בתא טריפטאזה - Beta tryptase

הדפס

מדריך בדיקות מעבדה
בתא טריפטאזה
β tryptase
מעבדה	כימיה בדם
תחום	הערכת אפשרות של anaphylaxis או mastcytosis.
טווח ערכים תקין	פחות מ-11.5 ננוגרם למ"ל
יוצר הערך	פרופ' בן-עמי סלע

מטרת הבדיקה

בדיקת טריפטאזה אינה נדרשת לעתים תכופות בעשייה הרפואית, שהרי תרחיש של אנאפילקסיס לרוב מאובחן על ידי מאפייניו הקליניים, ומצב של מסטוציטוזיס נדיר יחסית. בדיקת טריפטאזה (בדרך כלל יחד עם בדיקת היסטמין) נדרשת לעתים כאשר התסמינים מחשידים לאנאפילקסיס, אך האבחנה אינה ברורה והתסמינים חוזרים על עצמם אך הם יכולים לשקף תרחישים קליניים אחרים. תסמינים אלה כוללים הסמקה, נפיחות בגרון, בפנים, בלשון, ו/או בעיניים. כמו כן מצבי לחץ-דם נמוך, בחילה, הקאות, שלשולים, כאבי בטן, הפרעות קצב-לב, סחרחורת או טשטוש, קשיי נשימה, נשימה שורקנית, גרד לרוב עם חרלת (urticaria), תחושת בלבול עם או ללא איבוד הכרה.

בדיקת טריפטאזה תידרש לאשש או לשלול מצב או תסמונת של שפעול תאי פיטום, שיכול להתרחש כתוצאה מאנאפילקסיס או אתגר אלרגי, ומצב של מסטוציטוזיס סיסטמי. ברוב המקרים תידרש בדיקת סך-טריפטאזה, אך לעתים נדרשת בדיקה של סך-טריפטאזה וכן של בתא-טריפטאזה, כאשר היחס בין השניים עשוי לסייע באבחון. לעתים יידרש ביצוע בדיקת טריפטאזה לאחר המוות, כדי לגלות האם המוות נגרם כתוצאה מתרחיש אנאפילקסיס.

בסיס פיזיולוגי

בתא טריפטאזה הוא אנזים ממשפחת הסרין-פרוטאזות, שמיוחס בעיקר לתאי פיטום, אך מיוצר גם בכמויות קטנות על ידי באזופילים. מייחסים לבתא טריפטאזה השתתפות בגרימת אסתמה, ומפגעים אלרגיים ודלקתיים אחרים. בתא טריפטאזה אנושי הוא אנזים ייחודי משתי סיבות: א. הוא פעיל רק כטטרמר המיוצב על ידי הפארין; ב. הוא עמיד לכל סוגי מעכבי הפרוטאזות האנדוגניים. בתא טריפטאזה אנושית מבקעת פפטידים סמוך לשיירי ליזין וארגינין, באופן אופייני לסרין פרוטאזה. השיירים היוצרים את האתר הקטליטי של האנזים הם סרין-195, היסטידין 57 ואספרטאט-102.

כל אחד מארבע השרשראות המרכיבות את הטטרמר מכיל שני domains, כאשר הקשרים בין ארבעת המונומרים מסתייעים על ידי אינטראקציות הידרופוביות אך גם פולאריות. הטטרמר של בתא טריפטאזה מראה סימטריה באופן שמונומר A זהה למונומר C, בעוד שמונומרים B ו-D אף הם זהים ביניהם. מרכזי הפעילות של כל אחד ממרכיבי האנזים פונים לעבר שקע מרכזי במולקולת האנזים, ואל שקע זה חודר המעכב הסינתטי היעיל מאוד, 4-aminophenyl pyruvic acid (או APPA), ומונע את פעילות האנזים ומשתמים בו למניעת קטליזה במחקרים בהם רוצים לקבל את המבנה הגבישי של האנזים.

