Дифференциальная Диагностика моноклональных гаммапатий лабораторными методами Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

64 практическая медицина ' № 4(96) август 2016 г. / том 2

УДК 616.153.96-079.4

А.В. КОСТЕРИНА

Казанский государственный медицинский университет, 420012, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 49

Дифференциальная диагностика моноклональных гаммапатий лабораторными методами

Костерина Анна Валентиновна - ассистент кафедры госпитальной терапии, тел. +7-917-273-77-68, e-mail: avakost@mail.ru

В статье представлен обзор по лабораторным методам, используемым для дифференциальной диагностики моноклональных и поликлональных гаммапатий. Дано определение моноклональных гаммапатий. Представлены показания и возможные ошибки при проведении электрофореза белков сыворотки и мочи, иммунофиксации белков сыворотки и мочи, определении свободных легких цепей в моче, определении вязкости крови, количественном определении иммуноглобулинов крови. Представлен перечень заболеваний, проявляющихся в ряде случаев моноклональной гаммапатией.

Ключевые слова: моноклональная гаммапатия, электрофорез белков сыворотки и мочи, иммунофиксация белков сыворотки и мочи, определении свободных легких цепей в моче, определение вязкости крови, количественное определение иммуноглобулинов.

A.V. KOSTERINA

Kazan State Medical University, 49 Butlerov Str., Kazan, Russian Federation, 420012

Differential diagnosis of monoclonal gammopathies by laboratory tests

I Kosterina A.V. - Assistant of the Department of Hospital Therapy, tel. +7-917-273-77-68, e-mail: avakost@mail.ru

This article gives an overview of laboratory methods applied for the differential diagnosis of monoclonal and polyclonal gammopathies. The definition of monoclonal gammopathies is given. In this article all indications and possible errors during electrophoresis of plasma and urine proteins, immunofixation of plasma and urine proteins, determination of free light chains in urine, determination of blood viscosity, quantification of immunoglobulins, are named. The diseases that declare themselves in a number of cases by monoclonal gammopathy are listed.

Key words: monoclonal gammopathy, electrophoresis of plasma and urine proteins, immunofixation of plasma and urine proteins, determination of free light chains in urine, determination of blood viscosity, quantification of immunoglobulins.

Моноклональные гаммапатии (парапротеинемии или диспротеинемии) представляют собой группу расстройств, характеризующуюся распространением одного клона клеток, который производит им-мунологически однородный белок, называемый па-рапротеин или моноклональный белок (М-протеин, где «М» обозначает моноклональный) [1]. В структуре иммуноглобулина спаренные тяжелые цепи связаны с двумя легкими цепями одного и того же типа, либо каппа или лямбда. В процентном соотношении иммуноглобулинов с каппа цепями синтезируется в организме больше.

М-протеин может быть интактным (целостным) иммуноглобулином (т.е. содержащим как тяжелые и легкие цепи), может быть составлен только из легких цепей (миелома Бенс — Джонса, болезнь легких цепей, AL амилоидоз), или может состоять только из тяжелых цепей (болезнь тяжелых цепей) [2].

Наличие М-белка в сыворотке или моче указывает на наличие клона плазматических клеток или лимфопролиферативное заболевание. В ряде случаев клональный процесс образования монокло-нального является злокачественным и ассоциируется с признаками злокачественной инфильтрации костей, лимфатических узлов, печени, селезенки, или других органов (как например, при множественной миеломе, локализованной плазмоцитоме, макроглобулинемии Вальденстрема). В других случаях, М-протеин образуется при клональной экспансии небольшого количества предраковых клеток и не вызывает никаких симптомов (например, моноклональная гаммапатия неясного значения, МГНЗ).

Предраковые нарушения имеют ограниченное клиническое значение, пока не произойдет злокачественной трансформации. Тем не менее, секре-тирующие иммуноглобулины могут вызвать инва-

лидирующее или смертельное заболевание из-за своих отрицательных свойств [3]:

• Способность агглютинировать эритроциты (хо-лодовая агглютининовая болезнь);

• Нерастворимость при низких температурах (криоглобулинемия);

• Повышение вязкости крови (макроглобулине-мия Вальденстрема);

• Способность откладываться в тканях, приводя к дисфункции органов (AL тип амилоидоза или болезнь отложения иммуноглобулинов);

• Способность вызывать нейропатию (паранео-пластический синдром, МГНЗ, макроглобулинемия Вальденстрема, aL тип амилоидоз, POEMS синдром).

