Zastanawiasz się, jak wydać pracę doktorską, habilitacyjną lub monografie? Chcesz dokonać zmian w stylistyce i interpunkcji tekstu naukowego? Nic prostszego! Zaufaj Wydawnictwu Borgis - wydawcy renomowanych książek i czasopism medycznych. Zapewniamy przede wszystkim profesjonalne wsparcie w przygotowaniu pracy, opracowanie dokumentacji oraz druk pracy doktorskiej, magisterskiej, habilitacyjnej. Dzięki nam nie będziesz musiał zajmować się projektowaniem okładki oraz typografią książki.

© Borgis - Postępy Nauk Medycznych s2/2011, s. 3-10
*Izabela Korczowska1, Paweł Hrycaj1, Jan K. Łącki2
Białka ostrej fazy we współczesnej diagnostyce medycznej**
Application of acute phase proteins in modern medical diagnostics
1Zakład Reumatologii i Immunologii Klinicznej Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu
Kierownik Zakładu: dr hab. med. Paweł Hrycaj, prof. UM
2Katedra Zdrowia Publicznego Uniwersytetu Zielonogórskiego
Kierownik Katedry: prof. dr hab. Jan. K. Łącki
Streszczenie
Białka ostrej fazy stanowią bardzo ważne wskaźniki diagnostyczne oraz rokownicze zarówno w przebiegu zakażeń, zapalenia, chorób nowotworowych, po przeszczepach, jak i w innych stanach zaburzenia homeostazy ustroju. Priorytetowym działaniem białek ostrej fazy jest przywracanie homeostazy organizmu poprzez aktywację układu dopełniacza, reakcję nieswoistą związaną z opsonizacją i aglutynacją, ograniczaniem uszkodzeń tkanek powodowanych przez bakterie oraz enzymy lizosomalne z komórek fagocytujących oraz wzmożoną aktywność chemotaktyczną. Szczególne znaczenie wśród białek ostrej fazy zajmuje białko C-reaktywne będące najczęściej oznaczanym wskaźnikiem stanu zapalnego. Jego oznaczanie pozwala nie tylko na potwierdzenie toczącej się infekcji, ale jest również wskaźnikiem zapalenia wątroby, trzustki, chorób naczyniowych, miażdżycy i wielu innych. Oznaczanie białek fazy ostrej dzięki dużej szybkości i względnie małej cenie umożliwia szybką diagnostykę oraz ocenę stopnia zaawansowania choroby, jej rozległości i dynamiki zmian, służy również do potwierdzenia chorób o podłożu genetycznym.
Summary
Acute phase proteins are very important diagnostic and prognostic factors in infections, neoplastic diseases, after transplantation and other homeostasis disturbances. The main function of acute phase proteins is homeostatic recovery by complement activation, non-specific activation of opsonisation and agglutination, diminution of tissue damage induced by bacteria and lysosomal enzymes released from phagocytes as well as enhanced chemotaxis. A special position in acute phase proteins plays C-reactive protein, the most commonly determined inflammatory index. Determination of C-reactive protein is an index of infection, hepatitis, pancreatitis, vascular disorders, atherosclerosis and other conditions. C-reactive protein assay is a rapid and relatively non-expensive test facilitating rapid diagnosis, estimation of progress of the disease, its dynamics and involved organs as well as is applied in diagnostics of heteritary disorders.
Reakcja organizmu na pojawiający się czynnik uszkadzający struktury tkankowe lub narządowe przejawia się jako odczyn zapalny. Jest on wyrazem swoistej ukierunkowanej oraz wzmożonej odpowiedzi biochemicznej, hematologicznej i immunologicznej na poziomie lokalnym lub ogólnoustrojowym. Umiarkowany odczyn zapalny jest niezwykle korzystny dla ustroju, prowadzi bowiem do usuwania produktów martwiczych, do hamowania krwawienia powstałego podczas urazu czy też wydalania wraz z wysiękiem endo- i egzotoksyn. Pojęcie ostrej fazy wprowadzili Abernethy i Avery w 1941 r. (1) opisując właściwości osocza gorączkującego chorego, w którym stwierdzono występowanie białka C-reaktywnego. Miller i wsp. (2) w 1951 r. wykazali, że głównym miejscem syntezy białek ostrej fazy (BOF) jest wątroba. Ich synteza zachodzi jako odpowiedź na zaburzenia homeostazy wywołanej przez ostre stany zapalne, zakażenia bakteryjne, nowotwory czy też choroby autoimmunizacyjne. BOF ograniczają rozprzestrzenianie się procesu zapalnego i usuwają jego skutki. Ich priorytetowym działaniem jest przywracanie homeostazy organizmu poprzez aktywację układu dopełniacza, reakcję nieswoistą związaną z opsonizacją i aglutynacją, ograniczaniem uszkodzeń tkanek powodowanych przez bakterie oraz enzymy lizosomalne z komórek fagocytujących oraz wzmożoną aktywność chemotaktyczną (ryc. 1). Wpływają one nie tylko na działanie układu immunologicznego, ale także na wydzielanie niektórych hormonów np. glikosterydy, ACTH (3).
Ryc. 1. Regulacja odpowiedzi zapalnej w ustroju.
