Genetika hyperlipoproteinémií. Familiární hypercholesterolémie

Hyperlipoproteinémie je podmíněna interakcí genetických faktorů s vlivy vnějšího prostředí. Jednotlivé geny mají na hladinu krevních lipidů jen malý účinek. Výjimku tvoří monogenní poruchy, kdy defekt jednoho genu zásadně určuje výslednou podobu hyperlipoproteinémie. Nejzávažnější z nich je familiární hypercholesterolémie.

Klíčová slova

hyperlipoproteinémie • gen • mutace • polymorfismus

Rozvoj kardiovaskulárních onemocnění v důsledku aterosklerózy je určován kombinací řady genetických faktorů a jejich dynamickou interakcí s vlivy vnějšího prostředí. Stejným způsobem je determinována hyperlipoproteinémie (HLP), která je důležitým rizikovým faktorem aterogeneze. Jednotlivé geny přitom mají na hladinu krevních lipidů jen malý účinek. Výjimkou jsou monogenní poruchy, kdy defekt jednoho genu zásadním způsobem určuje výslednou podobu HLP. Modelovým příkladem monogenních HLP a zároveň nejzávažnější z nich je familiární hypercholesterolémie (FH). V klinické praxi se však mnohem častěji setkáváme s polygenními HLP, tedy poruchami metabolismu lipidů, které mají genetický základ v mutacích či polymorfismech více genů.

Typickým příkladem metabolické poruchy determinované menšími odchylkami ve více genech je familiární kombinovaná hyperlipidémie (FKH), která je vůbec nejčastější primární HLP. Pro všechna polygenní onemocnění je charakteristický výrazně větší vliv zevního prostředí na výsledný fenotyp, nežli je tomu u monogenních poruch. Například určitá varianta genu pro apolipoprotein (apo) C vede k vzestupu triglyceridémie, ale za příznivých podmínek nedosáhne tato elevace horní hranice normálu.

Budouli však přítomny další faktory zvyšující hladinu sérových triglyceridů (obezita, léky, konzumace alkoholu, diabetes mellitus, další genetický faktor), můžeme u nositele takové genetické varianty nalézt manifestní hypertriglyceridémii.(1) Proto se někdy v literatuře uvádí termín HLP smíšené etiologie, jenž je vhodný právě pro situaci, kdy se HLP manifestuje u nositele genetické odchylky pouze při současném působení dalších faktorů. Polygenní HLP se zvýrazňují s věkem, což souvisí s větším výskytem nepříznivých faktorů zevního prostředí ve vyšším věku a samozřejmě i s celkovou délkou jejich působení.

Můžeme rozlišit HLP s izolovaným zvýšením cholesterolu, izolovaným zvýšením triglyceridů nebo kombinací obou (Tab. 1). V následujícím přehledu bude největší pozornost věnována familiární hypercholesterolémii, která je z genetického pohledu nejlépe definována.

Primární izolované hypercholesterolémie

Familiární hypercholesterolémie

Familiární hypercholesterolémie (FH) se vyznačuje autosomálně dominantním typem dědičnosti a s frekvencí výskytu 1 : 500 ve většině bělošských populací se řadí k nejčastějším vrozeným poruchám metabolismu vůbec. Je charakterizována zvýšenými koncentracemi LDL-cholesterolu v plazmě, jeho zvýšeným ukládáním ve tkáních, což se projevuje zejména šlachovými xantomy a tvorbou ateromatózních plátů v cévách, a s tím související předčasnou klinickou manifestací aterosklerózy, především ve formě ischemické choroby srdeční (ICHS).

Riziko fatální nebo nefatální koronární příhody přesahuje 50 % u postižených mužů ve věku 50 let a 30 % u 60letých žen.(2, 3) Prognóza nemocných se dramaticky zlepšila na začátku 90. let minulého století po uvedení inhibitorů 3-hydroxy-3-metylglutaryl-koenzym A (HMGCoA) reduktázy (statinů) na trh.(3) Většina pacientů s FH však stále zůstává nediagnostikovaných nebo je diagnóza stanovena až po první klinické manifestaci ICHS, která je až ve třetině případů fatální. Včasná diagnostika je tak velmi důležitá, neboť umožní včasné zahájení efektivní hypolipidemické léčby.

Etiopatogeneze

Již koncem 30. let 20. století postuloval Müller teorii, že familiární výskyt xantomů, vysokých hladin cholesterolu a infarktů myokardu je podmíněn defektem jednoho genu. V 60. letech pak Fredrickson et al. demonstrovali, že fenotyp FH je spojen s poruchou metabolismu lipoproteinů o nízké hustotě (LDL), a práci završili v 70. letech Goldstein s Brownem, kteří objevili LDL-receptor (LDLR) a prokázali, že příčinou FH jsou mutace v genu kódujícím tento receptor.(2) Za svůj objev dostali v roce 1985 Nobelovu cenu. Vlivem porušené funkce LDLR je významně sníženo vychytávání LDL-cholesterolu jaterními buňkami a dochází k jeho hromadění v cirkulaci, ve stěnách cév a dalších tkáních.

