Il sistema del complemento: analisi dei componenti e del loro significato

Il sistema del complemento fa parte del sistema immunitario umorale innato che aiuta a riconoscere ed eliminare i microrganismi, potenzia la risposta infiammatoria e partecipa all'opsonizzazione e alla formazione di complessi di attacco alla membrana. Clinicamente, è importante non solo per la protezione dalle infezioni, ma anche per il controllo dei complessi immunitari, delle reazioni autoimmuni e di numerosi processi trombotici e nefrologici. [1]

Tradizionalmente, la cascata è descritta come tre vie di attivazione: classica, lectinica e alternativa. Tutte e tre le vie convergono sull'attivazione di C3, dopo la quale si avvia una fase terminale comune che coinvolge C5, C6, C7, C8 e C9. È questa fase terminale che porta alla formazione del complesso di attacco alla membrana, in grado di danneggiare le membrane delle cellule bersaglio. [2]

La via classica è strettamente associata ai complessi immunitari e ai componenti C1, C2 e C4. La via della lectina è avviata dal riconoscimento delle strutture dei carboidrati microbici da parte della lectina legante il mannosio e delle proteasi associate. La via alternativa si basa fortemente su C3, fattore B, fattore D e properdina ed è particolarmente importante in numerose malattie renali mediate dal complemento. [3]

Il sistema del complemento non è progettato per funzionare senza limitazioni, quindi è dotato di regolatori. Questi includono, ad esempio, il fattore H, il fattore I, l'inibitore di C1 e proteine regolatrici cellulari. Quando un difetto si verifica non nelle proteine "da combattimento" della cascata, ma nei regolatori, il risultato potrebbe non essere un'immunodeficienza nel senso tradizionale, ma piuttosto un'eccessiva attivazione del complemento con infiammazione, trombosi, emolisi e danno renale. [4]

Ecco perché un articolo sul sistema del complemento deve considerare non solo le carenze, ma anche il consumo e la disregolazione. Nella pratica, un medico si trova più spesso di fronte non a una "assenza teorica di una singola proteina", ma a uno specifico quadro di laboratorio che deve essere collegato a infezioni, angioedema, lupus eritematoso sistemico, glomerulonefrite, sindrome emolitico-uremica atipica o trattamento con inibitori del C5. [5]

Tabella 1. Le principali vie del sistema del complemento e il loro significato clinico

Sentiero	Proteine essenziali	Cosa è importante per la clinica
Classico	C1, C2, C4	Più comunemente associato a complessi immunitari, lupus eritematoso sistemico e carenze di componenti precoci
Lectina	lectina legante il mannosio, MASP-2, C2, C4	Può essere importante nelle infezioni ricorrenti nei bambini e in alcune immunodeficienze secondarie
Alternativa	C3, fattore B, fattore D, properdina	Particolarmente importante nella disregolazione alternativa, nella glomerulopatia C3 e nella sindrome uremica emolitica atipica
terminale	C5, C6, C7, C8, C9	Le carenze dei componenti terminali aumentano drasticamente il rischio di infezione da Neisseria

Fonti per la tabella. [6]

Quali test del sistema del complemento vengono effettivamente utilizzati oggi?

Nella pratica quotidiana, C3 e C4 sono le proteine del complemento più comunemente misurate. Si tratta delle proteine del complemento più comunemente utilizzate per valutare l'attività immunitaria, monitorare le malattie autoimmuni e come parte della ricerca di disturbi del complemento. Tuttavia, anche in questa fase, è importante comprendere che C3 e C4 da sole non sono sufficienti se si sospetta una carenza congenita o una disregolazione atipica del pathway. [7]

Il livello chiave successivo è il test funzionale. L'attività emolitica totale del complemento CH50 valuta la via classica e lo stadio finale comune. L'attività emolitica alternativa AH50 valuta la via alternativa e lo stesso stadio terminale. Questi test sono considerati test di prima linea quando si sospetta una carenza del complemento. [8]

