Лаборатория медицинской диагностики, лицензия ЛО-78-01-006578 от 20.02.2016

Выявление парапротеинов с помощью электрофореза и иммунофиксации

Уважаемые пациенты! График работы детской медицинской сестры в феврале 2019 г.: 2, 4, 5, 6, 9, 11 и 16 числа.

 

Пнд, 12/04/2017 - 17:09 / admin

Выявление парапротеинов с помощью электрофореза и иммунофиксации

Лабораторная диагностика парапротеинемий. 

Для клинического исследования парапротеина (ПП) целесообразно использовать электрофорез в агарозном геле или капиллярный электрофорез. В зависимости от условий электрофореза и состава буфера может формироваться 5 или  6  фракций белков. В последнем случае бета-фракция разделяется на бета-1 и бета-2 (минорную) фракции. В каждой фракции в норме присутствует определенный набор белков, поэтому результат электрофореза белков сыворотки дает комплексное представление об изменении синтеза и катаболизма многих белков организма (рис. 1). Клиническая интерпретация результатов электрофореза белковых фракций изложена в ряде руководств по клинической лабораторной диагностике.

Рис. 1. Основные фракции белка сыворотки крови и их компоненты

Для выявления ПП методы электрофореза и иммунофиксации должны использоваться совместно. Электрофорез с денситометрической оценкой белковых фракций позволяет предположить наличие ПП, а иммунофиксация – подтвердить его наличие в той или иной фракции. Денситометрия является предпочтительным методом оценки содержания белка в составе белковых фракций и позволяет оценить концентрацию ПП. Предел чувствительности метода электрофореза, ассоциированного с иммунофиксацией, позволяет определять 0,5 г/л моноклонального ПП в составе иммуноглобулина.

Классический результат обнаружения ПП с помощью электрофореза представляет выраженную полосу (М-пик) в зоне гамма-глобулинов. Интенсивная фракция ПП выявляется на бледном фоне, который указывает на подавление синтеза поликлональных иммуноглобулинов. Только в этой ситуации с большой уверенностью можно интерпретировать полученный результат как ПП и определить его концентрацию. Здесь иммунофиксация позволяет типировать ПП, т. е. описать его состав. В большинстве же случаев выявление моноклонального ПП в образце не так однозначно (рис. 2), т. к. ПП происходит из поликлональных молекул иммуноглобулинов, которые обладают разными физико-химическими свойствами и могут мигрировать в составе различных фракций белков сыворотки.

Рис. 2. Детекция парапротеина с помощью электрофореза белков сыворотки и основные феномены, затрудняющие его выявление.

Чаще всего ПП класса IgG и IgM обнаруживаются в гамма-фракции, а ПП классов IgA и свободные легкие цепи мигрируют в составе альфа2- и бета-фракций. Нарушение синтеза иммуноглобулинов затрудняет выявление ПП при поликлональной гипергаммаглобулинемии (рис. 2.7), увеличение продукции IgA при циррозе (рис. 2.5), олигоклональный синтез иммуноглобулинов при хронических воспалительных заболеваниях. Гипоглобулинемия может быть проявлением миеломы Бенс-Джонса с угнетением синтеза собственных иммуноглобулинов (рис. 2.8). В последнем случае свободные легкие цепи обычно мигрируют в составе бета- или альфа2-фракции глобулинов. Изменения альфа2- и бета-фракций могут имитировать присутствие ПП. Дополнительные яркие полосы отмечаются в гамма-фракции при высоком содержании фибриногена в сыворотке (рис. 2.4), гемолизе с образованием комплексов “гемоглобин – гаптоглобин” в альфа2-фракции (рис. 2.3). Увеличение и изменение бета-фракции происходит при повышении трансферрина при железодефицитной анемии, выявлении генетических вариантов трансферрина, высокого С-реактивного белка или С3-фактора комплемента при воспалении. Подозрения на ПП могут возникать при нарушениях метаболизма при нефротическом синдроме (рис. 2.6) или индукции синтеза белков, например альфа-фетопротеина при раке печени. 

Стандартного алгоритма для проведения иммунофиксации по результатам электрофореза белков сыворотки крови нет, поэтому решение о проведении дообследования клиницист и врач клинической лабораторной диагностики должны принимать совместно в зависимости от клинических находок и результатов лабораторных показателей. Обнаружение даже небольшого содержания ПП может указывать на тяжелое онкогематологическое заболевание, такое как лимфома или миелома. Определение свободных легких цепей иммуноглобулинов и их соотношения может использоваться в качестве дополнительного метода в постановке диагноза, однако такая оценка неточна при биклональной миеломе и небольшом содержании ПП (менее 5 г/л). Поэтому увеличение глобулиновых фракций сыворотки крови (альфа2, бета, гамма) требует проведения иммунофиксации. Гипогаммаглобулинемия, особенно в сочетании с протеинурией, является основным признаком миеломы Бенс-Джонса. В случае гипогаммаглобулинемии должен быть выполнен электрофорез 24-часовой мочи для обнаружения белка Бенс-Джонса.

