チュヴァシ真性赤血球増加症VHLR200W変異のヘテロ接合体の優位性は貧血に対する防御かもしれない

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要約

生殖系列の機能喪失vhlr200W変異はロシアのチュヴァシで一般的であり、世界の他の地域で発生している。 VHLR200Wホモ接合体は、低酸素誘導因子（HIF）-1およびHIF-2レベルを上昇させ、ヘモグロビン濃度を増加させ、血栓症および早期死亡率の傾向を有する。 突然変異は古代の起源から持続するので、我々はヘテロ接合体の利点があると仮定した。 三十から四VHLR200Wヘテロ接合体と44チュヴァシア、ロシアから35歳以上のコントロールを研究しました。 貧血は、男性では130g/L未満、女性では120g/L未満のヘモグロビンと定義された。 軽度の貧血は、VHLR200Wヘテロ接合体の15％と変異したVHL対立遺伝子のないコントロールの34％に存在していた。 多変量ロジスティック回帰により、貧血のオッズは、コントロールと比較してVHLR200Wヘテロ接合体で推定5.6倍減少した（95％信頼区間1.4-22.7;P=0。017). 結論として、VHLR200Wのヘテロ接合性は貧血からの保護を提供するかもしれない;そのような保護はこの突然変異の持続性を説明することができる。

はじめに

von Hippel Lindau遺伝子（VHL）のR200W変異は、異種人種および民族的背景を持つほぼすべての人に同じハプロタイプ上に存在し、変異が人類の発散前に創始者に由来している可能性があることを示している。1この遺伝的連鎖に報告された例外は1つだけです。2Vhlr200Wのホモ接合は、chuvash真性赤血球増加症、増強された低酸素症のセンシングの最初の認識された先天性障害の原因である。3チュヴァシ真性赤血球増加症は、ロシア連邦チュヴァシ共和国とイスキア島で一般的です4;5この状態は、世界の他の地域でも発生します。2,6Chuvash真性赤血球増加症は、周囲酸素条件下でのHIF-1αおよびHIF-2αのレベルの増加およびHIFの標的遺伝子の数のアップレギュレーションによって特徴付けら3,8,9臨床徴候は肺の管生理学のより低い全身の血圧、より高い肺動脈圧力および他の変更、varicose静脈、椎骨および肝臓のhemangiomas、より低い白血球および血小板数、炎症性cytokinesの高められた血清の集中、血しょうチオールの集中の変更、幹線および静脈の血栓症、主要な出血のエピソード、大脳の管のでき事および早期死亡率を含んでいます。 Von Hippel Lindau癌素因疾患とは対照的に、この症候群に典型的な悪性腫瘍は見出されておらず、癌のリスクの増加は示されていない。8-13

vhlr200Wホモ接合体の負の選択を考えると、変異はわずかではあるが、ある種のヘテロ接合体の利点と関連しているはずである。 しかし、VHLR200Wに対するヘテロ接合性の効果は知られていない。 VHLR200Wヘテロ接合性に関連する真性赤血球増加症のまれな症例のみが報告されている。2,6,14 9Chuvash VHLR200Wヘテロ接合体と正常なVHL対立遺伝子を持つ77Chuvash参加者を含む一つの研究では、VHLR200Wヘテロ接合体は有意に低い全身血圧と高い血清PAI-1濃度 さらに、VHLR200Wヘテロ接合体は多血症ではなかったが、平均ヘモグロビン濃度は4g/L高かったが、この差は統計的に有意ではなかった。8

本研究は、vhlr200Wのヘテロ接合体が変異したVHL対立遺伝子のない個人と識別可能な生理学的および臨床的差異を有するかどうかを前向きに決定し、そのような相違が存在する場合、それらがヘテロ接合体の優位性を表すかどうかを検討するために行われた。 本発明者らは、以前に、ＨＩＦ−１調節ＶＥＧＦの調節不全に関連する母体の罹患率および死亡率の主要な原因である子癇からのＶＨＬＲ２ ０ ０Ｗヘテロ接合体の保護の可能性を探索したが、これは検証されなかった（Ｇｏｒｄｅｕｋ ｅ ｔ ａ ｌ．、未発表データ、2011）。 本研究では、我々はそうでなければ選択されていないチュバッシュサンプルにおける貧血に対するVHLR200Wヘテロ接合性の効果を検討した。 我々は、任意のVHLR200Wヘテロ接合体の利点の同定は、PHDsの阻害剤などの薬理学的薬剤によるHIFsの慢性増強の潜在的な利点を指すことができると仮定した。15,16