Se CH50 e AH50 sono anormali, vengono avviati ulteriori test: vengono misurati i singoli componenti, le loro concentrazioni o la loro funzione e talvolta vengono aggiunti la lectina legante il mannosio per il percorso della lectina, C1q, l'inibitore di C1, il fattore B, il fattore D, la properdina, i fattori H e I. Questo approccio graduale aiuta a capire esattamente dove si trova il difetto: nel percorso classico iniziale, nel percorso alternativo, nel complesso terminale o nella regolazione. [9]

In situazioni cliniche specifiche, vengono utilizzati biomarcatori aggiuntivi. Il C5b-9 solubile, noto anche come complesso di attacco alla membrana solubile, funge da marcatore dell'attivazione del complemento terminale. Può essere utile in alcune condizioni autoimmuni, infezioni, traumi e nel monitoraggio della risposta alla terapia anti-C5, ma rimane un test più specializzato. [10]

Il monitoraggio della terapia mirata merita particolare attenzione. Nei pazienti trattati con inibitori del C5 come eculizumab e ravulizumab, l'attività funzionale di CH50, AH50 e C5 viene utilizzata per valutare il blocco del complemento. In questo caso, l'analisi si concentra su un approccio diverso: non cercare una carenza, ma piuttosto comprendere quanto completamente sia bloccata la via terminale e se il trattamento sia efficace. [11]

Tabella 2. Test di laboratorio di base del sistema del complemento

Test	Cosa mostra?	Quando è particolarmente utile
C3	Concentrazione del componente C3	Nelle malattie autoimmuni e nefrologiche, se si sospetta una disregolazione alternativa
C4	Concentrazione del componente C4	Nel lupus eritematoso sistemico, deficit di inibitore C1, via classica
CH50	Funzione della via classica e dello stadio terminale comune	Primo passo quando si sospetta una carenza del complemento
AH50	Funzione della via alternativa e dello stadio terminale comune	Primo passo quando si sospetta un difetto alternativo
Lectina legante il mannosio	Marcatore del percorso della lectina	Con CH50 e AH50 normali, se il sospetto persiste
C1q	Componente C1	Particolarmente utile per distinguere l'angioedema ereditario da quello acquisito.
Inibitore C1, quantità e funzione	Regolatore delle vie classiche e lectine	Per angioedema ricorrente senza orticaria
C5b-9 solubile	Marcatore di attivazione terminale	In condizioni mediate dal complemento e monitoraggio della terapia anti-C5

Fonti per la tabella. [12]

Tabella 3. Quali test sono solitamente sufficienti nella prima fase?

Situazione clinica	Di solito, cosa ordinano per prima cosa le persone?
Sospetto lupus eritematoso sistemico o malattia da immunocomplessi	C3 e C4
Sospetto deficit congenito del complemento	CH50 e AH50
Angioedema ricorrente senza orticaria	C4, C1 inibitore, funzione dell'inibitore C1, C1q
Infezioni ricorrenti da Neisseria	CH50 e AH50
Sospetta nefropatia del complemento alternativo	C3, C4, CH50, AH50, fattore B e regolatori come indicato
Monitoraggio degli inibitori C5	CH50, AH50, funzionale C5

Fonti per la tabella. [13]

Come interpretare correttamente le combinazioni C3, C4, CH50 e AH50

Un basso livello di C3 isolato e un basso livello di C4 isolato non sono la stessa cosa. Un basso livello di C3 con C4 normale è ora considerato un indizio importante verso una disregolazione alternativa. Questo modello è particolarmente preoccupante nella glomerulopatia da C3 e nella sindrome uremica emolitica atipica, sebbene una diagnosi definitiva richieda ulteriori dati di laboratorio e spesso genetici. [14]

Quando diversi componenti, in particolare C3 e C4, vengono ridotti simultaneamente, il medico considera più spesso il consumo di complemento dovuto a un processo immunocomplesso attivo piuttosto che a una carenza ereditaria isolata. L'ARUP sottolinea esplicitamente che il consumo si distingue per la riduzione simultanea di diversi componenti e C3 e C4 sono ampiamente utilizzati nella diagnosi e nel monitoraggio delle malattie autoimmuni, incluso il lupus eritematoso sistemico. [15]