Klinický fenotyp je výrazně těžší u homozygotů než u heterozygotů, protože u homozygotů nejsou v důsledku postižení obou alel LDL-receptory syntetizovány vůbec nebo jsou zcela nefunkční, případně je jejich funkce významně snížena. Studie na fibroblastech, které byly získány od homozygotních pacientů, ukázaly existenci mutací způsobujících pokles funkce LDLR pod 2 % („receptor negativní“ mutace), resp. na úroveň 2-25 % („receptor defektní“ mutace).(4) Naproti tomu u heterozygotů zůstává jedna alela plně funkční a aktivita LDLR je tak alespoň 50 %. Homozygoti mají velmi vysoké koncentrace LDL-cholesterolu (>16 mmol/l), tvoří se u nich kožní xantomy a manifestní ateroskleróza se vyvíjí již v prvních dvou dekádách života. Vzhledem k vzácnosti homozygotní formy (prevalence 1 : 106) se termín FH častěji užívá v souvislosti s heterozygoty.

Koncentrace LDL-cholesterolu u heterozygotů jsou zvýšeny 2-3násobně a jsou více ovlivněny interakcí s dalšími geny i vlivy vnějšího prostředí, než je tomu u homozygotů. Stejně tak celkové kardiovaskulární riziko je u heterozygotů modulováno ostatními rizikovými faktory, zatímco u homozygotů se odvíjí téměř výhradně od koncentrací LDL-cholesterolu.(5) I u heterozygotů je ovšem role vnějších faktorů podstatně menší, než je tomu u jiných než monogenních forem HLP. Heterozygoti tvoří šlachové xantomy, které jsou pro FH patognomické, a poměrně časně také xantelazmata a arcus lipoides corneae, které patří k nespecifickým známkám nemoci. Manifestní ICHS se u nich vyvíjí od 3. dekády života a ve věku 50 let je postižena již více než polovina mužů s FH.(2)

Část nemocných s klinickým fenotypem FH vykazuje normální aktivitu LDLR. Bylo prokázáno, že za sníženou clearance LDL-cholesterolu z cirkulace je u těchto jedinců zodpovědná mutace R3500Q v genu pro apo B, a onemocnění dostalo název familiární defekt apo B-100 (FDB).(6) Apo B-100 je jediným bílkovinným nosičem LDL-cholesterolu a mutace R3500Q působí záměnu aminokyseliny argininu za glutamin v místě, které ovlivňuje vazbu apo B-100 k LDLR. Později byly odhaleny další mutace v genu pro apo B, které vedou k FDB, ovšem ty se vyskytují velmi vzácně. Prevalence FDB je asi 1 : 800, přičemž nejvyšší je v oblasti střední Evropy. FDB a FH jsou klinicky nerozlišitelné, i když průměrné koncentrace LDL-cholesterolu jsou u heterozygotů FDB ve srovnání s heterozygoty FH nižší, šlachové xantomy méně frekventní a ke klinické manifestaci ICHS dochází později.

Rozdíly jsou zřejmě dány nižší produkcí LDL-částic u pacientů s FDB v důsledku vyšší clearance remnantních partikulí přes neporušený LDLR, protože tento proces je zprostředkován spíše apolipoproteinem E než apo B-100.(5) U části pacientů s fenotypem autosomálně dominantní hypercholesterolémie (ADH) není přítomna mutace v genu pro LDLR ani apo B. V takovém případě se hovoří o non-FH/non-FDB (non-LDLR/non-APOB) hypercholesterolémii, případně FH3. Recentně byly u některých nemocných s FH3 detekovány mutace v genu PCSK9 (proprotein konvertáza subtilisin/kexin 9). Vyšetření větších souborů pacientů však ukázala, že tyto mutace mohou objasnit jen asi 2 % případů s fenotypem FH. Gen PCSK9 kóduje neurální apoptózou regulovanou konvertázu 1 (NARC-1), jejíž role nebyla zatím plně objasněna. Zdá se, že zvýšená exprese PCSK9 má za následek posttranslační zvýšenou degradaci LDLR.

Mutace, které vedou ke zvýšené expresi PCSK9 („gain of function“ mutace), jsou asociovány s hypercholesterolémií a vyšším rizikem ICHS, zatímco mutace znamenající nižší koncentraci nebo dysfunkci NARC-1 způsobují hypocholesterolémii a snižují riziko ICHS. PCSK9 se tak jeví být důležitým hráčem podílejícím se na výsledné hladině LDL-cholesterolu a různé varianty tohoto genu mohou být podstatnou měrou zodpovědné za její interindividuální variabilitu. Kolem genu PCSK9 však zatím panuje řada nejasností a jeho kauzální role u FH je některými autory zpochybňována.(7) Stále více je v původním významu familiární hypercholesterolémie používán pojem autosomálně dominantní hypercholesterolémie (ADH), která v současné době zahrnuje: 1. klasickou FH způsobenou mutacemi v genu pro LDLR, 2. FDB s defektním genem pro apo B, a 3. FH3 s mutacemi v genu PCSK9.

Diagnostika

Rodinná anamnéza

Autosomálně dominantní typ dědičnosti znamená přítomnost onemocnění u jednoho z rodičů, jednoho z prarodičů, poloviny sourozenců a poloviny potomků postiženého probanda. Vyšetření rodinných příslušníků je tedy velmi důležité, a to nejen z diagnostických důvodů, ale především proto, že může odhalit další jedince s FH, často ještě v asymptomatickém stadiu. V rodinné anamnéze je nutno pátrat po vysokém cholesterolu, šlachových xantomech a předčasném výskytu ICHS (u mužů do 55, u žen do 65 let věku), především u prvostupňových příbuzných. Vyšetření 4 příbuzných prvního stupně odhalí 2 nové pacienty, vyšetření 4 příbuzných druhého stupně dalšího jednoho pacienta s FH.

