Komplemendi süsteem: komponentide analüüs ja nende olulisus

Komplemendisüsteem on osa kaasasündinud humoraalsest immuunsüsteemist, mis aitab ära tunda ja elimineerida mikroorganisme, võimendab põletikulist reaktsiooni ning osaleb opsonisatsioonis ja membraanirünnakukomplekside moodustumises. Kliiniliselt on see oluline mitte ainult infektsioonide eest kaitsmiseks, vaid ka immuunkomplekside, autoimmuunreaktsioonide ning mitmete trombootiliste ja nefroloogiliste protsesside kontrollimiseks. [1]

Traditsiooniliselt kirjeldatakse kaskaadi kolme aktivatsioonirajana: klassikaline, lektiin ja alternatiivne. Kõik kolm rada koonduvad C3 aktivatsioonile, mille järel käivitub ühine terminaalne etapp, mis hõlmab C5, C6, C7, C8 ja C9. Just see terminaalne etapp viib membraanirünnaku kompleksi moodustumiseni, mis on võimeline kahjustama sihtrakkude membraane. [2]

Klassikaline rada on kõige tihedamalt seotud immuunkomplekside ja komponentidega C1, C2 ja C4. Lektiini rada käivitub mikroobsete süsivesikute struktuuride äratundmisest mannoosi siduva lektiini ja sellega seotud proteaaside poolt. Alternatiivne rada tugineb suuresti C3-le, faktor B-le, faktor D-le ja properdiinile ning on eriti oluline mitmete komplemendi vahendatud neeruhaiguste korral. [3]

Komplemendisüsteem ei ole loodud toimima ilma piiranguteta, seega on sellel regulaatorid. Nende hulka kuuluvad näiteks faktor H, faktor I, C1 inhibiitor ja rakulised regulatoorsed valgud. Kui defekt ei teki kaskaadi "võitlus"valkudes, vaid regulaatorites, ei pruugi tulemuseks olla traditsioonilises mõttes immuunpuudulikkus, vaid pigem komplemendi liigne aktivatsioon koos põletiku, tromboosi, hemolüüsi ja neerukahjustusega. [4]

Seepärast peab komplemendisüsteemi käsitlev artikkel arvestama mitte ainult defitsiitidega, vaid ka tarbimisega ja düsregulatsiooniga. Praktikas ei puutu arst sagedamini kokku mitte "üksiku valgu teoreetilise puudumisega", vaid spetsiifilise laboratoorse mustriga, mis peab olema seotud infektsioonide, angioödeemi, süsteemse erütematoosluupuse, glomerulonefriidi, atüüpilise hemolüütilis-ureemilise sündroomi või raviga C5 inhibiitoritega. [5]

Tabel 1. Komplemendisüsteemi peamised rajad ja nende kliiniline tähtsus

Tee	Olulised valgud	Mis on kliiniku jaoks oluline
Klassikaline	C1, C2, C4	Sagedamini seotud immuunkomplekside, süsteemse erütematoosluupuse ja varajaste komponentide defitsiitidega
Lektiin	mannoosi siduv lektiin, MASP-2, C2, C4	Võib olla oluline laste korduvate infektsioonide ja mõnede sekundaarsete immuunpuudulikkuste korral
Alternatiiv	C3, faktor B, faktor D, properdiin	Eriti oluline alternatiivse düsregulatsiooni, C3 glomerulopaatia ja atüüpilise hemolüütilis-ureemilise sündroomi korral
Terminal	C5, C6, C7, C8, C9	Terminaalkomponentide puudujäägid suurendavad dramaatiliselt Neisseria nakkuse riski

Tabeli allikad. [6]

Milliseid komplemendisüsteemi teste tänapäeval tegelikult kasutatakse?