デザインと方法

研究目的

研究目的は、ロシア連邦チュヴァシュ共和国における35歳以上のVHLR200Wヘテロ接合体のグループと、35歳以上の変異VHL対立遺伝子のない同様の数のコントロールの臨床的および分子的特性を比較することであった。 予算上の制約により、この研究は80人未満の研究参加者に限定されました。

研究プロトコル

ハワード大学機関審査委員会は研究を承認し、すべての参加者は書面によるインフォームドコンセントを提供しました。 この研究は、ヴォルガ川に沿ってモスクワの南東約650キロメートルに位置するロシア連邦チュヴァシュ自治共和国で行われた。 Vhlr200Wヘテロ接合体35歳以上チュヴァッシュ真性赤血球増加症患者の第一度の家族のメンバーを研究することによって同定されました。 さらに、影響を受けていない、無関係なコントロール、またチュヴァシ民族の、および同様の年齢と性別の分布の彼らの健康状態の以前の知識なしにチュヴァシアの同じ地理的地域のコミュニティから登録されました。 彼らの通常の健康状態にあった研究参加者は、病歴、血圧および体重を含む身体検査、および末梢血の実験室検査によって特徴付けられた。

検査手順

完全な血球数は、自動化された分析装置（Sysmex№2000i、Sysmex Corporation、神戸、兵庫、日本）によって行われました。 血清フェリチン濃度は、酵素免疫測定法（Ｒａｍｃｏ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．、スタッフォード、テキサス州、米国）。 ＶＥＧＦの血漿濃度およびエリスロポエチンおよび可溶性トランスフェリン受容体の血清濃度を、酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）（Ｒ＜６ ４ ７ ５＞Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ，ＵＳＡ）によって決定した。 血漿ＰＡＩ−１濃度もＥＬＩＳＡによって決定した（Ｉｎｖｏｖｅａｔｉｖｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．、ノヴィ、MI、米国）。 血清ヘプシジン濃度は、以前に記載したように競合ＥＬＩＳＡによって測定した。17VHLR200Wのジェノタイピングは、以前に記載されたようにPCRによって行われた。8

統計

一次研究の比較は、VHLR200Wヘテロ接合体と遺伝子型の正常な被験者の間であった。 連続変数の分析は、Studentのt検定（通常の変換後）または有意な共変量の調整を伴う分散分析によって行われました。 カテゴリ変数の分析は、ピアソンのσ2検定または他の有意な変数を調整したロジスティック回帰によって行われました。 歪曲された連続変数を対数変換して正規分布を近似した。 分析は、Ｓｔａｔａ１ ０．、カレッジステーション、テキサス州、米国）。

資金源の役割

Amgenは研究の設計を支援しましたが、Gordeuk博士は研究の実施と実施、データの収集、管理、解釈、および原稿の執筆に全責任を負いました。

結果と考察

研究参加者の臨床的特徴は、VHL遺伝子型に従って表1に要約されています。 MCVの平均値は、VHLR200Wヘテロ接合体の間で低かった（P=0.033）と白血球数が高かった（P=0.036）。 血清フェリチン濃度は、VHLR200Wヘテロ接合体およびコントロールで同様であった。 平均（標準偏差）ヘモグロビン濃度は134（14）g/L VHLR200Wヘテロ接合体と128（16）g/l変異VHL対立遺伝子なしのコントロールであった（P=0.10）。 78の研究サンプルサイズは、P<0.05の有意水準でVHLR200Wヘテロ接合体とコントロールの間のヘモグロビン濃度の観察された6g/L差を検出するために0.50 このような差を検出するには、170のサンプルサイズの検出力は0.8、230のサンプルサイズの検出力は0.9になります。

世界保健機関のヘモグロビンの定義（男性で130g/L未満、女性で120g/L未満）を用いて、研究参加者77人の18 20人（26％）が貧血であり（表2）、性別別の有病率は女性47人の15人（32％）、男性5人（17％）30人であった。 貧血は軽度であり、MCHC（P=0.002）、フェリチン濃度（P=0.007）およびヘプシジン濃度（P=0.009）の減少、およびエリスロポエチン濃度（P=0.06;表3）の増加と関連しており、貧血は主に鉄欠乏症に関連している可能性があることを示唆している。

