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臨床生物化學(xué):第一節(jié) 健康與疾病時的血漿蛋白質(zhì)

一、概念血漿蛋白質(zhì)是血漿固體成分中含量很多、組成極為復(fù)雜、功能廣泛的一類化合物。目前已經(jīng)研究的血漿不下500種,其中已分離出接近純品者有200種。近10多年來,出現(xiàn)和使用了不少新技術(shù),用于分析血漿內(nèi)較微量的個別蛋白質(zhì),并研究其在疾病時的變化,這些資料有助于疾…

一、概念

血漿蛋白質(zhì)是血漿固體成分中含量很多、組成極為復(fù)雜、功能廣泛的一類化合物。目前已經(jīng)研究的血漿不下500種,其中已分離出接近純品者有200種。近10多年來,出現(xiàn)和使用了不少新技術(shù),用于分析血漿內(nèi)較微量的個別蛋白質(zhì),并研究其在疾病時的變化,這些資料有助于疾病的診斷并提供有價值的病理生理信息。研究有關(guān)個別蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能、代謝的知識正在迅速積累,并成為很活躍的研究領(lǐng)域。

血漿蛋白基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)及生物化學(xué)家的廣泛重視,正在進展的領(lǐng)域有以下幾個方面:

1.生物化學(xué)家分離純化各種血漿蛋白質(zhì)組分,研究它們的物理性質(zhì)、氨基酸的組成及順序,以及某些蛋白質(zhì)中結(jié)合的糖、脂類、金屬化合物、活性多肽、類固醇激素和其它各種化合物。許多工作是對這些蛋白、降解、轉(zhuǎn)換更新與代謝調(diào)節(jié)的研究。

2.生理學(xué)家與病理生理學(xué)家長期以來對血漿蛋白質(zhì)的生理功能感興趣研究它的膠體性質(zhì)、緩沖性質(zhì)和生理作用,在運輸脂類、多種金屬和微生時、元素中的作用,在結(jié)合和調(diào)節(jié)活性激素外外源性藥物體內(nèi)過程中的作用,以及血漿蛋白質(zhì)在反蝒腎小球濾過、腎小管回收功能和肝細胞功能方面的意義。

血漿蛋白質(zhì)亦廣泛地應(yīng)用于研究營養(yǎng)學(xué)問題,特別是蛋白質(zhì)的營養(yǎng)不良。

3.血漿蛋白質(zhì)具有遺傳的變異如結(jié)合珠蛋白和轉(zhuǎn)鐵蛋白等在不同人群中常見有結(jié)構(gòu)上的差異。還有一些雖然是少見的遺傳變異(如缺乏某一種脂蛋白或免疫球蛋白),可表現(xiàn)一定的臨床癥狀,亦具有臨床醫(yī)學(xué)上的意義。由于血液是人體組成中最易獲得的標本,遺傳學(xué)家常利用血漿蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上的差異作為研究人群與家族遺傳特征的標志。

4.在臨床生物化學(xué)實驗室中血漿蛋白質(zhì)的分析一直是最主要的常規(guī)工作之一。最早就用于有關(guān)肝及腎疾病和血液惡性腫瘤的診斷與預(yù)后的監(jiān)測。近年來由于個別蛋白質(zhì)微量和特異的分析檢測技術(shù)的進展,為不少病理過程和疾病的診斷又提供了新的信息。

血漿蛋白質(zhì)中不少特殊成分的研究,如血液凝固因子、免疫球蛋白組分及補體系統(tǒng)組分的檢測,在血液學(xué)與免疫學(xué)中都是基本的理論和實踐。

5.在進化與個體發(fā)育的生物化學(xué)研究中,已發(fā)現(xiàn)有不少正常胎兒時期的蛋白質(zhì)可以在惡性癌腫病人中重新出現(xiàn)。血漿蛋白質(zhì)合成的調(diào)控,如急性時相反應(yīng)蛋白的表達與釋放,在臨床醫(yī)學(xué)中是長期受注意而又尚未完全解決的課題,它與限制炎癥過程密切相關(guān)。此外,尚有不少蛋白質(zhì)水解酶的特異抑制物在血漿中循環(huán),它們具有十分重要的代謝調(diào)控作用,雖然其體內(nèi)過程尚未被完全闡明。

6.血漿蛋白質(zhì)在實際工作中還廣泛地用于組織與細胞培養(yǎng)。血漿中含有各種細胞刺激因子,它們對細胞的活力、增殖、分化、胸內(nèi)酶的合成及細胞特殊功能起著特殊的作用。必須指出,各種血漿蛋白質(zhì)組分對不同類型的細胞起的作用有特異性,已發(fā)展成為細胞生物學(xué)研究的重要分支。

7.在人類不少疾病,包括常見的兩種疾病——動脈粥樣硬化及腫瘤的發(fā)病學(xué)研究,以及最常見的糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)病機制中,血漿蛋白質(zhì)均有廣泛的涉及。

一般教科書將血漿蛋白質(zhì)多方面的功能概括為:①營養(yǎng);②緩沖與膠體滲透壓;③運載(包括類固醇、甲狀腺激素、維生素與、脂類、金屬與微量元素、藥物等);④免疫與防御功能(包括免疫球蛋白與補體);⑤凝血與纖維蛋白溶解;⑥各種醇的特殊功能;⑦代謝調(diào)控等幾大方面。

血漿蛋白質(zhì)的分類是一個較為復(fù)雜的問題,隨著分離方法和對血漿蛋白質(zhì)功能了解的進展,顯然可以從不同角度來進行歸納分類。早先通過鹽析法將血漿蛋白質(zhì)分為白蛋白和球蛋白兩大類,目前看來最實際的還是通過醋酸纖維薄膜電泳或瓊脂糖凝膠電泳獲得有關(guān)血漿蛋白質(zhì)全貌的圖譜,即將血漿蛋白質(zhì)分為白蛋白和α12β、γ球蛋白5個主要區(qū)帶,根據(jù)不同的電泳條件還可將各個區(qū)帶進一步分離。在瓊脂糖凝膠電泳中?煞殖鰝區(qū)帶。如果采用聚丙烯酰胺凝膠電泳在適當(dāng)條件下可以分出30多個區(qū)帶。應(yīng)當(dāng)理解,這咱分離區(qū)帶并非截然。近年免疫化學(xué)技術(shù)分析法的進展提供了對個別蛋白質(zhì)測量的新方法,二者結(jié)合可以為血漿蛋白質(zhì)的分析和臨床意義積累很好的有用資料。

目前許多學(xué)者試圖按功能進行分類,如營養(yǎng)、修補、運輸、載體、補體系統(tǒng)和凝血因子等等。

本章首先將血漿蛋白質(zhì)按電泳和功能為主,試行分類歸納于表、表2-2供參考,以便對血漿蛋白質(zhì)種類有一總的概念。然后再依次介紹一些具有代表性的個別血漿蛋白質(zhì)的理化特性、功能與臨床意義、常見疾病時血漿蛋白質(zhì)的變化圖譜以及血漿蛋白質(zhì)的檢測及其臨床應(yīng)用。

