2000/12.

Magyar medicina

Az érelmeszesedés keletkezésében szerepet játszó genetikai és immunológiai faktorok

Romics László - Karádi István - Császár Albert - Prohászka Zoltán - Füst György

Bevezetés

Az érelmeszesedés (atherosclerosis) bonyolult, komplex folyamat, amelynek keletkezésében számos veleszületett és szerzett tényező játszik szerepet. Az érelmeszesedés kialakulásával, az atherogenezissel kapcsolatos ismereteink fokozatosan gyarapodtak az elmúlt évtizedek során. A hetvenes években ismerték fel az ún. klasszikus rizikófaktorokat, amelyek a következők: az életkor, a nem, a dohányzás, a magas vérnyomás (hypertonia), a cukorbaj (diabetes mellitus), az elhízás és egyes zsíranyagcsere-zavarok (magas koleszterinszint, alacsony "védő" HDL koleszterinszint, magas "ártó" koleszterinszint és a húgysav magas koncentrációja a vérben).

A nyolcvanas évek során írták le az inzulin rezisztencia szerepét, igazolták egy vérben kimutatható anyag, a homocisztein felszaporodásának az érelmeszesedés keletkezésében játszott jelentőségét, és kimutatták, hogy a véralvadási rendszer zavarai, pl. a fibrinogén magas szintje is felelős lehet az érelmeszesedés iránti fokozott hajlamért. Felismerték a zsíranyagcsere-zavarok más formáinak, pl. a trigliceridek és az ún. lipoprotein(a) magas szintjének, az apoprotein és apoprotein receptor eltéréseinek és egyes enzimzavaroknak az összefüggését is az érelmeszesedéssel. Ebben az évtizedben láttak napvilágot azok az adatok is, amelyek egyes genetikai tényezők, pl. a zsíranyagcsere szabályozásában szerepet játszó egyes fehérjék (apolipoprotein E, angiotensin convertase) aránylag ritka variánsai és a fokozott érelmeszesedési hajlam közötti összefüggést látszottak igazolni.

A kilencvenes évek során újabb genetikai tényezők jelentőségét ismerték fel az atherogenezisben. E tényezők legfontosabb csoportját az egyes élettani folyamatokban, pl. a véralvadásban közreműködő fehérjék, ill. a fertőzés elleni védekezésben szerepet játszó ún. komplement fehérjék a normálistól eltérően működő (deficiens) variánsait, az V. véralvadási faktor Leiden mutációját és a vérlemezkéken található ún. glikoprotein receptor deficiens variánsát érdemes kiemelni. A kilencvenes évek során erősítették meg azokat a korábbi adatokat is, amelyek szerint az érelmeszesedés kialakulásában egyes immunológiai folyamatok is lényeges szerepet játszanak. Az immunológiai történéseknek az érelmeszesedésben játszott szerepére az első bizonyítékokat a SOTE III. Belgyógyászati klinika korábbi igazgatója, Gerő Sándor és munkatársai máig is idézett munkái szolgáltatták1.

Jelen közleményben azoknak a vizsgálatainknak az eredményeit mutatjuk be, amelyek során két érbetegségben, a koszorúér-betegségben és a perifériás érbetegségben vizsgáltuk a genetikai és az immunológiai faktorok szerepét. Hazai és nemzetközi kollaborációkat igénybe véve e betegekben meghatároztuk azokat a legfontosabb érvariánsokat, amelyeknek szerepét az érelmeszesedés okozta érbetegségekben mások korábban feltételezték. 1995-ben vezettük be a klinikán az ún. hő shock fehérjék elleni autoantitestek mérési módszerét, mert egy osztrák munkacsoport elsősorban állatkísérletek alapján feltételezte a hő shock fehérje elleni immunválasz közreműködését az érelmeszesedéshez vezető patológiai folyamatban. A hő shock fehérjékre (heat-shock proteinek, ma már általánosan használt rövidítéssel hsp), vagy más néven stressz fehérjékre a nagyfokú filogenetikai konzerváltság jellemző. Ezt az bizonyítja, hogy a baktériumok, növényi sejtek és emlős sejtek hsp-inek felépítése között kevesebb, mint 50% az eltérés. Stressz hatásra (hőmérséklet növelése, oxigén elvonása, ún. reaktív oxigén vagy szabadgyökök) termelődésük fokozódik, ez a sejt védelmét szolgálja. A hsp-k molekulatömegük szerint különböző családokba oszthatók, mi a 60 kD-os családba tartozó hsp-k elleni antitest választ mértük (kD: kilodalton). Vizsgálataink részben még folyamatban vannak. Itt az eddig elért nemzetközileg is új eredmények közül a legígéretesebbeket mutatjuk be.