Skróty: BOF = białka ostrej fazy; IL-1 = interleukina-1; IL-6 = interleukina-6; TNF = tumor necrosis factor
Główne cytokiny odpowiedzialne za indukcję syntezy BOF to interleukina-6 (IL-6), interleukina-1 (IL-1) TNF-α i TNF-β. IL6 wpływa na fosforylację czynnika transkrypcyjnego NF-IL6, który w wyniku modyfikacji transportowany jest do jądra komórkowego, gdzie następnie aktywuje transkrypcję genów dla BOF. IL-1 oraz TNF fosforylują inhibitor czynnika transkrypcyjnego NFkB, powodując uwalnianie NFκB i aktywację genów w jądrze komorowym. Leukocyty, monocyty i makrofagi wytwarzają mediatory ostrej fazy, które stymulują hepatocyty do syntezy BOF (4). Najsilniejszym aktywatorem BOF jest IL-6, natomiast IL-1 i TNF stymulują fibroblasty, komórki endotelium, keratynocyty do syntezy IL-6 i dodatkowo wzmacniają jej biologiczną aktywność.
Podział białek ostrej fazy
Białka ostrej fazy to heterogenna grupa białek, różniąca się właściwościami fizykochemicznymi, stężeniem w osoczu, funkcjami biologicznymi i dynamiką zmiany stężeń w przebiegu zapalenia. Dlatego też spotykamy różne podziały BOF (5-8).
Jedna z klasyfikacji BOF wyróżnia:
– białka pozytywne, których stężenie wzrasta co najmniej o 25%. Do tej grupy należy większość BOF;
– białka negatywne, których stężenie maleje o około 30%. Są to m.in. transferyna, prealbumina, albumina i inter-α-antytrypsyna, α1-lipoproteina;
– białka ostrej fazy obojętne, do których zaliczana jest α2-makroglobulina, protrombina, surowiczy amyloid P. Ich stężenie zmienia się jedynie nieznacznie.
W innej klasyfikacji pod uwagę bierze się stopień wzrostu stężenia:
– grupa białek, których stężenie mo-że wzrosnąć 100-1000-krotnie to białko C-reaktywne, surowiczy składnik amyloidu A;
– białka, których stężenie wzrasta o około 50%: ceruloplazmina, składowe dopełniacza C3 i C4, α1-inhibitor proteinaz, α2-antyplazmina, C1-inaktywator;
– białka, których stężenie wzrasta 2-3 krotnie: α1-antychymotrypsyna, α1-kwaśna glikoproteina, haptoglobina, α1-antytrypsyna, ferrytyna, fibrynogen.
Ze względu na kinetykę zmian wyróżnić możemy 2 grupy:
– białka I rzutu, których stężenie wzrasta najwcześniej, po 6-8 h od momentu zadziałania bodźca inicjującego reakcję ostrej fazy. Najwyższe wartości osiąga po 24-48 h i w ciągu kilkunastu godzin ulega normalizacji. Są to białko CRP, α1-antychymotrypsyna oraz surowiczy składnik amyloidu A;
– białka II rzutu, wzrost ich stężenia następuje po 24-48 h, szczyt przypada na 72 h, eliminowane są po kilku lub kilkunastu dniach i dopiero po tym czasie ich stężenia normalizują się. Do tej grupy zalicza się pozostałe białka (nie wymienione w grupie I).
Stężenie białek ujemnych obniża się w reakcji zapalnej z powodu zwiększonego katabolizmu i mniejszej syntezy w wątrobie. W bardzo wczesnym stadium reakcji zapalnej na skutek zwiększonej przepuszczalności naczyń oraz zwiększonego katabolizmu, przejściowo dochodzi do obniżenia niektórych dodatnich BOF np. składowych dotleniacza, inhibitorów proteaz czy haptoglobiny (7, 9, 10).
Glikozylacja białek ostrej fazy
W warunkach in vivo aktywacja BOF uwarunkowana jest wzajemnymi oddziaływaniami sieci cytokin. Złożoność tej odpowiedzi warunkuje odmienne wzorce w indukcji ostrej fazy. Osobnym zagadnieniem jest glikozylacja BOF oraz zmiany jej profilu. Wiadomo, że nawet niewielka modyfikacja białka, jakim jest dołączenie łańcucha cukrowego zmienia w istotny sposób jego punkt elektryczny, rozpuszczalność, aktywność biologiczną czy też antygenowość. Większość białek ostrej fazy z wyjątkiem CRP, albuminy i surowiczego składnika amyloidu A to glikoproteiny syntetyzowane przez wątrobę. Glikozylacja BOF zachodzi w siateczce endoplazmatycznej hepatocytów. Powstają one na skutek kowalencyjnego połączenia jednej lub kilku reszt węglowodanowych, tworzących rozgałęzione łańcuchy do grupy amidowej asparaginy. Boczne łańcuchy węglowodanowe glikoprotein połączone są wiązaniem N-glikozydowym (N-acetyloglukozaminy) z asparaginą łańcucha polipeptydowego. Inne możliwości to O-glikozydowe wiązanie galaktozy z 5-hydroksylizyną lub wiązanie O-glikozydowym GlcNAc z seryną lub treoniną (11). Wszystkie złożone oligosacharydy zawierają identyczny rdzeń utworzony z dwóch reszt N-acetyloglukozoaminy i z trzech reszt mannozy oraz dwa, trzy lub cztery łańcuchy boczne, nazwane „antenami”. Anteny te zbudowane są głównie z N-acetyloglukozoaminy, galaktozy i galaktozoaminy. Różnica w strukturze łańcuchów cukrowych określana jest pojęciem mikroheterogenności, która obejmuje formę główną i formę poboczną. Mikroheterogenność główna dotyczy różnorodności struktur antenarnych, poboczna natomiast różnic ilościowych kwasu sjalowego i fukozy. W przebiegu stanów zapalnych obserwuje się zaburzenie proporcji występujących fizjologicznie wariantów, często pojawiają się inne o zupełnie zmienionej reakcji z daną lektyną.
