Panallergens: properties and clinical significance

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The search for causally significant allergens remains a difficult task despite the successful development of molecular allergy diagnostics. Most patients have reactions when they come into contact with several sources of allergens. One of the reasons for polysensitization may be cross-reactivity, in which specific IgE antibodies against one allergen can bind homologous molecules of another allergen. This means that polysensitization, which is observed at first glance during an allergologic examination, may actually be an allergy to only one type of protein (panallergen). In this case, it is possible to carry out allergen-specific immunotherapy with just one allergen or even one protein (panallergen).

This review describes various families of plant and animal origin panallergens, their properties, functions and possible consequences of sensitization of patients with allergies. The review also provides a summary table of protein families of panallergens. Conducting population-based studies and screening of patients with atopy will contribute to gaining new knowledge about panallegens, their contribution to disease manifestations, and the development of effective diagnostic and therapeutic approaches.

About the authors

Stanislava Yu. Petrova

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Author for correspondence.
Email: petrovastanislava@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3034-0148
SPIN-code: 7268-6944

Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Svetlana V. Khlgatyan

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: svetkh@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8354-7682
SPIN-code: 1476-4605

Dr. Sci. (Biology)

Russian Federation, Moscow

Valentina M. Berzhets

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: laball@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5055-7593
SPIN-code: 9097-0947

Dr. Sci. (Biology), Professor

Russian Federation, Moscow

Lyubov N. Nesterenko

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: lnnesterenko3001@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3825-3906
SPIN-code: 6819-7980

Cand. Sci. (Chemistry)

Russian Federation, Moscow

Galina I. Alatortseva

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: alatortseva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9887-4061
SPIN-code: 8911-3000

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Moscow

Olga Yu. Emelyanova

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: laball21@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8071-5385
SPIN-code: 1721-6502

