dontbemed

Hướng dẫn lâm sàng theo y học chứng cứ

Tổng quan và đánh giá lâm sàng hệ thống bổ thể

GIỚI THIỆU

Hệ thống bổ thể là một thành phần chính của miễn dịch bẩm sinh và là một “bổ sung” (nguồn gốc tên gọi) cho các phản ứng được kích hoạt bởi kháng thể 1. Nó bao gồm gần 60 protein huyết tương và màng tạo thành ba con đường hoạt hóa riêng biệt nhưng chồng chéo, cũng như một chuỗi ly giải cuối chung và một mạng lưới các chất điều hòa và thụ thể 2.

Bài tổng quan chủ đề này sẽ thảo luận về chức năng của hệ thống bổ thể, các con đường liên quan, việc đo lường hoạt tính bổ thể và ý nghĩa lâm sàng của các xét nghiệm bổ thể thấp hoặc cao bất thường. Các mô tả chi tiết hơn về các con đường bổ thể, protein điều hòa và các rối loạn lâm sàng liên quan đến hệ thống bổ thể được tìm thấy riêng:

(Sách chuyên khảo diễn giải phòng thí nghiệm liên quan: .)

(Sách chuyên khảo diễn giải phòng thí nghiệm liên quan: .)

(Sách chuyên khảo diễn giải phòng thí nghiệm liên quan: .)

BỐI CẢNH

Bổ thể ban đầu được công nhận vào những năm 1880 là “một chất ly giải trong máu,” mặc dù sự phức tạp về mặt sinh hóa của hệ thống này chỉ được đánh giá đầy đủ vào những năm 1960 và 1970.

Người ta nhận thấy rằng bổ thể có ba chức năng chính:

Nhận dạng các vật liệu lạ và các tế bào tự thân bị tổn thương (gắn thẻ bằng các protein bổ thể như C3b, tức là opson hóa)

Loại bỏ các mục tiêu này (thực bào hoặc ly giải qua phức hợp tấn công màng)

Thúc đẩy các phản ứng viêm và miễn dịch đối với các mục tiêu này (giải phóng anaphylatoxin để gây ra sự giải hạt của tế bào mast và hóa hướng động của tế bào)

Các quá trình tiền viêm này đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ để tránh làm tổn thương mô vật chủ. Do đó, gần một nửa các protein bổ thể có chức năng điều chỉnh (kiểm soát) hệ thống.

DANH PHÁP HỌC

Các thành phần bổ thể thường được đặt tên khi chúng được xác định, dẫn đến một số sự không nhất quán về thuật ngữ. Một danh pháp mới đã được đề xuất 3.

Các thành phần của con đường cổ điển được chỉ định bằng chữ cái viết hoa “C” kết hợp với một số (ví dụ: C1, C2, C3 và C4). Sơ đồ này cũng được sử dụng cho các thành phần của phức hợp tấn công màng (MAC) (C5, C6, C7, C8 và C9). Các số được sắp xếp theo thứ tự phản ứng, ngoại trừ C4 được kích hoạt trước C2 và C3 trong các con đường cổ điển và lectin.

Các thành phần của con đường thay thế được chỉ định là các yếu tố, chẳng hạn như yếu tố B và yếu tố D.

Sau khi được hoạt hóa bằng proteinase, một mảnh nhỏ được giải phóng được chỉ định bằng chữ cái viết thường (như C3a hoặc Ba). Mảnh lớn hơn gắn vào mục tiêu và sau đó được liệt kê với chữ “b”, như trong C3b hoặc Bb.

Sự bất hoạt bằng proteinase hạn chế tạo ra các sản phẩm phân hủy tiếp theo được chỉ định bằng các chữ cái viết thường bổ sung. Ví dụ, C3c và C3d được tạo ra khi C3b bị cắt.

Các thụ thể được xác định khác nhau theo chức năng của chúng (ví dụ: thụ thể bám dính miễn dịch), thứ tự phát hiện (ví dụ: thụ thể bổ thể loại 1 [CR1]), các phối tử mà chúng liên kết (ví dụ: thụ thể C3b/C4b), hoặc thông qua các chỉ định “cluster of differentiation” (CD) của chúng (CR1 là CD35). Các thụ thể có kiểu biểu hiện giới hạn hơn (tức là, thường chỉ được biểu hiện bởi các tế bào tạo máu).

Các chất điều hòa màng được biểu hiện rộng rãi, bao gồm cả bởi các tế bào tạo máu, và được đặt tên theo các chỉ định tương tự như đã chỉ ra ở trên (ví dụ: chỉ định của yếu tố tăng tốc phân hủy [DAF] là CD55 hoặc protein đồng nhân màng [MCP] là CD46). Mặt khác, các chất điều hòa huyết tương chủ yếu được tổng hợp bởi gan, chẳng hạn như các yếu tố H và I và protein liên kết C4b (C4BP).

CON ĐƯỜNG VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN KÍCH HOẠT

Có ba phân nhánh hoặc con đường chính của sự hoạt hóa bổ thể: con đường cổ điển (classical), con đường lectin, và con đường thay thế (alternative) (hình 1). Mỗi con đường được kích hoạt theo một cách riêng biệt, nhưng tất cả đều dẫn đến sự hoạt hóa C3 và sự lắng đọng của nó trên mục tiêu dưới dạng C3b, đây là mục tiêu chính của hệ thống bổ thể 4-6.

Cổ điển – Con đường cổ điển được kích hoạt bởi kháng thể. Nó được kích hoạt khi kháng thể immunoglobulin M (IgM) hoặc immunoglobulin G (IgG) liên kết với các kháng nguyên (như virus, vi khuẩn, hoặc tự kháng nguyên). Thành phần phụ C1q của phức hợp C1 gắn vào phần Fc của kháng thể. Kết hợp với C1q là hai protease C1r và C1s. Khi C1q được kháng thể gắn vào, C1r tự hoạt hóa và cắt C1s, sau đó C1s cắt C4 và C2, hai protein tiếp theo trong chuỗi phản ứng. Các lớp IgG 1 và 3 cố định bổ thể hiệu quả. IgG2 cố định bổ thể, mặc dù kém hiệu quả hơn IgG1 hoặc IgG3. IgG4 không hoạt hóa hệ thống bổ thể. Ngoài kháng thể, protein phản ứng C và một số protein huyết tương khác cũng có thể kích hoạt con đường cổ điển. (Xem “Các lớp IgG: Tính chất vật lý, di truyền và chức năng sinh học”, phần ‘Chức năng sinh học’.)

Lectin – Con đường lectin chuyên biệt để nhận dạng nhanh các mẫu carbohydrate lặp lại trên bề mặt của các mục tiêu mầm bệnh vi sinh vật. Cơ chế hoạt hóa của con đường lectin tương tự như con đường cổ điển, ngoại trừ việc kháng thể khởi đầu được thay thế bằng lectin (tức là protein gắn carbohydrate). Trong khi C1q là phân tử nhận dạng mẫu (PRM) chính của con đường cổ điển, danh sách PRM của con đường lectin đã phát triển kể từ khi phát hiện lectin gắn mannose (MBL, còn gọi là lectin gắn man) và bao gồm ficolin-1, ficolin-2, ficolin-3, collectin-10 và collectin-11 7,8. Cũng liên quan đến các PRM lớn (như MBL) là các protease serine (tức là protease serine liên kết với MBL [MASPs]), có cấu trúc và chức năng tương tự các protease thành phần phụ của con đường cổ điển của C1 (tức là C1r và C1s). Ngoài ra, giống như C1s trong con đường cổ điển, MASPs hoạt hóa C4 và C2 bằng cách cắt bằng protease 9.

Thay thế – Con đường thay thế là một hệ thống giám sát cổ xưa và đại diện cho hệ thống bổ thể ngoại bào ban đầu. Nó không yêu cầu sự hiện diện của kháng thể hoặc lectin để được kích hoạt. Nó liên tục chuyển hóa (gọi là “tickover”) ở mức độ thấp do sự hiện diện của liên kết thioester không ổn định trong C3. Điều này có thể dẫn đến sự lắng đọng C3b trên mục tiêu và sự tham gia của cơ chế vòng phản hồi của con đường thay thế. C3 “tickover” ở mức khoảng 1 phần trăm mỗi giờ trong máu. Nếu dạng C3 này rơi vào các mô tự thân khỏe mạnh, nó sẽ nhanh chóng bị bất hoạt bởi các chất điều hòa của vật chủ. Nếu nó tương tác với mảnh vụn tế bào hoặc mầm bệnh, nó sẽ được khuếch đại bởi vòng phản hồi của con đường thay thế. Nếu nó không tương tác với mục tiêu, trong vòng vài micro giây, nó sẽ bị thủy phân và thay đổi bởi các chất điều hòa huyết tương (pha lỏng) để tạo điều kiện loại bỏ khỏi tuần hoàn.

