Moderne Komplementanalytik Methoden und Indikationen - gfid-ev

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Moderne Komplementanalytik!
Methoden und Indikationen!
Michael Kirschfink, Institut für Immunologie, Universität Heidelberg
•! Einführung"
" " Physiologie, Pathophysiologie and klinische Relevanz!
•! Analytik des Komplementsystems"
Das Immunsystem
humoral
zellulär
spezifisch/angeboren
unspezifisch/erworben
T-Lymphozyten
Makrophagen
B-Lymphozyten
NK-Zellen
Antikörper
Komplement
C3b
Komplementreaktion
Klassischer Weg
Immunkomplex
C1
YY
C3b
Alternativweg
Fremdoberfläche
Lektin- Weg
MBL
MASP I
MASP II
C4, C2
C3
C5
C3a
C5a
C6, C7
C8, C9n
C5b-9
DC
Aktivierung und Rekrutierung
von Entzündungszellen
Lyse
Regulation der spez.
Immunantwort
Opsonisierung
IC
RES
Phagocytose
Komplement als Mediatorsystem der Entzündungsreaktion
Plasma
MCP/CD46
DAF/CD55
CR1/CD35
CD59
C1-Inhibitor
C4 bp
------Faktor H
Faktor I
------Clusterin
S-Protein
------Carboxypeptidase N
Pathophysiologische Bedeutung des Komplementsystems
Indikationen für Komplementanalytik
Primäre Immundefekte
6,1%
7,4%
2,5%
23,8%
66,3%
17,6%
31,9%
2%
5%
7,4%
3,2%
13,6%
70,8%
23,8%
19,8%
EUROPE
N = 9612
JAPAN
N = 678
AUSTRALIA
N = 500
7,4%
4,9%
4,9%
26%
Humoral
Cellular / Combined
58%
2%
9%
5%
LATIN AMERICA
N = 1428
54,1%
Phagocytic
Complement
28,7%
SOUTH AFRICA
N = 122
Other
I) Defekte des Komplementsystems
C1-C8, B, P, MBL
rezidivierende bakterielle Infekte
C1, C2, C4
systemischer Lupus erythematodes
C5-C8, P, MBL
Neisserieninfekte
C1 Inhibitor
hereditäres Angioödem
Faktor H
(FI, MCP, C3)
CD55, CD59
--
hämolytisch-urämisches Syndrom,
MPGN
paroxysmale nächtl. Hämoglobulinurie
C1 Inhibitor-Defekt
Hereditäres Angioödem
= Quinke Ödem
Ursache?
Analytik: CH50, C4, C1q, C1Inh (F+P)!
!
!(anti-C1Inh)!
Komplement als Mediatorsystem der Entzündungsreaktion
II) Erkrankungen mit gesicherter Komplementbeteiligung
•!
•!
•!
•!
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•!
•!
•!
•!
•!
Infektionserkrankungen--Sepsis
ARDS/MOF/SIRS
Vaskulitiden
Nephritiden
Ischämie/Reperfusionsschaden
Angioödem, Capillary Leak Syndrome
Autoimmunerkrankungen (v.a. SLE, RA)
Transplantatabstoßung
Transfusionsreaktionen
Erkrankungen des ZNS (MS, GBS)
Komplement- Diagnostik
Mannan!
sens. SchafsE
C1-Inhibitor
Prot/Fkt!!
YY
C1
MBL,!
,MASPs!
Alternativweg
klassischer Weg
C3nef
keine Lyse
Kaninchen/
Hühner E
CH50
Einzelkomponenten
C3a, C3d
C3
AH50
C5
C6, C7
C8, C9n
C5b-9
keine Lyse
Einzelkomponenten
SC5b-9
Algorhythmus der Komplementdiagnostik
Gesamtfunktion
Klassischer Weg
Alternativer Weg
Lektin Weg
Primärer
Defekt?
Einzelfaktorenanalyse
(Serum)
Komponenten / Regulatoren:
C1-C9, B, D, P, MBL
C1-INH, fH, fI, SCPN
- Protein
- Funktion
Auto-Antikörpernachweis
Familienanalyse
C3-Nephritisfaktor (Serum)
Auto-anti-C1q
Auto-anti-C1-INH
Auto-anti-Faktor H
Aktivierung?
Komplementaktivierungsanalyse
(EDTA-Plasma)
Spaltprodukte:
C3a, C3d, C4d, Ba, Bb
Proteinkomplexe:
C1r,s:C1-INH (klassischer Weg)
C3b(Bb)P (alternativer Weg)
sC5b-9 (terminale Sequenz)
Funktionsanalyse im
hämolytischen Test
K50%
ELISA für Komplementdefekte
Klassischer wWeg
C4
C2
Lectinweg
C3
C4
C2
Alternativweg
C3
C9
C1qrs
C6
C5
IgM
C7
C8
C9
MBL/MASPs
C6
C5
Mannan
C7
C8
P
D
C9
B
C6
C3
LPS
C5
C7
C8
Komplement- Parameter der Entzündungsdiagnostik
im Gewebe/auf Zellen
klassischer Weg
Alternativweg
YY
C1
C1q
P
C4d
C3
Methoden:
- Immunhistochemie
- Cytofluorometrie
C3b, C3d
C5
C6, C7
C8, C9n
C5b-9
C5b-9
PNH:!
