Komplementa sistēma: komponentu analīze un to nozīme

Komplementa sistēma ir daļa no iedzimtās humorālās imūnsistēmas, kas palīdz atpazīt un iznīcināt mikroorganismus, pastiprina iekaisuma reakciju un piedalās opsonizācijā un membrānas uzbrukuma kompleksu veidošanā. Klīniski tā ir svarīga ne tikai aizsardzībai pret infekcijām, bet arī imūnkompleksu, autoimūnu reakciju un vairāku trombotisku un nefroloģisku procesu kontrolei. [1]

Tradicionāli kaskādi raksturo kā trīs aktivācijas ceļus: klasisko, lektīna un alternatīvo. Visi trīs ceļi saplūst ar C3 aktivāciju, pēc kuras tiek uzsākta kopīga termināla stadija, kurā iesaistīti C5, C6, C7, C8 un C9. Tieši šī terminālā stadija noved pie membrānas uzbrukuma kompleksa veidošanās, kas spēj bojāt mērķa šūnu membrānas. [2]

Klasiskais ceļš ir visciešāk saistīts ar imūnkompleksiem un komponentiem C1, C2 un C4. Lektīna ceļu ierosina mikrobu ogļhidrātu struktūru atpazīšana ar mannozi saistošu lektīnu un saistītajām proteāzēm. Alternatīvais ceļš lielā mērā balstās uz C3, faktoru B, faktoru D un properdīnu, un tas ir īpaši svarīgs vairākās komplementa mediētās nieru slimībās. [3]

Komplementa sistēma nav paredzēta darbībai bez ierobežojumiem, tāpēc tai ir regulatori. Tie ietver, piemēram, H faktoru, I faktoru, C1 inhibitoru un šūnu regulējošos proteīnus. Ja defekts rodas nevis kaskādes "kaujas" proteīnos, bet gan regulatoros, rezultāts var nebūt imūndeficīts tradicionālajā izpratnē, bet gan pārmērīga komplementa aktivācija ar iekaisumu, trombozi, hemolīzi un nieru bojājumiem. [4]

Tāpēc rakstā par komplementa sistēmu jāņem vērā ne tikai deficīts, bet arī patēriņš un disregulācija. Praksē ārsts biežāk saskaras nevis ar "viena proteīna teorētisku neesamību", bet gan ar specifisku laboratorijas modeli, kas jāsaista ar infekcijām, angioedēmu, sistēmisku sarkano vilkēdi, glomerulonefrītu, atipisku hemolītiski urēmisko sindromu vai ārstēšanu ar C5 inhibitoriem. [5]

1. tabula. Komplementa sistēmas galvenie ceļi un to klīniskā nozīme

Ceļš	Būtiski proteīni	Kas ir svarīgi klīnikai
Klasiskā	C1, C2, C4	Biežāk saistīts ar imūnkompleksiem, sistēmisku sarkano vilkēdi un agrīniem komponentu deficītiem
Lektīns	mannozi saistošais lektīns, MASP-2, C2, C4	Var būt svarīgi atkārtotu infekciju gadījumā bērniem un dažu sekundāru imūndeficītu gadījumā
Alternatīva	C3, faktors B, faktors D, properdīns	Īpaši svarīgi alternatīvas disregulācijas, C3 glomerulopātijas un atipiska hemolītiski urēmiskā sindroma gadījumā
Terminālis	C5, C6, C7, C8, C9	Termināla komponentu deficīts ievērojami palielina Neisseria infekcijas risku

Tabulas avoti. [6]

Kādi komplementa sistēmas testi mūsdienās tiek izmantoti?

