C-reaktivní protein Doc. RNDr. Milo Tichý, CSc., Doc. MUDr. Jaroslav Gregor, CSc., PharmDr. Magdaléna Holeèková+, MUDr. Radek Pudil, Ph.D. II. interní klinika a ÚKBD+, Fakultní nemocnice Hradec Králové C-reaktivní protein (CRP) byl prokázán v roce 1930 na Rockefellerovì univerzitì v USA v plazmì nemocných pneumokokovou pneumonií, jako protein reagující s C-polysacharidem bunìèné stìny pneumokokových bunìk. Èasná fáze systémové zánìtlivé reakce byla pozdìji nazvána odpovìdí akutní fáze, i kdy zvýené koncentrace CRP jsou prokazovány nejen pøi akutních, ale i chronických zánìtech a u øady dalích onemocnìní. K rozvoji odpovìdi akutní fáze vedou nejèastìji infekce, úrazy, operace, popáleniny, infarkty, imunologicky i neimunologicky podmínìné zánìtlivé procesy a pokroèilá nádorová onemocnìní. Pøi odpovìdi akutní fáze dochází nejen ke zmìnám koncentrace CRP, ale i øady dalích bílkovin, vìtinou syntetizovaných v játrech. Proteiny akutní fáze mùeme definovat jako proteiny, které zvyují svoji koncentraci o 25% a více v prùbìhu prvních 7 dní po pokození tkánì (tab. 1). Proteiny akutní fáze mùeme rozdìlit podle rychlosti syntézy a odbourávání na: proteiny, které jsou rychleji syntetizovány, ne jsou odbourávány (zvýená koncentrace), mezi nì patøí CRP, serum amyloid A protein (SAA), kyselý alfa-1 glykoprotein, alfa-1 antitrypsin, haptoglobin, ceruloplazmin a fibrinogen. Dále bílkoviny, které jsou produkovány stejnou rychlostí, jako jsou odbourávány (ádná nebo malá zmìna koncentrace) - alfa-2 makroglobulin, C3 sloka komplementu, a koneènì bílkoviny, které jsou rychleji odbourávány ne produkovány (koncentrace sníená), jako je transferin, transthyretin a albumin. Pøi elektroforéze CRP migruje podle typu pouité elektroforézy mezi rychlými gama a pomalými beta globuliny, nebo v oblasti pomalých gama globulinù, a mùe vytváøet
ostrý gradient (falený M-gradient). Pøi bìné elektroforéze na agaróze (napø. od firmy SEBIA) je gradient zøetelný pøi koncentracích CRP korespondujících s citlivostí pouité elektroforetické metody, tedy pøi vyFunkce Inhibitory proteázs Koagulace
Komplement
Transportní proteiny
Rùzné
sokých koncentracích kolem 500 mg/l a více. CRP má molekulovou hmotnost kolem 120 kDa. Jeho molekula se skládá z pìti identických, neglykolyzovaných polypeptidických podjednotek (protomerù) o mol. hm. 24 kDa. CRP patøí mezi tzv. pentraxiny, co jsou multimericky organizované proteiny s variabilním poètem podjednotek (obr. 1). Název celé skupiny je odvozen od typického, pentagonálního tvaru molekuly CRP, daného nekovalentní vazbou pìti globulárních podjednotek. Klasické pentraxiny, tj. CRP a SAP (sé-
Protein akutní fáze
Zvýení
α1-antitrypsin α1-antitrypsinogen fibrinogen prothrombin faktor VIII plasminogen C1s C2, B C3, C4, C5 C9 C5b haptoglobin hemopexin ceruloplasmin ferritin C-reaktivní protein Sérum amyloid protein A
2-4 x 2-4 x
0-2 x
2-4 x
10-1000x
Tab.1: Podle: Ritchie, R.F., Navolotskaia, O.: Maine Printing Comp., USA 1996
8
Obr. 1: Prostorové zobrazení protomeru CRP (typ I) (CRP tvoøí 5 tìchto protomerù, kadý o 206 aminokyselinách, protomery jsou uspoøádány cyklicky a symetricky) Podle: Szalai, A.J. a spol.: Clin. Chem. Lab. Med, 37, 1999, 3: 265-270
rum amyloid P protein), jsou reaktanty akutní fáze. CRP je syntetizován játry (obr. 2). Tvorba CRP je v hepatocytech stimulována pøedevím interleukinem 6 (IL-6). Biologický poloèas cirkulujícího CRP je 19 h. CRP má schopnost aktivovat komplementový systém jak klasickou, tak i alternativní cestou. Váe se na rùzné ligandy, napø. významnou funkcí CRP je kalcium dependentní vazba na fosfatidylcholin bakteriální stìny a na bunìèné membrány. Vazba dvou volných iontù Ca2+ na kadou podjednotku podmiòuje zmìnu alosterické konfigurace CRP do podoby vhodné k vazbì na cílové struktury. CRP se pøitom váe na nukleární chromatin a membráno-
