遺伝子情報で管理するアレルギーと症状の軽減

Posted on 2024年 12月 6日 咳女性

アレルギーは、遺伝的要因と環境要因が相互に作用して発症する免疫系の異常反応です。近年の研究により、アレルギー疾患の発症や重症度には特定の遺伝子が関与していることが明らかになっています。遺伝子情報を活用することで、個別最適化されたアレルギー管理が可能になり、症状の軽減や発症リスクの低減につながると期待されています。

本記事では、アレルギーと遺伝の関係、主要なアレルギー関連遺伝子、遺伝子検査を活用した管理方法について詳しく解説します。


1. アレルギーと遺伝の関係

アレルギー疾患には、花粉症、喘息、アトピー性皮膚炎、食物アレルギーなどさまざまな種類があります。これらの疾患は、免疫系が特定の物質(アレルゲン)に対して過剰反応を示すことで発症します。

(1) 遺伝の影響はどのくらい?

遺伝子とアレルギーの関連性を示す研究の一つに、双生児研究があります。遺伝的に同一の一卵性双生児と、遺伝子の50%を共有する二卵性双生児のアレルギー発症率を比較すると、一卵性双生児の方が発症率が高いことが報告されています(Ober & Yao, 2011)。

また、両親のどちらかがアレルギーを持っている場合、子どもがアレルギーを発症するリスクは約2倍になるとされています。両親ともにアレルギーを持つ場合、そのリスクはさらに高まります。

(2) 主要なアレルギー関連遺伝子

遺伝子解析の進歩により、アレルギー発症に関与する遺伝子がいくつか特定されています。特に、IL-4R、FLG、HLA-DQ などの遺伝子がアレルギーリスクと強く関連していることが分かっています。

  • IL-4R(インターロイキン4受容体遺伝子):気管支喘息や花粉症のリスクを高める
  • FLG(フィラグリン遺伝子):皮膚バリア機能に関与し、アトピー性皮膚炎の発症に関連
  • HLA-DQ(ヒト白血球抗原遺伝子):食物アレルギーのリスクに関与

これらの遺伝子を解析することで、個人のアレルギーリスクを事前に把握し、適切な予防策を講じることが可能になります。


2. 遺伝子検査を活用したアレルギー管理

(1) 遺伝子検査によるリスク評価

遺伝子検査では、アレルギーに関連する遺伝子の多型(SNP)を解析し、個人のリスクを評価します。例えば、以下のような情報を得ることができます。

遺伝子関連アレルギーリスクの影響推奨される管理方法
IL-13気管支喘息高リスク型では喘息発症率が上昇室内環境の改善、吸入ステロイドの使用
FLGアトピー性皮膚炎皮膚バリア機能の低下保湿ケアの徹底、低刺激性スキンケア
HLA-DQ食物アレルギー免疫系の過剰反応除去食の実践、アレルゲン免疫療法

このような情報を活用することで、症状が出る前に予防策を講じることが可能になります。

(2) 個別最適化された予防策の実践

遺伝子情報をもとに、個々の体質に合わせたアレルギー管理を行うことで、より効果的な対策が可能になります。

① 花粉症・気管支喘息の管理(IL-4R, IL-13)

  • 空気清浄機の使用:花粉やダニのアレルゲンを除去
  • 抗ヒスタミン薬や吸入ステロイドの適切な使用
  • 腸内環境の改善(プロバイオティクス摂取)

② アトピー性皮膚炎の管理(FLG)

  • 保湿を徹底し、皮膚バリアを強化
  • 低刺激性のスキンケア製品を使用
  • 食物アレルギーとの関連を考慮し、食事管理を行う

③ 食物アレルギーの管理(HLA-DQ)

  • 特定のアレルゲンを避ける食事計画を策定
  • 医師と相談しながら経口免疫療法(OIT)を検討
  • 重症の場合、エピペン(アドレナリン自己注射薬)を常備

3. アレルギーと環境要因の相互作用

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遺伝子だけでなく、環境要因もアレルギーの発症や悪化に影響を与えます。遺伝子情報と環境要因を組み合わせて管理することで、より効果的な症状軽減が可能になります。

  • 腸内細菌叢(マイクロバイオーム)
    • 特定のプロバイオティクス(ビフィズス菌、L. ロイテリ)がアレルギー症状を軽減
    • 腸内細菌のバランスを整えることで、免疫系の過剰反応を抑制
  • 環境要因の調整
    • 室内のダニ・カビの管理(掃除・換気の徹底)
    • 乳児期のペット飼育が喘息リスクを低減する可能性(Lodge et al., 2012)

これらの要素を考慮し、遺伝子情報と環境要因を組み合わせたアプローチを取ることが重要です。

4. 遺伝子情報を活用したアレルギー治療の最前線

遺伝子解析技術の発展により、アレルギー疾患の治療法も大きく進化しています。従来の対症療法に加え、遺伝子情報を活用した個別最適化治療が可能になりつつあります。


(1) バイオ医薬品と遺伝子情報

近年、アレルギー治療においてバイオ医薬品の利用が増えています。これらの薬剤は、特定の免疫反応を制御することで症状を軽減しますが、遺伝子によって効果の個人差があることが分かっています。

バイオ医薬品適応アレルギー疾患作用機序関連遺伝子
デュピルマブ(Dupilumab)アトピー性皮膚炎、喘息IL-4, IL-13のシグナル抑制IL4R
オマリズマブ(Omalizumab)重症喘息、慢性蕁麻疹IgEの阻害FCER1A
メポリズマブ(Mepolizumab)好酸球性喘息IL-5の阻害IL5

遺伝子検査を行うことで、どのバイオ医薬品が最も効果的かを事前に予測し、個別化治療を実現することが可能です(Wechsler et al., 2019)。


(2) 遺伝子編集技術(CRISPR-Cas9)とアレルギー治療

CRISPR-Cas9技術の発展により、アレルギー疾患の根本治療の可能性が研究されています。例えば、IL-4R遺伝子の特定の変異を修正することで、喘息やアトピー性皮膚炎の発症リスクを低減する試みが進められています(Plaschkes et al., 2021)。

また、食物アレルギーに関しても、HLA-DQ遺伝子の改変により免疫反応を調整する治療法が開発される可能性があります。これが実現すれば、食物アレルギー患者の生活の質が大きく向上することが期待されます。


5. 遺伝子情報とライフスタイルの最適化

遺伝子情報を活用すれば、アレルギーを予防・管理するためのライフスタイルも個別最適化できます。

(1) 栄養とアレルギーの遺伝的関係

アレルギー体質に関連する遺伝子が判明したことで、食事の影響をより精密に管理することが可能になっています。

  • FADS1遺伝子変異とオメガ3脂肪酸代謝
    • 一部の人はオメガ3脂肪酸を効率的に代謝できず、EPAやDHAを直接摂取することで抗炎症作用を最大化できる
  • HLA-DQ遺伝子とグルテン感受性
    • グルテンアレルギー(セリアック病)と強い関連があり、遺伝子検査によって小麦摂取のリスクを評価できる
  • IL-10遺伝子とプロバイオティクスの効果
    • IL-10の活性が低い人は、乳酸菌やビフィズス菌の摂取で免疫バランスを整えるとアレルギー症状が軽減しやすい

