Die familiäre kombinierte Hyperlipidämie (FCHL) ist mit einem erhöhten Risiko für vorzeitige kardiovaskuläre Erkrankungen verbunden (CAD).1,2 FCHL wurde ursprünglich in Familien von Überlebenden eines Myokardinfarkts durch das Vorhandensein von Hypertriglyceridämie, Hypercholesterinämie oder beidem bei den betroffenen Familienmitgliedern beschrieben.3 FCHL ist auch durch einen Anstieg des Apolipoproteins (apo) B und eine erhöhte Anzahl kleiner, dichter LDL-Partikel (sdLDL) im Vergleich zu gesunden Personen gekennzeichnet.4-6 Obwohl sdLDL im Allgemeinen auf das Vorhandensein einer Hypertriglyceridämie zurückgeführt wird, haben wir zuvor gezeigt, dass die absolute Masse von sdLDL nach einer Behandlung mit Gemfibrozil und einer Korrektur der Hypertriglyceridämie bestehen bleibt.5 Die VLDL-Apo-B-Sekretionsrate ist bei Patienten mit FCHL nachweislich erhöht, während sie bei anderen genetisch bedingten Formen der Hypertriglyceridämie im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen normal bleibt.7-9 FCHL wurde ursprünglich als monogenes Merkmal3 beschrieben; es hat sich jedoch gezeigt, dass die Vererbung der FCHL-assoziierten Lipidphänotypen komplexer ist.10 Segregationsanalysen haben Hinweise auf ein Gen für erhöhte Apo-B-Spiegel11,12 und ein weiteres Gen für das Vorhandensein von sdLDL erbracht.12-14 Obwohl noch kein spezifisches Hauptgen für FCHL isoliert wurde, haben Arbeiten von Purnell et al15 den physiologischen Nachweis für mindestens zwei unabhängige Defekte erbracht, einen für eine erhöhte Apo-B-Produktion und einen für Insulinresistenz mit sdLDL und Hypertriglyceridämie, die zur Pathogenese von FCHL beitragen. In Anbetracht des variablen Lipoprotein-Phänotyps bei FCHL stellt sich die Frage, ob es konsistente Anomalien gibt, die allen drei FCHL-Phänotypen gemeinsam sind.

Die Variabilität des FCHL-Phänotyps auf Lipoprotein-Ebene wurde bereits ausführlich beschrieben.6 Es wurde gezeigt, dass ein einzelnes Individuum über einen Zeitraum von sechs Jahren ohne medikamentöse Therapie zu einem bestimmten Zeitpunkt alle drei Phänotypen aufweisen kann, was darauf hindeutet, dass Umweltfaktoren die Variabilität des Phänotyps stark beeinflussen können, während dieser Krankheit eine genetische Ursache zugrunde liegt. Die phänotypische Lipoprotein-Heterogenität der FCHL hat die Diagnose der FCHL erschwert. Der Nachweis erhöhter Apo-B-Plasmaspiegel16 und sdLDL verbessert nachweislich die Diagnose von FCHL.17 Bei einer 20-jährigen Nachbeobachtung von FCHL-Patienten war ein erhöhter Apo-B-Spiegel persistenter als ein erhöhter Gesamtcholesterinspiegel (TC) oder Triglyceridspiegel (TG).16 Bemerkenswert ist, dass bei Männern mit vorzeitiger KHK und erhöhtem Apo-B-Spiegel entweder FCHL, familiäre Hypercholesterinämie (FH) oder erhöhte Lipoprotein-A-Spiegel nachgewiesen wurden18 (auch A. Zambon, unveröffentlichte Daten). Bevor die Diagnose FCHL aufgrund erhöhter Apo-B-Werte gestellt werden kann,19-21 muss daher das Vorhandensein von FH und erhöhten Lp(a)-Werten ausgeschlossen werden. Es gibt nur wenige Informationen über den Einfluss der unterschiedlichen, aber extremen Phänotypen von FCHL auf die Cholesterinverteilung im Plasma. Daher stellten wir die Hypothese auf, dass alle Lipoprotein-Phänotypen bei FCHL trotz großer TC- und TG-Variabilität grundlegende Merkmale in der Cholesterinverteilung über alle Dichtegradientenfraktionen aufweisen. Dies könnte dazu beitragen, die besten diagnostischen Merkmale und therapeutischen Ansätze in der Zukunft zu bestimmen.

