Familiaire Gecombineerde Hyperlipidemie (FCHL) is geassocieerd met een verhoogd risico van vroegtijdige cardiovasculaire ziekte (CAD).1,2 FCHL werd oorspronkelijk beschreven in families van overlevenden van myocardinfarcten door de aanwezigheid van hypertriglyceridemie, hypercholesterolemie, of beide in de getroffen familieleden.3 FCHL wordt ook gekenmerkt door een toename van apolipoproteïne (apo) B en een verhoogd aantal kleine, dichte LDL-deeltjes (sdLDL) in vergelijking met gezonde personen.4-6 Hoewel sdLDL gewoonlijk wordt toegeschreven aan de aanwezigheid van hypertriglyceridemie, hebben wij eerder aangetoond dat de absolute massa van sdLDL blijft bestaan na behandeling met gemfibrozil en correctie van de hypertriglyceridemie.5 Er is aangetoond dat de VLDL apo B secretiesnelheid verhoogd is bij patiënten met FCHL, terwijl deze normaal blijft bij andere genetische vormen van hypertriglyceridemie in vergelijking met gezonde controles.7-9 FCHL werd oorspronkelijk beschreven als een monogene eigenschap3; er is echter aangetoond dat de overerving van de met FCHL geassocieerde lipidenfenotypen complexer is.10 Segregatieanalyses hebben bewijs geleverd voor een gen voor de verhoging van apo B niveaus11,12 en een ander gen voor de aanwezigheid van sdLDL.12-14 Hoewel er nog geen specifiek belangrijk gen voor FCHL is geïsoleerd, heeft het werk van Purnell et al15 fysiologisch bewijs geleverd voor ten minste 2 onafhankelijke defecten, een voor verhoogde apo B productie en een ander voor insulineresistentie met sdLDL en hypertriglyceridemie, die bijdragen aan de pathogenese van FCHL. Gezien het variabele lipoproteïne fenotype bij FCHL blijft de vraag of er consistente afwijkingen zijn die alle 3 de FCHL fenotypes gemeen hebben.

FCHL fenotype variabiliteit op lipoproteïne niveau is eerder gedetailleerd beschreven.6 Aangetoond werd dat een enkel individu gedurende een periode van 6 jaar zonder medicamenteuze therapie alle 3 de fenotypes op een bepaald moment kan hebben, wat suggereert dat omgevingsfactoren de variabiliteit in het fenotype sterk kunnen beïnvloeden terwijl er een genetische onderliggende oorzaak voor deze ziekte is. De lipoproteïne fenotypische heterogeniteit van FCHL heeft de diagnose van FCHL moeilijk gemaakt. Er is aangetoond dat het aantonen van verhoogde plasma apo B niveaus16 en sdLDL de diagnose van FCHL verbetert.17 Tijdens een 20 jaar durende follow-up van FCHL-patiënten was een verhoogde apo B-spiegel persistenter dan een verhoogde totale cholesterolwaarde (TC) of triglyceridenwaarde (TG).16 Opmerkelijk is dat mannen met vroegtijdige CAD en een verhoogde apo B-spiegel ofwel FCHL, familiaire hypercholesterolemie (FH) of verhoogde lipoproteïne a-spiegels18 bleken te hebben (ook A. Zambon, ongepubliceerde gegevens). Daarom moet, voordat de diagnose FCHL op grond van verhoogde apo B-spiegels wordt gesteld,19-21 de aanwezigheid van FH en verhoogde Lp(a)-spiegels worden uitgesloten. Er is weinig informatie over de invloed van de verschillende maar extreme fenotypen van FCHL op de plasma cholesterol verdeling. Daarom hebben wij de hypothese dat alle lipoproteïne fenotypes in FCHL, ondanks grote TC en TG variabiliteit, fundamentele karakteristieken delen in de cholesterol verdeling over alle dichtheidsgradiënt fracties. Dit kan helpen bij het bepalen van de beste diagnostische kenmerken en therapeutische benaderingen in de toekomst.

Wij bestudeerden 62 personen met de diagnose FCHL uit de Seattle-families die aanvankelijk in de jaren 1970 werden geïdentificeerd en gerekruteerd2,3 en die tussen 1994 en 1997 werden gevolgd.1 Wij vergeleken de resultaten van deze personen met die van een gezond, goed gekarakteriseerd normaal cohort.

