Системата на комплемента: анализ на компонентите и тяхното значение

Комплементната система е част от вродената хуморална имунна система, която помага за разпознаването и елиминирането на микроорганизми, засилва възпалителния отговор и участва в опсонизацията и образуването на мембранно-атакуващи комплекси. Клинично тя е важна не само за защитата срещу инфекции, но и за контрола на имунните комплекси, автоимунните реакции и редица тромботични и нефрологични процеси. [1]

Традиционно каскадата се описва като три пътя на активиране: класически, лектинов и алтернативен. И трите пътя се сливат при активирането на C3, след което се инициира общ терминален етап, включващ C5, C6, C7, C8 и C9. Именно този терминален етап води до образуването на мембранно-атакуващ комплекс, който е способен да увреди мембраните на целевите клетки. [2]

Класическият път е най-тясно свързан с имунните комплекси и компоненти C1, C2 и C4. Лектиновият път се инициира чрез разпознаване на микробни въглехидратни структури от маноза-свързващ лектин и свързани с него протеази. Алтернативният път разчита в голяма степен на C3, фактор B, фактор D и пропердин и е особено важен при редица комплемент-медиирани бъбречни заболявания. [3]

Комплементната система не е проектирана да функционира без ограничения, така че има регулатори. Те включват например фактор H, фактор I, C1 инхибитор и клетъчни регулаторни протеини. Когато дефект възникне не в „бойните“ протеини на каскадата, а в регулаторите, резултатът може да не е имунодефицит в традиционния смисъл, а по-скоро прекомерна активация на комплемента с възпаление, тромбоза, хемолиза и увреждане на бъбреците. [4]

Ето защо една статия за комплементната система трябва да разглежда не само дефицитите, но и консумацията и дисрегулацията. На практика лекарят по-често се сблъсква не с „теоретична липса на един-единствен протеин“, а със специфичен лабораторен модел, който трябва да бъде свързан с инфекции, ангиоедем, системен лупус еритематозус, гломерулонефрит, атипичен хемолитично-уремичен синдром или лечение с C5 инхибитори. [5]

Таблица 1. Основни пътища на комплементната система и тяхното клинично значение

Път	Есенциални протеини	Какво е важно за клиниката
Класическа	С1, С2, С4	По-често се свързва с имунни комплекси, системен лупус еритематозус и дефицити на ранни компоненти
Лектин	маноза-свързващ лектин, MASP-2, C2, C4	Може да е важно при рецидивиращи инфекции при деца и при някои вторични имунодефицити
Алтернатива	C3, фактор B, фактор D, пропердин	Особено важно при алтернативна дисрегулация, C3 гломерулопатия и атипичен хемолитично-уремичен синдром
Терминал	C5, C6, C7, C8, C9	Дефицитът на терминални компоненти драстично увеличава риска от инфекция с Neisseria

Източници за таблицата. [6]

Какви тестове за комплементна система всъщност се използват днес?

В ежедневната практика най-често се измерват C3 и C4. Това са най-често срещаните индивидуални комплементни протеини, използвани за оценка на имунната активност, наблюдение на автоимунни заболявания и като част от търсенето на комплементни нарушения. Въпреки това, дори на този етап е важно да се разбере, че само C3 и C4 не са достатъчни, ако се подозира вроден дефицит или атипична дисрегулация на комплементния път. [7]

Следващото ключово ниво е функционалното тестване. Общата хемолитична активност на комплемента CH50 оценява класическия път и крайния общ стадий. Алтернативната хемолитична активност AH50 оценява алтернативния път и същия краен стадий. Тези тестове се считат за тестове от първа линия, когато се подозира дефицит на комплемента. [8]

Ако CH50 и AH50 са анормални, се започват допълнителни тестове: измерват се отделни компоненти, техните концентрации или функция, а понякога се добавят маноза-свързващ лектин за лектиновия път, C1q, C1 инхибитор, фактор B, фактор D, пропердин, фактори H и I. Този поетапен подход помага да се разбере къде точно се намира дефектът: в ранния класически път, алтернативния път, терминалния комплекс или в регулацията. [9]

