Loading...
Publication
Biochemical and molecular characterisation of the dyslipidaemia in Portugal
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 3.01 MB | Adobe PDF |
Advisor(s)
Abstract(s)
ABSTRACT: Dyslipidaemia is one of the major modifiable independent risk factors for cardiovascular disease (CVD), with both genetic and environmental determinants. Although genetic risk factors are considered as non-modifiable, their CVD-associated risk can be prevented if early identified. The correct and early identification of dyslipidaemia is important for a better patient management and could definitely contribute to CVD prevention. This thesis intended the most complete characterisation of the dyslipidaemia in the Portuguese population, both biochemically and molecularly.
Reference values based on population-specific percentiles for lipid and lipoprotein biomarkers were provided for the first time in the Portuguese population, namely total cholesterol, low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C), high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C), triglycerides (TG), apolipoprotein A1 (apoA1), apolipoprotein B (apoB), small, dense LDL-C (sdLDL-C), lipoprotein(a) [Lp(a)], as well apoB/apoA1 and sdLDL-C/LDL-C ratios, and non-HDL-C and remnant cholesterol. To our knowledge, the sdLDL-C percentiles were the first to be established in an European population. The percentiles were estimated through a rigorous methodology and compared with other population percentiles by a very visual and feasible method, showing relevant differences. These newly determined reference values for lipid biomarkers were then used to characterise the dyslipidaemia in our population, and can now be used in the clinic for a better patient care and management. More than cholesterol per se, our study highlighted apoB and sdLDL-C as important biomarkers to be used in dyslipidaemia evaluation. Individuals presenting extreme phenotypes were further investigated to assess possible monogenic causes, and three individuals were found to have familial hypercholesterolemia (FH), the most common genetic dyslipidaemia and one of the most common disorders that confer an increased cardiovascular risk. Finally, in an attempt to explore the causes for the FH phenotype, a polygenic risk score was validated for the first time in the Portuguese population. A total of 289 index cases were identified with monogenic FH and other causes for their dyslipidaemia, and also 100 were identified with polygenic hypercholesterolaemia, representing 53.21% of the cohort. From the monogenic causes, 91.35% have a mutation in LDLR, 4.84% in APOB, 1.04% in PCSK9 and 2.08% had mutations in phenocopies genes (LIPA, APOE, ALB), suggesting that all those monogenic and polygenic causes should be always investigated for a better patient identification.
This study provided the most complete characterisation of the dyslipidaemia in the Portuguese population, and important evidences for dyslipidaemia evaluation has been produced. The results obtained have application, not only for Portugal or a south
European populations, but also might have an worldwide utility for the dyslipidaemia assessment. Together, the results obtained provide useful information on an important cardiovascular risk factor and should help to tackle and identify at risk situations that need urgent measures.
RESUMO: As doenças cérebro-cardiovasculares (DCV), particularmente a doença coronária e o acidente vascular cerebral, são as principais causas de morbilidade e mortalidade a nível mundial. A incidência destas doenças tem vindo a aumentar nos países de baixo e médio rendimento, como resultado da modificação dos estilos de vida e do aumento da prevalência de fatores de risco cardiovascular. As formas mais comuns de DCV têm uma etiologia complexa, onde as interações entre os fatores genéticos e ambientais desempenham um papel importante. De entre os fatores de risco conhecidos para as doenças cardiovasculares, a dislipidemia, a hipertensão arterial, a diabetes, o sedentarismo, o excesso de peso/obesidade, a dieta inadequada e o tabagismo são fatores de risco modificáveis, e, portanto, passíveis de correção, o que pode minimizar situações de doença. Por outro lado, os fatores de risco genéticos não são modificáveis, mas se identificados precocemente, o risco associado pode ser minimizado, o que torna os estudos aprofundados sobre fatores de risco e suas causas (primárias como