الکتروفورز سرم پروتئین

الکتروفورز سرم پروتئین یک تکنیک آزمایشگاهی جهت بررسی پروتئین های خونی می باشد. بیماری هایی همچون مولتیپل مایلوما ، درد نامفهوم استخوان، پروتئین اوری، هیپر کلسیمی و انواع آنمی را می توان با استفاده از این تکنیک بررسی نمود . معمولا خون را ابتدا در یک سرنگ جمع می کنند و سپس بر روی یک غشای استاتی خیس خورده در بافر الکتروفورز می نمایند. پروتئین های سرم به پنج قسمت عمده تقسیم می شوند:‌ آلبومین سرمی، آلفا -1 گلوبولین ها، آلفا -2 گلوبولین ها، بتا-1 و بتا-2 گلوبولین ها و گاماگلوبولین ها. در این نوع الکتروفورز پروتئین ها در وسط صفحه بارگازاری می شوند و بر اساس بار خالص خود به سمت قطب مثبت و یا قطب منفی حرکت می کنند. آلبومین دارای بیشترین بار منفی است و بنابراین بیشترین حرکت را به سمت قطب مثبت خواهد داشت. جریان اندواسموتیک حرکت مایع به سمت کاتد می باشد که باعث می شود پروتئین های با بار ضعیفتر نیز حرکت کنند.

شکل 1) نواحی بدست آمده در الکتروفورز سرم پروتئین

اجزای سرم پروتئین

آلبومین

آلبومین مهمترین جرء موجود در یک الکتروفورز سرم پروتئین نرمال می باشد. معمولا به صورت یک باند بسیار بزرگ دیده می شود. معمولا افراد هتروزیگوت دو نوع آلبومین تولید می کنند و این موجب تولید دو باند هم اندازه می شود که محصول دو ژل می باشند. بعضی واریانت ها دو نمونه با باندهای نابرابر  و شدت متفاوت تولید می کنند که این ها نیز نشانه بیماری نمی باشند. افزایش حرکت آندیک در نتیجه اتصال بیلی روبین، اسیدهای چرب غیر استری، پنی سیلین و استیل سالیسیلیک اسید است.

عدم حضور آلبومین که به آلبومین آنمی نیز معروف است بسیار نادر می باشد.  اما کاهش سطح آلبومین در بسیاری از بیماری ها از قبیل بیماری کبدی، سوء تغذیه ، سوء جذب مواد غذایی، نفروپاتی کاهش پروتئین و انتروپاتی معمول می باشد.

اینترزون آلبومین- آلفا-1

حتی رنگ امیزی در این ناحیه به دلیل لیپوپروتئین آلفا-1 می باشد. در التهاب شدید ، هپاتیت حاد و سیروز کبدی کاهش در این ناحیه را شاهد هستیم. همچنین در سندروم نفروتیک می تواند  به دلیل پاره شدن گلومرول ها ،موجب کاهش سطح آلبومین شود، چون بسیاری از آلبومین در ادرار دفع می شود. در هنگام باردارای و نیز در افردا الکلی حاد، یک افزایش در این ناحیه مشاهده می شود. سطوح بالای AFP ممکن است در سرطان سلول های کبدی موجب ایجاد یک باند شارپ بین آلبومین و ناحیه آلفا-1 شود.

ناحیه آلفا-1

آلفا-۱-اسید گلیکوپروتئین و آنتی تریپسین به همراه هم در الکتروفورز سرم پروتئین مهاجرت می کنند اما آلفا-۱-اسید گلیکوپروتئین رنگ آمیزی ضعیف دارد و بنابراین آلفا-1 آنتی تریپسین بیشتر باند آلفا-1 را در بر می گیرد. آنتی تریپسین آلفا-1 دارای گروه SG  است و ترکیبات تیولی ممکن است به آن متصل شوند و تحرک آننها  را تغییر دهند. در سندروم نفروتیک این باند کاهش می یابد و نبود آن می تواند نشان دهنده احتمالی کمبود انتی تریپسین آلفا-1 باشد. سرانجام این امر موجب آمفی زمی بافت ریه می شود که به دلیل فعالیت نامنظم نوتروفیل الاستاز رخ می دهد. در بیماری نقص آلفا-1 آنتی تریپسین  ناحیه آلفا-1 از بین نمی رود. چون دیگر پروتئین ها که شامل آلفا-لیپوپروتئین و آلفا-1 اسید گلیکوپروتئین نیز به این ناحیه مهاجرت می کنند. ممکن است پروتئین بن جونز نیز متصل شود و باند آلفا-1 را کاهش دهد.

