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CLINICA CHIMICA ACTA
QUANTITATIVE
BESTIMMUNG DER IgG MITTELS RIVANOL IM VERLAUF
DER PRIMAR CHRONISCHEN
HELENA
POLYARTHRITIS
BE1 KINDERN
Fortbildung,
(Poland)
KRAWCZYfiSKA
Kinderklinik (Eingegangen
des Stadiums
fiir drztliche
Warszawa*
den 18. M&z, 1969)
SUMMARY
Quantitative Determination Polyarthritis in Children
of IgG Us&g Rivanol,
in the Course of Primary
Chronic
In 50 children with primary chronic polyarthritis (p.c.p.) the changes in the level of IgG (determined with Rivanol) and their dependence of the activity of the disease were studied. The measured IgG level was compared with the gamma-globulin fraction of the native serum-determined by paper electrophoresis-and with the so-called II-R fraction containing transferrin and IgG. The changes of the IgG, the gammaglobulin fraction and the II-R fraction in p.c.p. in children were found to run parallel with the activity of the disease. Compared with immunodiffusion and immunoelectrophoresis, the quantitative determination of IgG by the Rivanol method is much simpler and cheaper, as no specific antisera are required.
Die Veranderungen der Immunoglobuline im Verlauf der primar chronischen Polyarthritis (p.c.P.) wurden immer haufiger beschrieben, besonders seitdem die Hypothese iiber die Rolle der immunologischen Prozesse in der Pathogenese dieser Krankheit ernst in Acht genommen wurde”+320. Storungen der immunologischen Prozesse bei p.c.P. spiegeln sich in den Serumeiweissbild wider, weswegen dieses mittels verschiedenen Methoden untersucht wurde. Immunoelektrophorese erlaubt zwar die Anwesenheit von einzelnen Eiweissfraktionen nachzuweisen, man kann aber diese Fraktionen nur halbquantitativ bestimmen ; deswegen ist die genaue Beurteilung der quantitativen Verschiebungen Die Immunodiffusion schafft zwar die mit dieser Methode nicht mijglich 2~3+~12-14. Miiglichkeiten der quantitativen Bestimmung einzelner Immunoglobuline, erfordert aber (sowie Immunoelektrophorese) spezifische Seren, die ziemlich teuer sind und nicht immer zur Verftigung stehen4p16. Die Verschiebungen der IgG kijnnen mehr oder weniger genau beurteilt werden, wenn man die Gammaglobulin-Fraktion in der Papierelektrophorese des * Direktor:
Professor Dr. med. E. Wilkoszewski. C&z. Chim. Ada,
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KRAWCZYfiSKA
Alb
Abb. I. Densitometrische II-R-Fraction (b).
Kurve
von dem Elektropherogramm
des Nativserums
(a) und der
Blutserums beobachtet. Die Gammaglobulin-Fraktion kann aber neben der IgG such einen Teil von danebenliegenden Fraktionen, wie IgM, IgA und eventuell Paraproteine oder Makroglobuline enthaltena~ls~zl. In dem sogenannten Rivanol-Test kann man mit der wassrigen Rivanollijsung Serumeiweiss in zwei Fraktionen teilen. Die in Ldsung bleibende Fraktion, von Krawczyuski II-R genannt, enthalt zwei Komponenten, die mit der Papierelektrophorese nachgewiesen und weiter getrennt werden kiinnen. Die eine Komponente befindet sich im Bereich der Beta,- und die andere der Gammaglobulinee+lo (Abb. I). Krawczyhska und Mitarbeiter haben mittels Immunoelektrophorese die Beta,-Fraktion als Transferrin identifieziertlo. Spater hat Sagan17p18 nachgewiesen, dass die II-R-Fraktion das gesammte Serum-Transferrin und -1gG enthalt. So kann man nach der chemischen Bestimmung der Eiweissmenge in der II-R-Fraktion und nach elektrophoretischer