Таким образом, врач при определении М-протеина у пациента должен не медлить с установлением диагноза и началом терапии, с тем, чтобы предотвратить необратимые повреждения органов.

Изменение лабораторных показателей при наличии М-протеина

Наиболее распространенные: ложно низкое значение для холестерина, ЛПВП, высокое значение для билирубина, изменение неорганического фосфата. Реже: изменение С-реактивного белка, антистрептолизина-O, креатинина, глюкозы, натрия, хлорида, бикарбоната, азота мочевины, альбумина, железа, неорганического кальция. Ложно измененные анализы приводят к гипердиагностике и ненужному лечению [4].

Электрофорез белков сыворотки (SPEP) и иммуно-фиксация белков сыворотки преследуют две цели: обнаружить наличие или отсутствие М-протеина и измерить его концентрацию (SPEP) [4]. Эти исследования следует назначать при:

• Необъяснимой анемии, боли в спине, слабости, или усталости;

• Остеопении, остеолитических поражениях или спонтанных переломах;

• Почечной недостаточности при незначительном осадке мочи;

• Тяжелой протеинурии у пациента старше 40 лет;

• Гиперкальциемии;

• Гипергаммаглобулинемии;

• Иммунодефиците;

• Положительном белке Бенс — Джонса;

• Необъяснимой периферической невропатии;

• Рецидивирующей инфекции;

• Повышении СОЭ или вязкости сыворотки.

О некоторых особенностях интерпретации результатов электрофореза белков сыворотки:

• Снижение сывороточного альбумина и увеличение альфа-1 и альфа-2-глобулинов может наблюдаться у больных с инфекцией или метастатической злокачественной опухолью.

• Заметное снижение альфа-1-глобулина, как правило, возникает из-за дефицита альфа-1-антитрипсина.

• Два полосы в зоне альбумина (bisalbuminemia) встречаются редко. Эта семейная аномалия не вызывает никаких симптомов.

• При болезни альфа тяжелых цепей (HCD), которая возникает у пациентов с лимфомой тонкой кишки, называемой иммунопролиферативным заболеванием тонкого кишечника (IPSID), М-градиент не обнаруживается предположительно из-за склонности этих цепей к полимеризации, или высокого содержания углеводов в них. У некоторых пациентов моноклональные белки могут быть найдены в содержимом тощей кишки, но не в сыворотке.

• При болезни тяжелых цепей (HCD), пангипогам-маглобулинемия является отличительной особенностью, аМ-градиент обнаруживается только в 40 процентах случаев.

• В некоторых пациентов с болезнью гамма тяжелых цепей (HCD) результаты электрофореза напоминают поликлональную гаммапатию.

• М-протеин иногда представлен широкой полосой при электрофорезе, как при поликлональной гаммапатии. Это происходит, если образуются комплексы с другими компонентами плазмы, при наличии димеры или пентамеры 1дМ, полимеры 1дА или агрегаты IgG.

• У некоторых пациентов моноклональные легкие цепи (миелома Бенс — Джонса) в настолько низкой концентрации в крови из-за быстрой фильтрации в мочу, что при электрофорезе белков сыворотки М-градиента не видно. Он появляется при развитии почечной недостаточности.

• У некоторых пациентов с множественной миело-мой, секретирующей IgD или 1дЕ, М-градиент может быть небольшим и легко просматриваться.

Биклональная гаммапатия. Иногда пациент может иметь два различных моноклональных белка [5]. Биклональная гаммапатия обычно обнаруживается, когда две разных тяжелых или легких цепи моно-клонального белка обнаруживаются при иммуно-фиксации (например, каппа цепь 1дА и лямбда цепь 1дМ. Пациенты с биклональной гаммапатией могут иметь злокачественное или предопухолевое заболевание (МГНЗ).

Поликлональная гаммапатия возникает при инфекционных, воспалительных или реактивных процессах. При хроническом гепатите, например, гамма-фракция может достигать 6 или 7 г/дл. По-ликлональные гаммапатии иногда наблюдаются при отсутствии явной причины.

Гипогаммаглобулинемия может быть врожденной, сцепленной с полом, как часть комбинированного иммунодефицита, и приобретенной (множественная миелома, первичный амилоидоз, хронический лимфолейкоз, лимфомы или нефротиче-ский синдром:

• Пангипогаммаглобулинемия встречаются примерно у 10 процентов пациентов с множественной миеломой [6]. Большинство из этих пациентов имеют белок Бенс — Джонса (моноклональные свободные каппа или лямбда легкие цепи) в моче, но у них отсутствуют полные иммуноглобулины в сыворотке крови [7].

