![]() |
![]() |
![]() |
LAM 2001;12(2):118-21.
ÖSSZEFOGLALÓ KÖZLEMÉNYEK
Az orvostudomány jövője, a jövő orvostudománya: A genetika és a cardiovascularis kockázat
Ian N. M. Day, David I. Wilson
A szív- és érbetegségek jelentik a leggyakoribb halálokot a világ nyugati részén, és a veleszületett szívbetegségek az élve születettek közel 1%-át érintik. Mindkét betegségcsoportnak jelentős genetikai öszszetevői vannak. A szív- és érbetegségek alapját képező jellemző genetikai variációk megállapítása új lehetőséget jelent a diagnosztikus próbák, a farmakogenetika, és a gyógyszerfejlesztés számára. Áttekintésünkben ismertetjük azokat a géneket, amelyekről tudjuk, hogy lényeges szerepet játszanak a szív- és érbetegségek kialakulásában, és megtárgyaljuk, meghatározásukkal hogyan lehetne javítani a kockázatok kezelését.
Módszerek
Az áttekintés a humán genetikában, patológiában és belgyógyászatban folytatott kutatásunk, valamint klinikai tapasztalatunk alapján készült. A tárgyalt témák hivatkozásait a PubMed, OMIM (Online McKusick Inheritance in Man), valamint amerikai és európai on-line hozzáférhető adatbázisokból (USPTO és respectivelyEsp@cenet) gyűjtöttük.
A vér koleszterinszintjére gyakorolt genetikai hatások
A kis sűrűségű lipoprotein- (LDL) receptorok, az apolipoprotein-B és az apolipoprotein-E génjeinek variációi jelentősen befolyásolják az egyéni plazmakoleszterin-szintet (1. ábra).
![]() |
Az LDL-receptor génjének variációi
A familiáris hypercholesterinaemiáról tudjuk, hogy az LDL-receptor génjének kodomináns mutációja okozza1. Jellemző, hogy az érintett egyének koleszterinszintje az életkoruknak és nemüknek megfelelő populációs átlag kétszerese. A betegség gyakran okoz szívrohamot a nyugati étrendet fogyasztó lakosság körében, a középkorú heterozigótáknál 1:500 előfordulási aránnyal; valamint gyermekkori koszorúér-betegséget homozigótáknál 1:1 000 000 arányban, minden populációban. A betegség négy fontos szempontra világít rá.
Vegyünk fel családi anamnézist!
A családi anamnézis felvétele a klinikai orvostudomány egyik legrégibb eszköze, amit gyakran mellőznek. A mindennapi gyakorlatban még mindig ritkán végzik a felmenők körében az esetek keresését, amivel ki lehetne emelni azokat, akiknél fennáll az LDL-receptor-gén autoszomális domináns mutációjának kockázata, pedig a statinok hatékony megelőző kezelési lehetőséget jelentene2. A statinok gátolják a koleszterinszintézist, másodlagosan az LDL-receptor serkentő szabályozásához vezetnek, miáltal a máj nagyobb mértékben választja ki az LDL-koleszterint az epébe. A statinok bizonyítottan hatékonyak az atherosclerosis elsődleges és másodlagos megelőzésében3.
A genetikai variációk szerinti kezelés
Akikről megállapították, hogy az LDL-receptor-génre heterozigóták (családi esetvizsgálat alapján), azokat tanácsokkal kell ellátni az elsődleges megelőzés módjáról, egyebek közt a nem dohányzás kritikus jelentőségéről, az étrendről, egyéb kockázati tényezőkről és a statinkezelésről. Azokat a családokat, ahol LDL-receptor-inaktivitás szerint homozigóta gyermek van, tájékoztatni kell a szív- és érrendszeri betegségek kockázatáról. A homozigótaság ismétlődésének kockázata testvéreknél 25%, prenatalis próbát lehet végezni, és mindkét szülőnél a koszorúér-betegség heterozigótákra jellemző kockázatával számolhatunk. Akikről kiderült, hogy homozigóták, azokat kora gyermekkoruktól gondosan kell követni olyan speciális szakrendelésen, ahol az LDL-apheresis és a hozzá kapcsolódó módszerek rendelkezésre állnak. (A homozigótáknak nincs működő LDL-receptor-génje, így nincs koleszterinclearence sem.)
