Proteinfraktioner – analyserna och indikationerna Christian Löwbeer September 2015
images.MD
Proteinmiljön Plasmaproteiner (P eller S) Urinproteiner (U) Likvorproteiner (Sp = Csv)
Egentliga plasmaproteiner Verkar i det extracellulära rummet Molekylmassa > ca 45 kDa Retineras vid ultrafiltrationen i glomeruli I plasma finns många andra proteiner!
Plasma/Serum-Proteinfraktioner Elektroforetisk proteinanalys Zonelektrofores (agarosgel) kapillärelektrofores Kvantitativ mätning av proteinkoncentrationerna
Zonelektrofores: agarosgel anod (+) Utförs på serum eller plasma serum = plasma minus fibrinogen Uppdelning efter vandringshastighet -laddning -form -storlek katod (-)
Kapillärelektrofores
Kapillärelektrofores M-komponent ca 2 g/L Vandringshastighet -storlek -laddning Modifierad efter Larsson A, et al 2003
Kvantitativ proteinmätning
Vilka analyser ingår i P-Proteinfraktioner? Gruppdiskussion Vilka analyser ingår i P-Proteinfraktioner? Vilka är indikationerna för P-Proteinfraktioner?
Vilka analyser ingår i P-Proteinfraktioner? Gruppdiskussion Vilka analyser ingår i P-Proteinfraktioner?
Vad mäter vi? Albumin Alfa-1 antitrypsin Orosomukoid Haptoglobin CRP IgG, IgA, IgM (Fibrinogen) (C3, C4) (Ceruloplasmin) (C1-inaktivator)
Vad ser vi? Transtyretin Albumin (Orosomucoid) Alfa-1 Antitrypsin Alfa-Lipoprotein HDL (Ceruloplasmin) Alfa-2 Makroglobulin Haptoglobin Fibronektin Transferrin Beta-Lipoprotein LDL Komplementfaktor C3 (C4) Fibrinogen IgG, IgA, IgM (CRP)
Transtyretin (Prealbumin) Serumkoncentration ca 0,3 g/L 10-20 x högre transtyretin/albumin i likvor -trace protein (TP) högre specificitet för att påvisa likvorläckage Bundet till retinolbindande protein Binder tyroxin (T4)
Transtyretin Sänkt koncentration vid: Svält, fasta Akut inflammation malnutritionsmarkör Akut inflammation Levercirros Hypertyreos Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG
Albumin Transportprotein Bildas i levern Upprätthåller kolloidosmotiskt tryck Koncentration i serum ca 45 g/L
Albumin Sänkt koncentration vid: Förhöjd koncentration vid: Malabsorption Leverskada Inflammation Tarm-, njur-, brännskada Förhöjd koncentration vid: Dehydrering Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG
Orosomukoid Det akutfasprotein som tillsammans med CRP väger tyngst vid bedömning av inflammationsgrad Ökar inom två dygn efter vävnadsskada t1/2 ca 5 dygn Sjunker vid nefrotiskt syndrom, levercirrhos samt något vid östrogenpåverkan
Alfa-1 antitrypsin Inaktiverar elastas från makrofager och granulocyter Bildas i levern Koncentration i serum ca 1,5 g/L
Alfa-1 antitrypsin Sänkt koncentration vid: Förhöjd koncentration vid: Genetisk brist Förhöjd koncentration vid: Östrogenpåverkan Inflammation Leverpåverkan Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG
Alfa-2 makroglobulin Bildas i lever och makrofager Proteashämmare (molekylfälla) Okänt hur syntesen regleras Serumkoncentration ca 2 g/L
Alfa-2 makroglobulin Sänkt koncentration vid: Total brist förekommer ej Förhöjd koncentration vid: Nefrotiskt syndrom Uttalad proteinuri, hypoalbuminemi, hyperlipidemi och ödem Stigande ålder Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG
Haptoglobin Glykoprotein som bildas i levern Komplexbinder fritt hemoglobin Akutfasprotein Serumkoncentration hos vuxna ca 2 g/L
