4G / 4G-Genotyp des PAI-1-Gens ist mit einem verringerten Schlaganfallrisiko bei älteren Menschen verbunden

Plasminogenaktivator-Inhibitor Typ 1 (PAI-1), der einen Komplex mit dem Plasminogenaktivator vom Gewebetyp (tPA) bildet, ist ein starker Inhibitor der Fibrinolyse.1 Eine hohe PAI–1-Aktivität wurde mit einem erhöhten Risiko für koronare Ereignisse in Populationen mit Angina pectoris2,3 und bei Patienten nach Myokardinfarkt (MI) in Verbindung gebracht.4,5 PAI-1 ist jedoch wahrscheinlich kein unabhängiger Risikofaktor für koronare Herzerkrankungen in allgemeinen (gesunden) Populationen.6-9

Der 4G/5G-Polymorphismus ist ein häufiger Polymorphismus in der Promotorregion des PAI-1-Gens.10 Sowohl das 4G- als auch das 5G-Allel haben eine Bindungsstelle für einen Aktivator der Transkription. Das 5G-Allel hat jedoch eine zusätzliche Bindungsstelle für einen Repressor, was zu niedrigeren Transkriptionsraten und weniger PAI-1-Aktivität führt.11-13 Ein Zusammenhang zwischen dem 4G / 5G-Polymorphismus und kardiovaskulären Erkrankungen (CVD) würde eine kausale Rolle von PAI-1 unterstützen, da der genetisch bedingte Spiegel wahrscheinlich nicht durch den (entzündlichen) Krankheitsprozess und kardiovaskuläre Risikofaktoren beeinflusst wird. Eine kürzlich durchgeführte Metaanalyse von 9 Studien zeigte ein um 20% erhöhtes Risiko für MI für den 4G / 4G-Genotyp.14

Die Assoziationen von PAI-1 und dem 4G / 5G-Polymorphismus mit Schlaganfall erhielten im Vergleich zur Beziehung zur koronaren Herzkrankheit wenig Aufmerksamkeit. In der MONICA-Studie (Northern Sweden Monitoring Trends and Determinants in Cardiovascular Disease) wurde das Risiko eines ersten Schlaganfalls durch den tPA * PAI-1-Komplex vorhergesagt, jedoch nicht durch die PAI-1-Aktivität.15 Epidemiologische Daten deuten auf eine schützende Wirkung des 4G-Allels gegen zerebrovaskuläre Ereignisse hin.16-21 In der vorliegenden populationsbasierten Studie an 637 niederländischen älteren Menschen untersuchten wir die getrennten und kombinierten Auswirkungen der PAI-1-Aktivität und des 4G / 5G-Polymorphismus auf die Inzidenz kardiovaskulärer Ereignisse.

Themen und Methoden

Studienpopulation

Die Arnhem Elderly Study ist eine populationsbasierte Kohortenstudie, die 1991/1992 begann. Wir luden eine Zufallsstichprobe (geschichtet nach Alter und Geschlecht) von 1793 unabhängig lebenden Männern und Frauen im Alter von 65 bis 84 Jahren in die Stadt Arnheim, Niederlande, ein. Insgesamt stimmten 1012 Probanden einer Befragung zu, und 685 stimmten einer körperlichen Untersuchung und Venenpunktion zu. Studiendesign und Populationsmerkmale wurden an anderer Stelle ausführlich beschrieben.22

Bei 641 Probanden wurde eine einzige nicht-Fasting-Blutprobe erhalten. Daten sowohl zur PAI-1-Aktivität als auch zum 4G / 5G-Polymorphismus fehlten für 4 Probanden, so dass 637 Probanden für die vorliegende Analyse übrig blieben. Die PAI-1-Aktivität konnte bei 31 Probanden nicht beurteilt werden, und die Genotypisierung war bei 8 Probanden nicht erfolgreich. Die Population für die vorliegende Studie umfasste mehr Männer als die Population, die nicht teilnahm oder nur ein Interview hatte (52% versus 44%; P = 0,01) und war signifikant jünger (73,6 versus 76,1 Jahre; P< 0,001). Andere Merkmale, einschließlich Lebensstilfaktoren und selbst wahrgenommener Gesundheit, unterschieden sich zwischen diesen Gruppen nicht signifikant. Alle Probanden gaben eine schriftliche Einverständniserklärung ab, und die Studie wurde von der Ethikkommission der Universität Wageningen genehmigt.

