Badania laboratoryjne – elektroforeza i chromatografia w diagnostyce

Metody laboratoryjne stanowią fundament diagnostyki anemii sierpowatej, umożliwiając precyzyjne wykrycie i charakterystykę nieprawidłowej hemoglobiny S. Wykrywanie hemoglobiny S i diagnoza anemii sierpowatej zależą głównie od laboratorium klinicznego, gdzie kombinacja testów biochemicznych i molekularnych jest używana do wykrycia i potwierdzenia diagnozy1. Najważniejsze metody obejmują elektroforezę hemoglobiny, wysokosprawną chromatografię cieczową oraz zaawansowane techniki genetyczne.

Elektroforeza hemoglobiny jako podstawowa metoda

Elektroforeza to typ technik chromatograficznych i jest uważana za jeden z ważnych testów używanych do wykrywania wariantów hemoglobiny2. Elektroforeza hemoglobiny to test, który może wykryć różne typy hemoglobiny poprzez wyodrębnienie hemoglobiny z czerwonych krwinek, wprowadzenie jej do porowatego żelu i poddanie działaniu pola elektrycznego3. To oddziela normalne i nieprawidłowe typy hemoglobiny, które następnie można zidentyfikować i zmierzyć3.

Test elektroforezy hemoglobiny precyzyjnie identyfikuje hemoglobinę we krwi poprzez ich rozdzielenie4. Rozdzielenie różnych hemoglobin jest możliwe ze względu na unikalne ładunki elektryczne, które każda z nich ma na powierzchni białek, powodując charakterystyczne poruszanie się każdej z nich w polu elektrycznym podczas testowania w laboratorium4. Stan homozygotyczny różni się od innych hemoglobinopatii poprzez elektroforezę pokazującą tylko Hb S ze zmienną ilością Hb F5.

Warto wiedzieć: Chociaż elektroforeza hemoglobiny była pierwszą metodą używaną do wykazania wariantów hemoglobiny, jest czasochłonna i pracochłonna6. Mimo tych ograniczeń, pozostaje podstawowym narzędziem diagnostycznym w wielu laboratoriach.

Wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC)

HPLC jest udokumentowaną metodą rozdzielania frakcji hemoglobiny, ponieważ mają one różne interakcje z fazą stacjonarną2. Wysokosprawna chromatografia cieczowa jest niezawodna, w pełni zautomatyzowana i zdolna do rozróżnienia większości typów anemii sierpowatej, w tym heterozygotycznej3. Metoda ta oddziela i kwantyfikuje frakcje hemoglobiny poprzez pomiar ich szybkości przepływu przez kolumnę materiału absorbującego3.

Najlepszym sposobem sprawdzenia cechy sierpowatej lub anemii sierpowatej jest badanie krwi metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC), która identyfikuje, jaki typ hemoglobiny jest obecny7. HPLC jest szczególnie użyteczna do diagnozowania anemii sierpowatej i innych hemoglobinopatii, oferując precyzyjną kwantyfikację proporcji różnych typów hemoglobiny8. W programach skriningu noworodkowego noworodki mogą otrzymać wczesną diagnozę poprzez zaawansowane testy, takie jak wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC), które wykrywają warianty hemoglobiny9.

Ogniskowanie izoelektryczne

Ogniskowanie izoelektryczne (IEF) to technika, która może być używana do diagnozowania anemii sierpowatej i innych hemoglobinopatii3. Technika ta oddziela cząsteczki na podstawie ich punktu izoelektrycznego, czyli pH, przy którym nie mają ładunku elektrycznego netto3. IEF używa ładunku elektrycznego do oddzielania i identyfikacji różnych typów hemoglobiny, które stają się skupione w ostre, stacjonarne pasma3.

Ogniskowanie izoelektryczne (IEF) to klasyczna metoda laboratoryjna używana w diagnostyce anemii sierpowatej i innych hemoglobinopatii, szczególnie w programach skriningu noworodkowego10. Zastosowanie IEF w diagnozowaniu anemii sierpowatej jest dobrze ugruntowane, szczególnie dla wczesnego wykrywania u noworodków, co jest kluczowe dla zapobiegania powikłaniom związanym z chorobą10. Programy skriningu noworodkowego często używają ogniskowania izoelektrycznego lub HPLC do wykrywania anemii sierpowatej u niemowląt8.

Testy rozpuszczalności i badania podstawowe

Test rozpuszczalności komórek sierpowatych (SCST) jest najczęstszym testem przesiewowym używanym u dorosłych do określenia obecności hemoglobiny S (HbS) w próbce krwi11. Test ten jest niedrogi, szybki, wysoce czuły i specyficzny11. SCST został opisany jako wysoce czuły (98,9%) i specyficzny (100%) dla wykrycia HbS11.

Jednak SCST nie może dokładnie określić poziomu HbS w próbce testowej i wymaga testów potwierdzających, aby odróżnić cechę sierpowatą od anemii sierpowatej11. Test rozpuszczalności komórek sierpowatych opiera się na względnej nierozpuszczalności hemoglobin sierpowatych w porównaniu z innymi wariantami hemoglobiny12. Pozytywny test wskazuje na obecność hemoglobiny sierpowatej12.