Graf 1: Mu, 59 let, Dg: dilataèní kardiomyopatie, srdeèní selhávání LK
vé struktury nekrotických a pokozených bunìk, nikoliv bunìk zdravých. Vazba a následná eliminace makromolekul z rozpadajících se bunìèných jader v nekrotické tkáni pøedstavuje dùleitou preventivní funkci, která zabraòuje autoimunní reakci proti vlastním nukleárním antigenùm. Ne zcela prozkoumané jsou úèinky CRP na funkci trombocytù a lymfocytù. Diskutována je schopnost CRP zamezit rùstu nìkterých nádorù a jeho pøímá antioxidaèní aktivita. CRP je dominujícím proteinem akutní fáze a jeho koncentrace se mùe za patologických stavù zýit a
ZÁNÌTLIVÝ PODNÌT Makrofág
VAZBA
Hepatocyt
phosphorylcholin, chromatin, fibronectin, laminin, bacteria, fungi, parasites, cells
AKTIVACE
complement modulation of phagocytosis Obr. 2: Podle: Ritchie, R.F., Navolotskaia, O.: Maine Printing Comp., USA 1996
9
1000x. U bakteriálních infekcí dosahuje hodnot 100-300 mg/l a více, na rozdíl od virových, mykobakteriálních a parazitárních infekcí, kdy dochází jen k mírnému vzestupu CRP (20-50 mg/l). Vzestup CRP je velmi rychlý, bìhem 6-10 h, maxima dosahuje za 24-48 h, a k normálním hodnotám se vrací bìhem asi 4 dnù. U zdravých jedincù je sérová koncentrace CRP obvykle nií ne 1 mg/l (90% má CRP pod 3 mg/l). Obecnì pouívaná hranice normálních hodnot CRP je 5 mg/l. Uiteèné je prùbìné sledování koncentrace CRP bìhem léèby. Úspìná terapie antibiotiky se projeví rychlým poklesem, pøi neúspìné léèbì zvýené koncentrace CRP pøetrvávají (graf 1). Skuteèný come-back zaívá CRP v souèasnosti, zejména se zjitìním, e hodnoty nad 2-3 mg/l lze pokládat za prediktivní ukazatele pozdìjí koronární pøíhody u nemocných anginou pectoris, a dokonce toto ohroení bylo prokázáno i na velkých souborech zdravých jedincù (graf 2, tab. 2). Zvýení koncentrace CRP mùe svìdèit pro pøítomnost zánìtu v koronárních tepnách (napø. u vulnerabilního ateromového plátu) a zvyuje riziko koronární pøíhody (tab. 3). Zvýení CRP se tak
Graf 2.: Rifai, N., Ridker, P.M.: Clinical Chemistry, 47, 2001, 3:403-411. NCPM = náhlá cévní pøíhoda mozková; OPT = onemocnìní periferních tepen Nìkteré studie analyzující vztah mezi CRP a kardiovaskulárními onemocnìními Autor / studie MONICA (1999) Ridker (1998) ECAT APS (1997) Pirro (2001)
Typ studie
Délka
Výsledek studie
randomisovaná prospektivní studie 936 prospektivní, 122 kard. 244 kontrol prospekt. studie u SAP a NAP, 1797 m., 324 . prospektivní studie 2037 zdr. m., stø. vìk
8 let
2,6x vyí riziko koronární pøíhody 5x vyí riziko KVP 7x vyí riziko IM 2x vyí relat. riziko koronární pøíhody 1,8x vyí riziko ICHS, nad 55 let
3 roky 2 roky 5 let
Tab 2.: SAP = stabilní angína pectoris; NAP = nestabilní angína pectoris; KVP = kardiovaskulární pøíhoda CRP jako nepøímý kardiovaskulární rizikový faktor moná vysvìtlení: 1. CRP odráí zánìt koronárních tepen zpùsobený patogenním agens 2. CRP odráí zánìt ve vztahu k rozsahu a závanosti aterosklerózy. 3. CRP odráí zánìt ve vztahu k rozsahu ischemie myokardu (angina). 4. CRP odráí zánìt ve vztahu k rozsahu nekrózy myokardu (AIM). 5. CRP odráí mnoství a aktivitu cirkulujících prozánìtlivých cytokinù (TNF, IL-1, IL-6). Tab 3: Podle: Lagrand ,W.K. a spol: Circulation, 100, 1999, 1:96-102.
