Genetika familiární hypercholesterolemie: aktualizovaná kritéria pro interpretaci variant v genu LDLR


Genetics of familial hypercholesterolemia: updated criteria for LDLR gene variant interpretation

Familial hypercholesterolemia is one of the most common metabolic diseases. It is mostly associated with pathogenic variants in the LDLR gene. Public databases contain more than 3,000 sequence variants that have been reported in this gene worldwide. Despite crucial technological advances in molecular biology, the interpretation of detected sequence variants in relation to the specific evaluated clinical phenotype in a particular patient remains a key task. Within an international expert group, criteria for evaluation of causality of sequence variants in the LDLR gene were developed to unify different interpretation algorithms. These criteria should then be applied to the clinical and diagnostic practice.

Keywords:

LDLR – familial hypercholesterolemia – evaluation criteria – pathogenic variants


Autoři: Lukáš Tichý 1;  Kateřina Konečná 2;  Tomáš Freiberger 3,4
Působiště autorů: Centrum molekulární biologie a genetiky, Interní hematologická a onkologická klinika LF MU a FN Brno 1;  Národní centrum pro výzkum biomolekul, Přírodovědecká fakulta MU, Brno 2;  Centrum kardiovaskulární a transplantační chirurgie Brno 3;  Ústav klinické imunologie a alergologie LF MU a FN u sv. Anny v Brně 4
Vyšlo v časopise: AtheroRev 2021; 6(3): 168-172
Kategorie: Aktuality

Souhrn

Familiární hypercholesterolemie je jedno z nejčastějších metabolických onemocnění. Nejčastěji je spojována s patogenními variantami v genu pro LDL-receptorový protein (LDLR). Ve veřejných databázích je popsáno již více než 2 700 variant, které byly v tomto genu celosvětově nalezeny. I přes zásadní technologické pokroky v molekulární biologii zůstává stěžejním úkolem interpretace nalezených sekvenčních variant ve vztahu ke konkrétnímu hodnocenému klinickému projevu u konkrétního pacienta. V rámci mezinárodní expertní skupiny byla vypracována kritéria pro hodnocení kauzality sekvenčních variant v genu LDLR ve snaze sjednotit rozdílné interpretační algoritmy. Tato kritéria by následně měla být aplikována do klinické a diagnostické praxe.

Klíčová slova:

familiární hypercholesterolemie – LDLR – hodnotící kritéria – patogenní varianty

Úvod

Familiární hypercholesterolemie (FH) je jedním z nejčastějších dědičných onemocnění člověka. Frekvence heterozygotů v obecné populaci se pohybuje v poměru 1 : 300 [1]. Onemocnění vykazuje autosomálně dominantní dědičnost a primárně je způsobeno patogenními variantami ve třech genech. Nejčastěji se patogenní varianty vyskytují v genu LDLR – v ČR byla patogenní varianta v tomto genu nalezena u 22,1 % pacientů s klinickými projevy FH. Druhou nejčastější příčinou je pak patogenní varianta p.(Arg3527Gln) v genu APOB, dříve označovaná také jako R3500Q, která se v populaci českých pacientů s FH vyskytuje v 11 % případů [2]. Raritně se v ČR vyskytují i patogenní varianty v třetím z etablovaných genů – PCSK9. Celkově se pomocí metod molekulární biologie podařilo nalézt patogenní variantu u 33,2 % pacientů s FH, kteří byli zařazeni do databáze MedPed a splňovali kritéria pro provedení příslušné analýzy.

Klinické aspekty a diagnostika familiární hypercholesterol­emie jsou velmi precizně zpracovány v příspěvku MUDr. Vac­lové v tomto čísle časopisu AtheroReview. Jedním ze zásadních přínosů molekulárně biologického vyšetření je fakt, že znalost kauzální mutace často vede k lepší komplianci k léčbě, zapojení širší rodiny do kaskádovitého skríningu pro zjištění nosičství patogenní varianty/variant a celkově k lepšímu uvědomění si, že hypercholesterolemie je přítomna od narození a představuje závažný problém. Rodiny s identifikovanou mutací pak současně prostřednictvím klinického genetika získají kompletní a kvalifikované genetické poradenství. V neposlední řadě pak konkrétní pozitivní výsledek genetického vyšetření může vést k upřesnění primární diagnózy, případně k identifikaci některé z fenokopií hypercholesterolemie. Příklady těchto případů jsou uvedeny v textu níže. Podrobně jsou přínosy genetického vyšetření zpracovány v stanovisku České společnosti pro aterosklerózu publikovaném v loňském čísle Athero Review [3].

