臨床生物化學(xué)/血漿蛋白質(zhì)的檢測(cè)及其臨床應(yīng)用
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血漿蛋白質(zhì)的檢測(cè)及其臨床應(yīng)用可以概括為以下幾方面:
1.定量地用化學(xué)方法測(cè)定血漿總蛋白質(zhì)以及白蛋白。
2.通過(guò)電泳將血漿(或血清)蛋白質(zhì)初步分離,可以半定量地檢測(cè)主要蛋白質(zhì)的組分及其圖譜,如Alb、α1、α2、β1、β2、γ等區(qū)帶,并以相對(duì)百分比表示之。
3 .特異的定量測(cè)定個(gè)別蛋白質(zhì),多采用免疫化學(xué)的技術(shù),通過(guò)制備特異的抗血清(或抗體)測(cè)定抗原-抗體復(fù)合物。依據(jù)抗原抗體結(jié)合及其復(fù)合物的檢測(cè)手段可有濁度亮度法、沉淀法、免疫擴(kuò)散法、免疫電泳法等。如果含量很微的蛋白質(zhì)則采用放射免疫測(cè)定法(RIA)及酶免疫測(cè)定法(EIA)。
此處僅從臨床的需要,對(duì)方法學(xué)的臨床應(yīng)用及其進(jìn)展作一簡(jiǎn)介。
(一)血清總蛋白質(zhì)的測(cè)定
新鮮全血采取后經(jīng)自然凝固,析出血清,除去含量約為2-4μg/L的纖維蛋白原,剩下的即為血清蛋白質(zhì)。健康成人在活動(dòng)狀態(tài)采血,其含量為63-83g/L,平臥休息時(shí)為60-78g/L。血漿總蛋白質(zhì)含量的變化不外兩大原因;一是血容量的改變(濃縮或稀釋);二是個(gè)別蛋白質(zhì)組分的明顯增加或減少。血濃縮時(shí)的高血漿蛋白血癥,各個(gè)組分成比例的增加(病史中有失水史)。血稀釋時(shí)的低血漿蛋白血癥亦是相對(duì)的,各組分蛋白質(zhì)仍保持正常的比例。
由于個(gè)別蛋白質(zhì)的變化所致的低蛋白血癥,最多見(jiàn)的原因是低血漿白蛋白。輕度的高蛋白血癥可由于慢性感染性疾病引起的多克隆,彌散性的γ球蛋白增多癥是由于多發(fā)性骨髓瘤或異常蛋白血癥時(shí)單克隆免疫球蛋白增多。
應(yīng)當(dāng)指出,在進(jìn)行化學(xué)定量測(cè)定血漿蛋白質(zhì)時(shí),我們作了如下假定:①所有血漿蛋白是純的多肽鏈(糖脂類和金屬有機(jī)物等均不計(jì)在內(nèi)),其含氮量平均為16%;②幾百種血漿蛋白其理化性質(zhì)雖不同,但與化學(xué)試劑作用產(chǎn)生的反應(yīng)(如呈色、沉淀)是一致的。顯然,這是過(guò)于理想化了的,事實(shí)上前一種情況是不存在的,后一種情況在不同蛋白質(zhì)之間也有很大的差別,因此采用任何一種化學(xué)方法作血漿蛋白質(zhì)的測(cè)定,嚴(yán)格來(lái)講都是從實(shí)用出發(fā)的,是相對(duì)的定量。
至今,凱氏定氮法仍然是建立各個(gè)具體方法時(shí)采用的參考標(biāo)準(zhǔn)方法。
雙縮脲比色法是目前首先推薦的蛋白質(zhì)定量方法。方法操作簡(jiǎn)便,雖然雙縮脲試劑有大同不異。其中酒石酸鉀納可以穩(wěn)定在堿性溶液中的銅離子,含有碘化物作為抗氧化劑。雙縮脲反應(yīng)生成的復(fù)合物其吸收峰為540nm??刹捎霉J(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)牛血清白蛋白作為標(biāo)準(zhǔn)品,經(jīng)精確稱量,必要時(shí)用凱氏定氮法標(biāo)定。各地質(zhì)控中心提供的混合標(biāo)準(zhǔn)血清可作為第二參考,血清用量100μl,在10-120g/L濃度范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系,批內(nèi)CV值<2%,其它常用的方法還有:
1.基于蛋白分子中含有酪氨酸和色氨酸而使用的酚試劑比色法 由于各種蛋白質(zhì)分子中上述兩種氨基酸的組成比例不同,特別是白蛋白含色氨酸為0.2%,而γ-球蛋白中含量達(dá)2%-3%,導(dǎo)致較大的差異。Lowry的改良法在酚試劑中加入Cu2+,集中原法和雙縮脲反應(yīng)兩者的作用,使呈色靈敏度提高。其中75%的呈色依賴于Cu2+。反應(yīng)產(chǎn)物最佳吸收峰在650-750nm,方法靈敏度為雙縮脲方法的100倍左右。有利于檢測(cè)較微量的蛋白質(zhì)。但試劑反應(yīng)仍易受多種化合物的干擾。
2.采用280nm和215/225紫外吸收值,計(jì)算蛋白質(zhì)含量 280nm 是由于蛋白質(zhì)分子中存在芳香族氨基酸所致。方法的特異性和準(zhǔn)確性受蛋白分子中該種氨基酸的含量比例影響甚大。尿酸和肝紅素在280nm附近有干擾。紫外區(qū)200-225nm是肽健的強(qiáng)吸收峰。在此區(qū)域其吸收值為280nm的10-30倍,將血清稀釋1000-2000倍可以消除干擾物質(zhì)的影響。
3.采用沉淀反應(yīng)進(jìn)行散射比濁法 用磺柳酸、三氯醋酸等配方,此方法甚為簡(jiǎn)便,不需特殊儀器,技術(shù)關(guān)鍵在于:①選擇最佳試劑濃度及溫度;②混勻技術(shù);③選用的標(biāo)準(zhǔn);④待測(cè)標(biāo)本中的蛋白濃度。
4.染料結(jié)合法 蛋白質(zhì)可與某些染料特異結(jié)合,如氨基黑(amino black)與考馬亮藍(lán)(comassive brilliant blue )。這一性質(zhì)除了可以用于電泳后的蛋白質(zhì)區(qū)帶染色,亦可用于總蛋白質(zhì)的定量。缺點(diǎn)是多種蛋白質(zhì)與染料的結(jié)合力不一致??捡R亮藍(lán)在與蛋白質(zhì)結(jié)合后的吸收峰從465nm移向595nm,這一性質(zhì)可用分光光度法來(lái)定量檢測(cè)。
關(guān)于用化學(xué)方法測(cè)定白蛋白,現(xiàn)多采用特異性的染料(BCG或BCP)結(jié)合法,已于第一節(jié)中介紹。
(二)血清蛋白質(zhì)的電泳分析
醋酸纖維薄膜(ACM)和瓊脂糖凝膠是目前最廣泛采用的兩類介質(zhì)。巴比妥緩沖液pH8.6,離子強(qiáng)度0.05,標(biāo)本用量3-5μl,標(biāo)準(zhǔn)電泳條件為CAM每厘米寬電流0.75mA,瓊脂糖約為每厘米寬10mA,電泳時(shí)間40-60分鐘,電泳前沿達(dá)6cm左右。雖然目前已開(kāi)展和應(yīng)用不少個(gè)別蛋白質(zhì)的測(cè)定方法,但血漿蛋白質(zhì)電泳圖譜至今仍然是了解血漿蛋白質(zhì)全貌的有價(jià)值的方法,可用為初篩試驗(yàn),以提供較全面的信息。正常血清電泳后可以很好地分為5條區(qū)帶(Alb、α1、α2、β1、β2),新鮮標(biāo)本可以分出β帶(以C3成分為主)。由于各條區(qū)帶中各個(gè)蛋白質(zhì)組分的重疊、覆蓋(如CER常被α2MG及Hp所掩蓋),以及某些蛋白質(zhì)染色帶很淺(如脂蛋白和α1糖蛋白),可以用其它染色方法輔助。目前除了常使用的氨基黑和麗春紅染料外,還采用靈敏度更高的考馬亮藍(lán)。