Vizsgált betegek és kontroll egyének

1. Koszorúérfestéssel igazolt súlyos koszorúérbetegek. 357, 35-78 (medián 58) éves beteg (273 férfi, 84 nő) tartozott e csoportba. Az érfestés során minden betegben 50%-nál nagyobb érszűkületet találtak, és ezért valamennyiüknél by-pass műtét (a beszűkült érszakasz helyett új ér beültetése a szervezet más helyéről) történt. A betegek utánkövetését Duba Jenő (Országos Kardiológiai Intézet) végzi, az alábbiakban leírt vizsgálatokat vele együttműködve hajtottuk végre.

2. Perifériás érbetegek, akiknél az ér ismételt beszűkülése (restenosis) következett be. A Központi Honvéd Kórházban Vallus Gábor által operált és gondozott 107 betegnek (70 férfi, 37 nő, 39-78 évesek, medián 58 év) súlyos, a combartérián kifejlődő (femoropoplitealis) érelmeszesedésük volt, és ismételt rekonstrukciós angioplasztikára, azaz az alsó végtag vérellátásának biztosítása céljából egészséges érszakasz beültetésére szorultak a sebészeti beavatkozást követő 5 éven belül. Az ismételt műtétet azért kellett végrehajtani, mert a beültetett éren is jelentkezett az atherosclerosis, és emiatt ez az ér is beszűkült, restenotizált.

3. Kontroll egyének. Életkor és nem szerint illesztett egészséges véradók: 248 férfi, 73 nő (életkor 35-75 [medián 47] év) képezte a kontrollcsoportot a legtöbb vizsgálatban, egyes mérések, pl. a Leiden mutáció meghatározás kontrolljaként azonban technikai okból más egészséges egyének csoportját használtuk.

Eredmények

Az apoliprotein E(apoE) polimorfizmus meghatározása

A nagy falósejtek, a makrofágok által termelt apoE alapvető fiziológiás funkciója a trigliceridben gazdag lipoproteinek keringésből történő eltávolítása, és fontos szerepet játszik ez a fehérje a magas sűrűségű lipoprotein (HDL) által közvetített reverz koleszterin transzportban is 2. Meggátolja az oxidált, igen alacsony sűrűségű lipoprotein felvételét az makrofágokba, továbbá újabb vizsgálatok bizonyították az apoE jelentőségét az ideg- és simaizom regenerációban és az immunválaszban is. Az apoE-nek három öröklődő variánsa (allélje) lehet2, az e2, e3, e4, amelyek közül az e3 forma gyakorisága 0,62-0,83, az e2 allélé 0,07-0,29, míg a e4 allélé 0,06-0,10. A legújabb megfigyelések szerint az e2 allélt hordozók gyakorisága a százévesek körében dominál, előfordulása 0,128, szemben a fiatalok körében talált 0,068-as értékkel. Egyéb tanulmányok szerint is szignifikánsan gyakoribb idősekben az e2 allél. Miután a középkorúakban a szív- és érrendszeri halálozás igen nagy, kiterjedten ebben a betegség csoportban vizsgáltak az apoE polimorfizmus szerepét. A koszorúér-betegség kialakulása szempontjából számos felmérés az e2 allél védőhatását igazolta, ill. az e4 allélnek a betegekben mérhető nagyobb gyakoriságát mutatta. A részletesebb összefüggésekre vonatkozó tanulmányok szerint fiatalkori infarktusban, "silent" ischaemiában (tehát a szívizom tünetmentes elhalásában) is kimutatható az e4 alléllel való asszociáció.

Jelen vizsgálatainkban, amelyeket Nagy Bálinttal (SOTE I. Nőgyógyászati Klinika) együtt végeztünk, polimeráz láncreakcióval (PCR technikával) összehasonlítottuk az apoE allélek előfordulási gyakoriságát restenotizáló érbetegekben - tehát azokban a betegekben, akiknél az alsó végtagon átültetett érszakaszban ismételten atherosclerotikus szűkület következett be - és a kontrollcsoport egyéneiben. A két csoport között az e4 allélfrekvenciákban találtunk szignifikáns (p=0,02) különbséget, az érbetegekben 13,0%-os, a kontroll egészséges egyénekben 8,1%-os gyakorisággal fordult elő ez az allél.