Methodes

Patiënten

Inclusie/Exclusiecriteria

Tweeënzestig mannen en vrouwen met de diagnose FCHL op basis van eerder beschreven criteria16 werden geselecteerd uit 27 families die deelnamen aan de Genetic Epidemiology of Hypertriglyceridemia-studie.1,22 Personen ouder dan 70 jaar of die lipidenverlagende medicatie gebruikten werden uitgesloten van de studie (uitsluitingen van groepen IIa, IIb, en IV waren n=8, n=1, en n=13, respectievelijk). De patiënten werden gestratificeerd in lipidenfenotypen met behulp van leeftijd- en geslachtsspecifieke referentiewaarden van de Lipid Research Clinic.23 Lipidenfenotype IIa werd gedefinieerd als totaal cholesterol ≥95e percentiel, IV als triglyceriden ≥95e percentiel, en IIb als zowel totaal cholesterol als triglyceriden ≥90e percentiel. Vier personen gebruikten hormoonvervangingstherapie ten tijde van het onderzoek (IIa n=2 en IV n=2). Analyse waarbij 4 vrouwen die hormoonvervangingstherapie ondergingen werden uitgesloten, veranderde niets aan de significante bevindingen en leverde vergelijkbare resultaten op. Vierenveertig op leeftijd en geslacht afgestemde controles werden geselecteerd uit een cohort van 72 goed gekarakteriseerde gezonde personen24 die op leeftijd en geslacht waren afgestemd.

Body Mass Index

Voor FCHL-proefpersonen werden de zelfgerapporteerde lengte en het gewicht gebruikt om de BMI (kg/m2) te berekenen. Voor controlepersonen werden lengte en gewicht bepaald op het moment van de plasmamonsterafname.

Lipiden/Lipoproteïnen

Plasma totaal cholesterol, TG, HDL-cholesterol (HDL-C), HDL2-C HDL3-C, en apo B werden bepaald met standaardmethoden in het Northwest Lipid Research Laboratory.25 LDL-C werd berekend met de formule van Friedewald.26 HDL-C en HDL3-C werden bepaald na plasma-precipitatie met dextraansulfaat en magnesiumchloride.27

LDL Relative Flotation Rate Determination

Een discontinue zoutdichtheidsgradiënt werd gecreëerd in een ultracentrifugeerbuis met behulp van een modificatie5 van een eerdere methode.28 De monsters werden gecentrifugeerd bij 65 000 rpm gedurende 70 minuten (totale ωt=1,95×10) bij 10°C in een Beckman VTi 65.1 verticale rotor. Achtendertig fracties van 0,45 ml werden vervolgens van de bodem van de centrifugebuis verzameld, en in elke fractie werd het cholesterolgehalte gemeten. De relatieve flotatiesnelheid, die het drijfvermogen van de LDL-piek karakteriseert, werd verkregen door het aantal fracties dat de LDL-C-piek bevatte te delen door het totale aantal verzamelde fracties. De variatiecoëfficiënt van de relatieve flotatiesnelheid die bij herhaalde analyse werd verkregen, bedroeg 3,6%.

Statistische analyse

Vergelijkingen van continue variabelen tussen groepen, met de controles als referentiegroep, werden uitgevoerd met lineaire regressie, waarbij gebruik werd gemaakt van een robuuste variantieschatting (sandwichschatter) die de veronderstellingen van onafhankelijkheid voor individuen van dezelfde verwantschap versoepelde.29 De verdeling van plasma triglyceride niveaus was scheef, dus werd de natuurlijke logaritme van triglyceriden gebruikt in de lineaire regressie analyse. De verdeling van mannen en vrouwen over de groepen werd vergeleken met behulp van de χ2-test. De gemiddelde verdeling van plasma-lipoproteïnecholesterol voor elk fenotype werd vergeleken met de andere 2 fenotypen of het normale cohort. De resultaten van deze vergelijkingen worden gepresenteerd in een verschilplot, waarin het gemiddelde en 95% CI voor de verschillen in elke fractie (foutbalkjes) zijn opgenomen. De verschillen in het cholesterolgehalte van de afzonderlijke fracties werden als significant beschouwd als het CI niet groter was dan nul.

Resultaten

FCHL-patiënten werden geselecteerd op basis van nuchtere plasma TC- en TG-niveaus. Per definitie was LDL-C verhoogd bij de patiënten met hypercholesterolemische fenotypes (IIa en IIb). HDL-C was significant lager in de hypertriglyceridemische fenotypes (IIb en IV). Plasma apo B-spiegels waren echter verhoogd in alle 3 de FCHL-fenotypen, ondanks de variabiliteit die in de plasma TC- en TG-spiegels werd waargenomen (tabel 1).

