alergi saat ini tidak diketahui, diketahui bahwa beberapa alergen serbuk sari seperti ragweed Amerika dan ryegrass menginduksi produksi IgE yang terkait dengan ekspresi gen histokompatibilitas utama tipe I (HLA-A, -B, -C) dan gen tipe II (HLA-DR, -DP, -DQ). Yang terakhir ini, pada gilirannya, sangat penting untuk presentasi fragmen antigenik ke sel T pembantu dan produksi antibodi yang diakibatkannya.
Tabel 14-1 Alergen dan penyakit terkaitnya
Asma dan/atau rinitis alergi
Reaksi alergi (Anafilaksis)
Dermatitis atopik
Serbuk sari rumput
Racun serangga
Tungau debu
Serbuk sari pohon
Obat-obatan
Alergen makanan
Serbuk sari gulma
Alergen makanan
Alergen pekerjaan
Jamur
Tungau debu
Bulu binatang
Alergen pekerjaan
Alergen makanan
I. Nomenklatur alergen
Prinsip-prinsip nomenklatur alergen ditetapkan oleh Subkomite Nomenklatur Alergen dari International Union of Immunological Societies (IUIS). Alergen diberi nama menurut nama taksonomi asalnya. Hal ini dilakukan dengan menggunakan tiga huruf pertama dari nama genus (dipisahkan oleh spasi) dan huruf pertama dari nama spesies (dipisahkan oleh spasi) diikuti oleh angka Arab. Contohnya, antigen utama tungau debu rumah (Dermatophagoides pteronyssinus), Der p 1, terdiri atas tiga huruf pertama dari nama genus Der (spasi) + huruf pertama dari nama spesies p (spasi) + angka Arab 1. Di mana angka 1 mewakili urutan ditemukannya atau kepentingan klinis alergen.
II. Jenis alergen
(i) Alergen yang terbawa udara
1. Serbuk sari
Serbuk sari adalah sel reproduksi jantan dari tanaman berbiji. Serbuk sari diproduksi dan dilepaskan dalam kantung serbuk sari. Bunga-bunga ini terbawa angin atau terbawa serangga, yang pertama disebut bunga yang terbawa angin dan yang kedua bunga yang terbawa serangga. Bunga yang terbawa angin dicirikan oleh hasil panennya yang tinggi, ukurannya yang kecil, bobotnya yang ringan, dan, dalam beberapa kasus, kantung udara, sehingga bisa disebarkan dalam jarak yang sangat jauh. Sebagian besar serbuk sari yang digunakan sebagai alergen di udara terbawa angin.
Tumbuhan yang berbeda memiliki periode berbunga yang berbeda, yang menghasilkan karakter musiman penularan serbuk sari. Botani membagi waktu pembungaan ke dalam tiga fase: permulaan pembungaan, puncak pembungaan, dan akhir pembungaan. Pada awal pembungaan, ketika serbuk sari pertama disebarkan, pada akhir pembungaan, ketika sebagian besar bunga telah memudar, jumlah serbuk sari yang disebarkan berkurang tajam.
Penyebaran serbuk sari di udara juga spesifik secara geografis. Meskipun beberapa serbuk sari dapat tersebar dalam jarak yang sangat jauh, namun pada umumnya tersebar terutama di sekitar area sekitar tanaman berbunga. Distribusi geografis tanaman, karena kondisi geografis yang berbeda dan faktor manusia, juga berkontribusi pada karakter regional penyebaran serbuk sari, yang penting secara epidemiologis dalam kasus demam.
Penyebaran serbuk sari juga dipengaruhi oleh kondisi meteorologi. Secara umum, kondisi lingkungan yang panas dan kering paling cocok untuk penyebaran serbuk sari. Sebaliknya, suhu yang lebih rendah dan kelembapan yang lebih tinggi tidak kondusif untuk penyebaran serbuk sari.
Serbuk sari adalah sumber utama alergen yang terbawa udara dan bertanggung jawab atas 10-20% penyakit alergi. Serbuk sari dapat dibagi menjadi tiga kategori utama: serbuk sari rumput, serbuk sari gulma dan serbuk sari pohon. Komponen alergen dari serbuk sari terutama adalah protein. Serbuk sari yang berbeda memiliki komposisi protein yang berbeda dan antigenisitasnya tidak seragam. Mungkin ada reaktivitas silang antara serbuk sari yang berbeda.
(1) Serbuk sari rumput: Ada banyak jenis serbuk sari rumput yang berbeda dan berbagai alergen. Saat ini, alergen serbuk sari rumput diklasifikasikan ke dalam sepuluh kategori alergen berdasarkan sifat fisikokimia dan imunobiologisnya. Ini mencakup expansin, extensin, ribonuklease, protein seperti inhibitor protease, protein pengikat kalsium dan profilin. (2) Serbuk sari gulma
(2) Serbuk sari gulma: Alergen serbuk sari gulma utama yang terkait erat dengan penyakit alergi adalah serbuk sari dari famili Asteraceae, seperti Artemisia, ragweed, bunga matahari, dan chamomile. Di Amerika Utara dan Eropa, alergen yang paling banyak dipelajari adalah ragweed, yang protein utamanya adalah pectate lyase, yang terkait dengan pembelahan pektin. Untuk degradasi pektin, banyak enzim lain yang diperlukan, seperti poligalakturonase, poli (metilgalakturonase) dan exo-poligalakturonat lyase. Enzim-enzim ini juga telah terbukti hadir sebagai komponen alergen dari serbuk sari pohon.
