Systém komplementu: analýza komponentov a ich význam

Systém komplementu je súčasťou vrodeného humorálneho imunitného systému, ktorý pomáha rozpoznávať a eliminovať mikroorganizmy, zvyšuje zápalovú odpoveď a podieľa sa na opsonizácii a tvorbe membránovo-atakujúcich komplexov. Klinicky je dôležitý nielen pre ochranu pred infekciami, ale aj pre kontrolu imunitných komplexov, autoimunitných reakcií a mnohých trombotických a nefrologických procesov. [1]

Tradične sa kaskáda opisuje ako tri aktivačné dráhy: klasická, lektínová a alternatívna. Všetky tri dráhy sa zbiehajú v aktivácii C3, po ktorej sa spustí spoločná terminálna fáza zahŕňajúca C5, C6, C7, C8 a C9. Práve táto terminálna fáza vedie k tvorbe membránovo-atakujúceho komplexu, ktorý je schopný poškodiť membrány cieľových buniek. [2]

Klasická dráha je najužšie spojená s imunitnými komplexmi a zložkami C1, C2 a C4. Lektínová dráha je iniciovaná rozpoznaním mikrobiálnych sacharidových štruktúr lektínom viažucim manózu a pridruženými proteázami. Alternatívna dráha sa vo veľkej miere spolieha na C3, faktor B, faktor D a properdín a je obzvlášť dôležitá pri mnohých ochoreniach obličiek sprostredkovaných komplementom. [3]

Systém komplementu nie je navrhnutý tak, aby fungoval bez obmedzení, a preto má regulátory. Patria sem napríklad faktor H, faktor I, inhibítor C1 a bunkové regulačné proteíny. Ak sa porucha nevyskytne v „bojových“ proteínoch kaskády, ale v regulátoroch, výsledkom nemusí byť imunodeficiencia v tradičnom zmysle, ale skôr nadmerná aktivácia komplementu so zápalom, trombózou, hemolýzou a poškodením obličiek. [4]

Preto musí článok o komplementovom systéme brať do úvahy nielen jeho nedostatky, ale aj jeho spotrebu a dysreguláciu. V praxi sa lekár častejšie nestretáva s „teoretickou absenciou jediného proteínu“, ale so špecifickým laboratórnym vzorcom, ktorý musí súvisieť s infekciami, angioedémom, systémovým lupus erythematosus, glomerulonefritídou, atypickým hemolyticko-uremickým syndrómom alebo liečbou inhibítormi C5. [5]

Tabuľka 1. Hlavné dráhy komplementového systému a ich klinický význam

Cesta	Esenciálne bielkoviny	Čo je dôležité pre kliniku
Klasická	C1, C2, C4	Častejšie sa spája s imunitnými komplexmi, systémovým lupus erythematosus a skorými deficitmi zložiek
Lektín	lektín viažuci manózu, MASP-2, C2, C4	Môže byť dôležitý pri opakujúcich sa infekciách u detí a pri niektorých sekundárnych imunodeficienciách
Alternatíva	C3, faktor B, faktor D, properdín	Obzvlášť dôležitý pri alternatívnej dysregulácii, C3 glomerulopatii a atypickom hemolyticko-uremickom syndróme
Terminál	C5, C6, C7, C8, C9	Nedostatky terminálnych komponentov dramaticky zvyšujú riziko infekcie Neisseria

Zdroje pre tabuľku. [6]

Aké testy komplementového systému sa dnes skutočne používajú?

V každodennej praxi sa najčastejšie merajú C3 a C4. Ide o najčastejšie používané jednotlivé proteíny komplementu na hodnotenie imunitnej aktivity, monitorovanie autoimunitných ochorení a ako súčasť hľadania porúch komplementu. Avšak aj v tejto fáze je dôležité pochopiť, že samotné C3 a C4 nestačia, ak existuje podozrenie na vrodený deficit alebo atypickú dysreguláciu dráhy. [7]

Ďalšou kľúčovou úrovňou je funkčné testovanie. Celková hemolytická aktivita komplementu CH50 hodnotí klasickú dráhu a konečné spoločné štádium. Alternatívna hemolytická aktivita AH50 hodnotí alternatívnu dráhu a rovnaké terminálne štádium. Tieto testy sa považujú za testy prvej línie pri podozrení na deficit komplementu. [8]