Totaalcholesterol, LDL-C, HDL-C, HDL2-C, en HDL3-C-spiegels waren significant hoger bij de type IIa-patiënten in vergelijking met degenen die zich presenteerden met hypertriglyceridemie (types IIb en IV). Plasma TG-spiegels waren significant lager bij type IIa vergeleken met type IIb en IV fenotypes (Tabel 1). De piekdichtheid van LDL was significant lager en bijgevolg meer buoyant bij type IIa in vergelijking met de hypertriglyceridemische individuen. Plasma apo B niveaus waren significant lager bij patiënten met type IV lipoproteïne fenotype dan die met verhoogd cholesterol.

Het gemiddelde lipoproteïne cholesterol distributie profiel verkregen uit elke groep werd vergeleken met de anderen door het plotten van de verschil curve voor 2 populaties (figuur 1). Het lipoproteïnefenotype IIa vertoont een karakteristieke toename van het LDL-cholesterol dat overeenkomt met de meer drijvende deeltjes in vergelijking met de types IIb en IV (Figuren 1A en 1B). De hypertriglyceridemische lipoproteïneprofielen van type IIb en IV vertoonden significant hogere cholesterolgehalten in de VLDL-dichtheidsregio in vergelijking met het IIa-fenotype. In feite lijken de IIb- en IV-groepen een vergelijkbare cholesterolverdeling te hebben over de 38 fracties, met uitzondering van 3 LDL-fracties, die verhoogd waren in het type IIb-fenotype (figuur 1C).

Om de gemeenschappelijke afwijkingen in de lipoproteïneverdeling bij FCHL vast te stellen, werden alle 3 groepen vergeleken met een leeftijd- en geslachtsgematchte controlegroep (figuur 2). Vergelijking van het IIa fenotype met deze groep gezonde individuen (normaal) toonde een significant hoger relatief cholesterolgehalte van fracties die overeenkomen met de kleine en dichte LDL-deeltjes. Het relatieve cholesterolgehalte van de grote buoyante LDL- en HDL-fracties was significant lager dan bij de controles. Zowel type IIb als type IV fenotypes (hypertriglyceridemisch) vertoonden een significant verhoogd cholesterolgehalte van VLDL- en sdLDL-fracties. Alle grote, buoyante LDL-fracties en het relatieve HDL-cholesterolgehalte waren lager dan bij de controlepersonen. De meest voorkomende kenmerken in de lipoproteïnecholesterolverdeling waren een verhoogd relatief cholesterolgehalte in de fracties die overeenkwamen met sdLDL en een significante daling in de HDL-fracties. De relatieve HDL-bevindingen kwamen overeen met de absolute HDL-C-niveaus in type IIb en IV, terwijl het HDL-C-niveau in type IIa gelijk was aan dat van gezonde personen.

De leeftijds- en geslachtsverdeling tussen de fenotypen was niet significant verschillend. Het verschil in BMI was niet significant tussen de 3 groepen, hoewel patiënten met hypertriglyceridemie de neiging hadden een hogere BMI te hebben.

Discussie

In deze studie werd de associatie tussen verschillende FCHL lipidenfenotypen en de plasma lipoproteïne cholesterolverdeling onderzocht. Onafhankelijk van het lipidenfenotype vertoonden FCHL-proefpersonen een aanhoudende verhoging van plasma apo B niveaus en kleine dichte LDL-deeltjes in vergelijking met controlepersonen, ondanks de variabiliteit in plasma lipoproteïne niveaus en distributie.

De lipoproteïne cholesterol distributieprofielen en biochemische analyses van de FCHL-fenotypes toonden duidelijk aan dat de hypertriglyceridemische (IIb en IV) fenotypes het plasmacholesterol bij voorkeur verdelen in de VLDL- en sdLDL-fracties. Daarentegen was de relatieve cholesterolverdeling bij het hypercholesterolemische (type IIa) fenotype vergelijkbaar met die van gezonde personen in de grotere en meer buoyante apo B-bevattende lipoproteïnen, maar met een aanzienlijke verrijking van de sdLDL-fracties. Hoewel zowel het relatieve als het absolute HDL-C niveau verlaagd was in type IIb en IV, wordt de verlaging van het relatieve HDL gehalte van IIa lipoproteïne fracties, ondanks normale absolute plasma niveaus, toegeschreven aan de abnormaal verhoogde TC niveaus (figuur 2 en tabel 1).