A kezelés egyik új megközelítése, hogy a beteg eltávolított májsejtjeibe működő LDL-receptor-gént illesztenek, majd visszaültetik a betegbe4. Bonyolult eljárás, de idővel az ilyen beavatkozások egyszerűsödhetnek.
A koszorúérrendszer endothel- vagy simaizomsejtjeiben a génexpresszió megváltoztatása könnyebbnek bizonyulhat, ex vivo lépések nélkül5. Ez a gén sejtmagba ültetésével érhető el, vagy egy sajátos messenger-RNS-nek antisense-oligonukleotiddal elért átmeneti gátlásával a fehérjetranszláció megelőzésére. A módszer a koszorúér-betegség bármelyik formájában megfelelő.
A genetikai és a környezeti kockázati tényezők kölcsönhatásban vannak
Az LDL-receptor-génre heterozigóta kínaiaknál ritkább a koszorúér-betegség, mint a nyugati népeknél, valószínűleg azért, mert a hagyományos kínai étrend nem tartalmaz olyan telítettzsír-felesleget; még ha a dohányzók aránya nagy is6. Ezzel szemben, Európában és Észak-Amerikában a familiáris hypercholesterinaemiások fokozottan veszélyeztetettek, mert az étrend és a dohányzás még növeli a kockázatot7.
A genetikai variációkból rengeteg van
Nagy-Britanniában az LDL-receptor génjének számos különböző mutációját ismerik, és egyes súlyosan hypercholesterinaemiás családoknál más gének mutációja is fennáll (lásd lentebb)8, 9. Emiatt nehéz meghonosítani a genetikai diagnosztikát, mivel még mindig nem könnyű megbízható, nagy teljesítményű, költséghatékony génelemzést kifejleszteni, amely alkalmas a többszörös mutációk diagnózisára nagyszámú betegnél. A technika fejlődése azt jelzi, hogy hosszú távon ez nem lesz korlátozó tényező (2. ábra).
![]() |
Familiáris hypercholesterinaemiában a genetikai status gyakran kikövetkeztethető a plazmakoleszterin-koncentráció közvetítő jellemzői alapján, de más kórképekben a betegség megnyilvánulása előtti közvetítő jellemzőket (a gén és az általa okozott betegség között közvetítő, biokémiai vagy más jellemzőket) nehezebb lehet kimutatni.
Az apolipoprotein-B-gén variációi
A hypercholesterinaemiás családi anamnézisű betegek egy részében az apolipoprotein-B génje hibás; az apolipoprotein-B az LDL-nek az a része, ami a receptorhoz kapcsolódik10. Ezt a ligandhibát familiáris defektív apoB-nek nevezik. A gén egyik gyakori mutációja az R3500Q, ami Közép- és Nyugat-Európában a lakosság körében 1/7001/1000 arányban fordul elő. A koszorúér-betegség kockázata az ilyen mutáció esetén hétszeres az átlagnépesség kockázatához viszonyítva11. Az érintettek koleszterinkoncentrációja a családtagok között és idővel az egyénnél is jobban változik, mint az LDL-receptor-gén rendellenességeit mutató családok koncentrációi, és egyes betegek koleszterinkoncentrációja nem is mutat eltérést12.
Az R3500Q-mutáció kimutatására egyszerű genetikai próba végezhető, és az ismert vizsgált személy (proband) egyes családtagjai kérik a génvizsgálat elvégzését. A pozitív próba klinikai jelentőségét azonban nehéz meghatározni, különösen, ha az érintett egyén koleszterinszintje nem mutat eltérést. Ma jobb, ha a hozzátartozóknak azt tanácsoljuk, ne vegyék igénybe a próbát, és csak a koleszterinkoncentrációjukat ellenőriztessék rendszeresen. A szív- és érbetegségek iránti genetikai hajlamra vonatkozó, általános és szakmai ismeretek gyarapodásával a klinikai gyakorlat is kétségkívül változni fog, nem utolsósorban azért, hogy teljesíteni tudjuk a betegek új elvárásait.