Ikdienas praksē visbiežāk tiek mērīti C3 un C4. Šie ir visizplatītākie individuālie komplementa proteīni, ko izmanto imūnsistēmas aktivitātes novērtēšanai, autoimūno slimību uzraudzībai un komplementa traucējumu meklēšanas ietvaros. Tomēr pat šajā posmā ir svarīgi saprast, ka C3 un C4 vien nav pietiekami, ja ir aizdomas par iedzimtu deficītu vai atipisku ceļa disregulāciju. [7]

Nākamais svarīgais līmenis ir funkcionālā testēšana. Komplementa kopējā hemolītiskā aktivitāte CH50 novērtē klasisko ceļu un pēdējo kopīgo stadiju. Alternatīvā hemolītiskā aktivitāte AH50 novērtē alternatīvo ceļu un to pašu terminālo stadiju. Šie testi tiek uzskatīti par pirmās izvēles testiem, ja ir aizdomas par komplementa deficītu. [8]

Ja CH50 un AH50 rādītāji ir patoloģiski, tiek uzsākta turpmāka pārbaude: tiek mērīti atsevišķi komponenti, to koncentrācijas vai funkcija, un dažreiz tiek pievienots mannozi saistošais lektīns lektīnu ceļam, C1q, C1 inhibitors, B faktors, D faktors, properdīns, H un I faktori. Šī pakāpeniskā pieeja palīdz saprast, kur tieši atrodas defekts: agrīnajā klasiskajā ceļā, alternatīvajā ceļā, terminālajā kompleksā vai regulācijā. [9]

Specifiskās klīniskās situācijās tiek izmantoti papildu biomarķieri. Šķīstošais C5b-9, kas pazīstams arī kā šķīstošais membrānas uzbrukuma komplekss, kalpo kā terminālā komplementa aktivācijas marķieris. Tas var būt noderīgs noteiktu autoimūnu slimību, infekciju, traumu gadījumā un anti-C5 terapijas reakcijas uzraudzībā, taču tas joprojām ir specializētāks tests. [10]

Īpaša uzmanība jāpievērš mērķtiecīgas terapijas uzraudzībai. Pacientiem, kuri saņem C5 inhibitorus, piemēram, ekulizumabu un ravulizumabu, CH50, AH50 un C5 funkcionālā aktivitāte tiek izmantota, lai novērtētu komplementa blokādi. Šeit analīze koncentrējas uz atšķirīgu pieeju: nevis meklējot deficītu, bet gan izprotot, cik pilnībā ir bloķēts terminālais ceļš un vai ārstēšana ir efektīva. [11]

2. tabula. Komplementa sistēmas pamata laboratorijas testi

Tests	Ko tas parāda?	Kad tas ir īpaši noderīgi
C3	C3 komponenta koncentrācija	Autoimūnu un nefroloģisku slimību gadījumā, ja ir aizdomas par alternatīvu disregulāciju
C4	C4 komponenta koncentrācija	Sistēmiskās sarkanās vilkēdes gadījumā, C1 inhibitora deficīta gadījumā, klasiskais ceļš
CH50	Klasiskā ceļa un kopīgā terminālā posma funkcija	Pirmais solis, ja ir aizdomas par komplementa deficītu
AH50	Alternatīvā ceļa un kopīgā terminālā posma funkcija	Pirmais solis, ja rodas aizdomas par alternatīvu defektu
Mannozi saistošs lektīns	Lektīna ceļa marķieris	Ar normālu CH50 un AH50, ja aizdomas joprojām pastāv
C1q	Komponents C1	Īpaši noderīgi, lai atšķirtu iedzimtu un iegūtu angioedēmu.
C1 inhibitors, daudzums un funkcija	Klasiskā un lektīna ceļu regulators	Recidivējošas angioedēmas gadījumā bez nātrenes
Šķīstošais C5b-9	Termināla aktivizācijas marķieris	Komplementa mediētu stāvokļu gadījumā un anti-C5 terapijas uzraudzība

Tabulas avoti. [12]

3. tabula. Kuri testi parasti ir pietiekami pirmajā posmā?