Haptoglobin Sänkt koncentration vid: Förhöjd koncentration vid: Hemolys Leverskada Barn har låga värden Förhöjd koncentration vid: Inflammation Normal koncentration vid inflammation kan bero på hemolys Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG
Ceruloplasmin Bildas i levern, innehåller 6 Cu-atomer Transportfunktion för Cu Oxiderar järn i plasma, vilket underlättar inbindning till transferrin Plasmakoncentration ca 0.3 g/L
Ceruloplasmin Sänkt koncentration vid: Förhöjd koncentration vid: Mb Wilson (S-Cu, U-Cu, Cu i leverbiopsi) Nefrotiskt syndrom Förhöjd koncentration vid: Inflammation Gallflödeshinder Mononukleos Hepatit Östrogenpåverkan Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG
Transferrin Bildas i levern Transporterar järn i plasma En transferrin binder två järnjoner Serumkoncentration ca 2 g/L
Transferrin Sänkt koncentration vid: Förhöjd koncentration vid: Svält, proteinbrist Alkoholism Inflammation Förhöjd koncentration vid: Järnbrist Östrogenpåverkan Anabola steroider Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG
Komplementsystemet C3, C4, C3d, C1q… Immunologiska försvaret ca 30 olika proteiner C3 plasmakoncentration ca 1,5 g/L C4 plasmakoncentration ca 0,4 g/L C3, C4 samt C1q ökar vid inflammation
Komplementfaktor C3 Sänkt koncentration vid: Glomerulonefrit Immunkomplexsjukdom Immunhemolytisk anemi Förhöjd koncentration vid: Inflammation Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen Förhöjt C3d stödjer misstanke om komplementförbrukning IgM IgG
C4 Sänkt koncentration vid: Komplementaktivering klassiska vägen Immunkomplexjukdomar: t ex skov av SLE, immunhemolytisk anemi Hereditärt angioneurotiskt ödem Brist på C1-inaktivator (C1-esterashämmare) Genetiskt betingad brist Sänkt C1q stödjer misstanke om komplementaktivering klassiska vägen
Immunglobuliner IgG, IgA, IgM (IgD, IgE) Bildas av B-celler (plasmaceller) B-lymfocyter har IgM och IgD på ytan Plasmaceller producerar: alla klasser Ig Binder till patogena mikroorganismer och dess toxiska produkter Serumkoncentration hos vuxen: IgG ca 10 g/L, IgA ca 3 g/L, IgM ca 0,5 g/L
Normal syntes av immunglobuliner Varje antikroppsbildande plasmacell syntetiserar immunglobulinmolekyler av en och samma struktur med specifik antigenbindande förmåga. Det mycket stora antalet olika Ig-molekyler (ca 10 miljoner) sprids vid elektrofores över ett stort område – polyklonal fördelning.
Oligoklonal Ig-ökning En ökad proliferation av ett litet antal cellkloner. Med elektrofores ses de syntetiserade immunglobulinerna som ett litet antal (ofta 2-10) smala band i gammazonen.
Monoklonal Ig-ökning Kraftig tillväxt av bara en B-cellklon som syntetiserar en relativt homogent immunglobulinfraktion – en M-komponent. Vid elektrofores ses M-komponenten som ett avgränsat band – en M-komponent. M: monoklonal, myelom, makroglobulinemi
Typbestäms med immunfixation IgG-lambda
Monoklonala gammopatier MGUS (Monoclonal Gammopathy of Undetermined Significanse) Hos 3% av befolkningen över 70 år Myelom > 10 % plasmaceller i benmärgen Waldenströms makroglobulinemi > 10 % lymfoplasmacytiska celler i benmärgen
M-komponent kan också vara associerat med: Andra lymfom Kronisk lymfatisk leukemi Amyloidos (AL amyloidos) Essentiell monoklonal kryoglobulinemi (Heavy-chain disease)
(IgD och IgE) IgD IgE Hyper-IgD med periodisk feber IgD-myelom Allergidiagnostik Specifika IgE-antikroppar mot olika allergen IgE-myelom