Datenerfassung

Geschulte Interviewer sammelten Daten zu Lebensstil, aktueller und früherer Gesundheit und Medikamenten. Der Raucherstatus wurde als aktuell, früher oder nie codiert. Der Body-Mass-Index (BMI) wurde berechnet als Gewicht geteilt durch Höhe im Quadrat (kg /m2). CVD wurde als vorhanden angesehen, wenn die Probanden eine Vorgeschichte von Herzerkrankungen oder Schlaganfällen berichteten. Die Probanden wurden als kardiovaskulär eingestuft Medikamente, wenn sie Angiotensin-Converting-Enzym-Inhibitoren, β-Blocker, Thrombolytika, lipidreduzierende Mittel und / oder Salicylate während der 3 Monate vor dem Interview verwendet hatten. Hypertonie wurde definiert als Blutdruck ≥160/95 mm Hg oder Verwendung von blutdrucksenkenden Medikamenten.

Laborbestimmungen

Die Venenpunktion wurde zwischen 8 und 5 Uhr morgens durchgeführt:30 pm unter Verwendung von Citratsammelröhrchen und Zeit der Blutentnahme wurde aufgezeichnet. Die Proben wurden bei -80°C gelagert. Die Plasma-PAI-1-Aktivität wurde mit dem Chromolize Kit (Biopool) bestimmt. Die Variable für PAI-1, die in dieser Studie verwendet wurde, ist der Anteil des gesamten PAI-1, der nach Bildung des tPA * PAI-1-Komplexes verbleibt. Das tPA-Antigen wurde mit dem Imulyse Kit (Biopool) gemessen. Die 4G/5G-Genotypisierung erfolgte nach Margaglione et al.,23 mit leichter Modifikation. Kurz gesagt wurde ein mutiertes Oligonukleotid synthetisiert, das eine Stelle für das BseLI-Enzym innerhalb des Amplifikationsprodukts einfügte. Polymerase-Kettenreaktionsprodukte wurden bei 55°C mit dem BseLI-Enzym (MBI Fermentas) verdaut. Das Serumgesamtcholesterin wurde enzymatisch bestimmt (CHOD-PAP), und der HDL- und LDL-Cholesterinspiegel wurden direkt gemessen (Dimension HDL-Methode bzw. N-Genetisches LDL). Seruminsulin wurde mit einem immunometrischen Assay (Immulite 2000 Insulin) bestimmt. C-reaktives Protein (CRP) wurde mit einem hochempfindlichen enzymgebundenen Immunosorbens-Assay-Verfahren bewertet.24

Follow-Up

Kommunale Register lieferten bis Februar 2001 Daten zu Mortalität und Migration. Eine Person wurde wegen der Auswanderung zu Follow-up verloren. Daten zur Morbidität und ursachenspezifischen Mortalität wurden von Allgemeinärzten mittels eines Standardformulars erhalten. In den Niederlanden bildet der Hausarzt das zentrale Bindeglied zur gesamten spezialisierten medizinischen Versorgung, und es ist unwahrscheinlich, dass klinische Ereignisse von unserem Nachsorgeverfahren übersehen werden. Neununddreißig Probanden gaben keine Erlaubnis zur Sammlung von Follow-up-Daten. Bei einer Reihe von Probanden konnte der Hausarzt nicht zurückverfolgt werden (n = 31), kooperierte nicht (n = 39) oder lieferte keine geeigneten Daten (n = 10). Das Follow-up zur Morbidität und ursachenspezifischen Mortalität war bei 518 Probanden (268 Männer und 250 Frauen; 81% der Probanden mit Daten zum PAI-1- und / oder 4G / 5G-Genotyp) abgeschlossen. Die Merkmale der Probanden, die beobachtet wurden, waren ähnlich denen, die nicht beobachtet wurden, mit Ausnahme eines niedrigeren Serumcholesterinspiegels (6, 0 gegenüber 6, 3 mmol / l; P = 0, 02).