Az apolipoprotein-E-gén variációi
Az apolipoprotein-E az LDL-receptor ligandjaként működik, és fontos szerepe van a koleszterinben gazdag lipoproteinek eltávolításában a plazmából. Az apolipoprotein-E-gén E4-allélja az általános népesség körülbelül 30%-ában fordul elő (a leggyakoribb az E3-allél)13. Az E3/E4 alléles heterozigóták koleszterinkoncentrációja átlagosan 10%-kal nagyobb az E3/E3-homozigótákéhoz képest, a lipoproteinrészecske turnoverére gyakorolt, különböző allélhatás miatt. Ez a különbség a koszorúér-eseményekben is megnyilvánul, bár az E4-allélhoz társuló kockázat nagyobbnak látszik, mint az a koleszterinszintre kifejtett hatásából várható lenne. Ezt a példát nemcsak azért hoztuk fel, mert a klinikai gyakorlatban időszerű, hanem mert példa arra, hogy egy gyakori genetikai polimorfizmus milyen befolyást gyakorol a népesség koleszterinszintjére. Ha egy lipidcsökkentő gyógyszerről kiderülne, hogy csak egy genetikai alcsoportban hatékony, a genotípusnak nagyobb jelentőséget tulajdonítanánk.
A gén harmadik változata, az E2-allél homozigóta formában a brit népesség 1%-ában fordul elő. Ha egy második csapással társul, mint a diabetes vagy a hypothyreosis, az E2/E2-genotípus III. típusú dysbetalipoproteinaemiában nyilvánul meg, ami koroná-riabetegség és a perifériás érbetegség nagy kockázatával jár, és a népesség 0,01-0,02%-ában fordul elő.
A genetika és a dohányzás
A viselkedési jellemvonásokról, mint a dohányzás, ma azt tartják, hogy nagymértékben öröklődik. A populáció körülbelül 2%-a a CYP2A6-gén egy inaktív másolatát hordozza (haploinsufficientia). Ez a gén kódolja a citokróm-P450-enzimet, amely a nikotint kotininné inaktiválja. Ebben a csoportban a dohányzás prevalenciája kisebb, mint az átlagnépességben14. A haploinsufficientia következménye, hogy akikben lassan inaktiválódik az addikciót okozó összetevő, a nikotin, azok vagy nem válnak rendszeres dohányossá, vagy ha igen, kevesebbet szívnak. A rendszeresen dohányzók körében a haploinsufficiens egyének életre szóló leszokási hajlama majdnem kétszeres azokéhoz képest, akiknek két aktív CYP2A6-génje van15. A jövőben a dohányzás elhagyásával foglalkozó szakrendeléseken a rosszul metabolizáló CYP2A6-s egyéneket lehet, hogy a többi dohányostól eltérően fogják kezelni. A nikotint helyettesítő szerek, a nikotin szubsztrátjai, vagy a CYP2A6-enzim gátlói alkalmasabb kezelési módszerek lehetnek egyes csoportoknál, mint másoknál (mint az Antabuse az alkoholistáknál). A függőség szembeszökő változékonyságában szerepet játszhat a központi szerotoninerg és dopaminerg útvonalak polimorfizmusa is.
A genetika és a hypertonia
Az angiotenzinogén egy peptidhormon, fontos összetevője a renin-angiotenzin rendszernek, amely a só-víz háztartásban, az érfaltónus fenntartásában és így a vérnyomás szabályozásában játszik fontos szerepet. Az angiotenzinogén gyakori molekulavariánsai az essentialis hypertoniával, a terhességi hypertoniával, az angiotenzinkoncentrációkkal, valamint az alacsony sótartalmú étrendre és bizonyos gyógyszerekre reagáló vérnyomással társulnak. Úgy látszik, hogy vagy az angiotenzinogén proteinszekvenciájának variációja, vagy az angiotenzinogén génpromoterének (ki-be kapcsolójának) társuló polimorfizmusa okozza ezeket a hatásokat16. A Myriad Genetics, a Salt Lake Cityben (Utah, USA) működő genetikai vállalat prognosztikus genotipizáló próbát kínál erre az angiotenzinogén-polimorfizmusra17. A próba célja, hogy felderítse azokat a betegeket, akik jól reagálnak kis sótartalmú diétára vagy bizonyos gyógyszerekre.