اینترزون آلفا-1 با آلفا -2

ممکن است دو باند ضعیف در این ناحیه مشاهده شود که نشان دهنده آلفا-1 آنتی کیموتریپسین و پروتئین متصل شونده به ویتامین D باشد. این دو باند ادغام می شوند و در التهاب اولیه تشدید می شوند زیرا آلفا-1 آنتی کیموتریپسین و پروتئین فاز حاد افزایش می یابد .

ناحیه آلفا-2

این ناحیه بیشتر شامل آلفا-2 ماکروگلوبین و هاپتوگلوبین است. به طور معمول اینها در آنمی همولیتیک کم می باشند (هاپتوگلوبین یک مولکول سمی و کشنده است که با هموگلوبین آزاد شده از گلبول قرمز متصل می شود و این کمپلکس ها سریعا با استفاده از فاگوسیت ها از بین می روند.) معمولا هاپتوگلوبین به عنوان قسمتی از واکنش فاز حاد زیاد می شود و موجب افزایش ناحیه آلفا-2 در زمان التهاب می شود. حالت نرمال ناحیه الفا-2 و بالا آمده ناحیه آلفا-1 یک الگوی معمول در متاستاز هپاتیک و سیروز است. کمپلکس های هاپتوگلوبین-هموگلوبین نسبت به هاپتوگلوبین تنها بیشتر به سمت کاتد حرکت می کنند و در اینترزون آلفا-2 –بتا مشاهده می شود. این امر معمولا موجب گسترده شدن ناحیه آلفا-2 میشود.

ممکن است در بچه ها و دوره پیری سطح آلفا-2 ماکروگلوبولین بالا بیاید. این اتفاق به صورت یک برامدگی تیز تا ناحیه آلفا-2 مشاهده می شود. AMG به صورت قابل ملاحظه ای (10 برابر یا حتی بیشتر) در هنگام کاهش پروتئین در سندروم نفروتیک افزایش می یابد. به دلیل سایز بزرگ، AMG نمی تواند از گلومرول ها عبور نماید، اما دیگر پروتئین های دارای وزن کم می توانند به راحتی عبور کند. افزایش سنتز AMG نشان دهنده افزایش آن در سندروم نفروتیک می باشد.

AMG در نفروپاتی دیابتی خیلی زود افزایش می بابد.

اینترزون آلفا-2 و بتا

گلوبولین غیر قابل حل در سرما در اینجا یک باند تشکیل می دهد که در پلاسما قابل مشاهده نمی باشد زیرا توسط هپارین رسوب می شود. این ناحیه در التهاب کاهش و در هنگام بارداری افزایش می یابد.

لیپوپروتئین بتا یک باند غیر معمول دندانه دار در این ناحیه ایجاد می کند. سطوح بالای آن در هیپرکلسترولمی نوع 2 ، هیپر گلیسرمیا و سندروم نفروتیک مشاهده می شوند. 

ناحیه بتا

ترانسفرین و بتا لیپوپروتئین (LDL) در ناحیه بتا-1 هستند. معمولا به دلیل آنمی کاهش اهن، بارداری و استروژن درمانی، سطح LDL افزایش می یابد و در نتیجه سطح پروتئین بتا-1 افزایش می یابد. در هیپرکلسترولمیا نیز سطح پروتئین بتا-1 افزایش می یابد.در هنگام التهاب حاد و شدید سطح پروتئین بتا-1 افزایش می یابد .

بتا-2 شامل پروتئین C3 می باشد. این پروتئین در واکنش فاز حاد افزایش می یابد . کاهش C3 در بیماری های خود ایمنی رخ می دهد. فیبرینوژن، یک پروتئین بتا-2 در پلاسمای معمولی پیدا می شود ولی در سرم معمولی نمی باشد. گاهی اوقات خون گرفته شده از بیماران هپارینه کاملا لخته نمی شود و موجب ایجاد یک باند فیبرینوژن قابل مشاهده بین ناحیه بتا و گاما می شود.

اینترزون بتا-گاما

پروتئین واکنشی C بین نواحی بتا و گاما مشاهده می شود که موجب ادغام بتا/گاما می شود. IgA دارای بیشترین حرکت آندی است و معمولا به ناحیه بین بتا و گاما مهاجرت می کند و ادغام بتا-گاما در بیماران سیروزی، عفونت های تنفسی، بیماری پوستی و آریتریس روماتوئید میکند. فیبرینوژن بدست آمده از نمونه های پلاسمادر ناحیه بتا-گاما مشاهده میشود. فیبرینوژن، یک پروتئین بتا-2، در پلاسمای نرمال مشاهده می شود اما در سرم نرمال مشاهده نمی شود.