Kardiovaskuläre Ereignisse und Todesursachen wurden von einem Arzt (E.J.G.) auf der Grundlage von Informationen des Allgemeinarztes gemäß der Internationalen Statistischen Klassifikation der Krankheiten, 10. Revision (ICD-10). Endpunkte umfassten Gesamtmortalität, kardiovaskuläre Mortalität (ICD-Codes I00 bis I96), Inzidenz von MI (I21 bis I22, tödlich und nicht tödlich), Inzidenz von Schlaganfall (I60 bis I69, tödlich und nicht tödlich) und Inzidenz von transitorische ischämische Attacke (TIA) (G45). Bei wiederkehrenden Ereignissen wurde nur das erste Ereignis in der Analyse berücksichtigt.

Statistische Analyse

Unterschiede in den Subjektmerkmalen zwischen den 4G / 5G-Genotypen wurden mit ANOVA (kontinuierliche Variablen) oder χ2-Tests (kategoriale Variablen) getestet. Das Vorhandensein des Hardy-Weinberg-Gleichgewichts für den 4G / 5G-Polymorphismus wurde durch χ2-Test untersucht. Spearman-Korrelationskoeffizienten (rs) wurden für die Assoziation von PAI-1 mit anderen kardiovaskulären Risikofaktoren berechnet. Hazard Rate Ratios (nachfolgend als relative Risiken bezeichnet ) in Tertilen von PAI-1 und tPA wurden durch Cox proportional Hazard Analysis erhalten, wobei das niedrigste Tertil als Referenz verwendet wurde. Die RRs wurden nach Alter und Geschlecht (Modell 1) und zusätzlich nach BMI, Raucherstatus (aktuell, früher, nie), CVD-Vorgeschichte, kardiovaskulären Medikamenten, Bluthochdruck, Gesamtcholesterin, LDL-Cholesterin und Serum-CRP (Modell 2) angepasst. Die Analysen von PAI-1 und tPA wurden aufgrund der zirkadianen Variation zusätzlich um den Zeitpunkt der Blutentnahme angepasst. Das SAS-System wurde für statistische Analysen verwendet. Das Signifikanzniveau wurde auf einen 2-seitigen Wahrscheinlichkeitswert <0,05 gesetzt.

Ergebnisse

Das Risiko für kardiovaskuläre Ereignisse und die Gesamtmortalität bei Tertilen mit PAI-1-Aktivität (< 0,9, 0,9 bis 3,9 und > 3,9 IE / ml) ist in Tabelle 2 angegeben. Ein 3-fach erhöhtes Schlaganfallrisiko wurde in den mittleren und höchsten Tertilen von PAI-1 beobachtet, die nach Anpassung an kardiovaskuläre Risikofaktoren (hauptsächlich BMI und Serumlipide) stärker wurden (RR >5). Der Ausschluss von 129 Probanden mit einer Vorgeschichte von CVD änderte die Beziehungen nicht (Daten nicht gezeigt). Eine zusätzliche TPA-Anpassung schwächte den Zusammenhang von PAI-1 mit kardiovaskulärer Mortalität (RR = 2,0; 95% -KI, 1,0 bis 3,9 im mittleren Tertil und RR = 2,5; 95% -KI, 1,1 bis 5,7 im höchsten Tertil) und Gesamtmortalität (RR = 1,1; 95% -KI, 0,8 bis 1,6 bzw. RR = 1,4; 95% -KI, 0,9 bis 2,1) etwas ab. Die PAI-1-Aktivität war positiv mit der Inzidenz von MI und TIA assoziiert, aber der Trend über Tertile hinweg erreichte keine statistische Signifikanz (Tabelle 2).