A genetika és a diabetes
A cukorbetegség a későn kezdődő koszorúér-betegség klasszikus kockázati tényezője. A 2-es típusú diabetest kutatóknak sok ezer magcsalád adatait kellett összegyűjteniük, amelyben legalább két érintett gyermek volt, hogy meghatározhassák, az érintett párok genomjának mely régiói érintettek gyakrabban, mint ahogy a véletlen alapján megjósolnánk. Egy vizsgálatban kiderítették a calpain 10 génről, hogy szerepe van a 2-es típusú diabetes kialakulásában18. A betegségről alkotott korábbi ismereteink alapján nem okoltuk volna ezt az amúgy alig ismert cisztein-proteáz enzimet, sem a genomrégióját. Bár a módszer (amely inkább szisztematikus, mintsem legjobb ötleten alapuló hipotézis) drága, jelenleg népszerű, mivel a patogenezis teljesen új útvonalait derítheti fel. Az új gyógyszerek fejlesztése legalább annyira függ ezektől a módszerektől, mint ahogy a már létező gyógyszerek függtek a klasszikus biokémiai élettantól.
Az arrhythmiák és a farmakogenetika
A kamrai tachycardia és fibrilláció okozta hirtelen halál szempontjából veszélyeztetett, megnyúlt QT-szindrómás családok vizsgálata fényt derített számos olyan gén mutációjára, amely az ioncsatorna-fehérjéket kódolja (így a KVLQT1, HERG, SCN5A, minK, MiRP1 és RyR2)19. Bár ritkák az ilyen családok, vizsgálatuk során betekintést nyerhettünk a szerzett tachyarrhythmiákkal járó sejtmechanizmusokba, így a gyógyszerrel összefüggő megnyúlt QT-szakasz kialakulásába is. A gyógyszerrel összefüggő tachyarrhythmiák és a QT-szakasz megnyúlása fontos kérdéssé vált a gyógyszervizsgálatban és -szabályozásban, mivel ezek a mellékhatások viszonylag gyakoriak, és végzetesek is lehetnek.
A gyógyszer-metabolizmus egyik klasszikus génje a CYP2D6, amely a számos vegyületet hidroxiláló májcitokrómot kódolja. A CYP2D6-gén gyakori variációi eredményezik, hogy vannak számos gyógyszert túlzottan vagy rosszul metabolizáló egyének. Akik rosszul metabolizáló fenotípusúak, e gyógyszerek különféle mellékhatásainak vannak kitéve, cardiovascularis szempontból pedig a QT-megnyúlás jelent különleges kockázatot. A fenotípust nem könynyű meghatározni, amíg nincs túl késő; és túl nagy a genetikai komplexitás, hogy a próbák költséghatékonyak lehessenek és pontos előrejelző értékkel rendelkezzenek, de komoly erőfeszítéseket tesznek a genetikai komplexitás oly mértékű meghatározásához, ami lehetővé tenné, hogy a tudományt a mindennapi klinikai gyakorlatban is alkalmazhassuk.
A genetika és a veleszületett szívbetegség
A veleszületett szívbetegség szignifikáns morbiditással és mortalitással jár mind a gyermekeknél, mind a felnőtteknél. Az érintett gyermek testvérénél a betegség megjelenésének kockázata 25%. Az arányt befolyásolja a szívhiba, és egyes vizsgálatokban a testvérnél megjelenő betegség kockázatát már 10%-ban határozták meg20. Ezt a kockázatot társítva azzal, amekkora a veleszületett szívbetegségben szenvedő felnőtt kockázata, hogy gyermeke is érintett lesz (leszármazott kockázata)21, következtetni lehet azoknak a veleszületett szívbetegségeknek az arányára, amelyeknek genetikai eredete van. A közelmúltban a kutatásokban olyan sajátságos géneket határoztak meg, amelyek az embriót hajlamossá teszik szívfejlődési zavarra ilyenek a pitvari septumdefektust okozó NKX2,5, a supravalvularis aortastenosist okozó ELN (elasztin) és a septumdefektusokat okozó TBX5 mutációk (3. ábra)22, 23.