Cả ba con đường đều dẫn đến sự lắng đọng C3b trên mục tiêu và sau đó là sự lắp ráp phức hợp tấn công màng (MAC). MAC làm rối loạn tính toàn vẹn của màng tế bào và ở các sinh vật như vi khuẩn gram âm, nó gây ra sự ly giải vi khuẩn. Ngoài ra, mỗi con đường còn thúc đẩy phản ứng viêm bằng cách giải phóng các peptide tiền viêm được gọi là anaphylatoxin (C3a, C4a, C5a). Trong khi C3a và C5a là các anaphylatoxin được công nhận tốt với các thụ thể đã biết, C4a cũng được tìm thấy là một phối tử cho các thụ thể hoạt hóa protease 1 và 4 (PAR1 và PAR4), với các tác động lên sự hoạt hóa tế bào và tính thấm nội mô 10. Có thể tìm thấy thảo luận chi tiết hơn về mỗi con đường. (Xem “Các con đường bổ thể”.)

CÁC CHỨC NĂNG CỦA HỆ BỔ SUNG

Sự tiêu diệt vi sinh vật

Mục tiêu chính của hệ thống bổ thể là loại bỏ vi sinh vật và thứ yếu là các hạt vụn chất thải sinh học khác. Quá trình này đòi hỏi sự lắng đọng cộng hóa trị của C3b trên một mục tiêu. Các mục tiêu có thể bao gồm vi sinh vật, các khối tập hợp miễn dịch, tế bào chết theo chương trình (apoptotic cells) và mô hoại tử. Quá trình bao phủ các mục tiêu bằng các phân tử bổ thể để thúc đẩy việc loại bỏ chúng được gọi là opson hóa. Opson hóa xảy ra nhanh chóng. Trong vòng chưa đầy năm phút, hàng triệu mảnh C3b có thể lắng đọng trên một vi khuẩn duy nhất.

Khi một mục tiêu được bao phủ bằng C3b, nó sau đó có thể được các tế bào chủ mang thụ thể bổ thể nhận diện. Quá trình C3b trên mục tiêu tương tác với các thụ thể của nó được gọi là phản ứng bám dính miễn dịch. Nó thường được theo sau bằng việc các tế bào thực bào nuốt vào hoặc chuyển từ hồng cầu (biểu hiện thụ thể C3b/C4b, thụ thể bổ thể loại 1 [CR1]) đến đại thực bào mô trong gan và lách. Hơn nữa, CR1 chuyển đổi C3b thành các mảnh iC3b và C3dg, từ đó tạo điều kiện cho việc chuyển giao đến CR2, CR3 và CR4.

Opson hóa cũng tạo điều kiện cho phản ứng miễn dịch thích ứng, bao gồm trình diện và giữ kháng nguyên bởi các tế bào miễn dịch, cũng như trí nhớ miễn dịch và đồng kích thích tế bào B thông qua thụ thể kháng nguyên. (Xem “Phản ứng miễn dịch dịch thể thích ứng”, phần ‘Kích thích kháng nguyên’.)

Dựa trên hồ sơ phòng vệ của vật chủ này, có thể thấy rõ tại sao nhiễm trùng và tự miễn dịch là hai hậu quả lớn của một hệ thống bổ thể bị khiếm khuyết.

Thanh lọc mảnh vụn tế bào và tế bào apoptosis

Tử vong tế bào theo chương trình (apoptosis) sau đó được thanh lọc bằng thực bào nhanh là một cơ chế phổ biến, qua đó các sinh vật loại bỏ các tế bào chết và đang chết. Quá trình apoptosis dẫn đến những thay đổi trong cấu trúc màng tế bào, cũng như mất các chất điều hòa của vật chủ. Những thay đổi này làm lộ các vị trí liên kết của lectin và kháng thể tự nhiên, đồng thời kích hoạt bổ thể và thanh lọc miễn dịch 11.

Thúc đẩy viêm nhiễm

Sự kích hoạt hệ thống bổ thể dẫn đến việc giải phóng các peptide có khối lượng xấp xỉ 10 kDa, là các chất trung gian mạnh mẽ của các phản ứng viêm và miễn dịch. Các mảnh vỡ này, được gọi là “anaphylatoxin,” liên kết với các thụ thể tương ứng trên tế bào để khởi phát viêm và giãn mạch, từ đó kích hoạt nhiều loại tế bào 12. Các chức năng của anaphylatoxin bao gồm:

Sự di chuyển có định hướng của các tế bào di động đến vị trí viêm (ví dụ: hóa hướng và hóa động của bạch cầu đa nhân hạt [granulocytes])

Giải phóng các chất trung gian, chẳng hạn như histamine từ tế bào mast

Kích hoạt nhiều loại tế bào, bao gồm tế bào biểu mô và nội mô, cũng như các tế bào tham gia vào các phản ứng viêm và miễn dịch

Co cơ trơn

Giãn mạch máu với sự rỉ dịch huyết tương và tế bào

Một phát triển trong lĩnh vực anaphylatoxin là việc phát hiện ra rằng C3a và C4a (mặc dù không phải C5a) có hoạt tính kháng khuẩn trực tiếp và rằng đặc tính này đã được bảo tồn trong suốt quá trình tiến hóa của động vật có xương sống 13. Phát hiện này cung cấp một cơ chế bổ sung để bổ thể tiêu diệt vi sinh vật. Hơn nữa, như đã lưu ý ở trên, thụ thể được tìm kiếm từ lâu cho C4a đã được xác định là các thụ thể hoạt hóa bằng protease 1 và 4 (PAR1 và PAR4), cho thấy một chỉ dấu khác về tầm quan trọng của sự tương tác giữa hệ thống bổ thể và các con đường phòng thủ vật chủ khác 10.

Các chức năng khác

Ngoài vai trò chủ chốt trong phòng thủ vật chủ, bổ thể còn tham gia vào một số quá trình có lợi khác:

Làm sạch các phức hợp miễn dịch – Sự hoạt hóa bổ thể dẫn đến sự lắng đọng các mảnh hoạt hóa (C4b và C3b) trên các phức hợp miễn dịch. Những mảnh này sau đó được làm sạch bởi các thụ thể bổ thể trên các tế bào tạo máu và đại thực bào mô. Bệnh huyết thanh là một ví dụ về sự hoạt hóa bổ thể bởi các phức hợp miễn dịch. (Xem “Bệnh huyết thanh và các phản ứng giống bệnh huyết thanh”.)

Tân mạch – Sự hoạt hóa bổ thể dẫn đến việc tạo ra các chất gây viêm phản ứng (anaphylatoxins). Các chất này, lần lượt, gây ra sự giải phóng các chất trung gian, chẳng hạn như interleukin 6 (IL-6), yếu tố hoại tử khối u-alpha (TNF-alpha), và thụ thể yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu hòa tan 1 (sVEGFR1) từ nhiều loại tế bào, bao gồm đơn nhân và đại thực bào 14. Trong các mô hình chuột về bệnh võng mạc tiền sinh, các chất trung gian này đáng ngạc nhiên đã đóng vai trò ức chế và gây ra dấu hiệu chống tân mạch 14. Mặt khác và trái ngược rõ rệt, bổ thể cũng có thể dẫn đến tân mạch như được thấy trong võng mạc của bệnh nhân thoái hóa điểm vàng liên quan đến tuổi tác (AMD). (Xem “Thoái hóa điểm vàng liên quan đến tuổi tác”‘Các chức năng có hại’ bên dưới.)

Sự huy động các tế bào tiền thân tạo máu – Sự hiểu biết của chúng ta về các tế bào tiền thân tạo máu nguyên thủy nhất, tế bào gốc người (HSCs), đã thay đổi căn bản. Chúng ta biết rằng HSCs là những phản ứng đầu tiên trong quá trình nhiễm trùng, và việc điều chỉnh chúng bằng các cytokine gây viêm giúp duy trì cân bằng nội môi 15. Bằng cách tạo ra các chất gây viêm phản ứng, sự hoạt hóa bổ thể có thể gián tiếp thúc đẩy sự huy động HSC thông qua sự thoát ra của bạch cầu hạt 16.

Tái tạo mô – Trong khi gan động vật có vú là một trong số ít các cơ quan có khả năng tái tạo, bổ thể đóng vai trò trong quá trình này, chẳng hạn bằng cách điều chỉnh phản ứng của tế bào gốc thông qua các thụ thể anaphylatoxin 17. Các hướng nghiên cứu khác (đặc biệt từ các mô hình động vật) cho thấy vai trò tinh tế hơn của bổ thể trong phát triển cơ bản, phôi sinh vật có xương sống và cân bằng nội môi mô 17.

