LIPOchip®: Neuartige chipbasierte Analyse bei Verdacht auf

LIPOchip®: Neuartige chipbasierte Analyse bei Verdacht auf familiäre Hypercholesterinämie
In Deutschland ist epidemiologisch jeder 500ste an familiärer Hypercholesterinämie erkrankt – oftmals ohne es
selbst zu wissen. Die Folge einer nicht behandelten Erkrankung ist ein erhöhtes Risiko eines frühzeitigen
Herzinfarkts, Schlaganfalls oder Arteriosklerose. Durch die neuartige Genanalyse mit dem LIPOchip® der Firma
Progenika besteht jetzt die Möglichkeit einer vergleichsweise kostengünstigen aber zuverlässigen Diagnose.
Ursachen der familiären Hypercholesterinämie
Mit Abstand am häufigsten liegt ein Defekt oder eine Mutation im Gen für den LDL-Rezeptor (low density
lipoprotein receptor) vor. Dieser befindet sich an der Außenseite der Zelle (Zellmembran) und hat die Aufgabe, das
LDL (low-density-lipoprotein) aus dem Plasma zu binden, um es anschließend in das Zellinnere zu transportieren, wo
es gezielt abgebaut wird. Der freie, entladene LDL-Rezeptor wandert danach zurück zur Zellmembran, um die
nächsten LDL-Partikel zu binden. In dem Fall einer familiären Hypercholesterinämie ist der LDL-Rezeptor mutiert
bzw. defekt und nicht in der Lage, LDL-Moleküle aus dem Plasma zu binden. Weitaus seltener liegt ein APOB-Defekt
oder ein PCSK9-Defekt vor: Ein vorliegender APOB-Defekt bedeutet, dass das LDL-Molekül wegen einer sterischen
Mutation nicht andocken kann. Bei dem PCSK9-Defekt hingegen handelt es sich um eine funktionelle Mutation, die
zu einer Störung des Recycling, des Rücktransports oder der Neusynthese des LDL-Rezeptors innerhalb der Zelle
führt. Der Effekt ist in beiden Fällen nahezu identisch: Es kommt zu einer Anreicherung von LDL im Plasma und
damit zu pathologisch erhöhten Lipidwerten.
Bereits bei der Mutation einer der beiden Genkopien (heterozygot) kommt es bei der Dimer-Bildung zu 75%ig
funktionsgestörten LDL-Rezeptoren und damit zu einer klinischen Ausprägung der familiären Hypercholesterinämie.
Homozygote Mutationen (Mutation in beiden LDLR-Genkopien) sind sehr selten. Die Betroffenen haben einen sehr
schweren klinischen Verlauf und müssen oft bereits im Kindesalter mit regelmäßiger Lipid-Apherese behandelt
werden.
Mutationen sind fest in der DNA des Patienten verankert und folgen einem autosomal-dominanten Erbgang,
d.h. statistisch betrachtet werden Mutationen mit einem Wiederholungs- bzw. Erkrankungsrisiko von 50
Prozent an die nächste Generation weitergegeben, was die oft beobachtete „Familiarität“ der
Lipidstoffwechselstörungen erklärt.
LIPOchip®
Weltweit sind derzeit über 900 Mutationen in dem mit 18 Exonen recht großem LDLR-Gen bekannt, die sich in ihrer
geografischen Verteilung und vor allem ihrer Häufigkeit unterscheiden. Die Komplettanalyse des LDLR-Gens wird
wegen des hohen Aufwandes diagnostisch nur sehr zurückhaltend eingesetzt.
Demgegenüber bietet das Testprinzip des LIPOchip® einen vergleichsweise einfachen, aber ebenso exakten
Diagnoseansatz: Bestimmte Mutationen kommen gehäuft vor und stellen sogenannte Hotspot-Mutationen dar, die
über 60 Prozent aller Fälle abdecken. So wurde beim LIPOchip® die schnelle, effiziente Chiptechnologie mit einem
Panel von insgesamt 222 Hotspot-Mutationen (215x LDLR; 3x APOB; 4x PCSK9) inklusive Tests auf Deletionen und
Duplikationen kombiniert. Bei einem positiven Mutationsbefund empfiehlt es sich, auch alle übrigen
Familienangehörigen gezielt auf diese Mutation zu untersuchen.