Immunglobulin A Sänkt koncentration vid: Förhöjd koncentration vid: Genetisk betingad IgA-brist Icke-IgA myelom, Mb Waldenström Förlust via njurar Förhöjd koncentration vid: Infektion eller inflammation i lunga, tarm; vid IgA-nefrit, RA Malignitet Alkoholism Myelom, MGUS Plasmaceller Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG
Fibrinogen Bildas levern Akutfasprotein Ingår i blodkoagulationen Plasmakoncentration ca 3 g/L
Fibrinogen Sänkt koncentration vid: Förhöjd koncentration vid: Koagulation, DIC Förhöjd koncentration vid: Inflammation Nefrotiskt syndrom Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG
Immunglobulin M Sänkt koncentration vid: Förhöjd koncentration vid: Genetiskt betingad IgM-brist Hematolgisk malignitet Förhöjd koncentration vid: Infektioner Virussjukdomar Mykoplasmainfektion Tropiska sjd Primär biliär cirros Waldenströms makroglobulinemi = Lymfoplasmocytiskt lymfom B-lymfocyter MGUS Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG
Immunglobulin G Sänkt koncentration vid: Förhöjd koncentration vid: Genetiskt betingad IgG-brist Förlust via njurar, tarm Lymfoproliferativ sjd Kortisol (behandling, produktion) Förhöjd koncentration vid: Infektion Selektivt vid: SLE, kronisk aktiv hepatit, abscesser Myelom, MGUS Plasmaceller Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG CRP
Oligoklonal Ig-produktion Flera (2-10) smala band i gammazonen Akuta infektioner (ofta hypergammaglobulinemi) Akuta till subakuta virusinfektioner Maligna processer (sällan klar hypergammaglobulinemi) Hematologisk sjukdom Leverpåverkan Kronisk virushepatit Levercirrhos
CRP Bildas i levern Akutfasprotein Förhöjda koncentrationer ses inom 2-8 timmar efter akut cellsönderfall, t1/2 ca 14-19 timmar Funktion ej helt känd, binder till skadade celler, cellfragment och mikroorganismer, vilket aktiverar komplementsystemet. Serumkoncentration mindre än 5 mg/L.
CRP Förhöjd koncentration vid: Inflammation Cellsönderfall, vävnadsskada Infektion Ökar generellt mer vid bakteriella infektioner än vid virusinfektioner Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG CRP
CRP som riskmarkör för kardiovaskulär sjukdom En liten förhöjning av CRP-koncentrationen i serum eller plasma hos synbarligen friska individer, är associerad med ökad risk för hjärtinfarkt och kardiovaskulär död. Den relativa risken (RR) anses låg vid koncentrationer <1,0 mg/L och hög (RR2,0) vid >3,0 mg/L. CRP har också visats vara av prognostiskt värde vid akut hjärtinfarkt och instabil angina pectoris.
Vad är normal CRP-koncentration? Normalvärdena är positivt snedfördelade och bara ca 10% har värden 5,0-10,0 mg/L. 40% ligger under den önskvärda nivån <1,0 mg/L. 5-10% av subjektivt friska har <0,20 mg/L.
”…låggradig inflammation…” 1200 % ökning!
Vilka är indikationerna för P-Proteinfraktioner? Gruppdiskussion Vilka är indikationerna för P-Proteinfraktioner?
Huvudindikationer för Proteinfraktioner Utredning av förhöjd SR Misstanke om myelom och lymfom Inflammatoriska reaktioner av oklar genes Oklar polysymtomatisk sjukdomsbild med symtom/fynd som avmagring, oklar feber, skelettsmärtor, anemi med misstänkt hemolys, infektionsbenägenhet, steatorré, ikterus, ascites, ödem, hyperkalcemi och proteinuri
Huvudindikationer för Proteinfraktioner Diagnostik och behandlingsuppföljning av patienter med M-komponent Uppföljning och värdering av terapieffekt vid led- och bindvävssjukdomar (t.ex. reumatoid artrit, SLE) vid tarmsjukdomar (t.ex. regional enterit, ulcerös kolit) vid leversjukdomar och maligniteter.
