Immunology · 3.3

補体アッセイ

Complement assays

タグ: W6Seminar / 演習
検査値: C1インヒビター補体C1q 補体C4

🧠 補体検査は「溶血活性を利用した機能検査functional test機能検査（functional test）functional test（機能検査）（CH50）」と「個々の成分の濃度・活性化産物を測る免疫学的検査」の2本柱として読む。 CH50が正常でも一部の成分が50〜80%減少していることがあり、逆にCH50上昇の方がむしろ多い（補体タンパクは急性期タンパクAcute phase proteins, APP急性期タンパク（Acute phase proteins, APP）Acute phase proteins, APP（急性期タンパク）でもあるため）——「正常値＝異常なし」と単純に読まない注意が必要。C3・C4のパターン（同時低下 vs C3のみ低下）で、どの経路が活性化しているかまで推定できる。

補体検査で測定できるパラメータ

検査対象	内容
個々の因子活性 or 総合的な活性化	機能検査functional test機能検査（functional test）functional test（機能検査）
個々の補体因子濃度	定量検査quantitative test定量検査（quantitative test）quantitative test（定量検査）
制御因子regulatory factor制御因子（regulatory factor）regulatory factor（制御因子）濃度	定量検査quantitative test定量検査（quantitative test）quantitative test（定量検査）
遺伝子検査genetic testing遺伝子検査（genetic testing）genetic testing（遺伝子検査）	遺伝性疾患が疑われる場合、該当成分の遺伝子解析

CH50試験：溶血活性を利用した機能検査

補体の溶解能lytic capacity溶解能（lytic capacity）lytic capacity（溶解能）を利用し、溶血によって補体系complement system補体系（complement system）complement system（補体系）の存在presence存在（presence）presence（存在）を検出する。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sheep RBC'>羊赤血球</span>+ <span class='jp-term jp-term-diagram' title='sensitized RBC'>抗羊赤血球抗体</span>"]
  A --> B["+ ヒト血清（補体源）"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='classical pathway'>古典経路</span>活性化"]
  C --> D["溶血 → ヘモグロビン遊離 → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='absorbance'>吸光度</span>に反映"]
  A --> E["+ 56°C前加温血清（heat-inactivated）"]
  E --> F["補体は高温で失活 → 溶血なし（対照）"]

CH50＝羊赤血球sheep RBC羊赤血球（sheep RBC）sheep RBC（羊赤血球）の50%を溶血させる血清希釈倍数の逆数。血清中の基準値baseline / reference value基準値（baseline / reference value）baseline / reference value（基準値）は約142〜279 CH50 unit。他の体液中では通常血清の25〜30%程度。

⚠️ CH50が基準範囲reference range基準範囲（reference range）reference range（基準範囲）内でも「異常なし」とは言い切れない。 正常なCH50は全成分（C1〜C9）の存在を示すが、個々の因子は50〜80%減少してもCH50値には反映されないことがある（機能的な予備能reserve capacity予備能（reserve capacity）reserve capacity（予備能）が大きいため）。また補体因子の産生速度は炎症状態で増加するため、基準範囲reference range基準範囲（reference range）reference range（基準範囲）内の値が補体介在性complement-mediated補体介在性（complement-mediated）complement-mediated（補体介在性）組織傷害tissue injury組織傷害（tissue injury）tissue injury（組織傷害）を除外する根拠にはならない。

CH50上昇 vs 低下：どちらがより多いか

💡 CH50上昇の方が低下よりも頻度が高い——補体タンパクは急性期タンパクAcute phase proteins, APP急性期タンパク（Acute phase proteins, APP）Acute phase proteins, APP（急性期タンパク）でもあるから。炎症状態では補体タンパクの産生自体が増加するため、CH50は「低下」よりむしろ「上昇」する方がよくある所見。