Wir untersuchten 62 Personen mit diagnostizierter FCHL aus den Seattle-Familien, die ursprünglich in den 1970er Jahren identifiziert und rekrutiert wurden2,3 und zwischen 1994 und 1997 nachbeobachtet wurden.1 Wir verglichen die Ergebnisse dieser Personen mit denen einer gesunden, gut charakterisierten normalen Kohorte.

Methoden

Patienten

Einschluss-/Ausschlusskriterien

Zweiundsechzig Männer und Frauen, bei denen FCHL auf der Grundlage zuvor beschriebener Kriterien16 diagnostiziert wurde, wurden aus 27 Familien ausgewählt, die an der Studie zur genetischen Epidemiologie der Hypertriglyzeridämie teilnahmen.1,22 Personen, die älter als 70 Jahre waren oder lipidsenkende Medikamente einnahmen, wurden von der Studie ausgeschlossen (Ausschluss aus den Gruppen IIa, IIb und IV: n=8, n=1 bzw. n=13). Die Patienten wurden anhand von alters- und geschlechtsspezifischen Referenzwerten der Lipid Research Clinic in Lipid-Phänotypen eingeteilt.23 Lipid-Phänotyp Typ IIa wurde als Gesamtcholesterin ≥95. Perzentil definiert, IV als Triglyceride ≥95. Vier Personen befanden sich zum Zeitpunkt der Studie in einer Hormonersatztherapie (IIa n=2 und IV n=2). Die Analyse ohne die 4 Frauen, die sich einer Hormonersatztherapie unterzogen, änderte nichts an den signifikanten Ergebnissen und führte zu ähnlichen Resultaten. Vierundvierzig alters- und geschlechtsgleiche Kontrollpersonen wurden aus einer Kohorte von 72 gut charakterisierten gesunden Personen24 ausgewählt, die hinsichtlich Alter und Geschlecht übereinstimmten.

Body Mass Index

Für FCHL-Personen wurden Größe und Gewicht nach eigenen Angaben zur Berechnung des BMI (kg/m2) verwendet. Bei den Kontrollpersonen wurden Größe und Gewicht zum Zeitpunkt der Plasmaprobenentnahme bestimmt.

Lipide/Lipoproteine

Plasma-Gesamtcholesterin, TG, HDL-C, HDL2-C, HDL3-C und Apo B wurden nach Standardmethoden im Northwest Lipid Research Laboratory bestimmt.25 LDL-C wurde nach der Friedewald-Formel berechnet.26 HDL-C und HDL3-C wurden nach Plasmafällung mit Dextransulfat und Magnesiumchlorid bestimmt.27

LDL Relative Flotationsratenbestimmung

Ein diskontinuierlicher Salzdichtegradient wurde in einem Ultrazentrifugenröhrchen mit einer Modifikation5 einer früheren Methode erzeugt.28 Die Proben wurden bei 65 000 U/min für 70 Minuten (gesamt ωt=1,95×10) bei 10°C in einem Beckman VTi 65.1 Vertikalrotor zentrifugiert. Achtunddreißig 0,45-mL-Fraktionen wurden dann vom Boden des Zentrifugenröhrchens gesammelt, und das Cholesterin wurde in jeder Fraktion gemessen. Die relative Flotationsrate, die den Auftrieb des LDL-Peaks charakterisiert, wurde ermittelt, indem die Anzahl der Fraktionen, die den LDL-C-Peak enthielten, durch die Gesamtzahl der gesammelten Fraktionen dividiert wurde. Der Variationskoeffizient des Wertes der relativen Flotationsrate, der durch die Wiederholungsanalyse erhalten wurde, betrug 3,6 %.