as genéticas, ou secundarias como os estilos de vida) uma prioridade na investigação da etiologia das DCV. De fato, no que concerne a dislipidemia, numerosas variantes genéticas (de raras a comuns) com efeitos significativos nos níveis plasmáticos de lípidos e lipoproteínas têm sido identificadas através das novas tecnologias de sequenciação do DNA e estudos de associação genómica (GWAS), entre outros. Uma vez que a dislipidemia é um dos principais fatores de risco cardiovascular, o conhecimento do perfil lipídico de uma população é de grande importância na implementação de intervenções preventivas específicas, com o objetivo de mudar as tendências da mortalidade cardiovascular. Assim, o objetivo principal deste presente estudo foi uma completa caracterização bioquímica e molecular da dislipidemia na população portuguesa. Neste trabalho, numa primeira fase, determinaram-se intervalos de referência para os biomarcadores do metabolismo dos lípidos e lipoproteínas, tendo-se estabelecido percentis específicos para a população portuguesa, estimados através de bootstrapping, e tendo em consideração a distribuição populacional portuguesa de acordo com o sexo e a idade. Indivíduos sob terapia hipolipemiante, com diabetes, hipertiroidismo ou hipotireoidismo foram excluídos da análise de estimação dos percentis. Os percentis 5, 10, 25, 50, 75, 90 e 95 foram obtidos a partir de 866 indivíduos da população portuguesa (estudo e_COR) para doze biomarcadores: colesterol total (CT), colesterol da lipoproteína de baixa densidade (LDL-C), colesterol da lipoproteína de alta densidade (HDL-C), triglicéridos (TG), apolipoproteínas (apo) apoA1, apoB, colesterol das lipoproteínas de baixa densidade pequenas e densas (sdLDL-C), lipoproteína(a) [Lp(a)], bem como para as razões apoB/apoA1 e sdLDL-C/LDL-C, colesterol não-HDL-C e colesterol das remanescentes. Os valores do percentil 50 para CT e LDL-C são semelhantes aos valores recomendados pela Sociedade Europeia de Cardiologia (ESC). O percentil 50 dos TG (83 mg/dL) é o mais discrepante dos valores recomendados (<150 mg/dL). Para a maioria dos restantes parâmetros, não há valores de referência consensuais para avaliação da dislipidemia. Os percentis estimados foram também comparados com os percentis de outras populações, através da construção de gráficos com os percentis de cada estudo, juntamente com os percentis estimados para a população portuguesa (e_COR) e os respetivos intervalos de confiança (95%). A comparação dos percentis entre o estudo e_COR e os usuários de cuidados de saúde primários em Portugal, e as populações espanhola e americanas apresentaram diferenças relevantes, principalmente nos valores de triglicéridos. Posteriormente, a dislipidemia como fator de risco cardiovascular, foi avaliada em 1688 indivíduos do estudo e_COR utilizando como valores e intervalos de referência os percentis previamente estimados. Foi observada uma prevalência alta para a dislipidemia grave (acima do percentil 90) em relação aos diferentes biomarcadores, sendo os valores mais altos encontrados para o CT, apoB e LDL-C (16,22%, 16,02%, e 15,85%, respetivamente) com 22.90% dos participantes sob terapia hipolipemiante. A prevalência da hipercolesterolemia demonstrou ser maior em mulheres, ao contrário dos resultados para a prevalência da hipertrigliceridemia, os quais apresentaram-se maior nos homens. Também foi analisada a associação dos lípidos e lipoproteínas com outros fatores de risco não lipídicos, cujos resultados mostraram um perfil muito similar entre os biomarcadores apoB e sdLDL-C: o aumento dos valores de apoB e sdLDL-C aumentam no mesmo sentido dos valores de outros parâmetros lipídicos (CT, LDL-C, TG, não-HDL-C), bem como dos valores de índice de massa corporal, pressão arterial e quantidade de álcool, evidenciando assim a importância destes marcadores aterogénicos para além do colesterol. Foram também analisados, molecularmente, indivíduos nos extremos lipídicos com o objetivo de encontrar a causa do fenótipo, tendo sido identificados 3 indivíduos com uma alteração causadora de hipercolesterolemia familiar (FH), uma das hipercolesterolemias genéticas mais comuns. Finalmente, e na tentativa de explorar as causas do fenótipo de FH, analisou-se a coorte do Estudo Português de FH (EPHF). Todos os resultados do estudo entre 1999 e 2016 foram avaliados tendo em conta tanto as causas monogénicas quanto as causas poligénicas. Validou-se para a população portuguesa o