Ważne ograniczenie: Ponieważ SCST jest testem jakościowym, nie może odróżnić cechy sierpowatej od anemii sierpowatej, ani nie kwantyfikuje stopnia HbS11. Z tych powodów test rozpuszczalności nie jest używany w programach skriningu noworodkowego.

Morfologia krwi i rozmaz krwi obwodowej

Pełna morfologia krwi (CBC) jest podstawowym testem charakteryzującym różne typy anemii2. Rozmaz krwi obwodowej jest zwykle wykonywany po wykryciu nieprawidłowości w automatycznych pomiarach i jest uważany za kamień milowy każdej oceny hematologicznej2. Rozmaz krwi to cienka warstwa krwi rozmazana na szklanym szkiełku mikroskopowym, a następnie zabarwiona w taki sposób, aby umożliwić mikroskopowe badanie różnych komórek krwi13.

Ta technika może być używana do wizualnego wykrycia komórek sierpowatych, jednak nie wykrywa nosicieli cechy sierpowatej13. Osoby z anemią sierpowatą często mają mniej czerwonych krwinek i wyższe poziomy retikulocytów (młodych czerwonych krwinek)14. W anemii sierpowatej rozmaz krwi obwodowej może zawierać niektóre komórki sierpowate i wysoką proporcję komórek tarczowatych15.

Nowoczesne techniki diagnostyczne

Najnowsze postępy w cytometrii przepływowej poprawiły możliwości diagnostyczne dla anemii sierpowatej, szczególnie w zrozumieniu jej patofizjologii i przewidywaniu wyników10. Zaawansowane techniki cytometrii przepływowej, w tym obrazowa cytometria przepływowa, zostały opracowane do wykrywania komórek sierpowatych na podstawie morfologii komórek i analizy populacji10.

Najnowsze osiągnięcia w czujnikach opartych na sygnałach impedancji elektrycznej wykazały obiecujący potencjał w diagnostyce i monitorowaniu anemii sierpowatej16. Te czujniki wykorzystują unikalne właściwości elektryczne komórek sierpowatych, aby dostarczyć diagnostyczne informacje16. Ogólnie rzecz biorąc, te metody oparte na impedancji elektrycznej zapewniają wartościowe możliwości diagnostyczne dla anemii sierpowatej, oferując szybkie, czułe i nieinwazyjne opcje wykrywania i monitorowania choroby16.

Dokładność i ograniczenia metod laboratoryjnych

Nie ma złotego standardu diagnostycznego, ale dwa testy są używane od lat i często stosowane razem w celu potwierdzenia diagnozy: elektroforeza hemoglobiny i wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC)17. Kilka metodologii przesiewowych jest akceptowalnych, ale nie ma złotego standardu – testy obejmują elektroforezę hemoglobiny, ogniskowanie izoelektryczne, HPLC i/lub testy genetyczne18.

Analiza DNA zapewnia najbardziej dokładną diagnozę u pacjentów w każdym wieku, ale nadal jest stosunkowo droga18. Jeśli wykonamy właściwe rzeczy, diagnoza jest prawie zawsze w 100 procentach dokładna19. Gdy zostanie wykonana wystarczająco wcześnie, może uratować małe życia19. Fałszywy wynik pozytywny nie jest taki zły, ale fałszywy wynik negatywny jest problematyczny17.

Pytania i odpowiedzi

Jaka jest różnica między elektroforezą hemoglobiny a HPLC?

Elektroforeza hemoglobiny oddziela typy hemoglobiny na podstawie ładunku elektrycznego, podczas gdy HPLC wykorzystuje różne szybkości przepływu przez kolumnę absorbującą. HPLC jest bardziej zautomatyzowana i precyzyjna, ale elektroforeza pozostaje podstawowym narzędziem diagnostycznym.

Czy test rozpuszczalności może odróżnić cechę sierpowatą od anemii sierpowatej?

Nie, test rozpuszczalności komórek sierpowatych nie może odróżnić cechy sierpowatej od anemii sierpowatej. Jest to test jakościowy, który tylko potwierdza obecność hemoglobiny S, ale wymaga dodatkowych testów potwierdzających do pełnej diagnozy.

Jakie są ograniczenia podstawowych testów krwi?

Rozmaz krwi może wykryć komórki sierpowate wizualnie, ale nie identyfikuje nosicieli cechy sierpowatej. Morfologia krwi pokazuje obniżoną liczbę czerwonych krwinek, ale nie jest specyficzna dla anemii sierpowatej.

Czy istnieje złoty standard w diagnostyce laboratoryjnej?

Nie ma jednego złotego standardu. Najczęściej używa się kombinacji elektroforezy hemoglobiny i HPLC, które razem zapewniają wysoką dokładność diagnostyczną. Analiza DNA jest najbardziej precyzyjna, ale droższa.

Reklama
Reklama