このように、遺伝子情報を活用することで、より効果的な食事戦略を設計できます。


(2) 環境要因の最適化

アレルギー発症には環境要因も大きく関与しています。遺伝子情報を活用することで、どのような環境要因に注意すべきかを特定し、生活環境を最適化することが可能です。

  • IL-33遺伝子変異を持つ人:ダニアレルギーになりやすいため、空気清浄機や防ダニ寝具を積極的に活用
  • ORMDL3遺伝子変異を持つ人:タバコ煙や大気汚染による喘息悪化リスクが高いため、空気の質を重視した生活環境づくりが重要
  • FLG遺伝子変異を持つ人:皮膚バリア機能が弱いため、乾燥を防ぎ、高湿度環境を維持

6. 遺伝子情報を活用した未来のアレルギー管理

今後、遺伝子解析技術のさらなる発展により、より精密で個別化されたアレルギー管理が可能になると考えられます。

(1) AIを活用したパーソナライズド予防策

AI技術を活用することで、遺伝子情報・健康データ・生活習慣データを統合し、リアルタイムでアレルギーリスクを管理できる時代が近づいています。

  • AIによるリスク予測
    • 遺伝子検査結果と環境データ(気温、花粉飛散量など)を組み合わせて、個別のアレルギーリスクをリアルタイムで評価
  • スマートデバイスとの連携
    • ウェアラブルデバイスを活用し、皮膚の水分量や心拍数をモニタリングし、症状悪化の兆候を検出

(2) 遺伝子編集と個別化医療の進化

遺伝子治療がさらに進化すれば、アレルギー体質そのものを根本的に改善する治療法が開発される可能性があります。例えば、CRISPR-Cas9を利用した遺伝子修正により、免疫系の過剰反応を抑制し、アレルギーを根本的に防ぐ治療法が研究されています。

7. 遺伝子情報に基づくアレルギーの個別最適化管理

遺伝子情報の活用により、アレルギーの管理方法を個々の体質に合わせて最適化することが可能になります。ここでは、遺伝子検査を活用したアレルギーの個別管理について、具体的な手順を紹介します。


(1) 遺伝子検査の受診と結果の解釈

まず、信頼性の高い遺伝子検査を受けることが重要です。アレルギー関連の遺伝子を解析することで、以下のような情報が得られます。

遺伝子関連アレルギー影響の特徴推奨される管理策
IL-4R気管支喘息・花粉症IL-4の過剰産生で炎症が増加抗ヒスタミン薬や吸入ステロイドを活用
FLGアトピー性皮膚炎皮膚バリアが弱く乾燥しやすい保湿ケア、抗炎症薬の利用
HLA-DQ食物アレルギー免疫系の過剰反応除去食、アレルゲン免疫療法の検討

検査結果をもとに、医師や専門家と相談しながら、個別最適化された管理プランを作成します。


(2) アレルギー発症リスクに応じた予防策の実施

① 低リスクの人(予防的アプローチ)
  • 健康的な食生活を維持し、アレルギーの発症を防ぐ
  • 生活環境を整え、アレルゲンの影響を最小限にする
② 高リスクの人(積極的な管理)
  • 定期的な検診を受け、アレルギー症状の発症を早期に把握
  • 医師の指導のもと、免疫療法や適切な薬物療法を実施

8. 遺伝子情報を活用した新しいアレルギー治療法

最新の研究では、アレルギー治療の新たな方法として、遺伝子情報を活用したアプローチが注目されています。

(1) 免疫療法と遺伝子情報の活用

**アレルゲン免疫療法(AIT)**は、アレルゲンを少量ずつ投与して免疫系を徐々に適応させる治療法です。遺伝子情報を活用することで、どの患者に免疫療法が最も効果的かを事前に予測することが可能になりつつあります。

  • HLA遺伝子の多型によって、免疫療法の効果に個人差があることが判明(Bousquet et al., 2020)
  • 遺伝子解析を行うことで、より高い成功率が期待できる患者を特定

(2) マイクロバイオームとアレルギーの関係

腸内細菌叢(マイクロバイオーム)がアレルギー発症に大きな影響を与えることが明らかになっています。特に、遺伝子によって腸内環境のバランスが異なり、特定のプロバイオティクスが有効かどうかが変わることが報告されています。

  • FUT2遺伝子の変異がある人:ビフィズス菌を積極的に摂取することでアレルギー症状が軽減する可能性
  • IL-10遺伝子の活性が低い人:L. ロイテリ菌が免疫調整に効果的

この知見を活用し、個々の遺伝子型に応じたプロバイオティクスの選択が可能になる未来が期待されています。


9. 遺伝子情報を活用した環境管理とライフスタイル調整

遺伝子情報を活用することで、より効果的に環境管理を行うことが可能になります。

(1) 住環境の最適化

遺伝的に特定のアレルギーにかかりやすい人は、生活環境の管理を徹底することで症状を軽減できます。

  • IL-33遺伝子変異がある人:ダニやカビによるアレルギーリスクが高いため、空気清浄機の活用や定期的な換気を推奨
  • ORMDL3遺伝子変異がある人:大気汚染が喘息を悪化させる可能性があるため、PM2.5対策を強化

(2) 運動習慣の最適化

アレルギー疾患を持つ人は、遺伝的な要因を考慮しながら、適切な運動を行うことが重要です。

  • 気管支喘息のリスクが高い人(IL-4R, IL-13変異)
    • 運動誘発性喘息を防ぐため、ウォームアップをしっかり行う
    • 屋内での低強度運動(ヨガ、ストレッチ)が推奨される
  • アトピー性皮膚炎のリスクが高い人(FLG変異)
    • 発汗による症状悪化を防ぐため、運動後のシャワーを徹底
    • 水泳などの低刺激な運動が適している

10. 遺伝子検査を活用した未来のアレルギー対策

今後の技術革新により、遺伝子情報を活用したアレルギー管理はさらに高度化していくことが予想されます。

(1) AIとビッグデータによる予防医療

AIを活用したアレルギー管理が進展し、個人の遺伝情報、生活環境データ、リアルタイムの健康データを統合してアレルギーリスクを予測できるようになります。

  • 遺伝子検査とスマートデバイスの連携
    • 皮膚の湿度や体温を測定し、アトピー性皮膚炎の悪化をリアルタイムで検出
    • 呼吸データを解析し、喘息発作のリスクを事前に警告

(2) 遺伝子編集によるアレルギーの根本治療

CRISPR-Cas9を活用した遺伝子編集技術が進化すれば、アレルギー体質自体を修正する治療法が開発される可能性があります。

  • IL-4R遺伝子の修正により、喘息や花粉症の発症リスクを大幅に低減
  • HLA-DQ遺伝子の改変で食物アレルギーの根本的な治療が可能に

11. 遺伝子情報を活用したアレルギー治療の未来

遺伝子情報を基にしたアレルギー管理の技術は急速に発展しており、今後はより個別最適化された治療が可能になると期待されています。

(1) 遺伝子ワクチンによるアレルギー予防

従来のアレルゲン免疫療法(舌下免疫療法や皮下注射)は、長期間にわたる治療が必要ですが、近年の研究ではDNAワクチンを用いたアレルギー予防が注目されています。

  • IL-10を誘導する遺伝子ワクチン
    • アレルギー反応を抑制するIL-10(抗炎症サイトカイン)の発現を促進
    • 花粉症や食物アレルギーの予防に応用が期待される
  • CRISPRベースのワクチン
    • IL-4R遺伝子の調整により、喘息やアトピー性皮膚炎の発症を抑制
    • HLA遺伝子の改変による食物アレルギーの軽減