Klinické projevy

Kromě předčasného výskytu kardiovaskulárních příhod v osobní anamnéze je potřeba věnovat pozornost přítomnosti šlachových xantomů, které jsou pro FH patognomické. Vyšetření Achillovy šlachy a šlach dalších extenzorů by nemělo být opomenuto, i když absence šlachových xantomů rozhodně FH nevylučuje. Xantelazmata víček a arcus lipoides na rohovce patří k nespecifickým projevům choroby, ovšem jejich výskyt v nižších věkových skupinách může diagnózu FH podpořit. Klinické projevy obvykle chybějí u dětí a mladých dospělých. U pacientů s homozygotní formou FH se objevují i kožní xantomy.

Biochemické markery

Důležitým diagnostickým pomocníkem jsou koncentrace celkového a především LDL-cholesterolu, přičemž by se mělo vycházet alespoň ze dvou měření. Nejpřesnější je použití hodnot specifických pro danou populaci, věk a pohlaví (Tab. 2). Diagnóza FH je zvažována při překročení hranice 95. percentilu za předpokladu, že byla vyloučena sekundární hypercholesterolémie. Koncentrace triglyceridů jsou typicky v normálních mezích, koncentrace HDL-cholesterolu jsou také normální nebo mohou být snížené.

Samotná biochemická kritéria ovšem nejsou pro potvrzení diagnózy FH dostačující, a to vzhledem kpř ekryvu s hodnotami nacházenými u části zdravé populace, resp. u osob s jinými formami hypercholesterolémie (FKH, těžší polygenní hypercholesterolémie apod.). Kritéria vytvořená v rámci mezinárodního projektu MedPed zohledňují skutečnost, že příbuzní pacienta s již diagnostikovanou FH mají ve srovnání s jedinci obecné populace vyšší pravděpodobnost, že jsou rovněž postiženi, a proto pro ně byly vypočteny odlišné hraniční hodnoty rozhodující pro určení diagnózy, a to v závislosti na stupni příbuznosti (Tab. 3). (O projektu MedPed je pojednáno dále.)

Molekulárněgenetická diagnostika

Určení příčinné mutace má význam pro zpřesnění diagnózy a může také pomoci u pacientů, u nichž nelze diagnózu jiným způsobem spolehlivě určit. Hlavní přínos molekulárněgenetické diagnostiky ovšem spočívá v účinné pomoci při vyhledávání postižených rodinných příslušníků již diagnostikovaných pacientů s FH. Opakovaně bylo ukázáno, že 10-25 % příbuzných je zařazeno nesprávně, pokud je diagnostika založena pouze na koncentracích cholesterolu v plazmě.(3)

V rodinách, kde je již mutace známa, je možno pomocí analýzy DNA rychle, spolehlivě a relativně levně určit postižené příbuzné. V současné době jsou známy tři geny, jejichž defekt vede k ADH. Mutace v genu pro LDLR jsou velmi heterogenní a nacházejí se v celém rozsahu genu. Bylo jich popsáno již více než 800 a jejich počet stále narůstá (http://www.ucl.ac.uk/fh a http://umd.necker.fr). Naproti tomu v genu pro apo B je známa jedna dominantní mutace (R3500Q), která je zodpovědná za naprostou většinu případů FDB. Molekulárněgenetická diagnostika u FDB je snadná a rychlá a je výrazně jednodušší, než je tomu u klasické FH, kde je zpravidla nutné vyšetřit celý gen a pátrat v něm po jednotlivých, mnohdy dosud nepopsaných mutacích. Asi u 2 % pacientů s fenotypem ADH byly detekovány mutace v genu PCSK9.

Komplexní diagnostická kritéria

Vedle MedPed kritérií (Tab. 3) jsou pro diagnostiku FH nejčastěji využívána britská kritéria založená na datech z registru Simona Brooma nebo nizozemský skórovací systém.

Dříve jmenovaná kritéria ovšem nejsou pro naše podmínky příliš vhodná, protože se ve velké míře opírají o přítomnost šlachových xantomů, které se vyskytují u českých pacientů s FH mnohem méně často než u pacientů ve Velké Británii. Nizozemský systém je poměrně sofistikovaný (Tab. 4), jeho účinnost pro českou populaci však dosud nebyla testována. Zatímco „Simon Broome register“ kritéria považují průkaz kauzální mutace za dostačující pro stanovení definitivní diagnózy FH, nizozemský systém vyžaduje přítomnost alespoň jednoho dalšího ukazatele.

Léčba pacientů s familiární hypercholesterolémií

Pacienti s FH patří z hlediska léčby a cílových hodnot k jedincům ve velmi vysokém riziku. Základem terapie je dieta a režimová opatření, které však vedou k redukci LDL-cholesterolu menší než 10 %, a u naprosté většiny pacientů s FH je nevyhnutelná agresivní hypolipidemická léčba. Lékem volby jsou nepochybně statiny. Data z velkých dvojitě zaslepených placebem kontrolovaných randomizovaných studií, která lze aplikovat i na pacienty s FH, jednoznačně dokumentují účinnost a bezpečnost terapie statiny.(3)

V monoterapii jsou podávány především nejúčinnější statiny, a to ve vyšších dávkách. Z přípravků dostupných na našem trhu to jsou atorvastatin, případně simvastatin. Studie na 325 dospělých pacientech s FH dokonce demonstrovala, že razantní hypolipidemická léčba 80 mg atorvastatinu vedla po dvou letech k regresi aterosklerózy vyjádřené poklesem tloušťky intima-media (IMT) v karotidách o 0,031 mm, zatímco při užití konvenční terapie 40 mg simvastatinu došlo naopak k nárůstu IMT o 0,036 mm.(11)