CH50上昇	CH50低下
急性炎症acute inflammation急性炎症（acute inflammation）acute inflammation（急性炎症）状態、白血病、ホジキン病Hodgkin's diseaseホジキン病（Hodgkin's disease）Hodgkin's disease（ホジキン病）、肉腫	肝疾患、急性・慢性糸球体腎炎chronic glomerulonephritis (CGN)慢性糸球体腎炎（chronic glomerulonephritis (CGN)）chronic glomerulonephritis (CGN)（慢性糸球体腎炎）、関節リウマチ、溶血性貧血、SLE、移植拒絶graft rejection移植拒絶（graft rejection）graft rejection（移植拒絶）

CH50低下の原因：一次性 vs 二次性欠損

分類	機序
一次性欠損primary deficiency一次性欠損（primary deficiency）primary deficiency（一次性欠損）	多くは遺伝性：特定成分の先天的欠如・機能不全
二次性欠損secondary deficiency二次性欠損（secondary deficiency）secondary deficiency（二次性欠損）	①産生不足（insufficient production：肝機能障害liver dysfunction肝機能障害（liver dysfunction）liver dysfunction（肝機能障害）・飢餓状態starvation飢餓状態（starvation）starvation（飢餓状態））、②免疫反応での過剰消費（overconsumption：慢性感染chronic infection慢性感染（chronic infection）chronic infection（慢性感染）・免疫複合体疾患）

分類

機序

一次性欠損primary deficiency一次性欠損（primary deficiency）primary deficiency（一次性欠損）

多くは遺伝性：特定成分の先天的欠如・機能不全

二次性欠損secondary deficiency二次性欠損（secondary deficiency）secondary deficiency（二次性欠損）

①産生不足（insufficient production：肝機能障害liver dysfunction肝機能障害（liver dysfunction）liver dysfunction（肝機能障害）・飢餓状態starvation飢餓状態（starvation）starvation（飢餓状態））、②免疫反応での過剰消費（overconsumption：慢性感染chronic infection慢性感染（chronic infection）chronic infection（慢性感染）・免疫複合体疾患）

欠損部位ごとの臨床像

欠損部位	帰結
早期成分early components早期成分（early components）early components（早期成分）	オプソニン化不全defective opsonizationオプソニン化不全（defective opsonization）defective opsonization（オプソニン化不全）→免疫複合体が除去されない（not cleared）→免疫複合体病（例：SLE）
後期成分（late components：C5b, C6, C7, C8, C9）	MAC形成不能→ナイセリア感染Neisseria infectionナイセリア感染（Neisseria infection）Neisseria infection（ナイセリア感染）の反復

補体検査の一般的な臨床適応

家族歴に補体欠損症complement deficiencies補体欠損症（complement deficiencies）complement deficiencies（補体欠損症）、反復性細菌感染、リウマチ性rheumaticリウマチ性（rheumatic）rheumatic（リウマチ性）疾患、腎機能障害renal impairment腎機能障害（renal impairment）renal impairment（腎機能障害）・糸球体腎炎、蕁麻疹を伴わない全身性浮腫——これらが補体検査を考慮する典型的な契機になる。

個々の補体成分・活性化産物の測定法

抗原抗体反応antigen-antibody reaction抗原抗体反応（antigen-antibody reaction）antigen-antibody reaction（抗原抗体反応）に基づく手法（免疫沈降＝immunoprecipitation、放射免疫拡散法radial immunodiffusion放射免疫拡散法（radial immunodiffusion）radial immunodiffusion（放射免疫拡散法）＝radial immunodiffusion、濁度turbidity濁度（turbidity）turbidity（濁度）法＝turbidimetry、ELISA、ウェスタンブロットWestern blotウェスタンブロット（Western blot）Western blot（ウェスタンブロット）、RIA、免疫組織化学immunohistochemistry (IHC)免疫組織化学（immunohistochemistry (IHC)）immunohistochemistry (IHC)（免疫組織化学））で、個々の補体成分complement component補体成分（complement component）complement component（補体成分）の濃度や欠損を直接測定できる。

補体活性化ELISA

IgM・マンノースmannoseマンノース（mannose）mannose（マンノース）・LPSなどでプレートをコーティングし、抗C9抗体で検出——活性化・分解産物そのものを検出することで機能を評価する。