Bổ thể nội bào – Một hệ thống bổ thể nội bào đã được xác định (được xem xét trong 18). Hệ thống này tạo ra phản ứng miễn dịch nội bào mạnh mẽ đối với vi-rút không có vỏ bọc 19. Sự lắng đọng và gắn cộng hóa trị của C3 lên các mầm bệnh trong khoang ngoại bào đóng vai trò là dấu hiệu khi xâm nhập nội bào. Các mảnh C3 được nhận biết bởi một thụ thể chưa xác định trong cytosol để báo hiệu cho inflammasome 4. Hơn nữa, sự hoạt hóa C3 có thể xảy ra nội bào, dẫn đến sản xuất các cytokine gây viêm tự tiết 20. Ngoài ra, tế bào T cũng có các kho dự trữ C5 nội bào được cắt thành C5a, sau đó liên kết với thụ thể của nó 21.

Mặc dù bổ thể tham gia vào các quá trình này và các quá trình khác, con người thiếu bổ thể phát triển hai vấn đề lớn: nhiễm trùng do vi khuẩn và tự miễn dịch (chủ yếu là lupus ban đỏ hệ thống [SLE]). Do đó, hai chức năng chính của hệ thống bổ thể là phòng thủ vật chủ chống lại mầm bệnh và ngăn ngừa tự miễn dịch đối với các thành phần nhân. Con người thiếu C3 không được biết là có các vấn đề phát triển, khiếm khuyết về cầm máu hoặc tân mạch, hoặc các vấn đề về chữa lành vết thương, điều này cho thấy vai trò của bổ thể trong các quá trình này có thể ít quan trọng hơn.

Các chức năng gây hại

Trong các tình trạng bệnh lý có chứa tự kháng thể và phức hợp miễn dịch, sự hoạt hóa bổ thể góp phần gây tổn thương tế bào và mô 22,23. Trong các trạng thái chấn thương cấp tính (tổn thương màng, apoptosis, hoại tử), hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong phản ứng của vật chủ đối với các thành phần tự thân bị thay đổi. Việc thất bại trong vai trò làm sạch này có xu hướng dẫn đến tự miễn dịch, đặc biệt là SLE. Sự hoạt hóa bổ thể xảy ra trong thai kỳ sớm dự đoán kết quả bất lợi ở bệnh nhân SLE và/hoặc kháng thể kháng phospholipid 24. Tương tự, việc xử lý đúng các mảnh vụn tự thân cũng liên quan đến các bệnh phổ biến khác của thế giới phát triển, bao gồm AMD (mảnh vụn võng mạc), xơ vữa động mạch (lipoprotein/lipid), bệnh Alzheimer (protein/amyloid gấp sai), COVID kéo dài và bệnh gout (tinh thể urate) 25-30.

Mặc dù hệ thống bổ thể tham gia vào các bệnh lão hóa phổ biến này, vai trò của nó trong bệnh sinh vẫn chưa rõ ràng. Bổ thể lắng đọng tại các vị trí của mảnh vụn lipoprotein, chẳng hạn như mảng bám, nhưng đây có thể chủ yếu là một quá trình thụ động. Ngược lại, có các dữ liệu di truyền rõ ràng chỉ ra con đường thay thế của hệ thống bổ thể trong bệnh sinh của AMD 31-33. (Xem “Thoái hóa điểm vàng liên quan đến tuổi tác”.)

Các liên kết mới giữa các thành phần bổ thể và tâm thần phân liệt đã được đề xuất. Đặc biệt, sự biến đổi của thành phần bổ thể C4 và CЅMD1 (CUB và Sushi multiple domains 1) mỗi thành phần đều được liên kết với sự phát triển của tâm thần phân liệt 34,35. C4 là một gen nhân đôi và là 1 trong số khoảng 300 gen người có sự biến đổi số lượng bản sao. Việc tăng số bản sao của gen C4A đã được chứng minh là liên quan đến sự phát triển của tâm thần phân liệt. C4 khu trú tại các khớp thần kinh có thể kích hoạt quá trình cắt tỉa mất kiểm soát của cơ sở hạ tầng giao tiếp. Ngoài ra, một đa hình đơn nucleotide trong CSMD1 đã được xác định là một trong những alen nguy cơ toàn bộ bộ gen hàng đầu đối với tâm thần phân liệt 35. Do đó, các kết quả mới đang chỉ ra hoạt động bổ thể quá mức trong sự phát triển của tâm thần phân liệt. (Xem “Tâm thần phân liệt ở người lớn: Dịch tễ học và bệnh sinh”, phần về ‘Yếu tố di truyền’.)

ĐO LƯỜNG COMPLEMENT

Mức độ complement được đánh giá bằng các xét nghiệm kháng nguyên và chức năng 36-39. Các xét nghiệm complement được sử dụng thường xuyên nhất là các xét nghiệm miễn dịch cho mức độ kháng nguyên của C3 và C4 và đánh giá chức năng thông qua complement tan máu toàn phần (THC hoặc CH50). Các xét nghiệm chức năng cũng có sẵn trên thị trường cho con đường lectin và con đường thay thế.

CH50

Bổ thể tan máu toàn phần (TNC hoặc CH50) đánh giá khả năng của huyết thanh ly giải hồng cầu cừu đã được nhạy cảm tối ưu bằng kháng thể immunoglobulin M (IgM) của thỏ. Tất cả chín thành phần của con đường cổ điển (C1 đến C9) đều cần thiết để cho kết quả CH50 bình thường. Do đó, CH50 là một công cụ sàng lọc hữu ích để phát hiện sự thiếu hụt con đường cổ điển, bắt nguồn từ khiếm khuyết di truyền của một thành phần đơn lẻ hoặc từ sự kích hoạt của một con đường, dẫn đến mức độ thấp của nhiều thành phần. Nó không đánh giá toàn bộ con đường thay thế, bởi vì các yếu tố B và D và properdin không cần thiết cho sự kích hoạt con đường cổ điển. Chúng là các thành phần sớm của riêng con đường thay thế.

Giá trị/độ chuẩn CH50 bình thường dao động từ 150 đến 250 đơn vị/mL trong hệ thống xét nghiệm chức năng (tan máu) thường được sử dụng. Độ chuẩn là nghịch đảo của độ pha loãng huyết thanh cần thiết để ly giải 50 phần trăm hồng cầu cừu được phủ kháng thể (ví dụ: độ chuẩn CH50 là 200 đơn vị có nghĩa là huyết thanh thử người đã ly giải 50 phần trăm hồng cầu ở độ pha loãng 1:200).

CH50 Thấp

CH50 rất thấp hoặc bằng không có thể là do thiếu hụt di truyền một hoặc nhiều protein bổ thể trong con đường cổ điển. Giảm mức độ ít nghiêm trọng hơn ở CN50 được thấy trong các quá trình bệnh lý thứ phát do hình thành phức hợp miễn dịch. Con đường cổ điển là con đường thường bị ảnh hưởng nhất trong các bệnh tự kháng thể này. Vấn đề cơ bản là việc sản xuất tự kháng thể. Trong trường hợp này, hệ thống bổ thể đang phản ứng như dự định. (Tài liệu giải thích phòng thí nghiệm liên quan: .)

Các ví dụ lâm sàng sau đây:

Một trẻ em có các trường hợp nhiễm trùng vi khuẩn pyogenic tái phát trong bối cảnh số lượng bạch cầu và mức globulin gamma bình thường. Giá trị CN50 cực thấp (ví dụ: ≤10 đơn vị/mL) phù hợp với tình trạng thiếu hụt đồng hợp tử của một thành phần con đường cổ điển. Thiếu hụt C1q, C4, C2 hoặc C3 có thể biểu hiện theo cách này. Nếu tác nhân gây nhiễm là loài Neisserial, thì cũng nên xem xét thiếu hụt C5, C6, C7, C8 hoặc C9. Nếu trẻ là nam giới có tiền sử gia đình mắc nhiễm trùng Neisserial và CH50 bình thường, cần xem xét chẩn đoán thiếu hụt properdin. Các biểu hiện lâm sàng của thiếu hụt bổ thể di truyền được xem xét riêng. (Xem “Rối loạn di truyền của hệ thống bổ thể”.)

Giảm mức độ ít nghiêm trọng hơn ở CN50 là đặc điểm của sự hoạt hóa con đường cổ điển (như có thể thấy trong lupus ban đỏ hệ thống [SLE]), phản ánh sự tiêu thụ bởi các phức hợp miễn dịch nhanh hơn so với tốc độ các thành phần được gan thay thế. CN50 cũng giảm vừa phải ở trẻ sơ sinh, vì cần vài năm để đạt mức người lớn. (Xem “Tác động của tuổi tác lên các con đường bổ thể” bên dưới.)