stává spolu s vyím cholesterolem a dalími rizikovými faktory jedním ze základních ukazatelù rizika komplikace aterosklerózy (graf 3). Protoe se pro tyto úèely pohybujeme v hodnotách CRP pod hranicí normálních hodnot, je nezbytné pouít soupravy na vysoce citlivé (ultrasenzitivní) stanovení CRP, v rozsahu hodnot 0,1-20 mg/l. Zánìt hraje dùleitou roli pøi aterotrombóze a zjiování markeru zánìtu, jako je vysoce citlivé (high sensitivity) CRP (HSCRP), nás mùe informovat o riziku ruptury ateromového plátu (tab. 4). V praxi se èasto pouívá rozdìlení hodnot CRP na tercily: < 4 mg/l nízké riziko, 4-9 mg/l støední riziko a >9 mg/l vysoké riziko. Bìnì pouívané soupravy na stanovení CRP mají detekèní limit od 3 mg/l do 8 mg/l a rozsah mìøení do 250 mg/l. Tyto klasické soupravy nejsou pouitelné pro predikci rizika kardiovaskulárními onemocnìními. Kromì turbidimetrických a nefelometrických mìøení se pouívají i metody latexové nebo luminometrické.
Vlastní zkuenosti se stanovením HSCRP Ke stanovení HSCRP jsme pouili soupravy CRP (Latex) US, firmy Roche Diagnostic. Souprava obsahuje latexové èástice s monoklonálními protilátkami proti lidskému CRP v glycinovém pufru. Mìøí se aglutinace antigen-protilátkových komplexù turbidimetricky. Zkoumanou sestavu tvoøilo 12 nemocných s nestabilní anginou pectoris a akutním non-Q infarktem myokardu a 4 nemocní s vertebrogenním algickým syndromem (VAS). U vech nemocných jsme hodnotili, zda uívají statiny pro zvýené hladiny lipidù, stanovili jsme koncentraci troponinu T v séru, dále uvádíme v tabulce výsledek koronarografie, ekg a koneènou diagnózu. Jako patologické jsme hodnotili koncentrace HSCRP vyí ne 2 mg/l. V tab. 5 jsou výsledky u naeho sou10
Zjitìní zvýených hodnot HSCRP, jako pozitivního druhého rizikového markeru, vedlo k úpravì léèby o podávání statinù. Nemocná è. 15 - hypertenze, diabetes, hyperlipidémie, stav po pankreatitidì. Obì nemocné s nejvyími hodnotami HSCRP vykázaly v pøítích mìsících výrazné zhorení stavu. Nemocná è. 1 byla za dva mìsíce znovu hospitalizována a byla u ní provedena chirurgická revaskularizace. Nemocná è. 4 byla za 5 mìsícù také znovu hospitalizována a byla provedena chirurgická revaskularizace.