Az V. véralvadási faktor Leiden mutációjának előfordulása a betegcsoportokban és a kontroll egyének között

Az V. véralvadási faktor génje az 1. kromoszómában található. A Leiden mutáció pontmutációt, tehát egyetlen aminosav kicserélődését (Arg506-Gly506) jelenti. Különböző populációkban igen eltérő gyakorisággal fordul elő ez a mutáció3. Afrikában nem találtak Leiden mutációt. Ázsiában 0-1,1%-os, Brazíliában 1%-os, az USA-ban 4,4%-os, Észak-Európában 2,6-4,4%-os, míg Dél- Európában 0,3-1,5% között volt a különböző vizsgálatok szerint a Leiden mutáció gyakorisága. A mutáció következtében rezisztencia alakul ki egy, a véralvadást szabályozó fehérje, az aktivált protein C gátló hatásával szemben, ezért a kóros, fokozott véralvadási folyamatok kialakulásának a veszélye megnő. Ismert, hogy a Leiden mutáció vénás trombózisra hajlamosít. Bár egy vizsgálatban szívinfarktust szenvedett fiatal nőkben megfigyelték a mutáció gyakoribb előfordulását, ma még nem egyértelmű az, hogy a Leiden mutáció az artériás megbetegedések rizikófaktorának is tekinthető-e. Ezért érdemesnek tartottuk a Leiden mutáció előfordulási gyakoriságának vizsgálatát az előbbiekben ismertetett betegcsoportokban. E meghatározásokat Melegh Bélával, Méhes Károllyal (POTE Gyermekklinika) és Nagy Bálinttal együtt végeztük, PCR technika alkalmazásával.

A kapott eredményeket az 1. és 2. ábra mutatja. A koszorúérbetegeket életkor szerint (60 évesnél fiatalabb, ill. idősebb) osztottuk fel, majd mindkét életkori csoportban tovább osztottuk a betegeket aszerint, hogy anamnézisünkben szerepelt-e szívinfarktus (myocardialis infarctus). E vizsgálatok eredményeit 552, felerészben egészséges felnőttekből, felerészben egészséges gyermekekből álló kontrollcsoportban kapott eredményekhez hasonlítottuk. (A mutáció előfordulási gyakoriságában életkori összefüggés nem volt észlelhető.)

Az 1. ábrából látható, hogy a restenotizáló perifériás érbetegségben szenvedő középkorú (45-60) éves betegekben szignifikánsan gyakrabban (p = 0,011) fordult elő a Leiden mutáció, mint a kontroll egyének között, míg a 60 éven felüliek esetében ez a különbség már nem állt fenn. Hasonló eredményeket kaptunk a koszorúérbetegek csoportjában is, itt azokban a 45-60 éves betegekben voltak szignifikánsan (p<0,05) gyakrabban Leiden mutációt hordozók, akik korábban szívinfarktust szenvedtek (2. ábra).

Vizsgálataink szerint tehát az V. faktor Leiden mutációja (valószínűleg a véralvadást szabályozó aktivált protein C iránti rezisztencia révén, de esetleg más, eddig még nem ismert mechanizmus útján) hajlamosít a koszorúérbetegekben szívinfarktusra és a perifériás erek ismételt érelmeszesedés okozta beszűkülésére, ez a hatás azonban csak aránylag fiatal korban (60 év alatt) érvényesül. Ez az eredményünk összhangban áll azzal az újabb irodalmi adatokból levonható következtetéssel, hogy a Leiden mutáció az érelmeszesedés alapfolyamatát nem befolyásolja, de jelentősen hozzájárulhat a valamilyen módon (műtéttel, az erek tágításával) megszüntetett érszűkület ismételt kialakulásához4,5,6.

A C4 komplement fehérje hibás génjének (C4B*Q0) előfordulása a koszorúérbetegek csoportjában

A komplement rendszer a szervezet egyik legfontosabb védekező szisztémája a fertőzésekkel, mindenekelőtt a bakteriális infekciókkal szemben. Kóros körülmények között azonban e rendszer aktiválódása több betegség kialakulásában is közreműködhet. A komplement rendszert 20, a vérplazmában található fehérje alkotja. Ezek egyikét, a C4 komplement fehérjét két, a 6. kromoszóma rövid karján található gén kódolja, a C4A és a C4B gén. Korábbi vizsgálataink szerint7 a C4B gén Q0-lal jelzett, a normálistól eltérő funkciójú allélje "negatív túlélési faktor". Ez azt jelenti, hogy ennek az allélnek a hordozói fokozatosan kiszelektálódnak az egészséges populációból, a C4B*Q0 génfrekvencia egészséges 45 éven aluliakban 16%, egészséges 60 éven felüliekben 5,4%. A szívinfarktusban szenvedő 60-79 éves férfi betegek közül szignifikánsan (p<0,0001) magasabb (38%) volt a C4B*Q0 hordozók aránya, mint az azonos korcsoportú egészséges férfiaknál (8%). Szívinfarktust követően a C4B*Q0 homozigóták közvetlen letalitása 50%, a heterozigótáké 21%, e hibás gént nem hordozóké 12% volt8.