Igapäevapraktikas mõõdetakse kõige sagedamini C3 ja C4. Need on kõige levinumad individuaalsed komplemendi valgud, mida kasutatakse immuunaktiivsuse hindamiseks, autoimmuunhaiguste jälgimiseks ja komplemendihäirete otsimise osana. Siiski on isegi selles etapis oluline mõista, et C3 ja C4 üksi ei ole piisavad, kui kahtlustatakse kaasasündinud puudulikkust või atüüpilist raja düsregulatsiooni. [7]

Järgmine võtmetase on funktsionaalne testimine. Komplemendi CH50 hemolüütilise aktiivsuse koguhulk hindab klassikalist rada ja üldist lõppstaadiumi. Alternatiivne hemolüütiline aktiivsus AH50 hindab alternatiivset rada ja sama lõppstaadiumi. Neid teste peetakse esmavaliku testideks komplemendi puudulikkuse kahtluse korral. [8]

Kui CH50 ja AH50 on ebanormaalsed, alustatakse edasist testimist: mõõdetakse üksikuid komponente, nende kontsentratsioone või funktsiooni ning mõnikord lisatakse lektiini raja jaoks mannoosi siduvat lektiini, C1q-d, C1 inhibiitorit, faktorit B, faktorit D, properdiini, faktoreid H ja I. See järkjärguline lähenemine aitab mõista, kus defekt täpselt asub: varases klassikalises rajas, alternatiivses rajas, terminaalkompleksis või regulatsioonis. [9]

Spetsiifilistes kliinilistes olukordades kasutatakse täiendavaid biomarkereid. Lahustuv C5b-9, tuntud ka kui lahustuv membraanirünnaku kompleks, toimib terminaalse komplemendi aktivatsiooni markerina. See võib olla kasulik teatud autoimmuunhaiguste, infektsioonide, traumade ja anti-C5 ravivastuse jälgimisel, kuid jääb siiski spetsiifilisemaks testiks. [10]

Sihipärase ravi jälgimine väärib erilist tähelepanu. C5 inhibiitoreid, näiteks ekulisumabi ja ravulisumabi saavatel patsientidel kasutatakse komplemendi blokaadi hindamiseks CH50, AH50 ja C5 funktsionaalset aktiivsust. Siin keskendutakse analüüsis teistsugusele lähenemisviisile: mitte puudulikkuse otsimisele, vaid pigem terminaalse raja blokeerimise täielikule mõistmisele ja ravi efektiivsusele. [11]

Tabel 2. Komplemendisüsteemi põhilised laboratoorsed testid

Test	Mida see näitab?	Millal see on eriti kasulik
C3	Komponendi C3 kontsentratsioon	Autoimmuun- ja nefroloogiliste haiguste korral, kui kahtlustatakse alternatiivset düsregulatsiooni
C4	Komponendi C4 kontsentratsioon	Süsteemse erütematoosse luupuse korral, C1 inhibiitori puudulikkuse korral, klassikaline rada
CH50	Klassikalise raja ja ühise terminaalstaadiumi funktsioon	Esimene samm komplemendipuuduse kahtluse korral
AH50	Alternatiivse raja ja ühise terminaalstaadiumi funktsioon	Esimene samm alternatiivse defekti kahtluse korral
Mannoosi siduv lektiin	Lektiini raja marker	Normaalse CH50 ja AH50 korral, kui kahtlus püsib
C1q	Komponent C1	Eriti kasulik päriliku ja omandatud angioödeemi eristamisel.
C1 inhibiitori kogus ja funktsioon	Klassikalise ja lektiini raja regulaator	Korduva angioödeemi korral ilma urtikaariata
Lahustuv C5b-9	Terminali aktiveerimise marker	Komplemendi vahendatud seisundite ja anti-C5 ravi jälgimise korral

Tabeli allikad. [12]

Tabel 3. Millised testid on tavaliselt esimeses etapis piisavad?