このような技術が実用化されれば、アレルギー疾患の発症を根本から防ぐことが可能になるかもしれません(Akdis, 2021)。

(2) 遺伝子情報とナノテクノロジーを活用した薬剤開発

ナノテクノロジーを活用した新しい治療法として、ターゲット遺伝子に直接作用するRNA治療が研究されています。

  • siRNA(小干渉RNA)を利用した治療
    • IL-4、IL-5、IL-13の発現を制御し、アレルギー反応を抑制
    • 皮膚や気道に直接送達できるナノ粒子技術と組み合わせることで、高い治療効果が期待される
  • mRNAワクチン技術の応用
    • 新型コロナウイルスワクチンに用いられたmRNA技術を活用し、アレルギー抑制タンパク質の産生を促進

これにより、アレルギーの根本治療が可能になる時代が近づいています(Zhang et al., 2022)。

12. 遺伝子情報を活用した次世代アレルギー診断

(1) ポリジェニックリスクスコア(PRS)を用いたアレルギーリスク評価

最新の遺伝子解析では、複数の遺伝子を組み合わせた「ポリジェニックリスクスコア(PRS)」を活用することで、より精密なアレルギーリスク評価が可能になっています。

  • PRSを活用した喘息リスク予測
    • 数百の遺伝子変異を解析し、個人の喘息発症リスクを数値化
    • 小児期から予防策を立てることで、発症リスクを大幅に低減
  • アトピー性皮膚炎の個別リスク評価
    • FLG、IL-13、TSLP などの遺伝子変異を組み合わせたPRSを開発
    • 乳児期から適切なスキンケアを行うことで、発症を抑える

PRSを活用することで、単一遺伝子では予測できなかったリスクを統合的に評価し、より効果的な予防策を講じることが可能になります(Dijk et al., 2023)。

(2) AIを活用したパーソナライズドアレルギー診断

AI技術を活用することで、遺伝子情報、環境データ、健康診断結果を統合し、個別最適化されたアレルギー管理が可能になります。

  • AIによる花粉症予測システム
    • 遺伝子型 × 花粉飛散量 × 天気データ を組み合わせて、リアルタイムで症状悪化リスクを予測
    • 予測データに基づいた薬の服用タイミングを提案
  • スマートデバイスとの連携
    • スマートウォッチで皮膚の水分量、血中酸素濃度を測定し、アレルギー発症リスクをリアルタイムでモニタリング
    • AIが個別のアレルギー対策を提案し、症状を事前に管理

これにより、個別最適化されたアレルギー予防がリアルタイムで行える時代が訪れようとしています。

13. 遺伝子情報と環境要因の統合的アプローチ

アレルギーの発症には、遺伝的要因だけでなく、環境要因も大きく関与しています。最新の研究では、遺伝子情報と環境要因を統合的に解析し、最適な生活環境を提案するシステムが開発されています。

(1) 環境要因と遺伝子情報を組み合わせた管理法

  • 腸内細菌叢(マイクロバイオーム)とアレルギー
    • 遺伝子型によって、特定の腸内細菌がアレルギーの発症を抑制することが判明
    • プロバイオティクス(L.ロイテリ菌、B.ビフィダム)の摂取が特定の遺伝子型で有効
  • 食事と遺伝子の相互作用
    • FADS1遺伝子変異がある人は、EPAやDHAの摂取量を増やすことで炎症を抑制
    • HLA-DQ遺伝子変異を持つ人は、小麦摂取を控えることでアレルギーリスクを低減
  • 室内環境の管理
    • IL-33遺伝子変異を持つ人は、空気清浄機や除湿機を使用することでダニアレルギーの症状を軽減
    • ORMDL3遺伝子変異がある人は、大気汚染対策を強化し、喘息リスクを抑える

14. 遺伝子情報を活用したセルフケアの実践ガイド

遺伝子検査の結果を日常生活に活かし、アレルギー症状を管理するための具体的なセルフケア方法を紹介します。

(1) 遺伝子型に応じた食事の最適化

遺伝的リスクに応じた食事調整は、アレルギーの発症や悪化を防ぐ重要な手段です。

① 抗炎症作用のある食品を摂取
  • IL-13遺伝子変異を持つ人:
    • 気道の炎症が起こりやすいため、オメガ3脂肪酸(サーモン、チアシード) を積極的に摂取
    • 抗酸化作用の高い食品(ブルーベリー、緑茶)が有効
  • FLG遺伝子変異を持つ人:
    • 皮膚のバリア機能が低下しやすいため、ビタミンE(アボカド、ナッツ類)やセラミド(玄米、小麦胚芽) を補給
② 食物アレルギーのリスクを考慮した食事制限
  • HLA-DQ遺伝子の影響を受ける人:
    • 小麦アレルギーの可能性が高いため、グルテンフリーの食事が有効
    • 代替食品として、キヌアやソバを活用

(2) 環境対策と生活習慣の最適化

① アレルゲンの管理
  • IL-33遺伝子変異がある人(ダニ・ホコリアレルギーのリスクが高い):
    • 高性能HEPAフィルター付きの空気清浄機を使用
    • 布団やカーペットを頻繁に洗濯し、防ダニカバーを活用
  • ORMDL3遺伝子変異がある人(大気汚染やPM2.5に敏感):
    • 窓を閉め、室内空気を浄化するために植物(サンスベリア、ポトス)を配置
② ストレス管理と免疫調整
  • BDNF遺伝子の影響を受けやすい人(ストレスによる炎症悪化のリスクが高い):
    • 瞑想やマインドフルネスを実践し、自律神経を整える
    • ヨガやウォーキングを取り入れ、ストレス軽減を図る

15. 遺伝子情報を活用した未来のアレルギー予防戦略

今後、遺伝子情報の活用がさらに進むことで、アレルギー管理の選択肢が広がると考えられています。

  • 遺伝子編集技術によるアレルギーの根治療法の開発
  • AIとビッグデータを活用したリアルタイム健康管理システムの普及
  • パーソナライズド医療による、個々のリスクに最適化された治療法の提供

遺伝子情報を活用することで、アレルギーの予防・管理はより精密かつ個別化されたものとなり、私たちの生活の質を大幅に向上させることが期待されます。

まとめ

遺伝子情報を活用することで、アレルギーの発症リスクを事前に評価し、個別最適化された予防・管理が可能になります。IL-4R、FLG、HLA-DQ などの遺伝子がアレルギーに関与し、それに基づく食事・環境・医療管理が症状の軽減につながります。さらに、AIや遺伝子編集技術の進展により、アレルギーの根本的な予防と治療が現実的になりつつあります。今後、個々の遺伝的特性に合わせたパーソナライズド医療が、アレルギー対策の主流になるでしょう。

詳しくは ヒロクリニック全国のクリニック一覧 をご覧ください。

Posted on 2024年 12月 6日 咳女性

过敏是免疫系统的异常反应,由遗传和环境因素相互作用而产生。最近的研究表明,某些基因与过敏性疾病的发病和严重程度有关。利用基因信息可以实现个性化优化的过敏管理,有望减轻症状并降低发病风险。

本文深入探讨了过敏与遗传的关系、主要的过敏相关基因以及如何通过基因检测来管理它们。


1. 过敏与遗传的关系

过敏性疾病有很多种类型,包括花粉症、哮喘、特应性皮炎、食物过敏等。当免疫系统对某些物质(过敏原)反应过度时,就会引发这些疾病。

(1)遗传因素有多大影响?