Ak sú CH50 a AH50 abnormálne, začne sa ďalšie testovanie: merajú sa jednotlivé zložky, ich koncentrácie alebo funkcia a niekedy sa pridá lektín viažuci manózu pre lektínovú dráhu, C1q, inhibítor C1, faktor B, faktor D, properdín, faktory H a I. Tento postupný prístup pomáha pochopiť, kde presne sa porucha nachádza: v ranej klasickej dráhe, alternatívnej dráhe, terminálnom komplexe alebo v regulácii. [9]

V špecifických klinických situáciách sa používajú ďalšie biomarkery. Rozpustný C5b-9, tiež známy ako rozpustný membránovo-ataktický komplex, slúži ako marker aktivácie terminálneho komplementu. Môže byť užitočný pri určitých autoimunitných ochoreniach, infekciách, traumách a pri monitorovaní odpovede na anti-C5 terapiu, ale zostáva špecializovanejším testom. [10]

Monitorovanie cielenej terapie si zaslúži osobitnú pozornosť. U pacientov užívajúcich inhibítory C5, ako sú ekulizumab a ravulizumab, sa na posúdenie blokády komplementu používajú funkčné testy CH50, AH50 a C5. V tomto prípade sa analýza zameriava na iný prístup: nehľadá sa nedostatok, ale skôr sa snaží pochopiť, ako úplne je terminálna dráha blokovaná a či je liečba účinná. [11]

Tabuľka 2. Základné laboratórne testy komplementového systému

Test	Čo to ukazuje?	Keď je to obzvlášť užitočné
C3	Koncentrácia zložky C3	Pri autoimunitných a nefrologických ochoreniach, ak existuje podozrenie na alternatívnu dysreguláciu
C4	Koncentrácia zložky C4	Pri systémovom lupus erythematosus, deficite inhibítora C1, klasickej dráhe
CH50	Funkcia klasickej dráhy a spoločného terminálneho štádia	Prvý krok pri podozrení na nedostatok komplementu
AH50	Funkcia alternatívnej dráhy a spoločného terminálneho štádia	Prvý krok pri podozrení na alternatívnu chybu
Lektín viažuci manózu	Marker lektínovej dráhy	Pri normálnych hodnotách CH50 a AH50, ak podozrenie pretrváva
C1q	Komponent C1	Obzvlášť užitočné pri rozlišovaní medzi dedičným a získaným angioedémom.
Inhibítor C1, množstvo a funkcia	Regulátor klasických a lektínových dráh	Pri opakujúcom sa angioedéme bez urtikárie
Rozpustný C5b-9	Značka aktivácie terminálu	Pri stavoch sprostredkovaných komplementom a monitorovaní anti-C5 liečby

Zdroje pre tabuľku. [12]

Tabuľka 3. Ktoré testy sú zvyčajne postačujúce v prvej fáze?

Klinická situácia	Čo si ľudia zvyčajne objednajú ako prvé?
Podozrenie na systémový lupus erythematosus alebo ochorenie imunitných komplexov	C3 a C4
Podozrenie na vrodený deficit komplementu	CH50 a AH50
Opakujúci sa angioedém bez urtikárie	C4, inhibítor C1, funkcia inhibítora C1, C1q
Opakujúce sa infekcie Neisseria	CH50 a AH50
Podozrenie na alternatívnu komplementárnu nefropatiu	C3, C4, CH50, AH50, faktor B a regulátory podľa pokynov
Monitorovanie inhibítorov C5	CH50, AH50, funkčný C5

Zdroje pre tabuľku. [13]

Ako správne interpretovať kombinácie C3, C4, CH50 a AH50

Izolovaná nízka hladina C3 a izolovaná nízka hladina C4 nie sú to isté. Nízka hladina C3 s normálnou hladinou C4 sa v súčasnosti považuje za dôležitý ukazovateľ alternatívnej dysregulácie. Tento vzorec je obzvlášť znepokojujúci pri C3 glomerulopatii a atypickom hemolyticko-uremickom syndróme, hoci definitívna diagnóza si vyžaduje ďalšie laboratórne a často aj genetické údaje. [14]

Keď je súčasne znížených niekoľko zložiek, najmä C3 a C4, lekár častejšie zvažuje spotrebu komplementu v dôsledku aktívneho procesu imunitných komplexov, a nie izolovaný dedičný deficit. ARUP výslovne zdôrazňuje, že spotreba sa vyznačuje súčasným znížením niekoľkých zložiek a C3 a C4 sa široko používajú v diagnostike a monitorovaní autoimunitných ochorení vrátane systémového lupus erythematosus. [15]

