Komplemento sistema: komponentų analizė ir jų reikšmė

Komplemento sistema yra įgimtos humoralinės imuninės sistemos dalis, kuri padeda atpažinti ir pašalinti mikroorganizmus, sustiprina uždegiminį atsaką ir dalyvauja opsonizacijoje bei membranų atakos kompleksų formavime. Kliniškai ji svarbi ne tik apsaugai nuo infekcijų, bet ir imuninių kompleksų, autoimuninių reakcijų bei daugelio trombozinių ir nefrologinių procesų kontrolei. [1]

Tradiciškai kaskada apibūdinama kaip trys aktyvacijos keliai: klasikinis, lektino ir alternatyvus. Visi trys keliai susijungia aktyvuojant C3, po kurio prasideda bendras terminalinis etapas, apimantis C5, C6, C7, C8 ir C9. Būtent šis terminalinis etapas veda prie membranos atakos komplekso, galinčio pažeisti tikslinių ląstelių membranas, susidarymo. [2]

Klasikinis kelias yra labiausiai susijęs su imuniniais kompleksais ir komponentais C1, C2 ir C4. Lektino kelią inicijuoja manozę surišantis lektinas ir susijusios proteazės, atpažįstančios mikrobų angliavandenių struktūras. Alternatyvus kelias labai priklauso nuo C3, B faktoriaus, D faktoriaus ir properdino ir yra ypač svarbus sergant daugeliu komplemento sukeltų inkstų ligų. [3]

Komplemento sistema nėra sukurta veikti be apribojimų, todėl ji turi reguliatorių. Tai, pavyzdžiui, H faktorius, I faktorius, C1 inhibitorius ir ląstelių reguliavimo baltymai. Kai defektas atsiranda ne kaskados „koviniuose“ baltymuose, o reguliatoriuose, rezultatas gali būti ne imunodeficitas tradicine prasme, o per didelis komplemento aktyvavimas su uždegimu, tromboze, hemolize ir inkstų pažeidimu. [4]

Štai kodėl straipsnyje apie komplemento sistemą reikia atsižvelgti ne tik į trūkumus, bet ir į vartojimą bei disreguliaciją. Praktiškai gydytojas dažniau susiduria ne su „teoriniu vieno baltymo nebuvimu“, o su specifiniu laboratoriniu modeliu, kuris turi būti susijęs su infekcijomis, angioneurozine edema, sistemine raudonąja vilklige, glomerulonefritu, atipiniu hemoliziniu ureminiu sindromu arba gydymu C5 inhibitoriais. [5]

1 lentelė. Pagrindiniai komplemento sistemos keliai ir jų klinikinė reikšmė

Kelias	Esminiai baltymai	Kas svarbu klinikai
Klasikinė	C1, C2, C4	Dažniau siejamas su imuniniais kompleksais, sistemine raudonąja vilklige ir ankstyvųjų komponentų trūkumu
Lektinas	manozę surišantis lektinas, MASP-2, C2, C4	Gali būti svarbus pasikartojančioms vaikų infekcijoms ir kai kuriems antriniams imunodeficitams
Alternatyva	C3, faktorius B, faktorius D, properdinas	Ypač svarbu esant alternatyviai disreguliacijai, C3 glomerulopatijai ir atipiniam hemoliziniam ureminiam sindromui
Terminalas	C5, C6, C7, C8, C9	Terminalų komponentų trūkumai smarkiai padidina Neisseria infekcijos riziką

Lentelės šaltiniai. [6]

Kokie komplemento sistemos testai iš tikrųjų naudojami šiandien?