Diagnostika FH je v ČR stále komplikována faktem, že molekulárně genetické vyšetření může být indikováno pouze lékařem odbornosti 208, tedy klinickým genetikem. I přes tyto objektivní komplikace se stále daří zařazovat pacienty do projektu MedPed (Make early Diagnosis to Prevent Early Deaths in medical pedigrees), který již řadu let umožňuje zapojeným pracovištím a potažmo i jejich pacientům profitovat z unikátního propojení biochemických, klinických a genetických dat na jednom místě.

S nástupem technologie masivně paralelního sekvenování, synonymně označované také jako sekvenování nové generace (NGS – Next Generation Sequencing), se díky možnosti sekvenovat prakticky neomezené množství cílových lokusů lidského genomu v jedné reakci daří identifikovat i mutace u pacientů s širším spektrem poruch lipidového metabolizmu – v posledních letech byly v ČR nalezeny mutace např. v genu LDLRAP1 u rodiny s autosomálně recesivním přenosem hypercholesterolemie [4], v genu ABCG5 u pacienta se sitosterolemií [5], či v genu ABCA1 u pacientky s tangierskou nemocí [6].

Stále nicméně platí, že primárním cílem molekulárně biologické diagnostiky je především gen LDLR. V současnosti je popsáno více než 2 700 sekvenčních variant tohoto genu [7]. S nástupem NGS se tempo nálezu nových variant výrazně zvýšilo. Globálním problémem však zůstávala/zůstává enormní variabilita při hodnocení kauzality nalezených variant.

Zásadním pokrokem je společný mezinárodní konsenzus a příprava kritérií pro hodnocení kauzality variant v genu LDLR. Tato iniciativa primárně vychází z předchozí spolupráce [8] a má za cíl sjednotit a případně umožnit automatické hodnocení kauzality variant v LDLR genu tak, aby nedocházelo k rozdílným interpretacím stejných variant. Expertní skupina, která se podílela na přípravě kritérií, je složena z předních expertů v dané problematice a mezi jejími členy jsou zastoupeni jak pracovníci provádějící základní výzkum, tak kliničtí lékaři a také zástupci předních diagnostických laboratoří. Potěšujícím faktem je, že i Česká republika má v této expertní skupině svoje zastoupení. V rámci pilotního projektu, který měl sloužit primárně k validaci navržených hodnotících kritérií, bylo v rámci úzké skupiny kurátorů provedeno hodnocení 54 sekvenčních variant genu LDLR [9]. V současnosti je v běhu navazující projekt s ambiciózním plánem provést hodnocení všech sekvenčních variant genu LDLR, které jsou k dispozici v databázi ClinVar [7].

V rámci této skupiny byla podrobně rozpracována problematika hodnocení rozdílné kvality funkčních studií, stanoveny příslušné hodnoty mezní zbytkové aktivity LDL-receptorového proteinu, doporučeny vhodné buněčné linie pro funkční studie. Byly definovány hotspoty na základě detailního hodnocení struktury proteinu. Různé typy mutací byly přiřazeny k různě silným kritériím na základě předpokládaného dopadu určitého typu mutace na strukturu a funkci proteinu. V neposlední řadě byla z pohledu klinické genetiky stanovena pravidla pro posuzování míry a vypovídací hodnoty segregací v rodinách s familiární hypercholesterolemií. Ke kultivaci došlo také na poli in silico nástrojů a bylo dosaženo konsenzu v podobě použití jednoho společného metaprediktoru. Matematickými modely bylo určeno, jaká je pro familiární hypercholesterolemii maximální možná přípustná frekvence jednotlivých alel v obecné populaci, tyto alely tedy lze považovat při uvažované penetranci choroby za potenciálně patogenní. Díky sdílení dat je pak možné získat interpretovatelné informace i o velmi vzácných sekvenčních variantách, přičemž tohoto by nebylo bez mezinárodní spolupráce možné dosáhnout. Zkrácený přehled výše zmíněných kritérií je uveden v tab. 1 a tab. 2. Po vyhodnocení jednotlivých kritérií je varianta zařazena do jedné z 5 tříd kauzality dle klíče uvedeného v tab. 3.