Lỗi phòng thí nghiệm

Nguyên nhân phổ biến gây ra CH50 thấp là xử lý mẫu vật không đúng cách. Xét nghiệm CΗ50 yêu cầu việc thu thập, xử lý và bảo quản mẫu vật thích hợp, vì nhiều protein bổ thể không ổn định. Mức kháng nguyên C3 và C4 sẽ bình thường trong tình huống này, nhưng chúng sẽ thiếu hoạt tính chức năng. Mẫu huyết thanh nên được xét nghiệm vào ngày thu thập hoặc được cấp đông ngay lập tức để phân tích sau này. CH50 rất thấp nên được kiểm tra trên một mẫu vật thu thập riêng.

Kích hoạt lạnh

Một nguyên nhân khác gây ra CH50 thấp giả là “kích hoạt lạnh,” có thể xảy ra khi có sự hiện diện của các phức hợp miễn dịch hoạt hóa bổ thể, chẳng hạn như cryoglobulin hỗn hợp hoặc các phức hợp phản ứng lạnh không kết tủa trong môi trường lạnh. Biểu hiện thông thường là CH50 rất thấp (thậm chí bằng không) với mức kháng nguyên C4 và C3 giảm vừa phải hoặc bình thường ở bệnh nhân mắc bệnh viêm (ví dụ: SLE hoặc viêm gan virus mạn tính) 40.

CH50 Tăng Cao

CH50 hoặc các protein riêng lẻ, chẳng hạn như C3 hoặc C4, có thể tăng tới 50 phần trăm so với giá trị cơ bản như một phần của phản ứng pha cấp tính. Vượt qua mức này, việc tăng CΗ50 không có ý nghĩa lâm sàng cụ thể. Đây là một phần phản ứng dự kiến của vật chủ đối với nhiễm trùng và chấn thương. Bản thân mức cao không gây tổn thương mô, vì các protein không ở trạng thái hoạt hóa, và các chất điều hòa có xu hướng tăng song song.

Các cytokine, chẳng hạn như interleukin 1 (IL-1), interleukin 6 (IL-6), và yếu tố hoại tử khối u (TNF), thường được giải phóng tại các vị trí viêm và sau đó di chuyển qua tuần hoàn đến gan, nơi chúng làm tăng tổng hợp protein bổ thể của gan. Về mặt mạn tính, mức C3 rất cao, lên tới năm lần giá trị cơ bản, đã được báo cáo, mặc dù hiếm gặp, trong các khối u máu 41. Sự giải quyết tình trạng viêm hoặc loại bỏ khối u sẽ nhanh chóng khiến các giá trị trở về mức cơ bản. (Xem “Các chất phản ứng pha cấp tính”.)

AH50

AH50 là thước đo hoạt tính chức năng tổng thể của con đường thay thế. Xét nghiệm này tương tự như CH50 nhưng đo sự ly giải của hồng cầu thỏ chưa được nhạy cảm trong điều kiện chỉ cho phép kích hoạt con đường thay thế. Nó có thể được thực hiện tại các phòng thí nghiệm giới thiệu. Chỉ định phổ biến nhất để xác định AH50 là đánh giá một số bệnh thận ở trẻ em, đặc biệt là những bệnh có hội chứng vi mạch huyết khối hoặc viêm cầu thận. Ngoài ra, AN50 rất thấp hoặc không phát hiện được xảy ra ở bệnh nhân thiếu hụt yếu tố B hoặc yếu tố D, những người gần như luôn mắc các bệnh nhiễm trùng Neisserial. Lưu ý rằng properdin, một chất điều hòa dương tính của bổ thể, không được đánh giá trong một số xét nghiệm AN50, trong khi ở những xét nghiệm khác, nó là cần thiết. Hơn nữa, gen của properdin nằm trên nhiễm sắc thể X. Do đó, nam giới bị ảnh hưởng, và thường có tiền sử gia đình dương tính. Như đã lưu ý, AH50 của con đường thay thế và CN50 của con đường cổ điển sẽ rất thấp hoặc không phát hiện được trong trường hợp thiếu hụt C5, C6, C7, C8, hoặc C9, vì chuỗi phản ứng cuối cùng là chung cho cả hai con đường. (Xem “Viêm cầu thận màng tăng sinh: Điều trị và tiên lượng”“Tổn thương thận cấp ở trẻ em: Đặc điểm lâm sàng, nguyên nhân, đánh giá và chẩn đoán”.)

Đo lường các thành phần cụ thể

Mức độ kháng nguyên của C3 và C4 thường được sử dụng trong thực hành lâm sàng và được các phòng thí nghiệm lâm sàng thực hiện một cách chính xác. Chúng thường được đo bằng các xét nghiệm miễn dịch nephelometric. Mức độ kháng nguyên và chức năng của các protein bổ thể khác cũng có thể được đánh giá, mặc dù việc xét nghiệm này thường được thực hiện bởi các phòng thí nghiệm chuyên khoa. Các xét nghiệm thành phần bổ thể cụ thể được chỉ định để đánh giá mức CN50 rất thấp và xác định thành phần nào bị thiếu hụt hoặc rối loạn chức năng. Trong hầu hết các trường hợp, mức độ kháng nguyên của một thành phần phản ánh chính xác khả năng chức năng của nó. (Xem “Rối loạn di truyền của hệ thống bổ thể”.)

Mức C3 và C4 trong huyết thanh

Việc đo C3 và/hoặc C4 có thể hỗ trợ chẩn đoán một số bệnh (đặc biệt là SLE), cũng như theo dõi diễn biến của bệnh. Các bệnh khác có kháng thể tự thân dẫn đến hình thành phức hợp miễn dịch bao gồm hội chứng kháng phospholipid, cryoglobulinemia hỗn hợp, hội chứng Sjögren và viêm cầu thận màng tăng sinh. C4 và C3 thấp hoặc chỉ C3 thấp có thể chỉ ra sự hiện diện của bất kỳ rối loạn nào trong số này. Mặt khác, mức tăng cho thấy phản ứng với điều trị. (Tài liệu giải thích xét nghiệm liên quan: .)

Mức C3 bình thường dao động từ khoảng 80 đến 160 mg/dL. Mức C4 bình thường dao động từ 16 đến 48 mg/dL.

Lupus là bệnh tiêu biểu nhất có nhiều thông tin lâm sàng nhất liên quan đến việc giải thích và theo dõi mức C3 và C4. Một kịch bản điển hình là: một phụ nữ 20 tuổi xuất hiện các triệu chứng viêm màng phổi, viêm màng ngoài tim, giảm tiểu cầu và viêm thận. Kháng thể kháng nhân (ANA) dương tính với độ chuẩn cao, và có kháng thể DNA. C4 thấp ở mức 8 mg/dL, và C3 thấp ở mức 60 mg/dL, cho thấy sự kích hoạt con đường cổ điển do phức hợp miễn dịch. Điều trị được bắt đầu bằng glucocorticoid và một tác nhân gây độc tế bào. Trong ba tháng tiếp theo, mức C4 và C3 trở lại giá trị bình thường. Sau đó, chúng được theo dõi để giúp xác định tình trạng lâm sàng. Sự bình thường hóa các giá trị bổ thể là một dấu hiệu tiên lượng tốt. (Xem “Lupus ban đỏ hệ thống ở người lớn: Tổng quan về quản lý và tiên lượng”, phần ‘Đánh giá xét nghiệm’.)

C4 thấp (với C3 bình thường) hữu ích trong đánh giá chẩn đoán các rối loạn gây phù mạch, chẳng hạn như phù mạch di truyền và thiếu hụt chất ức chế C1 mắc phải. (Xem “Phù mạch di truyền (do thiếu hụt chất ức chế C1): Sinh bệnh và chẩn đoán”“Thiếu hụt chất ức chế C1 mắc phải: Biểu hiện lâm sàng, dịch tễ học, sinh bệnh và chẩn đoán”.)

C4 bình thường và C3 thấp gợi ý sự kích hoạt con đường thay thế.

Các xét nghiệm bổ thể khác

Có các xét nghiệm đo lường các mảnh kích hoạt hoặc cắt của một số thành phần, chẳng hạn như các chất gây phản vệ (C5a và C3a), iC3b và C3d, Ba và Bb, hoặc C5b-9 hòa tan. Mức tăng phản ánh sự kích hoạt liên tục của hệ thống bổ thể. Tuy nhiên, vì việc giải thích các xét nghiệm này còn nhiều vấn đề và vai trò của chúng trong việc đánh giá nhiều bệnh lý ở người chưa được thiết lập vững chắc, nên các xét nghiệm này ít được sử dụng hoặc yêu cầu trong thực hành lâm sàng thường quy. Các sản phẩm kích hoạt bổ thể đang được đo lường ngày càng nhiều, đặc biệt ở bệnh nhân mắc SLE 42.

