КОНСУЛЬТАНТ

Аналіз протеїнограми

Скорочений виклад

Th. X. O’Connell, T. J. Horita, B. Kasravi
Am Fam Physician 2005;71:105-12

Аналіз білків сироватки крові (протеїнограма) за допомогою електрофорезу часто застосовується для виявлення хворих з множинною мієломою та іншою патологією білків крові. Багато вузьких спеціалістів включають цей тест до переліку первинного обстеження з приводу багатьох захворювань. Проте іноді результати протеїнограми важко інтер­прету­вати.

У цій статті докладно розглянуто методику електрофорезографії, показання, інтерпретацію протеїнограми та подано поради щодо подальшого обстеження пацієнтів з патологічними результатами тесту.

Визначення

Електрофорез — метод розділення білків залежно від їх фізичних властивостей (розміру, форми та полярності електричного заряду молекули). Сироватку крові наносять на спеціальне середовище, через яке згодом пропускають струм.

Білковий склад сироватки крові

Результат електрофорезу білків плазми крові залежить від складу фракцій двох основних типів білків: альбумінів та глобулінів. Альбумін — основний білковий компонент сироватки крові — у нормальних фізіологічних умовах синтезується в печінці. Глобуліни становлять значно меншу фракцію протеїнового складу сироватки крові. Інтерпретація протеїнограми полягає передусім в аналізі білкових фракцій та їх відносної кількості.

Альбумін — найвищий пік протеїнограми — мігрує найближче до позитивного електрода. Наступні п’ять компонентів (глобуліни), які послідовно розміщуються все ближче до негативного електроду, позначаються відповідно α1, α2, β1, β2 та γ. На рисунку 1 подано зразок розподілу білків сироватки крові за допомогою електрофорезу в нормі.

img 1

Рис. 1. Результат електрофорезу білків плазми крові в нормі.

Альбумін

Альбумін становить найбільшу фракцію білків у сироватці людини. Його рівень знижується при порушенні синтезуючої функції печінки та при підвищеній втраті чи розпаду цього білка. До низького рівня альбуміну призводять порушення харчування, важкі захворювання печінки, втрата через нирки (наприклад, при нефротичному синдромі), гормонотерапія, опіки та вагітність, а до підвищеного — стани, які супроводжуються зниженням відносного вмісту води в сироватці крові (наприклад, дегідратація).

Альфа-фракція глобулінів

α1-фракція складається з α1-антитрипсину1, тирозв’язуючого глобуліну та транскортину2. Її вміст зростає при злоякісних захворюваннях та гострому запальному процесі (завдяки білкам гострої фази), а знижується при дефіциті α1-антитрипсину та зниженні синтезу глобулінів при захворюваннях печінки. α2-фракція містить церуплазмін3, α2-макроглобулін4 та гаптоглобулін5, рівень яких може зростати як білків гострої фази.

Бета-фракція глобулінів

β-фракція глобулінів містить два піки: β1 (складається переважно з трансферину) та β2 (β-ліпопротеїн). До β-фракції також належать фактори комплементу, IgA, IgM та іноді IgG.

Гамма-фракція глобулінів

Переважна увага клініцистів прикута до γ-фракції, оскільки вона містить імуноглобуліни, хоча ці білки під час електрофорезу можуть мігрувати і до інших фракцій. С-реактивний білок локалізується між β- та γ-фракціями.

Показання до призначення протеїнограми

Електрофорез білків сироватки крові, як звичайно, призначають при підозрі на множинну мієлому, хоч існують й інші показання (таблиця 1).

Таблиця 1. Показання до визначення протеїнограми з допомогою електрофорезу

  • Підозра на множинну мієлому, макроглобулінемію Вальденстрема, первинний амілоїдоз або пов’язані з ними захворювання
  • Периферійна нейропатія невідомої етіології (не пов’язана з довготривалим цукровим діабетом, інтоксикацією, хіміотерапією і т. п.)
  • Нещодавно діагностована анемія, яка супроводжується нирковою недостатністю та болем у кістках
  • Біль у спині, етіологічним фактором якої підозрюється мієлома
  • Гіперкальціємія, викликана, імовірно, злоякісним захворюванням (наприклад, пов’язана із схудненням, загальною слабістю, болем у кістках, підвищеною кровоточивістю)
  • Монетоподібні скупчення еритроцитів, виявлені в мазку периферійної крові
  • Ниркова недостатність з гіперпротеїнемією
  • Патологічний перелом невідомої етіології або остеолізис, виявлені на рентгенограмі
  • Протеїнурія Бенс-Джонса

Якщо результат електрофорезу білків сироватки крові нормальний, проте все ще підозрюється наявність множинної мієломи, макроглобулінемії Вальденстрема, первинного амілоїдозу або пов’язаного з ними захворювання, слід призначити визначення протеїнограми методом імунофіксації, оскільки цей метод чутливіший для виявлення невеликих моноклональних (M) білків.