מנגנון הריאקציה האנזימטית מורכב מ-4 שלבים: (1) הריאקציה מתחילה כאשר המצע הפפטידי נקשר לאנזים באופן בו הקבוצה ההידרוקסילית של סרין-195 תוקפת באופן נוקלאופילי את השייר הקרבונילי של הפפטיד. שייר ההיסטידין הסמוך קולט את המימן ההידרוקסילי, באופן שהופך את קבוצת ההידרוקסיל יותר נוקלאופילית, עם סיוע משייר אספרטאט-102. הקשר קו-ולנטי הנוצר בין סרין-195 לבין המצע הפפטידי, מביא ליצירת תוצר ביניים טטרהידראלי; (2) תוצר ביניים זה מתפרק במהירות ליצירת קבוצה קרבונילית, כאשר מתפרק הקשר לשייר הסרין, או כאשר קשרי החנקן נשברים מהקצה הקרבוקסילי של האנזים, ויוצרים קשר אסטר עם הקצה ה-N טרמינאלי של המצע. תוצר ביניים זה נקרא אציל-אנזים; (3) קשר האסטר נשבר על ידי מים התוקפים נוקלאופילית את שייר הקרבוניל. המים נושאים מימן אחד לשייר היסטידין על ידי יצירת קשר קו-ולנטי עם הפחמן הקרבונילי. כך נוצר תוצר ביניים טטרהידראלי המיוצב על ידי קבוצות אמידיות; (4) בשלב הסופי, נשבר הקשר בהידרוקסיל של סרין, המביא לפירוק תוצר הביניים הטטרהידראלי. המימן שהיה תפוס על ידי היסטידין מועבר לסרין והמצע משתחרר מהאנזים, כאשר האחרון חוזר למצב המקורי שלו מוכן להתקשרות הבאה למצע אחר.

תאי פיטום (mast cells) הם תאים לבנים גדולים המהווים חלק מרקמת החיבור בגוף והמכילים מספר רב של גרנולות העשירות בהיסטמין והפארין. על אף שתאים אלה ידועים בעיקר בתפקיד שהם ממלאים באלרגיה ובתגובות אנפילקטיות, תאי פיטום ממלאים תפקיד חשוב בהגנה על הגוף, כיוון שהם מעורבים באופן מעמיק בריפוי פצעים ובהגנה מפני פתוגנים. הם עשירים במיוחד בעור, בשכבת החיפוי של המעי ודרכי האוויר, אך גם במח העצם. תאי פיטום מהווים חלק ממנגנון התגובה של הגוף לפגיעות כמו גם כחלק מתגובה אלרגית של רגישות-יתר.

תאי פיטום מכילים גרנולות האוגרות טריפטאזה והיסטאמין, המשתחררים בשפעול תאים אלה. תאי פיטום מזהים וקושרים IgE שרמתו בדם עולה במצבי אלרגיה או הדבקות בטפילים. כאשר IgE הקשור לאנטיגן (האלרגן) נקשר לשטח הפנים של תאי פיטום, משופעלים האחרונים ומשחררים את תכולת הגרנולות, ובעיקר שחרור היסטאמין אחראי לחלק גדול מהתסמינים באנשים עם אלרגיות. באנשים עם אלרגיות חמורות, שפעול תאי פיטום רבים, עלול לגרום לתגובה אלרגית חריפה המוגדרת כאנפילקסיס, שעלול לגרום ללחץ-דם מאוד נמוך, לחרלת עור, להצרות חריפה של דרכי האוויר, ואף למוות. באנפילקסיס רמות בתא טריפטאזה עלולות להיות מאוד מוגברות.

רמות טריפטאזה בדם יכולות להיות מוגברות באופן משמעותי ומתמשך במסטוציטוזיס, מפגע נדיר בו מתרחש שגשוג ממאיר של תאי פיטום, המסתננים ומצטברים בעור (cutaneous mastocytosis), ולעתים עם הצטברות תאים אלה ברקמות אחרות בגוף (systemic mastocytosis).

בתאי פיטום בריאות ובעור, רמת טריפטאזה ממוצעת היא בתחום שבין 11-35 פיקוגרם בכל תא, בו היא מהווה חלק הארי מחלבון התא; לשם השוואה, רמת טריפטאזה הממוצעת בתאים באזופילים בדם ההיקפי היא בערך 0.05 פיקוגרם לכל תא, כלומר פחות מ-1% מרמת האנזים בתא פיטום, וזאת למרות שרמת היסטמין בשני סוגי התאים דומה מאוד.

טריפטאזה המופיעה בתאי פיטום ובאזופילים מקודדת על ידי 2 גנים הממוקמים זה ליד זה על כרומוזום 16p13.3: הגן לאלפא-טריפטאזה (TPS) והגן לבתא טריפטאזה (TPSB). בערך 25% מכלל האנשים חסרים את האנזים אלפא-טריפטאזה. אלפא ובתא טריפטאזה הם בעלי כ-90% זהות ברצף חומצות האמינו שלהם. בעוד שבתא-טריפטאזה הוא האיזואנזים העיקרי המתבטא בתאי פיטום, הרי שבתאים באזופילים שולטת אלפא-טריפטאזה. לבתא טריפטאזה יש גם תפקיד הגנתי-חיסוני בשעת הדבקה עם חיידקים, לדוגמה האנזים נדרש להתגונן בפני הדבקה עם Klebsiella pneumoniae.