Kasdienėje praktikoje dažniausiai matuojami C3 ir C4. Tai yra dažniausiai naudojami individualūs komplemento baltymai, skirti imuniniam aktyvumui įvertinti, autoimuninėms ligoms stebėti ir komplemento sutrikimams ieškoti. Tačiau net ir šiame etape svarbu suprasti, kad vien C3 ir C4 nepakanka, jei įtariamas įgimtas trūkumas arba netipinė kelio disreguliacija. [7]

Kitas svarbus lygmuo yra funkcinis testavimas. Bendras komplemento hemolizinis aktyvumas CH50 įvertina klasikinį kelią ir galutinę bendrąją stadiją. Alternatyvus hemolizinis aktyvumas AH50 įvertina alternatyvų kelią ir tą pačią galinę stadiją. Šie tyrimai laikomi pirmos eilės tyrimais, kai įtariamas komplemento trūkumas. [8]

Jei CH50 ir AH50 yra nenormalūs, pradedami tolesni tyrimai: matuojami atskiri komponentai, jų koncentracijos arba funkcija, o kartais pridedamas manozę surišantis lektinas lektino keliui, C1q, C1 inhibitorius, faktorius B, faktorius D, properdinas, faktoriai H ir I. Šis laipsniškas metodas padeda suprasti, kur tiksliai yra defektas: ankstyvajame klasikiniame kelyje, alternatyviame kelyje, terminaliniame komplekse ar reguliacijoje. [9]

Specifinėse klinikinėse situacijose naudojami papildomi biožymenys. Tirpus C5b-9, dar žinomas kaip tirpus membranos atakos kompleksas, yra terminalinio komplemento aktyvacijos žymuo. Jis gali būti naudingas esant tam tikroms autoimuninėms būklėms, infekcijoms, traumoms ir stebint atsaką į anti-C5 terapiją, tačiau tai išlieka labiau specializuotas tyrimas. [10]

Ypatingas dėmesys nusipelno tikslinės terapijos stebėjimo. Pacientams, vartojantiems C5 inhibitorius, tokius kaip ekulizumabas ir ravulizumabas, CH50, AH50 ir C5 funkcinis aktyvumas naudojamas komplemento blokadai įvertinti. Šioje analizėje taikomas kitoks požiūris: ne ieškoma trūkumo, o siekiama suprasti, kiek visiškai blokuojamas terminalinis kelias ir ar gydymas yra veiksmingas. [11]

2 lentelė. Pagrindiniai komplemento sistemos laboratoriniai tyrimai

Testas	Ką tai rodo?	Kai tai ypač naudinga
C3	C3 komponento koncentracija	Sergant autoimuninėmis ir nefrologinėmis ligomis, jei įtariama alternatyvi disreguliacija
C4	C4 komponento koncentracija	Sisteminės raudonosios vilkligės atveju, esant C1 inhibitoriaus trūkumui, klasikinis kelias
CH50	Klasikinio kelio ir bendros terminalinės stadijos funkcija	Pirmas žingsnis įtarus komplemento trūkumą
AH50	Alternatyvaus kelio ir bendros terminalinės stadijos funkcija	Pirmas žingsnis įtariant alternatyvų defektą
Manozę surišantis lektinas	Lektino kelio žymeklis	Esant normaliam CH50 ir AH50, jei įtarimas išlieka
C1q	C1 komponentas	Ypač naudinga atskirti paveldimą ir įgytą angioneurozinę edemą.
C1 inhibitorius, kiekis ir funkcija	Klasikinio ir lektino takų reguliatorius	Pasikartojančios angioneurozinės edemos be dilgėlinės atveju
Tirpus C5b-9	Terminalo aktyvinimo žymeklis	Komplemento sukeltos būklės ir anti-C5 terapijos stebėjimas

Lentelės šaltiniai. [12]

3 lentelė. Kokių testų paprastai pakanka pirmajame etape?