Kliiniline olukord	Mida inimesed tavaliselt esimesena tellivad?
Kahtlustatav süsteemne erütematoosne luupus või immuunkomplekshaigus	C3 ja C4
Kahtlustatav kaasasündinud komplemendi puudulikkus	CH50 ja AH50
Korduv angioödeem ilma urtikaariata	C4, C1 inhibiitor, C1 inhibiitori funktsioon, C1q
Korduvad Neisseria-infektsioonid	CH50 ja AH50
Kahtlustatav alternatiivse komplemendi nefropaatia	C3, C4, CH50, AH50, faktor B ja regulaatorid vastavalt näidustustele
C5 inhibiitorite jälgimine	CH50, AH50, funktsionaalne C5

Tabeli allikad. [13]

Kuidas õigesti tõlgendada kombinatsioone C3, C4, CH50 ja AH50

Isoleeritud madal C3 ja isoleeritud madal C4 ei ole sama asi. Madalat C3 koos normaalse C4-ga peetakse nüüd oluliseks vihjeks alternatiivse düsregulatsiooni suunas. See muster on eriti murettekitav C3 glomerulopaatia ja atüüpilise hemolüütilis-ureemilise sündroomi korral, kuigi lõpliku diagnoosi saamiseks on vaja täiendavaid laboratoorseid ja sageli geneetilisi andmeid [14].

Kui mitu komponenti, eriti C3 ja C4, on samaaegselt vähenenud, arvestab arst sagedamini komplemendi tarbimist aktiivse immuunkompleksi protsessi tõttu, mitte isoleeritud päriliku puudulikkusega. ARUP rõhutab selgesõnaliselt, et tarbimist iseloomustab mitme komponendi samaaegne vähenemine ning C3 ja C4 kasutatakse laialdaselt autoimmuunhaiguste, sealhulgas süsteemse erütematoosse luupuse diagnoosimisel ja jälgimisel. [15]

Madal C4 tase koos normaalse C3 tasemega on eriti oluline C1 inhibiitori puudulikkuse või düsfunktsiooni kontekstis. Päriliku angioödeemi 1. ja 2. tüübi korral on C4 tase tavaliselt madal isegi hoogude vahel ning täiendavat kinnitust annab C1 inhibiitori tase ja funktsioon. Kui ka C1q on madal, viitab see pigem omandatud kui pärilikule variandile. [16]

Funktsionaalsed testid annavad veelgi kasulikumaid mustreid. Normaalne AH50 koos madala CH50-ga viitab varajasele klassikalisele rajale, näiteks C1, C2 või C4. Normaalne CH50 koos madala AH50-ga on pigem kooskõlas alternatiivse raja defektiga. CH50 ja AH50 samaaegne langus viitab kas terminaalsele defektile või raskele komplemendi tarbimisele ning madala CH50 ja AH50 kombinatsioon normaalsete C3 ja C4-ga viitab eriti C5-C9 puudulikkusele. [17]

Kui CH50 ja AH50 on normis ning kliiniline kahtlus komplemendi puudulikkuse suhtes on endiselt suur, ei ole järgmine samm tavaliselt samade testide lõputu kordamine, vaid edasiminek lektiini raja või mõne muu immuunsüsteemi hindamisele. Komplemendihäirete tänapäevane ülevaade väidab selgesõnaliselt, et normaalse CH50 ja AH50 korral ei ole edasine testimine sageli üldse vajalik, välja arvatud juhul, kui on tegemist väga spetsiifilise kahtlusega. [18]

Tabel 4. Kuidas tõlgendada CH50 ja AH50 kombinatsioone

CH50	AH50	Mida kõige sagedamini eeldatakse
Lühike	Tavaline	Varajane klassikaline raja defekt, näiteks C1, C2, C4
Tavaline	Lühike	Alternatiivse raja defekt, nt faktor B, faktor D, properdin
Lühike	Lühike	Terminaalne defekt, C3 puudulikkus või raske komplemendi tarbimine
Lühike	Madal, normaalse C3 ja C4 korral	Eriti kahtlane on C5, C6, C7, C8 või C9 puudus
Tavaline	Tavaline	Klassikalise ja alternatiivse raja oluline defekt on vähem tõenäoline; kui kahtlus püsib, kaalutakse lektiini rada.