Інтерпретація результатів

У відповідь на гостре запалення, злоякісне захворювання, травму, некроз, інфаркт, опіки та хімічні ушкодження в плазмі зростає рівень так званих “білків гострої фази”: фібриногену, антитрипсину, гаптоглобуліну, церулоплазміну, С-реактивного білка, C3-фракції комплементу та α1-кислотного глікопротеїну. Часто також знижується рівень альбуміну та трансферину. У таблиці 2 подано зміни складу білків гострої фази, характерні для певних захворювань.

Таблиця 2. Захворювання та клінічні стани,
пов’язані з характерними змінами вмісту білків гострої фази в протеїнограмі

  • Гіперальбумінемія
    • Дегідратація
  • Гіпоальбумінемія
    • Хронічні кахектичні або виснажливі захворювання
    • Хронічні інфекції
    • Крововиливи, опіки або ентеропатії, які супроводжуються втратою білка
    • Порушення функції печінки (зниження синтезу альбуміну)
    • Недостатнє харчування
    • Нефротичний синдром
    • Вагітність
  • Підвищення рівня α1-глобулінів
    • Вагітність
  • Зниження рівня α1-глобулінів
    • Дефіцит α1-антитрипсину
  • Підвищення рівня α2-глобулінів
    • Недостатність наднирників
    • Лікування адренокортикостероїдами
    • Важка форма цукрового діабету
    • Нефротичний синдром
  • Зниження рівня α2-глобулінів
    • Недостатнє харчування
    • Мегалобластична анемія
    • Ентеропатії, які супроводжуються втратою білка
    • Важкі захворювання печінки
    • Хвороба Вільсона-Коновалова
  • Підвищення рівня β1- або β2-глобулінів
    • Біліарний цироз печінки
    • Карцинома (іноді)
    • Хвороба Кушинга
    • Цукровий діабет (іноді)
    • Гіпотироз
    • Залізодефіцитна анемія
    • Злоякісна гіпертензія
    • Нефроз
    • Вузликовий періартеріїт
    • Обструктивна жовтяниця
    • Вагітність у третьому триместрі
  • Зниження рівня β1- або β2-глобулінів
    • Недостатнє споживання білків з їжею
  • Підвищення рівня γ-глобулінів
    • Амілоїдоз
    • Хронічні інфекції (гранульоматозні захворювання)
    • Хронічний лімфолейкоз
    • Цироз печінки
    • Хвороба Ходжкіна
    • Злоякісна лімфома
    • Множинна мієлома
    • Ревматоїдні та колагенові захворювання (захворювання сполучної тканини)
    • Макроглобулінемія Вальденстрема
  • Зниження рівня γ-глобулінів
    • Агаммаглобулінемія
    • Гіпогаммаглобулінемія

Під час інтерпретації результатів електрофорезу білків сироватки крові преважно увага приділяється гамма-фракції, яка в основному складається з антітил класу IgG. Хоча гамма-фракція зростає внаслідок багатьох причин, декілька захворювань призводять до появи гомогенного гострофазового піка в ділянці гамма-глобулінів (рис. 2). Ці так звані “моноклональні гаммапатії” становлять групу захворювань, які характеризуються проліферацією одного клона плазматичних клітин, синтезуючих гомогенний М-білок.

img 2

Рис. 2. Патологічний результат електрофорезу білків сироватки крові у хворого з множинною мієломою. Зверніть увагу на великий гострофазовий пік у гамма-фракції.

Диференціальна діагностика моноклональних та поліклональних гаммапатій

Дуже важливо віддиференціювати моноклональні від поліклональних гаммапатій, оскільки моноклональні гаммапатії пов’язані із злоякісним або потенційно злоякісним клональним процесом, а поліклональні — навпаки, з будь-якими, як звичайно, незлоякісними реактивними або запальними змінами. У таблиці 3 подано найчастіші етіологічні чинники поліклональної гаммапатії.