Trennung derselben die Menge von Transferrin und IgG ausrechnen17p1*. Bei der p.c.P. wurde die Vermehrung der IgG- und IgA- wie such (zwar seltener) der IgM-Fraktion beobachtet 1+5+12+p15. Die Verschiebungen im Bereich der Immunoglobuline schaffen zwar kein fur die p.c.P. spezifisches Bild, spiegeln aber die entziindlichen und immunologischen Prozesse, die in dieser Krankheit stattfinden wider. In vorliegender Arbeit werden die Beobachtungen der Verschiebungen in der IgG-Menge bei Kindern mit p.c.P. in Abhangigkeit von der Aktivitat der Krankheit dargestellt. Die mit der Rivanolmethode bestimmte IgG-Menge wurde mit der papierelektrophoretisch festgestellten Gammaglobulin-Fraktion des Nativserums verglichen. PATIENTENGUT UND METHODIK
Die Beobachtungen wurden bei 50 Kindern mit p.c.P. durchgefiihrt. Das Alter der Kinder lag zwischen 3 bis 15 Jahren, die Krankheitsdauer von einigen Monaten bis 12 Jahren. Die Patienten wurden in 3 Gruppen, je nach der Aktivitat der Krankheit, Cl&. ChiWZ.A&Z, 25 (1969)
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IgG
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eingeteilt. Es wurden klinische Kriterien wie Fieber, Gelenk-Schmerzen und -Schwellungen, sowie Laborbefunde wie Blutsenkung, Seromukoidspiegel, C-reaktives Protein und morphologisches Blutbild beachtet. I. II. III. Als
- 23 Patienten Gruppe - hohe Aktivitat - 13 Patienten Gruppe - massige Aktivitat - geringe Aktivitat - 14 Patienten Gruppe Kontrollgruppe wurden 25 Schulkinder geprtift.
Es wurden folgende Untersuchungen durchgeftihrt : Bestimmung des gesamten Serumproteins mit Biuretmethode nach Kingsley (zitiert nach 7). der Proteinmenge in der II-R-Fraktion nach Krawczyhski: soge2. Bestimmung nannter Rivanol-Test7Jo. des Serums und der II-R-Fraktion mittels Papier3. Trennung des Gesammteiweisses elektrophorese. Prozentuelle Verhaltnisse der einzelnen Fraktionen werden mit Hilfe des Zeiss-Densitometers mit Integrator (ERI-IO) ausgerechnet. Die Gammaglobulin-Fraktion aus dem Proteinogramm des nativen Serums sowie Transferrin und IgG aus dem Proteinogramm der II-R-Fraktion wurden in g/roe ml Serum angegeben. Die Veranderungen des Transferrins werden in einer separaten Publikation beschrieben16. I.
ERGEBNISSE
In der Tabelle I sind mittlere Werte der IgG, des Gammaglobulins und der II-R-Fraktion in den einzelnen Gruppen dargestellt. Die Unterschiede zwischen der Kontrollgruppe und der I. und II. Krankengruppe sind statistisch hoch signifikant (9 < 0.001). In der III. Gruppe konnte man nur fiir die Gammaglobluline statistisch signifikante Erhiihung nachweisen (fi < 0.005). Die II-R-Fraktion zeigt (im Vergleich mit IgG und Gammaglobulin) eine geringere Erhohung in den beiden ersten Krankengruppen und sogar eine Erniedrigung in der III. Gruppe. Sie ist durch eine Erniedrigung der Transferrin-Komponente verursacht. TABELLE I MITTLERE
WERTE
IgG,
DES
DES
GAMMAGLOBULINS
UND DER II-R-FRACTION
IN DEN EINZELNEN
KRANKENGRUPPEN
Gammaglobulin g/zoo ml Serum
I@ g/IO0 ml Serum I
II
III
M s VK M S VK M S VK
I.86 f
M = arithmetischer
f
2.22 i
I.62 f
0.47 29.0% I.40 f 0.28
I.82
f
S =
0.27 23.0%
Standardabweichung,
1.49 0.25 16.7% I .62
1.17 f
0.49 22.0%
zt 0.38 30.3%
20.0%
1.09 0.19 17.4% Mittelwert,
1.95 0.71
36.9%
I.37 + 0.39 28.5% I.09 f 0.21 ‘9.3%
KM S VK
+
0.53 28.5%
II-R-Fraktion g/r00 ml Serum
f
0.19 11.7% VK
= Variationskoeffizient.