Jelen vizsgálataink során a koszorúérbetegek a Leiden mutációval kapcsolatos kísérletek során már leírt négy csoportjában (45-60 éves, 60 éven felüli, korábban myocardialis infarctust szenvedett vagy nem szenvedett) határoztuk meg a komplement fehérjék polimorfizmusát, így a C4BQ0 gyakoriságát is. A vizsgálatot Kramer Judit (OHII, Szt. János Kórház) végezte a korábban leírt módszerekkel4. Az eredményeket az 1. táblázat mutatja.

A 45-60 éves korú betegben a C4B*Q0 allél frekvenciája magasabb volt ugyan, mint a megfelelő életkorú kontrollokban, a különbség azonban csak azokban a betegekben közelítette meg a szignifikancia határát, akiknek az anamnézisében előfordult myocardialis infarctus. A 60 éven felüliek esetében azonban mindkét alcsoportban lényegesen magasabb volt a C4B*Q0 allél gyakorisága, mint az azonos korú egészséges kontrollokban, a korábban infarktust szenvedettekben észleltük a legmagasabb százalékban a C4B*Q0 hibás gén előfordulását.

A C4B*Q0 és a koszorúér-betegség, ill. a myocardialis infarctus rizikó közötti összefüggésnek két magyarázata lehetséges. A funkcionális magyarázat szerint a C4 gén hibák ronthatják a szervezetünkben folyamatosan keletkező antigén-antitest komplexek "eltakarítását", amely a komplement-rendszer feladata. Ha ez a folyamat elmarad, akkor ezek a komplexek lerakódhatnak az érfalban és hozzájárulhatnak az érelmeszesedés kialakulásához9. A másik magyarázat szerint C4B*Q0 és a 6. kromoszóma MHC III régiójában lévő ma még ismeretlen, az érelmeszesedést elősegítő gén együtt öröklődik.

Megvizsgáltuk azt is, hogy fennáll-e különbség a deficiens C4 gének (C4B*Q0, C4A*Q0) és a Leiden mutáció előfordulásában azok között a betegek között, akiknek korábban volt (1. csoport), ill. nem volt (2. csoport) szívinfarktusa. Az első csoport betegei 39,5%-ában, míg a második csoport betegeinek 58,0%-ában nem fordult elő sem hibás C4 gén, sem Leiden mutáció. A különbség a két csoport között erősen szignifikáns (p=0,0012). Ezek az eredmények arra mutatnak, hogy két plazma enzim rendszer (komplement és véralvadási rendszer) hibás működése is hozzájárulhat a myocardialis infarctus kifejlődéséhez koszorúér-betegségben szenvedőkben.

A hő shock fehérjék elleni antitestek előfordulása és mennyisége érbetegekben és kontroll egyénekben

Georg Wick és munkatársai 1995-ben közölt hipotézise szerint10 az érelmeszesedés kapcsolatban áll a hő shock fehérjék (hsp) elleni immunválasszal. A hipotézis szerint az atheroscleroticus laesiók keletkezésében az első és beindító lépés az érfalat bélelő ún. endotél sejtek felszínén stresszhatásra fokozottan expresszálódó, azaz a normál körülményekhez képest lényegesen nagyobb mennyiségben megjelenő, 60 kD molekulatömegű hsp elleni immunválasz. Megfigyeléseik nagyrészt állatkísérletes, in vitro és egészséges populáción végzett megfigyeléseken alapulnak, az érbetegekben végzett vizsgálatok száma igen kevés, és ezeket is leginkább vizsgálataink elkezdése óta közölték.