Statistische Analyse

Vergleiche der kontinuierlichen Variablen zwischen den Gruppen, unter Verwendung der Kontrollen als Referenzgruppe, wurden mit einer linearen Regression durchgeführt, wobei eine robuste Varianzschätzung (Sandwich-Schätzer) verwendet wurde, die die Annahmen der Unabhängigkeit für Individuen aus derselben Verwandtschaft lockerte.29 Die Verteilung der Plasmatriglyceridwerte war schief, so dass in der linearen Regressionsanalyse der natürliche Logarithmus der Triglyceride verwendet wurde. Die Verteilung von Männern und Frauen in den einzelnen Gruppen wurde mit dem χ2-Test verglichen. Die mittlere Verteilung des Plasma-Lipoprotein-Cholesterins für jeden Phänotyp wurde mit den beiden anderen Phänotypen oder der Normalkohorte verglichen. Die Ergebnisse dieser Vergleiche werden in einem Differenzdiagramm dargestellt, das den Mittelwert und den 95%-KI für die Unterschiede in jeder Fraktion (Fehlerbalken) enthält. Die Unterschiede im Cholesteringehalt der einzelnen Fraktionen wurden als signifikant angesehen, wenn der KI nicht durch Null ging.

Ergebnisse

FCHL-Patienten wurden anhand der TC- und TG-Werte im Nüchternplasma ausgewählt. Bei den Patienten mit hypercholesterinämischem Phänotyp (IIa und IIb) war der LDL-C-Wert per Definition erhöht. Der HDL-C-Wert war bei den hypertriglyceridämischen Phänotypen (IIb und IV) deutlich niedriger. Die Apo-B-Plasmaspiegel waren jedoch in allen 3 FCHL-Phänotypen erhöht, trotz der beobachteten Variabilität der TC- und TG-Plasmaspiegel (Tabelle 1).

Die Gesamtcholesterin-, LDL-C-, HDL-C-, HDL2-C- und HDL3-C-Werte waren bei den Patienten vom Typ IIa signifikant höher als bei denen mit Hypertriglyceridämie (Typ IIb und IV). Die TG-Plasmaspiegel waren bei Typ IIa signifikant niedriger als bei den Phänotypen IIb und IV (Tabelle 1). Die LDL-Spitzendichte war bei Typ IIa im Vergleich zu den Hypertriglyceridikern signifikant niedriger und damit schwimmfähiger. Der Apo-B-Plasmaspiegel war bei Patienten mit Lipoprotein-Phänotyp IV signifikant niedriger als bei Patienten mit erhöhtem Cholesterinspiegel.

Das mittlere Lipoprotein-Cholesterin-Verteilungsprofil, das von jeder Gruppe erhalten wurde, wurde mit den anderen verglichen, indem die Differenzkurve für 2 Populationen aufgetragen wurde (Abbildung 1). Der Lipoprotein-Phänotyp IIa zeigt einen charakteristischen Anstieg des LDL-Cholesterins, der mit den schwimmfähigeren Partikeln im Vergleich zu den Typen IIb und IV korrespondiert (Abbildungen 1A und 1B). Die hypertriglyceridämischen Lipoproteinprofile der Typen IIb und IV wiesen im Vergleich zum Phänotyp IIa deutlich höhere Cholesterinwerte in der VLDL-Dichte-Region auf. Tatsächlich scheinen die Gruppen IIb und IV eine ähnliche Cholesterinverteilung in allen 38 Fraktionen zu haben, mit Ausnahme von 3 LDL-Fraktionen, die beim Typ IIb-Phänotyp erhöht waren (Abbildung 1C).

Um die gemeinsamen Anomalien der Lipoproteinverteilung bei FCHL festzustellen, wurden alle 3 Gruppen mit einer alters- und geschlechtsgleichen Kontrollgruppe verglichen (Abbildung 2). Der Vergleich des IIa-Phänotyps mit dieser Gruppe gesunder Personen (normal) ergab einen signifikant höheren relativen Cholesteringehalt der Fraktionen, die den kleinen und dichten LDL-Partikeln entsprechen. Der relative Cholesteringehalt der großen, schwimmfähigen LDL- und HDL-Fraktionen war signifikant niedriger als bei den Kontrollen. Sowohl beim Phänotyp IIb als auch beim Typ IV (Hypertriglyceridämie) war der Cholesteringehalt der VLDL- und sdLDL-Fraktionen signifikant erhöht. Alle großen, schwimmfähigen LDL-Fraktionen und der relative HDL-Cholesteringehalt waren niedriger als bei den Kontrollpersonen. Die häufigsten Merkmale in der Lipoprotein-Cholesterin-Verteilung waren ein erhöhter relativer Cholesteringehalt in den Fraktionen, die mit sdLDL korrespondieren, und eine signifikante Abnahme der HDL-Fraktionen. Die relativen HDL-Befunde stimmten mit den absoluten HDL-C-Werten bei den Typen IIb und IV überein, während der HDL-C-Wert bei Typ IIa dem von gesunden Personen entsprach.