用血清蛋白質(zhì)電泳測(cè)定各組分的含量,通??刹捎酶鲄^(qū)帶的濃度百分比(%)或絕對(duì)濃度(g/L)表示之。
用醋酸纖維薄膜電泳測(cè)得正常小兒及成人血清蛋白質(zhì)的參考值可參見(jiàn)表2-7。
在疾病情況下血清蛋白質(zhì)可以出現(xiàn)多種變化。根據(jù)它們?cè)谘宓鞍踪|(zhì)電泳圖譜上的異常特征,不少學(xué)者曾試將其分為以下類型,參見(jiàn)表2-8及圖2-1。
表2-7 各年齡組血清蛋白質(zhì)電泳正常值(X±SD)范圍
| 年齡 | 總蛋白質(zhì)(g/L) | 蛋白質(zhì)各組分的濃度比(%) | ||||
| 白蛋白 | α1 | α2 | β | γ | ||
| 臍帶血 | 57 | 69.4 | 2.5 | 5.4 | 7.0 | 15.4 |
| ±12 | ±5.6 | ±1.0 | ±1.6 | ±2.4 | ±4.4 | |
| 新生兒 | 60 | 64.2 | 3.5 | 14.1 | 9.2 | 6.2 |
| ±12 | ±13.2 | ±3.6 | ±2.1 | ±2.4 | ±4.8 | |
| 1-5歲 | 68 | 65.2 | 3.1 | 11.2 | 10.2 | 10.4 |
| ±11 | ±7.8 | ±1.3 | ±2.7 | ±2.6 | ±5.5 | |
| 6-12歲 | 69 | 61.7 | 3.0 | 10.5 | 10.2 | 14.7 |
| ±14 | ±6.1 | ±1.8 | ±3.4 | ±2.0 | ±5.8 | |
| 成人△1 | 64 | 2.8 | 6.6 | 7.2 | 14.4 | |
| 45-78 | 0.8-6.2 | 3.4-12 | 4.8-14 | 7.0-25 | ||
| 2 | 64 | 2.8 | 5.9 | 9.8 | 17.5 | |
| 55-71 | 0.9-4.8 | 2.6-9.2 | 6.3-13.3 | 12.2-22.3 | ||
| 3 | 68.7 | 3.1 | 6.0 | 8.2 | 13.8 | |
| 53-76.6 | 1.3-5.0 | 2.7-9.9 | 5.5-14.9 | 8.8-21.3 | ||
| 4 | 62.2 | 4.2 | 6.6 | 10.2 | 17.33 | |
| 47-77 | 0.7-7.6 | 2.4-10.8 | 4-16.4 | 8.8-25.7 | ||
| 5 | 65.7 | 2.28 | 5.7 | 8.8 | 17.5 | |
| 58.8-72.7 | 0.7-3.8 | 3.6-7.8 | 6.3-11.3 | 12.3-22.7 | ||
△資料取自不同作者:①上海醫(yī)科大學(xué)n=50;②重慶醫(yī)科大學(xué)n=123;③同濟(jì)醫(yī)科大學(xué)n=132;④蘇州醫(yī)學(xué)院n=100;⑤湖南醫(yī)科大學(xué)n=100
表2-8 異常血清蛋白質(zhì)電泳圖譜的分型及其特征
| 血清蛋白質(zhì)的圖譜類型 | 總蛋白質(zhì) | Alb | α1 | α2 | β | γ | ||
| 1.低蛋白血癥 | ↓↓ | ↓↓ | N↑ | N | ↓ | N↑ | ||
| 2.腎病型 | ↓↓ | ↓↓ | ↑ | ↑↑ | 不定 | |||