⭐ 活性化産物の測定は「経路のどこが動いたか」をより精密に教えてくれる。 利点：経路機能のより精密な特徴づけ、病的な活性化（消費増加）の検出が可能。測定対象は①酵素的切断産物cleavage product切断産物（cleavage product）cleavage product（切断産物）（C4a-C4b、C3a-C3b、Bb、C5a、iC3bなど）、②免疫複合体（C1rs-C1-INH、C3bBbP、C5b-9）の2種。

C3・C4パターンから活性化経路を推定する

パターン	示唆される経路
C3・C4が同時に低下	古典経路classical pathway古典経路（classical pathway）classical pathway（古典経路）（またはレクチン経路lectin pathwayレクチン経路（lectin pathway）lectin pathway（レクチン経路）／MBL経路）の活性化
C3のみ低下、C4は正常範囲	第二経路alternative pathway第二経路（alternative pathway）alternative pathway（第二経路）の活性化

症例1：髄膜炎とC5欠損

23歳男性、発熱・頭痛・項部硬直nuchal rigidity (neck stiffness)項部硬直（nuchal rigidity (neck stiffness)）nuchal rigidity (neck stiffness)（項部硬直）・倦怠Malaise倦怠（Malaise）Malaise（倦怠）感が2日間持続。腰椎穿刺lumbar puncture腰椎穿刺（lumbar puncture）lumbar puncture（腰椎穿刺）：髄液圧上昇・混濁opacity (turbidity)混濁（opacity (turbidity)）opacity (turbidity)（混濁）（多数の好中球、蛋白増加、グラム陰性双球菌Gram-negative diplococcusグラム陰性双球菌（Gram-negative diplococcus）Gram-negative diplococcus（グラム陰性双球菌）＝Neisseria meningitidis）。

検査：C5値は正常の18%、C2・C3・C7は正常。静注抗菌薬IV antibiotics静注抗菌薬（IV antibiotics）IV antibiotics（静注抗菌薬）治療で改善。

⭐ C5欠損はなぜ細菌性髄膜炎bacterial meningitis細菌性髄膜炎（bacterial meningitis）bacterial meningitis（細菌性髄膜炎）への易感染性を招くのか。 3つの活性化経路はいずれもオプソニンopsoninオプソニン（opsonin）opsonin（オプソニン）（C3b等）の形成には至れるため、貪食による排除はある程度機能する。しかしC5欠損ではC5a（走化性chemotaxis走化性（chemotaxis）chemotaxis（走化性）因子）とMAC（膜侵襲複合体membrane attack complex (MAC)膜侵襲複合体（membrane attack complex (MAC)）membrane attack complex (MAC)（膜侵襲複合体））の両方が作れない——莢膜をもつナイセリア属Neisseria (genus)ナイセリア属（Neisseria (genus)）Neisseria (genus)（ナイセリア属）菌のような、MAC依存性の直接溶解が排除に重要な病原体に対して特異的に脆弱になる。

症例2：遺伝性血管性浮腫

17歳女性、軽微な外傷後に長期間持続する組織腫脹。過去2年間、間欠的な腹痛と下痢（7回/日）のエピソードあり。検査：C3正常、C1インヒビターC1 inhibitorC1インヒビター（C1 inhibitor）C1 inhibitor（C1インヒビター）値は正常の20%——遺伝性血管性浮腫hereditary angioedema (HAE)遺伝性血管性浮腫（hereditary angioedema (HAE)）hereditary angioedema (HAE)（遺伝性血管性浮腫）と診断。