Testprinzip
Die fluoreszenz-markierte DNA wird auf einem Chip mit sogenannten Oligonukleotiden für die normalen DNASequenzen und die bekannten Hotspot-Mutationen inkubiert, wodurch spezifische Bindungen eingegangen werden.
Der Chip wird in einem Scanner „gelesen“ und nach Signalen für Normalsequenzen und möglichen Mutationen
ausgewertet. Anschließend wird ein ausführlicher Befundbericht mit einer Beurteilung erstellt.
Dieser Screeningansatz detektiert als Diagnostikstufe 1 über 60 Prozent aller Mutationen. In der LIPOchip®-Analyse
negative Patienten können anschließend in Diagnostikstufe 2 nach herkömmlicher Art und Weise ergänzend
sequenziert werden.
Die bisherigen Erfahrungen sind vielversprechend. In Großbritannien wurde der LIPOchip® vom National Health
Service (NHS) als Methode der Wahl für ein kostengünstiges genetisches Screening der Risikopatienten genannt.
Und auch die European Society of Cardiology hat eine Kombination von klinischen, biochemischen und
genetischen Tests als Goldstandard für den größtmöglichen klinischen Nutzen empfohlen.
Für weitere Informationen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung:
Prof. Joachim Arnemann
Humangenetik
Telefon 0221 / 940 505-360
[email protected]
Lars-Erik Wehner
Facharzt für Humangenetik
Telefon 0221 / 940 505-845
[email protected]
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Literatur:
Graham et al. (2007): European guidelines on cardiovascular disease prevention in clinical practice: executive summary.
European Heart Journal 28:2375-2414
NHS - National Institute for Health and Clinical Excellence: Diagnostic assessment programme – Elucigene FH20 and LIPOchip for the diagnosis
of familial hypercholesterolaemia. December 2010
Alfonso et al. (2009) Genetic diagnosis of familial hypercholesterolemia using a DNA array-based platform. Clinical Biochemistry 42(9):899-903
MedPed-Früherkennungsprogramm für familiäre Hypercholesterinämie
(„Make early diagnosis – prevent early death”)
Familienanamnese
a
Verwandter ersten Grades mit vorzeitiger koronarer und vaskulärer Erkrankung
1 Punkt
(Männer <55 Jahre, Frauen <60 Jahre)
b
Verwandter ersten Grades mit LDL-Cholesterol >95th Percentile und/oder
2 Punkte
Verwandter ersten Grades mit Sehnenxanthomen und/oder Arcus lipoides corneae
Kinder unter 18 Jahre mit LDL-Cholesterol >95th Percentile.
Klinische Anamnese
a
Patient hat vorzeitige KHK (Männer <55 Jahre, Frauen <60 Jahre)
2 Punkte
b
Patient hat vorzeitige zerebrale oder vaskuläre Erkrankung
1 Punkt
(Männer <55 Jahre, Frauen <60 Jahre)
Körperliche Untersuchung
a
Sehnenxanthome
6
Arcus lipoides corneae unter 45 Jahren
4 Punkte
Punkte
b
Laborwerte
a
LDL-cholesterol > 8.5 mmol/l
> 330 mg/dl
8
b
LDL-cholesterol 6.5-8.4 mmol/l
250-329 mg/dl
5 Punkte
c
LDL-cholesterol 5.0-6.4 mmol/l
190-249 mg/dl
3 Punkte
d
LDL-cholesterol 4.0-4.9 mmol/l
155-189 mg/dl
1
Punkte
Punkte
(HDL-cholesterol und Triglyceride sind normal)
DNA Analyse
Funktionale Mutation des Low-Density Lipoprotein Rezeptorgens nachgewiesen
8
Punkte
Auswertung
Diagnose familiärer Hypercholesterinämie ist
sicher bei
>8
wahrscheinlich bei
6-8
möglich bei
3-5
Punkte
Punkte
Punkte
Anmerkung: In einer spanischen Studie mit Patienten mit einem Score von 3-5 Punkten wurden bei 37% der
Patienten Mutationen gefunden.