Často je nutno u pacientů s FH přistoupit ke kombinované léčbě, při níž dochází k potenciaci hypolipidemického účinku. V tomto ohledu se v současnosti jako velmi efektivní jeví kombinace statinu s ezetimibem. Mechanismus účinku ezetimibu spočívá v zabránění vstřebávání dietního i biliárního cholesterolu enterocytem, což vede ke snížení nabídky cholesterolu játrům s následnou up-regulací LDL-receptorů a zvýšeným vychytáváním LDL-částic z plazmy. Současné podání statinu přitom zajistí blokaci kompenzačního zvýšení jaterní syntézy cholesterolu. Alternativu k ezetimibu představují pryskyřice, které jsou však výrazně hůře tolerovány, nebo rostlinné steroly.

Farmakologická léčba má jenom mírný efekt u homozygotních pacientů, a to spíše u těch, kteří mají „receptor defektní“ typ mutace v genu pro LDLR a je u nich zachována alespoň zbytková aktivita LDLR. U pacientů s homozygotní FH nebo u heterozygotů, u nichž není pomocí hypolipidemik dosaženo uspokojivého poklesu koncentrací LDL-cholesterolu, je metodou volby LDL-aferéza. Tato procedura, při níž jsou LDL partikule selektivně odstraněny z cirkulace extrakorporálním navázáním na dextran sulfát nebo heparin, vede k regresi xantomů a zpomalení progrese aterosklerózy. Léčba je ovšem velmi nákladná a musí být prováděna každé 2-3 týdny. Rozvoji aterosklerózy zcela nezabrání vzhledem k periodickým stavům hypercholesterolémie vždy mezi jednotlivými procedurami. Alternativním přístupem k léčbě homozygotní FH je transplantace jater a nadějí do budoucna genová terapie.

Opatrnosti je potřeba u žen ve fertilním věku. U dětí je farmakoterapie indikována jen v případě velmi vysokého rizika, lékem volby jsou zde pryskyřice, výjimečně jsou podávány statiny, ovšem je třeba zdůraznit, že medikamentózní léčba dětí s FH patří do rukou lékařů specializovaných pracovišť. Lze očekávat, že doporučení pro léčbu dětí s FH doznají s ohledem na poslední studie změn. Je nepochybné, že aterogeneze probíhá od raného věku a ve srovnání se zdravými sourozenci mají děti s ADH zvýšenou IMT a známky endoteliální dysfunkce. Dynamika zvyšování IMT je u nich dokonce 5krát vyšší. Dosud všechny statinové studie u dětí s FH potvrdily účinnost této léčby při zachování bezpečnosti. Byla zaznamenána regrese aterosklerózy stanovená poklesem IMT a pomocí markerů endoteliální dysfunkce.(11) Otázkou zůstává, zdali je dvouleté sledování dostatečné z hlediska určení bezpečnosti léčby, zejména při uvážení toho, že se jedná o celoživotní terapii.

Projekt MedPed

Skutečnost, že přes existenci účinné terapie zůstává většina pacientů s FH nediagnostikována a neléčena, nebo je léčena neadekvátně, vyvolala mezinárodní úsilí tuto situaci zvrátit. V roce 1994 vznikl projekt MedPed (Make early diagnosis to Prevent early deaths), do něhož se postupně zapojilo více než 30 zemí a jehož hlavním cílem je významně snížit riziko předčasného úmrtí u pacientů s FH.(12) Hlavními prostředky jsou včasné stanovení diagnózy a včasná a dlouhodobá léčba postižených osob, přičemž důraz je kladen zejména na vyhledávání ohrožených jedinců mezi příbuznými již diagnostikovaných pacientů a také na molekulárněgenetickou diagnostiku.

Bylo opakovaně vykalkulováno, že kaskádovitý screening pacientů s FH uplatňovaný v rámci projektu je vysoce efektivní i z hlediska vynaložených nákladů. Česká republika se k projektu připojila v roce 1997 a v současné době je evidováno již více než 3200 pacientů, což představuje asi 16 % z očekávaného celkového počtu 20 000 pacientů v zemi. Projekt u nás běží pod záštitou České společnosti pro aterosklerózu a jsou v něm zapojeny desítky specializovaných center a dalších spolupracujících lékařů. Více informací je možno získat na adrese www.medped.cz.

Autosomálně recesivní hypercholesterolémie

Fenotyp izolované hypercholesterolémie, ovšem s odlišnou formou dědičnosti, sdílí vzácná autosomálně recesivní hypercholesterolémie (ARH), poprvé popsaná Khachadurianem a Uthmanem v roce 1973. Téměř o 30 let později bylo prokázáno, že onemocnění je podmíněno mutacemi v genu ARH pro domnělý adaptérský protein. Množství LDLR je normální, vazba LDL-cholesterolu na povrchu jaterních buněk dokonce zvýšená, ale změněna je distribuce LDLR, který se nachází převážně na buněčné membráně a v menší míře v cytoplazmě. To signalizuje poruchu internalizace a degradace komplexu LDLR-LDL.