一项显示基因与过敏之间关系的研究是一项双胞胎研究。当比较基因相同的同卵双胞胎和共享50%基因的异卵双胞胎的过敏发病率时,据报道,同卵双胞胎的过敏发病率更高(Ober&Yao,2011)。

此外,如果父母一方有过敏症,孩子患过敏症的风险大约增加一倍,如果父母双方都有过敏症,风险就更高。

(2)主要过敏相关基因

基因分析技术的进步已发现多种与过敏症发展相关的基因。其中,IL-4R、FLG 和 HLA-DQ等基因与过敏风险密切相关。

  • IL-4R(白细胞介素 4 受体基因):增加患支气管哮喘和花粉症的风险
  • FLG(丝聚蛋白基因):参与皮肤屏障功能并与特应性皮炎的发病有关
  • HLA-DQ(人类白细胞抗原基因):与食物过敏风险有关

通过分析这些基因,可以提前掌握个体的过敏风险,并采取适当的预防措施

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2. 通过基因检测进行过敏管理

(1)通过基因检测进行风险评估

基因检测通过分析过敏相关基因的多态性(SNP)来评估个体风险。例如,可以获得以下信息:

基因相关过敏症风险的影响推荐的管理措施
白细胞介素-13支气管哮喘高危人群哮喘发病率更高改善室内环境,使用吸入类固醇
法轮功特应性皮炎皮肤屏障功能下降彻底保湿护理,防过敏护肤
HLA-DQ食物过敏免疫系统过度活跃消除饮食疗法、过敏原免疫疗法

有了这些信息,我们就可以在症状出现之前采取预防措施

(2) 落实因地制宜的防控措施

通过根据遗传信息并根据每个人的体质来管理过敏,可以采取更有效的措施。

1)花粉症和支气管哮喘的治疗(IL-4R、IL-13)

  • 使用空气净化器:去除花粉和尘螨过敏原
  • 适当使用抗组胺药和吸入类固醇
  • 改善肠道环境(服用益生菌)

② 特应性皮炎(FLG)的治疗

  • 彻底滋润并强化皮肤屏障
  • 使用低过敏性护肤品
  • 考虑与食物过敏的关系并相应地管理您的饮食。

3)食物过敏管理(HLA-DQ)

  • 制定饮食计划以避免特定的过敏原
  • 咨询医生后考虑口服免疫疗法 (OIT)
  • 为了防止严重受伤,请随身携带一支 EpiPen(肾上腺素自动注射器)。

3. 过敏与环境因素的相互作用

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不仅基因,环境因素也会影响过敏的发生和恶化。通过管理遗传信息和环境因素,可以更有效地缓解症状。

  • 肠道菌群(微生物群)
    • 某些益生菌(双歧杆菌、罗伊氏乳杆菌)可减轻过敏症状
    • 通过平衡肠道细菌,可以防止免疫系统过度反应。
  • 调整环境因素
    • 室内尘螨和霉菌控制(彻底清洁和通风)
    • 婴儿时期养宠物可能会降低患哮喘的风险(Lodge 等人,2012 年)

考虑这些因素并采取将遗传信息与环境因素相结合的方法非常重要。

4. 利用基因信息进行尖端过敏治疗

基因分析技术的进步显著改善了过敏性疾病的治疗。除了传统的对症治疗外,利用基因信息进行个性化、优化治疗也成为可能。

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(1)生物制药和遗传信息

近年来,生物制药在过敏治疗中的应用日益增多。这些药物通过控制特定的免疫反应来减轻过敏症状,但众所周知,这些药物的有效性因人而异,且受基因影响。

生物制药适用于过敏性疾病作用机制相关基因
度匹鲁单抗特应性皮炎、哮喘抑制IL-4和IL-13信号IL4受体
奥马珠单抗严重哮喘、慢性荨麻疹IgE抑制FCER1A
美泊利单抗嗜酸性哮喘IL-5抑制白细胞介素5

基因检测可以提前预测哪种生物制药最有效,从而实现个性化治疗(Wechsler 等人,2019 年)。


(2)基因编辑技术(CRISPR-Cas9)与过敏治疗

随着 CRISPR-Cas9 技术的发展,人们正在探索从根本上治疗过敏性疾病的可能性。例如,人们正在尝试通过纠正 IL-4R 基因中的某些突变来降低罹患哮喘和特应性皮炎的风险(Plaschkes 等人,2021)。

此外,通过修改HLA-DQ基因来调节免疫反应,或许能够开发出一种治疗食物过敏的方法。如果这成为现实,预计食物过敏患者的生活质量将得到极大改善。


5. 遗传信息与生活方式优化

通过利用基因信息,可以个性化地优化生活方式的选择,以预防和控制过敏。

(1)营养与过敏的遗传关系

现在我们知道了与过敏相关的基因,就可以更精确地控制饮食的影响。

  • FADS1基因突变与omega-3脂肪酸代谢
    • 有些人无法有效代谢 Omega-3 脂肪酸,直接摄入 EPA 和 DHA 可以最大限度地发挥其抗炎作用。
  • HLA-DQ基因和麸质敏感性
    • 这与麸质过敏(乳糜泻)有密切的联系,可以通过基因检测来评估小麦摄入的风险。
  • IL-10基因与益生菌的作用
    • 对于IL-10活性较低的人,服用乳酸菌和双歧杆菌来平衡免疫系统有助于减轻过敏症状。

这样,就可以利用遗传信息来设计更有效的饮食策略。


(2)环境因素优化

环境因素在过敏的发生中也起着重要作用。通过利用遗传信息,可以确定个人需要注意的环境因素,并优化生活环境

  • IL-33基因突变人群:易患螨虫过敏,因此积极使用空气净化器和防螨床上用品
  • 携带ORMDL3基因突变的人:由于他们因烟草烟雾和空气污染而哮喘恶化的风险很高,因此创造优先考虑空气质量的生活环境非常重要。
  • 携带FLG基因突变的人:皮肤屏障功能较弱,防止干燥,维持高湿度环境
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6. 利用基因信息进行未来过敏管理

未来,基因分析技术的进一步发展可能会实现更精确和个性化的过敏管理。

(1)利用人工智能实现个性化预防措施

我们正在进入一个可以利用人工智能技术整合遗传信息、健康数据和生活方式数据来实时管理过敏风险的时代。

  • 人工智能风险预测
    • 将基因检测结果与环境数据(温度、花粉数量等)相结合,实时评估个人过敏风险
  • 与智能设备集成
    • 可穿戴设备用于监测皮肤湿度和心率,以检测症状恶化的迹象。