Klīniskā situācija	Ko cilvēki parasti pasūta vispirms?
Aizdomas par sistēmisku sarkano vilkēdi vai imūnkompleksu slimību	C3 un C4
Aizdomas par iedzimtu komplementa deficītu	CH50 un AH50
Recidivējoša angioedēma bez nātrenes	C4, C1 inhibitors, C1 inhibitora funkcija, C1q
Recidivējošas Neisseria infekcijas	CH50 un AH50
Aizdomas par alternatīvu komplementa nefropātiju	C3, C4, CH50, AH50, faktors B un regulatori, kā norādīts
C5 inhibitoru monitorings	CH50, AH50, funkcionālais C5

Tabulas avoti. [13]

Kā pareizi interpretēt kombinācijas C3, C4, CH50 un AH50

Izolēts zems C3 līmenis un izolēts zems C4 līmenis nav viens un tas pats. Zems C3 līmenis ar normālu C4 līmeni tagad tiek uzskatīts par svarīgu norādi uz alternatīvu disregulāciju. Šī tendence ir īpaši satraucoša C3 glomerulopātijas un atipiska hemolītiski urēmiskā sindroma gadījumā, lai gan galīgai diagnozei nepieciešami papildu laboratoriskie un bieži vien ģenētiskie dati. [14]

Kad vienlaicīgi tiek samazināts vairāku komponentu, īpaši C3 un C4, līmenis, ārsts biežāk apsver komplementa patēriņu aktīva imūnkompleksa procesa, nevis izolēta iedzimta deficīta dēļ. ARUP nepārprotami uzsver, ka patēriņu raksturo vairāku komponentu vienlaicīga samazināšana, un C3 un C4 tiek plaši izmantoti autoimūnu slimību, tostarp sistēmiskās sarkanās vilkēdes, diagnostikā un uzraudzībā. [15]

Zems C4 līmenis kopā ar normālu C3 līmeni ir īpaši svarīgs C1 inhibitora deficīta vai disfunkcijas kontekstā. Iedzimtas 1. un 2. tipa angioedēmas gadījumā C4 līmenis parasti ir zems pat starp lēkmēm, un papildu apstiprinājumu sniedz C1 inhibitora līmenis un funkcija. Ja arī C1q līmenis ir zems, tas liecina par iegūtu, nevis iedzimtu variantu. [16]

Funkcionālie testi sniedz vēl noderīgākus modeļus. Normāls AH50 ar zemu CH50 liecina par agrīnu klasisko signālceļu, piemēram, C1, C2 vai C4. Normāls CH50 ar zemu AH50 vairāk atbilst alternatīva ceļa defektam. Vienlaicīga CH50 un AH50 samazināšanās norāda vai nu uz terminālu defektu, vai uz smagu komplementa patēriņu, un zema CH50 un AH50 kombinācija ar normālu C3 un C4 īpaši liecina par C5-C9 deficītu. [17]

Ja CH50 un AH50 ir normāli un klīniskās aizdomas par komplementa deficītu joprojām ir augstas, nākamais solis parasti nav bezgalīga to pašu testu atkārtošana, bet gan pāreja uz lektīna ceļa vai citas imūnsistēmas novērtēšanu. Mūsdienīgā komplementa traucējumu pārskatā ir skaidri norādīts, ka ar normālu CH50 un AH50 līmeni turpmāka pārbaude bieži vien nav nepieciešama vispār, ja vien nav ļoti specifisku aizdomu. [18]

4. tabula. Kā interpretēt CH50 un AH50 kombinācijas

CH50	AH50	Kas visbiežāk tiek pieņemts
Īss	Normāls	Agrīns klasiskais ceļa defekts, piemēram, C1, C2, C4
Normāls	Īss	Alternatīva ceļa defekts, piemēram, B faktors, D faktors, properdīns
Īss	Īss	Termināla defekts, C3 deficīts vai smags komplementa patēriņš
Īss	Zems ar normālu C3 un C4	Īpaši aizdomīgi ir C5, C6, C7, C8 vai C9 deficīts.
Normāls	Normāls	Būtisks defekts klasiskajā un alternatīvajā ceļā ir mazāk ticams; ja aizdomas joprojām pastāv, tiek apsvērts lektīnu ceļš.