Úloha proteinu ARH spočívá ve vazbě na cytoplazmatickou doménu LDLR, shlukování LDLR a následné zprostředkování internalizace komplexu LDLR-LDL včetně tvorby endosomu, přesný mechanismus však znám není. Klinicko-biochemická diagnostika ARH je založena na fenotypu FH, jehož tíže leží mezi heterozygotní a homozygotní formou klasické FH, a určení autosomálně recesivního typu dědičnosti. Heterozygoti pro defektní alelu ARH, tj. rodiče postiženého probanda, mají normální koncentrace cholesterolu v plazmě. Prevalence ARH je asi 1 : 5x 106. Pacienti s ARH odpovídají na léčbu statiny, zvýšená exprese LDLR pravděpodobně částečně kompenzuje jeho defektní funkci, často je ovšem v terapii zapotřebí kombinace s LDL-aferézou.(5)

Sitosterolémie

Přibližně stejně vzácná jako ARH je další autosomálně recesivní choroba popsaná poprvé rovněž na začátku 70. let minulého století, a to sitosterolémie. Koncentracemi cholesterolu a LDL-cholesterolu, xantomy i předčasnou klinickou manifestací aterosklerózy je velmi podobná homozygotní FH. Menší část pacientů je normocholesterolemických. Charakteristickým rysem jsou více než 50násobně zvýšené koncentrace necholesterolových sterolů v plazmě a jejich ukládání ve tkáních. Specifickým znakem může být mírná hemolýza, k níž dochází pravděpodobně v důsledku inkorporace rostlinných sterolů do membrány erytrocytů.

Heterozygoti nejsou postiženi a mají normální hladiny cholesterolu. Příčinou onemocnění jsou mutace na obou alelách genu pro ABCG5 nebo ABCG8, což jsou ATP vázající transportní kazety (typu G), které jsou zodpovědné za eflux živočišných i rostlinných sterolů z buňky. Pacienti se sitosterolémií mají zvýšenou frakční absorpci dietních sterolů a porušenou sekreci sterolů do žluči, což vede k hromadění všech sterolů v krvi i ve tkáních. Diagnosticky cenné je stanovení vysokých koncentrací rostlinných sterolů (sitosterolu, kampesterolu, stigmasterolu, cholestanu apod.) v plazmě. Pacienti prakticky neodpovídají na léčbu statiny, zato přesvědčivě reagují na dietní restrikci cholesterolu a na sekvestranty žlučových kyselin či ezetimib.(5)

Wolmanova choroba, nemoc z hromadění esterů cholesterolu

U pacientů se vzácnou autosomálně recesivní deficiencí kyselé lyzosomální lipázy (LAL – lysosomal acid lipase) dochází k masivní akumulaci esterů cholesterolu ve většině tkání. Lipidy se hromadí v lyzosomech, což vede ke zvýšené syntéze cholesterolu. V závislosti na věku začátku onemocnění a tíži příznaků je možno rozlišit Wolmanovu chorobu, která se manifestuje hned po narození a obvykle má fatální průběh před dosažením 1. roku věku, a nemoc ze střádání esterů cholesterolu (CESD – cholesteryl ester storage disease), která začíná v pozdějším věku a má mírnější průběh. Postižení kojenci neprospívají, mají hepatosplenomegalii, steatoreu a kalcifikace v nadledvinách, zatímco pacienti s CESD se prezentují často jen hepatomegalií, všichni mají výrazně zvýšený LDL-cholesterol a snížený HDL-cholesterol a velmi vysoké riziko předčasné klinické manifestace aterosklerózy. Definitivní diagnóza spočívá v průkazu snížené aktivity LAL v lymfocytech. Lékem volby jsou statiny.(13)

Polygenní hypercholesterolémie

Izolovaná primární hypercholesterolémie s rodinným výskytem, u které nalézáme obvykle nižší hodnoty celkového i LDL-cholesterolu než u FH, se nazývá polygenní hypercholesterolémie. Podle některých autorů toto onemocnění splývá s FKH, u níž může v klinickém obraze také dominovat hypercholesterolémie. Podobně jako u dalších polygenních hyperlipidémií je genetická determinace polygenní hypercholesterolémie nejasná. Spekuluje se o vlivu polymorfismů a mutací v genech pro apo E, CETP (cholesteryl ester transfer protein), jaterní a lipoproteinovou lipázu, LCAT (lecithin cholesterol acyltransferase), PCSK9 a dalších, ale kombinace odchylek, která by vysvětlila fenotyp polygenní hypercholesterolémie, není známa. Mezi geny s největším účinkem patří apo E, jehož varianta apo E4 je asociována s vyššími hladinami cholesterolu než běžná varianta apo E3.(14) Nemocní s polygenní hypercholesterolémií dobře odpovídají na režimová opatření a na terapii statiny, které lze v případě nedostatečného efektu nebo intolerance doplnit ezetimibem nebo pryskyřicemi.

Primární izolované hypertriglyceridémie

Familární hypertriglyceridémie

Jedná se o relativně vzácné autosomálně dominantní onemocnění, které se fenotypově projeví izolovaným vzestupem triglyceridů. K úplné expresi fenotypu dochází po 20. roku věku. Zvýšená hladina triglyceridů je považována za nezávislý rizikový faktor rozvoje ICHS a pacienti s familiární hypertriglyceridémií (FHTG) jsou ohroženi předčasným infarktem myokardu. Metabolická odchylka spočívá v poruše metabolismu lipoproteinových částic o velmi nízké hustotě (VLDL), zejména je zvýšena jejich produkce, což působí jejich hromadění v plazmě. Podobně jako FKH se i FHTG často sdružuje s obezitou a inzulínovou rezistencí. Výzkum genetického pozadí tohoto onemocnění zatím nepřinesl jednoznačné výsledky.