Tab. 1. Kritéria podporující patogenní charakter sekvenčních variant nalezených v genu LDLR. Kritéria jsou genově specifickou adaptací kritérií uvedených v [10]. Upraveno podle [9]
Kritéria podporující patogenní charakter sekvenčních variant nalezených v genu LDLR.
Kritéria jsou genově specifickou adaptací kritérií uvedených v [10]. Upraveno podle [9]

Tab. 2. Kritéria podporující benigní charakter sekvenčních variant nalezených v genu LDLR. Kritéria jsou genově specifickou adaptací kritérií uvedených v [10]. Upraveno podle [9]
Kritéria podporující benigní charakter sekvenčních variant nalezených v genu LDLR.
Kritéria jsou genově specifickou adaptací kritérií uvedených v [10]. Upraveno podle [9]

Tab. 3. Pravidla pro zařazení posuzované sekvenční varianty do jedné z pěti tříd kauzality na základě splnění konkrétních kritérií definovaných výše. Upraveno podle [9]
Pravidla pro zařazení posuzované sekvenční varianty do jedné z pěti tříd kauzality na základě splnění
konkrétních kritérií definovaných výše. Upraveno podle [9]

Familiární hypercholesterolemie zůstává i nadále z pohledu molekulární biologie zajímavým tématem. Důkazem toho je i fakt, že se stala předmětem mezinárodní spolupráce s cílem vytvořit společná jednotná kritéria pro hodnocení kauzality variant v genu LDLR. Globální sdílení dat o nalezených variantách umožňuje hodnotit i varianty, které by na národní úrovni bylo nutno klasifikovat jako varianty nejasného významu. V rámci projektu MedPed jsou tato hodnotící kritéria již aktuálně využívána. Postupně pak budou zaváděna do diagnostické praxe a budou vodítkem pro hodnocení sekvenčních variant v genu LDLR.

Tato práce byla podpořena grantem Ministerstva zdravotnictví číslo NU20–02–00261.

 Mgr. Lukáš Tichý, Ph.D. | tichy.lukas@fnbrno.cz | www.cmbgt.cz

Doručeno do redakce | Doručené do redakcie | Received 14. 7. 2021

Přijato po recenzi | Prijaté po recenzii | Accepted 10. 8. 2021


Zdroje
  1. Beheshti SO, Madsen CM, Varbo A et al. Worldwide Prevalence of Familial Hypercholesterolemia: Meta-Analyses of 11 Million Subjects. J Am Coll Cardiol 2020; 75(20): 2553–2566. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1016/j.jacc.2020.03.057>.
  2. Tichý L, Fajkusová L, Zapletalová P et al. Molecular genetic background of an autosomal dominant hypercholesterolemia in the Czech Republic. Physiol Res 2017; 66(Suppl 1): S47-S54. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.33549/physiolres.933587>.
  3. Vrablík M, Bláha V, Cífková R et al. Genetické testování familiární hypercholesterolemie v klinické praxi: stanovisko výboru České společnosti pro aterosklerózu. AtheroRev 2020; 5(3): 147–157.
  4. Vaverkova H, Tichy L, Karasek D et al. A case of autosomal recessive hypercholesterolemia caused by a new variant in the LDL receptor adaptor protein 1 gene. J Clin Lipidol 2019; 13(3): 405–410. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1016/j.jacl.2019.02.003>.
  5. Floriánková M, Urbanová Z, Bláhová Š et al. Sitosterolémie: klinická, biochemická a molekulárně genetická charakteristika 3letého chlapce s významnou hypercholesterolémií. Čes-Slov Pediat 2017; 72(8): 495–503.
  6. Urbánek R, Tichý L, Freiberger T. Tangierská nemoc v rodině s fenotypem familiární hypercholesterolemie. [Tangier disease in family with the phenotype of familial hypercholesterolemia]. Vnitr Lek 2020; 66(7): 443–446. Dostupné z DOI: <doi: 10.36290/vnl.2020.125>.
  7. National Center for Biotechnology Information [online]. Dostupné z WWW: <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar>.
  8. Iacocca MA, Chora JR, Carrié A et al. ClinVar database of global familial hypercholesterolemia-associated DNA variants. Hum Mutat 2018; 39(11): 1631–1640. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1002/humu.23634>.
  9. Chora JR, Iacocca MA, Tichy L et al. The Clinical Genome Resource (ClinGen) Familial Hypercholesterolemia Variant Curation Expert Panel consensus guidelines for LDLR variant classification. Genet Med 2021 (in press).
  10. Richards S, Aziz N, Bale S et al. Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology. Genet Med 2015; 17(5): 405–424. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1038/gim.2015.30>.
Štítky
Angiologie Diabetologie Interní lékařství Kardiologie Praktické lékařství pro dospělé
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu, se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se