(2)基因编辑和个性化医疗的进展

如果基因治疗进一步发展,或许可以开发出一种从根本上改善过敏倾向本身的治疗方法。例如,目前正在研究一种利用CRISPR-Cas9修改基因以抑制免疫系统过度反应并从根本上预防过敏的治疗方法。

7. 基于基因信息的过敏个体化优化管理

利用基因信息,可以根据每个人的体质,优化过敏管理方法。这里我们将介绍利用基因检测进行个性化过敏管理的具体步骤。


(1)基因检测及结果解释

首先,进行可靠的基因检测非常重要。通过分析过敏相关基因,可以获得以下信息:

基因相关过敏症冲击特性推荐的控件
IL-4受体支气管哮喘/花粉症IL-4 的过量产生会加剧炎症使用抗组胺药和吸入类固醇
FLG特应性皮炎皮肤屏障薄弱,容易干燥使用保湿护理和消炎药物
HLA-DQ食物过敏免疫系统过度活跃考虑排除饮食和过敏原免疫治疗

根据检查结果,我们将与医生和专家协商制定个性化优化的管理方案。


(2)根据过敏风险采取预防措施

① 低风险人群(预防方法)
  • 保持健康饮食并预防过敏
  • 改善生活环境,尽量减少过敏原的影响
② 高风险个人(主动管理)
  • 定期检查,及早发现过敏症状
  • 在医生的指导下进行免疫治疗和适当的药物治疗。
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8. 利用遗传信息治疗过敏的新方法

最近的研究集中于利用遗传信息作为治疗过敏的新方法。

(1)免疫治疗与遗传信息的利用

过敏原免疫疗法 (AIT) 是一种将少量过敏原注入人体,逐渐增强免疫系统的治疗方法。通过利用基因信息,可以提前预测哪些患者最适合免疫疗法。

  • 研究发现,免疫疗法的有效性因人而异,取决于 HLA 基因多态性(Bousquet et al., 2020)
  • 基因分析可识别出成功率更高的患者

(2)微生物群与过敏的关系

肠道菌群(微生物组)对过敏症的发生发展有着显著的影响,这一点已逐渐被人们所了解。尤其是有报道称,基因会影响肠道环境的平衡,进而决定某种益生菌是否有效。

  • FUT2基因突变的人:通过积极摄入双歧杆菌可能减轻过敏症状
  • IL-10基因活性低的人:罗伊氏乳杆菌可有效调节免疫系统

希望将来能够利用这些知识来根据个体基因型选择益生菌。


9. 利用基因信息进行环境管理和生活方式调整

通过利用遗传信息,可以更有效地管理环境。

(1) 优化人居环境

有遗传易患某些过敏症的人可以通过仔细控制生活环境来减轻症状。

  • IL-33 基因突变人群:尘螨和霉菌过敏风险较高,建议使用空气净化器并定期通风
  • ORMDL3基因突变人群:空气污染可能加重哮喘,应加强PM2.5措施

(2) 优化运动习惯

对于过敏体质的人来说,进行适当的运动并考虑到遗传因素非常重要。

  • 支气管哮喘高风险人群(IL-4R、IL-13 突变)
    • 适当热身,预防运动诱发哮喘
    • 建议进行低强度的室内运动(瑜伽、伸展运动)
  • 特应性皮炎高危人群(FLG 突变)
    • 为了防止出汗导致症状恶化,运动后一定要淋浴。
    • 游泳等低强度运动是合适的。

10. 未来利用基因检测应对过敏

随着未来技术的创新,预计利用基因信息的过敏管理将变得更加复杂。

(1)利用人工智能和大数据的预防医学

利用人工智能进行过敏管理的进步将使得通过整合个人的基因信息、生活环境数据和实时健康数据来预测过敏风险成为可能。

  • 将基因检测与智能设备连接起来
    • 测量皮肤湿度和温度,实时检测恶化的特应性皮炎
    • 分析呼吸数据,提前预警哮喘发作的风险
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(2)通过基因编辑从根本上治疗过敏症

随着使用 CRISPR-Cas9 的基因编辑技术的进步,有可能开发出可以纠正过敏症状的治疗方法。

  • 纠正 IL-4R 基因可显著降低患哮喘和花粉症的风险
  • 修改 HLA-DQ 基因可以为食物过敏提供根本治疗

11. 利用基因信息治疗过敏症的未来

基于基因信息的过敏管理技术正在快速发展,预计未来将能够实现更多个性化优化治疗。

(1)利用基因疫苗预防过敏

传统的过敏原免疫疗法(舌下免疫疗法和皮下注射)需要长期治疗,但最近的研究集中于使用 DNA 疫苗预防过敏。

  • 诱导IL-10的基因疫苗
    • 促进IL-10(一种抗炎细胞因子)的表达,抑制过敏反应
    • 预计该技术将应用于花粉症和食物过敏的预防。
  • 基于CRISPR的疫苗
    • 调节IL-4R基因可抑制哮喘和特应性皮炎的发生
    • 通过修改HLA基因缓解食物过敏

如果该技术投入实际应用,或许可以从根源上预防过敏性疾病的发生(Akdis,2021)

(2)利用基因信息和纳米技术进行药物研发

直接作用于目标基因的RNA疗法正在作为利用纳米技术的新治疗方法进行研究。

  • 基于siRNA(小干扰RNA)的治疗
    • 调节IL-4、IL-5、IL-13的表达,抑制过敏反应
    • 结合可直接输送至皮肤和呼吸道的纳米粒子技术,预计具有很高的治疗效果。
  • mRNA疫苗技术的应用
    • 利用COVID-19疫苗中使用的mRNA技术促进抗过敏蛋白的产生

这使我们更接近可以从根本上治疗过敏症的时代(Zhang et al., 2022)

12. 利用基因信息进行下一代过敏诊断

(1)使用多基因风险评分(PRS)进行过敏风险评估

最新的基因分析利用结合多个基因的“多基因风险评分(PRS)”可以进行更精确的过敏风险评估。

  • 使用 PRS 预测哮喘风险
    • 分析数百种基因突变来量化个体罹患哮喘的风险
    • 从儿童时期开始采取预防措施可以显著降低患病的风险。
  • 特应性皮炎的个体风险评估
    • 开发了结合 FLG、IL-13、TSLP 等基因突变的 PRS
    • 从婴儿期开始适当的皮肤护理有助于预防这种疾病的发生。

通过利用PRS,可以全面评估单个基因无法预测的风险,并采取更有效的预防措施(Dijk et al.,2023)

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(2)利用人工智能进行个性化过敏诊断

通过利用人工智能技术,可以整合遗传信息、环境数据和健康检查结果,实现个性化优化的过敏管理。

  • 使用人工智能的花粉症预测系统
    • 结合基因型、花粉计数和天气数据来实时预测症状恶化的风险
    • 根据预测数据建议最佳服药时间
  • 与智能设备集成
    • 智能手表测量皮肤水分和血氧水平,实时监测过敏风险
    • 人工智能提出个性化过敏措施并提前管理症状