Tabeli allikad. [19]

Tabel 5. Kuidas tõlgendada kombinatsioone C3 ja C4

C3	C4	Mida kõige sagedamini eeldatakse
Lühike	Tavaline	Alternatiivne düsregulatsioon, näiteks C3 glomerulopaatia või atüüpiline hemolüütiline ureemiline sündroom
Lühike	Lühike	Komplemendi tarbimine süsteemsetes immuunkompleksi protsessides
Tavaline	Lühike	C1 inhibiitori puudulikkus või düsfunktsioon, mis on osa klassikalistest komplemendihäiretest
Tavaline	Tavaline	Ei välista raja defitsiiti, kui funktsionaalsed testid on ebanormaalsed
Normaalne või kõrge	Normaalne või kõrge	See võib esineda ka aktiivse protsessi ajal, kui analüüs tehakse väljaspool tarbimisfaasi või ägeda faasi valkude taustal.

Tabeli allikad. [20]

Milliste haiguste puhul uuritakse komplemendisüsteemi kõige sagedamini?

Üks olulisemaid kliinilisi stsenaariume on korduvad infektsioonid, eriti meningokokknakkused. Terminaalsete komponentide C5-C9 puudulikkus suurendab dramaatiliselt Neisseria meningitidis'e infektsiooni ja dissemineerunud Neisseria gonorrhoeae riski. Properdin, mis kuulub alternatiivsesse raja, on samuti seotud raskete meningokokknakkustega. Seetõttu on täiskasvanu või laps, kellel esinevad korduvad seletamatud Neisseria-infektsioonid, klassikaline kandidaat komplemendisüsteemi hindamiseks. [21]

Klassikalise raja varajastel komponentidel on erinev kliiniline profiil. C1, C2 ja C4 puudulikkus on sagedamini seotud mitte ainult infektsioonidega, vaid ka autoimmuunhaigustega, eriti süsteemse erütematoosluupuse ja teiste immuunkompleksi sündroomidega. Seetõttu on madal C3 ja C4 tase luupuse kahtlusega patsiendil oluline nii diagnoosimiseks kui ka haiguse aktiivsuse jälgimiseks. [22]

Eraldi oluline valdkond on nefroloogia. C3 glomerulopaatia ja atüüpilise hemolüütilis-ureemilise sündroomi korral on alternatiivse raja düsregulatsioon eriti oluline. Nendele seisunditele on tavaliselt iseloomulik C3 vähenemine normaalse C4 juures ning edasised testid võivad hõlmata faktor B, faktor H, faktor I, faktor H-vastaste antikehade määramist ja geneetilist testimist. [23]

Teine erinev stsenaarium on urtikaariata angioödeem. Sellisel juhul ei ole komplemendisüsteemi vaja mitte infektsioosse immuunpuudulikkuse avastamiseks, vaid C1 inhibiitori puudulikkuse või düsfunktsiooni tuvastamiseks. Pärilikku angioödeemi iseloomustab tavaliselt madal C4 tase ja C1 inhibiitori vähenenud funktsioon, samas kui madal C1q tase aitab eristada omandatud varianti pärilikust. Oluline on see, et antihistamiinikumid ja glükokortikosteroidid on sellisel kujul tavaliselt ebaefektiivsed, kuna mehhanism on seotud bradükiniini, mitte histamiiniga. [24]

Lõpuks uuritakse komplemendisüsteemi ka kaasaegses sihipärases ravis. C5 inhibiitoreid saavatel patsientidel aitab komplemendi testimine jälgida kaskaadi blokaadi täielikkust. See ei ole enam klassikalise puudulikkuse diagnostika, vaid näide sellest, kuidas komplemendisüsteem on liikunud fundamentaalsest immunoloogiast tänapäevaste bioloogiliste ravimite rutiinse jälgimise alla. [25]

Tabel 6. Millised kliinilised stsenaariumid viitavad kõige tugevamalt komplemendisüsteemi häiretele?