Klinikinė situacija	Ką žmonės paprastai užsisako pirmiausia?
Įtariama sisteminė raudonoji vilkligė arba imuninio komplekso liga	C3 ir C4
Įtariamas įgimtas komplemento trūkumas	CH50 ir AH50
Pasikartojanti angioneurozinė edema be dilgėlinės	C4, C1 inhibitorius, C1 inhibitoriaus funkcija, C1q
Pasikartojančios Neisseria infekcijos	CH50 ir AH50
Įtariama alternatyvaus komplemento nefropatija	C3, C4, CH50, AH50, faktorius B ir reguliatoriai, kaip nurodyta
C5 inhibitorių stebėjimas	CH50, AH50, funkcinis C5

Lentelės šaltiniai. [13]

Kaip teisingai interpretuoti C3, C4, CH50 ir AH50 derinius

Izoliuotas žemas C3 ir izoliuotas žemas C4 nėra tas pats. Žemas C3 kiekis esant normaliam C4 kiekiui dabar laikomas svarbiu alternatyvios disreguliacijos požymiu. Šis modelis ypač kelia nerimą esant C3 glomerulopatijai ir atipiniam hemoliziniam ureminiam sindromui, nors galutinei diagnozei nustatyti reikalingi papildomi laboratoriniai ir dažnai genetiniai duomenys [14].

Kai vienu metu sumažėja kelių komponentų, ypač C3 ir C4, kiekis, gydytojas dažniau svarsto komplemento vartojimą dėl aktyvaus imuninio komplekso proceso, o ne dėl izoliuoto paveldimo trūkumo. ARUP aiškiai pabrėžia, kad vartojimas pasižymi tuo, kad vienu metu sumažėja keli komponentai, o C3 ir C4 yra plačiai naudojami diagnozuojant ir stebint autoimunines ligas, įskaitant sisteminę raudonąją vilkligę. [15]

Žemas C4 lygis su normaliu C3 lygiu yra ypač svarbus esant C1 inhibitoriaus trūkumui arba disfunkcijai. Sergant paveldima 1 ir 2 tipo angioneurozine edema, C4 lygis paprastai yra žemas net tarp priepuolių, o tai patvirtina ir C1 inhibitoriaus lygis bei funkcija. Jei C1q lygis taip pat žemas, tai rodo įgytą, o ne paveldimą variantą. [16]

Funkciniai testai pateikia dar naudingesnių modelių. Normalus AH50 su mažu CH50 rodo ankstyvą klasikinį kelią, pvz., C1, C2 arba C4. Normalus CH50 su mažu AH50 labiau atitinka alternatyvaus kelio defektą. Vienalaikis CH50 ir AH50 sumažėjimas rodo arba terminalinį defektą, arba didelį komplemento sunaudojimą, o mažo CH50 ir AH50 derinys su normaliu C3 ir C4 ypač rodo C5-C9 trūkumą. [17]

Jei CH50 ir AH50 yra normalūs, o klinikinis komplemento trūkumo įtarimas vis dar yra didelis, kitas žingsnis paprastai nėra begalinis tų pačių tyrimų kartojimas, o pereinama prie lektino kelio ar kitos imuninės sistemos įvertinimo. Šiuolaikinėje komplemento sutrikimų apžvalgoje aiškiai teigiama, kad esant normaliam CH50 ir AH50, tolesnių tyrimų dažnai visai nereikia, nebent yra labai konkretus įtarimas. [18]

4 lentelė. Kaip interpretuoti CH50 ir AH50 derinius

CH50	AH50	Kas dažniausiai daroma prielaida
Trumpas	Normalus	Ankstyvasis klasikinis kelio defektas, pvz., C1, C2, C4
Normalus	Trumpas	Alternatyvaus kelio defektas, pvz., faktorius B, faktorius D, properdinas
Trumpas	Trumpas	Terminalinis defektas, C3 trūkumas arba sunkus komplemento vartojimas
Trumpas	Žemas, normalus C3 ir C4	Ypač įtartinas C5, C6, C7, C8 arba C9 trūkumas
Normalus	Normalus	Reikšmingas klasikinio ir alternatyvaus metabolinių kelių defektas yra mažiau tikėtinas; jei įtarimas išlieka, svarstomas lektinų kelias.