Wij hebben eerder een omgekeerd lineair verband beschreven tussen VLDL TG gehalte en LDL cholesterol bij FCHL patiënten.6 Deze observatie kan helpen bij het verklaren van de onderliggende processen die van invloed zijn op de lipoproteïne cholesterol verdeling in FCHL. Men kan veronderstellen dat de herverdeling van apo B en plasma cholesterol een sleutelproces is in de ontwikkeling van verschillende fenotypes, gezien de verhoogde plasma TC en apo B niveaus in alle FCHL fenotypes. De plasma apo B en cholesterol in de VLDL deeltjes, wanneer in overvloed, is geassocieerd met significant lagere cholesterol niveaus in de grotere en meer buoyant LDL deeltjes. Dit effect is echter omkeerbaar door verlaging van de plasma TG niveaus, wat op zijn beurt kan resulteren in een herverdeling van de apo B en TC van de VLDL deeltjes naar de LDL deeltjes. Wij hebben eerder aangetoond dat significante verlaging van het TG met gemfibrozil bij patiënten met FCHL resulteerde in een herverdeling van apo B en cholesterol van de VLDL deeltjes naar de grote, drijvende LDL deeltjes.5 Hoewel dit lijkt te leiden tot een toename van de relatieve piek LDL grootte en een afname van de relatieve piek LDL dichtheid, bleef de absolute massa van de sdLDL component van het lipoproteïne profiel verhoogd.5 Het FCHL fenotype kan dus beïnvloed worden door verschillende omgevingsfactoren zoals dieet en lichaamsbeweging, die ook de plasma TG niveaus kunnen veranderen. Dienovereenkomstig was de BMI van hypertriglyceridemiepatiënten significant hoger dan die van de gezonde individuen. Hoewel de BMI een minder exacte maat voor adipositas is, is het denkbaar dat de toename van de BMI en misschien centrale adipositas het fenotype van FCHL sterk beïnvloeden. Verhoogde TG-niveaus bij FCHL kunnen ook worden gemoduleerd door genetische factoren zoals het Finse 1q21-q23 FCHL-gen30 of halfnormale lipoproteïne lipase (LPL)-activiteit.18 Dit is in overeenstemming met eerdere bevindingen die fysiologisch bewijs leveren voor de afzonderlijke, maar additieve, genetische factoren die verantwoordelijk zijn voor de ontwikkeling van het lipidenfenotype bij FCHL.12,15 Er zijn steeds meer aanwijzingen dat er een sterk verband bestaat tussen toenemend intra-abdominaal vet, insulineresistentie en lipideafwijkingen zoals een verhoogd apo B, een verhoogd TG, een overheersing van sdLDL en een verlaging van HDL. Alle bovengenoemde afwijkingen worden ook waargenomen bij FCHL. Op basis van deze gegevens is het denkbaar dat de combinatie van de onderliggende genetische of omgevingsfactoren die verantwoordelijk zijn voor het “metabool syndroom” samen met de erfelijke vatbaarheid voor een verhoogd apo B12,15 aan de basis ligt van de ontwikkeling van FCHL (figuur 3).

De zeer variabele aard van FCHL, die ook geassocieerd is met een verhoogd risico op CAD,1,2 heeft het moeilijk gemaakt om deze aandoening op de juiste manier te identificeren en te behandelen. Daarom hebben wij ook de gemeenschappelijke kenmerken van FCHL bestudeerd in vergelijking met een leeftijd- en geslachtsgematcht cohort van gezonde controlepersonen. Alle 3 fenotypes vertoonden een duidelijke toename van plasma sdLDL en een consistente afname van de relatieve cholesterolverdeling in de HDL fracties, onafhankelijk van de individuele lipidenafwijking. Bovendien was er een stijging van het plasma-apo B-niveau, hoewel de omvang van de stijging voor type IV minder groot was dan voor type IIa en IIb. De schijnbare discordantie in apo B-spiegels kan worden toegeschreven aan 2 eerder beschreven mechanismen. Hoewel zeer speculatief, zou één mogelijk mechanisme een snelle turnover van VLDL-deeltjes kunnen inhouden, die een belangrijke pool van het plasma apo B bevatten bij patiënten met type IV lipidenprofiel in vergelijking met LDL-deeltjes. Waarschijnlijker is echter dat personen in FCHL-families die het defect hadden dat hypertriglyceridemie veroorzaakt, maar niet het defect erfden dat verhoogde plasma apo B niveaus veroorzaakt, in het type IV fenotype werden opgenomen. Dit wordt ondersteund door eerder werk van Hokanson et al5 dat aantoont dat plasma apo B niveaus verhoogd blijven onafhankelijk van door geneesmiddelen veroorzaakte veranderingen in plasma TG niveaus.