表2-1 血漿蛋白質(zhì)的分類與特征(以區(qū)帶電泳為主要技術(shù)分類)

bhskgw.cn/kuaiji/
蛋白質(zhì)人參考值半壽期(天)分子量(萬)等電點含糖量簡注
前白蛋白200-4005.44.7營養(yǎng)指標
白蛋白35000-5000015-196.644-5.80在許多疾病時降低,有較廣泛的載體功能
α1區(qū)帶球蛋白
α1-抗胰蛋酶780-200045.54.812APR,抗胰蛋白水解酶先天缺陷易導(dǎo)致肺氣腫,肝硬化
α1酸性糖蛋白500-150054.02.7-445APR
α1脂蛋白1700-325020脂類運輸
α1胎兒球蛋白0.036.9胎兒期蛋白
α2區(qū)帶球蛋白
結(jié)合珠蛋白300-215028.5-404.112APR,結(jié)合,溶血時減少
α>2巨球蛋白1250-41005805.48腎病期增加,抗蛋白水解酶
銅藍蛋白200-5004.5164.4APR,含銅
β1區(qū)帶蛋白
轉(zhuǎn)鐵蛋白2000-350077.75.76負性APR,轉(zhuǎn)運Fe在低色素貧血時增加
血紅素結(jié)合蛋白500-11505.7結(jié)合血紅素
β脂蛋白600-1550300脂類運輸
C420.67補體系統(tǒng)
β2區(qū)帶蛋白
纖維蛋白原2000-40002.5345.53APR,纖維蛋白前身參與血凝
C3700-1500182APR,補體系統(tǒng)
β2-微球蛋白1-21.18
γ區(qū)帶球蛋白
IgG5250-1650024166-7.33抗體組分
IgA400-39006178
IgM250-310059012
C-反應(yīng)蛋白<8126.20APR,防御蛋白

1.表2-1中所列僅為部分主要的血漿蛋白質(zhì)組分;

2.正常參考值隨選用檢測方法和年齡有所不同;

血漿蛋白質(zhì)的功能分類

功能分類功能特征
運輸載體
血漿脂蛋白系統(tǒng)包括乳糜微粒、VLDL、LDL、HDL等,運輸膽固醇、磷脂、甘油酯及脂肪酸(詳見脂蛋白代謝)
前白蛋白與白蛋白運輸游離脂酸、甲狀腺素、多種藥物(如阿司匹林、巴比妥類、青霉素等)
甲狀腺素結(jié)合球蛋白特異高親和力結(jié)合甲狀腺激素
皮質(zhì)素結(jié)合球蛋白特異高親和力結(jié)合皮質(zhì)醇
類固醇激素結(jié)合球蛋白特異高親和力結(jié)合類固醇激素
視黃醛結(jié)合蛋白結(jié)合視黃醛
轉(zhuǎn)鐵蛋白運輸鐵
結(jié)合珠蛋白結(jié)合血紅蛋白
血色素結(jié)合蛋白結(jié)合血紅素
銅藍蛋白運輸銅
補體系統(tǒng)至少有13種具有酶激活性的蛋白質(zhì),C1qC1rC1s、C2、C3C4、C5、C6、C7、C8、C9、C1脂酶抑制物和備解素等
凝血系統(tǒng)包括纖維蛋白原在內(nèi)的10種以上蛋白質(zhì)
激肽系統(tǒng)包括激肽原及激肽酶,釋放激肽
免疫功能包括IgG、M、D、E、A,C反應(yīng)蛋白
蛋白酶的抑制物至少有6種以上具有蛋白酶抑制作用的血漿蛋白質(zhì),包括α1-抗胰蛋白酶、α1-抗糜蛋白酶、α2-巨球蛋白等
免疫抑制作用αFP等
其它具有酶活性的蛋白質(zhì)來自組織細胞的可溶性蛋白質(zhì)或由于細胞破裂而進入血循環(huán)的細胞內(nèi)酶,但也有一些血漿中的酶具有重要的調(diào)節(jié)代謝作用,如LCAT
具有激素活性的蛋白質(zhì)胰島素

二、血漿蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)、功能與臨床意義

(一)前白蛋白

前白蛋白(prealbumin,PA),分子量5.4萬,由肝細胞合成,在電泳分離時,常顯示在白蛋白的前方,其半壽期很短,僅約12小時。因此,測定其在血漿中的濃度對于了解蛋白質(zhì)在營養(yǎng)不良和肝功能不全,比之白蛋白和轉(zhuǎn)鐵蛋白具有更高的敏感性。PA除了作為組織修補的材料外,還可視作一種運載蛋白,可結(jié)合T4與T3,而對T3的親和力更大。PA與視黃醇結(jié)合蛋白形成復(fù)合物,具有運載維生素A的作用。在急性炎癥、惡性腫瘤、肝硬化或腎炎時其血濃度下降。

(二)白蛋白

白蛋白(albumin,Alb)系由肝實質(zhì)細胞合成,在血漿中的半壽期約為15-19天,是血漿中含量最多的蛋白質(zhì),占血漿總蛋白的40%-60%。其合成率雖然受食物中蛋白質(zhì)含量的影響,但主要受血漿中白蛋白水平調(diào)節(jié),在肝細胞中沒有儲存,在所有細胞外液中都含有微量的白蛋白。關(guān)于白蛋白在腎小球中的濾過情況,一般認為在正常情況下其量甚微,約為血漿中白蛋白的0.04%,按此計算每天從腎小球濾過液中排出的白蛋白即可達3.6g,為終尿中蛋白質(zhì)排出量的30-40倍,可見濾過液中多數(shù)白蛋白是可被腎小管重新吸收的。有實驗證實白蛋白在近曲小管中吸收,在小管細胞中被溶酶體中的水解酶降解為小分子片段而進入血循環(huán)。白蛋白可以在不同組織中被細胞內(nèi)吞而攝取,其氨基酸可被用為組織修補。

白蛋白的分子結(jié)構(gòu)已于1975年闡明,為含585個氨基酸殘基的單鏈多肽,分子量為66458,分子中含17個二硫鍵,不含有糖的組分。在體液pH7.4的環(huán)境中,白蛋白為負離子,每分子可以帶有200個以上負電荷。它是血漿中很主要的載體,許多水溶性差的物質(zhì)可以通過與白蛋白的結(jié)合而被運輸。這些物質(zhì)包括膽紅素、長鏈脂肪酸(每分子可以結(jié)合4-6個分子)、膽汁酸鹽、前列腺素、類固醇激素、金屬離子(如Cu2+、Ni2+、Ca2+)藥物(如阿司匹林、青霉素等)。

具有活性的激素或藥物當(dāng)與白蛋白結(jié)合時,可以不表現(xiàn)其活性,而視為其儲存形式,由于這種結(jié)合的可逆性和處于動態(tài)平衡,因此在調(diào)節(jié)這些激素和藥物的代謝上,具有重要意義。

血漿白蛋白另一重要功能是纖維血漿的膠體滲透壓,并具有相當(dāng)?shù)木彌_酸與堿的能力。

臨床意義:

1.血漿白蛋白濃度可以受飲食中蛋白質(zhì)攝入量影響,在一定程度上可以作為個體營養(yǎng)狀態(tài)的評價指標。

2.在血漿白蛋白濃度明顯下降的情況下,可以影響許多配體在血循環(huán)中的存在形式,包括內(nèi)源性的代謝物(Ca2+、脂肪酸)、激素和外源性的藥物。在同樣血濃度下,由于白蛋白的含量降低,其結(jié)合部分減少,而游離部分相對增加,這些游離狀態(tài)的配體一方面更易作用于細胞受體而發(fā)揮其活性作用,一方面也更易被代謝分解,或由于其分子小而經(jīng)腎排泄。

3.血漿白蛋白的增高較少見,在嚴重失水時,對監(jiān)測血濃縮有診斷意義。

4.低白蛋白血癥在不少疾病時常見,可有以下幾方面的原因:

(1)由于白蛋白的合成降低:常見于急性或慢性肝疾病,但由于白蛋白的半壽期較長,因此,在部分急性肝病患者,血漿白蛋白的濃度降低可以表現(xiàn)不明顯。

(2)由于營養(yǎng)不良或吸收不良。

(3)遺傳性缺陷:無白蛋白血癥是極少見的一種代謝性缺損,血漿白蛋白含量常低于1g/L。但可以沒有癥狀(如水腫),可能部分由于血管中球蛋白含量代償性升高。

(4)由于組織損傷(外科手術(shù)或創(chuàng)傷)或炎癥(感染性疾病)引起的白蛋白分解代謝增加。

(5)白蛋白的異常丟失:由于腎病綜合征慢性腎小球腎炎、糖尿病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等而有白蛋白由尿中損失,有時每天可以由尿中排出蛋白達5g以上,超過肝的代償能力。在潰瘍性結(jié)腸炎及其它腸管炎癥或腫瘤時也可由腸管損失一定量的蛋白質(zhì)。在燒傷及滲出性皮炎可從皮膚喪失大量蛋白質(zhì)。

(6)白蛋白的分布異常:如門靜脈高壓引起的腹水中有大量蛋白質(zhì),是從血管內(nèi)滲漏入腹腔。

5.已發(fā)現(xiàn)有20多種以上白蛋白的遺傳性變異。這些個體可以不表現(xiàn)病癥,在電泳分析時血漿蛋白質(zhì)的白蛋白區(qū)帶可以出現(xiàn)2條或1條寬帶,有人稱之為雙蛋白血癥。當(dāng)某些藥物大量應(yīng)用(如青霉素大劑量注射使血濃度增高時)而與白蛋白結(jié)合時,也可使白蛋白出現(xiàn)異常區(qū)帶。

目前關(guān)于血漿或血清白蛋白的測定,最常使用的方法是利用其與某些染料如溴甲酚綠(bromcresolgreen,BCG)或溴甲酚紫)(bromcresolpurple,BCP)特異性的結(jié)合能力而加以定量。在pH4.2的條件下,BCG可與白蛋白定量地、特異地結(jié)合,而不受血漿中其它球蛋白的干擾。結(jié)合后的復(fù)合物在628nm有特殊吸收峰,而可與游離的染料相區(qū)別,這一吸收峰一般不受血漿中可能存在的其它化合物(如膽紅素、血紅素等)的影響,測定時應(yīng)控制染料的濃度、反應(yīng)的pH和時間。這是很實用的方法。一般用血漿量為20μl,在白蛋白10-60g/L濃度范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系、批內(nèi)C·V值<3%,正常成人參考值為35-50g/L,在直立姿勢采血,由于血濃縮其值可略高3g/L。

(三)α1-抗胰蛋白酶

α-抗胰蛋白酶(α1-antitrypsin,α1AT或AAT),是具有蛋白酶抑制作用的一種急性時相反應(yīng)蛋白,分子量為5.5萬,P1值4.8,含有10%-12%糖。在醋酸纖維薄膜或瓊脂糖電泳中泳動于α1區(qū)帶,是這一區(qū)帶的主要組分。區(qū)帶中的另2個主要組分;α1-酸性糖蛋白含糖量特別高,α1-脂蛋白含脂類特別高,因此蛋白質(zhì)的染色都很淺。作為蛋白酶的抑制物,它不僅作用于胰蛋白酶,同時也作用于糜蛋白酶、尿激酶、腎素、膠原酶、彈性蛋白酶、纖溶酶凝血酶等。AAT占血清中抑制蛋白酶活力的90%左右。AAT的抑制作用有明顯的pH依賴性,最大活力處于中性和弱堿性,當(dāng)pH4.5時活性基本喪失,這一特點具有重要的生理意義。

一般認為AAT的主要功能是對抗由多形核白細胞吞噬作用時釋放的溶酶體蛋白水解酶。由于AAT的分子量較小,它可透過毛細血管進入組織液與蛋白水解酶結(jié)合而又回到血管內(nèi),AAT結(jié)合的蛋白酶復(fù)合物并有可能轉(zhuǎn)移到α2-巨球蛋白分子上,經(jīng)血循環(huán)轉(zhuǎn)運而在單核吞噬細胞系統(tǒng)中被降低、消失。

AAT具有多種遺傳分型,利用不同pH的緩沖劑和電泳支持物,迄今已分離鑒定有33種等位基因(allotypes),其中最多見的是PiMM型(為M型蛋白抑制物的純合子體)占人群的90%以上,另外還有兩種蛋白稱為Z型和S型,可表現(xiàn)為以下遺傳分型:PiZZ、PiSS、PiSZ、PiMZ、PiMS,S型蛋白與M蛋白之間的氨基酸殘基僅有一個差異。對蛋白酶的抑制作用主要限于血循環(huán)中M型蛋白的濃度。以MM型的蛋白酶抑制能力為100%相比,ZZ型的相對活力僅為15%、SS為60%、MZ為57%、MS為80%,其它則無活性。

臨床意義:低血漿AAT可以發(fā)現(xiàn)于胎兒呼吸窘迫綜合征。AAT缺陷(ZZ型、SS型甚至MS表現(xiàn)型)常伴有早年(20-30歲)出現(xiàn)的肺氣腫,由于吸入塵埃和細菌引起肺部多形核白細胞的吞噬活躍,引起溶酶體彈性蛋白酶釋放,當(dāng)M型AAT蛋白缺乏時,蛋白水解酶過度地作用于肺泡壁的彈性纖維而導(dǎo)致肺氣腫的發(fā)生。AAT的缺陷,特別是ZZ表現(xiàn)型可引起肝細胞的損害而致肝硬化,機制未明。常用測定方法,一種是基于胰蛋白酶的抑制能力(trypsininhibitorycapacity),但目前已有免疫化學(xué)方法,供應(yīng)M蛋白AAT的試劑盒來測定。正常參考值為新生兒1450-2700mg/L、成人780-2000mg/L。如果排除急性時相反應(yīng)的存在,正常人血漿濃度<500mg/L提示可能存在變異的表現(xiàn)型,可進一步通過等電聚焦或淀粉膠電泳證實。

(四)α1-酸性糖蛋白

α-酸性糖蛋白(α1-acidglycoproteinTimes New Roman,AAG,早期稱之為乳清類粘蛋白)分子量近4萬,含糖約45%,pI為2.7-3.5,包括等分子的已糖、已糖胺和唾液酸。

AAG是主要的急性時相反應(yīng)蛋白,在急性炎癥時增高,顯然與免疫防御功能有關(guān),但詳細機制尚待闡明。早期工作認為肝是合成α1-糖蛋白的唯一器官,近年有證據(jù)認為某些腫瘤組織亦可以合成。分解代謝首先經(jīng)過唾液酸的分子降解而后蛋白質(zhì)部分很快在肝中消失。AAG可以結(jié)合利多卡因普萘洛爾心得安),在急性心肌梗死時AAG作為一種急性時相反應(yīng)蛋白可以升高,而干擾藥物劑量的有效濃度。

臨床意義:AAG的測定目前主要作為急性時相反應(yīng)的指標,在風(fēng)濕病、惡性腫瘤及心肌梗死患者亦常增高,在營養(yǎng)不良、嚴重肝損害等情況下降低。測定方法:使用AAG的抗體制成免疫化學(xué)試劑盒,可設(shè)計成免疫擴散或濁度法檢測。正常參考值為500-1500mg/L,亦可采用過氯酸和磷鎢酸分級沉淀AAG后,測定蛋白質(zhì)或含糖量來計算之。