Kliiniline olukord	Kõige tõenäolisem komplemendi blokk
Korduv meningokokkmeningiit	Klemmide komponendid C5-C9 või properdin
Varased korduvad kapseldatud bakteriaalsed infektsioonid lapsel	C3 ehk klassikalise raja varased komponendid
Süsteemne erütematoosne luupus ja muud immuunkomplekshaigused	C3 ja C4 tarbimine või kaasasündinud varajased puudulikkused
Angioödeem ilma urtikaariata	C1, C4, C1q inhibiitor
Seletamatu glomerulonefriit madala C3 ja normaalse C4-ga	Alternatiivne komplemendi düsregulatsioon
Anti-C5 ravi jälgimine	CH50, AH50, funktsionaalne C5

Tabeli allikad. [26]

Kuidas õigesti teste teha ja mida teha pärast ebanormaalseid tulemusi

Eelanalüüs on eriti oluline komplemendi süsteemi jaoks. Funktsionaalsed testid on tundlikud temperatuuri, töötlemisviivituste ja ebaõige säilitamise suhtes. Mayo ja ARUP rõhutavad, et komponentide lagunemine ja spontaanne tarbimine võivad viia vale madala funktsionaalsuseni ning AH50 puhul soovitavad nad proovid üldiselt kohe pärast kogumist külmutada. [27]

Seega ei ole esimene samm pärast ootamatult madalat tulemust diagnoosi panemisega kiirustamine. Vaja on selgitada, kuidas proovi töödeldi, kas esines viivitust, kas seda säilitati õigesti, kas teostati plasmaferees ja kas esineb märkimisväärne põletikuline protsess. Kui kliiniline pilt on küsitav või ei vasta kliinilisele pildile, tuleks funktsionaalseid teste uue prooviga korrata. [28]

Kui tuvastatakse püsiv kõrvalekalle, sõltub järgmine samm mustrist. Kui CH50 on madal ja AH50 on normaalne, uuritakse klassikalist rada ning komponente C1, C2 ja C4. Kui CH50 on normaalne ja AH50 on madal, uuritakse alternatiivse raja tegureid. Kui CH50 ja AH50 on madalad, hinnatakse terminaalkomponente ja C3 koos ning arvestatakse ka komplemendi tarbimist. See algoritm võimaldab loogilist lähenemist, mitte "kõike kontrollida". [29]

Päriliku puudulikkuse kahtluse korral on abiks kliinilise immunoloogi konsultatsioon ja geneetiline testimine. Hiljutised ülevaated rõhutavad, et pärast defekti laboratoorset kinnitamist tuleks mõelda mitte ainult patsiendile, vaid ka sugulastele, kuna perekonna tuvastamine võimaldab varakult arutada vaktsineerimist, profülaktikat ja raskete infektsioonide ravi. [30]

Lõpuks ei saa komplemendisüsteemi ebanormaalseid tulemusi ravida "analüüsi abil". Ravi ei põhine madalal C3 tasemel endal, vaid algpõhjusel: luupusel, angioödeemil, nakkuslikul eelsoodumusel, nefroloogilisel komplemendi düsregulatsioonil või anti-C5 ravi tagajärgedel. See eristabki komplemendisüsteemi tänapäevast tõlgendust aegunud mudelist, mis püüdis järeldusi teha ainult C3 või C4 põhjal. [31]

Tabel 7. Mis kõige sagedamini segab komplementtestide õiget tõlgendamist

Probleem	Miks see oluline on?
Proovi vale säilitamine	Võib anda vale madalaid funktsionaalseid tulemusi
Vere töötlemise viivitus	Soodustab komponentide lagunemist ja tarbimist
Vere kogumine pärast plasmafereesi	Ei pruugi kajastada tegelikku komplemendi olekut.
Hinnang ainult C3 ja C4 ilma CH50 ja AH50-ta	Rajaspetsiifilist defekti on lihtne märkamata jätta
Funktsionaalse testi hindamine ilma kliinilise kaalutluseta	Vale diagnostilised järeldused on võimalikud
Komplemendi tarbimise ekslik pidamine kaasasündinud puudulikkuseks	Nõuab eristamist mitme komponendi ja kliinilise konteksti vahel