Lentelės šaltiniai. [19]

5 lentelė. Kaip interpretuoti C3 ir C4 derinius

C3	C4	Kas dažniausiai daroma prielaida
Trumpas	Normalus	Alternatyvi disreguliacija, pvz., C3 glomerulopatija arba atipinis hemolizinis ureminis sindromas
Trumpas	Trumpas	Komplemento vartojimas sisteminiuose imuninio komplekso procesuose
Normalus	Trumpas	C1 inhibitoriaus trūkumas arba disfunkcija, klasikinių komplemento sutrikimų dalis
Normalus	Normalus	Neatmeta kelio trūkumo, jei funkciniai testai yra nenormalūs
Normalus arba aukštas	Normalus arba aukštas	Tai taip pat gali įvykti aktyvaus proceso metu, jei analizė atliekama ne vartojimo fazėje arba ūminės fazės baltymų fone.

Lentelės šaltiniai. [20]

Kokių ligų atveju dažniausiai tiriama komplemento sistema?

Vienas iš svarbiausių klinikinių scenarijų yra pasikartojančios infekcijos, ypač meningokokinės infekcijos. Galutinių komponentų C5-C9 trūkumas smarkiai padidina Neisseria meningitidis infekcijos ir išplitusios Neisseria gonorrhoeae riziką. Properdinas, kuris priklauso alternatyviam keliui, taip pat yra susijęs su sunkiomis meningokokinėmis infekcijomis. Todėl suaugęs ar vaikas, sergantis pasikartojančiomis nepaaiškinamomis Neisseria infekcijomis, yra klasikinis kandidatas komplemento sistemos tyrimui. [21]

Ankstyvieji klasikinio kelio komponentai turi kitokį klinikinį profilį. C1, C2 ir C4 trūkumai dažniau siejami ne tik su infekcijomis, bet ir su autoimuninėmis ligomis, ypač sistemine raudonąja vilklige ir kitais imuninio komplekso sindromais. Todėl žemas C3 ir C4 kiekis pacientui, įtariamam sergant vilklige, yra svarbus tiek diagnozei nustatyti, tiek ligos aktyvumui stebėti. [22]

Atskira, svarbi sritis yra nefrologija. C3 glomerulopatijos ir atipinio hemolizinio ureminio sindromo atveju alternatyvaus kelio disreguliacija yra ypač reikšminga. Šioms būklėms paprastai būdingas sumažėjęs C3 kiekis, o normalus C4 kiekis, todėl tolesni tyrimai gali apimti B faktoriaus, H faktoriaus, I faktoriaus, anti-H faktoriaus antikūnų ir genetinius tyrimus. [23]

Kitas išskirtinis scenarijus yra angioneurozinė edema be dilgėlinės. Šiuo atveju komplemento sistema reikalinga ne infekciniam imunodeficitui nustatyti, o C1 inhibitoriaus trūkumui ar disfunkcijai nustatyti. Paveldimai angioneurozinei edemai paprastai būdingas mažas C4 kiekis ir sumažėjusi C1 inhibitoriaus funkcija, o mažas C1q kiekis padeda atskirti įgytą variantą nuo paveldimo. Svarbu tai, kad antihistamininiai vaistai ir gliukokortikosteroidai šia forma paprastai yra neveiksmingi, nes mechanizmas susijęs su bradikininu, o ne histaminu. [24]

Galiausiai, komplemento sistema taip pat tiriama taikant šiuolaikinę tikslinę terapiją. Pacientams, vartojantiems C5 inhibitorius, komplemento tyrimas padeda stebėti kaskados blokados išsamumą. Tai nebėra klasikinio trūkumo diagnostika, o pavyzdys, kaip komplemento sistema iš fundamentinės imunologijos perėjo prie įprastinio šiuolaikinių biologinių vaistų stebėjimo. [25]

6 lentelė. Kurie klinikiniai scenarijai labiausiai rodo komplemento sistemos sutrikimus?