这带来了一个可以实时进行个性化优化过敏预防的时代。

13. 遗传信息和环境因素的综合方法

过敏症的发生发展不仅受遗传因素影响,环境因素也起着重要作用。近年来,研究开发出了一种综合分析遗传信息和环境因素,并提出最佳生活环境建议的系统。

(1)结合环境因素和遗传信息的管理方法

  • 肠道微生物群与过敏
    • 研究发现,某些肠道细菌会根据基因型抑制过敏的发生
    • 益生菌摄入(罗伊氏乳杆菌、双歧杆菌)对某些基因型有效
  • 饮食与基因的相互作用
    • FADS1 基因突变患者可以通过增加 EPA 和 DHA 的摄入量来抑制炎症
    • 患有 HLA-DQ 基因突变的人可以通过限制小麦摄入量来降低过敏风险
  • 室内环境管理
    • IL-33 基因突变者可通过使用空气净化器和除湿机来减轻尘螨过敏症状
    • ORMDL3 基因突变患者应采取措施抵御空气污染,以降低哮喘风险

14. 利用基因信息进行自我护理的实用指南

我们将介绍在日常生活中利用基因检测结果和管理过敏症状的具体自我护理方法。

(1) 根据基因型优化饮食

根据您的遗传风险调整饮食是预防过敏发生或恶化的重要方法。

① 吃具有抗炎特性的食物
  • IL-13 基因突变患者:
    • 由于容易发生呼吸道炎症,积极摄入 omega-3 脂肪酸(鲑鱼、奇亚籽)
    • 具有高抗氧化特性的食物(蓝莓、绿茶)是有效的
  • 患有 FLG 基因突变的人:
    • 由于皮肤的屏障功能容易被削弱,因此补充维生素E(牛油果、坚果)和神经酰胺(糙米、小麦胚芽)
② 考虑食物过敏风险的饮食限制
  • 受 HLA-DQ 基因影响的人:
    • 由于小麦过敏的可能性很高,无麸质饮食可能有益
    • 使用藜麦和荞麦作为替代食品
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(2)环境措施与生活方式优化

1)过敏原管理
  • IL-33 基因突变者(螨虫和灰尘过敏风险高):
    • 使用配备高性能 HEPA 过滤器的空气净化器
    • 经常清洗被褥和地毯,并使用防螨罩
  • 具有ORMDL3基因突变的人群(对空气污染和PM2.5敏感):
    • 关上窗户,放置植物(虎尾兰、绿萝)来净化室内空气。
② 压力管理与免疫调节
  • 易受 BDNF 基因影响的人(压力诱发炎症的风险较高):
    • 练习冥想和正念来调节你的自主神经系统
    • 通过瑜伽或散步来减轻压力

15. 利用遗传信息的未来过敏预防策略

人们相信,随着未来基因信息的广泛应用,管理过敏症的选择将会越来越多。

  • 利用基因编辑技术开发过敏症根治疗法
  • 利用人工智能和大数据的实时健康管理系统的普及
  • 通过个性化医疗提供针对个人风险优化的治疗

通过利用基因信息,预计过敏的预防和管理将变得更加精准和个性化,从而显著改善我们的生活质量

概括

利用基因信息,可以提前评估过敏风险,并根据个人情况提供优化的预防和管理方案。IL -4R、FLG、HLA-DQ等基因与过敏有关,基于这些基因的饮食、环境和医疗管理有助于减轻症状。此外,随着人工智能和基因编辑技术的进步,过敏的根本预防和治疗正在成为现实。未来,根据个人基因特征定制的个性化医疗有望成为过敏应对措施的主流。

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Posted on 2024年 12月 6日 咳女性

Allergies are abnormal reactions of the immune system that develop as a result of the interaction of genetic and environmental factors. Recent research has revealed that certain genes are involved in the onset and severity of allergic diseases. Utilizing genetic information will enable individually optimized allergy management , which is expected to reduce symptoms and the risk of onset.

This article takes a closer look at the relationship between allergies and genetics, the main allergy-related genes, and how to manage them using genetic testing.


1. The relationship between allergies and genetics

There are various types of allergic diseases, including hay fever, asthma, atopic dermatitis, food allergies, etc. These diseases develop when the immune system overreacts to certain substances (allergens) .

(1) How much influence does genetics have?

One study showing the relationship between genes and allergies is a twin study . When comparing the incidence of allergies between genetically identical identical twins and fraternal twins who share 50% of their genes, it was reported that the incidence of allergies was higher in identical twins (Ober & Yao, 2011).

In addition, if one parent has an allergy, the risk of the child developing an allergy is approximately doubled, and if both parents have allergies, the risk is even higher.

(2) Major allergy-related genes

Advances in genetic analysis have identified several genes involved in the development of allergies. In particular, genes such as IL-4R, FLG, and HLA-DQ are known to be strongly associated with allergy risk.

  • IL-4R (Interleukin 4 receptor gene) : Increases the risk of bronchial asthma and hay fever
  • FLG (filaggrin gene) : Involved in skin barrier function and associated with the onset of atopic dermatitis
  • HLA-DQ (human leukocyte antigen genes) : Involved in the risk of food allergies

By analyzing these genes, it is possible to grasp an individual’s allergy risk in advance and take appropriate preventive measures .


2. Allergy management using genetic testing

(1) Risk assessment by genetic testing

Genetic testing analyzes polymorphisms (SNPs) in genes related to allergies to assess individual risks. For example, the following information can be obtained:

GeneRelated AllergiesImpact of riskRecommended Management Practices
IL-13Bronchial asthmaHigh-risk types have higher asthma incidenceImprovement of indoor environment, use of inhaled steroids
FLGAtopic dermatitisDecreased skin barrier functionThorough moisturizing care, hypoallergenic skin care
HLA-DQFood allergiesOveractive immune systemElimination diet practice, allergen immunotherapy

Armed with this information, it is possible to take preventative measures before symptoms appear .

(2) Implementing individually optimized preventive measures

By managing allergies based on genetic information and tailored to each individual’s constitution , more effective measures can be taken.

1) Management of hay fever and bronchial asthma (IL-4R, IL-13)

  • Use an air purifier : Remove pollen and dust mite allergens
  • Appropriate use of antihistamines and inhaled steroids
  • Improving intestinal environment (taking probiotics)

② Management of atopic dermatitis (FLG)

  • Thoroughly moisturizes and strengthens the skin barrier
  • Use hypoallergenic skin care products
  • Consider the relationship with food allergies and manage your diet accordingly.

3) Food allergy management (HLA-DQ)

  • Develop a diet plan to avoid specific allergens
  • Consider oral immunotherapy (OIT) in consultation with your doctor
  • In case of serious injury, keep an EpiPen (adrenaline autoinjector) on hand.

3. Interaction between allergies and environmental factors

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Not only genes but also environmental factors affect the onset and worsening of allergies . By managing both genetic information and environmental factors, it becomes possible to more effectively alleviate symptoms.

  • Gut flora (microbiome
    • Certain probiotics (Bifidobacterium, L. reuteri) reduce allergy symptoms
    • By balancing the gut bacteria, we can suppress the overactive immune system.
  • Adjusting for environmental factors
    • Indoor dust mite and mold control (thorough cleaning and ventilation)
    • Owning a pet during infancy may reduce the risk of asthma (Lodge et al., 2012)

It is important to take these factors into account and take an approach that combines genetic information with environmental factors.