score de risco genético para o LDL-C, utilizando-se 6 polimorfismos de nucleótido único (SNPs) associados ao LDL-C (CELSR2/SORT1, rs629301; APOB, rs1367117; ABCG5/8, s4299376; LDLR, rs6511720; e APOE, rs7412 e rs429358), previamente determinados num estudo do Reino Unido, e explorou-se a sua aplicabilidade na caracterização da hipercolesterolemia poligénica na coorte do EPHF. Por fim, comparou-se os resultados de diferentes critérios clínicos de FH na coorte de adultos, nomeadamente os critérios do Dutch Lipid Clinic (DLCN) e Simon Broome (SB). Ao todo, foram identificados com sucesso 39,53% (n=289) casos índex com dislipidemia monogénica, incluindo FH, disbetalipoproteinemia, sitosterolemia, deficiência em lipase ácida lisossómica e analbuminemia congénita, e ainda13,68% (n=100) com hipercolesterolemia poligénica (acima do percentil 75), ou seja, em 53,21% (n=389) foi possível identificar a causa da hipercolesterolemia. Se todas as variantes de significado incerto (VUS) previamente identificadas nos indivíduos (n=44; 6.02%) forem de fato patogénicas, o número total de indivíduos com causa monogénica aumentará para 45,55%. Dos restantes 298 doentes FH negativos, cerca de 9,39% (n=28) estavam abaixo do percentil 25, sugerindo outra potencial causa monogénica para a dislipidemia. Ao comparar os resultados entre os critérios DLCN e SB, não foram encontradas diferenças significativas. Embora o SB apresente uma ligeira melhoria na taxa de positividade, conclui-se que, sendo os resultados semelhantes, não há diferenças no poder discriminatório. O presente estudo permitiu determinar os primeiros valores de referência de biomarcadores lipídicos na população portuguesa, com base nos percentis estimados para a população portuguesa. O percentil 50 é considerado ótimo e o intervalo entre os percentis 25 e 75 deve ser utilizado como valor de referência para cada parâmetro. Considerou-se que, acima do percentil 90 ou 95, ou abaixo do 10 ou 5 (HDL-C, ApoA1), são valores de alto e muito alto risco, respetivamente. Os percentis do sdLDL-C foram os primeiros a serem estabelecidos para uma população da Europa. Apresentamos também um método muito ilustrativo e viável para análise comparativa de valores de percentis. A prevalência dos diferentes biomarcadores do metabolismo lipídico também foi determinada e mostrou uma prevalência alta de dislipidemia grave, apesar da venda de estatinas ter aumentado exponencialmente nos últimos 10 anos. Ao contrário de outros estudos, a prevalência da hipercolesterolemia apresentou-se maior nas mulheres, provavelmente devido a utilização dos percentis específicos da população para sexo e idade, revelando que a dislipidemia pode estar subdiagnosticada neste género, e evidenciando a importância de valores de referência específicos para sexo e idade. Os resultados demonstraram que a estimativa de valores de referência específicos da população é importante para a definição de “normalidade” e valores de risco. Estes percentis podem ser utilizados na prática clínica para identificação e controlo de doentes. Embora tenham sido encontrados valores altos para a dislipidemia, a mesma é um fator de risco cardiovascular modificável, pelo que alterações nos estilos de vida e políticas de saúde devem ser implementadas para combater este fator de risco. Este estudo também preenche uma lacuna de mais de dez anos sem dados sobre a prevalência da dislipidemia na nossa população. A identificação de um problema de saúde pública é o primeiro passo para iniciar medidas preventivas. As dislipidemias monogénicas estão associadas a um risco elevado de DCV per se, como a FH, enquanto que a maioria das dislipidemias leves a graves são devidas a causa poligénica, como resultado de várias alterações genéticas que podem interagir e ao mesmo tempo serem moduladas por fatores ambientais. Sendo assim a avaliação da etiologia da dislipidemia é de extrema importância para a prevenção cardiovascular. Tendo em conta que os doentes com FH podem ter a sua a expectativa de vida aumentada se forem identificados e tratados precocemente, a FH conjuntamente com outros fatores de risco cardiovascular devem ser avaliados na infância com o objetivo de reduzir o risco de DCV na idade adulta. O presente estudo contribuiu para uma caracterização mais completa da dilispidemia na população portuguesa. Os resultados deste estudo podem servir de base para a implementação atempada de intervenções direcionadas para a prevenção de CVD.