(五)甲胎蛋白

正常情況下甲胎蛋白(α-fetoprotein,αFP或AFP)主要在胎兒肝中合成,分子量6.9萬,在胎兒13周AFP占血漿蛋白總量的1/3。在妊娠30周達最高峰,以后逐漸下降,出生時血漿中濃度為高峰期的1%左右,約40mg/L,在周歲時接近成人水平(低于30μmg/L)。

臨床意義:在產(chǎn)婦羊水或母體血漿中AFP可用于胎兒產(chǎn)前監(jiān)測。如在神經(jīng)管缺損、脊柱裂、無腦兒等時,AFP可由開放的神經(jīng)管進入羊水而導(dǎo)致其在羊水中含量顯著升高。胎兒在宮腔內(nèi)死亡、畸胎瘤等先天缺陷亦可有羊水中AFP增高。AFP可經(jīng)羊水部分進入母體血循環(huán)。在85%脊柱裂及無腦兒的母體,血漿AFP在妊娠16-18周可見升高而有診斷價值,但必須與臨床經(jīng)驗結(jié)合,以免出現(xiàn)假陽性的錯誤。

在成人,AFP可以在大約80%的肝癌患者血清中升高,在生殖細胞腫瘤出現(xiàn)AFP陽性率為50%。在其它腸胃管腫瘤如胰腺癌肺癌及肝硬化等患者亦可出現(xiàn)不同程度的升高。

測定方法:根據(jù)不同標本可選用不同方法。羊水可采用免疫擴散或火箭電泳法。一般放射免疫測定標本需先加以稀釋。注意避免胎兒血(AFP濃度比羊水高200倍)的污染。血漿標本可采用放射免疫或酶標免疫法測定。反向免疫電泳亦用于對肝病患者的篩選試驗。在乙型肝炎流行區(qū),AFP的普查可用以早期篩選肝癌。血清正常參考值,健康成人<30μg/L(或30ng/ml),新生兒<50mg/L,妊娠母體20周20-100μg/L,羊水(20周妊娠)5-25mg/L。

(六)結(jié)合珠蛋白

結(jié)合珠蛋白(haptoglobin,Hp)在血漿中與游離的血紅蛋白結(jié)合,是一種急性時相反應(yīng)蛋白。在CAM電泳及瓊脂糖凝膠電泳中位于α2區(qū)帶。分子中有兩對肽鏈(α與β鏈)形成α2β2四聚體。α鏈有α1及α2兩種。而α1又發(fā)現(xiàn)有α1F及α1S兩種遺傳變異體(F表示電泳遷移率相對為fast,S表示slow,兩種變異體的多肽鏈只有一個氨基酸的殘基組成不同),由于α1F、α1S、α2三種等位基因編碼形成αβ聚合體,因此個體之間可有多種遺傳表現(xiàn)型(表2-3)。不同個體,由遺傳獲得的特征基因型決定了血漿中Hp的性質(zhì),這就是所謂基因多形性(polymorphism)的表現(xiàn)。還有一些血漿蛋白質(zhì)也表現(xiàn)有相似的遺傳變異,如β脂蛋白、α1AT、IgG等,Hp在遺傳研究上是頗為引起興趣的課題。

表2-3 結(jié)合珠蛋白的幾種遺傳表現(xiàn)型

表現(xiàn)型亞單位的結(jié)構(gòu)備注
Hp1-11F)2β2α1Fα1Sβ2(α1S)2β2分子量約為8萬,α鏈含氨基酸殘基83個,β鏈含氨基酸殘基245個
Hp2-1(α1Sα2β2)n(α1Fα2β2)n分子量為12萬-20萬的聚合體,由于n不同,可以在電泳中出現(xiàn)多條帶
Hp2-2(α2β)nn=3-8分子量為16萬-40萬,由于n不同,可在電泳中出現(xiàn)多條帶

Hp的主要功能是能與紅細胞中釋出的自由形式存在的血紅蛋白結(jié)合,每分子Hp可以結(jié)合兩分子的Hp。結(jié)合是不可逆的,一旦結(jié)合后,復(fù)合物在幾分鐘之內(nèi)轉(zhuǎn)運到肝,肝細胞上有特異受體,可十分有效地結(jié)合Hp-Hb復(fù)合物進入肝細胞而被降解,氨基酸和鐵可被機體再利用。因此Hp可以防止Hb從腎丟失而為機體有效地保留鐵。在一次急性血管內(nèi)溶血時血循環(huán)中的Hp可以結(jié)合3g以上的Hb。Hp在溶血后含量急劇降低,Hp與Hb結(jié)合后不能重新被利用,但急性溶血后其在血漿中的濃度一般在一周內(nèi)即可由再生而恢復(fù)。

臨床意義:正常參考值范圍較寬,因此一次測定的價值不大,連續(xù)觀察可用于監(jiān)測急性時相反應(yīng)和溶血是否處于進行狀態(tài)。

急性時相反應(yīng)中血漿Hp增加,當(dāng)燒傷和腎病綜合征引起大量白蛋白丟失的情況下亦可增加,血管內(nèi)溶血如溶血性貧血、輸血反應(yīng)、瘧疾時Hp含量明顯下降。此外,在嚴重肝病患者Hp的合成降低。在新生兒期只有成人的10%-20%(50-480mg/L),6個月后肝成熟,血漿Hp即達成人水平(300-2150mg/L)。

(七)α2-巨球蛋白

α2巨球蛋白(α2-macroglobulin,α2MG或AMG)是血漿中分子量最大的蛋白質(zhì)。分子量約為65.2萬-80萬,含糖量約8%,由4個亞單位組成。它與淋巴網(wǎng)狀系統(tǒng)細胞的發(fā)育和功能有密切聯(lián)系(雖然確切的機制尚未明確)。

α2MG最突出的特性是能與多種分子和離子結(jié)合。特別是它能與不少蛋白水解酶結(jié)合而影響這些酶的活性。如與許多肽鏈內(nèi)切酶(包括絲氨酸、巰基、羧基蛋白水解酶和一些金屬蛋白水解酶)的結(jié)合。這些蛋白水解酶有纖維蛋白溶酶、胃蛋白酶、糜蛋白酶、胰蛋白酶及組織蛋白酶D等。研究表明,α2MG與蛋白水解酶相互作用可使α2MG的分子構(gòu)象發(fā)生變化,當(dāng)酶處于復(fù)合物狀態(tài)時,酶的活性部位沒有失活,但不容易作用于大分子底物,若底物為分子量小的蛋白質(zhì),即使有其它抗蛋白酶的存在,也能被α2MG-蛋白酶復(fù)合物所催化而水解。這樣,α2MG起到有選擇地保護某些蛋白酶活性的作用,這在免疫反應(yīng)中可能具有重要意義。

α2MG是由肝細胞與單核吞噬細胞系統(tǒng)中合成,半壽期約5天,但當(dāng)與蛋白水解酶結(jié)合成為復(fù)合物后其清除率加速。

在低白蛋白血癥時,α2MG含量可增高,可能系一種代償機制以保持血漿膠體滲透壓。妊娠期及口服避孕藥時血濃度增高。機制不明?刹捎妹庖呋瘜W(xué)法測定,正常成人參考值為1500-3500μg/L。

(八)銅藍蛋白

銅藍蛋白(ceruloplasmin,CER)是一種含銅的α2糖蛋白,分子量約為12萬-16萬,不易純化。目前所知為一個單鏈多肽,每分子含6-7個銅原子,由于含銅而呈藍色,含糖約10%,末端唾液酸與多肽鏈連接,具有遺傳上的基因多形性。