CD55!
CD59!
Fall: SLE und C1q Defekt
Kirschfink et al, 1993, Petry, Kirschfink et al, 1995
Fall: SLE und C1q Defekt
Factor H binding to tissue
Haemolytisch-Uraemisches Syndrom (HUS)
D+
Typische Form
•! Shiga-Toxin E. coli O157:H7
•! Kinder, Diarrhö assoziiert
D- Atypische Form
•! Genetisch; sporadisch and
familiär
•! Erwachsene, Nicht Diarrhoe-ass.
Mikroangiopathie
Thrombocytopenie
Akutes Nierenversagen
Analytik: CH50, APH50, C3, C3d!
!
!FH, FI, MCP!
Multiple Genetische Defekte bei aHUS
•! Faktor H (~20 %)
Warwicker et al. 1999, Neumann/Zipfel 2003, Noris et al. 2003)
•! MCP Mutationen
Richards et al. 2003, Noris et al. 2003
•! Faktor I Mutationen
Dragon Durey et al. 2005
•! Faktor B Mutationen
Rodriguez de Cordoba et al. 2006
•! C3 Mutationen
Dragon Durey et al. 2008
•! CFHR1/CFHR3 Defekte
Zipfel et al. 2007
•! Autoantikörper gegen Faktor H
Dragon Durey et al. 2005, Jósi et al. 2007, Jószi et al. 2008
•! Mutationen bei ~ 60 % der aHUS Patienten
aHUS
Effekt von Dialysis und anti-C5 Antikörper (Eculizumab) Therapie
Eculizumab
140
7000
120
6000
100
5000
80
4000
60
3000
2000
1000
0
40
20
0
SC5b-9 (ng/ml)
CH50 (%)
CH50 (%)
SC5b-9 (ng/ml)
Dialysis
8000
MPGN und Komplementdysregulation
•!
•!
•!
•!
C3 Nephritisfaktor
FaKtor H-Defekt (Maus, Schwein, Hund, Mensch)
Autoantikörper gegen Faktor H
C3 Mutation (fH Bindungsstelle)
C3b
Analytik: CH50, APH50, C3, C3d, C3NEF, FH
Electron microscopic immunogold localization of Factor H along the glomerular basement membrane (GBM) of a normal human kidney specimen !
revealing a transmembrane gradient of Factor H across the GBM with maximum Factor H concentration on the blood side and minimum Factor H !
concentration on the urine side of the GBM.
!
C3Nef
C4Nef
C3 Nef in MPGN Patienten
Schwertz et al, 2001
Komplementprofil in MPGN Patientsen
Schwertz et al, 2001
MPGN mit Faktor H Defekt
1 2
I
II
III
IV
V
Pigs
3 4
5
6 7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
C518R
R127L
C431S
C941Y
C673S
!K224
L493V
I1166R
Factor H
Plasma
Mutation
Domain
Comment
Reference
MPGN II
Absent
Ault et al, 1997
MPGN II
absent
CCP 9
CCP 16
CCP 2
FHL-1
present
II
C518R
C941Y
R127L
III
MPGN I
absent
C431S
CCP 4
Dragon Durey et al. 2004
IV
MPGN I
absent
C7673S
CCP 11
Dragon Durey et al. 2004
V
MPGN II
present
DK224
CCP 4
Licht et al. 2004
MPGN II
absent
L493V
I1166R
CCP 9
CCP 20
Hegasy et al. 2002
I
pigs
Dragon Durey et al. 2004
<<
Deletion of Lysin224 im Faktor H
A
Patient A
Patient B
Father
Mother
B
I
P
S
G
N
I
V
D
P
S
K
S
Q
I
I
Y
K
E
N
E
R
RP
WF
G Q L
S
Y
P
E
T
K
S
E I S
222 S Q
K I I
allele I: 737 tct cag --- att att
allele II:
tct cag --- att att
S Q K I I
tct cag aag att att
tct cag --- att att
C
E
V
A
D
G
R
E S Y
N
M
G
Y
E
D
? K224
Y
H
11 22 33 44 55 66 77 88 99 10
10 11
11 12
12 13
13 14
14 15
15 16
16 17
17 18
18 19
19 20
20
!"#$%&'($)'*++,''
MPGN: Deletion des Lys224 -- Komplementprofile
C3 Glomerulopathien
Figure 3 Schematic representation of the expanding spectrum of renal diseases associated with an abnormal control of the
MPGN und AMD
Faktor H-SCR7: Tyr402His = Riskofaktor für AMD
klassischer Weg
C1
YY
SerinproteinaseInhibitoren
C1-Inhibitor
anti-C5
Inhibition
srCR1
C3b
C3
C5
C5a
C5b-9
anti-C5a
iEntzündung
Gerinnungs-/.
Kininsystem.
Alternativweg
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/Immunchemie.3097.0.html!
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