Таблиця 3. Диференціальна діагностика поліклональної гаммапатії

  • Інфекції
    • Вірусні інфекції, особливо гепатит, ВІЛ, мононуклеоз, вітряна віспа
    • Місцеві або системні бактеріальні інфекції, включаючи ендокардит, остеомієліт та бактеріємію
    • Туберкульоз
  • Захворювання сполучної тканини
    • Системний червоний вовчак
    • Комбіноване захворювання сполучної тканини6
    • Висковий артеріїт
    • Ревматоїдний артрит
    • Саркоїдоз
  • Захворювання печінки
    • Цироз
    • Зловживання алкоголем
    • Аутоімунний гепатит
    • Вірусний гепатит
    • Первинний біліарний цироз
    • Первинний склерозуючий холангіт
  • Злоякісні захворювання
    • Солідні пухлини
    • Пухлини яйників
    • Рак легень
    • Гепатоцелюлярний рак
    • Пухлини нирок
    • Пухлини шлунка
    • Гематологічні злоякісні захворювання (див. нижче)
  • Гематологічні та лімфопроліферативні захворювання
    • Лімфома
    • Лейкоз
    • Таласемія
    • Серповидно-клітинна анемія
  • Інші запальні захворювання
    • Захворювання ШКК, включаючи виразковий коліт та хворобу Крона
    • Захворювання легень, включаючи бронхоектатичну хворобу, кістозний фіброз, хронічний бронхіт та пневмоніт
    • Ендокринні захворювання, включаючи базедову хворобу та тироїдит Хашимото

М-парапротеїн характеризується наявністю на електрофорезограмі гострофазової, чітко вираженої смуги, яка складається з одного важкого ланцюга, та подібної смуги з κ- або λ-легким ланцюгом. При поліклональній гаммапатії наявна широка дифузна смуга з одним або кількома важкими та κ- і λ-легкими ланцюгами.

Після виявлення моноклональної гаммапатії за допомогою електрофорезу білків сироватки крові слід віддиференціювати множинну мієлому від інших чинників цього типу гаммапатій: макроглобулінемії Вальденстрема, солітарної плазмоцитоми, латентної множинної мієломи, есенціальної моноклональної доброякісної гаммапатії, плазмоклітинного лейкозу, хвороби важких ланцюгів та амілоїдозу.

Кількісний вміст М-парапротеїну може допомогти провести диференціальну діагностику між множинною мієломою та моноклональною гаммапатією невстановленої важливості. Критерієм встановлення діагнозу множинної мієломи є наявність 10–15% плазматичних клітин у біоптаті кісткового мозку. У таблиці 4 подано характерні диференціальні симптоми моноклональних гаммапатій.

Таблиця 4. Характерні ознаки моноклональних гаммапатій
(за E. D. George, R. Sadovsky, 1999)

Захворювання Характерні ознаки

Множинна мієлома

Наявність M-парапротеїну у формі вузького піка в γ-, β- або α2-фракції.

Рівень M-парапротеїну, як звичайно, > 30 г/л.

Наявність у 80% пацієнтів уражень скелета (наприклад, літичних уражень, дифузної остеопенії, компресійних переломів хребців).

Для встановлення діагнозу необхідна наявність 10–15% плазмоцитів у біоптаті кісткового мозку.

Можлива наявність анемії, панцитопенії, гіперкальціємії та ураження нирок.

Есенціальна моноклональна доброякісна гаммапатія

Рівень M-парапротеїну < 30 г/л.

Наявність плазмоцитів у біоптаті кісткового мозку < 10%.

Відсутність у хворих M-парапротеїну в сечі, літичних уражень кісток, анемії, гіперкальціємії та ураження нирок.

Латентна множинна мієлома

Рівень M-парапротеїну > 30 г/л.

Наявність плазмоцитів у біоптаті кісткового мозку > 10%.

Відсутність у хворих літичних уражень кісток, анемії, гіперкальціємії та ураження нирок.

Плазмоцитоклітинний лейкоз

Рівень M-парапротеїну низький.

Наявність > 20% плазмоцитів у аналізі периферійної крові.

Наявність невеликої кількості уражень кісток та змін складу крові.

Трапляється у хворих молодшого віку

Солітарна плазмацитома

Наявність лише одного вогнища пухлини без інших вогнищ уражень кісток, патології з боку сечі чи сироватки крові

Макроглобулінемія Вальденстрема

Наявність M-парапротеїну класу IgM.

Наявність підвищеної в’язкості крові, збагаченого клітинного складу кісткового мозку з вираженою інфільтрацією лімфоплазмацитами

Хвороба важких ланцюгів

M-парапротеїн складається з неповного важкого ланцюга при відсутності легкого ланцюга

У деяких пацієнтів з дискразією плазматичних клітин результат електрофорезу білків сироватки крові може бути нормальним внаслідок відсутності моноклонального імуноглобуліну або його наявності в дуже малій кількості. Під час дослідження Kyle R. A. (1999) встановлено, що гострофазовий пік або локалізовану смугу патологічного імуноглобуліну за допомогою електрофорезу вдається виявити тільки у 82% хворих з множинною мієломою. У решти пацієнтів виявлено гіпогаммаглобулінемію або варіант норми. Тому у всіх хворих з підозрою на дискразію плазмоцитів рекомендують проводити електрофорез білків сечі.