• Пангипогаммаглобулинемия наблюдается примерно в 20 процентах пациентов с первичным ами-лоидозом.

Ложные положительные результаты при электрофорезе. Другие белковые структуры могут ошибочно создать впечатление М-градиента. В качестве примеров:

• Фибриноген в плазме рассматривается как дискретная группа между регионами мобильности бета- и гамма. Это ничем не отличается от М-белка. Это проверяется добавлением тромбина, если после этого М-градиент не обнаруживается при повторном электрофорезе, значит в предыдущей пробе был фибриноген.

• Комплексы гемоглобин-гаптоглобин при гемолизе могут проявляться полосой в области альфа-2-глобулина.

• Высокие концентрации трансферрина у больных с железодефицитной анемией могут привести к появлению полосы в бета-области.

66 практическая медицина

' № 4(96) август 2016 г. / том 2

• Нефротический синдром часто ассоциируется с увеличенными альфа-2 и бета фракциями, которые могут быть ошибочно приняты за М-градиент. Концентрации альбумина и гамма-глобулина, как правило, снижаются при этом.

Иммунофиксация белков сыворотки. Электрофорез используется как начальная процедура, но низкая чувствительность и невозможность определить класс иммуноглобулина и вид легкой цепи снижает его ценность. При проведении иммунофиксации после электрофоретического разделения белков сыворотки, каждый образец покрывается моноспецифичной антителом с последующим промыванием и окрашиванием. Иммунофиксация белков сыворотки в отличие от электрофореза не дает оценку размера M-градиента и, таким образом, должна быть сделана в сочетании с электрофорезом. Иммуно-фиксация белков сыворотки позволяет обнаружить М-градиент в концентрации 0,02 г/дл и выше и в моче в концентрации >0.004 г/дл. Иммунофикса-ция белков сыворотки имеет решающее значение для дифференциации моноклонального и поликло-нального белка.

Дополнительными показаниями к проведению иммунофиксации белков сыворотки являются:

• Обнаружение небольшого М-градиента при нормальных или повышенных иммуноглобулинах.

• У пациентов с множественной миеломой или ма-кроглобулинемией, у которых лечение привело к исчезновению М-градиента методом электрофореза.

• Диагностика биклональных или триклональных гаммапатий.

• Необходимость подтвердить IgD и IgE монокло-нальные белки.

Повторять иммунофиксацию требуется только чтобы задокументировать полный ответ на терапию. В процессе лечения обычно выполняют электрофорез для оценки динамики процесса.

Определение легких цепей в сыворотке (FLC) является чувствительной системой, которая может обнаружить низкие концентрации моноклональных свободных легких цепей (например, каппа или лямбда) в сыворотке крови [8]. Этот анализ особенно необходим в примерно у 16% пациентов с миеломой Бенс — Джонса, при которой синтезируются только легкие цепи, не связанные с тяжелой цепью и в концентрациях, слишком низких, чтобы быть обнаруженными с помощью методов иммунофиксации. Определение легких цепей в суточной моче назначают, когда подозревают первичный системный ами-лоидоз или болезнь легких цепей. Определение легких цепей в сыворотке (FLC) дополняет и иногда устраняет необходимость проведения имму-нофиксации.

Определение легких цепей в сыворотке (FLC) обнаруживает низкие концентрации моноклональных свободных легких цепей:

• каппа легкие цепи — от 3,3 до 19,4 мг/л;

• лямбда легкие цепи — от 5,7 до 26,3 мг/л;

• отношение каппа/лямбда — от 0,26 до 1,65.

Когда определение легких цепей в сыворотке

(FLC) стали применять к сывороткам пациентов, ранее диагностированных как имеющие несекре-тирующую миелому, улучшенная чувствительность позволила у 19 из 28 подтвердить секрецию легких цепей [9].

Показаниями к применению определения легких цепей в сыворотке (FLC) являются:

• Диагностика и контроль течения заболевания у пациентов с несекретирующей и олигосекретиру-ющей (<1 г/дл моноклонального белка в сыворотке и <200 мг/день в моче) миеломой.

• Диагностика и контроль за пациентами с мие-ломой Бенс — Джонса, первичным системным ами-лоидозом.

• Прогнозирование риска прогрессирования МГНГ.

• Прогнозирование риска прогрессирования тлеющей множественной миеломы.

