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Prädispositionsallele für ankylosierende Spondylitis:
HLA-B*27 und CYP2D6*4

RDB 2015
Bestimmung des HLA-B Allels B*27 sowie der Detektion des CYP2D6*4 Allels

 

 

Assoziation von HLA-B*27 und ankylosierender Spondylitis

Seit langem ist bekannt, dass zwischen dem HLA-B*27 Allel und der ankylosierenden Spondylitis (AS; Synonym: Morbus Bechterew) eine enge Assoziation besteht (1). Etwa 90-95% der Patienten mit AS sind HLA-B*27 positiv, bei einer phänotypischen Frequenz von ungefähr 7-9% unter Kaukasiern (2,3). Aufgrund dieser hohen Krankheitsassoziation eignet sich die HLA-B*27 Typisierung zur differentiellen Diagnose der Spondylitis ankylosans. Auch die übrigen seronegativen Spondylarthritiden sind zu einem hohen Prozentsatz mit HLA-B*27 assoziiert (3).

Bis Anfang 1999 wurden insgesamt vierzehn verschiedene Subtypen von HLA-B*27 beschrieben (B*2701-B*2704, B*27051, B*27052, B*2706-B*2712 und B*2714) (4-6). Der pathogene Mechanismus, durch den HLA-B*27 eine erhöhte Anfälligkeit für AS verursacht, ist unbekannt. Vereinzelt wurde berichtet, dass die Subtypen B*2703, B*2706 und B*2709 in einigen Bevölkerungsgruppen weniger deutlich assoziiert seien mit der AS, so z.B. B*2703 bei Westafrikanern (7) und B*2706 bei Thailändern (8). Unter Kaukasiern hingegen sind mit einer Frequenz von etwa 90% B*27051 und mit etwa 5-10% B*2702 die dominierenden Subtypen, alle anderen Subtypen sind äußerst selten (2,9,10). Aufgrund dieser Verteilung erscheint zum gegenwärtigen Zeitpunkt eine Subtypisierung von HLA-B*27 zumindest für die differentielle Diagnostik von nur geringem Wert.

Neben den herkömmlichen, serologischen Methoden wurden für die HLA-Typisierung eine Reihe von DNA-Analysemethoden beschrieben. Basierend auf der Polymerase Kettenreaktion kann die HLA-B*27 Typisierung durch Amplifikation mit sequenzspezifischen Primern (SSP-PCR, 11), durch Hybridisierung mit sequenzspezifischen Oligonukleotiden (SSOP-PCR, 12) oder durch die Ausnützung eines Restriktionslängenpolymorphismus (13) erfolgen.

Die Nachteile der serologischen Typisierung liegen darin, dass für die Untersuchung lebende Zellen benötigt werden und durch mögliche Kreuzreaktivitäten der verwendeten Alloantiseren und monoklonalen Antikörper die Möglichkeit von Fehlinterpretationen bestehen (14).

Die Typisierungen durch die Methoden der Polymerase Kettenreaktion haben sich als wesentlich genauer und zuverlässiger erwiesen (10,14,15). Die einzelnen Proben lassen sich zudem einfacher lagern, transportieren und können mehrfach getestet werden. Insbesondere die HLA-B*27 Typisierung durch Hybridisierung mit sequenzspezifischen Oligonukleotiden (SSOP-PCR) ist eine zuverlässige, reproduzierbare, robuste und einfach durchzuführende Methode.

Die in diesem Testsystem eingesetzte HLA-B*27 gruppenspezifische Sonde erkennt außer B*2712 alle bis dato publizierten B*27 Subtypen. Eine Kreuzreaktivität zu einem anderen der publizierten HLA Subtypen (4,5) besteht nicht, mit Ausnahme von B*7301. Der auch serologisch B*27 negative Subtyp B*2712 unterscheidet sich wesentlich von allen anderen B*27 Subtypen und vermittelt vermutlich keine erhöhte Empfänglichkeit für die ankylosierende Spondylitis (16). B*7301 gehört zu den sehr selten vorkommenden Subtypen mit einer Frequenz in der deutschen Bevölkerung von nur 0,2% (17). Um zwischen B*27 und B*7301 unterscheiden zu können, wurde eine Sonde auf dem Teststreifen aufgetragen, die spezifisch ist für B*7301 jedoch nicht für einen der B*27-Subtypen.