Myelom? Symptomatiskt myelom (behandlingskrävande) 1. Klonala plasmaceller i benmärgsprov eller biopsi från annan lokal (plasmocytom) 2. M-komponent i serum och eller urin* 3. Tecken på ROTI (Related Organ or Tissue Impairment)* • Hyperkalcemi* • Njurfunktionsnedsättning* • Anemi* • Skelettförändringar (osteolytiska foci eller osteopeni med kompressionsfrakturer) • Övrigt: Hyperviskositetssyndrom, amyloidos, frekventa bakteriella infektioner (>2 per år) För diagnos krävs 1 + 2 + 3 (minst en av punkterna under 3, sekundärt till plasmacellssjukdomen) *Om M-komp i serum och/eller urin saknas, kan abnorm kvot av fria lätta kedjor (FLC) i serum/plasma räcka för kriterium 2. Vid icke sekretoriskt myelom krävs ≥10% plasmaceller i benmärg + ROTI.
Myelom eller MGUS? Asymptomatiskt myelom (icke behandlingskrävande) M-komponent i serum >30 g/L och/eller Klonala plasmaceller >10 % i benmärgsprov Ingen myelomrelaterad organpåverkan MGUS (Monoclonal Gammopathy of Undetermined Significance) M-komponent i serum <30 g/L Klonal plasmaceller <10 % i benmärgsprov
Myelom eller MGUS? Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG CRP
Analyser vid misstanke om myelom Serum- och urinelektrofores (proteinfraktioner) Blodstatus SR Elektrolyter (kalium, kalcium) Kreatinin Urea Bild- och funktionsdiagnostik
För att fastsälla diagnosen myelom Benmärgspunktion för utstryk, ev. kompletterat med biopsi. >10% plasmaceller talar för myelom
Myelom eller MGUS? Följande analysresultat talar för myelom: S-M-komponent med IgG >30 g/L eller IgA >20 g/L, IgD eller IgE oavsett konc. U-M-komponent kappa eller lambda >1g/L. Uttalad sekundär hypogammaglobulinemi. Anemi, hyperkalcemi, hypoalbuminemi, samt förhöjt 2-mikroglobulin och CRP är ogynnsamt ur prognostisk synvinkel.
Inflammation Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG CRP
Polymyalgia reumatika Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Muskelsmärtor skuldra/höft, överarm, lår. Ofta uttalad inflammation men CRP <50 mg/L förekommer. Normala immunglobuliner Temporalisarterit kan ses parallellt. Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG CRP
SLE Inflammation (CRP inte alltid förhöjt) Förhöjt IgG (sänkt C4) Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Inflammation (CRP inte alltid förhöjt) Förhöjt IgG (sänkt C4) Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG CRP
Hemolys Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG CRP
Leversjukdom Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG CRP
Östrogenpåverkan Isolerat förhöjt Alfa-1 antitrypsin Transtyretin Albumin Isolerat förhöjt Alfa-1 antitrypsin (samt tranferrin och ceruloplasmin) Inga tecken på inflammation Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG CRP
Alfa-1 antitrypsinbrist Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG CRP
Pi-typning (isoelektrisk fokusering eller genotypning) Vid 1-antitrypsin <0,7 g/L bör Pi-typning utföras Risk för kolestas i unga år och KOL (emfysem) i vuxen ålder Fenotyp % av normal konc Incidens 1972-74 Pi SZ 26-49 55/200 000 Pi ZZ 11-20 129/200 000 Pi Z- 6-11 Pi -- --- Klinisk kemi UMAS
Infektion Inflammation Förhöjda Ig-nivåer Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Inflammation Förhöjda Ig-nivåer Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG CRP
Immunbrist Variabel immunbrist (CVID) 200-300 personer i Sverige Flera eller samtliga Ig under normalvärdet X-kromosombunden agammablobulinemi Cirka 25 kända fall i Sverige, bara män Selektiv IgA-brist 1 fall per 300-700 skandinaver
Selektiv IgA-brist Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin <0.05 Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG CRP
Remittera patienter med IgA-brist Remiss till Immunbristenheten Karolinska Huddinge för utredning Där tas anamnes avseende autoimmuna sjukdomar och ökad infektionsbenägenhet. Dessutom utförs analys av ”Anti-IgA-antikroppar”. Provtagning upprepas vart tredje år. Vid hög koncentration föreligger en liten ökad risk för transfusionsreaktion och patienten får en plastbricka med information att bära på sig. OBS att dessa patienter har en ökad risk att reagera mot immunglobulinbehandling med överkänslighetsreaktion.