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In der Tabelle II sind mittlere Werte der Gammaglobulin-Fraktion und IgG fur einzelne Gruppen zusammengestellt und es wurde die Differenz, Gammagl.-IgG, ausgerechnet. Aus dieser Zusammenstellung ergibt sich, dass die Erhiihung der Gammaglobulin-Fraktion in der aktivsten Periode der Krankheit hauptsachlich durch die Zunahme des IgG verursacht ist : die Differenz betragt in der I. Gruppe nur 0.09 g/roe ml Serum. In der Periode der minderen Aktivitat der Krankheit beobachtet man grossere Differenz zwischen Gammaglobulin-Fraktion und IgG-Menge: in der II. TABELLE II ZUSAMMENSTELLUNG EINZELNEN
DER
MITTLEREN
WERTE
DER
GAMMAGLOBULIN-FRACTION
UND
DES
IgG
VON
KRANKENGRUPPEN
Gruppe
I II
Gammaglobulin g/r00 ml Serum
IgG g/loo
I.95
1.86 I.37 I.09 I.09
1.62 1.40 1.17
III K
r-91
ml Serum
D~fferenz Gammaglob. - IgG 0.09
0.25 0.31 0.08
11R
Abb. z. Versnderungen des IgG, der Gammaglobulin-Fracktion einzelnen Krankengruppen.
und der II-R-Fraktion
in den
Gruppe 0.25 und in der III. Gruppe 0.31 g/Ioo ml Serum. Diese Differenz kann durch Zunahme anderer Komponenten der Gammaglobulin-Fraktion, wie IgA, IgM oder pathologischer Makroglobuline verursacht werden. Dieses Problem sol1 weiter mit Hilfe der Immunoelektrophorese und Immunodiffusion geklart werden. Abbildung 2. zeigt die graphische Darstellung der Veranderungen der IgG, Gammaglobulin-Fraktion und der II-R-Fraktion in den einzelnen Krankengruppen. Es wurde der Korrelationskoeffizient fur IgG und Gammaglobulin, sowie fur IgG und II-R-Fraktion aus IOI Bestimmungen ausgerechnet, wobei man Y = 0.92 und 0.93 erhielt. Analysiert man aber IgG und II-R der einzelnen Patienten, Iasst sich der Schluss ziehen, dass zwar die Erhijhung von II-R immer mit Zunahme von IgG verbunden ist, das Fehlen der II-R-Erhohung schliesst aber die Zunahme der IgG nicht aus, weil die gleichzeitige Erniedrigung der Transferrin-Komponente es ausgleichen kann. Clin.