Alters- und Geschlechtsverteilung zwischen den Phänotypen waren nicht signifikant unterschiedlich. Der Unterschied im BMI war zwischen den 3 Gruppen nicht signifikant, obwohl Patienten mit Hypertriglyceridämie tendenziell einen höheren BMI aufwiesen.

Diskussion

In dieser Studie wurde der Zusammenhang zwischen verschiedenen FCHL-Lipidphänotypen und der Verteilung von Lipoproteincholesterin im Plasma untersucht. Unabhängig vom Lipidphänotyp wiesen die FCHL-Patienten im Vergleich zu den Kontrollpersonen trotz der Variabilität der Plasmalipoproteinspiegel und -verteilung einen anhaltend erhöhten Apo-B-Spiegel und kleine dichte LDL-Partikel auf.

Die Lipoprotein-Cholesterin-Verteilungsprofile und biochemischen Analysen der FCHL-Phänotypen zeigten deutlich, dass die hypertriglyceridischen (IIb und IV) Phänotypen das Plasmacholesterin bevorzugt in die VLDL- und sdLDL-Fraktionen verteilen. Im Gegensatz dazu war die relative Cholesterinverteilung beim hypercholesterinämischen (Typ IIa) Phänotyp ähnlich wie bei gesunden Personen in den größeren und schwimmfähigeren Apo B-haltigen Lipoproteinen, jedoch mit einer deutlichen Anreicherung der sdLDL-Fraktionen. Obwohl sowohl die relativen als auch die absoluten HDL-C-Werte bei den Typen IIb und IV reduziert waren, wird die Verringerung des relativen HDL-Gehalts der IIa-Lipoproteinfraktionen trotz normaler absoluter Plasmaspiegel auf die abnorm erhöhten TC-Werte zurückgeführt (Abbildung 2 und Tabelle 1).

Wir haben zuvor eine inverse lineare Beziehung zwischen dem VLDL-TG-Gehalt und dem LDL-Cholesterin bei FCHL-Patienten beschrieben.6 Diese Beobachtung könnte dazu beitragen, die zugrunde liegenden Prozesse zu erklären, die die Lipoprotein-Cholesterin-Verteilung bei FCHL beeinflussen. Angesichts der erhöhten Plasma-TC- und Apo-B-Spiegel bei allen FCHL-Phänotypen kann man die Hypothese aufstellen, dass die Umverteilung von Apo B und Plasma-Cholesterin ein Schlüsselprozess bei der Entwicklung der verschiedenen Phänotypen ist. Wenn Apo B und Cholesterin im Plasma in den VLDL-Partikeln reichlich vorhanden sind, geht dies mit deutlich niedrigeren Cholesterinwerten in den größeren und schwimmfähigeren LDL-Partikeln einher. Dieser Effekt ist jedoch durch eine Senkung des TG-Spiegels im Plasma reversibel, was wiederum zu einer Umverteilung von Apo B und TC von den VLDL-Partikeln zu den LDL-Partikeln führen kann. Tatsächlich haben wir zuvor gezeigt, dass eine signifikante TG-Senkung mit Gemfibrozil bei Patienten mit FCHL zu einer Umverteilung von Apo B und Cholesterin von den VLDL-Partikeln auf die großen, schwimmfähigen LDL-Partikel führte.5 Obwohl dies die relative Spitzen-LDL-Größe zu erhöhen und die relative Spitzen-LDL-Dichte zu verringern scheint, blieb die absolute Masse der sdLDL-Komponente des Lipoproteinprofils erhöht.5 Der FCHL-Phänotyp kann also durch verschiedene Umweltfaktoren wie Ernährung und Bewegung beeinflusst werden, die auch die TG-Spiegel im Plasma verändern können. Dementsprechend war der BMI der Patienten mit Hypertriglyceridämie deutlich höher als der der gesunden Personen. Obwohl der BMI ein weniger genaues Maß für Adipositas ist, ist es denkbar, dass der Anstieg des BMI und möglicherweise die zentrale Adipositas den FCHL-Phänotyp stark beeinflussen. Erhöhte TG-Spiegel bei FCHL können auch durch genetische Faktoren wie das finnische 1q21-q23 FCHL-Gen30 oder eine halbnormale Lipoproteinlipase (LPL)-Aktivität moduliert werden.18 Dies steht im Einklang mit früheren Erkenntnissen, die physiologische Beweise für die separaten, aber additiven genetischen Faktoren liefern, die für die Entwicklung des Lipidphänotyps bei FCHL verantwortlich sind.12,15 Es gibt immer mehr Hinweise auf einen engen Zusammenhang zwischen zunehmendem intraabdominalem Fett, Insulinresistenz und Lipidanomalien wie erhöhtem Apo B, erhöhtem TG, überwiegendem sdLDL und vermindertem HDL. Alle vorgenannten Anomalien werden auch bei FCHL beobachtet. Aufgrund dieser Erkenntnisse ist es denkbar, dass die Kombination der zugrunde liegenden genetischen oder umweltbedingten Faktoren, die für das „metabolische Syndrom“ verantwortlich sind, zusammen mit der vererbten Anfälligkeit für erhöhtes Apo B12,15 die Grundlage für die Entwicklung von FCHL ist (Abbildung 3).