Слід також враховувати кількість М-парапротеїну. Хоч у хворих з множинною мієломою його вміст перевищує 30 г/л, в 1/5 таких пацієнтів він менший ніж 10 г/л. Приблизно у 10% пацієнтів з множинною мієломою з відсутністю М-піку при електрофорезі виявляють гіпогаммаглобулінемію. У більшості таких пацієнтів у сечі наявний білок Бенс-Джонса (моноклональні вільні κ- або λ-ланцюги імуноглобулінів) у великій кількості. Тому кількісний вміст М-парапротеїну не дозволяє виключити множинну мієлому.

Якщо у хворого з відсутністю піка М-парапротеїну під час електрофорезу білків сироватки крові на основі клініки підозрюється множинна мієлома, слід провести електрофорез білків сечі.

Обстеження хворих з патологічними результатами протеїнограми

Моноклональна гаммапатія наявна у 8% здорових геріатричних пацієнтів. Усім хворим з моноклональною гаммапатією слід проводити подальше дослідження для виявлення її етіології. Пацієнти з есенціальною моноклональною доброякісною гаммапатією потребують ретельного диспансерного спостереження, оскільки приблизно в 1% з них на рік розвивається множинна мієлома або інша злоякісна моноклональна гаммапатія. На рисунку 3 подано алгоритм диспансерного спостереження за хворими з моноклональною гаммапатією.

img 3

Рис. 3. Схема диспансерного спостереження за хворими з моноклональною гаммапатією (за R. A. Kyle, 1999). Примітки. ЕБСК — електрофорез білків сироватки крові

1 Нефелометрія застосовується для кількісного визначення імуноглобулінів.

2 Добову сечу збирають для обстеження методом електрофорезу та імунофіксації.

3 Обстеження кісток включає оглядову рентгенографію плечових та стегнових кісток в одній проекції.

4 Ці тести показані в разі підозри на макроглобулінемію Вальденстрема або інші лімфопроліферативні процеси.

5 Якщо під час повторного ЕБСК виявлено патологічні зміни, пацієнта слід скерувати до гематолога-онколога.


Якщо концентрація М-парапротеїну становить 15–25 г/л, слід провести нефелометрію для кількісного визначення наявних імуноглобулінів та зібрати добову сечу для аналізу за допомогою електрофорезу та імунофіксації. Якщо результати цих тестів будуть нормальними, електрофорез білків сироватки крові слід повторювати кожні 3–6 місяців, якщо ж і ці результати будуть нормальними, електрофорез білків сироватки крові слід повторювати щорічно. Якщо ж буде виявлено патологічні зміни під час повторного обстеження або в динаміці, такого хворого слід скерувати до гематолога-онколога.

Якщо вміст М-парапротеїну переважає 25 г/л, слід обстежити кістки (зокрема, плечові та стегнові кістки) на наявність метастазів, а також визначити рівень β2-мікроглобуліну, С-реактивного білка та зібрати добову сечу для дослідження методом електрофорезу та імунофіксації. При підозрі на макроглобулінемію Вальденстрема або інше лімфопроліферативне захворювання слід виконати комп’ютерну томографію черевної порожнини, аспірацію та біопсію кісткового мозку. Якщо результати будь-якого з названих тестів будуть патологічними, такого хворого слід скерувати до гематолога-онколога. На рисунку 3 подано схему диспансерного спостереження за хворими з нормальними результатами тестів.

Підготував Богдан Борис


1 Інгібує активність трипсину та інших протеолітичних ферментів. Дефіцит цього білка пов’язаний з розвитком емфіземи. (Прим. перекл.)

2 Специфічно зв’язує та транспортує в плазмі некон’югований, біологічно активний кортизол. (Прим. перекл.)

3 Функція досліджена недостатньо, очевидно, бере участь у транспортуванні та підтриманні балансу міді у тканинах, має ферооксидазну активність, окислює додаткові ненасичені сполуки. Рівень цього білка знижується при хворобі Вільсона-Коновалова. (Прим. перекл.)

4 Інгібує чимало протеолітичних ферментів. (Прим. перекл.)

5 Незворотно зв’язується з вільним гемоглобіном, внаслідок чого ця сполука видаляється з печінки, запобігаючи втраті вільного гемоглобіну з сечею. Рівень цього білка знижується при гемолізі, а зростає при станах, які супроводжуються значним ушкодженням сполучної тканини та некрозом. (Прим. перекл.)

6 Ревматоїдне захворювання, яке характеризується поєднанням клінічної симптоматики системного червоного вовчака, склеродермії, ревматоїдного артриту та міозиту (синдромом Рейно, набряком долонь, артритом/артральгією, порушенням рухливості стравоходу, міозитом та гіпертензією в легеневому колі) та наявністю антитіл проти U1-рибонуклеопротеїну. (Прим. перекл.)