ناحیه گاما

به طور معمول ایمونوگلوبولین ها و آنتی بادی ها تنها پروتئین هایی هستند که در ناحیه گاما معمولی قابل مشاهده هستند. قابل ذکر است که هرگونه پروتئین که در ناحیه گاما مهاجرت می کند رنگ آمیزی می شود و نیز در ژل قابل مشاهده است. این پروتئین ها شامل آلودگی ها، اثار پروتئینی و بعضی داروهای تجویزی می باشند. ایمونوگلوبولین ها دارای زنجیره های سنگین  و سبک هستند. یک ناحیه گامای نرمال باید به صورت یک اسمیر بدون تقارن یا پیک های شارپ قابل مشاهده باشد. گاما گلوبولین ها ممکن است افزایش یابند ، کاهش یابند و یا دارای پیک غیر طبیعی باشند. در نظر گرفته شود که ممکن است ایمونوگلوبولین ها در نواحی دیگر مشاهده شوند، معمولا IgA ، به ناحیه بتا-گاما مهاجرت میکند و خصوصا ایمونوگلوبولین های پاتوژن ممکن است هرجایی ، حتی ناحیه الفا، مهاجرت نمایند.

  • هیپوگاماگلوبولین آنمی- این بیماری به راحتی با کاهش در ناحیه گاماو قابل مشاهده است. این در نوزادان نرمال می باشد. این حالت در بیماران دارای گاماگلوبولین آنمی وابسته به X مشاهده می شود. کاهش IgA در 1:500 جمعیت قابل مشاهده است که در ناحیه گاما قابل مشاهده است. هیپوگاماگلوبولین انمی ممکن است به صورت MGUS یا مولتیپل میالوما قابل مشاهده باشد.

اگر ناحیه گاما به صورت پهن شده مشاهده شود، این امر به دلیل تولید ایمونوگلوبولین پلی کلونال می باشد. اگر این ناحیه به صورت نامتقارن باشد و یا یا دارای یک پیک و یا بیشتر و یا پیک های باریک باشد، این می تواند به دلیل تولید کلنال یک نوع یا بیشتر از ایمونوگلوبولین ها باشد.

  • گاموپاتی پلی کلونال – یک افزایش متورم شده در ناحیه گاما نشان دهنده گاموپاتی پلی کلونال است که نشان دهنده حالت غیر- نئوپلاستیک است. مهمترین دلایل پلی کلونال هایپرگاماگلوبولین انمی که توسط الکتروفورز قابل تشخیص هستند، عفونت شدید، بیماری کبدی مزمن، اریتریس روماتوئید، لوپوس سیستمی اریتماتوس و دیگر بیماری های بافت پیوندی می باشند.
  • گاموپاتی مونوکلونال- یک تیزی باریک نشان دهنده گاموپاتی مونوکلونال است. به منظور تایید اینکه باند محدود شده یک ایمونوگلوبولین است باید ایمونوفیکساسیون یا جایگزینی ایمنی را انجام داد. آنتی بادی های مونوکلونال درمانی ، نیز به این ناحیه مهاجرت می کنند و ممکن است به عنوان گاموپاتی مونوکلونال تفسیر به غلظت شود و نیز ممکن است با استفاده از تثبیت ایمنی یا جایگزینی ایمنی شناسایی شود ، همانگونه که انها به صورت ساختاری قابل مقایسه با ایمونوگلوبولین های انسانی هستند. مهمترین دلیل یک باند محدود شده MGUS است که اگرچه یک پیش ماده ضروری است، اما به ندرت به صورت مولتیپل مایلوما پیشرفت می کند. معمولا یک گاموپاتی مونوکلونال به صورت خوشخیم و یا در ناحیه به صورت کلونال است؛ مایلوما مهمترین دلیل تیغه های IgA و IgG است. لوکم لمفاتیک مزمن و لنفوسارکوما به صورت غیر معمول نیستند و معمولا موجب افزایش پاراپروتئین های IgM می شوند. حدود 8 درصد بیماران سالخورده ممکن است یک تیغه مونوکلونال داشته باشند.
  • گاموپاتی اولیگوکلونال – یک یا تعداد بیشتری از کلون های مجزا.

ممکن است لیزوزیم به صورت یک باند کاتدی در ناحیه گاما در لوسمی مایلومونوسیتیک مشاهده شود. این لیزوزیم ها از سلول های توموری آزاد می شوند.