Proteinelektroforese (M-komponent)

Resumé

• M-komponent analyserne bruges i forbindelse med sygdomme udgående fra B-lymfocytter (f.eks. myelomatose, MGUS (Monoklonal gammopathi af ukendt betydning), POEMS, lymfomer og kronisk lymfatisk leukæmi)

Definition

• Undersøgelse for monoklonale immunglobuliner (M-komponent) er primært indiceret ved mistanke om myelomatose/makroglobulinæmi samt monitorering af disse tilstande^1,2
• En laboratorieundersøgelse med en delvis adskillelse af diverse proteiner i serum (eller plasma), baseret på forskellene i proteinmolekylernes størrelse og elektriske ladninger, efterfulgt af en farvning og skanning for at kvantitere diverse fraktioner (toppe)
• Der findes en række forskellige teknikker til formålet, herunder især en teknik hvor elektroforesen kombineres med brugen af antistoffer mod bestemte proteiner eller typer af proteiner (immunfiksation) 
• Figur 1 viser et typisk normalt fund, med en dominerende top for albumin og fire mindre toppe, som traditionelt er navngivet med græske bogstaver og indeholder de forskellige andre proteiner i serum, fx:

• 

  • Alfa-1: Apolipoprotein A (som findes i HDL), alfa-1-glykoprotein og alfa-1-antitrypsin
  • Alfa-2: alfa-2-makroglobulin, haptoglobin og ceruloplasmin
  • Beta: Transferrin, apolipoprotein B (som findes i VLDL og LDL) og komplementproteinerne
  • Gamma: Immunoglobulinerne, dvs. IgA, IgG og IgM, fibrinogen og CRP³

Synonymer

• Myelomprotein, Paraprotein

Indikationer

• Mistanke om sygdom, hvor der forekommer, eller kan forekomme monoklonal gammopati, dvs. et immunoglobulin stammende fra en enkelt klon af plasmaceller, hvilket især kan skyldes:
  • Myelomatose
  • MGUS (Monoklonal gammopathi af ukendt betydning)
  • Waldenstrøm makroglobulinæmi (monoklonalt IgM)
  • Solitært myelom
  • Tungkædesygdom (heavy chain disease)
  • Plasmacelle leukæmi
  • Non-Hodgkins lymfom
  • Hodgkins lymfom
  • Kronisk lymfatisk leukæmi
  • Primær amyloidose (AL amyloidose)
  • POEMS syndrom: Polyneuropati, organomegali, endokrinopati, monoklonal gammopati og hudforandringer (skin) 
• Ved mistanke om M-komponent-sygdom/myelomatose foretages følgende undersøgelse (”screeningsprøver”, ”første-gangsprøver”) ved indsendelse af serum.prøve
  • P-M-Komponent (NPU17675)
  • Frie kappa kæder
  • Frie lambda kæder og den beregnede kappa/lambda ratio (NPU19606, NPU19607 og NPU19608)
  • Der bør samtidig rekvireres immunologisk bestemt total IgG, IgA og IgM (NPU19814, NPU19795 og NPU19825)
    • Måling af immunglobuliner kan ikke erstatte M-komponent undersøgelse, men de er hensigtsmæssige i forhold til både den laboratoriemæssige og den kliniske tolkning af serum M-komponent (se Dansk retningslinje for M-komponent analyser ⁴)
• Kontrol af patienter i behandling for myelomatose eller Waldenstrøms makroglobulinæmi
• Årlig kontrol af patienter med monoklonal gammopati af usikker signifikans (MGUS; se artiklen om monoklonal gammopati), dvs. en primært benign tilstand, som med tiden hos omkring 30 % dog udvikles til myelomatose, lymfom eller amyloidose