váme vìtinou se starími nemocnými, kteøí trpí nìkolika onemocnìními. Právì tyto multimorbidity zpùsobují znaèné potíe pøi interpretaci výsledkù HSCRP. Proto zvýené hodnoty CRP stanovené ultrasenzitivními metodami musí být hodnoceny individuálnì u kadého nemocného. Èím vyí jsou hodnoty HSCRP, tím je vyí riziko, jak jsme také pozorovali u dvou naich nemocných. Pøínosem je také vyuití HSCRP v kombinaci s ostatními markery rizika kardiovaskulárních onemocnìní a pøi pozitivitì indikují zahájení intenzívnìjí terapie, napø. statiny. CRP je relativnì stabilní bílkovina, preanalytická pøíprava vzorku je jednoduchá, mùe se urèovat jak v séru, tak v plazmì. Analytické postupy jsou dobøe standardizované. Asi polovina vech AIM je zjiována u osob s normální hladinou lipidù. Proto se hledají dalí potenciální markery rizika kardiovaskulárních onemocnìní, vèetnì homocysteinu, fibrinogenu, apoA, apoB a lipoproteinu (a). Ateroskleróza je multifaktoriální proces a je evidentní, e zánìt je dùleitou komponentou v její patogenezi. HSCRP je dalí rizikový faktor, který pøedevím v kombinaci s celkovým cholesterolem a HDL cholesterolem mùe predikovat budoucí AIM.
Diskuse
Závìr
Hlavním úskalím hodnocení zvýených hodnot HSCRP je nespecifiènost tohoto stanovení. Na oddìleních pro vnitøní choroby se setká-
Výsledky prospektivních studií zdravých jedincù, jako i výsledky studií u nemocných s ICHS, prokazují vztah mezi CRP a budoucí koronární pøíhodou. Bylo prokázáno tìsné spojení mezi zvýenými hodnotami CRP v plazmì a dysfunkcí endotelu. HSCRP je pøedevím marker zánìtu indukovaného cytokiny. CRP mùe pùsobit také jako prokoagulaèní faktor, protoe indukuje expresi tkáòového faktoru v monocytech. CRP je nalézán ve stìnì cévní ve velmi èasné fázi formace ateromového plátu. Pøes vechny tyto závané poznatky o úloze
Graf 3: Rifai, N., Ridker, P.M.,: Clinical Chemistry, 47, 2001, 3:403-411.
boru nemocných nestabilní anginou pectoris (NAP). Vyí hodnota HSCRP je u první nemocné, jednalo se o polymorbiditu - hypertenzi, diabetes mellitus, koxartrózu, chronickou renální insuficienci. U nemocných è. 3 a 9 lo o non-Q AIM. Tito nemocní mìli pozitivní jak HSCRP, tak i troponin T. Nemocná è. 4 - polymorbidita - hypertenze, cukrovka, flebotrombóza, ICHS, hyperlipidémie. Nemocný è. 10 mìl diagnózu hyperlipidémie, ICHS, obezita. Mìl také pozitivní cTnT. Nemocná è. 11 - herpes zoster, prùdukové astma, alergie, hypertenze. V tab. 6 jsou 4 nai nemocní s vertebrogenním algickým syndromem. Nemocná è. 13 mìla v dg. hypertenzi, Basedowovu chorobu, obezitu, spondylózu. Nemocná è. 14 mìla mírnì zvýený celkový cholesterol 5,2 mmol/l a nebyla léèena statiny.
HSCRP u více jak 5000 osob bez známek kardiovaskulárního onemocnìní Quintily
Rozpìtí mg/l
Riziko
1 2 3 4 5
0,1-0,7 0,7-1,1 1,2-1,9 2,0-3,8 3,8-15,0
nízké mírné støední vysoké velmi vysoké
Tab 4: Podle: Ridker, P.M.: Circulation, 103, 2001, 13:1813-1818.