Nhuộm miễn dịch huỳnh quang bằng kháng thể có thể được sử dụng để đánh giá sự lắng đọng thành phần trong mô, chẳng hạn như C1q, hoặc các mảnh kích hoạt của C4 và C3. Điều này thường được thực hiện trên các sinh thiết thận và da. Sự lắng đọng C1q và C4b trong mô hỗ trợ sự kích hoạt của con đường cổ điển, trong khi sự lắng đọng C3b đơn thuần cho thấy sự kích hoạt của con đường thay thế.

Sự hiện diện của các mảnh C3 trên hồng cầu trong bệnh thiếu máu tán huyết có thể được đánh giá bằng sự kết tụ của hồng cầu với các kháng thể đặc hiệu. (Xem “Thiếu máu tán huyết tự miễn ấm (AIHA) ở người lớn”, phần ‘Xét nghiệm kháng thể trực tiếp (Coombs)’.)

Trong bệnh agglutinin lạnh và các bệnh thiếu máu tán huyết tự miễn khác, các mảnh C3 và C4 có thể được phát hiện như một dấu ấn bệnh lý lâm sàng trên bề mặt hồng cầu. Mức CΗ50, C3 và C4 cũng có thể thấp trong bệnh thiếu máu tán huyết, đặc biệt là bệnh agglutinin lạnh 43. (Xem “Bệnh agglutinin lạnh”, phần ‘Sinh bệnh học’.)

Việc đo lường các mảnh thành phần bổ thể có nguồn gốc từ proteolysis (sản phẩm phân tách) của C3, C5, C2 và yếu tố B về mặt kỹ thuật khó khăn và tốn kém, mặc dù chúng có thể hữu ích trong trường hợp mức bổ thể bình thường hoặc thấp kéo dài. Một số công ty đang quảng bá các xét nghiệm sản phẩm phân tách bổ thể và các mảnh bổ thể liên kết với tế bào. Vai trò của chúng trong thực hành lâm sàng thường quy, chẳng hạn như theo dõi SLE, vẫn cần được thiết lập. Việc đo lường các sản phẩm phân tách có hai lợi thế so với việc đo lường các thành phần nguyên vẹn. Sản phẩm phân tách không bị ảnh hưởng bởi phản ứng pha cấp tính, vì chúng chỉ được tạo ra bởi sự kích hoạt bổ thể. Ngoài ra, sản phẩm phân tách dường như là các dấu ấn nhạy hơn cho sự kích hoạt bổ thể in vivo. Tuy nhiên, các xét nghiệm này ít được thực hiện vì những lý do đã nêu ở trên, cũng như khả năng tạo ra chúng sau khi lấy máu.

Tác động của tuổi tác lên các con đường bổ thể

Dường như không có sự chuyển giao đáng kể protein bổ thể từ mẹ qua nhau thai. Trẻ sơ sinh đủ tháng có sự biến thiên cao về hoạt động của cả con đường cổ điển và con đường thay thế, do mức độ giảm của các thành phần riêng lẻ của hệ thống bổ thể. Do đó, có thể quan sát thấy sự giảm biến đổi trong hoạt tính tan máu của con đường thay thế và con đường cổ điển (AΗ50 và CN50).

Trẻ sơ sinh non tháng có sự giảm nhất quán hơn trong các phép đo này và mức độ C3 và C4, khi so sánh với trẻ đủ tháng. Mức độ bổ thể tăng lên sau khi sinh và đạt mức người lớn trong khoảng từ 6 đến 18 tháng tuổi.

Ngược lại, không có dữ liệu toàn diện nào cho thấy chức năng bổ thể huyết tương bị giảm đi khi lão hóa bình thường, mặc dù một nghiên cứu đã tìm thấy sự gia tăng lớn C1q trong hệ thần kinh trung ương của người và chuột liên quan đến quá trình lão hóa 44.

CÁC KIỂU HÌNH LIÊN QUAN ĐẾN SỰ KÍCH HOẠT CỦA CÁC CON ĐƯỜNG CỤ THỂ

Kích hoạt bổ thể đi kèm với nhiều quá trình nhiễm trùng và viêm. Kiểu hình bất thường của bổ thể có thể cung cấp manh mối chẩn đoán về quá trình bệnh lý tiềm ẩn (Bảng 1).

Kích hoạt con đường cổ điển

Kích hoạt con đường cổ điển thường được chỉ ra bằng mức C4 và C3 thấp. Một kiểu hình khác được thấy với kích hoạt con đường cổ điển là C4 thấp và C3 bình thường.

Có ba lời giải thích phổ biến về cách mức C4 có thể giảm trong điều kiện C3 bình thường:

Nồng độ cơ bản của C3 huyết thanh cao hơn C4 từ ba đến sáu lần. Do đó, kích hoạt con đường cổ điển có thể làm giảm C4 ra khỏi phạm vi bình thường, trong khi lượng C3 giảm nhưng vẫn nằm trong giới hạn bình thường. Bác sĩ lâm sàng khó nhận ra điểm này ban đầu, vì nồng độ C3 trước bệnh của bệnh nhân hiếm khi được biết. Ví dụ, một bệnh nhân lupus ban đỏ hệ thống (SԼE) có thể có mức C3 trước bệnh là 150 mg/dL, giảm xuống 100 mg/dL khi bệnh xuất hiện lâm sàng. Do đó, C3 vẫn nằm trong “phạm vi bình thường,” mặc dù tiêu thụ C3 đáng kể, trong khi C4 dưới phạm vi bình thường.

Trong phù mạch di truyền, C1 cắt quá mức C4 và C2 trong huyết tương do thiếu chất ức chế C1. Tuy nhiên, enzyme chuyển đổi C3 không hình thành hiệu quả trong huyết tương (pha lỏng) vì hệ thống bổ thể được thiết kế để hoạt động trên màng sinh học. Do đó, bệnh nhân phù mạch di truyền có C4 rất thấp nhưng C3 bình thường. Một hiện tượng tương tự có thể xảy ra trong các hội chứng liên quan đến phức hợp miễn dịch hòa tan quá mức, chẳng hạn như cryoglobulinemia hỗn hợp, SLE, và viêm cầu thận màng tăng sinh. Trong tình huống này, enzyme chuyển đổi C3 sẽ hình thành trên phức hợp miễn dịch hòa tan, và điều này không hiệu quả trong việc phát triển các enzyme chuyển đổi C3.

Cơ chế thứ ba làm giảm C4 trong điều kiện C3 bình thường là thiếu hụt một phần C4 di truyền. Điều này được thảo luận riêng. (Xem “Rối loạn di truyền của hệ thống bổ thể”, phần ‘Thiếu hụt C4’.)

Do đó, việc tìm thấy C4 thấp và C3 bình thường nên gợi ý xem xét SLE, cryoglobulinemia hỗn hợp, viêm cầu thận màng tăng sinh loại I và III, và phù mạch di truyền hoặc mắc phải. Sự kết hợp của C4 thấp, C3 bình thường và xét nghiệm dương tính với cryoglobulin nên gợi ý điều tra thêm về sự hiện diện của viêm gan B và C. (Xem “Lupus ban đỏ hệ thống ở người lớn: Biểu hiện lâm sàng và chẩn đoán”, phần ‘Xét nghiệm phòng thí nghiệm’“Hội chứng cryoglobulinemia hỗn hợp: Biểu hiện lâm sàng và chẩn đoán”“Phù mạch di truyền (do thiếu chất ức chế C1): Sinh bệnh và chẩn đoán”.)

Kích hoạt con đường thay thế

Việc kích hoạt con đường thay thế được chỉ định khi nồng độ yếu tố B và C3 giảm và nồng độ C4 bình thường (hình 1). Sự kích hoạt bổ thể qua con đường thay thế là hiếm gặp trong y học lâm sàng. Tuy nhiên, sự kết hợp giữa nồng độ C3 thấp và C4 bình thường ở bệnh nhân mắc bệnh viêm/viêm mạch, đặc biệt là khi có tổn thương thận, gần như luôn chỉ ra sự kích hoạt con đường thay thế. Điều này có thể được xác nhận thêm bằng cách đo yếu tố B và/hoặc AN50. Cả yếu tố B và AH50 đều nên thấp. Tuy nhiên, các xét nghiệm yếu tố B và AN50 không phổ biến và cần được gửi đến phòng thí nghiệm thương mại. Thông thường, điều này không cần thiết cho chẩn đoán.

