Doktorlar İçin
PROTEİN ELEKTROFOREZİ TANIDA NEDEN ÖNEMLİDİR?
Prof. Dr. Paşa Göktaş
Gelişim Tıp Laboratuvarları
Serum Protein Elektroforez Testleri Hastalıkların Tanısında Ne İşe Yararlar?
Elektroforez, proteinleri fiziksel özelliklerine göre ayıran bir yöntemdir. Özel olarak hazırlanmış ortam ve düzeneklerle, çeşitli serum proteinleri alt sınıflara ayrılarak gruplanmaktadır.İki ana fraksiyon, albumin ve globulindir. Globulinler, alt gruplara ayrılmaktadır: Alpha-1, Alpha-2, Beta ve Gamma globülinler.
Bu protein gruplarının, normal insanda kabul edilen belirli oranları vardır. Bu oranlar, çeşitli hastalık gruplarında değişikliğe uğramakta ve bu değişiklikler de hastalıkların tanısında kullanılmaktadır. Albumin bandı, proteinlerin en büyük grubunu oluşturur. Karaciğerin protein üretiminin azalması veya protein kaybı oluşan durumlarda azalmaktadır.
Serum Protein Elektroforezinin Tanıda Yararlı Ve Endike Olduğu Durumlar
Multipl Myeloma tanısı. M proteini artışı gözlenir.
Açıklanamayan periferal nöropatiler,
Kronik böbrek yetmezliği ve kemik ağrısıyla ilişkili anemi varsa,
Çeşitli malignensi (Kanser) durumları,
Kan yaymasında eritrositlerde rulo formasyonu saptanması,
Serum proteini yüksekliği ile birlikte bulunan böbrek yetmezliği varsa,
Açıklanamayan patolojik kırık veya radyolojik olarak saptanmış likit lezyon durumlarında
Bence Jones proteinürisi saptanmışsa,
Primer amiloidoz ve bağlantılı hastalıklarda.
Hangi Hastalık Durumlarında Protein Elektroforezi Tanıya Katkı Sağlar?
Akut ve kronik inflamatuvar durumlar
Siroz
Nefrotik sendrom
Hipergammaglobulinemi
Hipogammaglobulinemi
Hiperlipemi durumları
Hangi Bulgular Varlığında Serum Protein Elektroforezi İstenilmelidir?
Proteinüri (0.5 gr/L üzerinde çıkıyorsa)
Renal fonksiyon bozuklukları
Ciddi yorgunluk durumları
Lenfadenopatiler
Splenomegali
Bulantı ve kusma yakınmaları
Tekrarlayan infeksiyonlar
Hemogramda anormallikler görülmesi
Uzun süren sırt ağrıları
Kemik ağrıları
Açıklanamayan poliartrit durumları
Hiperkalsemi durumları
Özellikle Multipl Myeloma Tanısında Çok Önemli
Protein elektroforezi (PE) çeşitli hastalıkların tanısında yararlı bir göstergedir.
Multipl myeloma tanısında ise olmazsa olmaz bir tanı yöntemidir.
Monoklonal protein (M-proteini), multipl myelomanın karakteristik özelliğidir.
Protein elektroforezinde, kan ve idrarda bulunan monoklonal protein miktarı ölçülmektedir.
M-Protein, Myelomanın Serum Veya İdrardaki Tümör Belirtecidir
Monoklonal (M)-protein, malign plazma hücrelerinden (veya myeloma hücrelerinden) sentezlenmektedir.
Bu durum serum veya idrar protein elektroforezinde belirlenebilmektedir.
Bu sayede tedaviye yanıt, remisyon durumu, hastadaki nüks durumu anlaşılabilmektedir.
Elektroforez İle M-Protein Ölçümü
Myelomanın karakteristik özelliği olan M-proteinini:
Serumda ölçen elektroforez testine“ Serum Protein Elektroforezi” (SPE),
İdrarda ölçen elektroforez testine “ İdrar (urine) Protein Elektroforezi” (UPE) denilmektedir.
Monoklonal veya M-Proteini Ölçümü İçin İki Bilgi Gereklidir
Serum veya idrardaki total protein miktarı,
M-proteinin toplamdaki yüzdesi,
Bu konularda SPE ve UPE (serum ve idrar protein elektroforezi) önemli bilgiler sunmaktadır.