Un basso livello di C4 con un C3 normale è particolarmente importante nel contesto di carenza o disfunzione dell'inibitore del C1. Nell'angioedema ereditario di tipo 1 e 2, il C4 è tipicamente basso anche tra gli attacchi, e un'ulteriore conferma deriva dal livello e dalla funzione dell'inibitore del C1. Se anche il C1q è basso, ciò suggerisce una variante acquisita piuttosto che ereditaria. [16]

I test funzionali forniscono modelli ancora più utili. Un AH50 normale con un CH50 basso suggerisce una via classica precoce, come C1, C2 o C4. Un CH50 normale con un AH50 basso è più coerente con un difetto della via alternativa. Una diminuzione simultanea di CH50 e AH50 indica un difetto terminale o un grave consumo del complemento, e la combinazione di CH50 e AH50 bassi con C3 e C4 normali è particolarmente suggestiva di una carenza di C5-C9. [17]

Se CH50 e AH50 sono normali e il sospetto clinico di deficit del complemento è ancora elevato, il passo successivo di solito non è ripetere all'infinito gli stessi test, ma passare alla valutazione del pathway della lectina o di un altro sistema immunitario. Una moderna revisione dei disturbi del complemento afferma esplicitamente che con CH50 e AH50 normali, spesso non sono necessari ulteriori test a meno che non vi sia un sospetto molto specifico. [18]

Tabella 4. Come interpretare le combinazioni di CH50 e AH50

CH50	AH50	Ciò che più spesso si presume
Corto	Normale	Difetto precoce della via classica, come C1, C2, C4
Normale	Corto	Difetto del percorso alternativo, ad esempio fattore B, fattore D, properdina
Corto	Corto	Difetto terminale, carenza di C3 o grave consumo del complemento
Corto	Basso con C3 e C4 normali	Particolarmente sospetto per carenza di C5, C6, C7, C8 o C9
Normale	Normale	È meno probabile che si tratti di un difetto significativo nei percorsi classici e alternativi; se il sospetto persiste, si prende in considerazione il percorso della lectina.

Fonti per la tabella. [19]

Tabella 5. Come interpretare le combinazioni C3 e C4

C3	C4	Ciò che più spesso si presume
Corto	Normale	Disregolazione alternativa, come la glomerulopatia C3 o la sindrome uremica emolitica atipica
Corto	Corto	Consumo di complemento nei processi sistemici del complesso immunitario
Normale	Corto	Carenza o disfunzione dell'inibitore C1, parte dei classici disturbi del complemento
Normale	Normale	Non esclude la carenza del percorso se i test funzionali sono anormali
Normale o alto	Normale o alto	Può verificarsi anche durante un processo attivo se l'analisi viene effettuata al di fuori della fase di consumo o sullo sfondo delle proteine della fase acuta.

Fonti per la tabella. [20]

In quali patologie il sistema del complemento viene esaminato più spesso?

Uno degli scenari clinici più importanti è rappresentato dalle infezioni ricorrenti, in particolare da meningococco. Le carenze dei componenti terminali C5-C9 aumentano drasticamente il rischio di infezione da Neisseria meningitidis e di Neisseria gonorrhoeae disseminata. Anche la properdina, che appartiene alla via alternativa, è associata a gravi infezioni da meningococco. Pertanto, un adulto o un bambino con ripetute infezioni inspiegabili da Neisseria è un candidato classico per la valutazione del sistema del complemento. [21]

I componenti precoci della via classica presentano un profilo clinico diverso. Le carenze di C1, C2 e C4 sono più spesso associate non solo alle infezioni, ma anche a malattie autoimmuni, in particolare al lupus eritematoso sistemico e ad altre sindromi da immunocomplessi. Pertanto, bassi livelli di C3 e C4 in un paziente con sospetto lupus sono importanti sia per la diagnosi che per il monitoraggio dell'attività della malattia. [22]

Un'area separata e importante è la nefrologia. Nella glomerulopatia da C3 e nella sindrome uremica emolitica atipica, la disregolazione della via alternativa è particolarmente significativa. Queste condizioni in genere presentano una diminuzione di C3 con C4 normale e ulteriori test possono includere il fattore B, il fattore H, il fattore I, anticorpi anti-fattore H e test genetici. [23]