CYP2D6*4 – Allel

Neben der Assoziation von HLA-B*27 und der ankylosierenden Spondylitis (AS) gibt es zusätzlich Hinweise auf Einflüsse von nicht-MHC-Genen auf diese Krankheit. Vor allem das Gen für das Cytochrom P450-2D6 ist in dieser Hinsicht untersucht worden (18,19).

Mit einer phänotypischen Frequenz von 5–10% unter der kaukasischen Bevölkerung tritt der sogenannte „poor metabolizer“ Phänotyp als eine Defizienzform dieses P450-Enzyms auf. Bisher sind 15 Subtypen des CYP2D6-Gens bekannt, welche den „poor metabolizer“ Phänotyp hervorrufen können, wobei 75% der Träger dieses Phänotyps den Subtyp CYP2D6*4 (Synonym: CYP2D6B) homozygot aufweisen (19) (Allelhäufigkeit: 28%). Als nächst häufigster Subtyp tritt CYP2D6*5 auf, eine Totaldeletion des CYP2D6 Gens, Allelhäufigkeit:2%. Patienten, welche diese Defizienzen homozygot zeigen, haben ein erhöhtes Risiko an AS zu erkranken, im Vergleich zu Heterozygoten und Personen ohne diese Defizienzen (18,19).

Neben der Prädisposition für AS ist der Phänotyp des CYP2D6 ein wichtiger Faktor in der Medikamentation der AS-Patienten. In seiner Funktion als Leberenzym ist es für die Umsetzung des bei der Behandlung häufig verabreichten Codeins in Morphin zuständig. Bei einer heterozygoten Defizienz kann diese Umsetzung nicht mehr vollständig, bei homozygoter überhaupt nicht mehr erfolgen (18).

In diesem Testsystem wurden auf diesen Erkenntnissen aufbauend Gensonden eingesetzt, welche die Hauptmutation 1846G>A (Basenaustausch an Nukleotid 1846 von Guanin zu Adenin) des Subtypen CYP2D6*4 detektieren. Auch eine Unterscheidung zwischen homozygotem und heterozygotem Auftreten der Mutation ist möglich.

Des weiteren kann der Genotyp homozygot CYP2D6*5 (Deletion des CYP2D6 Gens) durch einen Ausfall der PCR und damit ein Fehlen eines Hybridisierungssignals für CYP2D6 bestimmt werden. Der seltene Fall heterozygot CYP2D6*4/ CYP2D6*5 kann jedoch nicht von homozygot CYP2D6*4 unterschieden werden.

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Literatur

  1. Brewerton D.A. et al. (1973) Ankylosing spondylitis and HL-A27 Lancet 1: 904-907
  2. Baech J. et al. (1997) Frequency of HLA-B27 subtypes in a Danish population and in Danish patients with ankylosing spondylitis Tissue Antigens 49: 499-502
  3. Doxiadis I.I.N. (1998) Haupthistokompatibilitätsantigene (MHC-Antigene) und KrankheitsprädispositionenIn: Labor und Diagnose, 5.Auflage, S.878-888, TH-Books Verlagsgesellschaft mbH, Frankfurt/Main
  4. Bodmer J.G. et al. (1996) Nomenclature for factors of the HLA system Tissue Antigens 49: 297-321
  5. Mason P.M., Parham P. (1998) HLA class I region sequences Tissue Antigens 51: 417-466
  6. Seurynck K., Baxter-Lowe L.A. (1998) Novel polymorphism detected in exon 1 of HLA-B*2713 Tissue Antigens 52: 187-189
  7. Hill A.V.S. et al. (1991) HLA-B27 and an African B27 subtype Lancet 337: 640-642
  8. Lopez-Larrea C. et al. (1995) HLA-B27 subtype in Asian patients with ankylosing spondylitis. Evidence for new associations Tissue Antigens 45: 169-176
  9. MacLean I.L. et al. (1993) HLA-B27 subtypes in the spondarthropathies Clin Exp Immunol 91: 214-219
  10. Frankenberger B. et al.1996) Routine Molecular Genotyping of HLA-B27 in Spondyloarthropathies Overcomes the Obstacles of Serological Typing and Reveals an Increased B*2702 Frequency in Ankylosing Spondylitis J. of Rheumatology 24: 899-903
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