Elektroforezde:
Monoklonal protein boyutunu gösteren pik (yükselme) boyutu hesaplanarak, M- proteini temsil eden protein yüzdesi bulunmaktadır.
Örneğin:
Total proteinin %60’ı pik oluşturmuş ise,
Total protein miktarı da 12 gr/dl ise,
Pik (yükselme) miktarı 7.2 gr/dl’dir.
Total ve M-Proteini Yüzdesi Değişkendir
Bu oranlar zamanla değişebilmektedir. Tedaviye yanıt ile M-proteini piki %40’a, total protein miktarı 9 gr/dl’ye, kısmi yanıtta ise %50 düşüşle 3.6 gr/dl’ye inebilmektedir.
SPE ve UPE ile seri ölçüm ve değerlendirmeler, myeloma hastalığının takibinde anahtar role sahiptir.
İmmunfiksasyon Testi İle, M-Proteinin Tipi Belirlenebilmektedir
İmmunfiksasyon (İFE) testi:
Tanıdaki sınır değerlerde, tedavide ise maksimum yanıtta önemlidir.
Tedavide tam yanıt varlığında İFE testi tamamiyle negatiftir, yani monoklonal protein saptanamamaktadır.
İmmunfiksasyon Testi İle, M-Proteinin Tipi Belirlenebilmektedir
İmmunfiksasyon (İFE) testi:
Tanıdaki sınır değerlerde, tedavide ise maksimum yanıtta önemlidir.
Tedavide tam yanıt varlığında İFE testi tamamiyle negatiftir, yani monoklonal protein saptanamamaktadır.
Monoklonal Protein Nedir?
İmmunglobulin molekülleri veya parçacıklarıdır.
Normal plazma hücreleri, infeksiyonlarla savaş amacıyla gerekli antikorlar olan immunglobulinleri sentezler
Myeloma hastalarında ise, oluşan anormal plazma hücreleri (myeloma hücreleri) normal antikor (immunglobulin) üretemezler. Monoklonal immunglobulin üretirler. Bunlar normal antikorlar gibi fonksiyon gösteremezler. Oluşan immunglobulinler iki ağır, iki hafif zincirden ibarettirler.
Elektroforez İle İmmunglobulin Farklılıkları Saptanmaktadır
Myeloma hastalarında hafif zincirler ya da immunglobulin molekülünün fragman/ kombinasyonları önemlidir. İmmunglobulinler beş ağır zincir (IgG, IgA, IgM, IgD, IgE) ile, iki hafif zincirden (Kappa ve Lambda) oluşmaktadır. Böylelikle, ağır ve hafif zincirden oluşan 10 farklı kombinasyon olabilmektedir.
IgG kappa, IgG lambda, IgA kappa, IgA lambda gibi protein elektroforezi ile tüm tipler saptanabilmektedir.
Serbest Hafif Zincirler
Plazma hücreleri ayrı olarak ağır ve hafif zincir sentezleyebilirler. Bazen hafif zincir, ağır zincire oranla daha fazla üretilmektedir. Ağır ve hafif zincirin birleşik immunglobulin yapısı dışında, fazladan serbest hafif zincirler kalmaktadır.
Bence Jones Proteini
Fazla olan serbest hafif zincirler kan dolaşımına katılır ve böbreklerden geri emilirler. Tekrardan amino asitlere dönüşürler. Serumda monoklonal protein (M-proteini) varlığında; böbreklerden serbest hafif zincirlerin miktarı yükselir ve geri emilim kapasitesinin üzerine çıkar, idrarda da monoklonal hafif zincir saptanır. Buna Bence Jones proteini adı verilir.
Protein Elektroforezi Nedir?
Proteinlerin elektrik akımı altında ayrılmasını sağlayan laboratuvar yöntemidir. Protein karışımı örnekleri, jelde veya kapillerde elektrik yüküne göre ayrılmaktadır. Serum veya idrar protein elektroforezi, monoklonal protein araştırmasında M-proteinini doğrulayabilen tek test durumundadır.
Serum Protein Elektroforezi
Serumdaki proteinler 5 veya 6 fraksiyondan oluşur:
Albumin
Alfa-1 globulin
Alfa-2 globulin
Beta globulin (Beta-1 ve Beta-2 olarak da belirebilir)
Gamma globulin şeklinde bulunmaktadır.