• Прогнозирование риска прогрессирования одиночной плазмоцитомы кости.

• Диагностика, мониторинг в процессе и после лечения, прогноз у больных с множественной мие-ломой.

Почечный клиренс легких цепей иммуноглобулинов снижается при наличии почечной недостаточности (например, клиренс креатинина <60 мл/мин). В результате концентрация их может быть от 20 до 30 раз выше нормы в терминальной стадии почечной недостаточности [10].

Одно исследование показало, что соотношение каппа/лямбда каппа, в норме составляющее от 0,26 до 1,65, может возрасти выше 3,1 в терминальной стадии хронической болезни почек.

Изменение соотношения каппа/лямбда при нарушении функции почек имеет следующее клиническое значение:

• Пациенты могут быть неправильно классифицированы как имеющие каппа моноклональную гам-мапатию из-за повышенного соотношения каппа/ лямбда.

• Пациенты с лямбда моноклональной гаммапати-ей могут быть пропущены из-за большей задержки каппа цепей и появления нормального соотношения каппа/лямбда.

Отношение каппа/лямбда более 3.0 иногда объясняется не только одной только почечной недостаточностью. Поэтому при соотношении от 1.65 до 3.0 требуется дальнейшее исследование с электрофорезом белка 24-часовой мочи и имму-нофиксацией белка мочи. Если результаты этих исследований в пределах нормы, то изменение отношения объясняется почечной недостаточностью.

Исследование вязкости сыворотки должно быть выполнено у любого пациента с моноклональны-ми гаммапатиями и/или признаками и симптомами гипервязкости (носовые кровотечения, затуманенное зрение, дилатация вен сетчатки, кровоизлияния в сетчатку в форме факела, необъяснимая сердечная недостаточность, или неврологические симптомы, такие как головная боль, головокружение, нистагм, глухота, атаксия, диплопия, парестезии, ступор или сонливость). Вязкость крови следует определять всякий раз, когда определяется более 4 г/дл моноклонального 1дМ или более 6 г/дл моноклонального 1дА или IgG. Нормальное значение вязкости сыворотки составляет 1,5 мПа (СР), но симптомы гипервязкости появляются при вязкости более 4 СР. Соотношение между вязкостью сыворотки и концентрацией 1дМ белка носит нелинейный характер. При низкой концентрации сыворотки 1дМ, увеличение от 1 до 2 г/дл производит лишь небольшое увеличение вязкости сыворотки, но начиная с уровня от 4 до 5 г/дл, приращение 1 до 2 г/дл значительно увеличивает вязкость. Кроме того, соотношение между вязкостью и симптомами гипервязкости сыворотки не

всегда совпадает. На клинические проявления влияет не только концентрация сывороточного белка, но и молекулярные характеристики белка, агрегация молекул белка, а также наличие сопутствующих заболеваний, гематокрит, и состояние сердечно-сосудистой системы. Решение о проведении плазмафереза должно быть сделано на основе клинических признаков, а не лабораторных показателей. Макроглобулинемия Вальденстрема, протекающая с повышением концентрации IgM, является самой частой причиной гипервязкости.

Количественное измерение иммуноглобулинов является полезным методом для обнаружения гипогаммаглобулинемии. Метод нефелометрии является дополнением к электрофорезу и имму-нофиксации для оценки ответа на терапию. Тем не менее, при оценке реакции, значения электрофореза следует сравнить только со значениями электрофореза, а результаты нефелометрии только с таким же исследованием, потому что по непонятым до сих пор причинам уровень иммуноглобулинов, измеренных методом нефелометрии на 1000-2000 мг/дл выше, чем ожидается на основании данных электрофореза.

Исследование мочи. Суточная моча необходима для определения общего количества белка, проведения электрофореза белков (UPEP), иммунофик-сации, определения наличия легких цепей. Если у пациента есть нефротический синдром, наличие моноклонального легкой цепи предлагает либо первичный амилоидоз (AL), либо болезнь осаждения легкой цепи практически во всех случаях. Если электрофорез мочи показывает М-градиент, а им-мунофиксация не выявляет легкую цепь, следует подозревать возможность болезни осаждения тяжелой цепи. Иммунофиксация должна быть выполнена с антисывороткой к IgG [1l].

Оценка моноклональных гаммапатий. Поиски моноклональных белков должны проводиться у всех пациентов, у которых подозревается множественная миелома, макроглобулинемия Вальденстрема, первичный AL или родственные нарушения. Также оценивается любой пациент с повышением уровня общего белка в сыворотке крови.