Nízka hladina C4 s normálnou hladinou C3 je obzvlášť dôležitá v kontexte nedostatku alebo dysfunkcie inhibítora C1. Pri dedičnom angioedéme typu 1 a 2 je C4 zvyčajne nízka aj medzi atakmi a ďalšie potvrdenie pochádza z hladiny a funkcie inhibítora C1. Ak je nízky aj C1q, naznačuje to skôr získaný než dedičný variant. [16]

Funkčné testy poskytujú ešte užitočnejšie vzorce. Normálny AH50 s nízkym CH50 naznačuje skorú klasickú dráhu, ako napríklad C1, C2 alebo C4. Normálny CH50 s nízkym AH50 je viac v súlade s poruchou alternatívnej dráhy. Súčasný pokles CH50 a AH50 naznačuje buď terminálnu poruchu, alebo závažnú spotrebu komplementu a kombinácia nízkeho CH50 a AH50 s normálnym C3 a C4 je obzvlášť svedčiaca o deficite C5-C9. [17]

Ak sú CH50 a AH50 normálne a klinické podozrenie na deficit komplementu je stále vysoké, ďalším krokom zvyčajne nie je donekonečna opakovať tie isté testy, ale prejsť na posúdenie lektínovej dráhy alebo iného imunitného systému. Moderný prehľad porúch komplementu výslovne uvádza, že pri normálnych hodnotách CH50 a AH50 sa ďalšie testovanie často vôbec nevyžaduje, pokiaľ neexistuje veľmi špecifické podozrenie. [18]

Tabuľka 4. Ako interpretovať kombinácie CH50 a AH50

CH50	AH50	Čo sa najčastejšie predpokladá
Krátky	Normálne	Včasná porucha klasickej dráhy, ako napríklad C1, C2, C4
Normálne	Krátky	Porucha alternatívnej dráhy, napr. faktor B, faktor D, properdín
Krátky	Krátky	Terminálna porucha, deficit C3 alebo závažná spotreba komplementu
Krátky	Nízka hladina s normálnym C3 a C4	Obzvlášť podozrivé pri nedostatku C5, C6, C7, C8 alebo C9
Normálne	Normálne	Významná porucha v klasických a alternatívnych dráhach je menej pravdepodobná; ak podozrenie pretrváva, zvažuje sa lektínová dráha.

Zdroje pre tabuľku. [19]

Tabuľka 5. Ako interpretovať kombinácie C3 a C4

C3	C4	Čo sa najčastejšie predpokladá
Krátky	Normálne	Alternatívna dysregulácia, ako je C3 glomerulopatia alebo atypický hemolyticko-uremický syndróm
Krátky	Krátky	Spotreba komplementu v procesoch systémových imunitných komplexov
Normálne	Krátky	Nedostatok alebo dysfunkcia inhibítora C1, súčasť klasických porúch komplementu
Normálne	Normálne	Nevylučuje deficit dráhy, ak sú funkčné testy abnormálne
Normálna alebo vysoká	Normálna alebo vysoká	Môže sa vyskytnúť aj počas aktívneho procesu, ak sa analýza vykonáva mimo fázy konzumácie alebo na pozadí proteínov akútnej fázy.

Zdroje pre tabuľku. [20]

Pri akých ochoreniach sa najčastejšie vyšetruje systém komplementu?

Jedným z najdôležitejších klinických scenárov sú opakované infekcie, najmä meningokokové infekcie. Nedostatky terminálnych zložiek C5-C9 dramaticky zvyšujú riziko infekcie Neisseria meningitidis a diseminovanej Neisseria gonorrhoeae. Properdín, ktorý patrí do alternatívnej dráhy, je tiež spojený so závažnými meningokokovými infekciami. Preto je dospelý alebo dieťa s opakovanými nevysvetliteľnými infekciami Neisseria klasickým kandidátom na vyšetrenie komplementového systému. [21]

Skoré zložky klasickej metabolickej dráhy majú odlišný klinický profil. Deficity C1, C2 a C4 sú častejšie spojené nielen s infekciami, ale aj s autoimunitnými ochoreniami, najmä systémovým lupus erythematosus a inými syndrómami imunitných komplexov. Preto sú nízke hladiny C3 a C4 u pacienta s podozrením na lupus dôležité pre diagnostiku aj monitorovanie aktivity ochorenia. [22]

Samostatnou, dôležitou oblasťou je nefrológia. Pri C3 glomerulopatii a atypickom hemolyticko-uremickom syndróme je dysregulácia alternatívnej dráhy obzvlášť významná. Tieto stavy sa zvyčajne vyznačujú zníženým C3 s normálnym C4 a ďalšie testovanie môže zahŕňať faktor B, faktor H, faktor I, protilátky proti faktoru H a genetické testovanie. [23]