В специфични клинични ситуации се използват допълнителни биомаркери. Разтворимият C5b-9, известен също като разтворим мембранно-атакуващ комплекс, служи като маркер за активиране на терминалния комплемент. Той може да бъде полезен при определени автоимунни състояния, инфекции, травми и за наблюдение на отговора на анти-C5 терапия, но остава по-специализиран тест. [10]

Мониторингът на таргетна терапия заслужава специално внимание. При пациенти, получаващи C5 инхибитори като екулизумаб и равулизумаб, функционалната активност на CH50, AH50 и C5 се използва за оценка на блокадата на комплемента. Тук анализът се фокусира върху различен подход: не се търси дефицит, а по-скоро се разбира колко напълно е блокиран терминалният път и дали лечението е ефективно. [11]

Таблица 2. Основни лабораторни изследвания на комплементната система

Тест	Какво показва?	Когато е особено полезно
С3	Концентрация на компонент C3	При автоимунни и нефрологични заболявания, ако се подозира алтернативна дисрегулация
С4	Концентрация на компонент C4	При системен лупус еритематозус, дефицит на C1 инхибитор, класически път
CH50	Функция на класическия път и общия терминален стадий	Първа стъпка при съмнение за дефицит на комплемента
AH50	Функция на алтернативния път и общия терминален стадий	Първа стъпка при съмнение за алтернативен дефект
Маноза-свързващ лектин	Маркер на лектиновия път	При нормални CH50 и AH50, ако съмнението продължава
C1q	Компонент C1	Особено полезен при разграничаване между наследствен и придобит ангиоедем.
C1 инхибитор, количество и функция	Регулатор на класическите и лектиновите пътища	При рецидивиращ ангиоедем без уртикария
Разтворим C5b-9	Маркер за активиране на терминала	При комплемент-медиирани състояния и мониторинг на анти-C5 терапията

Източници за таблицата. [12]

Таблица 3. Кои тестове обикновено са достатъчни на първия етап?

Клинична ситуация	Какво обикновено поръчват хората първо?
Подозрение за системен лупус еритематозус или имунокомплексно заболяване	C3 и C4
Подозиран вроден дефицит на комплемента	CH50 и AH50
Рецидивиращ ангиоедем без уртикария	C4, C1 инхибитор, C1 инхибиторна функция, C1q
Рецидивиращи инфекции с Neisseria	CH50 и AH50
Подозирана алтернативна комплементарна нефропатия	C3, C4, CH50, AH50, фактор B и регулатори, както е посочено
Мониторинг на C5 инхибитори	CH50, AH50, функционален C5

Източници за таблицата. [13]

Как правилно да интерпретираме комбинациите C3, C4, CH50 и AH50

Изолирано ниско ниво на C3 и изолирано ниско ниво на C4 не са едно и също нещо. Ниското ниво на C3 с нормално ниво на C4 сега се счита за важен признак за алтернативна дисрегулация. Този модел е особено обезпокоителен при C3 гломерулопатия и атипичен хемолитично-уремичен синдром, въпреки че окончателната диагноза изисква допълнителни лабораторни и често генетични данни. [14]

Когато няколко компонента, особено C3 и C4, са едновременно намалени, лекарят по-често обмисля консумацията на комплемент поради активен имунокомплексен процес, а не изолиран наследствен дефицит. ARUP изрично подчертава, че консумацията се отличава с едновременното намаляване на няколко компонента, а C3 и C4 се използват широко в диагностиката и мониторинга на автоимунни заболявания, включително системен лупус еритематозус. [15]