Die hohe Variabilität von FCHL, die auch mit einem erhöhten KHK-Risiko verbunden ist,1,2 hat es schwierig gemacht, diese Erkrankung zu erkennen und angemessen zu behandeln. Daher haben wir auch die gemeinsamen Merkmale von FCHL im Vergleich zu einer alters- und geschlechtsgleichen Kohorte gesunder Kontrollpersonen untersucht. Alle 3 Phänotypen zeigten einen deutlichen Anstieg des sdLDL im Plasma sowie eine konsistente Verringerung der relativen Cholesterinverteilung in den HDL-Fraktionen, unabhängig von der individuellen Lipidanomalie. Darüber hinaus kam es zu einem Anstieg der Apo-B-Plasmakonzentrationen, wenngleich der Anstieg bei Typ IV geringer ausfiel als bei den Typen IIa und IIb. Die offensichtliche Diskrepanz bei den Apo-B-Spiegeln kann auf zwei zuvor beschriebene Mechanismen zurückgeführt werden. Ein möglicher Mechanismus, der allerdings sehr spekulativ ist, könnte mit dem schnellen Umsatz von VLDL-Partikeln zusammenhängen, die bei Patienten mit einem Lipidprofil vom Typ IV im Vergleich zu LDL-Partikeln einen größeren Teil des Apo B im Plasma enthalten. Wahrscheinlicher ist jedoch, dass Personen in FCHL-Familien, die den Defekt, der zu Hypertriglyceridämie führt, aber nicht den Defekt, der erhöhte Apo-B-Werte im Plasma verursacht, geerbt haben, in den Typ-IV-Phänotyp einbezogen wurden. Dies wird durch frühere Arbeiten von Hokanson et al.5 unterstützt, die zeigen, dass der Apo-B-Spiegel im Plasma unabhängig von medikamenteninduzierten Veränderungen des TG-Spiegels im Plasma erhöht bleibt.