RESUMO: As doenças cérebro-cardiovasculares (DCV), particularmente a doença coronária e o acidente vascular cerebral, são as principais causas de morbilidade e mortalidade a nível mundial. A incidência destas doenças tem vindo a aumentar nos países de baixo e médio rendimento, como resultado da modificação dos estilos de vida e do aumento da prevalência de fatores de risco cardiovascular. As formas mais comuns de DCV têm uma etiologia complexa, onde as interações entre os fatores genéticos e ambientais desempenham um papel importante. De entre os fatores de risco conhecidos para as doenças cardiovasculares, a dislipidemia, a hipertensão arterial, a diabetes, o sedentarismo, o excesso de peso/obesidade, a dieta inadequada e o tabagismo são fatores de risco modificáveis, e, portanto, passíveis de correção, o que pode minimizar situações de doença. Por outro lado, os fatores de risco genéticos não são modificáveis, mas se identificados precocemente, o risco associado pode ser minimizado, o que torna os estudos aprofundados sobre fatores de risco e suas causas (primárias como as genéticas, ou secundarias como os estilos de vida) uma prioridade na investigação da etiologia das DCV. De fato, no que concerne a dislipidemia, numerosas variantes genéticas (de raras a comuns) com efeitos significativos nos níveis plasmáticos de lípidos e lipoproteínas têm sido identificadas através das novas tecnologias de sequenciação do DNA e estudos de associação genómica (GWAS), entre outros. Uma vez que a dislipidemia é um dos principais fatores de risco cardiovascular, o conhecimento do perfil lipídico de uma população é de grande importância na implementação de intervenções preventivas específicas, com o objetivo de mudar as tendências da mortalidade cardiovascular. Assim, o objetivo principal deste presente estudo foi uma completa caracterização bioquímica e molecular da dislipidemia na população portuguesa. Neste trabalho, numa primeira fase, determinaram-se intervalos de referência para os biomarcadores do metabolismo dos lípidos e lipoproteínas, tendo-se estabelecido percentis específicos para a população portuguesa, estimados através de bootstrapping, e tendo em consideração a distribuição populacional portuguesa de acordo com o sexo e a idade. Indivíduos sob terapia hipolipemiante, com diabetes, hipertiroidismo ou hipotireoidismo foram excluídos da análise de estimação dos percentis. Os percentis 5, 10, 25, 50, 75, 90 e 95 foram obtidos a partir de 866 indivíduos da população portuguesa (estudo e_COR) para doze biomarcadores: colesterol total (CT), colesterol da lipoproteína de baixa densidade (LDL-C), colesterol da lipoproteína de alta densidade (HDL-C), triglicéridos (TG), apolipoproteínas (apo) apoA1, apoB, colesterol das lipoproteínas de baixa densidade pequenas e densas (sdLDL-C), lipoproteína(a) [Lp(a)], bem como para as razões apoB/apoA1 e sdLDL-C/LDL-C, colesterol não-HDL-C e colesterol das remanescentes. Os valores do percentil 50 para CT e LDL-C são semelhantes aos valores recomendados pela Sociedade Europeia de Cardiologia (ESC). O percentil 50 dos TG (83 mg/dL) é o mais discrepante dos valores recomendados (<150 mg/dL). Para a maioria dos restantes parâmetros, não há valores de referência consensuais para avaliação da dislipidemia. Os percentis estimados foram também comparados com os percentis de outras populações, através da construção de gráficos com os percentis de cada estudo, juntamente com os percentis estimados para a população portuguesa (e_COR) e os respetivos intervalos de confiança (95%). A comparação dos percentis entre o estudo e_COR e os usuários de cuidados de saúde primários em Portugal, e as populações espanhola e americanas apresentaram diferenças relevantes, principalmente