Die Assoziation des 4G / 5G-Genotyps mit kardiovaskulären Ereignissen und Gesamtmortalität ist in Tabelle 3 dargestellt. Nach Anpassung an Alter und Geschlecht war das Risiko für Schlaganfall, TIA und kardiovaskuläre Mortalität bei Probanden mit dem 4G / 4G-Genotyp um > 50% reduziert. Die Anpassung an kardiovaskuläre Risikofaktoren (Modell 2) änderte diese Assoziationen nicht wesentlich. Die Beschränkung der Analyse auf einen ischämischen Schlaganfall ergab ein stärker verringertes Risiko für den 4G/4G-Genotyp (RR= 0,2; 95% -KI, 0,04 bis 1,0). Der 4G / 5G-Polymorphismus sagte den Vorfall nicht signifikant voraus MI und Gesamtmortalität (Tabelle 3).

Abbildung 1 zeigt einen Überblick über epidemiologische Studien zu 4G/5G-Polymorphismus und Schlaganfall. Abbildung 2 zeigt das Schlaganfallrisiko in den Kategorien Plasma-PAI-1, 4G / 5G-Genotyp und diese Faktoren kombiniert. Das vorhergesagte 10-jährige schlaganfallfreie Überleben war bei 5G-Trägern mit erhöhtem PAI-1 (≥0,9 IE / ml) stark auf 72,2% reduziert, verglichen mit 97,6% bei 4G-Homozygoten mit niedrigem PAI-1 (< 0,9 IE / ml). Die Cox-Proportional-Hazard-Analyse, angepasst an Alter, Geschlecht und Zeitpunkt der Blutentnahme, zeigte ähnliche Ergebnisse.

Diskussion

In einer Allgemeinbevölkerung niederländischer älterer Menschen fanden wir ein stark reduziertes Risiko für Schlaganfall, TIA und kardiovaskuläre Mortalität für den 4G / 4G-Genotyp des PAI-1-Gens. Im Gegensatz zu diesem Befund war eine hohe PAI-1-Aktivität im Plasma mit einem erhöhten Risiko für zerebrovaskuläre Ereignisse verbunden. Das Schlaganfallrisiko war bei 5G-Trägern mit erhöhtem Plasma-PAI-1 besonders hoch.

Unsere Studienpopulation befand sich nicht im Hardy-Weinberg-Gleichgewicht für den 4G / 5G-Polymorphismus (4G / 4G, 31%; 4G / 5G, 46%; und 5G / 5G, 24%). Der 5G / 5G-Genotyp scheint in unserer Bevölkerung überrepräsentiert zu sein, verglichen mit einer anderen niederländischen Studie an > 12 000 Frauen (Verteilung von 31%, 51% bzw. 18%).20 Das Ungleichgewicht in unserer Studie kann sich aus der genotypbezogenen Selektion ergeben, möglicherweise aufgrund des Ausschlusses institutionalisierter älterer Menschen oder des differentiellen Überlebens. Die Verteilung des 4G / 5G-Genotyps in unserer Studie unterschied sich jedoch nicht sehr von der anderer weißer Populationen. In der Insulinresistenz-Atherosklerose-Studie 25 betrug die Verteilung in Weißen 29% für 4G / 4G, 47% für 4G / 5G und 25% für 5G / 5G, was im Hardy-Weinberg-Gleichgewicht lag. Bei 205 Probanden im Alter von > 80 Jahren betrugen die entsprechenden Verteilungen 30%, 47% und 23%.26 Aufgrund des prospektiven Charakters unserer Analysen glauben wir nicht, dass das Fehlen eines Hardy-Weinberg-Gleichgewichts für den 4G / 5G-Polymorphismus zu einer erheblichen Verzerrung unserer Ergebnisse geführt hat.