Ďalším odlišným scenárom je angioedém bez urtikárie. V tomto prípade nie je systém komplementu potrebný na detekciu infekčnej imunodeficiencie, ale na identifikáciu nedostatku alebo dysfunkcie inhibítora C1. Hereditárny angioedém sa typicky vyznačuje nízkou hladinou C4 a zníženou funkciou inhibítora C1, zatiaľ čo nízka hladina C1q pomáha rozlíšiť získaný variant od dedičného. Dôležité je, že antihistaminiká a glukokortikosteroidy sú v tejto forme zvyčajne neúčinné, pretože mechanizmus súvisí s bradykinínom, nie s histamínom. [24]

Systém komplementu sa napokon skúma aj v modernej cielenej terapii. U pacientov užívajúcich inhibítory C5 pomáha testovanie komplementu monitorovať úplnosť kaskádovej blokády. Toto už nie je diagnostika klasického deficitu, ale príklad toho, ako sa systém komplementu posunul od fundamentálnej imunológie k rutinnému monitorovaniu moderných biologických liekov. [25]

Tabuľka 6. Ktoré klinické scenáre najsilnejšie naznačujú poruchy komplementového systému?

Klinická situácia	Najpravdepodobnejší blok komplementu
Opakujúca sa meningokoková meningitída	Koncové komponenty C5-C9 alebo properdin
Včasné recidivujúce kapsulárne bakteriálne infekcie u dieťaťa	C3 alebo skoré komponenty klasickej dráhy
Systémový lupus erythematosus a iné imunokomplexové ochorenia	Spotreba C3 a C4 alebo vrodené skoré nedostatky
Angioedém bez urtikárie	Inhibítor C1, C4, C1q
Nevysvetliteľná glomerulonefritída s nízkou hladinou C3 a normálnou hladinou C4	Alternatívna dysregulácia komplementu
Monitorovanie anti-C5 terapie	CH50, AH50, funkčný C5

Zdroje pre tabuľku. [26]

Ako správne absolvovať testy a čo robiť po abnormálnych výsledkoch

Predbežná analýza je obzvlášť dôležitá pre systém komplementu. Funkčné testy sú citlivé na teplotu, oneskorenia spracovania a nesprávne skladovanie. Mayo a ARUP zdôrazňujú, že degradácia a spontánna spotreba zložiek môže viesť k falošne nízkej funkcii, a pre AH50 vo všeobecnosti odporúčajú zmrazenie vzoriek ihneď po odbere. [27]

Preto prvým krokom po neočakávane nízkom výsledku nie je uponáhľať sa s diagnózou. Je potrebné objasniť, ako bola vzorka spracovaná, či došlo k oneskoreniu, či bola správne skladovaná, či bola vykonaná plazmaferéza a či je prítomný významný zápalový proces. Ak je klinický obraz sporný alebo nezodpovedá klinickému obrazu, funkčné testy by sa mali zopakovať na novej vzorke. [28]

Ak sa zistí pretrvávajúca abnormalita, ďalší krok závisí od vzorca. Ak je CH50 nízky a AH50 normálny, skúma sa klasická dráha a zložky C1, C2 a C4. Ak je CH50 normálny a AH50 nízky, skúmajú sa faktory alternatívnej dráhy. Ak sú CH50 a AH50 nízke, terminálne zložky a C3 sa hodnotia spoločne a berie sa do úvahy aj spotreba komplementu. Tento algoritmus umožňuje logický prístup namiesto „kontroly všetkého“. [29]

Ak existuje podozrenie na dedičnú poruchu, konzultácia s klinickým imunológom a genetické testovanie sú užitočné. Nedávne prehľady zdôrazňujú, že po laboratórnom potvrdení poruchy by sa mala venovať pozornosť nielen pacientovi, ale aj príbuzným, pretože identifikácia rodiny umožňuje včasnú diskusiu o očkovaní, profylaxii a liečbe závažných infekcií. [30]

Nakoniec, abnormálne výsledky komplementového systému nemožno liečiť „analýzou“. Liečba nie je založená na samotnej nízkej hladine C3, ale na základnom probléme: lupus, angioedém, infekčná predispozícia, nefrologická dysregulácia komplementu alebo dôsledky anti-C5 terapie. To odlišuje modernú interpretáciu komplementového systému od zastaraného modelu, ktorý sa pokúšal vyvodiť závery len na základe C3 alebo C4. [31]