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Moscow

References

  1. Albanova VI, Petrova SYu. Atopic dermatitis. Moscow: GEOTAR-Media; 2022. (In Russ.). doi: 10.33029/9704-6852-4-ATD-2022-1-168
  2. Albanova VI, Petrova SYu. Fundamentals of the pathogenesis and allergodiagnostics of atopic dermatitis: an educational and methodological guide. Moscow: MONICI, 2023. (In Russ.).
  3. Hauser M, Roulias A, Ferreira F, Egger M. Panallergens and their impact on the allergic patient. Allergy Asthma Clin Immunol. 2010;6(1):1. doi: 10.1186/1710-1492-6-1
  4. Dramburg S, Hilger C, Santos AF, et al. EAACI molecular allergology user’s guide 2.0. Pediatr Allergy Immunol. 2023;34(28):e13854. doi: 10.1111/pai.13854
  5. Shewry PR, Napier JA, Tatham AS. Seed storage proteins: structures and biosynthesis. Plant Cell. 1995;7(7):945–956. doi: 10.1105/tpc.7.7.945
  6. Cianferoni A, Muraro A. Food-induced anaphylaxis. Immunol Allergy Clin North Am. 2012;32(1):165 –195. doi: 10.1016/j.iac.2011.10.002
  7. Scheurer S, Schülke S. Interaction of non-specific lipid-transfer proteins with plant-derived lipids and its impact on allergic sensitization. Front. Immunol. 2018;9:1389. doi: 10.3389/fimmu.2018.01389
  8. Mokronosova MA, Korovkina ES. Diverse peach allergy: sensitization to molecular components of allergens from Prunus persica. Medical Immunology. 2013;15(3):215–226. (In Russ.). doi: 10.15789/1563-0625-2013-3-215-226
  9. Skypala IJ, Asero R, Barber D, et al. Non-specific lipid-transfer proteins: allergen structure and function, cross-reactivity, sensitization, and epidemiology. Clin Transl Allergy. 2021;11(3):12010. doi: 10.1002/clt2.12010
  10. Romano A, Scala E, Rumi G, et al. Lipid transfer proteins: the most frequent sensitizer in Italian subjects with food-dependent exercise-induced anaphylaxis. Clin Exp Allergy. 2012;42(11):1643–1650. doi: 10.1111/cea.12011
  11. Sánchez-Monge R, Lombardero M, García-Sellés FJ, et al. Lipid-transfer proteins are relevant allergens in fruit allergy. J Allergy Clin Immunol. 1999;103(3 Pt 1):514–519. doi: 10.1016/s0091-6749(99)70479-3
  12. Anagnostou A. Lipid transfer protein allergy: An emerging allergy and a diagnostic challenge. Ann Allergy Asthma Immunol. 2023;130(4):413–414. doi: 10.1016/j.anai.2023.01.033
  13. Raith M, Zach D, Sonnleitner L, et al. Rational design of a hypoallergenic Phl p 7 variant for immunotherapy of polcalcin-sensitized patients. Sci Rep. 2019;9(1):7802. doi: 10.1038/s41598-019-44208-0
  14. Food Allergy. Eds.: JM James, W Burks, Ph Eigenmann. Elsevier Inc, 2012. doi: 10.1016/C2009-0-42473-5
  15. Morris JS, Caldo KMP, Liang S, Facchini PJ. PR10/Bet v1-like proteins as novel contributors to plant biochemical diversity. Chembiochem. 2021;22(2):264–287. doi: 10.1002/cbic.202000354
  16. Kofler S, Asam C, Eckhard U, et al. Crystallographically mapped ligand binding differs in high and low IgE binding isoforms of birch pollen allergen Bet v 1. J Mol Biol. 2012;422(1):109–123. doi: 10.1016/j.jmb.2012.05.016
  17. Petrova SYu, Khlgatian SV, Berzhets VM. The house dust mites significance in the development of atopy. Russian Journal of Allergy. 2018;15(3):30–34. (In Russ.). doi: 10.36691/RJA148
  18. Agafonova VA, Reshetnikova ID, Fassakhov RS. Component allergy diagnostics: opportunities for predicting the effectiveness of allergen-specific immunotherapy. Practical Medicine. 2016; 95(3):7–12. (In Russ.).
  19. Bohle B. The impact of pollen-related food allergens on pollen allergy. Allergy. 2007;62(1):3–10. doi: 10.1111/j.1398-9995.2006.01258
  20. Valenta R, Duchene M, Pettenburger K, et al. Identification of profilin as a novel pollen allergen; IgE autoreactivity in sensitized individuals. Science. 1991;253(5019):557–560. doi: 10.1126/science.1857985
  21. Van Ree R, Fernández-Rivas M, Cuevas M, et al. Pollen-related allergy to peach and apple: an important role for profilin. J Allergy Clin Immunol. 1995;95(3):726–734. doi: 10.1016/S0091-6749(95)70178-8
  22. Berzhets VM, Alatortseva GI, Nesterenko LN, et al. Research of the protein profile and allergenic properties of the tropomyosin and other allergenic components in the composition of water-salt extract of giant tiger shrimp (Penaeus monodon). Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 2023;49(5)502–508. (In Russ.). doi: 10.31857/S0132342323050111
  23. Woods RK, Abramson M, Bailey M, Walters EH. International prevalences of reported food allergies and intolerances. Comparisons arising from the European Community Respiratory Health Survey (ECRHS) 1991–1994. Eur J Clin Nutr. 2001;55(4):298–304. doi: 10.1038/sj.ejcn.1601159
  24. Sicherer SH, Munoz-Furlong A, Sampson HA. Prevalence of seafood allergy in the United States determined by a random telephone survey. J Allergy Clin Immunol. 2004;114(1):159–165. 10.1016/j.jaci.2004.04.018