Wir berichten von einer Schutzwirkung des 4G-Allels gegen Schlaganfall, die mit früheren epidemiologischen Studien übereinstimmt.16-21 Eine koreanische Studie ergab kontrastierende Daten, möglicherweise aufgrund von Rassenunterschieden.27 In Bezug auf andere Ergebnisse beobachteten wir bei 4G / 4G-Probanden eine bescheidene Risikoerhöhung für Incident MI. Dieser Befund, obwohl nicht statistisch signifikant, stimmt mit der Metaanalyse von Boekholdt et al. überein14, die eine Gesamtquotenverhältnis von 1,2 (95% CI, 1,0 bis 1,4) berichteten. Wir fanden ein stark reduziertes Risiko für kardiovaskuläre Mortalität für 4G / 4G, wahrscheinlich als Folge von zerebrovaskulären Erkrankungen, die 43% der tödlichen Fälle ausmachten.

Plasma-PAI-1 schien in unserer Studie kein sehr starker Risikofaktor für MI zu sein (RR ≈1,5). Die Anpassung des Entzündungsmarkers CRP oder der Ausschluss vorherrschender CVD-Fälle hatten keinen Einfluss auf diese Beziehung. Unsere Daten stimmen mit der kardiovaskulären Gesundheitsstudie bei älteren Probanden6 überein, in der PAI-1 kein starker Prädiktor für koronare Ereignisse war. Eine Beziehung zwischen PAI-1 und Vorfall MI wurde vor allem bei Patienten mit koronaren Erkrankungen gefunden,2-5 was die relativ schwache Assoziation in einer Allgemeinbevölkerung älterer Menschen erklären kann. Wir gehören zu den ersten, die nachweisen konnten, dass erhöhter Plasma-PAI-1 (hauptsächlich unabhängig von 4G / 5G) ein starker Risikoindikator für Schlaganfälle im Alter ist. Der zugrunde liegende Mechanismus der PAI-1-Erhöhung kann genetischen Ursprungs sein, aber die genetische Regulation von Plasma-PAI-1 ist weitgehend unbekannt. Alternativ könnte die PAI-1-Erhöhung durch einen zugrunde liegenden Mechanismus der Insulinresistenz und systemischen Entzündung als Teil des CVD-Prozesses verursacht werden.1

Unsere Daten legen nahe, dass die Genotyp-Phänotyp-Assoziation für 4G / 5G-Polymorphismus und PAI-1 schwach ist. Differentielle Regulation oder Funktion von PAI-1 in Plasma und Gewebe kann die kontrastierenden Befunde für den 4G / 5G-Polymorphismus und die PAI-1-Aktivität erklären, die wir in Bezug auf Schlaganfall gefunden haben. Bei Tieren wurde die lokale zelluläre Produktion von PAI-1 und tPA und eine bestimmte Rolle dieses Proteasesystems in Geweben nachgewiesen.28,29 Lokalisierte entzündliche Prozesse spielen eine wichtige Rolle im Prozess der Atherosklerose und Plaque-Ruptur. Auf der Grundlage unserer Daten legen wir nahe, dass es lokale Mechanismen im Hirngewebe gibt, die die Schutzwirkung von 4G / 5G gegen Schlaganfall erklären. Wir nehmen an, dass an entzündlichen Stellen der mutmaßliche Anstieg von PAI-1 für das 4G-Allel stärker ist und dass dies die Proteolyse hemmt. Dies kann beispielsweise zu einer Plaquestabilisierung und einer verstärkten Neutralisierung von tPA führen, das potenziell neurotoxisch ist.30

Zusammenfassend deuten unsere Daten auf eine schützende Rolle des 4G-Allels bei der Entwicklung eines Schlaganfalls im Alter hin, während die PAI-1-Aktivität im Plasma schädlich zu sein scheint. Diese scheinbar paradoxe Beziehung muss in großen populationsbasierten Studien bestätigt werden, die sich sowohl auf die PAI-1-Aktivität als auch auf den 4G / 5G-Polymorphismus konzentrieren.

Fußnoten