α1-kwaśna glikoproteina (AGP) jest najbardziej znanym przedstawicielem tej grupy. Badania Bierhuizena i wsp. (12) przeprowadzone z zastosowaniem chromatografii powinowactwa z lektyną – konkanawaliną A (ConA) wykazały obecność trzech frakcji AGP w surowicy. Glikoproteiny AGP-A nie wiązały się do ConA i zawierały mniej więcej równe ilości troj- i czteroantenarnych łańcuchów węglowodanowych. Natomiast frakcje AGP-B i AGP-C zawierały odpowiednio jeden lub dwa łańcuchy dwuantenarne i zbliżone ilości łańcuchów trój- i czteroantenarnych, dołączonych do pozostałych cząsteczek asparaginy łańcucha polipeptydowego. Całkowita masa cząsteczkowa AGP wynosi około 41 000, w tym 45% stanowią węglowodanowe łańcuchy boczne. Przy zastosowaniu immunoelekroforezy powinowactwa z ConA wykrywa się cztery warianty glikozylacji AGP:
1. Wariant 0 – glikoproteiny nie reagujące z ConA, posiadające wyłącznie trój- lub czteroantenarne łańcuchy węglowodanowe, dołączone do łańcucha polipeptydowego.
2. Wariant 1 – to glikoproteiny słabo reagujące z ConA, posiadające 1 łańcuch dwuantenarny.
3. Wariant 2, glikoproteiny reagujące z ConA, posiadające 2 dwuantenarne łańcuchy.
4. Dodatkowo wariant 3 – AGP, który silnie reaguje z ConA, pojawiający się w przebiegu zapaleń ostrych (wykrywany tylko przy zastosowaniu immunoelekroforezy powinowactwa z ConA).
Proporcje składowych mające różne struktury antenowe w stanach patologicznych ulegają charakterystycznym zmianom (13). Przewlekłe stany zapalne (zakażenia bakteryjne, zapalenie wątroby, reumatoidalne zapalenie stawów, zesztywniające zapalenie stawów i inne) prowadzą do zwiększonej syntezy wariantu 1. Ostre zapalenia np. zapalenie trzustki, ostre infekcje bakteryjne, zawał serca czy też uraz prowadzą do zwiększonej syntezy ConA reaktywnych form AGP. W przebiegu tocznia rumieniowatego układowego oznaczanie profilu glikozylacji BOF pomaga różnicować zaostrzenie choroby (wskaźnik AGP-RC jest prawidłowy i wynosi 1,28 ± 0,25) od wystąpienia wtórnych zakażeń bakteryjnych (wskaźnik jest znacznie podwyższony RC < 1,53) (ryc. 2). Profil glikozylacji BOF może być również wykorzystywany do diagnostyki różnicowej chorób reumatycznych; zapalenie wielomięśniowe a polimialgia reumatyczna (PM): obniżone wartości AGP-RC i ACT-RC w PM oraz podwyższone AGP-RC i ACT-RC w przebiegu zapalenia wielomięśniowego oraz do oceny aktywności choroby w sarkoidozie, w aktywnym zapaleniu zauważono wyraźne obniżenie współczynników AGP-RC i ACT-RC przy prawidłowym CRP (14, 15).
Ryc. 2. Zmiany glikozylacji AGP. Wariant 0: nie reagujące z konkanawaliną A, wariant 1: słabo reagujący z konkanawaliną A, wariant 2: silnie reagujący z konkanawaliną A, wariant 3: bardzo silnie reagujący z konkanawaliną A
Natomiast zmiany glikozylacji łańcuchów bocznych α1-antytrypsyny (AT) (posiada ona trzy boczne łańcuchy węglowodanowe dołączone do cząsteczek asparaginy Asn43, Asn86 i Asn 247 łańcucha polipeptydowego) mogą odgrywać ważną rolę w powstawaniu kompleksów białka z IgA. Kompleksy Iga-AT powstają na skutek kowalencyjnego łączenia jednej cząsteczki immunoglobuliny A z jedną cząsteczką AT. W wyniku powstawania kompleksów IgA-AT zmniejsza się stężenie wolnej AT, pełniącej rolę inhibitora proteaz. Stwierdzono, że mikroheterogenność AT może odgrywać ważną rolę w tworzeniu kompleksów u chorych na reumatoidalne zapalenie stawów w sposób zależny od aktywności choroby (16).