CER具有氧化酶的活性,對多酚及多胺類底物有催化其氧化的能力。最近研究認為CER可催化Fe2+氧化為Fe3+。對于CER是否是銅的載體存在不同看法。血清中銅的含量雖有95%以非擴散狀態(tài)處于CER,而有5%呈可透析狀態(tài)由腸管吸收而運輸?shù)礁蔚模诟沃袧B入CER載體蛋白(apoprotein)后又經(jīng)唾液酸結(jié)合,最后釋入血循環(huán)。在血循環(huán)中CER可視為銅的沒有毒性的代謝庫。細胞可以利用CER分子中的銅來合成含銅的酶蛋白,例如單胺氧化酶、抗壞血酸氧化酶等。

近年來另一研究結(jié)果認為CER起著抗氧化劑的作用。在血循環(huán)中CER的抗氧化活力可以防止組織中脂質(zhì)過氧化物和自由基的生成,特別在炎癥時具有重要意義。

CER也屬于一種急性時相反應(yīng)蛋白。

臨床意義:血漿CER在感染、創(chuàng)傷和腫瘤時增加。其最特殊的作用在于協(xié)助Wilson病的診斷,即患者血漿CER含量明顯下降,而伴有血漿可透析的銅含量增加。大部分患者可有肝功能損害并伴有神經(jīng)系統(tǒng)的癥狀,如不及時治療,此病是進行性和致命的,因此宜及時診斷,并可用銅螯合劑-青霉胺治療。血漿CER在營養(yǎng)不良、嚴重肝病及腎病綜合征時亦往往下降。婦女妊娠期、口服避孕藥時其含量有明顯增加。

(九)轉(zhuǎn)鐵蛋白

轉(zhuǎn)鐵蛋白(transferrin,TRF,siderophilin)是血漿中主要的含鐵蛋白質(zhì),負責(zé)運載由消化管吸收的鐵和由紅細胞降解釋放的鐵。以TRF-Fe3+的復(fù)合物形式進入骨髓中,供成熟紅細胞的生成。

TRF分子量約7.7萬,為單鏈糖蛋白,含糖量約6%。TRF可逆地結(jié)合多價離子,包括鐵、銅、、鈷等。每一分子TRF可結(jié)合兩個三價鐵原子。TRF主要由肝細胞合成,半壽期為7天。血漿中TRF的濃度受鐵供應(yīng)的調(diào)節(jié),在缺鐵狀態(tài)時,血漿TRF濃度上升,經(jīng)鐵有效治療后恢復(fù)到正常水平。

臨床意義:血漿中TRF水平可用于貧血的診斷和對治療的監(jiān)測。在缺鐵性的低血色素貧血中TRF的水平增高(由于其合成增加),但其鐵的飽和度很低(正常值在30%-38%)。相反,如果貧血是由于紅細胞對鐵的利用障礙(如再生障礙性貧血),則血漿中TRF正;虻拖拢F的飽和度增高。在鐵負荷過量時,TRF水平正常,但飽和度可超過50%,甚至達90%。

TRF在急性時相反應(yīng)中往往降低。因此在炎癥、惡性病變時常隨著白蛋白、前白蛋白同時下降。在慢性肝疾病及營養(yǎng)不良時亦下降,因此可以作為營養(yǎng)狀態(tài)的一項指標。

妊娠及口服避孕藥或雌激素注射可使血漿TRF升高。

有免疫試劑盒供應(yīng)抗體級標準品。用免疫擴散或濁度法檢測。正常成人參考值為2200-4000mg/L。新生兒為1300-2750mg/L。臨床評價時常同時測定血清鐵含量及TRF的鐵結(jié)合容量(TIBC),并可計算出的TRF鐵飽和度(%)。TRF亦可通過測定而間接計算估得,其計算方程式如下:

TRF(mg/L)=TIBC(μg/L)×0.70

(十)血紅素結(jié)合蛋白

血紅素結(jié)合蛋白(hemopexin,Hpx)分子量5.7萬,單鏈多肽,含糖量約22%。正常血漿中含量為500-1000μg/L,和游離血紅素有特異結(jié)合能力。它可配合結(jié)合珠蛋白對血紅蛋白進行處理。當(dāng)廣泛溶血時,血漿結(jié)合珠蛋白耗竭,循環(huán)中游離的血紅蛋白可降解為珠蛋白和血紅素兩部分。血紅素不溶于水,可與Hpx結(jié)合成復(fù)合物而運輸?shù)礁,分子中的鐵可被機體重新利用,卟啉環(huán)降解為膽紅素而由膽管排出。Hpx并不能與血紅蛋白結(jié)合,僅可與血紅素可逆地結(jié)合,而在血循環(huán)中反復(fù)利用,這是機體有效地保存鐵的又一種方式,而避免血紅蛋白和血紅素從腎排出體外。

(十一)β2-微球蛋白

β2-微球蛋白(β2-microglobulin,BMG)分子量為11800,存在于所有有核細胞的表面,特別是淋巴細胞和腫瘤細胞,并由此釋放入血循環(huán)。它是細胞表面人類淋巴細胞抗原(HLA)的β鏈(輕鏈)部分(為一條單鏈多肽),分子內(nèi)含一對二硫鍵,不含糖。半壽期約107分鐘,可透過腎小球,但尿僅有濾過量的1%,幾乎完全可由腎小管回收。

臨床意義:在腎功能衰竭、炎癥及腫瘤時,血漿中濃度可升高。主要的臨床應(yīng)用在于監(jiān)測腎小管功能。特別用于腎移植后,如有排斥反應(yīng)影響腎小管功能時,可出現(xiàn)尿中BMG排出量增加。在急性白血病和淋巴瘤有神經(jīng)系統(tǒng)浸潤時,腦脊液中BMG可增高。因含量微,常用放射免疫方法測定,正常血漿BMG參考值為1.0-2.6μg/L,尿中0.03-0.37mg/d。

(十二)C-反應(yīng)蛋白

在急性炎癥病人血清中出現(xiàn)的可以結(jié)合肺炎球菌細胞壁C-多糖的蛋白質(zhì)(1941年發(fā)現(xiàn)),命名為C-反應(yīng)蛋白(C-reactiveprotein,CRP)。最早采用半定量的沉淀試驗,現(xiàn)在制備優(yōu)質(zhì)的抗血清,可以建立高靈敏度、高特異性、重復(fù)性好的定量測定方法。CRP是第一個被認為是急性時相反應(yīng)蛋白的,在急性創(chuàng)傷和感染時其血濃度急劇升高。CRP由肝細胞所合成。

CRP含5個多肽鏈亞單位,非共價地結(jié)合為盤形多聚體。分子量為11.5萬-14萬。電泳分布在慢γ區(qū)帶,有時可以延伸到β區(qū)帶。其電泳遷移率易受一些因素影響,如鈣離子及緩沖液的成分。

CRP不僅結(jié)合多種細胞、真菌及原蟲等體內(nèi)的多糖物質(zhì),在鈣離子存在下,還可以結(jié)合卵磷脂和核酸。結(jié)合后的復(fù)合體具有對補體系統(tǒng)的激活作用,作用于C1q。CRP可以引發(fā)對侵入細胞的免疫調(diào)理作用和吞噬作用,而表現(xiàn)炎癥反應(yīng)。

臨床意義:作為急性時相反應(yīng)的一個極靈敏的指標,血漿中CRP濃度在急性心肌梗死、創(chuàng)傷、感染、炎癥、外科手術(shù)、腫癌浸潤時迅速顯著地增高,可達正常水平的2000倍。結(jié)合臨床病史,有助于隨訪病程。特別在炎癥過程中,隨訪風(fēng)濕病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、白血病等。

