Labor Dr. Gärtner: Apolipoprotein B-100 (ApoB)

Datenbankeintrag: *OMIM 107730

Wissenschaftlicher Hintergrund
Apolipoprotein B (ApoB) ist der Hauptproteinbestandteil der LDL (Low Density Lipoprotein), die überwiegend Cholesterin im Blutkreislauf transportieren und eine hohes atherogenes Potential besitzen. Die hochaffine Wechselwirkung zwischen LDL und dem LDL-Rezeptor wird über die Ligandenfunktion des ApoB vermittelt und ist in großem Maße verantwortlich für die Regulation des LDL-Spiegels im Organismus. Veränderungen auf genomischer Ebene, die zu einer Konformationsänderung in den für die Interaktion zwischen Ligand und Rezeptor verantwortlichen Proteindomänen führen, bedingen eine deutliche Affinitätsverminderung zwischen LDL und dem LDL-Rezeptor. Als Konsequenz ist die Beseitigung der atherogenen LDL-Partikel aus dem Blut durch Internalisation in die Zellen beeinträchtigt. Ihre erhöhte Konzentration führt bei den betroffenen Patienten letztlich zur vorzeitigen Manifestation einer koronaren Herzkrankheit sowie der Ausprägung von Xanthomen.
Störungen der LDL-Spiegel-Regulation können sowohl auf Seiten des Liganden wie auch des Rezeptors liegen. Der Phänotyp der vererbbaren (familiären) Hypercholesterinämie kann durch Mutationen im Gen für den LDL-Rezeptor ausgelöst werden, von denen mittlerweile mehr als 200 unterschiedliche identifiziert sind und die kodominant vererbt werden (Familiäre Hypercholesterinämie).
Auf Ligandenseite sind im wesentlichen zwei Mutationen von Bedeutung, die unter der Bezeichnung Familiär Defektes Apolipoprotein B-100 (FDB) zusammengefaßt werden. Mindestens genauso häufig wie alle LDL-Rezeptormutationen zusammen tritt eine autosomal-dominant vererbte Mutation im ApoB-Gen auf, die eine deutliche Affinitätsverminderung des Liganden ApoB und damit der LDL mit dem LDL-Rezeptor bedingt. An der Position 10708 im Exon 26 des Apolipoprotein B-Gens (Chromosom 2p23-p24) resultiert eine Substitution (Transition) von G (Guanin) nach A (Adenin) im Protein in einem Wechsel von Arginin (R) nach Glutamin (Q) an der Aminosäureposition 3500 (Mutation R3500Q). Eine zweite Mutation im ApoB-Gen mit etwas geringerer Prävalenz in der Bevölkerung verursacht ebenfalls eine verminderte Wechselwirkung mit dem LDL-Rezeptor. An der Position 10800 im Exon 26 kommt es zu einem Austausch (Transition) von C (Cytosin) nach T (Thymin) und dadurch im Protein an der Position 3531 zu einem Wechsel von Arginin (R) nach Cystein (C) (Mutation R3531C).

Häufigkeit Die Prävalenz der beiden häufigsten Mutationen im ApoB-Gen (ApoB R3500Q und ApoB R3531C) beträgt der Literatur zufolge 1:450 bzw. 1:3000 für heterozygote Merkmalsträger.
Die Häufigkeit zur Ausprägung der klassischen familiären Hypercholesterinämie, ausgelöst durch einen LDL-Rezeptordefekt, liegt in einer ähnlichen Größenordnung. Für heterozygote Merkmalsträger kaukasischer Herkunft beträgt sie etwa 1:500. Eine homozygote Konstellation wird sehr selten beobachtet, die Häufigkeit wird mit 1:1000000 angegeben.