Białko C-reaktywne – budowa i znaczenie
Szczególne znaczenie wśród BOF zajmuje białko C-reaktywne (CRP – C-reactive protein), będące najczęściej oznaczanym wskaźnikiem stanu zapalnego. CRP po raz pierwszy zostało opisane w 1930 r. Millet i Francis (17) badali reakcje serologiczne różnych ekstraktów pneumokoków pochodzących od pacjentów z rozpoznanym oraz leczonym zapaleniem płuc. Stwierdzili, że pewna frakcja somatycznych polisacharydów (nazwana przez nich frakcją C), ulegała precypitacji podczas reakcji z surowicą pacjentów w ostrej fazie schorzenia. C-reaktywna substancja okazała się być białkiem, wykazującym właściwości antygenowe. CRP jest syntetyzowane głównie przez hepatocyty, jego ekspresję stwierdza się również w monocytach i limfocytach, wykazują ją także makrofagi i komórki mięśni gładkich w obrębie blaszki miażdżycowej (18). CRP należy do rodziny pentadekstryn. Cząsteczka białka składa się z pięciu identycznych niekowalencyjnie połączonych podjednostek z zachowaniem cyklicznej symetrii pentamerycznej (jest to tzw. konfiguracja dyskoidalna) (19). Masa cząsteczkowa CRP wynosi około 120 kDa, zaś punkt izoelektryczny 4,82. Podjednostki CRP mają zwykle kształt kulisty, tworząc pierścień zbliżony kształtem do pięciokąta o boku 10 nm. Łańcuch elementarny polipeptydu jest zbudowany ze 187 aminokwasów z pojedynczym mostkiem dwusiarczkowym utworzonym przez reszty cysteiny w pozycjach 37 i 78. Na końcu aminowym łańcucha podstawowego znajduje się reszta kwasu pirolidynokarboksylowego, natomiast na końcu karboksylowym reszta proliny (20). W obecności jonów wapnia każda z podjednostek CRP ma zdolność łączenia się z ligandami o charakterze: fosfolipidów, polikationów, polianionów, lipofosfoglikanów (21). Jest to możliwe dzięki zaistnieniu wiązania wodorowego, powstającego między resztą kwasu glutaminowego i zasadową resztą choliny. CRP tworząc kompleksy z organellami komórkowymi lub ich fragmentami zawierającymi te ligandy wiąże się z polisacharydami otoczek drobnoustrojów, ze składnikami wewnątrzkomórkowymi oraz związkami kationowymi, co inicjuje klasyczną drogę aktywacji układu dopełniacza, nasila opsonizację i fagocytozę (22). Taka właściwość CRP pozwala na sprawowanie jego głównej biologicznej funkcji, jaką jest zdolność do rozpoznawania drobnoustroju oraz uszkodzonych komórek gospodarza i pośredniczenia w procesie ich eliminacji przez aktywację układu dopełniacza oraz komórek żernych. Białko C-reaktywne, wiąże się z komórką ulegającą apoptozie, rozpoczyna indukcję aktywacji dopełniacza drogą klasyczną, z opsonizowanych komórek uwalnia się wiele cząsteczek chemotaktycznych. Działa dodatkowo jako opsonina, reagując z receptorem Fc na komórkach fagocytujących, co wzmacnia fagocytozę komórek ulegających apoptozie. CRP ma zdolność wiązania się z błonami i wieloma składnikami jądra komórkowego komórek nekrotycznych, takich jak histony, małe jądrowe nukleoproteidy. Przeprowadzone obserwacje kliniczne wykazały, że CRP jest najlepszym wskaźnikiem aktywności procesu zapalnego w wielu chorobach reumatycznych. Wyjątkiem jest toczeń rumieniowaty układowy (23, 24). Fakt, że u chorych na toczeń rumieniowaty układowy stężenie CPR jest małe, może przyczyniać się do dłuższego usuwania produktów apoptozy, a tym samym do autoimmunizacji. Niektóre doniesienia (25, 26) sugerują, że przyczyną małego stężenia CRP u chorych na toczeń rumieniowaty nawet w czynnym okresie choroby może być występowanie przeciwciał anty-CRP. Jako pierwsi opisali je już w 1985 r. Robey i wsp. (27) u jednego z ośmiu pacjentów z toczniem rumieniowatym. W 1995 r. Bell i wsp. (28) wykazali znaczną częstość występowania przeciwciał, w większości w klasie IgG, przeciwko CRP u pacjentów cierpiących na Toxic Oil Syndrome, a następnie opublikowali dane wskazujące na występowanie autoprzeciwciał przeciwko CRP w toczniu rumieniowatym układowym (78%). Późniejsze publikacje innych autorów (29, 30, 31) wykazały brak korelacji między występowaniem autoprzeciwciał przeciwko CRP a surowiczym stężeniem białka C-reaktywnego, oznaczonego metodą wysokiej czułości, a więc nie potwierdzają takiego związku. Wynikałoby z tego zatem, że przeciwciała anty-CRP przypuszczalnie nie odpowiadają za małe stężenia surowiczego białka C-reaktywnego u chorych na toczeń rumieniowaty układowy. Być może zatem nieadekwatnie małe stężenie CRP przy istniejącym stanie zapalnym u tych chorych jest rezultatem polimorfizmu pojedynczego nukleotydu w genach promotorowych CRP (32, 33).
Stężenie CRP w surowicy zdrowych osób wynosi 0,5-5 mg/l i może wzrosnąć nawet kilkaset do tysiąca razy podczas odczynu zapalnego. Stężenie białka CRP znacznie wyprzedza wystąpienie przyspieszonego odczynu Biernackiego niezależnie od etiologii schorzenia (CRP wzrasta już po 6-8 godzinach, niekiedy nawet po ok. 2 godzinach). Również w odróżnieniu od OB, wartość CRP normalizuje się po kilkunastu godzinach po eliminacji czynnika stymulującego zapalenie, jednocześnie wskazując na zahamowanie zmian zapalnych.
Białko C-reaktywne może służyć jako wskaźnik rozróżniający zakażenia bakteryjne od wirusowych. Stężenie CRP powyżej 100 mg/l sugeruje raczej wystąpienie zakażenia bakteryjnego lub grzybiczego niż infekcji wirusowej. Duże stężenie tego białka obserwuje się w zakażeniach bakteriami Gram-ujemnymi. Wartości trójcyfrowe występują w wielu nowotworach, takich jak: rak piersi, płuc, jajnika, przełyku. W tym przypadku jednak stężenie CRP nie powraca tak szybko jak w stanach zapalnych do wartości prawidłowych, a w razie progresji choroby jego stężenie znacznie wzrasta. Wysokie stężenia CRP we krwi pępowinowej sugerują zakażenie wewnątrzmaciczne. Wysokie stężenia białka spotyka się również w procesach odrzucania przeszczepów. Bardzo wysokie CRP pow. 500 mg/l stwierdza się po dużych urazach, ciężkich operacjach i w sepsie.