Klinikinė situacija	Labiausiai tikėtinas komplemento blokas
Pasikartojantis meningokokinis meningitas	Gnybtų komponentai C5-C9 arba tinkamasis
Ankstyvos pasikartojančios kapsulinės bakterinės infekcijos vaikui	C3 arba ankstyvieji klasikinio kelio komponentai
Sisteminė raudonoji vilkligė ir kitos imuninio komplekso ligos	C3 ir C4 vartojimas arba įgimti ankstyvieji trūkumai
Angioedema be dilgėlinės	C1, C4, C1q inhibitorius
Nepaaiškinamas glomerulonefritas su mažu C3 ir normaliu C4	Alternatyvi komplemento disreguliacija
Anti-C5 terapijos stebėjimas	CH50, AH50, funkcinis C5

Lentelės šaltiniai. [26]

Kaip teisingai atlikti tyrimus ir ką daryti gavus nenormalius rezultatus

Išankstinė analizė yra ypač svarbi komplemento sistemai. Funkciniai testai yra jautrūs temperatūrai, apdorojimo vėlavimams ir netinkamam laikymui. Mayo ir ARUP pabrėžia, kad komponentų degradacija ir savaiminis suvartojimas gali lemti klaidingai žemą funkcionalumą, o AH50 atveju jie paprastai rekomenduoja mėginius užšaldyti iškart po surinkimo. [27]

Todėl pirmas žingsnis gavus netikėtai mažą rezultatą – neskubėti nustatyti diagnozės. Būtina išsiaiškinti, kaip mėginys buvo apdorotas, ar nebuvo vėlavimo, ar jis buvo teisingai laikomas, ar buvo atlikta plazmaferezė ir ar yra reikšmingas uždegiminis procesas. Jei klinikinis vaizdas abejotinas arba neatitinka klinikinio vaizdo, funkciniai tyrimai turėtų būti pakartoti su nauju mėginiu. [28]

Jei aptinkamas nuolatinis sutrikimas, kitas žingsnis priklauso nuo modelio. Jei CH50 yra žemas, o AH50 yra normalus, tiriamas klasikinis kelias ir komponentai C1, C2 ir C4. Jei CH50 yra normalus, o AH50 yra žemas, tiriami alternatyvaus kelio veiksniai. Jei CH50 ir AH50 yra žemi, terminaliniai komponentai ir C3 vertinami kartu, taip pat atsižvelgiama į komplemento suvartojimą. Šis algoritmas leidžia taikyti loginį požiūrį, o ne „tikrinti viską“. [29]

Įtarus paveldimą nepakankamumą, naudinga pasikonsultuoti su klinikiniu imunologu ir atlikti genetinius tyrimus. Naujausiose apžvalgose pabrėžiama, kad laboratoriškai patvirtinus defektą, reikėtų atsižvelgti ne tik į pacientą, bet ir į giminaičius, nes šeimos identifikavimas leidžia anksti aptarti vakcinaciją, profilaktiką ir sunkių infekcijų gydymą. [30]

Galiausiai, nenormalių komplemento sistemos rezultatų negalima gydyti „analize“. Gydymas grindžiamas ne pačiu žemu C3 lygiu, o pagrindine problema: vilklige, angioneurozine edema, polinkiu į infekcijas, nefrologine komplemento disreguliacija arba anti-C5 terapijos pasekmėmis. Tai skiria šiuolaikinį komplemento sistemos aiškinimą nuo pasenusio modelio, kuris bandė daryti išvadas remiantis vien C3 arba C4. [31]

7 lentelė. Kas dažniausiai trukdo teisingai interpretuoti komplemento testus

Problema	Kodėl tai svarbu?
Neteisingas mėginio laikymas	Gali duoti klaidingai žemus funkcinius rezultatus
Kraujo apdorojimo vėlavimas	Skatina komponentų degradaciją ir sunaudojimą
Kraujo paėmimas po plazmaferezės	Gali neatspindėti tikrosios komplemento būsenos.
Įvertinimas tik C3 ir C4 be CH50 ir AH50	Lengva praleisti kelią lemiantį defektą
Funkcinių testų vertinimas be klinikinio svarstymo	Galimos klaidingos diagnostinės išvados
Komplementų vartojimo supainiojimas su įgimtu trūkumu	Reikalingas atskyrimas tarp kelių komponentų ir klinikinio konteksto

Lentelės šaltiniai. [32]