Tabulas avoti. [19]

5. tabula. Kā interpretēt C3 un C4 kombinācijas

C3	C4	Kas visbiežāk tiek pieņemts
Īss	Normāls	Alternatīva disregulācija, piemēram, C3 glomerulopātija vai atipisks hemolītiski urēmiskais sindroms
Īss	Īss	Komplementa patēriņš sistēmiskos imūnkompleksu procesos
Normāls	Īss	C1 inhibitora deficīts vai disfunkcija, kas ir daļa no klasiskajiem komplementa traucējumiem
Normāls	Normāls	Neizslēdz ceļa deficītu, ja funkcionālie testi ir patoloģiski
Normāls vai augsts	Normāls vai augsts	Tas var notikt arī aktīva procesa laikā, ja analīze tiek veikta ārpus patēriņa fāzes vai akūtas fāzes olbaltumvielu fona.

Tabulas avoti. [20]

Kādās slimībās visbiežāk tiek pārbaudīta komplementa sistēma?

Viens no svarīgākajiem klīniskajiem scenārijiem ir atkārtotas infekcijas, īpaši meningokoku infekcijas. Terminālo komponentu C5-C9 deficīts ievērojami palielina Neisseria meningitidis infekcijas un diseminētas Neisseria gonorrhoeae risku. Properdīns, kas pieder pie alternatīvā ceļa, arī ir saistīts ar smagām meningokoku infekcijām. Tādēļ pieaugušais vai bērns ar atkārtotām neizskaidrojamām Neisseria infekcijām ir klasisks kandidāts komplementa sistēmas novērtēšanai. [21]

Klasiskā ceļa agrīnajiem komponentiem ir atšķirīgs klīniskais profils. C1, C2 un C4 deficīts biežāk ir saistīts ne tikai ar infekcijām, bet arī ar autoimūnām slimībām, īpaši sistēmisko sarkano vilkēdi un citiem imūnkompleksu sindromiem. Tādēļ zems C3 un C4 līmenis pacientam, kuram ir aizdomas par vilkēdi, ir svarīgs gan diagnozes noteikšanai, gan slimības aktivitātes uzraudzībai. [22]

Atsevišķa, svarīga joma ir nefroloģija. C3 glomerulopātijas un atipiska hemolītiski urēmiskā sindroma gadījumā alternatīvā ceļa disregulācija ir īpaši nozīmīga. Šiem stāvokļiem parasti ir samazināts C3 līmenis ar normālu C4 līmeni, un turpmāka pārbaude var ietvert B faktora, H faktora, I faktora, anti-H faktora antivielas un ģenētisko testēšanu. [23]

Vēl viens atšķirīgs scenārijs ir angioedēma bez nātrenes. Šeit komplementa sistēma nav nepieciešama, lai atklātu infekciozu imūndeficītu, bet gan lai identificētu C1 inhibitora deficītu vai disfunkciju. Iedzimtu angioedēmu parasti raksturo zems C4 līmenis un samazināta C1 inhibitora funkcija, savukārt zems C1q līmenis palīdz atšķirt iegūto variantu no iedzimta. Svarīgi ir tas, ka antihistamīni un glikokortikosteroīdi šajā formā parasti ir neefektīvi, jo mehānisms ir saistīts ar bradikinīnu, nevis histamīnu. [24]

Visbeidzot, komplementa sistēma tiek pētīta arī mūsdienu mērķterapijā. Pacientiem, kuri saņem C5 inhibitorus, komplementa testēšana palīdz uzraudzīt kaskādes blokādes pilnīgumu. Tā vairs nav klasiska deficīta diagnostika, bet gan piemērs tam, kā komplementa sistēma ir attīstījusies no fundamentālās imunoloģijas līdz mūsdienu bioloģisko zāļu ikdienas uzraudzībai. [25]

6. tabula. Kuri klīniskie scenāriji visspēcīgāk liecina par komplementa sistēmas traucējumiem?