CRP uznawane jest jako samodzielny czynnik prognostyczny w alkoholowych uszkodzeniach wątroby. Jest również ważnym wskaźnikiem diagnostycznym i prognostycznym w przebiegu ostrego zapalenia trzustki. Dziesięciokrotny wzrost stężenia białka świadczyć może o martwiczych zmianach w trzustce związanych z ciężkim przebiegiem ostrego zapalenia trzustki i dużą śmiertelnością. Lankisch i wsp. (34) stwierdzili, że 10-krotny wzrost stężenia CRP utrzymujący się przez 72 h występuje u pacjentów, u których rozwinęła się niewydolność wielonarządowa w przebiegu ostrego zapalenia trzustki o etiologii alkoholowej (34).
CRP odgrywa również istotną rolę w różnicowaniu bakteryjnego, ropnego zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych z czułością do 91%. Soetiono i wsp. (35) stwierdzili występowanie CRP w płynie mózgowo-rdzeniowym u 90% niemowląt i dzieci z klinicznie i bakteriologicznie rozpoznanym ropnym zapaleniem opon mózgowo-rdzeniowych, jednocześnie nie wykryli obecności tego białka u pacjentów z limfocytarnym zapaleniem opon o etiologii wirusowej. U pacjentów z bakteryjnym zapaleniem opon mózgowo-rdzeniowych i towarzyszącymi mu zmianami neurologicznymi zmniejszenie stężenia CRP oznacza powrót do zdrowia. Wydaje się zatem, że normalizacja wartości CRP w surowicy jest dobrym wskaźnikiem decyzyjnym zakończenia terapii antybiotykowej (36).
W wielu badaniach klinicznych wykazano, że CRP jest niezależnym czynnikiem powikłań sercowo-naczyniowych zarówno u osób zdrowych, jak i u chorych. Zwiększone stężenie CRP to także niezależny czynnik ryzyka zawału mięśnia sercowego, szczególnie u pacjentów z niestabilną dławicą piersiową po wcześniejszym przebytym zawale. Podczas 6-miesięcznej obserwacji chorych z niestabilną dławicą piersiową leczonych inwazyjnie, wysokie stężenia CRP wraz z dużym stężeniem troponiny wiązały się z ryzykiem zgonu lub zawału i stanowiły niezależne markery niekorzystnego przebiegu choroby (37). Pacjenci z najwyższymi stężeniami CRP byli prawie trzykrotnie bardziej narażeni na wystąpienie zawału niż ci z niskimi stężeniami, gdy dodatkowo ryzyko skorelowano z podwyższonym stężeniem cholesterolu, wskaźnik ryzyka wzrósł do pięciu (38). Białko hsCRP (high sensivity, wysokiej czułości) jest uznanym markerem stanu zapalnego, charakteryzującego proces miażdżycowy w jego wczesnych etapach. Zgodnie z tymi wytycznymi, oznaczenia hsCRP mają służyć do oceny ryzyka u osób wolnych od objawów chorób sercowo-naczyniowych oraz u chorych ze stabilną dławicą piersiową, CRP jest rekomendowane jako wskaźnik ryzyka sercowo-naczyniowego przez Centers for Disease Control and Prevention i American Heart Association. Przy interpretacji wyników stosuje się następujące wartości decyzyjne hsCRP poniżej 1,0 mg/l łączy się z niskim ryzykiem wartości od 1,0 mg/l do 3 mg/l to średnie ryzyko, podczas gdy stężenie hsCRP powyżej 3 mg/l wskazuje na wysokie ryzyko zawału. Oznaczenie hsCRP należy wykonać dwukrotnie, w odstępie dwóch tygodni i interpretować średnią z dwóch uzyskanych wyników. CRP pośrednio uczestniczy we wszystkich etapach tworzenia, przebudowy i destrukcji blaszki miażdżycowej (39). Nasila ekspresję cząstek adhezyjnych na powierzchni śródbłonka, syntezę białka chemotaktycznego dla monocytów, endoteliny-1 oraz aktywatora inhibitora plazminogenu-1. Dodatkowo zmniejsza biodostępność tlenku azotu, zwiększa wychwyt cząstek cholesterolu o niskiej gęstości przez makrofagi. CRP najprawdopodobniej odkłada się w tętnicach wieńcowych jeszcze przed pojawieniem się w ścianie tętniczej monocytów (a więc już we wczesnej fazie miażdżycy), albo w postaci natywnej lub związanej z lipoproteidami. Miejsca jego występowania stanowią komórki piankowate oraz warstwy – włóknisto-sprężysta i włóknisto-mięśniowa błony wewnętrznej naczynia (40). Natomiast występowanie CRP w sąsiedztwie komórek piankowatych może być następstwem toczącego się procesu opsonizacji lipidów w ścianie tętnic przez CRP, wytwarzanego w wątrobie i/lub syntetyzowanego in situ przez monocyty/makrofagi/komórki mięśni gładkich tętnic wieńcowych (41, 42).