表1.VHL遺伝子型による研究参加者の臨床的特徴。*

貧血の有病率は、VHLR200Wヘテロ接合体で15％、コントロールで34％であった（P=0.061ピアソンのγテストによって）。 年齢、性別、および年齢と性別の相互作用を調整したロジスティック回帰分析では、貧血の推定オッズは、対照よりもVHLR200Wヘテロ接合体で5.6倍低かった（95％信頼区間1.4-22.7;P=0.017）。 貧血を伴う5つのVHLR200Wヘテロ接合体のうち、39歳の女性は6μ g/Lの血清フェリチン濃度と2.5ng/mLのヘプシジンを有し、鉄欠乏を示し、3人の女性と一人の男性は原因不明の貧血を有していた。 貧血を有する15の対照のうち、53歳以下の女性は、血清フェリチン濃度が20μ g/L未満、ヘプシジンが21ng/mL未満であり、鉄欠乏を示していた。 対照群の二人の男性は、アルコール効果（大細胞症およびアルコール消費の歴史）と一致する変化を有し、一人の男性と4人の女性は60歳未満の原因不明の貧血を有し、一人の男性と2人の女性は65歳以上の原因不明の貧血を有していた（一般に”高齢者の原因不明の貧血”と呼ばれる）。 したがって、本研究は、チュヴァシュ真性赤血球増加症の形でVHLR200Wのホモ接合性の有害な効果とは対照的に、vhlr200Wのヘテロ接合性は貧血からの保護につ 我々のデータに基づいて、この防御機構は鉄欠乏性貧血および一般的な貧血に適用される可能性があり、炎症性貧血または特に高齢者の貧血に関連する しかし、これらの質問は、ヒトにおけるより大きな研究およびチュヴァシュ真性赤血球増加症のマウスモデルを利用した実験で対処することがで7

表2.貧血の有無に応じた研究参加者の臨床的特徴（ヘモグロビン<130g/dL男性、<120g/dL女性）。*

VHLR200Wヘテロ接合体における貧血のリスクが低いことは、正常酸素症におけるHIF活性の軽度の増加によるものである可能性があると思われる。 HIF転写因子は、エリスロポエチン、プラスミノーゲン活性化因子阻害剤-1、トランスフェリン受容体、および血管内皮増殖因子をアップレギュレートし、ヘプシジンをダウンレギュレートすることが知られている。有意な共変量について調整したこれらの生成物の19,20濃度を表3に示す。 より高いトランスフェリン受容体濃度（P=0.026）、およびより高い血管内皮増殖因子（P=0）への傾向があった。14)とエリスロポエチン(P=0.18)vhlr200Wヘテロ接合体の中の濃度。 ヘプシジン濃度はＶＨＬ遺伝子型によって異ならなかった。 本研究では、vhlr200Wヘテロ接合体とVHL野生型コントロールの間の循環エリスロポエチン濃度に有意差はなかったが、vhlr200Wホモ接合体のエリスロポエチン前駆体はエリスロポエチンに対する反応が高まっているため、エリスロポエチン濃度に依存しないHIFsによるエリスロポエチンの直接刺激の証拠がある。3,21マウスモデルからの証拠は、エリスロポエチンとトランスフェリン受容体発現を促進し、ヘプシジン発現をダウンレギュレートすることに加えて、HIFは可能性が高いまた、まだ定義されていない鉄依存的なメカニズムによって赤血球生成を刺激することを示唆している。22

表3.VHL遺伝子型による研究参加者におけるHIF調節遺伝子の産物。*

この研究への制限は、小さなサンプルサイズです。 本知見を確認し、常染色体劣性疾患に対するヘテロ接合状態の他の微妙な利点を同定するためには、より大きなコホートの研究が必要であろう。 別の潜在的な欠点は、この研究における貧血の全体的な有病率が高いと思われることである。 ロシアの成人の血液学的状態に関する情報は、一般的に、または特にチュヴァシアでは不十分である。 チュヴァシアからの以前に発表された研究では、コミュニティからの成人対照における貧血の有病率は、本研究（全体で24％、女性で34％、男性で14％）と同様であ Gordeuk、未発表の観察、2011）。