11
HSCRP v predikci rizika budoucí koronární pøíhody má stanovení HSCRP pro klinickou interpretaci nìkterá závaná omezení. Jde o nespecifický zánìtlivý marker, který nejèastìji indikuje akutní infekci nebo trauma. I kdy velké prospektivní studie demonstrují, e HSCRP je silným, nezávislým prediktorem budoucího AIM a e HSCRP koreluje s dysfunkcí endotelu, je zapotøebí HSCRP vyhodnocovat v èase mimo období infekcí. U osob se známým chronickým, zánìtlivým (systémovým) onemocnìním má pouití HSCRP jen omezený význam. Èas zatím nedozrál pro populaèní testování HSCRP, protoe výsledky nejsou univerzálnì aplikovatelné a vyadují více poznatkù získaných z celkové populace. Zatím není indikována specifická terapie pro nemocné s pozitivním HSCRP, protoe v souèasnosti není známo, zda sníení hodnot HSCRP sniuje riziko kardiovaskulárních onemocnìní. Pøesto randomizované klinické studie naznaèují, e pøi podávání aspirinu a statinù ke sníení rizika u tìchto nemocných dochází. Stanovení HSCRP má nesporný klinický význam zejména pøi individuálním hodnocení rizika u jednotlivých nemocných nestabilní anginou pectoris, jak jsme také prokázali v naem malém souboru nemocných s NAP. Literatura 1. DUCLOS, T. W. Function of C-reactive protein. Ann. Med., 32, 2000, è. 4, s. 274-278. 2. KOENIG, W. C-reactive protein and cardiovascular risc: Has the time come for screening the general population? Clin. Chem., 47, 2001, è. 1, s.9-10. 3. LAGRAND, W. K. ET AL. C-reactive protein as a cardiovascular risk factor. More than an epiphenomenon? Circulation, 100, 1999, è. 1, s. 96-102. 4. PIRRO, M. ET AL. Age and duration of follow-up as modulators of the risk for ischemic heart disease associated with high plasma C-reactive protein levels in men. Arch. Intern. Med., 161, 2001, è. 20, s. 2474-2480. 5. RIDKER, P. M. High-sensitivy C-reactive protein. Circulation, 103, 2001, è. 13, s. 1813 -1818. 6. RIDKER, P. M., STAMPFER, M. J., RIFAI, N. Netradièní rizikové fak-
HSCRP u NAP n
pohl.
vìk
statiny
cTnT
HSCRP
KG
EKG
Dg
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
ena mu mu ena mu mu ena ena mu mu ena mu
69 66 61 59 55 60 74 65 58 69 76 72
+ + + + + + + + +
0,069 <0,01 0,97 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 0,53 0,053 <0,01 <0,01
9,45 1,29 2,02 12,56 1,96 0,64 0,87 0,68 2,56 4,13 2,21 0,66
path path path path path path odmítá path path path path path
-T nesp. nesp. RBBB AVI. -T RBBB -T nesp. LBBB RBBB -T
NAP NAP non-QIM NAP NAP non-QIM NAP NAP non-QIM NAP NAP NAP
KG
EKG
Dg
norm. odmítá norm. slow flow
-T LBBB nesp. HLK
VAS VAS VAS VAS
Tab 5: n
pohl.
vìk
statiny
13 14 15 16
ena ena ena mu
65 58 72 62
-? -
HSCRP u VAS HSCRP cTnT <0,01 <0,01 <0,01 <0,01
3,68 4,46 5,99 0,65
Tab 6: Elektroforéza bílkovin séra ipkou oznaèeny gradienty CRP 1. Normál 3. CRP = 147 mg/l 4. CRP = 160 mg/l 5. CRP = 219 mg/l 6. CRP = 314 mg/l 7. CRP = 367 mg/l 8. CRP = 419 mg/l Obr: Elektroforéza bílkovin séra
tory systémové aterosklerózy. JAMA-CS, 9, 2001, è. 10, s. 750-755. 7. RIFAI, N., RIDKER, P. M. High-sensitivity C-reactive protein: a novel and promising marker of coronary heart disease. Clin. Chem., 47, 2001, è. 3, s. 403-411. 8. RITCHIE, R. F., NAVOLOTSKAIA, O. Serum proteins in clinical medicine. Maine Printing Comp: USA, 1996. 1st Edition. 9. WESTHUYZEN, J., HEALY, H. Review: Biology and relevance of C-reactive protein in cardiovascular and renal disease. Ann. Clin. Lab. Sci., 30, 2000, è. 2, s. 133-143. 10. YU,
H., RIFAI, N. High-sensitivity C-reactive protein and atherosclerosis: from theory to therapy. Clin. Biochem., 33, 2000, è. 8, s. 601-610. 11. Rossi, E. Biasucci, L.M., Citterio, F. a spoluprac.: Risk of Myocardial Infarction and Angina in Patients With Severe Peripheral Vascular Disease. Predictive Role of C-Reactive Protein. Circulation, 105, 2002, è. 7, s.800-803 12. Campbell, B., Badrick, T., Flatman, R., Kanowski, D.: Limited clinical utility of highsensitivity plasma C-reactive protein assays. Ann. Clin. Bioechem., 39, 2002, s.85-88
12
