Bence-Jones-proteiini

Terveen ihmisen virtsa ei sisällä Bence-Jones-proteiinia, jota edustavat immunoglobuliinien kevyet ketjut, jotka havaitaan pahanlaatuisten kasvainprosessien muodostumisen seurauksena.

Laboratoriokokeet tiettyjen pienimolekyylipainoisten proteiinien esiintymisen varmistamiseksi ovat välttämättömiä useiden patologisten tilojen (useimmiten β-immuunijärjestelmän ongelmien) diagnosoimiseksi sekä käytetyn hoidon tehokkuuden määrittämiseksi.

Liikaa Bence-Jones-proteiinia tuottavat plasmasolut, se kulkeutuu verenkierron mukana ja erittyy virtsaamisen mukana. Juuri proteiinikappaleiden jälkimmäinen ominaisuus mahdollistaa seuraavien sairauksien epäilyn virtsaa tutkittaessa:

• myelooma;
• osteosarkooma;
• plasmasytooma;
• krooninen lymfosyyttinen leukemia;
• lymfogranulomatoosi;
• primaarinen amyloidoosi;
• makroglobulinemia;
• idiapaattinen monoklonaalinen gammopatia.

Kliinisesti on vahvistettu yhteys tietyn proteiinin vapautumisen ja sitä seuraavan munuaisten toimintahäiriön välillä, joka johtuu proteiinikappaleiden myrkyllisestä vaikutuksesta munuaistiehyiden epiteelirakenteisiin, mikä puolestaan aiheuttaa dystrofian, Fanconin oireyhtymän ja munuaisamyloidoosin.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Bence-Jonesin proteiinia virtsassa

Proteiinin esiintymistä virtsassa kutsutaan proteinuriaksi. Prerenal proteinurialla tarkoitetaan suuren määrän pienimolekyylisen proteiinin esiintymistä virtsassa. Tässä tapauksessa munuaissuodatin ja -tiehyet eivät ole vaurioituneet, eikä normaali munuaisten toiminta pysty varmistamaan proteiinikappaleiden takaisinimeytymistä. Extrarenal (vale) proteinuria eli proteinuria, joka ilmenee ilman munuaisten toiminnan heikkenemistä, viittaa infektio- tai pahanlaatuisen prosessin esiintymiseen elimistössä. Proteinuriaa havaitaan 60–90 %:lla myeloomapotilaista. Noin 20 % patologisista tiloista on Bence-Jonesin myeloomaa.

Bence-Jones-proteiini virtsassa erilaistuu β-immuunijärjestelmän humoraalisten muutosten vuoksi. Proteiinikappaleiden esiintyminen liittyy myeloomapatologiaan, paraproteineemisiin hemoblastooseihin, endoteloosiin, Waldenströmin makroglobulinemiaan, lymfaattiseen leukemiaan ja osteosarkoomiin. Bence-Jones-proteiinin havaitseminen virtsassa on tärkeä diagnostinen ja ennusteen kannalta tärkeä vaihe. Pienen molekyylipainonsa vuoksi Bence-Jones-proteiini erittyy virtsaan, vahingoittaen munuaistiehyiden epiteeliä, mikä on täynnä munuaisten vajaatoiminnan kehittymisen riskiä, joka voi johtaa kuolemaan. Proteiinin oikea-aikainen luokittelu tyypin mukaan on myös tärkeää: λ-proteiinilla on suurempi munuaistoksinen vaikutus kuin κ-proteiinilla.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Bence Jones -proteiinimääritys

Muiden proteiinikappaleiden kuin seerumin esiintyminen virtsassa viittaa lymfaattiseen leukemiaan, osteosarkoomaan tai myeloomaan (luuytimen kasvainprosesseihin). Bence-Jones-proteiini saostuu sameana sedimenttinä, joka laskeutuu koeputken seinämille, kun virtsan suodosta kuumennetaan 45–60 ºC:seen. Lämpötilan lisänousu kiehumispisteeseen liuottaa erotetun sameuden.

Bence Jones -proteiinin kvantitatiivinen määritys suoritetaan seuraavasti:

• käyttäen reagenssina osaksi vettä ja osaksi typpihappoa;
• typpihapon (0,5–1 ml) asettaminen koeputkeen, jossa on kerrostettu sama määrä testattavaa virtsaa;
• tuloksen arviointi 2 minuutin kuluttua (ohuen renkaan ilmestyminen nestemäisen väliaineen rajalle osoittaa 0,033 % proteiinikappaleiden läsnäoloa).

Lankamaisen renkaan havaitseminen vaatii virtsan laimentamista vedellä suhteessa 1:1, paksun renkaan ulkonäkö osoittaa, että osa virtsasta on sekoitettava kolmeen osaan vettä, ja tiiviin renkaan tapauksessa osa virtsasta laimennetaan seitsemällä osalla vettä. Lisäksi laimennusta jatketaan, kunnes tyypillinen sedimentti ilmestyy testin 2–3 minuutin kuluessa.