Fortolkninger

• Både vurderingen af elektroforesen og fortolkningen af resultatet er specialistopgaver
  • På laboratoriet er de krævende opgaver især knyttet til påvisningen af små M-komponenter med lokalisationer, der gør, at de skjuler sig i andre toppe, samt at skelne M-komponenter fra andre abnorme eller usædvanlige konfigurationer i elektroforesen
• Resultaterne af undersøgelsen kan fortolkes sammen med resultater af andre biokemiske undersøgelser, især -
  • P-Albumin
  • P-Immunglobuliner (IgA, IgG og IgM)
  • P-Kappa-kæder (frie), P-Lambda-kæder (frie) og ratio mellem disse
    • Analyserne anvendes især ved mistanke om såkaldt "non-sekretorisk" myelomatose, dvs. hvor der ikke med sikkerhed kan påvises en M-komponent, samt ved udredning af patienter med AL amyloidose og som prognostisk markør for malign udvikling hos patienter med MGUS
  • P-beta2-Mikroglobulin
    • Koncentrationen kan bruges som prognostisk markør for overlevelse ved myelomatose

Fejlkilder (og kilder til normal variation)

• M-komponent elektroforesen kan blive falsk negativ, når M-komponenten er under detektionsgrænsen
• Monoklonale antistoffer bruges til behandling af mange forskellige sygdomme og kan ved måling af M-komponent i plasma optræde som en nyopstået M-komponent.
• Måling af immunglobiner og frie lette kæder (kappa og lambda) er baseret immunassays og disse analyser er derfor følsomme for interferens, der kan påvirke disse assays
• I meget sjældne tilfælde kan M-komponenter af IgM-type ikke påvises og dermed ikke kvantificeres i kromatogrammet pga. cryoglobulin eller udfældning i forbindelse med elektroforese
  • Dette kan ofte elimineres ved at holde prøven varm (min. 37 grader) fra prøvetagning til endt analysering. I disse tilfælde tages prøven som kryoglobulin
• Hos nogle patienter ses i sjældne tilfælde en transient M-komponent. Dette er ikke en målefejl, men kan skyldes infektioner, autoimmune sygdomme og lign. 

Biokemisk baggrund

• Antistoffer binder antigener, som normalt findes på overfladen af invaderende patogener og fremmede stoffer, hvilket starter processen med at neutralisere specifikke patogen
• Antistoffer, der kommer fra plasmaceller, udgør den ene arm i det adaptive immunsystem
• Plasmaceller udvikler sig fra B-lymfocytter (dvs. B-celler)
  • Denne modningsudvikling stimuleres af T-lymfocytter
  • Under denne proces re-arrangerer B-cellerne den del af deres genom, der koder for antistoffer, hvorved der dannes et specifikt antistof mod et patogen
  • De humane antistoffer består af to identiske tunge kæder; gamma (γ), alfa (α), epsilon (ε), delta (δ), eller mu (μ) og to identiske lette kæder; kappa (κ) eller lambda (λ) undertyperne
  • Antistoffer klassificeres som IgG, IgA, IgE, IgD og IgM ud fra, hvilken tung kæde der indgår γ, α, ε, δ eller μ
  • Normalt producerer plasmacellerne et lille overskud af de lette kæder i forhold til de tunge
• Normalt producerer mange forskellige plasmacelle kloner hver deres immunoglobulin, uden at en klon / et antistof dominerer, og dette ses i elektroforesen gamma toppen, som har en pæn klokkeform (se figur 1)
• Ved transformation af en B-celle-klon vil den vokse og komme til at dominere, og det antistof, den producerer, vil også komme til at dominere, hvilket vil vise som en smal top (se figur 2)
• Myelomproteiner er overproducerede monoklonale proteiner og cirkulerer almindeligvis i blodet. De kan udskilles i urinen, hvilket er kendetegnene for plasmacelledyscrasier, herunder deres mest ondartede former, myelomatose, letkædede multipelt myelom og plasmacelleleukæmi
  • IgG-sekretorisk, IgA-sekretorisk og let-kæde-sekretorisk myelomatose repræsenterer henholdsvis 52 %, 21 % og 16 % af alle multipelt myelomtilfælde; disse myelomer er forbundet med forskellige typer kromosomafvigelser og mutationer
  • IgD-sekretorisk myelomatose forekommer kun i 1 % til 2 % af tilfældene af multipelt myelom og er almindeligvis forbundet med somatiske mutationer i genet, der koder for gV-regionen (dvs. den variable) af det monoklonale antistof
  • IgE-sekretorisk myelomatose er meget sjældent og ofte forbundet med translokationer mellem q-armene af kromosom 11 og 14