De complexiteit van de huidige normen voor de diagnose van FCHL heeft onlangs veel aandacht gekregen. Het meten van apo B-niveaus16 in aanwezigheid van sdLDL lijkt een beter diagnostisch hulpmiddel te zijn dan de klassieke lipidenanalyses.17 Bovendien werd in een recent rapport van de Derde Workshop over FCHL voorgesteld de aandoening te herdefiniëren als een hypertriglyceridemische hyper-apo B-stoornis.20 Hoewel deze bevinding overeenkomt met onze resultaten bij de patiënten met hypertriglyceridemie (type IIb en IV), zou een aanzienlijk aantal personen met het type IIa lipidenfenotype in deze studie (7 van 14 of 50% van de personen met type IIa) met deze nieuwe definitie worden uitgesloten omdat zij alleen hypercholesterolemie (type IIa) en verhoogde apo B-spiegels vertoonden. Wij hebben eerder aangetoond dat een individuele patiënt met FCHL zich kan presenteren met het gehele spectrum van FCHL fenotypen gedurende een follow-up periode van 6 jaar.6 Wij hebben ook gerapporteerd dat correctie van hypertriglyceridemie bij FCHL patiënten weinig of geen effect heeft op de massa van sdLDL deeltjes,5 wat bovendien suggereert dat de aanwezigheid van hypertriglyceridemie bij FCHL een gevoeligheid kan vertegenwoordigen voor de omgevingsinvloeden op het lipiden fenotype van de individuele patiënt. Een recente follow-up studie van 32 FCHL families heeft ook een significant verband aangetoond tussen BMI en de ernst van hypertriglyceridemie.17 Bovendien is aangetoond dat patiënten met half-normale LPL activiteitenniveaus en FCHL hogere TG niveaus hebben vergeleken met degenen met FCHL maar normale LPL niveaus.18Tabel 2 geeft een overzicht van de belangrijkste lipiden/lipoproteïne-afwijkingen die geassocieerd zijn met een verhoogd apo B of sdLDL.6,31-35 Een momentopname van het eerdere werk in het licht van de hier gepresenteerde bevindingen suggereert dat sdLDL samen met verhoogde apo B-spiegels een fenotype vertegenwoordigen dat karakteristiek is voor FCHL, onafhankelijk van de macro-compositie van plasmalipoproteïnen.

De primaire doelstelling van deze studie was beperkt tot het onderzoeken van mogelijke fysiologische routes die verantwoordelijk zijn voor FCHL, en niet tot het vaststellen/valideren van diagnostische parameters voor FCHL. Daarom worden verhoogde apo B en sdLDL niet voorgesteld als diagnostische kenmerken voor FCHCL. Deze beperking werd opgelegd door de kleine cohortgrootte en het beperkte spectrum van dyslipidemie. Bovendien werd ongeveer een derde van de in aanmerking komende IIa en IV patiënten uitgesloten omdat zij lipidenverlagende medicatie gebruikten, hetgeen de patiëntenselectie kan vertekenen, omdat de patiënten met de ernstigste gevallen waarschijnlijk lipidenverlagende medicatie gebruikten.

Samenvattend hebben wij verschillende fenotypen van FCHL bestudeerd bij 62 patiënten met FCHL in een poging om een beter inzicht te krijgen in de onderliggende biochemische en biofysische veranderingen die verantwoordelijk zijn voor FCHL. De variabiliteit in het fenotype lijkt te worden gereguleerd door differentiële distributie van apo B in VLDL- of buoyant LDL-fracties. Apo B niveaus waren verhoogd bij FCHL patiënten. Hoewel een deel van het plasma apo B bestaat als sdLDL, wordt de rest aangetroffen in VLDL, dat in evenwicht lijkt te zijn met groot, buoyant LDL in plasma. Dag tot dag calorische variatie kan het TG gehalte en de verdeling van apo tussen VLDL en big, buoyant LDL bepalen. sdLDL is altijd aanwezig, onafhankelijk van het FCHL lipiden fenotype. Daarom is sdLDL het meest prominente kenmerk dat de 3 FCHL fenotypes gemeen hebben en is het onafhankelijk van de klassieke plasma lipoproteïne niveaus. Een tweede gemeenschappelijk gerelateerd kenmerk van FCHL lijkt een significante verlaging van het relatieve cholesterolgehalte van HDL-deeltjes te zijn.

Voetnoten