Kích hoạt con đường thay thế được quan sát thấy trong nhiều loại bệnh thận ở trẻ em, đặc biệt là liên quan đến viêm cầu thận màng tăng sinh và các bệnh lý C3. Nhiều bệnh nhân này có yếu tố nephritic C3 (C3NeF) (autoantibody ổn định chuyển hóa C3 của con đường thay thế), trong khi một nhóm nhỏ hơn có đột biến ở C3 hoặc một trong các chất điều hòa của nó (yếu tố H, yếu tố I, hoặc protein đồng yếu tố màng [MCP]). (Xem “Bệnh lý C3: Bệnh lắng đọng đậm và viêm cầu thận C3”.)

Một số bệnh nhân lupus thỉnh thoảng cũng thể hiện sự kích hoạt qua con đường thay thế thay vì con đường cổ điển. Các phân lớp immunoglobulin G (IgG) 2 và 4 không kích hoạt hiệu quả con đường cổ điển. Tuy nhiên, khi liên kết với kháng nguyên, chúng có thể cung cấp một vị trí được bảo vệ (khỏi các chất điều hòa) để cho phép kích hoạt con đường thay thế. Điểm thứ hai là hai phân tử kháng thể (có thể lên đến sáu) cần ở gần nhau để liên kết với tiểu đơn vị C1q của phức hợp C1 45. Do đó, phân lớp kháng thể và mật độ kháng nguyên có thể đóng vai trò trong việc xác định con đường bổ thể nào được kích hoạt.

Con đường thay thế cũng được nhiều loại vi sinh vật, cũng như trong quá trình lọc máu và phẫu thuật bắc cầu tim-phổi 46 kích hoạt. Kích hoạt con đường thay thế thường xảy ra khi bắt đầu lọc máu và bắc cầu tim-phổi nhưng chỉ thoáng qua và hiếm khi có ý nghĩa lâm sàng. Ngoài ra, nó có thể liên quan đến các phản ứng thuốc cản quang và nhiều loại phản ứng dị vật không nhiễm trùng khác (ví dụ: một số hạt o) (bảng 1) 47. Trong hầu hết các tương tác này, kích hoạt con đường thay thế là tối thiểu và không dẫn đến giảm C3 hoặc yếu tố B hoặc chỉ giảm thoáng qua, do đó các xét nghiệm lâm sàng hiếm khi được thực hiện. (Xem “Phản ứng với màng lọc máu”, phần ‘Phản ứng loại B’“Chẩn đoán và điều trị phản ứng cấp tính với thuốc cản quang X-quang”“Chẩn đoán và điều trị phản ứng cấp tính với thuốc cản quang X-quang”, phần ‘Dấu hiệu và triệu chứng’.)

Thiếu hụt gen dị hợp tử của các protein bổ thể điều hòa dẫn đến kích hoạt quá mức con đường thay thế đã được xác định trong hội chứng urêm huyết tiêu sợi máu không điển hình (aHUS) 25,48,49. Tuy nhiên, kiểu hình mô tả ở trên (C3 giảm và C4 bình thường) có thể chỉ được thấy ở khoảng 50 phần trăm trường hợp, hạn chế tính hữu ích chẩn đoán của các loại xét nghiệm bổ thể này. Đột biến tăng chức năng dị hợp tử ở C3 hoặc yếu tố B cũng dẫn đến C3 thấp với C4 bình thường. (Xem “Hội chứng urêm huyết tiêu sợi máu qua trung gian bổ thể ở trẻ em”, phần ‘Chẩn đoán’.)

Thoái hóa điểm vàng liên quan đến tuổi tác (AMD) thể hiện sự kích hoạt con đường thay thế ở võng mạc. Tuy nhiên, loại tương tác bổ thể cục bộ này có mức độ không đủ để dẫn đến thay đổi đáng kể nồng độ huyết thanh và do đó có tính hữu ích lâm sàng hạn chế trong chẩn đoán bệnh phổ biến này hoặc các tình trạng khác có tổn thương tế bào và mô khu trú (xơ vữa động mạch, chấn thương, bệnh Alzheimer). Trong nhiều bệnh này, hóa mô miễn dịch sẽ cho thấy sự lắng đọng C3 tại vị trí bị tổn thương. (Xem “Thoái hóa điểm vàng liên quan đến tuổi tác”.)

Trong khi thiếu hụt hoàn toàn các thành phần thường dẫn đến nhiễm trùng do vi khuẩn (ví dụ: nhiễm trùng tạo mủ và Neisserial), thực tế là vi-rút (ví dụ: nhóm pox và flaviviruses) tổng hợp các chất ức chế giống bổ thể cho thấy chúng cũng quan trọng trong việc kiểm soát một số bệnh nhiễm vi-rút. Bệnh đậu mùa và các vi-rút liên quan tổng hợp một protein điều hòa (spox inhibitor of complement enzymes [SPICE]) giống với 30 đến 40 phần trăm chất điều hòa bổ thể của người CD46 (MCP) và CD55 (yếu tố tăng tốc phân hủy [DAF]) 50.

Kích hoạt con đường lectin

Thiếu lectin gắn mannose (MBL) dường như là nguyên nhân gây nhiễm trùng tái phát ở trẻ em, mặc dù việc thiếu MBL có nguy cơ gây tổn thương mô do nhiễm trùng hoặc không do nhiễm trùng vẫn còn gây tranh cãi 51,52. Mặc dù lectin tăng lên trong các trạng thái viêm, chúng thường không có đủ lượng để gây giảm C4 hoặc C3 ngoài phạm vi bình thường. Người ta có thể xem con đường lectin là một hệ thống báo động mức thấp giúp hỗ trợ phản ứng sớm với nhiễm trùng do vi khuẩn và/hoặc tổn thương mô (do sự hiện diện của các nhóm đường bị thay đổi).

Con đường lectin đã được liên quan đến sinh lý bệnh của nhiều bệnh tim khác nhau nhưng đôi khi với các chức năng đối lập hoặc mơ hồ 53. Con đường lectin dường như đóng vai trò quan trọng trong tính nhạy cảm với sốt thấp khớp và sự tiến triển lâm sàng thành bệnh tim thấp khớp 53. Ngoài ra, việc kích hoạt con đường lectin ở cầu thận trong bệnh thận IgA đã được liên kết với bệnh thận nặng hơn 54. Nghiên cứu đã chỉ ra sự đóng góp của cả MBL và L-ficolin vào sự tiến triển của bệnh. Khi nhiều nghiên cứu tập trung vào các kết quả lâm sàng của việc kích hoạt con đường lectin, các mối liên hệ bổ sung có thể được mong đợi.

CÁC LIỆU PHÁP DỰA TRÊN BỔ SUNG

Vì bổ thể có thể gây tổn thương tế bào và mô trong các hội chứng tự miễn, việc khai thác các chất ức chế bổ thể để ngăn ngừa hoạt hóa không mong muốn là một mục tiêu lâu dài. Sự quan tâm đến hệ thống bổ thể đã trải qua một sự hồi sinh, và việc tìm kiếm các chất ức chế đã tăng cường 55-57. (Xem “Các chất điều chỉnh và thụ thể của hệ thống bổ thể”.)

Kháng thể đơn dòng (mAb) kháng C5, eculizumab, đã được chứng minh là ức chế tan máu qua trung gian bổ thể ở bệnh nhân bệnh hồng cầu thiếu máu ban đêm từng cơn (PNH). Ngoài ra, hầu hết bệnh nhân mắc hội chứng uremic tan máu không điển hình qua trung gian bổ thể (aHUS) bị thiếu hụt một alen đối với một chất điều hòa bổ thể, dẫn đến kích hoạt quá mức con đường thay thế. Về mặt lý thuyết, eculizumab có thể hiệu quả trong bất kỳ hội chứng kháng thể dịch thể nào mà bổ thể được kích hoạt, và C5a hoặc phức hợp tấn công màng (MAC) gây tổn thương mô. Nó cũng đã được sử dụng trong phản ứng truyền máu tan máu chậm 58. Nó có thể chứng minh tính hữu ích trong các bệnh khác mà hệ thống bổ thể được kích hoạt, bao gồm lupus ban đỏ hệ thống (ЅԼE). (Xem “Bệnh hồng cầu thiếu máu ban đêm từng cơn: Điều trị và tiên lượng”“Hội chứng uremic tan máu qua trung gian bổ thể ở trẻ em”, phần ‘Chặn bổ thể (eculizumab)’.)

Một thế hệ thứ hai eculizumab, được gọi là ravulizumab, được thiết kế để có tác dụng kéo dài hơn và đã được phê duyệt để điều trị PNΗ và aHUS 59.

Pegcetacoplan, một pentadecapeptide được gắn pegyl nhắm mục tiêu vào C3, cũng đang được sử dụng ở bệnh nhân mắc PNH 60.