Tabeli allikad. [32]

KKK

Mis on komplemendisüsteem lihtsustatult?
See on kaasasündinud immuunvalkude kaskaad, mis aitab märgistada mikroobe, suurendada põletikku ja hävitada sihtrakke. Kliiniliselt on komplemendisüsteem oluline mitte ainult infektsioonide eest kaitsmiseks, vaid ka autoimmuunsete, nefroloogiliste ja angioödeemiliste seisundite korral. [33]

Milliseid teste määratakse kõige sagedamini esimesena?
Enamasti alustatakse C3 ja C4 testidega ning kaasasündinud puudulikkuse kahtluse korral CH50 ja AH50 testidega. Angioödeemi korral ilma urtikaariata lisatakse C4, C1 inhibiitor, selle funktsioon ja C1q. [34]

Mille poolest erineb CH50 AH50-st?
CH50 peegeldab klassikalise raja ja ühise lõpp-punkti funktsiooni. AH50 peegeldab alternatiivse raja ja sama lõpp-punkti funktsiooni. Nende kombinatsioon võimaldab meil mõista defekti tõenäolist asukohta. [35]

Kas madal C3 viitab alati neeruhaigusele
? Ei. Madal C3 võib esineda alternatiivse komplemendi düsregulatsiooni korral, kuid see esineb ka komplemendi tarbimise korral autoimmuunprotsessides ja muudes seisundites. C4, CH50, AH50 ja kliinilise pildi kombinatsioon on oluline. [36]

Kas madal C4 viitab alati pärilikule angioödeemile
? Ei. Madal C4 on tõepoolest oluline C1 inhibiitori puudulikkuse korral, kuid sellest üksi ei piisa. Tuleks mõõta C1 inhibiitori taset ja funktsiooni ning omandatud variandi kahtluse korral tuleks mõõta ka C1q taset. Mõnedel patsientidel võib C4 siiski hoogude vahel olla normaalne. [37]

Kui terminaalkomponentide defitsiidid on eriti olulised:
kui patsiendil on olnud korduvaid meningokokkinfektsioone või dissemineerunud Neisseria gonorrhoeae infektsioone, eriti ilma muu ilmse immuunpuudulikkuse põhjuseta. Selliseid juhtumeid iseloomustavad C5-C9 ja properdiini defektid. [38]

Kas komplemendihäiret saab välistada, kui C3 ja C4 on normaalsed
? Ei. Normaalsed C3 ja C4 ei välista rajaspetsiifilist defekti. Näiteks varajase klassikalise või terminaalse raja puudulikkuse korral võib ebanormaalne tulemus ilmneda spetsiifiliselt CH50 või AH50 puhul. Kui nii CH50 kui ka AH50 on normaalsed, pole edasine testimine tavaliselt vajalik, välja arvatud erijuhtudel, kui kahtlustatakse lektiini rada. [39]

Miks mõõdetakse C1q-d angioödeemi korral?
C1q aitab eristada pärilikku ja omandatud C1 inhibiitori puudulikkust. Päriliku variandi korral on C1q tavaliselt normaalne, omandatud variandi korral aga sageli vähenenud. [40]

Miks tuleb komplemendi teste mõnikord korrata?
Sest funktsionaalsed testid on proovi kogumise, transportimise ja külmutamise suhtes väga tundlikud. Kui proovi töödeldakse valesti, võib saada vale languse ja ekslikult kahtlustada tõsist komplemendi defekti. [41]

Komplemendisüsteemi eriline tähtsus tänapäeva meditsiinis
Tänapäeval on see eriti oluline neljas peamises valdkonnas: korduvate infektsioonidega immuunpuudulikkus, süsteemsed autoimmuunhaigused, komplemendi vahendatud nefropaatia ja sihipärase C5-vastase ravi jälgimine. Just nendes olukordades muudavad komplemendi testid kliinilisi otsuseid tõeliselt. [42]