⚠️ C1インヒビターC1 inhibitorC1インヒビター（C1 inhibitor）C1 inhibitor（C1インヒビター）は補体系complement system補体系（complement system）complement system（補体系）だけでなく、ブラジキニンbradykininブラジキニン（bradykinin）bradykinin（ブラジキニン）-カリクレイン系bradykinin-kallikrein systemカリクレイン系（bradykinin-kallikrein system）bradykinin-kallikrein system（カリクレイン系）も抑制する二刀流の制御因子regulatory factor制御因子（regulatory factor）regulatory factor（制御因子）。 C1インヒビターC1 inhibitorC1インヒビター（C1 inhibitor）C1 inhibitor（C1インヒビター）欠損では、①古典経路classical pathway古典経路（classical pathway）classical pathway（古典経路）の自発的活性化（C1q・C1r,s→C4・C2切断）が制御されず補体側の異常を生むと同時に、②ブラジキニンbradykininブラジキニン（bradykinin）bradykinin（ブラジキニン）産生の増加が起こり、これが血管透過性亢進increased vascular permeability血管透過性亢進（increased vascular permeability）increased vascular permeability（血管透過性亢進）を介して浮腫・下痢の症状を直接説明する。第二経路alternative pathway第二経路（alternative pathway）alternative pathway（第二経路）は温存されているため、細菌感染への易感染性は増加しない——補体欠損症complement deficiencies補体欠損症（complement deficiencies）complement deficiencies（補体欠損症）の中でも「感染症ではなく血管浮腫angioedema血管浮腫（angioedema）angioedema（血管浮腫）を起こす」特殊なパターン。

💡 アナフィラキシーと遺伝性血管性浮腫hereditary angioedema (HAE)遺伝性血管性浮腫（hereditary angioedema (HAE)）hereditary angioedema (HAE)（遺伝性血管性浮腫）は臨床的に鑑別できる。アナフィラキシー（ヒスタミン介在）ではエピネフリンに速やかに反応し、蕁麻疹を伴うことが多い。一方、遺伝性血管性浮腫hereditary angioedema (HAE)遺伝性血管性浮腫（hereditary angioedema (HAE)）hereditary angioedema (HAE)（遺伝性血管性浮腫）ではエピネフリンは無効で、静注C1インヒビターC1 inhibitorC1インヒビター（C1 inhibitor）C1 inhibitor（C1インヒビター）（またはFFP＝新鮮凍結血漿fresh frozen plasma (FFP)新鮮凍結血漿（fresh frozen plasma (FFP)）fresh frozen plasma (FFP)（新鮮凍結血漿）、ブラジキニンbradykininブラジキニン（bradykinin）bradykinin（ブラジキニン）受容体拮抗薬、カリクレインkallikreinカリクレイン（kallikrein）kallikrein（カリクレイン）阻害薬）が必要——喉頭浮腫laryngeal edema喉頭浮腫（laryngeal edema）laryngeal edema（喉頭浮腫）による上気道閉塞upper airway obstruction上気道閉塞（upper airway obstruction）upper airway obstruction（上気道閉塞）の原因を鑑別する際、この治療反応性の違いが決め手になる。

まとめ

CH50は溶血活性を利用した補体系complement system補体系（complement system）complement system（補体系）の総合機能検査functional test機能検査（functional test）functional test（機能検査）で、正常値でも個々の成分の50〜80%減少を見逃しうる。炎症では補体は急性期タンパクAcute phase proteins, APP急性期タンパク（Acute phase proteins, APP）Acute phase proteins, APP（急性期タンパク）として増加するため、CH50上昇の方が低下より多い。
早期成分early components早期成分（early components）early components（早期成分）欠損→免疫複合体病、後期成分欠損（C5〜C9）→ナイセリア感染Neisseria infectionナイセリア感染（Neisseria infection）Neisseria infection（ナイセリア感染）反復、という欠損部位別のパターンを押さえる。
C3・C4同時低下は古典/レクチン経路lectin pathwayレクチン経路（lectin pathway）lectin pathway（レクチン経路）の活性化を、C3単独低下（C4正常）は第二経路alternative pathway第二経路（alternative pathway）alternative pathway（第二経路）の活性化を示唆する。
症例1（C5欠損）はMAC・C5a両方の欠如による髄膜炎易感染性、症例2（C1インヒビターC1 inhibitorC1インヒビター（C1 inhibitor）C1 inhibitor（C1インヒビター）欠損）は補体系complement system補体系（complement system）complement system（補体系）とブラジキニンbradykininブラジキニン（bradykinin）bradykinin（ブラジキニン）系の二重制御破綻による血管性浮腫angioedema血管性浮腫（angioedema）angioedema（血管性浮腫）（感染症リスクは増加しない）を示す好対照。
アナフィラキシーとHANOはエピネフリンへの反応性・蕁麻疹の有無で鑑別する。