Célul tűztük ki az anti-hsp60 antitestek szintjének mérését koszorúérbetegekben, perifériás érbetegekben, ill. nem és kor szerint illesztett egészséges kontrollokban. Vizsgáltuk még az anti-hsp60 antitestek szintje és az ismert rizikófaktorok közötti összefüggéseket, valamint az anti-hsp60 antitest mérés esetleges prediktív értékét is. Az antitest meghatározást az általunk kidolgozott ELISA technikával11 végeztük. A 3. ábra mutatja a hsp60 elleni autoantitestek szintjét a vizsgált koszorúérbetegekben és perifériás érbetegekben, azonos korú egészségesekhez hasonlítva. Jól látható, és ezt egy speciális matematikai statisztikai eljárással, a kétszempontos variancia analízissel végzett összehasonlítás is megerősíti, hogy mindkét betegcsoportban szignifikánsan magasabb a hsp60 antitest titer, mint a kontrollokban.

A hagyományos rizikófaktorok közül egyedül a dohányzással találtunk összefüggést: a hsp60 antitestek titere szignifikánsan (p=0,033) magasabb volt azokban a betegekben, akik valaha is dohányoztak, mint azokban, akik sohasem. Más rizikófaktorokkal (nem, elhízás, magas vérnyomás, cukorbaj, szérum lipidek és Lp(a) szintje) azonban nem tudtunk összefüggést kimutatni. A hsp antitest mérés prediktív értékére, azaz a kóros elváltozásokat előre jelző értékére vonatkozó számításokat az tette lehetővé, hogy a koszorúérműtét és a mintavétel között fél év telt el. Jelentősen emelkedett hsp60 antitestszintnek azt a mennyiséget tekintettük, amely meghaladta az egészségesekben mért antitestszint 90-es percentilisét. A műtétet követően 4 betegben következett be myocardialis infarctus, mind a 4 beteg abba a 78 betegből álló csoportba tartozott, akiknek vérében jelentősen emelkedett volt az antitestszint, míg azokban a betegekben, akiknek vérében normális vagy csak enyhén emelkedett hsp60 antitest titert mértünk, a műtét után infarktus egy esetben sem következett be. A két csoport között a különbség erősen szignifikáns (p=0,0037). Hasonló, bár kevésbé éles különbség volt észlelhető azok között a betegek között, akiknek vérében jelentősen emelkedett anti-hsp60 antitest titert mértünk, ill. nem mértünk a műtét utáni angina pectoris előfordulásában is. Az első csoport betegeinek 14,3%-a, a második csoport betegeinek csak 6,3%-a panaszkodott angina pectorisról a by-pass műtétet követő féléven belül (p=0,052).

Jelenleg folyó további vizsgálataink fő célja az anti-hsp60 antitestek kóros hatása mechanizmusának tisztázása. Legújabb eredményeink szerint (Prohászka et al., International Immunology, közlésre elküldve) igen szoros pozitív korreláció tapasztalható a humán hsp60 által a betegek savójában beindított komplementaktiváció és a savóban mért anti-hsp60 antitestek szintje között, ami arra mutat, hogy a hsp60 elleni autoantitestek endotél sejt károsító hatásukat legalább is részben a komplement rendszer aktiválása útján fejtik ki.

IRODALOM

1. Gerő S., Gergely J., Jakab L. et al. (1961) Lancet, 1119

2. Siest G., Pillot T., Régis-Bailly A. et al. (1995) Clin. Chem. 41, 1068

3. Rees D.C., Cox M., Clegg J.B. (1995) Lancet 346, 1133

4. Ridker P.M., Hennekes C.H., Lindpainter K. et al. (1995) N. Engl. J. Med. 332, 912

5. Ersitland J., Gjonnes G., Dandset P.M. et al. (1995) Thrombosis Res. 79, 223

6. Ourel K., Green R.M., de Weese J.A. et al. (1996) J. Vasc. Surgery 23,46

7. Kramer J., Fülöp T., Rajczy K. et al. 1991) Human Genetics 86, 595

8. Kramer J., Rajczy K., Hegyi L. et al. (1994) Brit. Med. J. 309, 313

9. Toorzewski J., Bowyer D.E., Waltenberger J. et al. (1997) Atherosclerosis 132, 131

10. Wick G., Schett G., Amberger A. et al. (1995) Immunology Today 16, 27

11. Prohászka Z., Bánhegyi D., Ujhelyi E. et al. (1998) Ann. N.Y. Acad. Sci, in press

Alkalmazott rövidítések: LDL: low density lipoprotein, VLDL: very low density lipoprotein, Lp(a): lipoprotein(a), C4: a komplement rendszer negyedik tényezője, hsp: hő shock protein.


<-- Vissza az 2000/12. szám tartalomjegyzékére