Ниският C4 с нормален C3 е особено важен в контекста на дефицит или дисфункция на C1 инхибитора. При наследствен ангиоедем тип 1 и 2, C4 обикновено е нисък дори между пристъпите, а допълнително потвърждение идва от нивото и функцията на C1 инхибитора. Ако C1q също е нисък, това предполага придобит, а не наследствен вариант. [16]

Функционалните тестове дават още по-полезни модели. Нормален AH50 с нисък CH50 предполага ранен класически път, като C1, C2 или C4. Нормален CH50 с нисък AH50 е по-съвместим с дефект на алтернативен път. Едновременното намаляване на CH50 и AH50 показва или терминален дефект, или тежка консумация на комплемент, а комбинацията от нисък CH50 и AH50 с нормални C3 и C4 е особено показателна за дефицит на C5-C9. [17]

Ако CH50 и AH50 са нормални и клиничното съмнение за дефицит на комплемента е все още високо, следващата стъпка обикновено не е безкрайно повтаряне на едни и същи тестове, а преминаване към оценка на лектиновия път или друга имунна система. Съвременен преглед на нарушенията на комплемента изрично посочва, че при нормални CH50 и AH50, често изобщо не се изискват допълнителни изследвания, освен ако няма много специфично съмнение. [18]

Таблица 4. Как да се интерпретират комбинации от CH50 и AH50

CH50	AH50	Какво най-често се предполага
Кратко	Нормално	Ранен дефект на класическия път, като например C1, C2, C4
Нормално	Кратко	Дефект на алтернативния път, напр. фактор B, фактор D, пропердин
Кратко	Кратко	Терминален дефект, дефицит на C3 или тежка консумация на комплемент
Кратко	Ниско с нормални C3 и C4	Особено подозрително е при дефицит на C5, C6, C7, C8 или C9
Нормално	Нормално	Значителен дефект в класическите и алтернативните пътища е по-малко вероятен; ако съмнението продължава, се разглежда лектиновият път.

Източници за таблицата. [19]

Таблица 5. Как да се интерпретират комбинации C3 и C4

С3	С4	Какво най-често се предполага
Кратко	Нормално	Алтернативна дисрегулация, като например C3 гломерулопатия или атипичен хемолитично-уремичен синдром
Кратко	Кратко	Консумация на комплемент в системните имунокомплексни процеси
Нормално	Кратко	Дефицит или дисфункция на C1 инхибитора, част от класическите нарушения на комплемента
Нормално	Нормално	Не изключва дефицит на пътя, ако функционалните тестове са абнормни
Нормално или високо	Нормално или високо	Може да се случи и по време на активен процес, ако анализът се прави извън фазата на консумация или на фона на протеини от острата фаза.

Източници за таблицата. [20]

При кои заболявания най-често се изследва системата на комплемента?

Един от най-важните клинични сценарии са рецидивиращите инфекции, особено менингококови инфекции. Дефицитът на терминалните компоненти C5-C9 драстично увеличава риска от инфекция с Neisseria meningitidis и дисеминирана Neisseria gonorrhoeae. Пропердинът, който принадлежи към алтернативния път, също е свързан с тежки менингококови инфекции. Следователно, възрастен или дете с повтарящи се необясними инфекции с Neisseria е класически кандидат за оценка на комплементната система. [21]

Ранните компоненти на класическия път имат различен клиничен профил. Дефицитът на C1, C2 и C4 е по-често свързан не само с инфекции, но и с автоимунни заболявания, особено системен лупус еритематозус и други имунокомплексни синдроми. Следователно, ниските нива на C3 и C4 при пациент, заподозрян в лупус, са важни както за диагностициране, така и за наблюдение на активността на заболяването. [22]

Отделна, важна област е нефрологията. При C3 гломерулопатия и атипичен хемолитично-уремичен синдром, дисрегулацията на алтернативния път е особено значима. Тези състояния обикновено се характеризират с намален C3 с нормален C4 и допълнителните тестове могат да включват фактор B, фактор H, фактор I, антитела срещу фактор H и генетично изследване. [23]