Sau thành công của liệu pháp kháng thể đơn dòng anti-C5 trong điều trị PNΗ và aHUS, có sự quan tâm đáng kể đến việc phát triển các thuốc thử kháng bổ thể. Nhiều mAb đối với các thành phần bổ thể đang được phát triển. Các thử nghiệm lâm sàng lớn đang được tiến hành để điều trị thoái hóa điểm vàng liên quan đến tuổi tác (AMD) bằng cách tiêm mAb vào mắt để ngăn chặn sự kích hoạt con đường thay thế 22,61. (Xem “thoái hóa điểm vàng liên quan đến tuổi tác”.)

Avacopan, một chất đối kháng thụ thể C5a phân tử nhỏ, dùng qua đường uống, được phê duyệt để điều trị viêm mạch liên quan đến ANCA 62.

Thay thế chất ức chế C1 – Các chế phẩm ức chế C1 tái tổ hợp và có nguồn gốc huyết thanh đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ để điều trị phù mạch di truyền và mắc phải. (Xem “Phù mạch di truyền (do thiếu hụt chất ức chế C1): Điều trị cấp tính các cơn phù mạch”, phần về ‘Chất ức chế C1 (có nguồn gốc huyết tương)’“Phù mạch di truyền (do thiếu hụt chất ức chế C1): Điều trị cấp tính các cơn phù mạch”, phần về ‘Chất ức chế C1 tái tổ hợp’.)

Các cơ quan từ lợn chuyển gen có thể được biến đổi để biểu hiện các protein điều hòa bổ thể của người tương đối kháng lại sự đào thải siêu cấp do bổ thể trung gian khi được cấy ghép vào linh trưởng (cấy ghép dị loài). Công nghệ thực nghiệm này có thể một ngày nào đó cho phép cấy ghép dị loài nhiều loại cơ quan khác nhau. (Xem “Cấy ghép thận ở người lớn: Cấy ghép dị loài”.)

TÓM TẮT

Vai trò sinh học của bổ thể – Hệ thống bổ thể quan trọng trong việc phòng thủ vật chủ chống lại vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn. Nó cũng đóng vai trò là cơ chế nhận dạng và loại bỏ mô bị thương và mảnh vụn tế bào. Do đó, nó là một thành phần chính của miễn dịch bẩm sinh và là cánh tay tác động của hệ miễn dịch dịch thể. (Xem ‘Giới thiệu’ ở trên.)

Các con đường – Ba hệ thống được công nhận của bổ thể là hệ thống cổ điển, hệ thống thay thế và hệ thống lectin (hình 1). Mỗi con đường được kích hoạt bằng một cơ chế khác nhau. Mục tiêu chính của cả ba hệ thống là lắng đọng một lượng lớn C3b trên một mục tiêu (opson hóa), đánh dấu nó để loại bỏ. Sự kích hoạt của mỗi con đường cũng dẫn đến việc giải phóng các chất gây phản vệ tiền viêm (C3a và C5a) và lắp ráp phức hợp tấn công màng (MAC). (Xem ‘Các con đường và điều kiện kích hoạt’ ở trên.)

Chức năng của bổ thể – Trong các tình trạng bệnh lý có tự kháng thể và phức hợp miễn dịch, sự hoạt hóa bổ thể góp phần gây tổn thương tế bào và mô. Trong các tình trạng tổn thương cấp tính (tổn thương màng, apoptosis, hoại tử) và với sự lắng đọng mảnh vụn (lipid, protein, sắc tố, tinh thể), hệ thống đóng vai trò quan trọng trong phản ứng của vật chủ đối với tự thể bị thay đổi. Việc thất bại trong vai trò làm sạch này có thể dẫn đến tự miễn dịch, đặc biệt là lupus ban đỏ hệ thống (SLE). (Xem ‘Chức năng của hệ thống bổ thể’ ở trên.)

Đánh giá chức năng bổ thể – Mức bổ thể có thể được đánh giá bằng xét nghiệm kháng nguyên hoặc xét nghiệm chức năng. CH50 là một xét nghiệm chức năng yêu cầu cả chín thành phần của con đường cổ điển (C1 đến C9) để có kết quả bình thường. Thiếu hụt bán phần các thành phần của con đường cổ điển được chỉ ra bằng giá trị CN50 cực thấp (≤10 đơn vị/mL). Giảm CH50 ít rõ rệt hơn được thấy trong các quá trình bệnh lý thứ phát do hình thành phức hợp miễn dịch. CN50 thấp cũng có thể là do lỗi phòng thí nghiệm và “kích hoạt lạnh.” (Xem ‘CH50’ ở trên.)

C3 và C4 – Việc đo C3 và/hoặc C4 có thể hỗ trợ chẩn đoán một số bệnh (đặc biệt là SLE), cũng như theo dõi diễn biến bệnh. Các bệnh khác có tự kháng thể dẫn đến hình thành phức hợp miễn dịch là hội chứng kháng phospholipid, bệnh cryoglobulin máu hỗn hợp, hội chứng Sjögren và viêm cầu thận tăng sinh màng. C4 và C3 thấp hoặc chỉ C3 thấp có thể chỉ ra sự hiện diện của bất kỳ rối loạn nào trong số này. (Xem ‘Mức C3 và C4 huyết thanh’ ở trên.)

Thiếu bổ thể – Các thiếu hụt di truyền (thường là thiếu hụt bán phần của protein ức chế bổ thể) dẫn đến hoạt hóa quá mức của con đường thay thế đã được xác định trong hội chứng u tan máu nội mạch không điển hình (aHUS), bệnh cầu thận C3 và thoái hóa điểm vàng liên quan đến tuổi (AMD). Biến thể di truyền về số lượng bản sao của gen C4 trong não có liên quan đến nguy cơ tăng mắc bệnh tâm thần phân liệt. (Xem ‘Hoạt hóa con đường thay thế’ ở trên.)

Liệu pháp dựa trên bổ thể – Một kháng thể đơn dòng chống lại C5 có sẵn để điều trị hồng huyết trùng ban đêm (PNH) và aHUS. Nhiều tác nhân điều trị mới đang được phát triển để điều trị sự hoạt hóa bổ thể không mong muốn. (Xem ‘Liệu pháp dựa trên bổ thể’ ở trên.)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