Vilka analyser ingår i U-Proteinfraktioner? Gruppdiskussion Vilka analyser ingår i U-Proteinfraktioner? Vilka är indikationerna för U-Proteinfraktioner?
Urinproteinmönster Vad vill vi veta? Abnorma urinproteinmönster Glomerulär, tubulär, blandad proteinuri Bence Jones proteinuri Albuminuri ”mikroalbuminuri”
Metodbeskrivning för U-Protein ”Proteinuri” Abnorma urinproteinmönster med ökad utsöndring (koncentration) av ett eller flera proteiner År 1695 Metodbeskrivning för U-Protein
<25 kDa >50 kDa = ca 270 mg/L Modifierad efter: D'Amico G et al. Kidney Int 2003
Abnorma urinproteinmönster Selektiv glomerulär proteinuri Albumin (69 kDa), transferrin, orosomukoid Oselektiv glomerulär proteinuri Tillkomst av medelstora proteiner: IgG (160 kDa) Tubulär proteinuri Lågmolekylära proteiner: protein HC, RBP, 2-mikroglobulin, kappa- och lambda-kedjor Blandad glomerulär och tubulär proteinuri
Urinelektrofores plus immunfixation
Kvantifiering av urinproteiner U-Albumin U-IgG U-Protein HC ( 1-mikroglobulin) U-Kappa-kedjor U-Lambda-kedjor
Olika typer av proteinuri U-Albumin Selektiv glomerulär proteinuri U-IgG/U-Albumin Oselektiv glomerulär proteinuri U-Protein HC Tubulär proteinuri U-Prot. HC/U-Alb. Blandad proteinuri
Låggradig hyperalbuminuri ”mikroalbuminuri” Analys Beslutsgränser Ref tU-Albumin, dygn 30-300 mg/d <25 mg/d tU-Albumin, natt 20-200 µg/min <15 µg/min U-Albumin/U-Kreatinin index 2,5-25 g/mol <3,0 g/mol k >2,8 g/mol m >2,0 g/mol (U-Albumin 20-200 mg/L <20 mg/L)
U-Albumin/U-Kreatinin index som riskmarkör Albuminutsöndringen är positivt korrelerad till insjuknande i kardiovaskulär sjukdom både hos patienter med och utan diabetes mellitus. Sambandet gäller också för den albuminutsöndring som föreligger hos subjektivt friska med början redan vid värdet 0,22 g/mol. Referensintervall: Morgonurin <3,0 g/mol
Bence Jones proteinuri Abnorm utsöndring av fria monoklonala lätta immunglobulinkedjor Markör för expansion av en plasmacellsklon/B-cellklon Utsöndringen ökar med massan hos cellklonen
Fria lätta immunglobulinkedjor Främst som dimer 46 kDa
Bence Jones proteinuri Transtyretin Albumin Alfa-1 antitrypsin Alfa-2 makroglobulin Haptoglobin Ceruloplasmin Transferrin Komplementfaktor C3 IgA Fibrinogen IgM IgG CRP
U-Immunfixation Bence Jones proteinuri: M-komponent av fria lätta kedjor typ kappa eller lambda
Kvantifiering av lätta kedjor i urin U-Kappa-kedjor normalt ca <6 mg/dygn U-Lambda-kedjor normalt ca <2 mg/dygn Kvot U-Kappa-kedjor/U-Lambda-kedjor Normalt ca 0,5-4
Indikationer för U-Kappa-kedjor/U-Lambda-kedjor Fynd av M-komponent i plasma/serum MGUS eller myelom? Utredning av hypogammaglobulinemi hos vuxna (myelommisstanke) Uppföljning av myelom under behandling
Fria lätta kedjor i serum (S-FLC) Kan användas tillsammans med serum-elektrofores vid screening av misstänkt myelom och ersätter i dessa fall urin-elektrofores. De flesta myelompatienter som saknar M-komponent har en patologisk kvot av fria lätta kedjor vilket minskar andelen med icke sekretorisk sjukdom till 1 %.
PROTEINDIAGNOSTIK… ...innebär som all annan diagnostik att bedöma sannolikheter. Sannolikheten för en riktig bedömning ökar med en genomtänkt frågeställning….. Lycka till!
Tack för uppmärksamheten! christian.lowbeer@aleris.se