Друг различен сценарий е ангиоедем без уртикария. Тук системата на комплемента е необходима не за откриване на инфекциозен имунодефицит, а за идентифициране на дефицит или дисфункция на C1 инхибитора. Наследственият ангиоедем обикновено се характеризира с нисък C4 и намалена функция на C1 инхибитора, докато ниският C1q помага за разграничаване на придобития вариант от наследствения. Важно е да се отбележи, че антихистамините и глюкокортикостероидите обикновено са неефективни в тази форма, тъй като механизмът е свързан с брадикинин, а не с хистамин. [24]

Накрая, комплементната система също се изучава в съвременната таргетна терапия. При пациенти, получаващи C5 инхибитори, тестването на комплемента помага за наблюдение на пълнотата на каскадната блокада. Това вече не е диагноза за класически дефицит, а пример за това как комплементната система се е преместила от фундаменталната имунология към рутинното наблюдение на съвременните биологични лекарства. [25]

Таблица 6. Кои клинични сценарии най-силно предполагат нарушения на комплементната система?

Клинична ситуация	Най-вероятен блок на комплемента
Рецидивиращ менингококов менингит	Терминални компоненти C5-C9 или properdin
Ранни рецидивиращи капсулирани бактериални инфекции при дете	C3 или ранни компоненти на класическия път
Системен лупус еритематозус и други имунокомплексни заболявания	Консумация на C3 и C4 или вродени ранни дефицити
Ангиоедем без уртикария	C1, C4, C1q инхибитор
Необясним гломерулонефрит с нисък C3 и нормален C4	Алтернативна дисрегулация на комплемента
Мониторинг на анти-C5 терапията	CH50, AH50, функционален C5

Източници за таблицата. [26]

Как да се вземат тестовете правилно и какво да се прави след отклонения в резултатите

Предварителният анализ е особено важен за комплементната система. Функционалните тестове са чувствителни към температура, забавяне на обработката и неправилно съхранение. Mayo и ARUP подчертават, че разграждането и спонтанната консумация на компоненти могат да доведат до фалшиво ниска функция, а за AH50 те обикновено препоръчват замразяване на пробите веднага след вземането им. [27]

Следователно, първата стъпка след неочаквано нисък резултат е да не се бърза с поставянето на диагноза. Необходимо е да се изясни как е била обработена пробата, дали е имало забавяне, дали е била съхранявана правилно, дали е била извършена плазмафереза и дали има значителен възпалителен процес. Ако клиничната картина е съмнителна или не съответства на клиничната картина, функционалните тестове трябва да се повторят с нова проба. [28]

Ако се открие персистираща аномалия, следващата стъпка зависи от модела. Ако CH50 е нисък и AH50 е нормален, се изследват класическият път и компонентите C1, C2 и C4. Ако CH50 е нормален и AH50 е нисък, се изследват факторите на алтернативния път. Ако CH50 и AH50 са ниски, терминалните компоненти и C3 се оценяват заедно, като се взема предвид и консумацията на комплемент. Този алгоритъм позволява логичен подход, а не „проверка на всичко“. [29]

Ако се подозира наследствен дефицит, консултацията с клиничен имунолог и генетичното изследване са полезни. Последните прегледи подчертават, че след лабораторно потвърждение на дефекта, трябва да се обърне внимание не само на пациента, но и на роднините, тъй като идентифицирането на семейството позволява ранно обсъждане на ваксинация, профилактика и лечение на тежки инфекции. [30]

И накрая, анормалните резултати от комплементната система не могат да бъдат лекувани „чрез анализ“. Лечението не се основава на самото ниско ниво на C3, а на основния проблем: лупус, ангиоедем, инфекциозна предразположеност, нефрологична дисрегулация на комплемента или последствията от анти-C5 терапията. Това е, което отличава съвременната интерпретация на комплементната система от остарелия модел, който се опитва да прави заключения само въз основа на C3 или C4. [31]