טריפטאזה היא פרוטאזה ניטראלית המהווה את המרכיב החלבוני העיקרי בגרנולות המפרישות של תאי פיטום באדם. ישנן 2 צורות של טריפטאזה המסומנות כ-α ו-β, המקודדות על ידי שני גנים נפרדים. שני האיזואנזימים האלה באים לביטוי כקדם-אנזימים בלתי פעילים, המופרשים באופן ספונטאני מתאי פיטום במנוחה. הרמה של קדם-אנזימים אלה משקפת את סך תאי הפיטום בגוף, ולא בהכרח את דרגת השפעול של תאי הפיטום. β-protryptase עובר שינוי לצורת האנזים הפעילה ונאגר בתור שכזה בגרנולות תאי הפיטום, ומשתחרר מגרנולות אלו כטטרמר פעיל הקשור להפארין או ל-chondroitin sulfate. לעומת זאת, שינוי בחומצות האמינו של ה-α-protryptase מונע מקדם אנזים זה את התהליך של הפיכה לאנזים פרוטאוליטי פעיל, לכן בתרחיש של שפעול תאי פיטום, כאשר מתרחשת דה-גרנולציה של הגרגירים בתאים אלה, משתחרר האנזים הבשל שהוא כמעט בלעדי ה-tryptase β.

צורת ה-β-protryptase עוברת שני שלבים פרוטאוליטיים שהראשון בהם הוא ביקוע המתבצע ב-pH חומצי ובנוכחות הפארין (או דקסטרן סולפאט). השלב השני, בו משתתף האנזים dipeptidyl peptidase מביא להופעת הטריפטאזה הבשל הטטרמרי, גם הוא בתנאים חומציים בנוכחות הפארין, המייצב בהמשך את הטטרמר. באשר ל-α-protryptase יש חסר בתהליך ההבשלה שלו, ולכן הפעילות הפרוטאוליטית של אלפא טריפטאזה זניחה וחלשה ביותר.

תאי פיטום בעור שמשו להדגים שה-protryptase מופרשים ספונטאנית על ידי תאי פיטום במנוחה, בעוד שהאנזים הבשל משתחרר רק בתאי פיטום משופעלים ומתקיימת בהם דה-גרנולציה.

הוויסות של פעילות טריפטאזה

אחת התיאוריות המנסות להסביר את דרך שחרור טריפטאזה מתאי הפיטום, נובעת מהממצא שבתא טריפטאזה מבקעת את החלבון פיברינוגן פי-50 יותר מהר ב-ph 6.0 מאשר ב-pH 7.4. אותו ממצא התקבל גם לגבי יכולת הביקוע של החלבון הקטן kininogen על ידי טריפאזה ממקור של הריאות. נראה אם כן ששחרור בתא טריפטאזה גדול יותר באתרים בהם ה-pH נמוך, כמו בדרכי אוויר באסתמה, מוקדים של דלקת, או אזורים עם וסקולאריות דלה כגון שולי גידולים סולידיים, או אזורי ריפוי פציעות, יהיו אזורים אופטימאליים לפעילות פרוטאוליטית.

טטרמרים של בתא טריפטאזה הפעילים מבחינה קטליטית, הופכים בהעדר הפולי-אניון המייצב הפארין, למונומרים לא פעילים ב-pH ניטראלי. אם מחזירים מומונרים אלה לסביבה חומצית הם חוזרים למצב הטטרמרי הפעיל.

פעילויות ביולוגיות של טריפטאזה

פעילותו הביולוגית של בתא טריפטאזה אינה מובנת מאליה שכן אנזים מופרש מתאי פיטום הבאים לביטוי במגוון מפגעים כגון מסטוציטוזיס, אנאפילקסיס, חרלת (urticaria) ואסתמה. לכן אין מידע מהו המצע הביולגי הרלוונטי ביותר לבתא טריפטאזה. יש רמזים לכך שאנזים זה משתתף בפעילות נוגדת קרישה, בלייפת (פיברוזיס) וכן בהמסת קרישי דם, ביצירתkinin מ-kinninogen ולאחר מכן בביקוע kinnin, בשפעול על פני תאים של PAR)-2) שהוא protease activated receptor, באנגיוגנסיס, במצבי דלקת, ובתגובת-יתר של שרירים חלקים בדרכי אויר.