W 2010 r. w opublikowana została praca (43), w której celem badania było sprawdzenie czy CRP jest użytecznym czynnikiem prognostycznym dla powikłań naczyniowych oraz czy CRP jest rzeczywistym mediatorem chorób naczyniowych. Ponieważ CRP wiąże się z LDL i jest obecne w blaszce miażdżycowej, dlatego ciągle stawia się hipotezę, że CRP może przyczyniać się do choroby wieńcowej serca. Brano pod uwagę tzw. współczynniki ryzyka (risk ratio – RR) i po uwzględnieniu poprawki na płeć i wiek stwierdzono, że trzykrotnie zwiększone stężenie CRP wiązało się z większym ryzykiem: choroby wieńcowej (RR 1,63), zawału serca zakończonego zgonem (RR 1,55), udaru niedokrwiennego mózgu (RR 1,44), zgonu z przyczyn naczyniowych (RR 1,55) oraz zgonu z przyczyn innych niż naczyniowe (RR 1,54). Następnie uwzględniono wpływ podstawowych czynników ryzyka sercowo-naczyniowego (skurczowego ciśnienia tętniczego, cukrzycy, BMI, stężeń triglicerydów, cholesterolu nie-HDL i cholesterolu HDL, palenia tytoniu i spożycia alkoholu). Okazało się, że zwiększenie ryzyka było mniejsze (niż po uwzględnieniu poprawki na płeć i wiek). Gdy dodatkowo uwzględniono stężenia fibrynogenu wyniki przedstawiały się następująco: choroba niedokrwienna serca (RR 1,23), udar niedokrwienny mózgu (RR 1,32), zgon z przyczyn naczyniowych (RR 1,34), zgon z przyczyn innych niż naczyniowe (RR 1,34). Stwierdzono wyraźniejsze powiązanie stężenia CRP ze zwiększeniem ryzyka choroby wieńcowej u mężczyzn niż u kobiet, nie wykazano natomiast różnic u chorych na cukrzycę, otyłych, chorych z większym stężeniem lipidów i chorych aktualnie palących tytoń. Ostateczny wniosek autorów był taki, że samo CRP nie jest czynnikiem sprawczym choroby wieńcowej serca, a przyczyną tej ostatniej jest prawdopodobnie nakładanie się wielu czynników ryzyka i innych markerów zapalenia.
Białka ostrej fazy w badaniach chorób uwarunkowanych genetycznie
Białka ostrej fazy służą również do diagnostyki chorób o podłożu genetycznym. Przykładem może być tutaj α1-antytrypsyna (AT), której niedobór jest jedną z najczęstszych wrodzonych chorób w Europie. Wrodzony niedobór AT jest chorobą uwarunkowaną genetycznie, która przebiegać może jako noworodkowe zapalenie wątroby u dzieci i rozedma płuc u osób dorosłych. Jest też najczęstszą wśród chorób metabolicznych przyczyną przeszczepienia wątroby u dzieci (44, 45). AT jest jednym z najsilniejszych krążących inhibitorów proteaz serynowych. Syntetyzowana jest w wątrobie oraz przez makrofagi, a głównym jej działaniem jest inaktywacja elastazy uwalnianej w wyniku reakcji zapalnej przez neutrofile. Większość zmutowanego białka ulega polimeryzacji w hepatocytach, prowadząc do ich uszkodzenia. Tylko niewielka grupa pacjentów z wrodzonym niedoborem AT (10-15%) rozwija kliniczne objawy choroby wątroby. U większości tych pacjentów objawy z czasem ustępują. Niedobór AT pojawia się zwykle w 4-8 tygodniu życia pod postacią przedłużonej, cholestatycznej żółtaczki, a w późniejszym okresie może powodować marskość wątroby (oraz rozedmę płuc). Stwierdzenie obniżenia stężenia AT we krwi poniżej 0,5 g/L (11 μM) jest wskazaniem do dalszej diagnostyki – określenia fenotypu i/lub badań genetycznych. U 85-90% chorych z wątrobowymi objawami choroby występuje noworodkowe zapalenie wątroby. W Polsce ta choroba genetyczna ze względu na trudności diagnostyczne i brak dostępu do leczenia przyczynowego, jest często nie diagnozowana lub mylnie diagnozowana. Natomiast obniżone stężenie AT w krwioobiegu powoduje zachwianie równowagi proteazy-antyproteazy, głównie w tkance płucnej, prowadząc do rozedmy i przewlekłej obturacyjnej choroby płuc o wczesnym początku (46).
Innym białkiem ostrej fazy wykorzystywanym w diagnostyce genetycznej jest ceruloplazmina. Odgrywa ona ważną rolę w hematopoezie żelaza (katalizuje utlenianie Fe2+ do Fe3+) oraz mechanizmach obronnych w stresie oksydacyjnym. Ceruloplazmina zawiera ok. 90% miedzi obecnej we krwi. Małe stężenie ceruloplazminy tzn. poniżej 0,1 g/l, dodatkowo małe stężenie miedzi oraz wysokie stężenie dializowanej miedzi są wskaźnikami choroby Wilsona. Choroba Wilsona spowodowana jest dziedziczoną autosomalnie recesywną mutacją genu ATP7B kodującego ATP-aze7B znajdującego się na chromosomie 13 (13q14.30) (47, 48). Miedź, zwykle wydzielana z żółcią gromadzi się początkowo w wątrobie (powodując jej uszkodzenia), a po przekroczeniu możliwości jej magazynowania trafia do innych tkanek i narządów, prowadząc do zmian głównie w mózgu i w nerkach. Niestety choroba Wilsona jest często późno rozpoznawana. Objawy uszkodzenia wątroby mogą mieć postać zapalenia i w takim przypadku nie ma żadnych charakterystycznych cech klinicznych pozwalających na jej odróżnienie od innych zapaleń wątroby. Dlatego nie leczona choroba Wilsona zazwyczaj prowadzi w ciągu kilku lat do zgonu. Jednocześnie jej wczesne rozpoznanie i leczenie w większości przypadków pozwala zapobiec uszkodzeniu narządów spowodowanemu nadmierną kumulacją miedzi (49).