DUK

Kas yra komplemento sistema paprastai?
Tai įgimtų imuninių baltymų kaskada, padedanti žymėti mikrobus, sustiprinti uždegimą ir sunaikinti tikslines ląsteles. Kliniškai komplemento sistema yra svarbi ne tik apsaugai nuo infekcijų, bet ir autoimuninių, nefrologinių bei angioneurozinių edemos sutrikimų atvejais. [33]

Kokie tyrimai dažniausiai skiriami pirmiausia?
Dažniausiai pradedami nuo C3 ir C4, o jei įtariamas įgimtas trūkumas, nuo CH50 ir AH50. Esant angioneurozinei edemai be dilgėlinės, papildomai atliekami C4, C1 inhibitoriaus, jo funkcijos ir C1q tyrimai. [34]

Kuo CH50 skiriasi nuo AH50?
CH50 atspindi klasikinio kelio ir bendrojo galinio taško funkciją. AH50 atspindi alternatyvaus kelio ir to paties galinio taško funkciją. Jų derinys leidžia suprasti tikėtiną defekto vietą. [35]

Ar žemas C3 visada rodo inkstų ligą
? Ne. Žemas C3 gali pasireikšti esant alternatyviam komplemento disreguliacijos sutrikimui, tačiau jis taip pat pasireiškia esant komplemento vartojimui autoimuninių procesų ir kitų būklių metu. Reikšmingas yra derinys su C4, CH50, AH50 ir klinikiniu vaizdu. [36]

Ar žemas C4 lygis visada rodo paveldimą angioneurozinę edemą
? Ne. Žemas C4 lygis iš tiesų yra svarbus esant C1 inhibitoriaus trūkumui, tačiau vien jo nepakanka. Reikėtų išmatuoti C1 inhibitoriaus kiekį ir funkciją, o įtariamas įgytas variantas – ir C1q lygį. Tačiau kai kuriems pacientams C4 lygis tarp priepuolių gali būti normalus. [37]

Kai terminalinių komponentų trūkumai yra ypač svarbūs:
kai pacientas sirgo pasikartojančiomis meningokokinėmis infekcijomis arba išplitusiomis Neisseria gonorrhoeae infekcijomis, ypač nesant kitos akivaizdžios imunodeficito priežasties. Tokiems atvejams būdingi C5-C9, taip pat ir properdino defektai. [38]

Ar galima atmesti komplemento sutrikimą, jei C3 ir C4 yra normalūs
? Ne. Normalūs C3 ir C4 neatmeta kelio specifinio defekto. Pavyzdžiui, esant ankstyvojo klasikinio arba terminalinio kelio trūkumui, nenormalus rezultatas gali pasireikšti būtent CH50 arba AH50. Jei ir CH50, ir AH50 yra normalūs, tolesni tyrimai paprastai nereikalingi, išskyrus ypatingus atvejus, kai įtariamas lektino kelias. [39]

Kodėl C1q matuojamas sergant angioneurozine edema?
C1q padeda atskirti paveldėtą C1 inhibitoriaus trūkumą nuo įgyto. Esant paveldėtam variantui, C1q paprastai būna normalus, o įgytam variantui – dažnai sumažėjęs. [40]

Kodėl komplemento testus kartais reikia kartoti?
Nes funkciniai testai yra labai jautrūs mėginių surinkimui, transportavimui ir užšaldymui. Jei mėginys apdorojamas neteisingai, galima gauti klaidingą sumažėjimą ir klaidingai įtarti sunkų komplemento defektą. [41]

Kur komplemento sistema yra ypač svarbi šiuolaikinėje medicinoje
Šiandien ji yra ypač svarbi keturiose pagrindinėse srityse: imunodeficito atvejais su pasikartojančiomis infekcijomis, sisteminių autoimuninių ligų, komplemento sukeltos nefropatijos ir tikslinės anti-C5 terapijos stebėjimo. Būtent šiose situacijose komplemento tyrimai iš tikrųjų pakeičia klinikinius sprendimus. [42]