nos valores de triglicéridos. Posteriormente, a dislipidemia como fator de risco cardiovascular, foi avaliada em 1688 indivíduos do estudo e_COR utilizando como valores e intervalos de referência os percentis previamente estimados. Foi observada uma prevalência alta para a dislipidemia grave (acima do percentil 90) em relação aos diferentes biomarcadores, sendo os valores mais altos encontrados para o CT, apoB e LDL-C (16,22%, 16,02%, e 15,85%, respetivamente) com 22.90% dos participantes sob terapia hipolipemiante. A prevalência da hipercolesterolemia demonstrou ser maior em mulheres, ao contrário dos resultados para a prevalência da hipertrigliceridemia, os quais apresentaram-se maior nos homens. Também foi analisada a associação dos lípidos e lipoproteínas com outros fatores de risco não lipídicos, cujos resultados mostraram um perfil muito similar entre os biomarcadores apoB e sdLDL-C: o aumento dos valores de apoB e sdLDL-C aumentam no mesmo sentido dos valores de outros parâmetros lipídicos (CT, LDL-C, TG, não-HDL-C), bem como dos valores de índice de massa corporal, pressão arterial e quantidade de álcool, evidenciando assim a importância destes marcadores aterogénicos para além do colesterol. Foram também analisados, molecularmente, indivíduos nos extremos lipídicos com o objetivo de encontrar a causa do fenótipo, tendo sido identificados 3 indivíduos com uma alteração causadora de hipercolesterolemia familiar (FH), uma das hipercolesterolemias genéticas mais comuns. Finalmente, e na tentativa de explorar as causas do fenótipo de FH, analisou-se a coorte do Estudo Português de FH (EPHF). Todos os resultados do estudo entre 1999 e 2016 foram avaliados tendo em conta tanto as causas monogénicas quanto as causas poligénicas. Validou-se para a população portuguesa o score de risco genético para o LDL-C, utilizando-se 6 polimorfismos de nucleótido único (SNPs) associados ao LDL-C (CELSR2/SORT1, rs629301; APOB, rs1367117; ABCG5/8, s4299376; LDLR, rs6511720; e APOE, rs7412 e rs429358), previamente determinados num estudo do Reino Unido, e explorou-se a sua aplicabilidade na caracterização da hipercolesterolemia poligénica na coorte do EPHF. Por fim, comparou-se os resultados de diferentes critérios clínicos de FH na coorte de adultos, nomeadamente os critérios do Dutch Lipid Clinic (DLCN) e Simon Broome (SB). Ao todo, foram identificados com sucesso 39,53% (n=289) casos índex com dislipidemia monogénica, incluindo FH, disbetalipoproteinemia, sitosterolemia, deficiência em lipase ácida lisossómica e analbuminemia congénita, e ainda13,68% (n=100) com hipercolesterolemia poligénica (acima do percentil 75), ou seja, em 53,21% (n=389) foi possível identificar a causa da hipercolesterolemia. Se todas as variantes de significado incerto (VUS) previamente identificadas nos indivíduos (n=44; 6.02%) forem de fato patogénicas, o número total de indivíduos com causa monogénica aumentará para 45,55%. Dos restantes 298 doentes FH negativos, cerca de 9,39% (n=28) estavam abaixo do percentil 25, sugerindo outra potencial causa monogénica para a dislipidemia. Ao comparar os resultados entre os critérios DLCN e SB, não foram encontradas diferenças significativas. Embora o SB apresente uma ligeira melhoria na taxa de positividade, conclui-se que, sendo os resultados semelhantes, não há diferenças no poder discriminatório. O presente estudo permitiu determinar os primeiros valores de referência de biomarcadores lipídicos na população portuguesa, com base nos percentis estimados para a população portuguesa. O percentil 50 é considerado ótimo e o intervalo entre os percentis 25 e 75 deve ser utilizado como valor de referência para cada parâmetro. Considerou-se que, acima do percentil 90 ou 