Таблица 7. Какво най-често пречи на правилното тълкуване на комплементните тестове

Проблем	Защо това е важно?
Неправилно съхранение на пробата	Може да даде фалшиво ниски функционални резултати
Забавяне в обработката на кръвта	Спомага за разграждането и потреблението на компоненти
Вземане на кръв след плазмафереза	Може да не отразява действителния статус на комплемента.
Оценка само C3 и C4 без CH50 и AH50	Лесно е да се пропусне дефект, специфичен за пътя
Оценка на функционалния тест без клинично обмисляне	Възможни са фалшиви диагностични заключения
Грешно приемане на консумацията на комплемент за вроден дефицит	Изисква разграничение между множество компоненти и клиничен контекст

Източници за таблицата. [32]

ЧЗВ

Какво представлява комплементната система накратко?
Това е каскада от вродени имунни протеини, които помагат за маркирането на микроби, засилват възпалението и унищожават целевите клетки. Клинично, комплементната система е важна не само за защита срещу инфекции, но и за автоимунни, нефрологични и ангиоедемни състояния. [33]

Кои изследвания най-често се предписват първо?
Най-често се започва с C3 и C4, а при съмнение за вроден дефицит - с CH50 и AH50. В случай на ангиоедем без уртикария се добавят C4, C1 инхибитор, неговата функция и C1q. [34]

По какво се различава CH50 от AH50?
CH50 отразява функцията на класическия път и общата крайна точка. AH50 отразява функцията на алтернативния път и същата крайна точка. Тяхната комбинация ни позволява да разберем вероятното местоположение на дефекта. [35]

Ниският C3 винаги ли показва бъбречно заболяване
? Не. Ниският C3 може да се появи при алтернативна дисрегулация на комплемента, но се среща и при консумация на комплемент при автоимунни процеси и други състояния. Комбинацията с C4, CH50, AH50 и клиничната картина е значима. [36]

Ниският C4 винаги ли показва наследствен ангиоедем
? Не. Ниският C4 наистина е важен при дефицит на C1 инхибитори, но сам по себе си не е достатъчен. Трябва да се измерват нивата и функцията на C1 инхибиторите, а ако се подозира придобит вариант, трябва да се измери и C1q. При някои пациенти обаче C4 може да е нормален между пристъпите. [37]

Когато дефицитите на терминалните компоненти са особено важни:
Когато пациентът е имал рецидивиращи менингококови инфекции или дисеминирани инфекции с Neisseria gonorrhoeae, особено без друга очевидна причина за имунодефицит. Такива случаи се характеризират с дефекти в C5-C9, както и в пропердина. [38]

Може ли да се изключи нарушение на комплемента, ако C3 и C4 са нормални
? Не. Нормалните C3 и C4 не изключват специфичен за пътя дефект. Например, при дефицит на ранния класически или терминален път, анормален резултат може да се появи специфично в CH50 или AH50. Ако и CH50, и AH50 са нормални, обикновено не се изискват допълнителни изследвания, освен в специални случаи, когато се подозира лектинов път. [39]

Защо се измерва C1q при ангиоедем?
C1q помага за разграничаване на наследствен от придобит дефицит на C1 инхибитори. При наследствения вариант, C1q обикновено е нормален, докато при придобития вариант, той често е намален. [40]

Защо понякога тестовете за комплемент трябва да се повтарят?
Защото функционалните тестове са много чувствителни към събирането на пробата, транспортирането и замразяването. Ако пробата се обработи неправилно, може да се получи фалшиво понижение и може погрешно да се заподозре тежък дефект на комплемента. [41]

Където комплементната система е особено важна в съвременната медицина
Днес тя е особено важна в четири основни области: имунодефицити с рецидивиращи инфекции, системни автоимунни заболявания, комплемент-медиирана нефропатия и мониторинг на таргетна анти-C5 терапия. Именно в тези сценарии комплементните тестове наистина променят клиничните решения. [42]