אנאפילקסיס סיסטמי

בתא טריפטאזה בא לביטוי בפלזמה באלה עם אנאפילקסיס סיסטמי בדרגת חומרה כזו המתבטאת בתת לחץ-דם. למרות שאנזים זה משתחרר מתאי הפיטום במקביל להיסטמין, האנזים עובר דיפוזיה ברקמות לאט יותר מאשר היסטמין, כיון שבתא טריפטאזה נמצא בקומפלקס עם פרוטאוגליקאנים. לדוגמה, לאחר עקיצה של חרק הגורמת לתגובה אנאפילקטית רמת בתא טריפטאזה בדם מגיעה לשיאה בין 0.5-1.5 שעות לאחר העקיצה, ודועכת לרמת הנורמה משך 4-8 שעות, בעוד שרמת היסטמין בדם מגיעה לשיא תוך 5 דקות, וחוזרת לנורמה תוך 15-30 דקות.

בנוסף לעקיצות חרקים, תרחישי אנאפילקסיס שמביאים לרמות מוגברות של בתא טריפטאזה נמצאו באפיזודות של ניתוחים, הזרקת פלואורסצאין או מתילפרדניזולון, חשיפה ללטקס, ואפילו במקרים בודדים של צריכת תכשירים מהסוג NSAID.

מסטוציטוזיס סיסטמי

בתרחיש זה נמצא שגשוג של תאי פיטום בעור (urticaria pigmentosa), בכבד, בטחול בקשרי לימפה או במח העצם, והוא יכול להתחלק למופעים אחדים כגון מסטוציטוזיס אינדולנטי, חבוי (smoldering), כרוך במפגע המאטולוגי, או אגרסיבי. כללית, נבדקים עם מסטוציטוזיס סיסטמי מגיעים לרמת בתא טריפטאזה של מעל 20 ננוגרם למ"ל, ואילו באלה בהם מסטוציטוזיס מוגבל לעור בלבד, בדרך כלל רמות טריפטאזה תקינות. על פי המלצות WHO, סך רמת טריפטאזה בדם הוא מדד מבדיל טוב יותר מאשר מדידת מתיל-היסטמין בשתן.

תגובות אנאפילקטיות או אנאפילקטואידיות יכולים לעתים להופיע עם תסמינים של מסטוציטוזיס סיסטמי, בעיקר בתגובה לעקיצות חרקים, אך גם בתגובה לחומר ניגוד בצילומי הדמיה או בתגובה לנרקוטיקה. אם לוקחים בחשבון מסטוציטוזיס כתוצאה מתגובה אנאפילקטית לעקיצת חרק או לגורם מעורר אחר, יש צורך להמתין לפחות 24 שעות לאחר דעיכת התסמינים הקליניים, לפני שרמת האנזים חוזרת לרמת הבסיס שלה.

רמת סך-טריפטאזה יכולה גם לשמש לניטור התגובה הטיפולית להפחתת תגובת תאי הפיטום. לדוגמה, מאובחנים עם מסטוציטוזיס שטופלו בציקלוספורין לא הגיבו קלינית לטיפול, ואמנם רמת סך-טריפטאזה שלהם לא פחתה. לעומת זאת, דווח במקרה של מטופל עם מסטוציטוזיס סיסטמי עם מוטציה D816V ו-urticaria pigmentosa שהגיב קלינית היטב לטיפול באלפא-אינטרפרון במינון גבוה, תגובה שבאה לביטוי בירידה באחוז תאי פיטום במח העצם מ-50 ל-5, ירידה של 75% ברמת פרוסטגלנדין F2α בשתן כמו גם ירידה של מתיל היסטמין, וכן ירידה של 95% ברמת סך-טריחפטאזה בדם, במקביל להיעלמות תסמיני החרלת. טיפול של מסטוציטוזיס עם cladribine הראה שיפור קליני עם דעיכה ברמת סך טריפטאזה.