采用何種免疫化學(xué)檢測法,取決于各實驗室條件和對靈敏度、特異性的要求。免疫擴散、放射免疫、濁度法,以及酶標免疫測定方法均有實用價值。正常值:800-8000μg/L(免疫擴散或濁度法)。

(十三)其他血漿蛋白質(zhì)

血漿脂蛋白系統(tǒng)將于第四章詳細介紹,免疫球蛋白及補體系統(tǒng)由臨床免疫學(xué)詳細介紹,凝血因子由臨床血液學(xué)詳細介紹,此處略去。此外,在血漿中還有一些蛋白質(zhì)僅擇其特點,簡介如下:

1.α1-抗糜蛋白酶、間α胰蛋白酶抑制物處于α1、α2區(qū)帶間。前者分子量6.8萬,為急性時相反應(yīng)蛋白之一;后者分子量16萬,可分裂為碎片,具有抑制蛋白酶的作用。

2.一些來源于胎盤的血漿蛋白質(zhì)除具有激素作用的人類絨毛膜促性腺激素(分子量約4萬)及胎盤催乳素(lactogen)外,尚有妊娠相關(guān)血漿蛋白質(zhì)(pregnancy-associatep lasmaprotein,PAPP-A分子量為75萬,PAPP-B分子量100萬左右)。妊娠特異β-球蛋白(SP)分子量約9萬,妊娠期升高,可作為妊娠指標及監(jiān)測胎兒胎盤功能。

3.溶菌酶分子量約1.5萬。正常存在于細胞內(nèi)的溶酶體及外分泌液(如唾液)中,有天然殺菌作用。由顆粒白細胞及單核細胞中產(chǎn)生,而不存在于淋巴細胞。因此在結(jié)核和單核細胞白血病中增高,電泳中可出現(xiàn)于γ區(qū)帶之后,此溶菌酶可從腎小球濾過,但多數(shù)被腎小管重吸收而在小管上皮細胞內(nèi)分解?捎糜谀I小管功能的檢查。正常血清參考值為3.6-7.8mg/L。

4.癌胚抗原分子量近20萬的糖蛋白。在結(jié)腸、肺、胰腺、胃及乳腺惡性腫瘤時血漿中濃度可升高。特異性不高,但可用于手術(shù)后隨訪監(jiān)測手術(shù)是否清除徹底及復(fù)發(fā),亦可用于監(jiān)測化療的進展情況。正常血漿濃度<2.5μg/L。

三、關(guān)于血漿蛋白質(zhì)的正常參考值

上節(jié)中列舉了一些血漿蛋白的正常參考范圍,但必須指出這些數(shù)字是相對的。根據(jù)多個實驗室選用的方法和蛋白質(zhì)標準品有差異。

特別應(yīng)提及,近年來許多評論家對“健康”與“疾病”個體正常值的界限提出了更有實用價值的新概念(參閱第二十二章)。除此之外,由于在蛋白質(zhì)的測定中采用的標準品(基準物質(zhì))存在的問題更為復(fù)雜,使得各個實驗室裼之間的參考值范圍不易取得一致。衛(wèi)生部檢驗中心和世界衛(wèi)生組織曾推行供應(yīng)和采用公認的血漿蛋白質(zhì)標準品,但尚未能普遍實現(xiàn);旌涎鍢藴驶蚋鱾商品化的標準品也很難統(tǒng)一。因此,各家文獻中列出的參考值有較大的變異。此點在建立方法學(xué)與質(zhì)量控制中應(yīng)予妥善處理。關(guān)于不同年齡、性別與個體間的差異,作以下幾點歸納,可供參考。

(一)年齡組的變異

1.Gitlin等1975年發(fā)表了一個很詳盡的新生兒和胎兒血漿蛋白成分的數(shù)值。以新生兒血漿蛋白濃度/成人血漿蛋白濃度相對比值來看,AFP、α2MG、α1AT濃度在新生兒期顯著高于成人。Alb、纖維蛋白原、IgG與正常成人接近,其他各成分特別是IgM、IgA及C3、C4補體成分均偏低。

2.對8-95歲的年齡組分布調(diào)查有以下幾點特征:

(1)Alb在50歲前保持穩(wěn)定,50歲以后有下降趨勢。

(2)α1酸性糖蛋白在男30歲、女40歲后有上升趨勢。

(3)α1脂蛋白、α1AT40歲后有上升趨勢。

(4)Hp隨年齡增加而增加。

(5)α2MG在40歲前隨年齡增加而下降,到老年時又略有上升。

(6)轉(zhuǎn)鐵蛋白在男性40歲后有隨年齡增加而逐步下降的趨勢,女性則在30歲左右達高峰,以后亦逐步下降。

(7)IgA在出生前逐步上升,中年期達高峰。

(二)關(guān)于性別的差異

1.男性成人略高于女性的有Alb、α1-酸性糖蛋白、IgA等。

2.女性略高于男性成人的有α1脂蛋白、銅藍蛋白、α2MG。在妊娠期明顯增高的有銅藍蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白等。

(三)個體不同時期的差異及個體間的差異

Statland等1976年曾用同一方法測定個體24小時內(nèi)及不同天內(nèi)的血前漿蛋白水平的變異,并與人群間的變異相比較,獲得的概念是個人不同時期的變異大大地小于人群間不同個體間的變異(表2-4)。因此提出用正常健康狀態(tài)下本身的血漿蛋白質(zhì)數(shù)值作為正常參考值更有效和合理。這一概念是否能通過建立個人健康檔案而普遍地用于今后實際工作中去,尚待努力。

表2-4 五種血漿蛋白在個體內(nèi)與人群間的差異

血漿蛋白個體內(nèi)不同時間的變異(CV%)不同個體間的變異(CV%)
結(jié)合珠蛋白9.571
α1-酸性糖蛋白1142
轉(zhuǎn)鐵蛋白2.59
α1-抗胰蛋白酶316
α2-巨球蛋白317

四、疾病時血漿蛋白質(zhì)變化的圖譜特征

(一)關(guān)于急性時相反應(yīng)蛋白

急性時相反應(yīng)蛋白(acutephasereactants,APR)包括AAT、AAG、Hp、CER、C4、C3、纖維蛋白原、C-反應(yīng)球蛋白等等。其血漿濃度在炎癥、創(chuàng)傷、心肌梗死、感染、腫瘤等情況下顯著上升。另外有3種蛋白質(zhì):前白蛋白、白蛋白及轉(zhuǎn)鐵蛋白則出現(xiàn)相應(yīng)的低下。以上這類蛋白質(zhì)統(tǒng)稱為急性時相反應(yīng)蛋白,這一現(xiàn)象可稱為急性時相反應(yīng)。這是機體防御機制的一個部分,其詳盡機制尚未十分清楚。

當(dāng)機體處于炎癥或損傷狀態(tài)時,由于組織壞死及組織更新的增加,血漿蛋白質(zhì)相繼出現(xiàn)一系列特征性變化,這些變化與炎癥創(chuàng)傷的時間進程相關(guān),可用于鑒別急性、亞急性與慢性病理狀態(tài)。在一定程度上與病理損傷的性質(zhì)和范圍也有相關(guān)。

例如單純的手術(shù)創(chuàng)傷,C-反應(yīng)蛋白及α1抗糜蛋白酶在6-8小時內(nèi)即上升。繼之在12小時內(nèi)α1AG上升。在嚴重病例繼之可見到AAT、Hp、C4及纖維蛋白原的增加,最后C3及CER增加,2-5天內(nèi)達到主峰,同時伴有PA、Alb及TRF的相應(yīng)下降。如無并發(fā)感染,則免疫球蛋白可以沒有特殊變化,α2MG亦可無變化。因此結(jié)合后幾項可以作為監(jiān)測患者有否伴隨失水及血容量變化的指標。以上變化可用表2-5簡示。