Klinik
Aufgrund des dominanten Erbgangs bedingt die Präsenz einer der beiden Mutationen bereits bei jeweils heterozygoten Merkmalsträgern deutlich erhöhte Serumcholesterinspiegel (Hypercholesterinämie Typ IIa nach Frederickson).
Der Anstieg bei der Apo B-R3500Q-Mutation gegenüber dem Normwert bewegt sich um ca. 700-950 mg/l und bei der Apo B-R3531C-Mutation um ca. 450-650 mg/l. In diesen Fällen sind diätetische Maßnahmen für eine Cholesterinsenkung im Allgemeinen nicht ausreichend, so daß intensivere therapeutische Verfahren wie z. B. HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren (Statine) notwendig sein können.
Patienten mit Familiärer Hypercholesterinämie (LDL-Rezptordefekt) weisen drastischere Erhöhungen des Serumcholesterinspiegel auf. Bei heterozygoten Merkmalsträgern steigert sich dieser gegenüber dem Normwertebereich um 2000-4500 mg/l und um mehr als 4500 mg/l bei homozygot Betroffenen. Klinisch zeigt sich eine vorzeitige Manifestation einer koronaren Herzkrankheit sowie Ausprägung von Xanthomen. Therapeutisch ist eine Verabreichung von HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren angezeigt, bei extremen Hxpercholesterinämien auch eine selektive Entfernung der LDL durch Lipidapherese.

Weiterführende Informationen können der Fachinformation "Nachweis von Mutationen im Apolipoprotein B- (ApoB-) Gen bei Hypercholesterolämie" entnommen werden, nachzulesen im Internet unter www.labor-gaertner.com.

Nachweis
Nach der Isolation genomischer DNA aus einer Blutprobe werden mittels der PCR (Polymerase-Kettenreaktion) zwei DNA-Abschnitte des Apolipoprotein B-100-Gens amplifiziert. Die anschließende Untersuchung auf das Vorliegen der Mutation R3500Q sowie die Charakterisierung der Allelsituation erfolgt durch reverse Hybridisierungen des ersten PCR-Produkts mit sequenzspezifischen Oligonukleotiden.
Der Nachweis der Mutation R3531C sowie die Charakterisierung der Allelsituation wird durch Behandlung des zweiten PCR-Produkts mit Restriktionsenzymen und nachfolgender Restriktionsfragment-Längenpolymorphismen-Analyse mittels Gel-elektrophorese erbracht. Die Kontrolle einer vollständigen DNA-Restriktion ist durch eine zusätzlich eingeführte interne Schnittstelle im Amplifikat gewährleistet.

Indikationen

	Verdacht auf Familiäre Hypercholesterolämie
	Hypercholesterolämien unklarer Genese
	Familiäre Häufung von arteriellen Gefäßerkrankungen (Herzinfarkt, Schlaganfall)
	Untersuchung der Familienmitglieder von Patienten mit nachgewiesenem FDB

Differentialdiagnose

	nahrungsinduzierte Hyperlipidämie
	Familiäre Hypercholesterinämie
	Auswirkungen beispielsweise einer Hyperthyreose
	Hyperlipoproteinämie Typ III (Apolipoprotein E-Polymorphismus)

Literatur
Hansen PS (1998): Familial defective apolipoprotein B-100.
Dan Med Bull 45, 370-382

Ozturk IC, Killeen AA (1999): An overview of genetic factors influencing plasma lipid levels and coronary artery disease risk.
Arch Pathol Lab Med 123, 1219-1222

Pullinger CR, Hennessy LK, Chatterton JE, Liu W, Love JA, Mendel CM, Frost PH, Malloy MJ, Schumaker VN, Kane JP (1995): Familial ligand-defective apolipoprotein B. Identification of a new mutation that decreases LDL receptor binding affinity.
J Clin Invest 95, 1225-1234

Soria LF, Ludwig EH, Clarke HR, Vega GL, Grundy SM, McCarthy BJ (1989): Association between a specific apolipoprotein B mutation and familial defective apolipoprotein B-100.
Proc Natl Acad Sci USA 86, 587-591

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