Die Komplexität der derzeitigen Standards für die Diagnose von FCHL hat in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit erhalten. Die Messung des Apo-B-Spiegels16 bei Vorhandensein von sdLDL scheint ein besseres Diagnoseinstrument zu sein als die klassischen Lipidanalysen.17 Darüber hinaus wurde in einem kürzlich erschienenen Bericht des dritten FCHL-Workshops vorgeschlagen, die Erkrankung als hypertriglyceridämische Hyper-Apo-B-Erkrankung neu zu definieren.20 Obwohl dieses Ergebnis mit unseren Ergebnissen bei den Patienten mit Hypertriglyceridämie (Typ IIb und IV) übereinstimmt, würde eine signifikante Anzahl von Personen mit dem Lipidphänotyp Typ IIa in dieser Studie (7 von 14 oder 50 % der Personen mit Typ IIa) mit dieser neuen Definition ausgeschlossen, da sie nur Hypercholesterinämie (Typ IIa) und erhöhte Apo-B-Werte aufwiesen. Wir haben bereits gezeigt, dass ein einzelner Patient mit FCHL über einen Nachbeobachtungszeitraum von sechs Jahren das gesamte Spektrum der FCHL-Phänotypen aufweisen kann.6 Wir haben auch berichtet, dass die Korrektur einer Hypertriglyceridämie bei FCHL-Patienten nur geringe oder gar keine Auswirkungen auf die Masse der sdLDL-Partikel hat,5 was zusätzlich darauf hindeutet, dass das Vorhandensein einer Hypertriglyceridämie bei FCHL eine Empfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen auf den Lipidphänotyp des einzelnen Patienten darstellen kann. Eine kürzlich durchgeführte Follow-up-Studie an 32 FCHL-Familien hat ebenfalls einen signifikanten Zusammenhang zwischen dem BMI und dem Schweregrad der Hypertriglyceridämie gezeigt.17 Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass Patienten mit halbnormalen LPL-Aktivitätswerten und FCHL höhere TG-Werte aufweisen als Patienten mit FCHL, aber normalen LPL-Werten.18Tabelle 2 fasst die wichtigsten Lipid-/Lipoprotein-Anomalien zusammen, die mit erhöhten Apo-B- oder sdLDL-Werten assoziiert sind.6,31-35 Ein kurzer Überblick über die bisherigen Arbeiten im Lichte der hier vorgestellten Ergebnisse legt nahe, dass sdLDL bei gleichzeitig erhöhten Apo-B-Werten einen für FCHL charakteristischen Phänotyp darstellen, der unabhängig von der Makrozusammensetzung der Plasmalipoproteine ist.

Das primäre Ziel dieser Studie beschränkte sich auf die Untersuchung möglicher physiologischer Wege, die für FCHL verantwortlich sind, und nicht auf die Bestimmung/Validierung diagnostischer Parameter für FCHL. Daher werden erhöhte Apo-B- und sdLDL-Werte nicht als diagnostische Merkmale für FHCL vorgeschlagen. Diese Einschränkung ergab sich aus der geringen Größe der Kohorte und dem begrenzten Spektrum der Dyslipidämie. Außerdem wurde etwa ein Drittel der in Frage kommenden IIa- und IV-Patienten ausgeschlossen, weil sie lipidsenkende Medikamente einnahmen, was die Patientenauswahl möglicherweise verzerrt, da die Patienten mit den schwersten Fällen wahrscheinlich lipidsenkende Medikamente einnahmen.

Zusammenfassend haben wir bei 62 Patienten mit FCHL verschiedene FCHL-Phänotypen untersucht, um die zugrunde liegenden biochemischen und biophysikalischen Veränderungen, die für FCHL verantwortlich sind, besser zu verstehen. Die Variabilität des Phänotyps scheint durch die unterschiedliche Verteilung von Apo B in der VLDL- oder der schwimmfähigen LDL-Fraktion gesteuert zu werden. Die Apo-B-Spiegel waren bei FCHL-Patienten erhöht. Obwohl ein Teil des Apo B im Plasma als sdLDL vorliegt, findet sich der Rest in VLDL, das im Gleichgewicht mit großem, schwimmfähigem LDL im Plasma zu stehen scheint. Tägliche Kalorienschwankungen können den TG-Gehalt und die Verteilung von apo zwischen VLDL und großem, schwimmfähigem LDL bestimmen. sdLDL ist immer vorhanden, unabhängig vom FCHL-Lipidphänotyp. Daher ist das sdLDL das auffälligste Merkmal, das die drei FCHL-Phänotypen gemeinsam haben und das unabhängig von den klassischen Plasmalipoproteinwerten ist. Ein zweites gemeinsames Merkmal von FCHL scheint eine signifikante Verringerung des relativen Cholesteringehalts von HDL-Partikeln zu sein.

Fußnoten