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IgG
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SCHLUSSFOLGERUNGEN
Rivanol-Test ist eine schnelle und einfache Methode, die im Routinelabor eine grobe Beurteilung der Verschiebungen im Bereich der Gammaglobulin-Fraktion des Serums ermijglichen kann. Die Trennung der II-R-Fraktion mittels Papierelektrophorese ftihrt zur quantitativen Bestimmung von IgG und Transferrin. Diese Methode ist im Vergleich zur Immunodiffusion und Immunoelektrophorese vie1 einfacher und billiger, weil man dazu keine spezifische Antiseren braucht. Die Veranderungen von IgG, Gammaglobulin-Fraktion un II-R-Fraktion bei der p.c.P. bei Kindern verlaufen parallel zu der Aktivitat der Krankheit. Die Beobachtung der mittels Rivanol bestimmten IgG erlaubt eine genauere Beurteilung der Verschiebungen im Bereich dieser Immunoglobuline, als die Beobachtung der Gammaglobulin-Fraktion in dem Proteinogramm des nativen Serums. Der Vergleich der IgG und der Gammaglobulin-Fraktion informiert tiber die Menge der anderen Komponenten der Gammaglobulin-Fraktion und kann als ein Qualifikationstest zur Ausfiihrung der quantitativen Immunoelektrophorese oder Immunodiffusion dienen. ZUSAMMENFASSUNG
Bei 50 Kindern mit primarer chronischen Polyarthritis (p.c.P.) wurden die Veranderungen der mittels Rivanol bestimmten IgG in Abhangigkeit von der Aktivitat der Krankheit beobachtet. Die mit Rivanolmethode bestimmte IgG-Menge wurde mit der papierelektrophoretisch festgestellten Gammaglobulin-Fraktion des Nativserums, sowie mit der gesammten sogenannten II-R-Fraktion, die Transferrin und IgG enthalt, verglichen. Die Veranderungen von IgG, Gammaglobulin-Fraktion und II-R-Fraktion bei der p.c.P. bei Kindern verlaufen parallel mit der Aktivitat der Krankheit. Die quantitative Bestimmung der IgG mittels Rivanolmethode ist im Vergleich zur Immunodiffusion und Immunoelektrophorese vie1 einfacher und billiger. weil man dazu keine spezifische Antiseren braucht. LITERATUR 1 J. BARDEN, F. MULLINAX UND M. WALLER, Arth. Rheum., IO (1967) 228. 2 B. BOGDANIKOWA, J. DROZD UND T. BOGDANIK, Pal. Arch. Med. Wewn., 36 (1966) g. 3 B. BOGDANIKOWA UND K. BERNACKA, Acta Rheum. Stand.. 14 (1968) 5s. _4 H. N. CLAMAN UND D. MERILL, J. Lab. Clin. Med., 67 (1966) s;oy 5 J. CLAUSEN, F. RAASCHON UND A. W. S. SORENSEN, Acta Rheum. Scand., 14 (1968) 43. 6 J. L. FAHEY, J. Am. Med. Assoc., 194 (1965) 71. 7 J. KRAWCZY~~SKI, Polski Tygod. Lekar.. g (1954) 311. 8 J. KRAWCZY~~SKI, Ann. Univ. Marie-Curie-Sklodowska, Lublin, D, g (1954) 341. g H. KRAWCZY~~SKA, Polski Tygod. Lekar.. 19 (1964) 311. IO H. KRAWCZY~~SKA, A. BA~DYGA UND Z. LOEGLER, Clin. Chim. Acta., 15 (1967) 403. II H. G. KUNKEL, Arc/z. Internal. Med., 104 (1959) 832. 12 S. MACKIEWICZ, W. FENRYCH, B. JAZIERSKI UND U. MACKIEWICZ, Reumat. Pal., 3 (1960) 125. 13 S. MACKIEWICZ, Reumatologia, I (1963) 81. 14 S. MACKIEWICZ, Reumatologia, I (1963) 189. 15 R. MARCOLONGO, A. CARCASSI JR., F. FRULLINI, G. BIANCO UND A. BRAVI:
Ann.
Rheum. Dis.,
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KRAWCZYfiSKA
428 18 2. SAGAN, Clin.Chim. Acta, 21 (1968) 225. rg A. SAIFER, J. Ltzb. Clin. Me& 63 (1964) 1054. zo J. T. SNAKP, E. CALRINS, A. S. COHEN, W. (rg64) 41. 21 R. J. WIEME,
Agar Gel Electrophovesis,
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Chim. Acta,
E. SCHUBART
Elsevier,
UND J. J. COLOBRO, ~~e~~c~~e, 43
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1965, p. 238.