U nemocných nebyla nalezena vyšší frekvence mutací v genech pro lipoproteinovou ani jaterní lipázu, nepotvrdila se ani souvislost s variantami genů pro apo E, apo B či inzulín. Slibné jsou výsledky zkoumání genu pro apo C-III, který je základní proteinovou součástí chylomikronů i VLDL a jehož nadprodukce byla u FHTG opakovaně dokumentována. V promotoru genu pro apo C-III je inzulínem regulovatelná sekvence, jejíž mutace mohou být zodpovědné za poruchu regulace transkripce apo C-III a zvýšenou produkci VLDL.(15) Tato sekvence také částečně vysvětluje vztah mezi inzulínovou rezistencí a FHTG (případně i FKH). Základem léčby FHTG jsou režimová a dietní opatření. V případě, že tato nevedou k dostatečnému poklesu triglyceridémie, je na místě farmakologická léčba fibráty. Vhodná je též suplementace omega-3 mastnými kyselinami.

Deficit lipoproteinové lipázy a deficit apo C-II

Lipoproteinová lipáza (LPL) je intravaskulárně lokalizovaný enzym, který hydrolyzuje triglyceridy chylomikronů a dalších na triglyceridy bohatých částic na volné mastné kyseliny a glycerol. Její aktivita je nezbytná pro očištění plazmy od postprandiální lipémie. V případě geneticky podmíněné chybějící aktivity LPL se manifestuje závažná chylomikronémie, při které detekujeme v plazmě výrazně zvýšené hladiny triglyceridů (řádově desítky mmol/l). Nemocní jsou ohroženi akutní pankreatitidou a jaterní steatózou/steatohepatitidou.

Diagnostika je založená na typickém biochemickém nálezu a již pouhým okem patrném chylózním séru. Molekulárněgenetické vyšetření není nezbytné pro stanovení diagnózy, ale pomáhá objasnit podstatu onemocnění a je nutné při úvaze o genové terapii (první pokusy s náhradou genu pro LPL byly již učiněny v Holandsku). Bylo identifikováno několik mutací v genu pro LPL, které snižují katalytickou aktivitu LPL pod 10 % a vedou k manifestaci hyperlipidémie. I vzhledem k frekvenci onemocnění v populaci (1 : 1x 106) nebyla žádná ze zjištěných mutací detekována s významně vyšší frekvencí než ostatní.(16)

Deficit apo C-II, což je kofaktor LPL nezbytný pro její správnou funkci, se klinicky manifestuje stejně jako výše popsaný deficit LPL. Odlišení obou onemocnění je možné pomocí testu s dodáním normálního apo C-II k plazmě nemocného, čímž se katalytická funkce LPL spustí (u deficitu LPL plazma zůstane zakalená). Screening genu pro apo C-II odhalil několik možných mutací, které vedou ke ztrátě jeho funkce; prevalentní mutace, která by vysvětlovala většinu případů, opět nebyla identifikována. U nemocných s deficitem LPL nebo apo C-II je základem léčby dieta s obsahem tuků pod 10 % celkového energetického příjmu, vhodné je zařazení polynenasycených mastných kyselin ze třídy omega-3. Fibráty jsou kontraindikovány.

Kombinované hyperlipoproteinémie

Familiární kombinovaná hyperlipidémie

Familiární kombinovaná hyperlipidémie (FKH) je nejčastější primární (geneticky podmíněnou) poruchou metabolismu krevních lipidů a lipoproteinů. Její výskyt je v různých populacích odhadován na 1 : 100 až 1 : 250, ale až 10 % všech nemocných s infarktem myokardu má tento typ dyslipidémie. Charakteristickým znakem FKH je zvýšená hladina celkového a LDL-cholesterolu a triglyceridů, které jsou různou měrou vyjádřeny nejméně ve třech generacích sledovaného rodokmenu. Lipoproteinové fenotypy se mohou lišit nejen mezi příbuznými, ale dokonce i u jednoho nemocného při dlouhodobém sledování. Relativně typické je pro nemocné s FKH zvýšení koncentrace apo B, které je také dobrým markerem jejich aterogenního rizika. Neexistuje jeden test, kterým bychom mohli FKH spolehlivě potvrdit, proto byla vypracována diagnostická kritéria (Tab. 5).(17)

Na příkladu FKH lze ukázat, jak nesnadné je nalezení genetického základu onemocnění. Jedním z prvních genů studovaných u nemocných s FKH byl gen pro LPL. Byla nalezena řada variant tohoto genu u nemocných s FKH, některé bez vlivu na aminokyselinové složení LPL proteinu, jiné vedoucí k aminokyselinové záměně. Zatímco někteří autoři nalezli významně vyšší frekvence variant LPL genu u probandů s FKH, jiní tato pozorování nepotvrdili, a zdá se, že LPL gen a jeho variabilita není pro manifestaci FKH rozhodující. Dalšími geny, zkoumanými ve vztahu k FKH, byly geny pro apo E a B, genový cluster apo A-I/CIII/A-IV a další. Přestože byla nalezena řada odchylek ve zkoumaných genech, žádná z nich samostatně ani v kombinaci s jinými odchylkami není typická pro FKH.(18)

Molekulárněgenetická diagnostika FKH je stále nedokonalá a ve srovnání s klinickobiochemickými kritérii nákladnější a méně specifická. Prakticky to znamená, že i kdybychom provedli vyšetření všech výše uvedených genů a zjistili odchylky, nemůžeme s jistotou říci, zdali vyšetřený onemocní FKH nebo nikoli, protože vždy závisí na faktorech zevního prostředí a vlivu dalších, dosud neznámých genetických variant.