Prøvetagning

• Veneblodprøve i rør uden antikoagulans (tørglas)
• Serum skal afpippeteres og kan sendes med almindelig post. Det er holdbart i 7 døgn ved stuetemperatur
• Ved første undersøgelse for M-komponent analyseres også for frie lette kæder i serum, som har erstattet screeningsmæssig analysering af U-M-Komponent
• Der er i dag tilstrækkelig evidens for anvendelsen af frie lette kæder til screening for letkæde-sygdom, og det store compliance problem ved U-M-Komponent undgås. Se retningslinjen M-komponent analyser ved myelomatose
• Hvis letkæde-sygdom, er sandsynliggjort ved analysering af frie lette kæder, bør der som led i udredningen af disse patienter suppleres med urin-undersøgelse for lette kæder⁴

Referenceintervaller

• Plasma og urin: Ingen M-komponent påvist
• P-Kappa-kæde(Ig)(frit) (mg/L) 3,3-19,4 mg/L
• P-Lambda-kæde(Ig) frit (mg/L) 5,7-26,3 mg/L
• Kappa/Lambda-kæde(Ig) frit (ratio) 0,26-1,65
• OBS der kan vær metodeafhængige forskelle

NPU-koder og -navne

• NPU17675 
• Ved førstegangsanalyser (screening) bestilles også
• NPU19606 
• NPU19607 

Navne

• Langt navn
  • NPU17675 P—M-komponent; arb.k.(proc.) = ? 
  • Ved førstegangsanalyser (screening) bestilles også 
  • NPU19606 P—Kappa-kæde(Ig)(frit); massek. = ? mg/L
  • NPU19607 P—Lambda-kæde(Ig)(frit); massek. = ? mg/L
• Kort navn
  • M-komponent
  • Ved førstegangsanalyser (screening) bestilles også 
  • Kappa-kæde(Ig)(frit)
  • Lambda-kæde(Ig)(frit)

Undersøgelsen

• Proceduren afhænger af, om det er den første undersøgelse ved mistanke om tilstedeværelsen af en M-komponent, eller en opfølgende undersøgelse af en patient med en tidligere påvist M-komponent
• Første undersøgelse
  • Der foretages en elektroforese, og resultatet granskes for tilstedeværelsen af abnorme toppe
    • M-komponenter findes hyppigst i gamma-området, men kan også forekomme i beta- eller alfa-området
  • Hvis der ikke findes en M-komponent, så svarer laboratoriet fx "M-komponent = 0 g/L"
  • Hvis der findes en M-komponent, eller hvis man er i tvivl, så:
    • (1) Bliver mængden af protein i komponenten beregnet og svaret som fx "M-komponent = X g/L"
    • (2) Bliver der foretaget en immunfiksation eller tilsvarende til bestemmelse af immunglobulinets type, dvs. om de tunge kæder er af typen IgA, IgG eller IgM, eller i sjældne tilfælde IgD eller IgE, og om de lette kæder er af typen Kappa eller Lambda

• 

  • Figur 2 viser et eksempel på en meget stor M-komponent i gamma-området, som det typisk kan ses ved myelomatose
  • M-komponent undersøgelse i serum bør suppleres med analysering af frie lette kæder i serum idet letkæde-sygdom sjældent kan ses på serum-elektroforese
  • Analysering af frie lette kæder i serum har i dag erstattet screeningsmæssig analysering af U-M-Komponent i tidligere retningslinjer. Dog bør der suppleres med en urinundersøgelse, hvis det er sandsynliggjort ved analysering af frie lette kæder i plasma
• Opfølgende undersøgelse (kontrol)
  • Der bliver kun udført en elektroforese og en kvantitering af M-komponenten, hvis der f.eks. har været usikkerhed med hensyn til typen
  • Laboratoriet vil eventuelt oplyse, om der ses en betydende ændring i koncentrationen af M-komponenten, fx svarende til mere end 25 % eller mere end 5 g/L