Иммунофиксация является двустадийным процессом, который объединяет горизонтальный электрофорез в агарозном геле и детекцию иммуноглобулинов с помощью специфических антисывороток. Моноспецифические антисыворотки к тяжелым и легким цепям иммуноглобулинов наносятся на гель и проникают в его структуру за счет пассивной диффузии. Благодаря малой толщине геля линии преципитации антисыворотки иммуноглобулина образуются сравнительно быстро (через 20–30 мин), однако эффективность преципитации зависит от ряда факторов, включая концентрацию антигена, ионную силу и рН раствора, а также температуру. Образовавшиеся иммунные комплексы являются нерастворимыми и фиксируются в порах геля. Отмывка позволяет удалить несвязавшиеся белки, а иммунные комплексы окрашиваются белковым красителем.

Иммунофиксация производится одновременно на 6 дорожках, из которых в одну вносится фиксатор белков, в пять остальных – антисыворотки к тяжелым цепям IgG, IgA, IgM и легким цепям каппа и лямбда. Обнаружение характерной фракции белка, которая реагирует с антисыворотками против тяжелых и легких цепей, указывает на обнаружение ПП, представленного целой молекулой одного из основных классов иммуноглобулинов. Если фракция реагирует только с антисывороткой против легкой цепи, то рекомендуется повторное исследование с антисыворотками к IgD и IgE. Отсутствие реакции с антисыворотками к IgD и IgE указывает на то, что ПП представлен свободной легкой цепью иммуноглобулина. Болезнь тяжелых цепей представляет редкий лабораторный диагноз, который должен устанавливаться только при очевидном выявлении изолированного синтеза тяжелой цепи иммуноглобулина. Следует учитывать, что миелома класса IgA может походить на болезнь тяжелых цепей, т. к. структура ПП IgA может затруднять распознавание легких цепей соответствующими антисыворотками. Примеры обнаружения ПП с помощью иммунофиксации приведены на рис. 3. При выявлении ПП необходимо сопоставить результат иммунофиксации с электрофорезом белковых фракций, провести денситометрическое выделение моноклональной фракции и ее измерение.

Рис. 3. Варианты выявления парапротеина методом иммунофиксации на системе SAS1/SAS2 фирмы Helena Biosciences Europe (Великобритания).

Высокое содержание ПП в патологических образцах часто приводит к феномену “прозоны”, который заключается в растворении иммунных комплексов при высокой концентрации антигена. Феномен прозоны может приводить к ложноотрицательным результатам тестирования. Для устранения этого явления может потребоваться повторное исследование с многократным разведением тестируемой сыворотки для снижения концентрации ПП в образце. Высокая концентрация иммунных комплексов, ревматоидного фактора, криоглобулинов может привести к преципитации в месте нанесения сыворотки на всех дорожках. В этом случае может потребоваться использование восстанавливающих веществ, например 2-меркаптоэтанола, для растворения агрегатов и повтора исследования. 

Удобным вариантом сочетания методов электрофореза белков сыворотки и иммунофиксации является исследование с пентавалентной антисывороткой. Это скрининговый метод, представляющий разновидность иммунофиксации с использованием одной антисыворотки, направленной против IgG, IgM, IgA, каппа и лямбда цепей. Окраска амидо-черным красителем позволяет проводить прямую денситометрию белковых фракций и одновременную количественную оценку ПП на основании выявленных моноклональных фракций. Этот метод не только позволяет проводить скрининговое обследование, но и сравнительно дешевле развернутого теста, т. к. вместо 6 используются только 2 дорожки. 

Для выполнения клинического электрофореза и проведения иммунофиксации в нашей лаборатории с 2008 г. мы пользуемся системой клинического электрофореза SAS-1plus/SAS-2 и готовыми наборами реактивов фирмы Helena Biosciences Europe (Великобритания). Все реактивы для электрофореза объединены в системе “гель – буфер”, что исключает необходимость работы с буфером для электрофореза. На один гель может быть нанесено до 24 образцов, причем система нанесения образцов позволяет комбинировать образцы различного биологического материала, что целесообразно при одновременном проведении иммунофиксации образцов сыворотки крови и мочи. Заслуживает отдельного внимания уникальная система автоматического нанесения образцов на гель, которая может сконцентрировать биоматериал непосредственно на геле. За счет этого метод имеет высокую аналитическую чувствительность, составляющую 0,25 г/л белка на белковую фракцию сыворотки и до 10 мг/л на фракцию белков мочи. Электрофорез проводится в реакционной камере при постоянной температуре и влажности. Вся процедура фиксации, окрашивания и сушки геля стандартизована, выполняется в автоматическом режиме и не требует вмешательства персонала. Для обработки, редактирования, анализа и архивирования данных, а также ведения карт внутрилабораторного контроля качества используется русифицированный пакет программного обеспечения Platinum  III. Его дополнительным преимуществом является возможность создания удобной формы заключения по результатам исследования, а также интегрирование в лабораторную информационную систему.

Голосов пока нет