Léčba FKH je založena na respektování režimových a dietních opatření, která často vedou k výraznému zlepšení lipidogramu. Je-li indikována farmakologická léčba, jsou na místě statiny. Neníli pokles triglyceridů při léčbě statinem dostatečný, je nutné přidat fibrát, který je lékem volby u nemocných s dominující hypertriglyceridémií. I u nemocných s FKH byl dokumentován příznivý efekt ezetimibu.

Familiární dysbetalipoproteinémie

Familiární dysbetalipoproteinémie (FD), také označovaná jako HLP typu III podle Fredricksonovy klasifikace, je vzácnější geneticky podmíněná dyslipidémie, charakterizovaná významnou elevací celkového cholesterolu a triglyceridů (typicky v přibližně stejných numerických hodnotách), zvýšením poměru VLDL-cholesterol/triglyceridy a vysokým rizikem aterosklerotických komplikací. Její metabolickou podstatou je akumulace atypických VLDL částic v plazmě, které při elektroforéze lipoproteinů migrují v oblasti beta.

Základním genetickým znakem FD je homozygotní genotyp apo 2/ 2. Tento genotyp se v populaci vyskytuje s frekvencí pod 10 %, ale u nemocných s FD je přítomen v 90 %. Na druhé straně pouze 10 % nositelů genotypu apo 2/ 2 onemocní. Z toho vyplývá, že je nutný další faktor, který u homozygotů apo 2/ 2 způsobí manifestaci dysbetalipoproteinémie. Jako o možném spouštěcím momentu se spekuluje o menopauze, obezitě nebo abúzu alkoholu. Z genetických faktorů byly zkoumány varianty genů pro LPL, jaterní lipázu či apo C-III, polymorfismy v genovém clusteru apo A-I/C-III/A-IV, avšak žádný z nich nebyl identifikován jako faktor podmiňující vznik FD.(19) Vzhledem ke zvýšenému kardiovaskulárnímu riziku je u nemocných s FD často indikována farmakologická léčba. Terapii zahajujeme statiny, které lze v případě potřeby kombinovat s fibráty.

Deficit jaterní lipázy

Jedná se o raritní autosomálně recesivní onemocnění, které fenotypem připomíná FD. Kromě zvýšených hladin cholesterolu a triglyceridů však ve většině případů také koncentrace HDL-cholesterolu přesahují 95. percentil. Pacienti jsou ve zvýšeném riziku předčasné klinické manifestace aterosklerózy. V důsledku deficitu jaterní lipázy je ve všech lipoproteinech výrazně zvýšený obsah triglyceridů. Definitivní diagnózu potvrdí stanovení aktivity jaterní lipázy v postheparinové plazmě.

Závěr

Genetické faktory mají zásadní význam pro určení povahy HLP, která je důležitým rizikovým faktorem pro rozvoj aterogeneze. U monogenních poruch převažuje účinek defektu jednoho genu a ostatní geny i faktory vnějšího prostředí mají pouze modifikující vliv na výsledný fenotyp onemocnění. Nejzávažnější monogenní HLP je familiární hypercholesterolémie, podmíněná defektním genem pro LDL-receptor. U části pacientů s fenotypem FH tkví příčina nemoci v mutacích v genu pro apo B, resp. v genu PCSK9, u další části zodpovědný gen teprve čeká na své odhalení. Ostatní monogenní poruchy jsou vzácné.

U polygenních HLP se sčítají účinky sekvenčních variant řady genů a vnější prostředí hraje výrazně větší roli než u monogenních HLP. Povaha polygenních HLP je více komplexní a přesný mechanismus vzniku těchto onemocnění není ještě znám. Současné molekulárněgenetické metody, které jsou automatizované a dovolují analýzu velkého množství znaků a vzorků najednou, však umožňují nový přístup k hledání podstaty polygenně determinovaných HLP. Vztahy mezi jednotlivými geny a prostředím jsou velmi komplikované a počty nositelů konkrétní genetické odchylky v jednom sledovaném znaku jsou i při studiu velkých souborů nemocných nevelké. Proto je perspektivní směr zkoumání několika set genových variant v řádově desítkách genů pomocí technologií tzv. genových čipů.

S minimálním množstvím DNA aplikované na genetický čip je možné v krátkém čase provést až několik set tisíc analýz současně. Tak je možné posoudit i kombinace genových variant, které se u nemocných s polygenními HLP vyskytují častěji a jsou v příčinné souvislosti s jejich manifestací. Zásadní překážkou rozšíření těchto metodik a jejich širšího využití je zatím jejich vysoká cena, ale v blízké budoucnosti je možné očekávat významný posun i v této oblasti. Při současných znalostech není rutinní testování polymorfismů v kandidátních genech pro stanovení kardiovaskulárního rizika u pacientů s HLP opodstatněné, přínosné však může být určení kauzální mutace v genech zodpovědných za monogenní poruchy.

PoděkováníPráce byla podpořena výzkumným záměrem MŠMT 0021620807 (Michal Vrablík).

1MUDr. Tomáš Freiberger, Ph. D.e-mail: tfreiber@med.muni.cz2MUDr. Michal Vrablík, Ph. D.1Centrum kardiovaskulární a transplantační chirurgie, Brno, genetická laboratoř2Univerzita Karlova v Praze, 1. LF UK a VFN, III. interní klinika

*

Literatura

1. LAI, CQ., PARNELL, LD., ORDOVAS, JM. The APOA1/C3/A4/A5 gene cluster, lipid metabolism and cardiovascular disease risk. Curr Opin Lipidol, 2005, 16, No. 2, p. 153-166.