結論として、貧血からの保護のレベルは、ホモ接合体の死亡率が高いにもかかわらず、VHLR200W対立遺伝子のヘテロ接合体の利点を説明するかもしれません。 さらに、ここで提示されたデータは、正常酸素症におけるhif-1およびHIF-2シグナル伝達の軽度の増加が著しく健康なチュバッシュヘテロ接合体におけるヘ しかし，病理学的傷害が赤血球生成に対する要求を増加させると，ヘテロ接合体におけるＨｉｆｓの増強シグナル伝達は赤血球生成を識別可能な程度まで増加させ，貧血の予防または改善のいずれかをもたらす可能性がある。 したがって、VHLR200Wヘテロ接合性の累積効果は、ヒトにおけるこの遺伝的多型の頻度を維持または増加させる利点を与える可能性のある貧血からの保護の程度を提供する可能性がある。 さらに，ヒトにおけるＰｈｄの薬理学的阻害によるｈｉｆ-αのレベルの上昇は，貧血の補正と予防のためのエリスロポエチンレベルの増加および／または低酸素応答の他の潜在的に有益な側面を産生するための安全な手段であることを示唆した。15

脚注

  • 資金調達:国立心臓-肺-血液研究所(VRG)および少数民族健康研究室からの助成金n.UH1-HL03679-05、Amgenからの助成金、およびNIH助成金n.1R01HL079912-01(VRG)およびR01HL50077-14(JTP)…..
  • 著者と開示著者としてリストされている人物からの貢献について著者によって提供された情報と謝辞は、この論文の全文とともに入手できます。www.haematologica.org.
  • ICMJEを使用して著者が提供する財務およびその他の開示（www.icmje.org）競合する利益の開示のための統一された形式もで利用可能ですwww.haematologica.org.
  • 2011年4月7日に発売された。
  • 改訂はMay11,2011を受け取りました。
  • 2011年5月16日に承認されました。
  1. 劉E、パーシー MJ、エイモスCI、関Y、シェートS、ストックトンDW。 VHL598C&gt;T変異の世界的な分布は、単一の設立イベントを示しています。 血だ 2004; 103(5):1937-40. PubMedhttps://doi.org/10.1182/blood-2003-07-2550google Scholar
  2. Cario H.小児多血症/赤血球症：分類、診断、臨床提示、および治療。 アン-ヘマトール 2005; 84(3):137-45. PubMedhttps://doi.org/10.1007/s00277-004-0985-1google Scholar
  3. Ang SO,Chen H,Hirota K,Gordeuk VR,Jelinek J,Guan Y. 酸素恒常性の破壊は、先天性チュバッシュ真性赤血球増加症の根底にある。 ナットジェネット 2002; 32(4):614-21. PubMedhttps://doi.org/10.1038/ng1019google Scholar
  4. Polyakova LA. Chuvash ASSRの住民の間で家族性赤血球増加症。 Problemi Gematologii I perelivaniya Krovi。 1974; 10:30-6. Google Scholar
  5. Perrotta S,Nobili B,Ferraro M,Migliaccio C,Borriello A,Cucciolla V.Von Hippel-Lindau依存性真性赤血球増加症はイスキア島に固有である：新規クラスターの同定。 血だ 2006; 107(2):514-9. PubMedhttps://doi.org/10.1182/血-2005-06-2422google Scholar
  6. Percy MJ,McMullin MF,Jowitt SN,Potter M,Treacy M,Watson WH,Lappin TR. アジアおよび西ヨーロッパの祖先の4つの家族のChuvashタイプの生来の真性赤血球増加症。 血だ 2003; 102(3):1097-9. PubMedhttps://doi.org/10.1182/blood-2002-10-3246google Scholar
  7. Hickey MM,Lam JC,Bezman NA,Rathmell WK,Simon MC. マウスにおけるフォン-ヒッペル-リンダウ変異は、低酸素誘導因子-2αシグナル伝達と脾臓赤血球形成を介してチュヴァシュ真性赤血球増加症を再 J-クリニーク-インベストメント。 2007; 117(12):3879-89. PubMedhttps://doi.org/10.117232614グーグル
  8. ゴルドゥクVR,Sergueeva AI,Miasnikova GY,Okhotin D,Voloshin Y,Choyke PL. 酸素の感知の生来の無秩序:血栓症および管の異常しかしない腫瘍とのhomozygous Chuvashの真性赤血球増加症VHLの突然変異の連合。 血だ 2004; 103(10):3924-32. PubMedhttps://doi.org/10.1182/blood-2003-07-2535google Scholar
  9. Bushuev VI,Miasnikova GY,Sergueeva AI,Polyakova LA,Okhotin D,Gaskin PR. チュヴァシュ真性赤血球増加症患者におけるエンドセリン-1、血管内皮増殖因子および収縮期肺動脈圧。 Haematologica. 2006; 91(6):744-9. PubMedGoogle Scholar