(3) Serbuk sari pohon: Tergantung pada sumbernya, serbuk sari pohon dapat dibagi menjadi serbuk sari angiosperma (pohon berbunga) dan serbuk sari gymnosperma (pinus dan cemara). Berbagai alergen telah diekstraksi dari serbuk sari pohon. Alergen yang paling penting dalam serbuk sari angiosperma adalah ribonuklease, sedangkan dalam serbuk sari gymnosperma sebagian besar adalah enzim yang terkait dengan degradasi pektin. Perbedaan-perbedaan ini bisa dilihat pada struktur yang berbeda dari kedua jenis serbuk sari.
2. Jamur
Fungi (cendawan) adalah kelas tumbuhan tingkat rendah tanpa perbedaan antara akar, batang dan daun dan termasuk dalam filum Fungi. Tidak mengandung klorofil, sehingga tidak dapat menggunakan bahan anorganik untuk fotosintesis, tetapi hanya kehidupan parasit atau saprofit. Sebagian besar jamur memiliki miselium dan dapat bereproduksi secara seksual atau aseksual. Jamur ini cenderung tumbuh di lingkungan yang hangat dan lembab, sehingga distribusinya bervariasi secara regional, lebih sering terjadi di daerah pesisir pantai atau daerah pedalaman yang lembab, tetapi juga di daerah lain. Distribusi jamur bervariasi dari musim ke musim, umumnya lebih banyak di musim panas dan musim gugur dan lebih sedikit di musim dingin setelah hujan salju. Namun demikian, jamur dapat dengan mudah berpindah ke dalam ruangan dan karenanya menjadi alergen abadi. Jamur alergen terutama adalah jamur non-patogen yang hidup pada materi yang membusuk, tetapi beberapa jamur dapat menginfeksi dan membuat manusia peka.
Jamur umumnya terdiri dari spora dan hifa, keduanya bersifat antigenik, tetapi spora lebih antigenik dan dapat dengan mudah tersebar ke udara, sehingga reaksi alergi jamur terutama disebabkan oleh spora jamur. Pelepasan spora dari berbagai spesies jamur sangat dipengaruhi oleh kondisi eksternal. Contoh ekstrimnya adalah jamur yang disebut Didymella exitialis, yang melepaskan spora hanya pada malam hari setelah hujan. Jamur alergen utama adalah Aspergillus, Mycosphaerella, Penicillium, Streptomyces dan Streptomyces. Aspergillus dan Streptomyces memainkan peran penting dalam perkembangan asma.
Sejumlah besar jamur digunakan dalam pembuatan enzim industri, beberapa di antaranya dapat menjadi alergen potensial. Alergen jamur kerja biasanya merupakan enzim hidrolitik. Sebaliknya, komponen alergenik jamur dalam ruangan sering kali merupakan enzim yang terkait dengan glikolisis.
3. Tungau debu
Tungau debu termasuk dalam filum Arthropoda, kelas Arachnida, ordo Tungau Sejati, keluarga Ixodes, genus Tungau Debu. Hanya beberapa tungau debu yang terkait dengan reaksi alergi, terutama tungau debu rumah (Dermatophagoides pteronyssinus), tungau debu (Dermatophagoides farinae), tungau debu (Euroglyphus maynei) dan lain-lain. Tungau dibagi menjadi dua bagian: karapas dan palpus. Karapas dewasa berbentuk oval, panjangnya sekitar 350 μm, dengan empat pasang kaki. Betina hidup sekitar 100-150 hari, sedangkan jantan hanya bertahan hidup selama 60-80 hari. Air menyumbang 81% dari berat badan tungau dan ketika kelembaban relatif turun sampai 50%, semua tungau debu mati dalam waktu 11 hari, dan tungau debu rumah bahkan kurang toleran terhadap pengeringan.
Bulu manusia dan debu biji-bijian sangat ideal bagi tungau untuk dimakan, sehingga tungau banyak terdapat pada debu tempat tidur dan debu biji-bijian. Karapas tungau, mabung, dan bahkan kotoran semuanya bersifat antigenik. Studi klinis telah menunjukkan bahwa tungau merupakan alergen penting untuk rinitis alergi dan asma bronkial.