![]() |
A veleszületett szívbetegségek okainak kutatásában jelentős sikerhez vezetett a molekuláris citogenetika, és a kromoszómafluoreszcens in situ hibridizáció alkalmazása. Ezzel a módszerrel drámaian javult a felbontás, amellyel a kromoszóma-microdeletiók meghatározhatók. A 22q11-kromoszómán belüli deletiókat találtak az aortaív vagy truncus arteriosus interrupcióval született gyermekek több mint felénél24, 25, és ma számos citogenetikai laboratóriumban rutinszerű a 22q11-deletio vizsgálata minden olyan gyermeknél vagy magzatnál, akinek súlyos szívhibája van.
A jövő irányzatai
Ahogy a szív- és érbetegségek genetikai hátterére egyre több fény derül, és mind több genetikai prognosztikai és diagnosztikai próba áll rendelkezésre, az orvosnak egyértelmű irányelvekre lesz szüksége, hogy miként használja fel a genetikai ismereteket a betegellátás javítására. A következő 10 évben növekedni fog más, genetikailag determináns mutatók, mint a lipoprotein(a) és a homocisztein alkalmazása. Emellett közvetlen genotípuspróbákat (vérből vagy buccalis öblítőfolyadékból nyert DNS-re alkalmazva) fognak kifejleszteni az olyan markerekre is, mint az angiotenzinogén, ezek a biokémiai próbákkal szemben bizonyos előnyökkel járnak. A ritka, de súlyos szív- és érbetegségek kockázati tényezőinek speciális próbáit ott fogják alkalmazni, ahol terápiás választási lehetőségek vannak így a fejlődési genetikában, arrhythmiákban, cardiomyopathiákban és hypertoniában.
A következő 1030 évben megjelenő új vizsgálati módszerekkel javulni fog a diagnosztika pontossága, és többet fogunk tudni a prognózisról. A további kockázati tényezőkkel kapcsolatos adatok algoritmusos alkalmazásához kifinomult szoftverekre lesz szükség, amelyek segítik a klinikust, hogy a terápiás lehetőségek közül a legjobbat választhassa betege számára.
Nagy-Britanniában megengedett a genetikai próbák közvetlen árusítása a lakosság számára, de a genetikai diagnosztikai tanácsadó testület (Advisory Committee on Genetic Testing) által kidolgozott, praxisra és irányelvekre vonatkozó (önkéntes) szabályozás alá tartozik; a testület ma az egészségügyi minisztérium humán genetikai bizottságának felügyelete alá tartozik26. Ha a próbák közismertebbé válnak, elérhetőbbek és jobban alkalmazhatók lesznek, valamint, ha csökkennek a költségek, teret fognak nyerni a postán elküldött buccalis öblítőfolyadékból származó DNS-mintákból végzett próbák. A betegek egy része már az internetről szerzett információk birtokában jelentkezik az orvosnál, és néhányan olyan kitteket szereznek be, amelyekkel saját maguk ellenőrizhetik a koleszterinkoncentrációt és a vérnyomást. Ugyanígy fejlődhetnek a genetikai próbák is. Tekintélyelvi kontrollra nincs feltétlenül szükség, de lényeges a lakosság és a szakmabeliek képzése.
I. N. M. D. a Lister Institute kutatóprofesszora. Köszönjük kutatócsoportunk munkáját, és Susan Davidsonnak és Mike Brooke-nak a kézirattal kapcsolatos megjegyzéseit.
Támogatás: Kutatásainkat a Medical Research Council, a British Heart Foundation, Wessex Medical Trust (Hope), Diabetes UK és a Juvenile Diabetes Research Foundation International támogatta.
Érdekütközés: Nem volt.
BMJ 2002;323:1409-12.