  1. Holers VM. Complement and its receptors: new insights into human disease. Annu Rev Immunol 2014; 32:433.
  2. The Complement FactsBook, 2nd ed, Barnum SR, Schein TN (Eds), Academic Press, 2018.
  3. Kemper C, Pangburn MK, Fishelson Z. Complement nomenclature 2014. Mol Immunol 2014; 61:56.
  4. Merle NS, Church SE, Fremeaux-Bacchi V, Roumenina LT. Complement System Part I – Molecular Mechanisms of Activation and Regulation. Front Immunol 2015; 6:262.
  5. Merle NS, Noe R, Halbwachs-Mecarelli L, et al. Complement System Part II: Role in Immunity. Front Immunol 2015; 6:257.
  6. Mathern DR, Heeger PS. Molecules Great and Small: The Complement System. Clin J Am Soc Nephrol 2015; 10:1636.
  7. Dobó J, Pál G, Cervenak L, Gál P. The emerging roles of mannose-binding lectin-associated serine proteases (MASPs) in the lectin pathway of complement and beyond. Immunol Rev 2016; 274:98.
  8. Mortensen SA, Sander B, Jensen RK, et al. Structure and activation of C1, the complex initiating the classical pathway of the complement cascade. Proc Natl Acad Sci U S A 2017; 114:986.
  9. Kjaer TR, Le le TM, Pedersen JS, et al. Structural insights into the initiating complex of the lectin pathway of complement activation. Structure 2015; 23:342.
  10. Wang H, Ricklin D, Lambris JD. Complement-activation fragment C4a mediates effector functions by binding as untethered agonist to protease-activated receptors 1 and 4. Proc Natl Acad Sci U S A 2017; 114:10948.
  11. Trouw LA, Blom AM, Gasque P. Role of complement and complement regulators in the removal of apoptotic cells. Mol Immunol 2008; 45:1199.
  12. Ward PA. The dark side of C5a in sepsis. Nat Rev Immunol 2004; 4:133.
  13. Pasupuleti M, Walse B, Nordahl EA, et al. Preservation of antimicrobial properties of complement peptide C3a, from invertebrates to humans. J Biol Chem 2007; 282:2520.
  14. Markiewski MM, Daugherity E, Reese B, Karbowniczek M. The Role of Complement in Angiogenesis. Antibodies (Basel) 2020; 9.
  15. King KY, Goodell MA. Inflammatory modulation of HSCs: viewing the HSC as a foundation for the immune response. Nat Rev Immunol 2011; 11:685.
  16. Lee HM, Wysoczynski M, Liu R, et al. Mobilization studies in complement-deficient mice reveal that optimal AMD3100 mobilization of hematopoietic stem cells depends on complement cascade activation by AMD3100-stimulated granulocytes. Leukemia 2010; 24:573.
  17. Mastellos DC, Deangelis RA, Lambris JD. Complement-triggered pathways orchestrate regenerative responses throughout phylogenesis. Semin Immunol 2013; 25:29.
  18. Liszewski MK, Elvington M, Kulkarni HS, Atkinson JP. Complement's hidden arsenal: New insights and novel functions inside the cell. Mol Immunol 2017; 84:2.
  19. Tam JC, Bidgood SR, McEwan WA, James LC. Intracellular sensing of complement C3 activates cell autonomous immunity. Science 2014; 345:1256070.
  20. Liszewski MK, Kolev M, Le Friec G, et al. Intracellular complement activation sustains T cell homeostasis and mediates effector differentiation. Immunity 2013; 39:1143.
  21. Arbore G, Kemper C, Kolev M. Intracellular complement – the complosome – in immune cell regulation. Mol Immunol 2017; 89:2.
  22. Ricklin D, Barratt-Due A, Mollnes TE. Complement in clinical medicine: Clinical trials, case reports and therapy monitoring. Mol Immunol 2017; 89:10.
  23. Lintner KE, Wu YL, Yang Y, et al. Early Components of the Complement Classical Activation Pathway in Human Systemic Autoimmune Diseases. Front Immunol 2016; 7:36.
  24. Kim MY, Guerra MM, Kaplowitz E, et al. Complement activation predicts adverse pregnancy outcome in patients with systemic lupus erythematosus and/or antiphospholipid antibodies. Ann Rheum Dis 2018; 77:549.
  25. Liszewski MK, Atkinson JP. Complement regulators in human disease: lessons from modern genetics. J Intern Med 2015; 277:294.
  26. Kijlstra A, Berendschot TT. Age-related macular degeneration: a complementopathy? Ophthalmic Res 2015; 54:64.
  27. Clark SJ, Bishop PN. Role of Factor H and Related Proteins in Regulating Complement Activation in the Macula, and Relevance to Age-Related Macular Degeneration. J Clin Med 2015; 4:18.
  28. Zhou J, Wade SD, Graykowski D, et al. The neuronal pentraxin Nptx2 regulates complement activity and restrains microglia-mediated synapse loss in neurodegeneration. Sci Transl Med 2023; 15:eadf0141.
  29. Baillie K, Davies HE, Keat SBK, et al. Complement dysregulation is a prevalent and therapeutically amenable feature of long COVID. Med 2024; 5:239.
  30. Cervia-Hasler C, Brüningk SC, Hoch T, et al. Persistent complement dysregulation with signs of thromboinflammation in active Long Covid. Science 2024; 383:eadg7942.
  31. Schramm EC, Clark SJ, Triebwasser MP, et al. Genetic variants in the complement system predisposing to age-related macular degeneration: a review. Mol Immunol 2014; 61:118.
  32. Liszewski MK, Java A, Schramm EC, Atkinson JP. Complement Dysregulation and Disease: Insights from Contemporary Genetics. Annu Rev Pathol 2017; 12:25.
  33. Armento A, Ueffing M, Clark SJ. The complement system in age-related macular degeneration. Cell Mol Life Sci 2021; 78:4487.
  34. Sekar A, Bialas AR, de Rivera H, et al. Schizophrenia risk from complex variation of complement component 4. Nature 2016; 530:177.
  35. Woo JJ, Pouget JG, Zai CC, Kennedy JL. The complement system in schizophrenia: where are we now and what's next? Mol Psychiatry 2020; 25:114.
  36. Wen L, Atkinson JP, Giclas PC. Clinical and laboratory evaluation of complement deficiency. J Allergy Clin Immunol 2004; 113:585.
  37. Prohászka Z, Nilsson B, Frazer-Abel A, Kirschfink M. Complement analysis 2016: Clinical indications, laboratory diagnostics and quality control. Immunobiology 2016; 221:1247.
  38. Shih AR, Murali MR. Laboratory tests for disorders of complement and complement regulatory proteins. Am J Hematol 2015; 90:1180.
  39. Frazer-Abel A, Sepiashvili L, Mbughuni MM, Willrich MA. Overview of Laboratory Testing and Clinical Presentations of Complement Deficiencies and Dysregulation. Adv Clin Chem 2016; 77:1.
  40. Nagai T, Fujioka T, Okazaki T. Hepatitis C-associated complement cold activation. Clin Chem Lab Med 2004; 42:1447.
  41. Veetil BM, Osborn TG, Mayer DF. Extreme hypercomplementemia in the setting of mixed cryoglobulinemia. Clin Rheumatol 2011; 30:415.
  42. Martin M, Smoląg KI, Björk A, et al. Plasma C4d as marker for lupus nephritis in systemic lupus erythematosus. Arthritis Res Ther 2017; 19:266.
  43. Swiecicki PL, Hegerova LT, Gertz MA. Cold agglutinin disease. Blood 2013; 122:1114.
  44. Stephan AH, Madison DV, Mateos JM, et al. A dramatic increase of C1q protein in the CNS during normal aging. J Neurosci 2013; 33:13460.
  45. Ugurlar D, Howes SC, de Kreuk BJ, et al. Structures of C1-IgG1 provide insights into how danger pattern recognition activates complement. Science 2018; 359:794.
  46. Durandy Y. Minimizing systemic inflammation during cardiopulmonary bypass in the pediatric population. Artif Organs 2014; 38:11.
  47. Nilsson B, Ekdahl KN, Mollnes TE, Lambris JD. The role of complement in biomaterial-induced inflammation. Mol Immunol 2007; 44:82.
  48. Noris M, Remuzzi G. Glomerular Diseases Dependent on Complement Activation, Including Atypical Hemolytic Uremic Syndrome, Membranoproliferative Glomerulonephritis, and C3 Glomerulopathy: Core Curriculum 2015. Am J Kidney Dis 2015; 66:359.
  49. Thurman JM. Complement in kidney disease: core curriculum 2015. Am J Kidney Dis 2015; 65:156.
  50. Agrawal P, Nawadkar R, Ojha H, et al. Complement Evasion Strategies of Viruses: An Overview. Front Microbiol 2017; 8:1117.
  51. Halbrich M, Ben-Shoshan M, McCusker C. Mannose binding lectin deficiency: more than meets the eye. Clin Med Insights Pediatr 2012; 6:89.
  52. Heitzeneder S, Seidel M, Förster-Waldl E, Heitger A. Mannan-binding lectin deficiency – Good news, bad news, doesn't matter? Clin Immunol 2012; 143:22.
  53. Beltrame MH, Catarino SJ, Goeldner I, et al. The lectin pathway of complement and rheumatic heart disease. Front Pediatr 2014; 2:148.
  54. Roos A, Rastaldi MP, Calvaresi N, et al. Glomerular activation of the lectin pathway of complement in IgA nephropathy is associated with more severe renal disease. J Am Soc Nephrol 2006; 17:1724.
  55. Mohebnasab M, Eriksson O, Persson B, et al. Current and Future Approaches for Monitoring Responses to Anti-complement Therapeutics. Front Immunol 2019; 10:2539.
  56. Reis ES, Mastellos DC, Hajishengallis G, Lambris JD. New insights into the immune functions of complement. Nat Rev Immunol 2019; 19:503.
  57. Thurman JM, Frazer-Abel A, Holers VM. The Evolving Landscape for Complement Therapeutics in Rheumatic and Autoimmune Diseases. Arthritis Rheumatol 2017; 69:2102.
  58. Dumas G, Habibi A, Onimus T, et al. Eculizumab salvage therapy for delayed hemolysis transfusion reaction in sickle cell disease patients. Blood 2016; 127:1062.
  59. Brodsky RA, Peffault de Latour R, Rottinghaus ST, et al. Characterization of breakthrough hemolysis events observed in the phase 3 randomized studies of ravulizumab versus eculizumab in adults with paroxysmal nocturnal hemoglobinuria. Haematologica 2021; 106:230.
  60. Hillmen P, Szer J, Weitz I, et al. Pegcetacoplan versus Eculizumab in Paroxysmal Nocturnal Hemoglobinuria. N Engl J Med 2021; 384:1028.
  61. Morgan BP, Harris CL. Complement, a target for therapy in inflammatory and degenerative diseases. Nat Rev Drug Discov 2015; 14:857.
  62. Jayne DRW, Merkel PA, Schall TJ, et al. Avacopan for the Treatment of ANCA-Associated Vasculitis. N Engl J Med 2021; 384:599.