表2-5 手術(shù)創(chuàng)傷后APR的變化

血漿蛋白質(zhì)6-8小時12小時24小時2-3天1周
前白蛋白↓↓
白蛋白
α-脂蛋白
α1-酸性糖蛋白↑↑↑↑↑↑↑
α1抗胰蛋白酶↑↑↑
α1-抗糜蛋白酶↑↑↑↑↑↑↑
α2巨球蛋白
銅藍蛋白
結(jié)合珠蛋白↑↑
血紅素結(jié)合蛋白
轉(zhuǎn)鐵蛋白↓↓
C3
纖維蛋白原↑↑
C-反應(yīng)蛋白↑↑↑↑↑

空格表示無變化

急性心肌梗死后的APR變化常與時間進程及損傷程度相關(guān)。一般也可分為3個時期:

1.損傷早期C-反應(yīng)蛋白、αAG、α1AT,α1AC、Hp及纖維蛋白原均很快上升,3周左右逐步恢復(fù)正常。

2.PA、Alb、TRF、α-脂蛋白、IgG5天內(nèi)明顯下降,3周左右逐步恢復(fù)。

3.C3、CER中等度增加,2周達高峰,C4、α2MG、IgM變化較小。

其中C-反應(yīng)蛋白、α-糖蛋白及結(jié)合珠蛋白3項與梗死區(qū)大小和血清酶的變化呈一定相關(guān)。以上現(xiàn)象目前的解釋是:在損傷和炎癥細胞釋放某引起生物活性介質(zhì),有證據(jù)提示是一些小分子的蛋白質(zhì),如白細胞內(nèi)源性介質(zhì)(leukocyticeudogenousmediators,LEM)等參與,目前知道有白細胞介質(zhì)(interleukin)IL-6,腫瘤壞死因子α及β,干擾素以及血小板活化因子等?蓪(dǎo)致肝細胞中上述蛋白質(zhì)的合成增加,以及前白蛋白、白蛋白及轉(zhuǎn)鐵蛋白在肝細胞中的合成減少。

(二)風(fēng)濕病

風(fēng)濕病可表現(xiàn)急性或慢性炎癥過程,包括多方面的變化。炎癥主要累及結(jié)締組織,但可伴有多系統(tǒng)的損害。患者血漿蛋白的異常改變主要包括急性炎癥反應(yīng)和由于抗原刺激引起的免疫系統(tǒng)增強的反應(yīng),其特征為:①免疫球蛋白升高,特別是IgA,并可有IgG及IgM的升高;②炎癥活動期可有α1AG、Hp及C3成分升高。

(三)肝疾病

肝是合成大多數(shù)血漿蛋白質(zhì)的主要器官,肝的枯否細胞可參與免疫細胞的生成調(diào)節(jié),因此肝疾病中可以影響到很多血漿蛋白質(zhì)的變化。在急性肝炎時,可以出現(xiàn)非典型的急性時相反應(yīng),如乙型肝炎活動期AAT增高,α1AG大致正常,而Hp常偏低,IgM起病時即可上升,PA、Alb往往下降,特別PA是肝功能損害的敏感指標。肝硬化時可有以下特bhskgw.cn/yishi/征:①IgG出現(xiàn)彌散性的增高,以及IgA的明顯升高;②α1AT是肝細胞損害的一個敏感指標,升高顯著;③C-反應(yīng)蛋白、CER及纖維蛋白原輕度升高;④α1AG、Hp、C3可由于肝細胞損害而偏低;⑤PA、Alb、α1脂蛋白及TRF明顯降低;⑥α2MG則可出現(xiàn)明顯地增高。其全貌可參見表2-6。

(四)選擇性蛋白質(zhì)的丟失

腎病患者或某些腸道疾病患者,?蓪(dǎo)致血漿蛋白質(zhì)丟失。其量常與蛋白質(zhì)的分子量相關(guān)。小分子量的白蛋白丟失最為明顯,而大分子量的蛋白則可有絕對含量的增加(由于肝細胞補償性的合成增加)。其特征往往表現(xiàn)為:①Alb明顯低下,同時PA、α1AG、αAT及TRF下降;②α2MG、β-脂蛋白及Hp多聚體的增加(Hp2-1、Hp2-2);③免疫球蛋白中Igg 降低,而IgM可有增加。

至于嚴重腎病致腎小球失去分子篩作用,或嚴重腸道炎癥導(dǎo)致非選擇性的蛋白丟失,以及全血喪失均可表現(xiàn)為廣泛的低血漿蛋白質(zhì)血癥。這類全低血漿蛋白質(zhì)圖譜也可以在充血性心力衰竭、肝功能衰竭、全血稀釋及營養(yǎng)不良時見到。

(五)妊娠期及高雌激素血癥

正常妊娠時表現(xiàn)為:①PA、Alb、α1AG及IgG略有降低;②α1AT、CER、TRF及纖維蛋白原有顯著增高。α1-脂蛋白可有中度增加。

在用雌激素治療的個體以及口服避孕藥者,可有類似上述血漿蛋白質(zhì)圖譜。

表2-6 幾種疾病時血漿蛋白質(zhì)的變化圖譜

乙型肝炎肝硬化選擇性蛋白丟失妊娠與高雌激素血癥
前白蛋白
白蛋白N或↓
α-脂蛋白
α1-酸性糖蛋白
α1-抗胰蛋白酶↑↑↑↑
α2-巨球蛋白↑↑
銅藍蛋白N↑↑↑
結(jié)合珠蛋白N↓N
轉(zhuǎn)鐵蛋白↑↑
β-脂蛋白
C3N↓N
纖維蛋白原N↑↑
IgG
IgA↑↑N
IgMN↑N
C-反應(yīng)蛋白N
電泳圖譜特征PA帶↓Alb略↓αβ不規(guī)則↑寬γ帶(有時可與β融成一片PA明顯↓Alb明顯↓ 寬γ帶Alb明顯↓α2↑β↑γ↓Alb略↓α2↑β↑

(六)遺傳性缺陷

血漿蛋白質(zhì)的遺傳性缺陷,包括個別蛋白質(zhì)發(fā)生變異或其量的完全缺乏與基本缺乏。這一現(xiàn)象多數(shù)是由于編碼的相應(yīng)蛋白質(zhì)基因發(fā)生遺傳上的突變或缺失。舉例如下:

1.α1抗胰蛋白酶缺乏病,患者血漿中α1AT可僅為正常的10%,是一種常染色體的隱性遺傳。雜合子患者血清中αAT含量也低于正常。由于α1AT占α1區(qū)帶中蛋白質(zhì)的大部分,這種異常在血清電泳中可以初步識別。進一步作免疫化學(xué)檢查可以確診。

2.結(jié)合珠蛋白缺乏病。

3.轉(zhuǎn)鐵蛋白缺乏病,為常染色體顯性遺傳。

4.銅藍蛋白缺乏病,為常染色體隱性遺傳。

5.補體成分缺失,此病少見;颊呖赏耆狈δ撤N補體成分,對感染的易感性增加。

6.免疫球蛋白缺乏,可表現(xiàn)為反復(fù)感染,可有一種或多種免疫球蛋白的缺陷。如無γ球蛋白血癥或低γ球蛋白血癥,全部免疫球蛋白組分均可降低。

7.無白蛋白血癥,為極罕見的遺傳病,完全缺乏時患者可以不發(fā)生嚴重癥狀,這是由于球蛋白代償性的增加。

五、血漿蛋白質(zhì)的檢測及其臨床應(yīng)用

血漿蛋白質(zhì)的檢測及其臨床應(yīng)用可以概括為以下幾方面:

1.定量地用化學(xué)方法測定血漿總蛋白質(zhì)以及白蛋白。

2.通過電泳將血漿(或血清)蛋白質(zhì)初步分離,可以半定量地檢測主要蛋白質(zhì)的組分及其圖譜,如Alb、α1、α2、β1、β2、γ等區(qū)帶,并以相對百分比表示之。

3 .特異的定量測定個別蛋白質(zhì),多采用免疫化學(xué)的技術(shù),通過制備特異的抗血清(或抗體)測定抗原-抗體復(fù)合物。依據(jù)抗原抗體結(jié)合及其復(fù)合物的檢測手段可有濁度亮度法、沉淀法、免疫擴散法、免疫電泳法等。如果含量很微的蛋白質(zhì)則采用放射免疫測定法(RIA)及酶免疫測定法(EIA)。

此處僅從臨床的需要,對方法學(xué)的臨床應(yīng)用及其進展作一簡介。

(一)血清總蛋白質(zhì)的測定

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)。健康成人在活動狀態(tài)采血,其含量為63-83g/L,平臥休息時為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);二是個別蛋白質(zhì)組分的明顯增加或減少。血濃縮時的高血漿蛋白血癥,各個組分成比例的增加(病史中有失水史)。血稀釋時的低血漿蛋白血癥亦是相對的,各組分蛋白質(zhì)仍保持正常的比例。

由于個別蛋白質(zhì)的變化所致的低蛋白血癥,最多見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單克隆免疫球蛋白增多。

應(yīng)當(dāng)指出,在進行化學(xué)定量測定血漿蛋白質(zhì)時,我們作了如下假定:①所有血漿蛋白是純的多肽鏈(糖脂類和金屬有機物等均不計在內(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,這是過于理想化了的,事實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)的測定,嚴格來講都是從實用出發(fā)的,是相對的定量。

至今,凱氏定氮法仍然是建立各個具體方法時采用的參考標準方法。

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。可采用公認的標準牛血清白蛋白作為標準品,經(jīng)精確稱量,必要時用凱氏定氮法標定。各地質(zhì)控中心提供的混合標準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)進行散射比濁法 用磺柳酸、三氯醋酸等配方,此方法甚為簡便,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選用的標準;④待測標本中的蛋白濃度。

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(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。缺點是多種蛋白質(zhì)與染料的結(jié)合力不一致?捡R亮藍在與蛋白質(zhì)結(jié)合后的吸收峰從465nm移向595nm,這一性質(zhì)可用分光光度法來定量檢測。

關(guān)于用化學(xué)方法測定白蛋白,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,離子強度0.05,標本用量3-5μl,標準電泳條件為CAM每厘米寬電流0.75mA,瓊脂糖約為每厘米寬10mA,電泳時間40-60分鐘,電泳前沿達6cm左右。雖然目前已開展和應(yīng)用不少個別蛋白質(zhì)的測定方法,但血漿蛋白質(zhì)電泳圖譜至今仍然是了解血漿蛋白質(zhì)全貌的有價值的方法,可用為初篩試驗,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),新鮮標本可以分出β帶(以C3成分為主)。由于各條區(qū)帶中各個蛋白質(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。

用血清蛋白質(zhì)電泳測定各組分的含量,通?刹捎酶鲄^(qū)帶的濃度百分比(%)或絕對濃度(g/L)表示之。

用醋酸纖維薄膜電泳測得正常小兒及成人血清蛋白質(zhì)的參考值可參見表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)它們在血清蛋白質(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α1α2βγ
臍帶5769.42.55.47.015.4
±12±5.6±1.0±1.6±2.4±4.4
新生兒6064.23.514.19.26.2
±12±13.2±3.6±2.1±2.4±4.8
1-5歲6865.23.111.210.210.4
±11±7.8±1.3±2.7±2.6±5.5
6-12歲6961.73.010.510.214.7
±14±6.1±1.8±3.4±2.0±5.8
成人1642.86.67.214.4
45-780.8-6.23.4-124.8-147.0-25
2642.85.99.817.5
55-710.9-4.82.6-9.26.3-13.312.2-22.3
368.73.16.08.213.8
53-76.61.3-5.02.7-9.95.5-14.98.8-21.3
462.24.26.610.217.33
47-770.7-7.62.4-10.84-16.48.8-25.7
565.72.285.78.817.5
58.8-72.70.7-3.83.6-7.86.3-11.312.3-22.7

△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)Albα1α2βγ
1.低蛋白血癥↓↓↓↓N↑NN↑
2.腎病型↓↓↓↓↑↑不定
3.肝硬化型↓N↑↓↓N↓N↓β-γ↑(融合)
4.急性炎癥或急性時相反應(yīng)癥N↓NN
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)↓NN
11.蛋白質(zhì)缺陷型個別區(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,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于風(fēng)濕病等免疫反應(yīng)性疾病。其它慢性炎癥則同時有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)法測定個別蛋白質(zhì)

散射比濁法和透射比濁法由于測定方法簡便、快速而被廣泛使用。許多試劑盒供應(yīng)抗血清及標準蛋白質(zhì),即可建立此測定法。此技術(shù)可以測定抗原-抗體復(fù)合物(沉淀顆粒)形成的量(終點法),亦可采用測定復(fù)合物形成的速率(動力學(xué)方法,即通過散射濁度計測定抗原-抗體混合反應(yīng)復(fù)合物顆粒形成的時間,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),可以通過制備標準曲線而計算)。

現(xiàn)已有設(shè)計完善的帶微電腦進行數(shù)據(jù)處理的散射濁度計和透射濁度計,以免疫化學(xué)系統(tǒng)(immuno-chemicalsystem,ICs )可供應(yīng)。免疫擴散法不需昂貴設(shè)備,放射免疫法則需要液體閃爍計數(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)測定法的特點列表總結(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
補體C­4,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)測定方法的比較

靈敏度準確性檢測時間
散射比濁法 10mg/L批內(nèi)CV值<5%幾分鐘(動力學(xué)法)
1小時。ńK點法)
透射比濁法 20-30mg/L批內(nèi)CV值5%-10%1小時內(nèi)
免疫擴散法 >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

關(guān)于免疫化學(xué)測定方法中的標準品和方法的標準化問題:含有準確含量的純抗原蛋白不易買到。制備的抗血清由于其來源不同,其特異性和靈敏度效價有很大差異,一個純蛋白制劑來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準化是方法推廣和使用的關(guān)鍵。據(jù)美國病理學(xué)會的研究報告,測α1AT用同一標本,使用5種不同的方法在510個實驗室報告的結(jié)果從1.6-2.34g/L。同一研究中C3補體的測定采用了8種不同方法,測定結(jié)果為149-282mg/L。

世界衛(wèi)生組織目前提供以下參考標準品:IgG 、IgA、IgM、IgD、IgE、αFP、CEA、Alb、C3、CER及TRP。使用國際單位(IU),沒有使用絕對的質(zhì)量單位。美國疾病控制中心(CDC)供應(yīng)的國家參考標準品人血清蛋白質(zhì)含13種蛋白質(zhì),亦使用WHO的國際單位標明含量。

由于不易獲得穩(wěn)定的抗血清和標準化的參考蛋白質(zhì),各個實驗室還不得不根據(jù)自己的條件建立自己的正常參考值。

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