Un altro scenario distinto è l'angioedema senza orticaria. In questo caso, il sistema del complemento è necessario non per rilevare un'immunodeficienza infettiva, ma per identificare una carenza o una disfunzione dell'inibitore del C1. L'angioedema ereditario è tipicamente caratterizzato da bassi livelli di C4 e ridotta funzionalità dell'inibitore del C1, mentre bassi livelli di C1q aiutano a distinguere la variante acquisita da quella ereditaria. È importante notare che antistaminici e glucocorticosteroidi sono solitamente inefficaci in questa forma, perché il meccanismo è correlato alla bradichinina, non all'istamina. [24]

Infine, il sistema del complemento è oggetto di studio anche nella moderna terapia mirata. Nei pazienti trattati con inibitori del C5, il test del complemento aiuta a monitorare la completezza del blocco a cascata. Questo non è più un test diagnostico per una carenza classica, ma un esempio di come il sistema del complemento sia passato dall'immunologia fondamentale al monitoraggio di routine dei moderni farmaci biologici. [25]

Tabella 6. Quali scenari clinici suggeriscono più fortemente disturbi del sistema del complemento?

Situazione clinica	Molto probabilmente blocco complementare
Meningite meningococcica ricorrente	Componenti terminali C5-C9 o properdin
Infezioni batteriche capsulate ricorrenti precoci in un bambino	C3 o componenti precoci della via classica
Lupus eritematoso sistemico e altre malattie immunocomplesse	Consumo di C3 e C4 o carenze congenite precoci
Angioedema senza orticaria	Inibitore C1, C4, C1q
Glomerulonefrite inspiegabile con C3 basso e C4 normale	Disregolazione alternativa del complemento
Monitoraggio della terapia anti-C5	CH50, AH50, funzionale C5

Fonti per la tabella. [26]

Come eseguire correttamente i test e cosa fare dopo risultati anomali

La pre-analisi è particolarmente importante per il sistema del complemento. I test funzionali sono sensibili alla temperatura, ai ritardi di elaborazione e alla conservazione impropria. Mayo e ARUP sottolineano che la degradazione e il consumo spontaneo dei componenti possono portare a una funzionalità falsamente bassa e, per AH50, generalmente raccomandano di congelare i campioni immediatamente dopo la raccolta. [27]

Pertanto, il primo passo dopo un risultato inaspettatamente basso non è quello di affrettare la diagnosi. È necessario chiarire come è stato elaborato il campione, se c'è stato un ritardo, se è stato conservato correttamente, se è stata eseguita la plasmaferesi e se è presente un processo infiammatorio significativo. Se il quadro clinico è dubbio o non corrisponde al quadro clinico, i test funzionali devono essere ripetuti su un nuovo campione. [28]

Se viene rilevata un'anomalia persistente, il passaggio successivo dipende dal pattern. Se CH50 è basso e AH50 è normale, vengono esaminati la via classica e i componenti C1, C2 e C4. Se CH50 è normale e AH50 è basso, vengono esaminati i fattori della via alternativa. Se CH50 e AH50 sono bassi, i componenti terminali e C3 vengono valutati insieme e viene considerato anche il consumo del complemento. Questo algoritmo consente un approccio logico piuttosto che "controllare tutto". [29]

Se si sospetta una carenza ereditaria, è utile consultare un immunologo clinico e sottoporsi a test genetici. Recenti revisioni sottolineano che, dopo la conferma di laboratorio del difetto, si dovrebbe tenere in considerazione non solo il paziente, ma anche i parenti, poiché l'identificazione della famiglia consente una discussione precoce sulla vaccinazione, la profilassi e la gestione delle infezioni gravi. [30]

Infine, i risultati anomali del sistema del complemento non possono essere trattati "mediante analisi". Il trattamento non si basa sul basso livello di C3 in sé, ma sul problema di fondo: lupus, angioedema, predisposizione infettiva, disregolazione nefrologica del complemento o conseguenze della terapia anti-C5. Questo è ciò che distingue l'interpretazione moderna del sistema del complemento dal modello obsoleto, che ha tentato di trarre conclusioni basandosi solo su C3 o C4. [31]