| 3.肝硬化型 | ↓N↑ | ↓↓ | N↓ | N↓ | β-γ↑(融合) | |||
| 4.急性炎癥或急性時(shí)相反應(yīng)癥 | N | ↓N | ↑ | ↑ | N | |||
| 5.慢性炎癥型 | ↓ | ↑ | ↑ | ↑ | ||||
| 6.彌漫性肝損害型 | ↓N | ↓↓ | ↑↓ | ↑ | ||||
| 7.彌漫寬γ球蛋白血癥型 | ↑ | ↓N | ↑↑ | |||||
| 8.M蛋白血癥型 | 在α-γ區(qū)帶中出現(xiàn)M蛋白峰-M區(qū)帶峰 | |||||||
| 9.高α2(β)-球蛋白血癥 | ↓ | ↑↑ | ↑ | |||||
| 10.妊娠型(高α型) | ↓N | ↓ | ↑ | ↑ | N | |||
| 11.蛋白質(zhì)缺陷型 | 個(gè)別區(qū)帶出現(xiàn)特征性缺乏 | |||||||
上述電泳圖譜分型有助于臨床疾病判斷的參考。在某些蛋白質(zhì)異常增多的情況下,可出現(xiàn)異常區(qū)帶。如高濃度的αFP可以在Alb與α1區(qū)帶間出現(xiàn)一條清晰的新帶(有人稱之為肝癌型);CRP異常增高可出現(xiàn)特殊界限的γ區(qū)帶;單核細(xì)胞白血病可出現(xiàn)由于溶菌酶異常增多的γ后區(qū)帶等;單克隆免疫球蛋白異常癥(M蛋白血癥)則在α-γ區(qū)帶中出現(xiàn)一條很深的界限截然的M區(qū)帶。
在大劑量使用青霉素或水楊酸等藥物時(shí),由于藥物與白蛋白的結(jié)合,可導(dǎo)致這部分白蛋白電泳遷移率的加快而出現(xiàn)區(qū)帶狀的改變。
急性時(shí)相反應(yīng)型常以α1及α2區(qū)帶加深為特征;妊娠型以α1區(qū)帶增高為特征,伴有β區(qū)帶的增高;以α2區(qū)帶增高為特征的圖譜常見(jiàn)于風(fēng)濕病等免疫反應(yīng)性疾病。其它慢性炎癥則同時(shí)有α1、α2及γ-球蛋白的增加。在肝硬化及慢性肝炎伴肝硬化及慢性肝炎伴肝硬化可以出現(xiàn)β、γ區(qū)帶融合彌散的寬γ帶。慢性遷延型肝炎、慢性活動(dòng)型肝炎及慢性反復(fù)感染可以出現(xiàn)多條γ區(qū)帶的加深。
(三)免疫化學(xué)法測(cè)定個(gè)別蛋白質(zhì)
散射比濁法和透射比濁法由于測(cè)定方法簡(jiǎn)便、快速而被廣泛使用。許多試劑盒供應(yīng)抗血清及標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì),即可建立此測(cè)定法。此技術(shù)可以測(cè)定抗原-抗體復(fù)合物(沉淀顆粒)形成的量(終點(diǎn)法),亦可采用測(cè)定復(fù)合物形成的速率(動(dòng)力學(xué)方法,即通過(guò)散射濁度計(jì)測(cè)定抗原-抗體混合反應(yīng)復(fù)合物顆粒形成的時(shí)間,即反應(yīng)速率。一定條件下,反應(yīng)速率與反應(yīng)體系中抗原的含量直線相關(guān),可以通過(guò)制備標(biāo)準(zhǔn)曲線而計(jì)算)。
現(xiàn)已有設(shè)計(jì)完善的帶微電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的散射濁度計(jì)和透射濁度計(jì),以免疫化學(xué)系統(tǒng)(immuno-chemicalsystem,ICs )可供應(yīng)。免疫擴(kuò)散法不需昂貴設(shè)備,放射免疫法則需要液體閃爍計(jì)數(shù)器及應(yīng)用放射性同位素。