4. Cutting-edge allergy treatment using genetic information

Advances in genetic analysis technology have significantly improved the treatment of allergic diseases. In addition to conventional symptomatic treatment, personalized, optimized treatment using genetic information is becoming possible.


(1) Biopharmaceuticals and genetic information

In recent years, the use of biopharmaceuticals in the treatment of allergies has increased. These drugs reduce symptoms by controlling specific immune responses, but it is known that the effectiveness of these drugs varies from person to person depending on genes .

BiopharmaceuticalsSuitable for allergic diseasesMechanism of actionRelated Genes
DupilumabAtopic dermatitis, asthmaInhibition of IL-4 and IL-13 signalsIL4R
OmalizumabSevere asthma, chronic urticariaIgE inhibitionFCER1A
Mepolizumabeosinophilic asthmaInhibition of IL-5IL5

Genetic testing can predict in advance which biopharmaceuticals will be most effective, enabling personalized treatment (Wechsler et al., 2019).


(2) Gene editing technology (CRISPR-Cas9) and allergy treatment

With the development of CRISPR-Cas9 technology, the possibility of fundamentally treating allergic diseases is being investigated. For example, attempts are being made to reduce the risk of developing asthma and atopic dermatitis by correcting certain mutations in the IL-4R gene (Plaschkes et al., 2021).

In addition, it may be possible to develop a treatment for food allergies that modulates immune responses by modifying the HLA-DQ gene . If this becomes a reality, it is expected that the quality of life of food allergy patients will be greatly improved.


5. Genetic information and lifestyle optimization

By utilizing genetic information, lifestyle choices can be individually optimized to prevent and manage allergies.

(1) Genetic relationship between nutrition and allergies

Now that we know the genes associated with allergies, it is possible to control the effects of diet more precisely .

  • FADS1 gene mutations and omega-3 fatty acid metabolism
    • Some people are unable to metabolize omega-3 fatty acids efficiently and consuming EPA and DHA directly can maximize their anti-inflammatory effects
  • HLA-DQ genes and gluten sensitivity
    • There is a strong association with gluten allergy (celiac disease), and genetic testing can be used to assess risk of wheat intake.
  • IL-10 gene and the effect of probiotics
    • For people with low IL-10 activity, taking lactic acid bacteria and bifidobacteria to balance the immune system can help reduce allergy symptoms.

In this way, genetic information can be used to design more effective dietary strategies.


(2) Optimization of environmental factors

Environmental factors also play a major role in the onset of allergies. By utilizing genetic information, it is possible to identify which environmental factors one should be careful of and optimize one’s living environment .

  • People with IL-33 gene mutations : prone to mite allergies, so actively use air purifiers and anti-mite bedding
  • People with ORMDL3 gene mutations : Because they are at high risk of asthma worsening due to tobacco smoke and air pollution, it is important to create a living environment that prioritizes air quality.
  • People with FLG gene mutations : Weak skin barrier function prevents dryness and maintains a high humidity environment

6. Future allergy management using genetic information

In the future, further developments in genetic analysis technology will likely enable more precise and individualized allergy management .

(1) Personalized prevention measures using AI

We are approaching an era in which AI technology can be used to integrate genetic information, health data, and lifestyle data to manage allergy risks in real time .

  • Risk prediction by AI
    • Combining genetic test results with environmental data (temperature, pollen count, etc.) to assess individual allergy risk in real time
  • Integration with smart devices
    • Wearable devices are used to monitor skin moisture and heart rate to detect signs of worsening symptoms.

(2) Advances in gene editing and personalized medicine

If gene therapy further evolves, it may be possible to develop a treatment that fundamentally improves allergy predisposition itself . For example, research is being conducted on a treatment that uses CRISPR-Cas9 to modify genes to suppress the immune system’s overreaction and fundamentally prevent allergies .

7. Individualized and optimized management of allergies based on genetic information

By utilizing genetic information, it becomes possible to optimize allergy management methods to suit each individual’s constitution. Here, we will introduce specific steps for individualized allergy management using genetic testing.


(1) Genetic testing and interpretation of results

First, it is important to undergo a reliable genetic test. By analyzing allergy-related genes, the following information can be obtained:

geneRelated AllergiesImpact characteristicsRecommended Controls
IL-4RBronchial asthma/hay feverOverproduction of IL-4 increases inflammationUse antihistamines and inhaled steroids
FLGAtopic dermatitisWeak skin barrier and prone to drynessUse of moisturizing care and anti-inflammatory drugs
HLA-DQFood allergiesOveractive immune systemConsideration of elimination diet and allergen immunotherapy

Based on the test results, we will create an individually optimized management plan in consultation with doctors and specialists.


(2) Taking preventive measures according to the risk of developing allergies

① People at low risk (prevention approach)
  • Maintaining a healthy diet and preventing the development of allergies
  • Improve your living environment to minimize the effects of allergens
② High-risk individuals (active management)
  • Get regular checkups to detect the onset of allergy symptoms early
  • Under the guidance of a doctor, immunotherapy and appropriate drug therapy are carried out.

8. New allergy treatment methods using genetic information

Recent research has focused on an approach that utilizes genetic information as a new method of treating allergies.

(1) Immunotherapy and the use of genetic information

Allergen immunotherapy (AIT) is a treatment in which small amounts of allergens are administered to the body, gradually adapting the immune system. By utilizing genetic information, it is becoming possible to predict in advance which patients will be most effective with immunotherapy .

  • It has been found that the effectiveness of immunotherapy varies from person to person depending on HLA gene polymorphism (Bousquet et al., 2020)
  • Genetic analysis identifies patients with higher chances of success

(2) Relationship between the microbiome and allergies

It has become clear that the intestinal flora (microbiome) has a significant impact on the development of allergies. In particular, it has been reported that genes affect the balance of the intestinal environment, which in turn determines whether a particular probiotic is effective .

  • People with a mutation in the FUT2 gene : Possible reduction in allergy symptoms through active intake of bifidobacteria
  • People with low IL-10 gene activity : Lactobacillus reuteri is effective in regulating the immune system

It is hoped that in the future , this knowledge will be utilized to enable the selection of probiotics according to individual genotypes .


9. Environmental management and lifestyle adjustment using genetic information

By utilizing genetic information, it will be possible to manage the environment more effectively.

(1) Optimizing the living environment

People who are genetically predisposed to certain allergies can reduce symptoms by taking careful control of their living environment.

  • People with IL-33 gene mutations : High risk of allergies due to dust mites and mold, so it is recommended to use air purifiers and ventilate regularly
  • People with ORMDL3 gene mutations : Strengthen PM2.5 measures as air pollution may worsen asthma

(2) Optimizing exercise habits

For people with allergies, it is important to engage in appropriate exercise while taking into account genetic factors.

  • People at high risk of bronchial asthma (IL-4R, IL-13 mutations)
    • Warm up properly to prevent exercise-induced asthma
    • Low intensity indoor exercise (yoga, stretching) is recommended
  • People at high risk for atopic dermatitis (FLG mutations)
    • To prevent symptoms from worsening due to sweating, be sure to shower after exercise.
    • Low-impact exercise such as swimming is suitable.