Poliklonal (Normal) immunoglobulinler daha çok gamma bölgelerinde bulunmaktadır
Serum Protein Elektroforezinde Oluşan Pikler
Normal immunglobulinler serumda yapısal ve elektrik yükü yönünden farklılıklar göstermektedirler.
Bu nedenle, birbirinden ayrı ve simetrik pikler yaparlar. Albumin, α1-α2-β- Gamma globulin gibi
Monoklonal proteinler ise bir plazma hücresi klonundan üretilmektedirler. Benzer yapı ve aynı elektrik yüküne sahiptirler. Bu nedenle, dar bir alanda ve yoğun bir pik oluşturacak şekilde göç etmektedirler.
Pik, sıklıkla Gamma bölgesinde oluşur, nadiren de Beta-2, Beta-1, Alfa-1 bölgesinde de oluşabilir.
SPE, M- proteinlerin miktar belirlenmesinde de kullanılmaktadır.
İdrar Protein Elektroforezi
Proteinürinin değerlendirilmesinde kullanılır. Multipl myeloma şüphesi olan hastalarda, Bence-Jones proteinlerinin saptanması için yapılır. Serum protein elektroforezi ile birlikte yapılmalıdır.
İdrar immunfiksasyon elektroforezi (İFE) ise, idrar protein elektroforezi ile saptanan proteinin tipini belirlemeye yardımcıdır. İdrar protein elektroforezi gerektiren durumlar:
Serumda monoklonal protein 1.5 g/dl üzerinde ise,
Serumda monoklonal serbest hafif zincir saptanmışsa,
Serumda hipogammaglobulinemi mevcutsa,
Serum elektroforezi nefrotik patern gösteriyorsa idrar protein elektroforezi istenilmelidir.
İdrar (Urine) Protein Elektroforezi
Böbrekler, filtre gibi görev yapmaktadır. Sadece birkaç molekülü elimine eder, proteinlerin çoğunu kan dolaşımına geçirir. Bazı küçük proteinler böbrek filtresinden geçerler, ancak tekrardan emilirler, tekrar aminoasitlere dönüşürler. Bu nedenle normal idrarda, sadece eser haldeki bazı proteinler bulunur.
Farklı proteinler, farklı hastalıklarda idrarda ortaya çıkabilirler. Böbrek hasarlı ise, proteinleri tutamaz ve idrarda serum proteinleri de görülür. İdrar Elektroforezinde de, serumdaki 5-6 fraksiyonun benzeri görülebilir.
İdrar Protein Elektroforezi
Serumda M-proteini varlığında, idrarda da sıklıkla Bence-Jones proteini olarak serbest hafif zincirlerin aşırı birikimi saptanmaktadır. Genellikle Gamma veya Beta bölgesinde dar bir pik olarak görülmektedir.
İdrar elektroforezi, Bence-Jones proteinlerinin tespiti ve konsantrasyonunun takibi amacıyla kullanılmaktadır. Ayrıca, böbrek hasarının değerlendirilmesinde kullanılır. Böbrek hasarı, multipl myelomanın sık görülen bir komplikasyonudur.
İmmunfiksasyon Elektroforezi (IFE)
Monoklonal gamopatilerde, sentez edilen monoklonal proteinin türünü tanımlamak amacıyla yapılır.
Protein elektroforezi ile, immünpresipitasyon tekniklerini bir araya getiren bir tekniğe sahiptir.
Halen, IFE için en duyarlı ve geçerli yöntem, “gold standart” olarak kabul edilen agaroz jel yöntemidir.
Serum ve İdrar İmmunfiksasyon Elektroforezi (IFE)
Protein elektroforezinde dar bir pik saptanınca, öncelikle Monoklonal protein varlığından şüphelenilir.
M-proteini varlığı doğrulanmalı ve tiplerinin belirlenmesi için yapısındaki ağır ve hafif zincirlerden hangilerinin olduğu saptanmalıdır. M-proteinin tipinin bilinmesi, hastalık tanısı ve takibi yönünden önemlidir. Bu amaçla İmmunfiksasyon Elektroforezi (IFE) yapılır.