Klīniskā situācija	Visticamāk, komplementa bloks
Recidivējoša meningokoku meningīta	Termināla komponenti C5-C9 vai properdin
Agrīnas atkārtotas kapsulas bakteriālas infekcijas bērnam	C3 jeb klasiskā ceļa agrīnās sastāvdaļas
Sistēmiskā sarkanā vilkēde un citas imūnkompleksu slimības	C3 un C4 patēriņš vai iedzimtas agrīnas nepilnības
Angioedēma bez nātrenes	C1, C4, C1q inhibitors
Neizskaidrojams glomerulonefrīts ar zemu C3 un normālu C4 līmeni	Alternatīva komplementa disregulācija
Anti-C5 terapijas uzraudzība	CH50, AH50, funkcionālais C5

Tabulas avoti. [26]

Kā pareizi veikt testus un ko darīt pēc neparastu rezultātu saņemšanas

Priekšanalīze ir īpaši svarīga komplementa sistēmai. Funkcionālie testi ir jutīgi pret temperatūru, apstrādes aizkavēšanos un nepareizu uzglabāšanu. Mayo un ARUP uzsver, ka komponentu degradācija un spontāna lietošana var izraisīt kļūdaini zemu funkcionalitāti, un AH50 gadījumā viņi parasti iesaka sasaldēt paraugus tūlīt pēc savākšanas. [27]

Tāpēc pirmais solis pēc negaidīti zema rezultāta nav steigties ar diagnozes noteikšanu. Ir jānoskaidro, kā paraugs tika apstrādāts, vai bija kavēšanās, vai tas tika pareizi uzglabāts, vai tika veikta plazmaferēze un vai ir ievērojams iekaisuma process. Ja klīniskā aina ir apšaubāma vai neatbilst klīniskajai ainai, funkcionālie testi jāatkārto ar jaunu paraugu. [28]

Ja tiek konstatēta pastāvīga anomālija, nākamais solis ir atkarīgs no modeļa. Ja CH50 ir zems un AH50 ir normāls, tiek pārbaudīts klasiskais ceļš un komponenti C1, C2 un C4. Ja CH50 ir normāls un AH50 ir zems, tiek pārbaudīti alternatīvā ceļa faktori. Ja CH50 un AH50 ir zems, terminālie komponenti un C3 tiek novērtēti kopā, un tiek ņemts vērā arī komplementa patēriņš. Šis algoritms ļauj izmantot loģisku pieeju, nevis "pārbaudīt visu". [29]

Ja ir aizdomas par iedzimtu deficītu, noderīga ir konsultācija ar klīnisko imunologu un ģenētiskā testēšana. Jaunākās atsauksmes uzsver, ka pēc defekta laboratoriskas apstiprināšanas jāņem vērā ne tikai pacients, bet arī radinieki, jo ģimenes identificēšana ļauj agrīni apspriest vakcināciju, profilaksi un smagu infekciju ārstēšanu. [30]

Visbeidzot, patoloģiskus komplementa sistēmas rezultātus nevar ārstēt "ar analīzi". Ārstēšana nav balstīta uz pašu zemo C3 līmeni, bet gan uz pamatproblēmu: vilkēdi, angioedēmu, infekcijas predispozīciju, nefroloģisku komplementa disregulāciju vai anti-C5 terapijas sekām. Tas atšķir mūsdienu komplementa sistēmas interpretāciju no novecojušā modeļa, kas mēģināja izdarīt secinājumus, pamatojoties tikai uz C3 vai C4. [31]

7. tabula. Kas visbiežāk traucē pareizu komplementa testu interpretāciju

Problēma	Kāpēc tas ir svarīgi?
Nepareiza parauga uzglabāšana	Var sniegt kļūdaini zemus funkcionālos rezultātus
Asins apstrādes aizkavēšanās	Veicina komponentu degradāciju un patēriņu
Asins savākšana pēc plazmaferēzes	Var neatspoguļot faktisko komplementa statusu.
Vērtējums tikai C3 un C4 bez CH50 un AH50	Ir viegli nepamanīt ceļam raksturīgu defektu
Funkcionālo testu novērtējums bez klīniskas apsvēršanas	Iespējami kļūdaini diagnostikas secinājumi
Komplementa patēriņa sajaukšana ar iedzimtu deficītu	Nepieciešama atšķirība starp vairākām komponentēm un klīnisko kontekstu

Tabulas avoti. [32]