10. Future measures against allergies using genetic testing

With future technological innovations, it is expected that allergy management using genetic information will become even more sophisticated.

(1) Preventive medicine using AI and big data

Advances in allergy management using AI will make it possible to predict allergy risk by integrating an individual’s genetic information, living environment data, and real-time health data .

  • Linking genetic testing with smart devices
    • Measures skin humidity and temperature to detect worsening atopic dermatitis in real time
    • Analyzing breathing data to provide advance warning of the risk of asthma attacks

(2) Fundamental treatment of allergies through gene editing

As gene editing technology using CRISPR-Cas9 advances, it may be possible to develop treatments that can correct allergic conditions .

  • Correcting the IL-4R gene significantly reduces the risk of developing asthma and hay fever
  • Modifying the HLA-DQ gene could provide a fundamental cure for food allergies

11. The future of allergy treatment using genetic information

Technology for allergy management based on genetic information is developing rapidly, and it is expected that more individually optimized treatments will become possible in the future.

(1) Preventing allergies with genetic vaccines

Conventional allergen immunotherapy (sublingual immunotherapy and subcutaneous injections) requires long-term treatment, but recent research has focused on allergy prevention using DNA vaccines.

  • Genetic vaccine that induces IL-10
    • Promotes the expression of IL-10 (an anti-inflammatory cytokine) that suppresses allergic reactions
    • It is expected that this technology will be applied to the prevention of hay fever and food allergies.
  • CRISPR-Based Vaccines
    • Regulating the IL-4R gene suppresses the onset of asthma and atopic dermatitis
    • Alleviating food allergies by modifying HLA genes

If such technology were to be put into practical use, it may be possible to prevent the onset of allergic diseases from the root (Akdis, 2021).

(2) Drug development using genetic information and nanotechnology

RNA therapy that acts directly on target genes is being researched as a new treatment utilizing nanotechnology.

  • siRNA (small interfering RNA)-based therapy
    • Regulating the expression of IL-4, IL-5, and IL-13, suppressing allergic reactions
    • Combined with nanoparticle technology that allows direct delivery to the skin and airways, it is expected to have a high therapeutic effect.
  • Application of mRNA vaccine technology
    • Utilizing mRNA technology used in the COVID-19 vaccine to promote the production of allergy-suppressing proteins

This brings us closer to an era in which fundamental treatment of allergies will be possible ( Zhang et al., 2022 ).

12. Next-generation allergy diagnosis using genetic information

(1) Allergy risk assessment using polygenic risk scores (PRS)

The latest genetic analysis makes it possible to perform more precise allergy risk assessments by utilizing a “polygenic risk score (PRS)” that combines multiple genes.

  • Asthma risk prediction using PRS
    • Analyzing hundreds of genetic mutations to quantify an individual’s risk of developing asthma
    • Taking preventive measures starting from childhood can significantly reduce the risk of developing the disease.
  • Individual risk assessment for atopic dermatitis
    • Developed PRS combining gene mutations such as FLG, IL-13, and TSLP
    • Proper skin care from infancy can help prevent the onset of the condition.

By utilizing PRS, it is possible to comprehensively evaluate risks that could not be predicted by single genes and take more effective preventive measures (Dijk et al., 2023).

(2) Personalized allergy diagnosis using AI

By utilizing AI technology, genetic information, environmental data, and health check results can be integrated to enable individually optimized allergy management.

  • Hay fever prediction system using AI
    • Combining genotypes, pollen counts, and weather data to predict the risk of worsening symptoms in real time
    • Suggesting the best time to take medicine based on predictive data
  • Integration with smart devices
    • Smartwatch measures skin moisture and blood oxygen levels to monitor risk of allergies in real time
    • AI proposes personalized allergy measures and manages symptoms in advance

This is bringing about an era in which individually optimized allergy prevention can be performed in real time.

13. Integrated approach of genetic information and environmental factors

Not only genetic factors but also environmental factors play a major role in the development of allergies. Recent research has led to the development of a system that comprehensively analyzes genetic information and environmental factors and suggests optimal living environments.

(1) A management method that combines environmental factors and genetic information

  • The gut microbiome and allergies
    • It has been discovered that certain intestinal bacteria suppress the onset of allergies depending on the genotype
    • Probiotic intake (L. reuteri, B. bifidum) is effective for certain genotypes
  • Diet-Gene Interactions
    • People with FADS1 gene mutations can suppress inflammation by increasing their intake of EPA and DHA
    • People with HLA-DQ gene mutations can reduce their risk of allergies by limiting wheat intake
  • Indoor environment management
    • People with IL-33 gene mutations can reduce dust mite allergy symptoms by using air purifiers and dehumidifiers
    • People with ORMDL3 gene mutations should take measures against air pollution to reduce their risk of asthma

14. A practical guide to self-care using genetic information

We will introduce specific self-care methods for using the results of genetic testing in your daily life and managing allergy symptoms.

(1) Optimizing diet according to genotype

Adjusting your diet based on your genetic risk is an important way to prevent the onset or worsening of allergies.

① Eat foods with anti-inflammatory properties
  • People with IL-13 gene mutations
    • Since airway inflammation is likely to occur, actively consume omega-3 fatty acids (salmon, chia seeds)
    • Foods with high antioxidant properties (blueberries, green tea) are effective
  • People with the FLG gene mutation
    • Since the skin’s barrier function is easily weakened, supplement with vitamin E (avocado, nuts) and ceramide (brown rice, wheat germ)
② Dietary restrictions considering the risk of food allergies
  • People affected by the HLA-DQ gene
    • A gluten-free diet may be beneficial due to a high possibility of wheat allergy
    • Use quinoa and buckwheat as alternative foods

(2) Environmental measures and lifestyle optimization

1) Allergen management
  • People with IL-33 gene mutations (high risk of mite and dust allergies):
    • Use an air purifier with a high-performance HEPA filter
    • Wash your futon and carpets frequently and use anti-mite covers
  • People with ORMDL3 gene mutations (sensitive to air pollution and PM2.5)
    • Close the windows and place plants (sansevieria, pothos) to purify the indoor air.
Stress management and immune regulation
  • People who are susceptible to the BDNF gene (high risk of stress-induced inflammation)
    • Practice meditation and mindfulness to regulate your autonomic nervous system
    • Reduce stress by taking up yoga or walking

15. Future allergy prevention strategies using genetic information

It is believed that as genetic information becomes more widely used in the future, options for managing allergies will expand.

  • Development of radical treatment for allergies using gene editing technology
  • The spread of real-time health management systems using AI and big data
  • Providing treatments optimized for individual risks through personalized medicine

By utilizing genetic information, it is expected that the prevention and management of allergies will become more precise and individualized, significantly improving our quality of life.

Summary

By utilizing genetic information, it is possible to evaluate the risk of developing allergies in advance and to provide individually optimized prevention and management. Genes such as IL-4R, FLG, and HLA-DQ are involved in allergies, and dietary, environmental, and medical management based on these can help reduce symptoms. Furthermore, with advances in AI and gene editing technology, fundamental prevention and treatment of allergies are becoming a reality. In the future, personalized medicine tailored to individual genetic characteristics will likely become the mainstream of allergy countermeasures.