現(xiàn)將幾種常用的免疫化學(xué)測(cè)定法的特點(diǎn)列表總結(jié)比較于表2-9、10中。
表2-9 電泳與免疫化學(xué)檢測(cè)血清蛋白列表比較
| 電泳法(CAM法) | 各種免疫化學(xué)分析法 |
| 前白蛋白 | 前白蛋白 |
| 白蛋白 | 白蛋白 |
| α1球蛋白(區(qū)帶) | α1抗胰蛋白酶 |
| α1酸性糖蛋白 | |
| α1脂球蛋白 | |
| α1脂蛋白 | |
| 甲狀腺激素結(jié)合球蛋白,皮質(zhì)醇結(jié)合蛋白 | |
| α2球蛋白(區(qū)帶) | 結(jié)合珠蛋白 |
| α2巨球蛋白 | |
| 銅藍(lán)蛋白 | |
| 前β脂蛋白 | |
| β球蛋白(區(qū)帶) | 轉(zhuǎn)鐵蛋白 |
| 血紅素結(jié)合蛋白 | |
| 補(bǔ)體C-4,C3 | |
| β2微球蛋白 | |
| γ球蛋白(區(qū)帶) | IgG,A,M,D,E |
| C反應(yīng)球蛋白 |
表2-10 幾種免疫化學(xué)測(cè)定方法的比較
| 靈敏度 | 準(zhǔn)確性 | 檢測(cè)時(shí)間 |
| 散射比濁法 10mg/L | 批內(nèi)CV值<5% | 幾分鐘(動(dòng)力學(xué)法) |
| 1小時(shí)?。ńK點(diǎn)法) | ||
| 透射比濁法 20-30mg/L | 批內(nèi)CV值5%-10% | 1小時(shí)內(nèi) |
| 免疫擴(kuò)散法 >20mg/L | 批間CV值5%-15% | 1-2天 |
| 放射免疫法 μg/L | 批內(nèi)CV值5%-10% | 幾小時(shí) |
關(guān)于免疫化學(xué)測(cè)定方法中的標(biāo)準(zhǔn)品和方法的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題:含有準(zhǔn)確含量的純抗原蛋白不易買到。制備的抗血清由于其來(lái)源不同,其特異性和靈敏度效價(jià)有很大差異,一個(gè)純蛋白制劑來(lái)制備高特異性的抗血清亦非輕易之舉。因此抗血清的制備和方法的標(biāo)準(zhǔn)化是方法推廣和使用的關(guān)鍵。據(jù)美國(guó)病理學(xué)會(huì)的研究報(bào)告,測(cè)α1AT用同一標(biāo)本,使用5種不同的方法在510個(gè)實(shí)驗(yàn)室報(bào)告的結(jié)果從1.6-2.34g/L。同一研究中C3補(bǔ)體的測(cè)定采用了8種不同方法,測(cè)定結(jié)果為149-282mg/L。
世界衛(wèi)生組織目前提供以下參考標(biāo)準(zhǔn)品:IgG 、IgA、IgM、IgD、IgE、αFP、CEA、Alb、C3、CER及TRP。使用國(guó)際單位(IU),沒(méi)有使用絕對(duì)的質(zhì)量單位。美國(guó)疾病控制中心(CDC)供應(yīng)的國(guó)家參考標(biāo)準(zhǔn)品人血清蛋白質(zhì)含13種蛋白質(zhì),亦使用WHO的國(guó)際單位標(biāo)明含量。
由于不易獲得穩(wěn)定的抗血清和標(biāo)準(zhǔn)化的參考蛋白質(zhì),各個(gè)實(shí)驗(yàn)室還不得不根據(jù)自己的條件建立自己的正常參考值。
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