İmmunfiksasyon Elektroforezi
Antisera adı verilen spesifik reaktifler ile analiz yapılır. Her bir antisera, belirli ağır veya hafif zincir tipleriyle reaksiyona girer. Monoklonal proteinler genellikle bir anti-ağır zincir antisera ve bir anti-hafif zincir antisera ile reaksiyona girer.
Monoklonal Protein Nasıl Saptanır?
Elektroforez fraksiyonları, görsel olarak da analiz edilebilir. Elektroforezde ek bir pik görüldüğünde, normal fraksiyon anormal bir deformasyon gösterdiğinde, ya da fraksiyonda artış gözlendiğinde, M-protein varlığından şüphelenilir. Bu anormallikler, genelde Gamma veya Beta bölgelerinde gözlenmektedir.
M-Protein Varlığını Doğrulamak İçin
Serum İFE yapılır. M-protein varlığı belirlenince, miktarı da elektroforez eğrisi kullanılarak saptanır.
Bu amaçla, elektroforezde M-protein pikinin eğrideki başlangıcı ve bitişi işaretlenir, gr/dl olarak M-protein miktarı hesaplanır.
Uluslararası Myeloma Çalışma Grubu Klavuzuna Göre
Hastalığın prognozu ve tedaviye yanıtın izlenmesi önemlidir. Bu nedenle, elektroforez sonuçları bir öncesi ile karşılaştırmalı olarak izlenmelidir. Serum Protein Elektroforezde M-protein saptandığında ve ölçüldüğünde:
Takip serum veya idrar protein elektroforezi yapılarak sürdürülür. M-protein, elektroforez ile saptanamadığında veya ölçüm için miktarlar küçük olduğunda:
Hasta takibi için serbest hafif zincir analizi uygulanacaktır.
Protein Elektroforezi Tedavi Planına Nasıl Yardımcı Olur?
İdrar ve serum protein elektroforezi ile M-protein miktarının ölçülebilmesi ve myeloma tümör yükünün bilinmesi takip ve tedavide büyük avantajdır. Elektroforezde pik saptanmaması durumunda, hastalığın takibi zorlaşmaktadır. Normalde, elektroforezde M-protein piki düzeyi, myeloma ile ilişkilidir
Ancak her bir hastada farklılıklar olabilmektedir.
Hastalarda Görülen Farklı Varyasyonlar
Bazı hastalarda serum Protein Elektroforezinde çok yüksek düzeyde myeloma gözlenmeyebilir.
Bazı hastalarda, düşük pik görülür, ancak çok sayıda myeloma hücresi gözlenebilir.
Protein elektroforezindeki pik değişiklikleri tedaviye yanıtın izlenmesi, hastalıkta ilerleme ya da nüksün değerlendirilmesi yönünden önemlidir.
Serum ve İdrar Protein Elektroforezi Sonuç Olarak
Myelomanın miktarı ve tipi hakkında temel değerlendirmede
Tedaviye yanıtın hızını ve düzeyini izlemekte
Olası hastalık progresyonu veya relapsların takibinde yararlı olmaktadır
Serum Protein Elektroforezi ve İdrar Protein Elektroforezi Kullanımında Öneriler
Yeni myeloma tedavisi başlandığında, Serum Protein Elektroforezi ve İdrar Protein Elektroforezi kullanılarak, serum ve/veya idrardaki M-protein düzeyi her ay (veya her tedavi siklusunda 3-6 hafta aralıklarla) ölçülmelidir. Tedavinin etkin olup olmadığı 2-3 ay içinde belli olmaktadır.
M-protein miktarında %25’in üzerinde yükselme, progresyonu gösterir.
Tedavi İzleminde:
2-3 ay içinde Serum Protein Elektroforezi/ İdrar Protein Elektroforezinde %50 ve üzerinde M-protein azalması kısmi yanıt, %90 ve üzerinde azalma çok iyi kısmi yanıt, %100 azalma ise tam yanıt olarak değerlendirilir. Tam yanıtta, İmmunfiksasyon Elektroforezi ile M-proteini saptanmamalı ve kemik iliği testinde myeloma bulguları saptanmamalıdır. Yüksek oranda yanıta ulaşmak, 4-6 aylık tedavi gerektirebilir
Maksimum tedavi yanıtı için, otolog kök hücre transplantasyonu gerekebilir