Bieži uzdotie jautājumi

Kas vienkāršoti ir komplementa sistēma?
Tā ir iedzimtu imūnproteīnu kaskāde, kas palīdz apzīmēt mikrobus, pastiprināt iekaisumu un iznīcināt mērķa šūnas. Klīniski komplementa sistēma ir svarīga ne tikai aizsardzībai pret infekcijām, bet arī autoimūnu, nefroloģisku un angioedēmas izraisītu stāvokļu gadījumā. [33]

Kādi testi visbiežāk tiek nozīmēti vispirms?
Visbiežāk tie sākas ar C3 un C4, un, ja ir aizdomas par iedzimtu deficītu, ar CH50 un AH50. Angioedēmas gadījumā bez nātrenes pievieno C4, C1 inhibitoru, tā funkciju un C1q. [34]

Kā CH50 atšķiras no AH50?
CH50 atspoguļo klasiskā ceļa un kopīgā galapunkta funkciju. AH50 atspoguļo alternatīvā ceļa un tā paša galapunkta funkciju. To kombinācija ļauj mums izprast iespējamo defekta atrašanās vietu. [35]

Vai zems C3 līmenis vienmēr norāda uz nieru slimību
? Nē. Zems C3 līmenis var rasties alternatīvas komplementa disregulācijas gadījumā, bet tas notiek arī komplementa patēriņa gadījumā autoimūnos procesos un citos stāvokļos. Kombinācija ar C4, CH50, AH50 un klīnisko ainu ir nozīmīga. [36]

Vai zems C4 līmenis vienmēr norāda uz iedzimtu angioedēmu
? Nē. Zems C4 līmenis patiešām ir svarīgs C1 inhibitora deficīta gadījumā, taču ar to vien nepietiek. Jāizmēra C1 inhibitoru līmenis un funkcija, un, ja ir aizdomas par iegūtu variantu, jāizmēra arī C1q līmenis. Tomēr dažiem pacientiem C4 līmenis starp lēkmēm var būt normāls. [37]

Kad terminālo komponentu deficīts ir īpaši svarīgs:
ja pacientam ir bijušas atkārtotas meningokoku infekcijas vai izplatītas Neisseria gonorrhoeae infekcijas, īpaši bez cita acīmredzama imūndeficīta cēloņa. Šādiem gadījumiem raksturīgi C5-C9, kā arī properdīna defekti. [38]

Vai var izslēgt komplementa traucējumus, ja C3 un C4 ir normāli
? Nē. Normāli C3 un C4 neizslēdz ceļam specifisku defektu. Piemēram, agrīnā klasiskā vai terminālā ceļa deficīta gadījumā patoloģisks rezultāts var parādīties tieši CH50 vai AH50. Ja gan CH50, gan AH50 ir normāli, turpmāka pārbaude parasti nav nepieciešama, izņemot īpašus gadījumus, kad ir aizdomas par lektīna ceļa defektu. [39]

Kāpēc C1q tiek mērīts angioedēmas gadījumā?
C1q palīdz atšķirt iedzimtu C1 inhibitora deficītu no iegūta. Iedzimtā varianta gadījumā C1q līmenis parasti ir normāls, savukārt iegūtā varianta gadījumā tas bieži ir samazināts. [40]

Kāpēc komplementa testi dažreiz ir jāatkārto?
Tāpēc, ka funkcionālie testi ir ļoti jutīgi pret paraugu savākšanu, transportēšanu un sasaldēšanu. Ja paraugs tiek apstrādāts nepareizi, var iegūt viltus samazinājumu un kļūdaini aizdomas par nopietnu komplementa defektu. [41]

Jomas, kurās komplementa sistēmai ir īpaša nozīme mūsdienu medicīnā
Mūsdienās tā ir īpaši svarīga četrās galvenajās jomās: imūndeficīts ar atkārtotām infekcijām, sistēmiskas autoimūnas slimības, komplementa mediēta nefropātija un mērķtiecīgas anti-C5 terapijas uzraudzība. Tieši šādos gadījumos komplementa testi patiesi maina klīniskos lēmumus. [42]