Podsumowanie
BOF stanowią bardzo ważne wskaźniki diagnostyczne oraz rokownicze zarówno w przebiegu infekcji, zapalenia, chorób nowotworowych, po przeszczepach, jak i w innych stanach zburzenia homeostazy ustroju. Ich oznaczanie dzięki dużej szybkości, względnie małej cenie ułatwia szybką diagnostykę i ocenę stopnia zaawansowania choroby, jej rozległości i dynamiki zmian, służy również do potwierdzenia chorób o podłożu genetycznym.

**Praca dedykowana Panu Profesorowi Eugeniuszowi J. Kucharzowi z okazji sześćdziesiątych urodzin.
Piśmiennictwo
1. Abernethy TJ, Avery OT: The occurrence during acute infections of a protein not normally present in the blood: Distribution of the reactive protein in patients’ sera and the effect of calcium on the flocculation reaction with c polysaccharide of pneumococcus. J Exp Med 1941; 31: 173-182.
2. Miller Ll, Bly Cg, Watson Ml et al.: The dominant role of the liver in plasma protein synthesis: a direct study of the isolated perfused rat liver with the aid of lysine-epsilon-C14. J Exp Med 1951; 94: 431-453.
3. Heinrich PC, Castell JV, Andus T: Interleukin-6 and the acute phase response. Biochem J 1990; 265: 621-636.
4. Govinden R, Bhoola KD: Genealogy, expression, and cellular function of transforming growth factor-ß. Pharmacol Ther 2003; 98: 257-265.
5. Morley JJ, Kusher I: Serum C-reactive protein levels in disease. Ann NY Acad Sci 1982; 389: 406-418.
6. Gabay C, Kusher I: Acute phase protein and other systemic responses to inflammation. N Eng J Med 1999; 340: 448-454.
7. Koj A: Biological functions of acute phase proteins. [In:] The acute phase response to injury and infection. Gordon AH, Koj A, [eds.], Elsevier, Amsterdam, New York, Oxford 1985; 145-160.
8. Koj A, Kurdowska A, Magielska-Zero D et al.: Limited effects of recombinant human and murine interleukin 1 and tumour necrosis factor on production of acute phase proteins by cultured rat hepatocytes. Biochem Int 1987; 14: 553-556.
9. Esmon CT: The impact of the inflammatory response on coagulation. Thromb Res 2004; 114: 321-327.
10. Beaudeux JL, Giral P, Bruckert E et al.: Matrix metalloproteinases, inflammation and atherosclerosis: therapeutic perspectives. Clin Chem Lab Med 2004; 42: 121-131.
11. Mackiewicz A, Kushne I: Affinity electrophoresis for studies of mechanisms regulating glycosylation of plasma proteins. Electrophoresis 1989; 10: 830-835.
12 Bierhuizen MF, De Wit M, Govers CA et al.: Glycosylation of three molecular forms of human alpha 1-acid glycoprotein having different interactions with concanavalin A. Variations in the occurrence of di-, tri-, and tetraantennary glycans and the degree of sialylation. Eur J Biochem 1988; 175: 387-394.
13. Lacki JK, Sobieska M, Leszczynski P et al.: Microheterogeneity of alpha 1-acid glycoprotein in patients with rheumatoid arthritis. Ann Rheum Dis 1994; 53: 480.
14. Lacki JK, Klama K, Samborski W et al.: Comparison of microheterogeneity of alpha-1-acid-glycoprotein in serum and synovial fluid from rheumatoid arthritis patients. Clin Rheumatol 1994; 4: 598-604.
15. Łącki JK, Korczowska I: Immunopatologia chorób tkanki łącznej. [W:] Objawy reumatyczne w przebiegu chorób narządów wewnętrznych: Pazdur J. [red.], Termedia Poznań 2010; 19-33.
16. Hrycaj P: Microheterogeneity of alpha 1-antitrypsin in relation to the concentration of its complex with immunoglobulin A in the sera of patients with rheumatoid arthritis. Clin Exper Rheumatol 1996; 14: 119-123.
17. Tillett WS, Francis Tjr: Serological reactions in pneumonia with a nonprotein somatic fraction of pneumococcus. J Exp Med 1930; 52: 561-585.
18. Blake GJ, Ridker PM: Inflammatory bio-markers and cardiovascular risk prediction. J Intern Med 2002; 252: 283-294.
19. Morkowski J, Wiktorowicz K, Mackiewicz S: Pentaksyny – struktura i funkcja. Post Hig Med Dośw 1987; 41: 433-452.
20. Osmand AP, Friedenson B, Gewurz H et al.: Characterization of C-reactive protein and the complement subcomponent C1t as homologous proteins displaying cyclic pentameric symmetry (pentraxins). Proc Natl Acad Sci USA 1977; 74: 739-743.
21. Baumann H, Gauldie J: The acute phase response. Immunol Today 1994; 15, 74-80.
22. Heegaard NHH, Robe FA: A capillary electrophoresis-based assay for the binding of Ca2+ and phosphorylcholine to human C-reactive protein. J Immunol Methods 1993; 5: 103-110.
23. Munoz LE, Gaipl US, Franz S et al.: Systemic lupus erythematosus – a disease of clearance deficiency. Rheumatology (Oxford) 2005; 44: 1101-1107.
24. Volanakis JE: Human C-reactive protein: expression, structure, and function. Mol Immunol 2001; 38: 189-197.
25. Bell SA, Du Clos TW, Khursigara G et al.: Autoantibodies to cryptic epitopes of C-reactive protein and other acute phase proteins in the toxic oil syndrome. J Autoimmun 1995; 8: 293-303.