  10. Sergueeva AI, Miasnikova GY, Okhotin DJ, Levina AA, Debebe Z, Ammosova T. Elevated homocysteine, glutathione and cysteinylglycine concentrations in patients homozygous for the Chuvash polycythemia VHL mutation. Haematologica. 2008; 93(2):279-82. PubMedhttps://doi.org/10.3324/haematol.11851Google Scholar
  11. Smith TG, Brooks JT, Balanos GM, Lappin TR, Layton DM, Leedham DL. Mutation of von Hippel-Lindau tumour suppressor and human cardiopulmonary physiology. PLoS Med. 2006; 3(7):e290. PubMedhttps://doi.org/10.1371/日記pmed。0030290google Scholar
  12. Formenti F,Constantin-Teodosiu D,Emmanuel Y,Cheeseman J,Dorrington KL,Edwards LM. 低酸素誘導因子によるヒト代謝の調節。 プロック-ナトルAcad Sci USA. 2010; 107(28):12722-7. PubMedhttps://doi.org/10.1073/pnas.1002339107google Scholar
  13. Niu X,Miasnikova GY,Sergueeva AI,Polyakova LA,Okhotin DJ,Tuktanov NV. Chuvashの真性赤血球増加症の患者の変えられたcytokineのプロフィール。 アム-ジー-ヘマトール 2008; 84:74-8. Google Scholar
  14. Pastore YD,Jelinek J,Ang S,Guan Y,Liu E,Jedlickova K,Krishnamurti L,Prchal JT. 散発性の明らかに先天性真性赤血球増加症におけるVHL遺伝子の変異。 血だ 2003; 101(4):1591-5. PubMedhttps://doi.org/10.1182/blood-2002-06-1843google Scholar
  15. Bernhardt WM,Wiesener MS,Scigalla P,Chou J,Schmieder RE,Gunzler V,Eckardt KU. プロリルヒドロキシラーゼの阻害は、ESRDにおけるエリスロポエチン産生を増加させる。 J-Am-Soc所属。 2011; 21(12):2151-6. グーグル
  16. 南島屋、カリンWG. PHD喪失後のマウスにおける肝EPO合成の再活性化。 科学だ 2010; 329(5990):407. PubMedhttps://doi.org/10.1126/science.1192811google Scholar
  17. Ganz T,Olbina G,Gielli D,Nemeth E,westerman M.ヒト血清ヘプシジンの免疫測定。 血だ 2008; 112(10):4292-7. PubMedhttps://doi.org/10.1182/blood-2008-02-139915google Scholar
  18. WHOテクニカルレポートシリーズ。 1968. Google Scholar
  19. Liao H,Hyman MC,Lawrence DA,Pinsky DJ. 低酸素症によるPAI-1遺伝子の分子調節：Egr-1、HIF-1alpha、およびC/EBPalphaの寄与。 FASEB J.2007;21(3):935-49. PubMedhttps://doi.org/10.1096/fj.06-6285comgoogle Scholar
  20. Semenza GL. 低酸素誘導因子による酸素恒常性の調節1. （ベセスダ）。 2009; 24:97-106. PubMedhttps://doi.org/10.1152/physiol.00045.2008Google Scholar
  21. Yoon D,Okhotin DV,Kim B,Okhotina Y,Okhotin DJ,Miasnikova GY. チュヴァシュ真性赤血球増加症患者およびHIF-1alphaおよびHIF-2alphaの発現が変化したマウスにおける固形臓器のサイズの増加。 JモルMed. 2010; 88(5):523-30. PubMedhttps://doi.org/10.1007/s00109-010-0599-0Google Scholar
  22. Yoon D, Pastore YD, Divoky V, Liu E, Mlodnicka AE, Rainey K. Hypoxia-inducible factor-1 deficiency results in dys-regulated erythropoiesis signaling and iron homeostasis in mouse development. J Biol Chem. 2006; 281(35):25703-11. PubMedhttps://doi.org/10.1074/jbc.M602329200Google Scholar

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