ЛИТЕРАТУРА

1. Bird J., Behrens J., Westin J., et al. UK Myeloma Forum (UKMF) and Nordic Myeloma Study Group (NMSG): guidelines for the investigation of newly detected M-proteins and the management of monoclonal gammopathy of undetermined significance (MGUS) // Br. J. Haematol. - 2009. - 147. - P. 22.

2. Smogorzewska A., Flood J.G., Long W.H., Dighe A.S. Paraprotein interference in automated chemistry analyzers // Clin. Chem. — 2004. — 50. — P. 1691.

3. Katzmann J.A., Clark R., Wiegert E., et al. Identification of monoclonal proteins in serum: a quantitative comparison of acetate, agarose gel, and capillary electrophoresis // Electrophoresis. — 1997. — 18. — P. 1775.

4. Myeloma Working Group. Criteria for the classification of monoclonal gammopathies, multiple myeloma and related disorders: a report of the International Myeloma Working Group // Br. J. Haematol. — 2003. — 121. — P. 749.

5. Kyle R.A., Robinson R.A., Katzmann J.A. The clinical aspects of biclonalgammopathies. Review of 57 cases // Am. J. Med. — 1981. — 71. — P. 999.

Заболевания, проявляющиеся моноклональ-ной гаммапатией

• Нарушения, связанные с плазматическими клетками

• Моноклональная гаммопатия неясного значения (MGUS) (МГНЗ);

• Биклональная гаммопатия неясного значения;

• Идиопатическая протеинурия Бенс — Джонса;

• Моноклональная гаммапатия почечного значения (MGRS);

• Синдром POEMS;

• Болезнь Кастельмана (Castleman's disease);

• Амилоидоз AL (легкие цепи), Болезни отложения легких и тяжелых цепей;

• Одиночная плазмацитома;

• Множественная миелома.

• B-клеточные лимфопролиферативные заболевания

• Неходжскинская лимфома;

• Хронический лимфотический лейкоз;

• Лимфоплазмоцитарная лимфома (макроглобулинемия Вальденстрема);

• Посттрасплантационная моноклональная гаммапатия;

• Болезни тяжелых цепей.

• Заболевания соединительной ткани*

• Системная красная волчанка;

• Ревматоидный артрит; • Синдром Шегрена;

• Системная склеродермия;

• Псориатический артрит;

• Ревматическая полимиалгия.

• Связанные с инфекциями* • Гепатит C;

• ВИЧ/СПИД. • Кожные заболевания

• Локальная склеродерма (склеромиксидема);

• Диффузный плоский ксантоматоз;

• Уртикария и IgM (синдром Шнитзлера);

• Пиодерма гангренозная. Различные заболевания*

• Приобретенный вариант болезни Виллебранта;

• Приобретенный дефицит ингибитора C1 эстеразы (ангионевротический отек);

• Эозинофильный фасциит;

• Криоглобулинемия, криофибриногенемия;

• Миелодиспластический синдром;

• Хронический нейтрофильный лейкоз;

• Сенсомоторная нейропатия с МГНЗ;

• Холодовая агглютининовая болезнь.

*Часть этих заболеваний связаны с развитием лимфопролиферативных заболеваний

6. Kyle R.A., Gertz M.A., Witzig T.E. et al. Review of 1027 patients with newly diagnosed multiple myeloma / Mayo Clin. Proc. — 2003; — 78: — 21.

7. Carr-Smith H.D., Mead G.P., et al. Serum test for assessment of patients with Bence Jones myeloma // Lancet. — 2003. — 361. — P. 489.

8. Pratt G. The evolving use of serum free light chain assays in haematology // Br. J. Haematol. — 2008. — 141. — P.

9. Katzmann J.A., Dispenzieri A., Kyle R.A., et al. Elimination of the need for urine studies in the screening algorithm for monoclonal gammopathies by using serum immunofixation and free light chain assays // Mayo Clin. Proc. — 2006. — 81. — P. 1575.

10. van Hoeven K.H., Wells J.M. Are renal reference intervals required when screening for plasma cell disorders with serum free light chains and serum protein electrophoresis? // Am. J. Clin. Pathol. — 2009. — 131. — P. 166.

11. Hutchison C.A., Harding S., Hewins P., et al. Quantitative assessment of serum and urinary polyclonal free light chains in patients with chronic kidney disease // Clin. J. Am. Soc. Nephrol. — 2008. — 3. — P. 1684. 413.