2. GOLDSTEIN, JL., HOBBS, HH., BROWN, MS. Familial hypercholesterolemia. In SCRIVER, CHR., et al. The metabolic and molecular bases of inherited disease. 8th ed. New York : McGraw-Hill, Inc., 2001, Vol. 3, p. 2863-2914.

3. MARKS, D., THOROGOOD, M., NEIL, HA., et al. A review on the diagnosis, natural history, and treatment of familial hypercholesterolaemia. Atherosclerosis, 2003, 168, No. 1, p. 1-14.

4. HOBBS, HH., BROWN, MS., GOLDSTEIN, JL. Molecular genetics of the LDL receptor gene in familial hypercholesterolemia. Hum Mutat, 1992, 1, No. 6, p. 445-466.

5. RADER, DJ., COHEN, J., HOBBS, HH. Monogenic hypercholesterolemia: new insights in pathogenesis and treatment. J Clin Invest, 2003, 111, No. 12, p. 1795-1803.

6. INNERARITY, TL., WEISGRABER, KH., ARNOLD, KS., et al. Familial defective apolipoprotein B-100: low density lipoproteins with abnormal receptor binding. Proc Natl Acad Sci USA, 1987, 84, No. 19, p. 6919-6923.

7. KASTELEIN, JJ., FOUCHIER, SW., DEFESCHE, JC. What promise does PCSK9 hold? J Am Coll Cardiol, 2005, 45, No. 10, p. 1620-1621.

8. ŠAMÁNEK, M., URBANOVÁ, Z. Hodnoty cholesterolu a triglyceridů a jejich vývoj mezi druhým a sedmnáctým rokem. Čas Lék čes, 1997, 136, č. 12, s. 380-385.

9. WILLIAMS, RR., HUNT, SC., SCHUMACHER, MC., et al. Diagnosing heterozygous familial hypercholesterolemia using new practical criteria validated by molecular genetics. Am J Cardiol, 1993, 72, No. 2, p. 171-176.

10. WORLD HEALTH ORGANIZATION: Familial hypercholesterolemia – report of a second WHO Consultation. Geneva, Switzerland : World Health Organization 1999 (WHO publication No. WHO/HGN/FH/CONS/99.2).

11. FOUCHIER, SW., RODENBURG, J., DEFESCHE, JC., KASTELEIN, JP. Management of hereditary dyslipidemia: the paradigm of autosomal dominant hypercholesterolemia. Eur J Hum Genet, 2005, 13, p. 1247-1253.

12. WORLD HEALTH ORGANIZATION: Familial hypercholesterolemia – report of a WHO Consultation. Geneva, Switzerland : World Health Organization 1997 (WHO publication No. WHO/HGN/FH/CONS/98.7).

13. HEGELE, RA. Monogenic dyslipidemias: window on determinants of plasma lipoprotein metabolism. Am J Hum Genet, 2001, 69, No. 6, p. 1161-1177.

14. KNOBLAUCH, H., BAUERFEIND, A., KRAHENBUHL, C., et al. Common haplotypes in five genes influence genetic variance of LDL and HDL cholesterol in the general population. Hum Mol Genet, 2002, 11, No. 12, p. 1477-1485.

15. LI, WW., DAMMERMAN, MM., SMITH, JD. et al. Common genetic variation in the promoter of the human apo CIII gene abolishes regulation by insulin and may contribute to hypertriglyceridemia. J Clin Invest, 1995, 96, No. 6, p. 2601-2605.

16. SVOBODOVÁ, H., VRABLÍK, M., KOTRLÍKOVÁ, E. Lipoproteinová lipasa – funkce, struktura, regulace, genetické polymorfizmy, patofyziologie. Klin Biochem Metab, 2004, 12, č. 33, p. 239-243.

17. VEERKAMP, MJ., de GRAAF, J., HENDRIKS, JC., et al. Nomogram to diagnose familial combined hyperlipidemia on the basis of results of a 5-year follow-up study. Circulation, 2004, 109, No. 24, p. 2980-2985.

18. de GRAAF, J., van der VLEUTEN, G., STALENHOEF, AF. Diagnostic criteria in relation to the pathogenesis of familial combined hyperlipidemia. Semin Vasc Med, 2004, 4, No. 3, p. 229-240.

19. SMELT, AHM., DE BEER, F. Apolipoprotein E and familial dysbetalipoproteinemia: Clinical, biochemical, and genetic aspects. Semin Vasc Med, 2004, 3, p. 249-257.

Seznam zkratekADH – autosomálně dominantní hypercholesterolémieARH – autosomálně recesivní hypercholesterolémieCESD – nemoc ze střádání esterů cholesterolu (cholesteryl ester storage disease)FDB – familiární defekt apo B-100FH – familiární hypercholesterolémieFHTG – familiární hypertriglyceridémieFKH – familiární kombinovaná hyperlipidémieHLP – hyperlipoproteinémieHMG-CoA – 3-hydroxy-3-metylglutaryl-koenzym AICHS – ischemická choroba srdečníIMT – tloušťka intima-mediaLAL – lyzosomální lipáza (lysosomal acid lipase)LCAT – lecithin cholesterol acyltransferázaLDL – lipoproteiny o nízké hustotěLDLR – LDL-receptorLPL – lipoproteinová lipázaVLDL – lipoproteiny o velmi nízké hustotě

**

Ohodnoťte tento článek!