95, ou abaixo do 10 ou 5 (HDL-C, ApoA1), são valores de alto e muito alto risco, respetivamente. Os percentis do sdLDL-C foram os primeiros a serem estabelecidos para uma população da Europa. Apresentamos também um método muito ilustrativo e viável para análise comparativa de valores de percentis. A prevalência dos diferentes biomarcadores do metabolismo lipídico também foi determinada e mostrou uma prevalência alta de dislipidemia grave, apesar da venda de estatinas ter aumentado exponencialmente nos últimos 10 anos. Ao contrário de outros estudos, a prevalência da hipercolesterolemia apresentou-se maior nas mulheres, provavelmente devido a utilização dos percentis específicos da população para sexo e idade, revelando que a dislipidemia pode estar subdiagnosticada neste género, e evidenciando a importância de valores de referência específicos para sexo e idade. Os resultados demonstraram que a estimativa de valores de referência específicos da população é importante para a definição de “normalidade” e valores de risco. Estes percentis podem ser utilizados na prática clínica para identificação e controlo de doentes. Embora tenham sido encontrados valores altos para a dislipidemia, a mesma é um fator de risco cardiovascular modificável, pelo que alterações nos estilos de vida e políticas de saúde devem ser implementadas para combater este fator de risco. Este estudo também preenche uma lacuna de mais de dez anos sem dados sobre a prevalência da dislipidemia na nossa população. A identificação de um problema de saúde pública é o primeiro passo para iniciar medidas preventivas. As dislipidemias monogénicas estão associadas a um risco elevado de DCV per se, como a FH, enquanto que a maioria das dislipidemias leves a graves são devidas a causa poligénica, como resultado de várias alterações genéticas que podem interagir e ao mesmo tempo serem moduladas por fatores ambientais. Sendo assim a avaliação da etiologia da dislipidemia é de extrema importância para a prevenção cardiovascular. Tendo em conta que os doentes com FH podem ter a sua a expectativa de vida aumentada se forem identificados e tratados precocemente, a FH conjuntamente com outros fatores de risco cardiovascular devem ser avaliados na infância com o objetivo de reduzir o risco de DCV na idade adulta. O presente estudo contribuiu para uma caracterização mais completa da dilispidemia na população portuguesa. Os resultados deste estudo podem servir de base para a implementação atempada de intervenções direcionadas para a prevenção de CVD.
Description
Tese de Doutoramento em Biologia (Especialidade de Biologia de Sistemas) apresentada à Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, 2018.
Submetida a 08 de março de 2018, defendida e aprovada com Distinção em 17 de maio de 2018.
Trabalho de investigação realizado no Departamento de Promoção da Saúde e Prevenção de Doenças Não Transmissíveis, Unidade de Investigação e Desenvolvimento, Grupo de Investigação Cardiovascular do Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge, (janeiro de 2014 a janeiro de 2018)
Submetida a 08 de março de 2018, defendida e aprovada com Distinção em 17 de maio de 2018.
Trabalho de investigação realizado no Departamento de Promoção da Saúde e Prevenção de Doenças Não Transmissíveis, Unidade de Investigação e Desenvolvimento, Grupo de Investigação Cardiovascular do Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge, (janeiro de 2014 a janeiro de 2018)
Keywords
Dyslipidaemia Lipid Reference Values Lipid Biomarkers Familial Hypercholesterolaemia Polygenic Hypercholesterolaemia Dislipidemia Valores de Referência Lipídicos Biomarcadores Lipídicos Hipercolesterolemia Familiar Hipercolesterolemia Poligénica Doenças Cardio e Cérebro-vasculares