לאחר אנאפילקסיס, גרנולות של תאי פיטום משחררות טריפטאזה, באופן שכמויות ניתנות למדידה של האנזים מופיעות בדם תוך 15-30 דקות, ומגיעים לשיאן כעבור 1-2 שעות. רמות האנזים דועכות ואמנם זמן מחצית החיים שלו הוא בערך שעתיים. לכן האנזים עלול לא להתגלות בנסיוב בנבדקים עם שפעול חד של תאי הפיטום שלהם, אם דגימת הדם נלקחה מעל 8-12 שעות מאירוע אנאפילקטי.

לשם השוואה, היסטמין המשתחרר אף הוא מתאי פיטום משופעלים, מתפנה מהדם תוך דקות אחדות. רמות בתא-טריפטאזה שמעל 11.5 ננוגרם למ"ל יכולות לשקף שפעול של תאי פיטום כתוצאה מאנאפילקסיס או תגובה אלרגית, או שהן יכולות לשקף מספר מוגבר של תאי פיטום שמוצאים במטופלים עם מסטוציטוזיס.

ביחד עם אנזימים מסוג chymase ו-cathepsin G, הטריפטאזות הם מרכיבים חשובים בתגובות של דלקת או אלרגיה בהם משתתפים תאי פיטום. טריפטאזה מסוג β-1, הידוע גם כ- MCPT7 או mast cell protease 7, הוא בעל פעילות נוגדת קרישה בשל יכולתו לפרק פיברינוגן, גם בנוכחות מגוון גדול של מעכבי פרוטאוליזה בפלזמה. טריפטאזה מסוג אפסילון, הידוע גם כ-BSSP-4 או brain-specific serine protein 4 ו-BSP-2 או brain serine protease 2, מקודד על ידי הגן PRSS22 ובא לביטוי בתאי אפיתל העין ובריאות. טריפטאזה גאמא-1 המכונה גם טריפטאזה טרנס ממבראנלי, מקודד על ידי הגן TPSG1, שהוא אחד ממגוון של גנים המקודדים לסרין פרוטאזות הממוקם באתר הכרומוזומאלי 16p13.3.

משמעות תוצאות מדידת טריפטאזה

תוצאה תקינה של רמת טריפטאזה יכולה לשלול מפגעי אנאפילקסיס או מסטוציטוזיס, או שהיא עלולה לבטא נטילת דגימות בשלב מאוחר מדי לאחר אירועים אלה. אם מבדק היסטמין מבוצע גם כן, ניתן להשוות את תוצאותיו לאלה של מדידת טריפטאזה. יש לקחת בחשבון ששיא העלייה ברמת היסטמין מתרחש דקות ספורות לאחר אירוע אנאפילקסיס וכתום שעה חודרת רמתו לנורמה. אם נטילת דגימת הדם התבצעה במועד ראוי ורמות טריפטאזה והיסטמין תקינות, אין זה סביר שמדובר באנאפילקסיס, אם כי לא ניתן לשלול זאת באופן מוחלט. באשר מתבצעת מדידת סך טריפטאזה וכן בתא טריפטאזה באותה גדימת דם, אם היחס של סך טריפטאזה/ בתא טריפטאזה קטן מ-10 הדבר מרמז לאירוע אנאפילקטי, ואילו כאשר היחס בין השניים גדול מ-20, הדבר מרמז למסטוציטוזיס סיסטמי.

תוצאה מוגברת של טריפטאזה יכולה להתקבל באסתמה, בתסמונת מיאלודיספלסטית, בלויקמיה מיאלוציטית חריפה, כמו גם בכל תרחיש אחר הגורם לשפעול תאי פיטום. השחרור של טריפטאזה מתאי פיטום יכול להיות מושרה על ידיח מגוון חומרים, אך התגובה למזון נחשבת כסיבה השכיחה ביותר לאירוע אנאפילקטי. ילדים לוקים באופן תכוף יותר במסטוציטוזיס עורי, כאשר התרחיש בילדים מוגבל יותר בזמן ועשוי להיות חולף. באשר למסטוציטוזיס סיסטמי אחת המוטציות שיכולות להיות כרוכות במפגע זה ידועה כמוטציית כ-codon D816V C-kit.

הוראות לביצוע הבדיקה

הבדיקה מתבצעת בנסיוב כאשר דם נלקח במבחנה כימית (פקק אדום או צהוב), ויציבות הדגימה נשמרת בקירור או בהקפאה עד 14 יום. אין משמעות מזיקה בביצוע הבדיקה אם הדם המוליטי, ליפמי או מכיל רמת בילירובין גבוהה (icteric).

המידע שבדף זה נכתב על ידי פרופ' בן-עמי סלע