  25. Petrova SY, Khlgatian SV, Berzhets VM, et al. The significance of cow’s milk proteins in the development of IgE-mediated food allergy among children. Russian Journal of Allergy. 2019;16(2):38–44. (In Russ.). doi: 10.36691/RJA1196
  26. Faisal D, Vasiljevic T, Osaana D. Effects of selected processing treatments on antigenicity of banana prawn (Fenneropenaeus merguiensis) tropomyosin. Food Sci Technol Int. 2019;54(1):183–193. doi: 10.1111/ijfs.13922
  27. Leung NY, Wai CY, Shu S, et al. Current immunological and molecular biological perspectives on seafood allergy: a comprehensive review. Clin Rev Allergy Immunol. 2014;46(3):180–197. doi: 10.1007/s12016-012-8336-9.28
  28. Buendía E, Zakzuk J, Mercado D, et al. The IgE response to Ascaris molecular components is associated with clinical indicators of asthma severity. World Allergy Organ J. 2015;8(1):8. doi: 0.1186/s40413-015-0058-z
  29. Mikita CP, Padlan EA. Why is there a greater incidence of allergy to the tropomyosin of certain animals than to that of others? Med Hypotheses. 2007;69(5):1070–1073. doi: 10.1016/j.mehy.2006.12.060
  30. Pampura AN, Varlamov EE. The clinical significance of food animal allergens. Russian Journal of Allergy. 2019;16(1)29–35. (In Russ.). doi: 10.36691/RJA18
  31. Kuehn A, Swoboda I, Arumugam K, et al. Fish allergens at a glance: variable allergenicity of parvalbumins, the major fish allergens. Front Immunol. 2014;5:179. doi: 10.3389/fimmu.2014.00179
  32. Hilger C, van Hage M, Kuehn A. Diagnosis of allergy to mammals and fish: cross-reactive vs. specific markers. Curr Allergy Asthma Rep. 2017;17(9):64. doi: 10.1007/s11882-017-0732-z
  33. Liu Z, Trifonova D, Tulaeva I, et al. Albumins represent highly cross-reactive animal allergens. Front Immunol. 2023;14:1241518. doi: 10.3389/fimmu.2023.1241518
  34. Turkina AA, Mayevskaya MV, Zharkova MS, Ivashkin VT. Structure and functions of human serum albumin in normal conditions and in patients with liver cirrhosis. Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology. 2022;32(4):7–16. (In Russ.). doi: 10.22416/1382-4376-2022-32-4-7-16
  35. Mokronosova MA, Bass EA, Arefyeva IA, Zheltikova TM. Cross-rectivity between food and animal allergens in children with atopy. Immunologiya. 2015;36(4):231–233. (In Russ.).
  36. Szépfalusi Z, Ebner C, Pandjaitan R, et al. Egg yolk alpha-livetin (chicken serum albumin) is a cross-reactive allergen in the bird-egg syndrome. J Allergy Clin Immunol. 1994;93(5):932–942. doi: 10.1016/0091-6749(94)90388-3
  37. Virtanen T, Kinnunen T, Rytkönen-Nissinen M. Mammalian lipocalin allergens — insights into their enigmatic allergenicity. Clin Exp Allergy. 2012;42(4):494–504. doi: 10.1111/j.1365-2222.2011.03903.x
  38. Saarelainen S, Rytkönen-Nissinen M, Rouvinen J, et al. Animal-derived lipocalin allergens exhibit immunoglobulin E cross-reactivity. Clin Exp Allergy. 2008;38(2):374–381. doi: 10.1111/j.1365-2222.2007.02895.x
  39. The Union of Pediatricians of Russia. Clinical recommendations. Allergy to cow’s milk proteins in children. 2018. Available from: https://www.pediatr-russia.ru/information/klin-rek/deystvuyushchie-klinicheskie-rekomendatsii/АБКМ%20дети%20СПР.v1%20_2019%20испр.pdf. Accessed: 28.02.2025. (In Russ.).
  40. Maeda Y, Akiyama K. Anaphylaxis after a cat bite. Allergol Int. 2012;61(3):511–512.doi: 10.2332/allergolint.11-LE-0415
  41. Pecquet C. New pets and allergies. Eur J Dermatol. 2012;22(1):14–22. doi: 10.1684/ejd.2011.1555
  42. Guida G, Nebiolo F, Heffler E, et al. Anaphylaxis after a horse bite. Allergy. 2005;60(8):1088–1089. doi: 10.1111/j.1398-9995.2005.00837.x
  43. Leng K., Wiedemeyer K., Hartmann M. Anaphylaxis after mouse bite. J Dtsch Dermatol Ges. 2008;6(9):741–743. doi: 10.1111/j.1610-0387.2008.06616.x
  44. Makarova SG, Namazova-Baranova LS, Vishneva EA, et al. Topical issues of food allergy diagnosis in pediatric practice. Bulletin of the Russian Academy of Medical Sciences. 2015;1:41–46. (In Russ.).
  45. Albanova VI, Pampura AN. Atopic dermatitis. 2nd edn. Moscow: GEOTAR-Media, 2020. (In Russ.). doi: 10.33029/9704-5640-8-АТП-2020-1-144
  46. Gambarov SS, Ktsoyan LA. Reality of modern allergology, allergy diagnostics. Difficult Patient. 2019;17(3):47–49. (In Russ.). doi: 10.24411/2074-1995-10020
  47. Gomez F, Bogas G, Gonzalez M, et al. The clinical and immunological effects of Pru p 3 sublingual immunotherapy on peach and peanut allergy in patients with systemic reactions. Clin Exp Allergy. 2017;47(3)339–350. doi: 10.1111/cea.12901

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 PH “ABV-Press”

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».