Tabuľka 7. Čo najčastejšie narúša správnu interpretáciu komplementových testov

Problém	Prečo je to dôležité?
Nesprávne skladovanie vzorky	Môže poskytnúť falošne nízke funkčné výsledky
Oneskorenie spracovania krvi	Podporuje degradáciu a spotrebu komponentov
Odber krvi po plazmaferéze	Nemusí odrážať skutočný stav komplementu.
Iba hodnotenie C3 a C4 bez CH50 a AH50	Je ľahké prehliadnuť defekt špecifický pre danú dráhu
Funkčné testovanie bez klinického zváženia	Možné sú falošné diagnostické závery
Zamieňanie príjmu komplementu s vrodeným deficitom	Vyžaduje si rozlíšenie medzi viacerými komponentmi a klinickým kontextom

Zdroje pre tabuľku. [32]

Často kladené otázky

Čo je to komplementový systém v jednoduchých vyjadreniach?
Je to kaskáda vrodených imunitných proteínov, ktoré pomáhajú označovať mikróby, zvyšovať zápal a ničiť cieľové bunky. Klinicky je komplementový systém dôležitý nielen pre ochranu pred infekciami, ale aj pre autoimunitné, nefrologické a angioedematózne ochorenia. [33]

Aké testy sa najčastejšie predpisujú ako prvé?
Najčastejšie sa začína s C3 a C4 a pri podozrení na vrodený deficit s CH50 a AH50. V prípade angioedému bez urtikárie sa pridáva C4, inhibítor C1, jeho funkcia a C1q. [34]

Aký je rozdiel medzi CH50 a AH50?
CH50 odráža funkciu klasickej dráhy a spoločného koncového bodu. AH50 odráža funkciu alternatívnej dráhy a rovnakého koncového bodu. Ich kombinácia nám umožňuje pochopiť pravdepodobnú lokalizáciu defektu. [35]

Znamená nízka hladina C3 vždy ochorenie obličiek
? Nie. Nízka hladina C3 sa môže vyskytnúť pri alternatívnej dysregulácii komplementu, ale vyskytuje sa aj pri spotrebe komplementu pri autoimunitných procesoch a iných stavoch. Kombinácia s C4, CH50, AH50 a klinickým obrazom je významná. [36]

Znamená nízka hladina C4 vždy dedičný angioedém
? Nie. Nízka hladina C4 je skutočne dôležitá pri deficite inhibítora C1, ale sama o sebe nestačí. Mali by sa merať hladiny a funkcia inhibítora C1 a ak existuje podozrenie na získaný variant, mal by sa merať aj C1q. U niektorých pacientov však môže byť C4 medzi atakmi normálny. [37]

Keď sú deficity terminálnych zložiek obzvlášť dôležité:
Keď pacient prekonal opakované meningokokové infekcie alebo diseminované infekcie Neisseria gonorrhoeae, najmä bez inej zjavnej príčiny imunodeficiencie. Takéto prípady sú charakterizované defektmi C5-C9, ako aj properdínu. [38]

Dá sa vylúčiť porucha komplementu, ak sú C3 a C4 normálne
? Nie. Normálne C3 a C4 nevylučujú poruchu špecifickú pre danú dráhu. Napríklad pri deficite skorej klasickej alebo terminálnej dráhy sa abnormálny výsledok môže objaviť špecificky v CH50 alebo AH50. Ak sú CH50 aj AH50 normálne, ďalšie testovanie zvyčajne nie je potrebné, s výnimkou špeciálnych prípadov, keď existuje podozrenie na lektínovú dráhu. [39]

Prečo sa C1q meria pri angioedéme?
C1q pomáha rozlíšiť dedičný deficit inhibítora C1 od získaného. Pri dedičnom variante je C1q zvyčajne normálny, zatiaľ čo pri získanom variante je často znížený. [40]

Prečo sa niekedy musia testy komplementu opakovať?
Pretože funkčné testy sú veľmi citlivé na odber vzorky, transport a mrazenie. Ak sa vzorka spracuje nesprávne, môže dôjsť k falošnému poklesu a mylne sa môže vyvolať podozrenie na závažnú poruchu komplementu. [41]

Kde je systém komplementu v modernej medicíne obzvlášť dôležitý
Dnes je obzvlášť dôležitý v štyroch hlavných oblastiach: imunodeficiencie s opakujúcimi sa infekciami, systémové autoimunitné ochorenia, nefropatia sprostredkovaná komplementom a monitorovanie cielenej anti-C5 terapie. Práve v týchto scenároch testy komplementu skutočne menia klinické rozhodnutia. [42]