26. Rosenau BJ, Schur PH: Antibodies to C-reactive protein. Ann Rheum Dis 2006; 65: 674-676.
27. Robey FA, Jones KD, Steinberg AD: C-reactive protein mediates the solubilization of nuclear DNA by complement in vitro. J Exp Med 1985; 161: 1344-1356.
28. Bell SA, Faust H, Schmid A et al.: Autoantibodies to C-reactive protein and other acute-phase proteins in systemic autoimmune diseases. Clin Exp Immunol 1998; 113: 327-332.
29. Sjöwall C, Eriksson P, Almer S et al.: Autoantibodies to C-reactive protein is a common finding in SLE, but not in primary Sjögren’s syndrome, rheumatoid arthritis or inflammatory bowel disease. J Autoimmun 2002; 19: 155-160.
30. Sjöwall C, Bengtsson A, Sturfelt G et al.: Serum levels of autoantibodies against monomeric C-reactive protein are correlated with disease activity in systemic lupus erythematosus. Arthritis Res Ther 2004; 6: 87-94.
31. Korczowska-Łącka I, Cieślak D, Retman M et al.: Przeciwciała przeciwko białku C-reaktywnemu u chorych na toczeń rumieniowaty układowy. Reumatologia 2009; 47: 136-142.
32. Kovacs A, Green F, Hansson LO et al.: A novel common single nucleotide polymorphism in the promoter region of the C-reactive protein gene associated with the plasma concentration of C-reactive protein. Atherosclerosis 2005; 178: 193-198.
33. Szalai AJ, Wu J, Lange EM et al.: Single-nucleotide polymorphisms in the C-reactive protein (CRP) gene promoter that affect transcription factor binding, alter transcriptional activity, and associate with differences in baseline serum CRP level. J Mol Med 2005; 83: 440-447.
34. Lankisch PG: The problem of diagnosing chronic pancreatitis. Dig Liver Dis 2003; 35: 131-134.
35. Soetiono S, Sunartini, Machfudz S et al.: Cerebrospinal fluid C-reactive protein in the diagnosis of meningitis in children. Paediatr Indones 1989; 29: 20-27.
36. Szymczak E, Laskowska-Klita T, Helwich E et al.: Ocena przydatności oznaczania wybranych białek ostrej fazy we wczesnym rozpoznaniu zakażeń bakteryjnych u noworodków urodzonych przedwcześnie. Ped Pol 2000;75: 63-69.
37. Heeschen C, Hamm CW, Bruemmer J et al.: Predictive value of C-reactive protein and troponin T in patients with unstable angina: a comparative analysis. J Am Coll Cardiol 2000; 35: 1535-1542.
38. Ridker PM, Rifai N, Stampfer MJ et al.: Plasma concentration of interleukin-6 and the risk of future myocardial infarction among apparently healthy men. Circulation 2000; 101: 1767-1772.
39. Boncler M, Luzak B, Watała C: Znaczenie białka C-reaktywnego w patofizjologii miażdżycy. Post Hig Med Dośw 2006; 60: 538-546.
40. Torzewski J, Torzewski M, Bowyer DE et al.: C-reactive protein frequently colocalizes with the terminal complement complex in the intima of early atherosclerotic lesions of human coronary arteries. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1998; 18: 1386-1392.
41. Calabro P, Willerson JT, Yeh ET: Inflammatory cytokines stimulated C-reactive protein production by human coronary artery smooth muscle cells. Circulation 2003; 108: 1930-1932.
42. Ciubotaru I, Potempa LA, Wander RC: Production of modified C-reactive protein in U937-derived macrophages. Exp Biol Med (Maywood) 2005; 230: 762-770.
43. Emerging Risk Factors Collaboration, Kaptoge S, Di Angelantonio E, Lowe G, Pepys MB, Thompson SG, Collins R, Danesh J: C-reactive protein concentration and risk of coronary heart disease, stroke, and mortality: an individual participant meta-analysis. Lancet 2010; 375:132-140.
44. Gartner JC, Zitelli BJ, Malatack JJ et al.: Orthotopic liver transplantation in children: two year experience with 47 patients. Pediatrics 1984; 74: 140.
45. Migliazza L, Lopez Santamaria M, Murzia J et al.: Long-term survival expectancy after liver transplantation in children. J Pediatr Surg 2000; 35: 5-8.
46. Bakuła A, Socha P: Postać wątrobowa niedoboru alfa-1-antytrypsyny. Post Nauk Med 2010; 21: 51-57
47. Thomas GR, Forbes JR, Roberts EA et al.: The Wilson disease gene: spectrum of mutations and their consequences. Nature Genet 1995; 9:210-217.
48. Gollan JL, Gollan TJ: Wilson disease in 1998: genetic, diagnostic and therapeutic aspects. J Hepatol 1998; 28: 28-36.
49. Ferenci P, Caca K, Loudianos G et al.: Diagnosis and phenotypic classification of Wilson disease. Liver Int 2003; 23: 139-142
otrzymano: 2011-05-11
zaakceptowano do druku: 2011-06-02

Adres do korespondencji:
*Izabela Korczowska
Zakład Reumatologii i Immunologii Klinicznej Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu
ul. Przybyszewskiego 39, 60-356 Poznań
tel: (61) 854-72-10, fax: (61) 854-72-12
e-mail: ikorcz@post.pl

Postępy Nauk Medycznych s2/2011
Strona internetowa czasopisma Postępy Nauk Medycznych