4. Alergen hewan
Alergen yang berasal dari hewan lebih umum terjadi di rumah dan lingkungan kerja. Kucing dan anjing adalah sumber alergen yang umum di lingkungan rumah, sementara tikus, marmut, kuda, dan kelinci dapat menjadi sumber alergen yang penting di lingkungan kerja tertentu. Rambut, epitel, bulu, air seni dan air liur hewan-hewan ini semuanya bisa sangat alergenik. Pasien yang alergi terhadap kucing dan anjing sering menunjukkan sensitivitas silang terhadap alergen hewan yang berbeda. Sekarang diakui bahwa albumin dalam serum dapat bertindak sebagai antigen reaktif silang yang relevan.
(ii) Alergen oral
1. Makanan
Secara teoritis, makanan apa pun berpotensi menyebabkan reaksi alergi. Makanan umum yang rentan terhadap reaksi alergi termasuk kacang tanah, kacang-kacangan, makanan laut, jamur, susu, buah-buahan, dll. Perkembangan reaksi alergi makanan sangat kompleks, dari reaksi alergi tipe I hingga tipe IV terlibat. Reaksi alergi terhadap makanan dapat menyebabkan berbagai gejala, termasuk gejala gastrointestinal seperti sakit perut dan diare, gejala kulit seperti urtikaria, angioedema, dan eksim, serta gejala pernapasan seperti asma dan pilek. Alergen yang paling penting dalam makanan termasuk protein bening kecil, pro-myosin, aktin dan protein susu. Beberapa pasien dengan alergi serbuk sari juga dapat mengembangkan reaksi alergi terhadap buah dan sayuran. Hal ini khususnya berlaku untuk serbuk sari birch dan rumput. Selain itu, serbuk sari umum yang bereaksi silang dengan makanan termasuk serbuk sari beech tipe 1 dan alergen tipe 2, yang masing-masing terdiri dari ribonuklease dan aktin.
2. Obat-obatan
Sebagian besar obat yang terkait dengan penyakit alergi memiliki berat molekul kecil dan umumnya dalam bentuk antigen. Obat-obatan khas yang terkait dengan reaksi alergi yang timbul dengan cepat adalah antibiotik dan anestesi, yang dapat menyebabkan reaksi alergi dalam dosis kecil. Reaksi parah seperti anafilaksis biasanya terkait dengan obat suntik.
(iii) Alergen yang dapat disuntikkan.
Paparan alergen melalui jalur suntik juga umum terjadi. Sebagian besar disebabkan oleh sengatan serangga, tetapi bisa juga disebabkan oleh obat suntik. Serangga utama yang dapat menyebabkan reaksi alergi adalah lebah, lebah, semut dan nyamuk, dengan racun lebah menjadi yang paling penting dari alergen ini, tetapi menyebabkan anafilaksis jarang terjadi. Racun serangga di atas memiliki komposisi yang serupa dan terutama mengandung amina vasoaktif, peptida dan beberapa enzim inflamasi seperti fosfolipase, hialuronidase, dan asam fosfatase.
Tabel 2 Sumber alergen yang umum
Jenis alergen
Contoh
Waktu penyebaran
Alergen yang terbawa udara
Serbuk sari
Rumput
Gulma
Pohon
Rumput ryegrass, oat liar, timothy, bermudagrass, duckweed
Artemisia, ragweed, pisang raja, jelatang besar, quinoa, rumput
Birch, alder, cemara, hazel, beech, oak, hammock
Musim semi/awal musim panas
Musim panas/musim gugur
Musim dingin/musim semi
Jamur mikoriza
Aspergillus, Streptomyces, Mycosphaerella,
Abadi
Tepung biji-bijian
Gandum, oat, gandum hitam
Abadi
Produk tanaman
Karet, papain, protease nanas, pernis
Abadi
Bulu dan air seni hewan
Kucing, anjing, kuda, tikus, marmut, kelinci, sapi
Abadi
Bulu burung
Merpati, ayam, bebek, burung beo.
Abadi
Tungau debu
Tungau debu rumah, tungau debu,
abadi
Alergen oral
Makanan
Makanan laut, kacang-kacangan, tepung, telur, buah, kacang-kacangan, biji wijen, jamur, kentang, kopi, cokelat, minuman beralkohol
Bukan musiman
Obat-obatan
Antibiotik seperti penisilin dan sulfonamida, lutetrabenazine, karbamazepin, dll.
Bukan musiman
Alergen yang dapat disuntikkan
Serangga
Lebah, tawon dan beberapa serangga hymenopterous seperti nyamuk
Musim panas
Obat-obatan
Produk darah, serum, vaksin, agen kontras, obat-obatan (termasuk obat anti-asma dan antibiotik)
Tidak ada musiman
Tabel 3 Serbuk sari yang bereaksi silang dengan alergen makanan
Serbuk sari
Makanan
Birch
Apel, ceri, lobak, pir, persik, plum, adas, kentang, kacang tanah, madu, seledri, kemiri, bayam, gandum, soba
Artemisia absinthium
ceri, wortel, semangka, chamomile, apel, hazelnut
Rumput
Melon, tomat, jeruk, ceri
Bunga Dinding
Ceri, melon
Ragwort
Melon, chamomile, madu, karet, biji melon
Pinus
Kerucut pinus
Kemiri
Kemiri