Tabella 7. Cosa più spesso interferisce con la corretta interpretazione dei test del complemento

Problema	Perché è importante?
Conservazione non corretta del campione	Potrebbe dare risultati funzionali falsamente bassi
Ritardo nell'elaborazione del sangue	Promuove il degrado e il consumo dei componenti
Prelievo del sangue dopo plasmaferesi	Potrebbe non riflettere lo stato effettivo del complemento.
Valutazione solo C3 e C4 senza CH50 e AH50	È facile non notare un difetto specifico del percorso
Valutazione del test funzionale senza considerazione clinica	Sono possibili conclusioni diagnostiche false
Confondere il consumo di integratori con una carenza congenita	Richiede distinzione tra più componenti e contesto clinico

Fonti per la tabella. [32]

Domande frequenti

Cos'è il sistema del complemento in termini semplici?
È una cascata di proteine immunitarie innate che aiuta a etichettare i microbi, aumentare l'infiammazione e distruggere le cellule bersaglio. Clinicamente, il sistema del complemento è importante non solo per la protezione dalle infezioni, ma anche per le condizioni autoimmuni, nefrologiche e angioedematose. [33]

Quali test vengono prescritti più spesso per primi?
Il più delle volte, si inizia con C3 e C4 e, se si sospetta una carenza congenita, con CH50 e AH50. In caso di angioedema senza orticaria, si aggiungono C4, C1 inibitore, la sua funzione e C1q. [34]

In che modo CH50 differisce da AH50?
CH50 riflette la funzione della via classica e l'endpoint comune. AH50 riflette la funzione della via alternativa e lo stesso endpoint. La loro combinazione ci consente di comprendere la probabile posizione del difetto. [35]

Un basso livello di C3 indica sempre una malattia renale
? No. Un basso livello di C3 può verificarsi con una disregolazione alternativa del complemento, ma si verifica anche con il consumo del complemento nei processi autoimmuni e in altre condizioni. La combinazione con C4, CH50, AH50 e il quadro clinico è significativo. [36]

Un basso livello di C4 indica sempre un angioedema ereditario
? No. Un basso livello di C4 è effettivamente importante nella carenza di inibitore del C1, ma da solo non è sufficiente. I livelli e la funzione dell'inibitore del C1 devono essere misurati e, se si sospetta una variante acquisita, deve essere misurato anche il C1q. Tuttavia, in alcuni pazienti, il C4 può essere normale tra gli attacchi. [37]

Quando le carenze dei componenti terminali sono particolarmente importanti:
quando un paziente ha avuto infezioni meningococciche ricorrenti o infezioni disseminate da Neisseria gonorrhoeae, soprattutto senza un'altra causa evidente di immunodeficienza. Tali casi sono caratterizzati da difetti in C5-C9, così come nella properdina. [38]

È possibile escludere un disturbo del complemento se C3 e C4 sono normali
? No. C3 e C4 normali non escludono un difetto specifico della via. Ad esempio, con una carenza della via classica precoce o terminale, un risultato anomalo può apparire specificamente in CH50 o AH50. Se sia CH50 che AH50 sono normali, di solito non sono necessari ulteriori test, tranne in casi speciali in cui si sospetta la via della lectina. [39]

Perché viene misurato il C1q nell'angioedema?
Il C1q aiuta a differenziare la carenza di inibitore del C1 ereditaria da quella acquisita. Nella variante ereditaria, il C1q è solitamente normale, mentre nella variante acquisita è spesso diminuito. [40]

Perché a volte i test del complemento devono essere ripetuti?
Perché i test funzionali sono molto sensibili alla raccolta, al trasporto e al congelamento del campione. Se il campione viene elaborato in modo errato, si può ottenere una falsa diminuzione e si può sospettare erroneamente un grave difetto del complemento. [41]

Dove il sistema del complemento è particolarmente importante nella medicina moderna
Oggi, è particolarmente importante in quattro aree principali: immunodeficienze con infezioni ricorrenti, malattie autoimmuni sistemiche, nefropatia mediata dal complemento e monitoraggio della terapia anti-C5 mirata. È in questi scenari che i test del complemento cambiano davvero le decisioni cliniche. [42]