Pohled genetika na racionální vyšetřování v preventivní kardiologii Tomáš Freiberger Genetická laboratoř, Centrum kardiovaskulární a transplantační chirurgie Brno, ČR
Osnova Genetické faktory vzniku KV onem. Kauzální versus modifikující geny Monogenní versus polygenní choroby Genetická diagnostika monogenních onemocnění FH jako příklad Genetická diagnostika polygenních onemocnění DTC testing
RIZIKOVÉ FAKTORY VZNIKU ICHS
Postavení genetických faktorů v procesu vzniku ICHS Epigenetic factors
Genetická determinace chorob Kauzální geny defekty genu vedou ke vzniku (monogenních) onemocnění jedna vzácná varianta (mutace) velkého účinku Geny modifikující průběh onemocnění varianty genů ovlivňují klinickou manifestaci (monogenních i komplexních) onemocnění více běžných variant malého účinku
Frekvence alely a její efekt na fenotyp Manolio et al. Nature 2009. 461(7265): 747 753
Monogenní vs. polygenní dědičnost Vzácnější Penetrance Fenotypová variabilita Fenotyp zpravidla od narození Vliv vnějších faktorů Častější Penetrance Fenotypová variabilita Fenotyp v průběhu života Vliv vnějších faktorů
Geneticky determinované riziko ICHS mutace velkého účinku n variant malého účinku zvýš. LDL-cholesterol zvýš. LDL-cholesterol ICHS ICHS monogenní onem. polygenní onem.
Stanovení genetického rizika hypercholesterolémie monogenní riziko monogenní choroby (FH, sitosterolémie, def. LAL ) vzácnější identifikuje menší počet jedinců ve velkém riziku 1/několik genů u řady onemocnění známé polygenní riziko polygenní choroby (FKH, PHC )/ modifikace rizika monogenních chorob časté velký počet jedinců v nízkém až středním riziku mnoho genů - složitý výběr relevantních variant
Stanovení genetického rizika ICHS monogenní riziko monogenní choroby vzácnější 1/několik genů u řady onemocnění známé polygenní riziko polygenní choroby/ modifikace rizika monogenních chorob časté varianty mnoho genů - složitý výběr relevantních variant prostředky rodinná anamnéza!! (typ dědičnosti, fenotyp) molekulárně genetické vyšetření
Stanovení monogenního rizika hypercholesterolémie
Familiární hypercholesterolémie primární monogenní porucha, AD dědičnost, frekvence výskytu 1:500-1:200 zvýšené hladiny celkového a LDL cholesterolu předčasná klinická manifestace aterosklerózy šlachové xanthomy
FH AD dědičné onemocnění Heterozygotní FH
T.P. 1989 v péči ordinace od XI/1998 dědeček ICHS ve 47 letech, 2 x CABG Dg.: FDB: heterozygot pro mutaci apo B 3500Q 1906 66 ICHS 1906 54 CMP 1932 1933 11,5 2xCABG ve 47 1940 12,0 1944 8,8 AH,obezita 1946 9,0 AH,obezita 1938 Ci hep. 1928 62 CMP 2 1963 1958 1956 1964 7,6 1966 5,0 (9,0 apan) 1970 5,9 1973 1970 1959 1958 1961 5,7 5,2 9,0 8,7 5,7 1978 5,1 1991 3,9 1989 8,1 2003 4,7 1982 6,0 1983 7,0 1980 5,2 1981 4,0 1993 4,4 Proband + 14 vyšetřených příbuzných, 7 z nich FDB J. Mraček, Trutnov
Molekulárně genetická kritéria Průkaz kauzální mutace v zodpovědných genech Familiární hypercholesterolémie (FH) gen pro LDL receptor Familiární defekt apolipoproteinu B-100 (FDB) gen pro apob NonFH/nonFDB AD hypercholesterolémie gen PCSK9 (FH3) pro NARC-I gen STAP1
Molekulárně genetická diagnostika FH praktický přínos Průkaz kauzální mutace v zodpovědných genech Upřesnění diagnózy Cenné zejména při atypické klinické manifestaci, hraničních hodnotách biochemických parametrů apod. Vliv na stanovení rizika a léčebnou strategii ALE NELÉČÍME MUTACI!! Kaskádovitý screening v rodinách doporučeno v guidelines preferenčně vyšetření rodičů, následně dětí Genetické poradenství
Stanovení polygenního rizika hypercholesterolémie
FH fenotypová variabilita Velká variabilita koncentrací LDL-C a prevalence ICHS, dokonce u nositelů stejné kauzální mutace Jiné genetické faktory, gen-gen interakce, epigenetické faktory, vnější faktory, gen-environment interakce Určení těchto faktorů význam pro prognózu a cílenou (individualizovanou) léčbu
Fenotypová variabilita FH pátrání po jiných genetických faktorech 17 000 pacientů s FH v Holandsku GWAS na vzorku 249 velmi mladých pacientů s ICHS 217 seniorů >65 u mužů a >70 u žen bez známek ICHS Žádný polymorfizmus (SNP) nedosáhl statistické významnosti!! po zkombinování výsledků originálního a replikačního souboru, s použitím příslušných statistických korekcí Versmissen J et al. Eur J Hum Genet 2015. 23(3): 381-7.
LDL skóre 12 SNPs Talmud PJ et al.; Lancet 2013; 381:1293-301
LDL skóre 12 SNPs U kontrolní populace průměrně 12,7 rizikových alel, každá riziková alela + 0,12 mmol/l LDL-C. Pacienti s klinickou diagnózou FH bez detekované kauzální mutace významně vyšší LDL skóre než zdravé kontroly i než pacienti s FH s detekovanou kauzální mutací. Pacienti s klinickou diagnózou FH bez detekované kauzální mutace spíše polygenní hypercholesterolémie. Talmud PJ et al.; Lancet 2013; 381:1293-301
Genetické rizikové skóre ICHS mnoho genových variant (SNPs) s různou váhou vlivu na celkové skóre GRS12 > GRS27 > GRS 50
Framinghamské a genetické rizikové skóre jsou nezávislé RR 1. x 5. kvintil 3,2 (muži), 4,3 ženy RR 1. x 5. kvintil 1,7 Ripatti S et al. The Lancet 2011 377, 379-380.
Stanovení genetického rizika hypercholesterolémie RACIONÁLNÍ PŘÍSTUP monogenní riziko ANO FH (AD) geny APOB, LDLR, (PCSK9) Familiární dysbetalipoproteinémie (AR+polygen) gen APOE Ostatní monogenní poruchy příslušný kauzální gen Upřesnění dg, vyšetření příbuzných! polygenní riziko zatím NE chybí dostatečně validované údaje
Direct-to-consumer genetic testing Komerční nástroj s velkou mediální reklamou Jednotlivé genové varianty - obtížně interpretovatelné Velké riziko misinterpretace, pokud není v rukou odborníka Nepřináší individuální benefit proti stanovení tradičních rizikových faktorů V současné době nelze doporučit ( vyhozené peníze)
ZÁVĚR Molekulárně genetická diagnostika určení kauzální mutace důležitý nástroj pro zpřesnění diagnózy a pro kaskádovitý screening v rodinách v klinické praxi určení genetických faktorů zodpovědných za vznik polygenních onemocnění nebo modifikujících průběh monogenních chorob zatím předmětem výzkumu