Proteiinin määrä lasketaan kertomalla 0,033 % laimennuskertoimella. Esimerkiksi jos virtsa laimennettiin 10 kertaa, proteiinirengas ilmestyi tutkimusajan kolmannen minuutin lopussa, jolloin proteiinin prosenttiosuus laskettiin seuraavasti: 0,033 x 10 = 0,33.

Jos sedimenttiä ei ole, arvioidaan sameusaste - voimakkaat, heikot tai tuskin erottuvat sameusjäljet.

[ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Bence Jonesin proteiinin eritys

Erittyvän immunoglobuliinin tyypistä riippuen erotetaan toisistaan:

• kevytketjun patologiat (Bence Jones -proteiinin eritys);
• glomerulopatia (muiden immunoglobuliinien eritys).

Myös munuaisvaurioiden eri yhdistelmiä on mahdollista. Kuten käytäntö osoittaa, nefropatia on seurausta lymfoproliferatiivisesta patologiasta (multippeli myelooma, krooninen lymfosyyttinen leukemia, Waldenströmin tauti jne.).

Kuten kaikki enintään 40 kDa:n molekyylipainoiset proteiinit, kevyet ketjut vapautuvat verenkiertoon ohittaen munuaissuodattimen ja hajoavat sitten oligopeptideiksi ja aminohapoiksi lysosomien kautta. Liialliset kevyet ketjut aiheuttavat kataboliareaktion toimintahäiriön ja mahdollisen lysosomaalisten entsyymien vapautumisen, mikä johtaa tubuluskudoksen nekroosiin. Proteiinikappaleet johtavat takaisinimeytymiskyvyttömyyteen, ja kun monoklonaaliset kevyet ketjut yhdistyvät Tamm-Horsfall-proteiiniin, proteiinisylintereitä muodostuu distaalisiin tubuluksiin.

Bence Jones -proteiini myeloomasairaudessa

Multippeli myelooma on patologinen tila, jossa elimistö tuottaa kevyitä immunoglobuliiniketjuja täysimittaisten sijaan. Taudin diagnosointi ja tilan seuranta tehdään virtsan laboratoriokokeilla, jotka osoittavat proteiinikappaleiden määrällisen pitoisuuden. Myelooman alatyypin määrittäminen perustuu veriseerumin analyysiin. Taudin kliinisiä oireita ovat: luukipuoireyhtymä, virtsaamishäiriöt, tuntemattomasta syystä johtuvat hematoomat ja nesteen kertyminen elimistöön.

Bence Jones -proteiini myeloomassa havaitaan standarditestien avulla, jotka osoittavat proteiinikappaleiden määrällisen sisällön ja arvioivat munuaisvaurion asteen. Proteiinin tunnistaminen virtsasta selittää epiteelin vaurioita munuaisstrooman skleroosissa, joka ajan myötä johtaa munuaisten vajaatoimintaan – yleiseen kuolinsyyn myeloomavaurion seurauksena (Bence Jones -proteiini tukkii tubulukset kokonaan estäen virtsaamisen).

Tilastotiedot osoittavat, että myelooma erilaistuu yli 60-vuotiailla miehillä, joilla on ollut geneettinen alttius, jotka kärsivät lihavuudesta ja immuunipuutoksesta sekä ovat altistuneet myrkyllisille ja radioaktiivisille aineille.

[ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ]

Bence Jones -proteiinin määritys

Tietyn proteiinin erottamiseksi suoritetaan laboratoriotutkimus aamuvirtsan keskimääräisestä annoksesta (vaaditaan vähintään 50 ml:n tilavuus). Bence-Jones-proteiinin läsnäolo ja kvantitatiivisen komponentin määritys on mahdollista immunofiksaatiomenetelmällä. Proteiinien erottaminen tapahtuu elektroforeesilla, jota seuraa immunofiksaatio käyttämällä erityisiä seerumeita. Kun proteiini sitoutuu immunoglobuliinien kevyiden ja raskaiden ketjujen vasta-aineisiin, muodostuu immuunikomplekseja, jotka arvioidaan värjäyksellä.

On huomattava, että jopa pienin proteiinipitoisuus havaitaan sulfosalisyylihapon saostumisreaktion vuoksi. Bence-Jones-proteiini määritetään yhdistämällä suodatettu virtsa (4 ml) asetaattipuskuriin (1 ml). Seuraava kuumentaminen 60 °C:een vesihauteessa ja pitäminen 15 minuuttia positiivisen näytteen kanssa tuottaa tyypillisen sedimentin. Tätä menetelmää pidetään luotettavimpana. Liian hapan tai emäksinen ympäristö ja virtsan alhainen suhteellinen tiheys voivat vaikuttaa negatiivisesti analyysin tuloksiin.

Tutkimusmenetelmät, joissa Bence-Jones-proteiini liuotetaan kuumentamalla 100 ºC:seen tai saostetaan uudelleen jäähdytettäessä, ovat epäluotettavia, koska kaikilla proteiinialkuaineilla ei ole vastaavia ominaisuuksia. Indikaattoripaperin käyttö on kuitenkin täysin sopimatonta Bence-Jones-proteiinin havaitsemiseen.

[ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ]