550 likes | 765 Views
KOAH’DA eNOS , ACE VE 5-HTT GENOTİPLERİNİN PULMONER HİPERTANSİYON ÜZERİNE OLAN ETKİLERİ. Sevinç SARINÇ ULAŞLI *, Hasibe VERDİ**, Belgin ATAÇ**, Füsun ÖNER EYÜBOĞLU***
E N D
KOAH’DA eNOS, ACE VE 5-HTT GENOTİPLERİNİN PULMONER HİPERTANSİYON ÜZERİNE OLAN ETKİLERİ Sevinç SARINÇ ULAŞLI*, Hasibe VERDİ**, Belgin ATAÇ**, Füsun ÖNER EYÜBOĞLU*** *BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ, GÖĞÜS HASTALIKLARI ANABİLİM DALI, ÇORUM SUNGURLU DEVLET HASTANESİ GÖĞÜS HASTALIKLARI KLİNİĞİ **BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ, TIBBİ BİYOLOJİ VE GENETİK ANABİLİM DALI ***BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ, GÖĞÜS HASTALIKLARI ANABİLİM DALI
KOAH seyrinde pulmoner vasküler direncin artması sonucu oluşan PH’a bağlı sağ kalp hipertrofisi ve/veya dilatasyonu ve sağ kalp yetmezliğinin gelişmesine ‘kor pulmonale’ denir • PH, KOAH’da mortalite ve morbiditeyi arttıran önemli bir faktördür • PH, RV yüklenme ve bunun sonucunda RV yetersizliği ile erken ölüme yol açan, PVR’de ilerleyici artışla karakterize bir sendromdur • PH çok sayıda biyokimyasal yolun ve farklı hücre tiplerinin rol oynadığı çok faktörlü ve karmaşık bir tablodur
Genelde KOAH’a ikincil gelişen PH’da PAP idiyopatik pulmoner arteryel hipertansiyonda olduğu gibi çok yüksek düzeylerde seyretmez • İstirahat sırasında mPAP normal sınırlarda seyretse de alevlenmelerde ve egzersizde çoğu kez yükselir Galiè N, et al. Eur Heart J 25:2243-2278, 2004 Chemla D, et al. Eur Respir J 20:1314-1331, 2002 Lee-Chiong TL, et al. Semin Respir Crit Care Med. 24(3):263-272, 2003
Özellikle erken evre KOAH’da saptanan pulmoner arter değişikliklerini hipoksi ile açıklamak mümkün değildir • Alveoler hipoksinin vasküler yeniden yapılanma sürecinde tek faktör olmadığı ve genetik faktörlerin katkısı olduğu düşünülmektedir Santos S, et al. Eur Respir J 19(4):632-638, 2002 Chaouat A,et al. Eur Respir J 32: 1371–1385, 2008 Newman J, et al. J Am Coll Cardiol 43(12 Suppl S):33S–39S, 2004
Endotelyal disfonksiyonun, hastalık patogenezinde erken evrede ortaya çıktığına ve PVR’de artışla sonuçlanan, endotelyal ve düz kas hücre proliferasyonuna ve pulmoner vasküler yatakta yapısal değişikliklere ya da yeniden biçimlenmeye (remodeling) yol açtığına inanılmaktadır • KOAH tanısı almış hastalarda PH’un gelişme hızı ve derecesi oldukça geniş bireysel farklılıklar göstermektedir • Bu bireysel farklılıklarda gen polimorfizminin PH başlangıç zamanı ve şiddeti üzerinde etkisi olduğunu göstermeye çalışan sınırlı sayıda bilimsel araştırma mevcuttur
AMAÇ KOAH ve PH (-) hastalar KOAH ve PH (+) hastalar eNOS (remodeling) ACE (AT II sağ ventrikülhipertrofisi/remodeling) 5-HTT (5-HT pulmoner arter düz kas hiperplazisi/remodeling) Gen polimorfizmleri açısından karşılaştırılması
Yöntem KOAH ve PH (-) 50 hasta Grup 1 KOAH ve PH (+) 30 hasta Grup 2 Sağlıklı 49 birey kontrol grubu Grup 3
Dışlama Kriterleri • Son 6 hafta içinde KOAH atak/enfeksiyon tablosu olan hastalar • Bronkodilatasyon testi pozitif olan hastalar: Bronkodilatasyon testi pozitifliği bazal değere göre FEV1’de en az %12’lik ve 200ml’lik artış olması • SFT bulgularına göre restriktif akciğer hastalığı olan hastalar • 40 yaşından küçük hastalar • Koroner arter hastalığı hikayesi veya ekokardiyografide segmenter kasılma bozukluğu olan hastalar • Kalp kapak hastalığı olan hastalar • Sol kalp yetmezliği olan hastalar
Dışlama Kriterleri • Daha önceden açık kalp ameliyatı (koroner arter by-pass cerrahisi, protez kapak cerrahisi, açık mitral komissürotomi, perikard cerrahisi, vb.) veya kapalı kalp cerrahisi (kapalı mitral komissürotomi, vb.) geçiren hastalar • Elektrokardiyografide iletim defekti olan hastalar • Ritm bozukluğu olan hastalar • PH’a yol açabileceği düşünülen kollajen vasküler hastalıklar, ilaç kullanım hikayesi veya portal hipertansiyonu olan hastalar • Malignite, KBY, kronik karaciğer hastalığı ve DM olan hastalar • PTE öyküsü veya interstisyel akciğer hastalığına ikincil gelişen PH olan hastalar çalışma dışı bırakıldı
Genotip tayini • Bu özellikleri karşılayan toplam 129 olgudan moleküler analiz için 0.072 ml %7.5 K3 etilendiamintetraasetik asit (EDTA) solüsyonü içeren standart tüplere yaklaşık 10 ml periferik venöz kan örneği alındı • Alınan örnekler eNOS geni A/B ACE geni I/D 5-HTT geni L/S genotip tayini için bekletilmeden tıbbi biyoloji ve genetik laboratuvarına ulaştırıldı • Moleküler analiz için gerekli olan genomik DNA izolasyonunu takiben örnekler –80oC’de saklandı
eNOS A/B, ACE I/D ve 5-HTT L/S genotiplemesi • Hedef bölgelere özgü primerler kullanılarak yapılan polimeraz zincir reaksiyonunu takiben elde edilen ürünler %3 agaroz jelde elektroforezde yürütüldü • Jel görüntülerin değerlendirilmesinde 50 ve 100 bp’lik markerlar kullanıldı • Gözlenen bantların uzunlukları marker ile karşılaştırılarak değerlendirildi • Örnekler 260 nm dalga boyunda UV ışık altında etidium bromid ile görüntülenerek genotiplendirme yapıldı
400 bp 300 bp 200 bp 100 bp • 100 bp DNA belirteç • eNOS INT4 BB genotipi (420 bp; 420 bp) • eNOS INT4 BB genotipi (420 bp; 420 bp) • eNOS INT4 BB genotipi (420 bp; 420 bp) • eNOS INT4 AB genotipi (393 bp; 420 bp) • eNOS INT4 AB genotipi (393 bp; 420 bp) • eNOS INT4 AB genotipi (393 bp; 420 bp) eNOS geni küçük aleli 393-bp bandında, büyük aleli 420-bp bandında AA, AB ve BB
400 bp 300 bp 200 bp 100 bp • 100 bp DNA moleküler belirteç • ACE ID genotipi (190 bp; 490 bp) • ACE ID genotipi (190 bp; 490 bp) • ACE DD genotipi (190 bp; 190 bp) • ACE DD genotipi (190 bp; 190 bp) • ACE II genotipi (490 bp; 490 bp) • ACE II genotipi (490 bp; 490 bp) ACE geni insersiyon varlığında 490-bp bandında, yokluğunda 190-bp bandında II, ID ve DD
400 bp 350 bp 300 bp 250 bp 200 bp 100 bp • 50 b. DNA belirteç • 5-HTT LL genotipi (393 bp;393bp) • 5-HTT LL genotipi (393 bp;393bp) • 5-HTT LL genotipi (393 bp;393bp) • 5-HTT LL genotipi (393 bp;393bp) • 5-HTT SS genotipi (349 bp;349 bp) • 5-HTT SS genotipi (349 bp;349 bp) • 5-HTT SS genotipi (349 bp;349 bp) • 5-HTT LS genotipi (393 bp;349 bp) • 5-HTT LS genotipi (393 bp;349 bp) 5-HTT geni uzun alel 393-bp bandında, kısa alel 349-bp bandında LL, LS ve SS
SFT • Spirometrik testler ERS standartlarına göre yapıldı (SensorMedics Vmax spectra 229, Bilthoven, The Netherlands) Wagner J, et al. Eur Resp J 26; 511-522, 2005. • Solunum fonksiyon testlerinde zorlu vital kapasite (FVC), ve 1. saniyedeki zorlu ekspiratuar volüm (FEV1) ölçümleri yapıldı. FEV1/FVC oranı hesaplandı. Nitrojen arındırma yöntemi ile inspiratuar kapasite (IC,L), tek soluk yöntemi ile karbonmonoksit difüzyon testi (DLCO) ölçüldü Macintyre N, et al. Eur Respir J. Oct;26(4):720-35, 2005. • Elde edilen sonuçlar mutlak ve beklenen değerlerin yüzdesi olarak ifade edildi. Spirometri sonuçlarında FEV1/FVC oranının %70’ten küçük olması hava akımı kısıtlanmasının göstergesi olarak kabul edildi GOLD Updated, Chapter 1 (Definition); 1-6, 2008.
SFT • Obstrüksiyon saptanan hastalara 400 mikrogram salbutamol inhalasyonunu takiben 20 dakika sonra FEV1 değeri tekrar ölçülerek bronkodilatör test yapıldı • Bronkodilatasyon testi pozitifliği bazal değere göre FEV1’de en az %12’lik ve 200 ml’lik artış olması olarak değerlendirildi Pellegrino R, et al. Eur Respir J 26: 948–968, 2005. • Reversibilite pozitif olarak değerlendirilen hastalar çalışma dışında bırakıldı • Postbronkodilatör FEV1 değerlerine göre orta, ağır ve çok ağır KOAH tanısı almış olan ve diğer kriterleri karşılayan hastalar çalışmaya dahil edildi
Arter kan gazları • SpO2 değeri %92’nin altında olması durumunda değerlendirildi • Örnekler oda havasında heparinli enjektöre alındı • Uzun süreli oksijen tedavisi alan hastaların AKG analizi öncesinde en az 30 dakika oksijen almamış olmasına dikkat edildi • pH, PaO2, PaCO2, SpO2 ve HCO3 sonuçları değerlendirildi
Ekokardiyografi • Parasternal uzun aks, apikal 2 ve 4 boşluk pencerelerinden kesitler alındı • Parasternal uzun aks kesitinden 2-boyutlu ekokardiyografik inceleme ile kalp odacıklarının boyutları ve kalp duvarlarının kalınlıkları ölçüldü • Sol ventrikül diyastol ve sistol sonu hacimleri değerlendirilerek ejeksiyon fraksiyonu hesaplandı • Sistolik PAP triküspit yetersizlik akımı üzerinden Bernouli formülü kullanılarak hesaplandı Borgeson DD, et al. J AmEchocardiogr 9:832-7, 1996. Galiè N, et al. EurHeart J 25:2243-2278, 2004.
Ekokardiyografi • Bernouli denkleminde (P=4V2), P değeri sağ ventrikül ve atriyum arasındaki maksimal basınç farkı, V değeri ise triküspit geri akım jetinin maksimal hızını ifade etmektedir. Bu formülden hesaplanan basınç değeri, ortalama sağ atriyum basıncına eklenerek sistolikpulmonerarteryel basınç değeri hesaplanabilir • PH olan hastalar sistolikPAP’na göre hafif (36-49 mmHg), orta (50-69 mmHg) ve ağır (≥70mmHg) PH olarak değerlendirildi • İnterventrikülerseptum bazali ve arka duvarı diyastolde ölçüldü
İstatistiksel Analiz • Sürekli değişkenlerin normal dağılıma uyumu Shapiro-Wilk testi ile kontrol edildi • Varyansların homojenliği ise Levene testi ile analiz edildi • Normal dağılım gösteren ve grup varyansları homojen olan değişkenlere ilişkin ikiden fazla grup ortalaması ANOVA ile karşılaştırıldı ve ardından çoklu karşılaştırma yöntemlerinden Duncan testi • İki grup ortalamasının karşılaştırılması amacı ile ise Student’s t testi • Parametrik testlerin ön şartlarının yerine gelmediği değişkenlere ilişkin ikiden fazla grup karşılaştırılmasında Kruskal-Wallis testi ve ardından çoklu karşılaştırma yöntemlerinden Dunn testi kullanıldı. İki grup ortalamasının karşılaştırılması amacıyla Mann-Whitney U testi
İstatistiksel Analiz • Sonuçlar ortalama±standart sapma ve ortanca değer olarak ifade edildi • Kategorik değişkenlerin analizinde ise ki-kare testi, Fisher Exact test kullanıldı • Parametreler arasındaki ilişkiler Spearman rho korrelasyon katsayısı ile değerlendirildi • Sonuçlar n ve % olarak ifade edildi • p<0.05 düzeyi istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi • İstatistiksel veriler SPSS programı (SPSS version 15.0; SPSS Inc., Chicago, IL, USA) kullanılarak değerlendirildi
Bulgular • Orta, ağır veya çok ağır KOAH’lı ve PH’u gelişmemiş stabil dönemde izlenen 50 hasta (grup 1); ekokardiyografi ile değerlendirme sonrasında PH tanısı almış stabil dönemde izlenen 30 hasta (grup 2) ve 49 sağlıklı hiç sigara içmemiş kişiden oluşan kontrol grubu (grup 3) olmak üzere toplam 129 olgu çalışmaya dahil edildi • Başkent Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastaneleri Göğüs Hastalıkları Anabilim Dalı polikliniklerinde değerlendirilen olgular çalışmaya alındı
Grupların demografik özellikleri ve solunum fonksiyon testi parametreleri
KOAH’lı olguların evrelere göre % dağılımı KOAH’lı olguların evrelerine göre grup 1 ve 2 karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı farklılık bulundu (p<0,001)
Olguların sigara paket-yıl, tanı süresi, ekokardiyografi, arter kan gazı analizi, tam kan sayımı ve C-reaktif protein sonuçları
Hasta grubundaPAP ile parsiyel oksijen basıncı arasındaki ilişki p=0,023; r=-0,482 Pulmoner arter basıncı (mm-Hg) • Hasta grubunda sistolik PAP ile FEV1 (L ve %) arasında ilişki bulunmadı (sırasıyla p=0,124; r=-0,261: p=0,282; r=-0,184) • Hasta grubunda parsiyel oksijen basıncı düştükçe RA ve RV genişlikleri de artmaktaydı (sırasıyla p=0,006; r=-0,487=: p=0,001; r=-0,579)
Grup 2 ‘deki olgular PAP değerlerine göre incelendiğinde • %70 (n=21) hafif PH • %23,3 (n=7) orta PH • %6,7 (n=2) ağır PH • Grup 2’deki olguların PAP ile FEV1 (L ve %) değerleri arasında istatistiksel olarak anlamlı ilişki bulunmadı (sırasıyla p=0,292; r=-0,203: p=0,98; r=-0,003) • Grup 2’deki olguların PAP ile parsiyel oksijen basınçları ve PAP ile oksijen saturasyonu arasında ters yönde istatistiksel olarak anlamlı ilişki mevcuttu (sırasıyla p=0,031; r=-0,472: p=0,001; r=-0,596 )
Grup 2’de PAP ile parsiyel oksijen basıncı arasındaki ilişki p=0,031; r=-0,472
Hasta ve kontrol grupları arasında eNOS A/B gen polimorfizm dağılımı
Hasta ve kontrol grupları arasında ACE I/D gen polimorfizm dağılımı
Hasta ve kontrol grupları arasında 5-HTT L/S gen polimorfizm dağılımı
RV ölçümünde eNOS, ACE ve 5-HTT gen polimorfizmlerinin dağılımı
RA ölçümünde eNOS, ACE ve 5-HTT gen polimorfizmlerinin dağılımı
PAP’na göre eNOS, ACE ve 5-HTT gen polimorfizmlerinin dağılımı
TARTIŞMA • Çalışmamıza alınan KOAH’lı olgularımızın %97,5’inde sigara hikayesi ve hepsinde biomass maruziyeti mevcuttu. Hasta grubumuzun cinsiyet dağılımını incelediğimizde %93,75’ini erkeklerin oluşturması BOLD çalışması ve DSÖ verileri ile uyumluydu • Bu durum gelişmekte olan ülkelerde sigara içiminin erkekler arasında daha yaygın olması ve çevresel/mesleksel maruziyetlerin daha yoğun olması ile açıklanabilir Kocabaş, A, et al. Proceedings of the American Thoracic Society; 3 (Abstract Issue): A543, 2006. The world health report 2004-changing history. 2005.
PH’u olan hastalarımıza KOAH tanısı daha uzun süre önce konulmuştu ve FEV1 değerleri PH’u olmayan gruba göre daha düşüktü • Bu durum KOAH’ın progresif bir hastalık olması ve PH’un KOAH’ın ağırlığını ifade eden bir gösterge olması ile açıklanabilir
KOAH’lı olgularda kilo kaybı önemli bir klinik bulgu olarak değerlendirilir ~%26-47 • Hasta ve kontrol grubumuz karşılaştırıldığında hastaların vücut ağırlıkları ve VKİ kontrol grubuna göre düşük, PH olan ve olmayan KOAH’lı hastalarda ise vücut ağırlığı ve VKİ benzer • KOAH’da kaşeksi varlığının mortalite ve morbidite için bağımsız risk faktörü olduğu bilindiğinden bu hastalarda kilo kaybının tanınması ve tedavisi prognozu olumlu yönde etkileyecektir Dourado VZ, et al. J Bras Pneumol 32(2):161-71, 2006. Hallin R, et al. J Respir Med 100:561–67, 2006. Landbo C, et al. Am J Respir Crit Care Med 160:1856–861, 1999.
Genelde KOAH’a ikincil gelişen PH’da PAP idiyopatik pulmoner arteryel hipertansiyonda olduğu gibi çok yüksek düzeylerde seyretmez • Çalışmamızda da literatürle uyumlu olarak olgularımızın • %70’inin (n=21) hafif • %23,3’nün (n=7) orta • %6,7’sinin (n=2) ağır PH vardı Galiè N, et al. Eur Heart J 25:2243-2278, 2004.
PH’un patogenezinde alveolar hipoksi pulmoner arterin yeniden yapılanması ve vazokonstriksiyonunda önemli rol oynamaktadır • Çalışmamızda PH’u olan KOAH’lı hastaların PaO2 ve SpO2 PH’u olmayan grupla karşılaştırıldığında anlamlı olarak düşük bulundu • PaO2 pulmoner arter basıncının ve sağ boşlukların genişlemesi de literatürle uyumluydu
. • FEV1 değerleri de PH’u olan hastalarımızda daha düşüktü ancak pulmoner arter basıncı ile FEV1 değerleri arasında anlamlı ilişki yoktu • Bu sonuçlar PH’un her ne kadar ağır KOAH’lı hastalarda sık görülse de, parsiyel oksijen basıncı değerleri ile PH arasında nispeten daha iyi korelasyon olduğunu göstermektedir Chaouat A, et al. Eur Respir J 32: 1371–1385, 2008
Literatürde KOAH’da eNOS, ACE ve 5-HTT gen polimorfizmleri ile PH gelişimi arasındaki ilişkiyi değerlendiren sınırlı sayıda çalışma mevcuttur • Yıldız ve ark.’nın çalışmasında 42 KOAH’lı hasta ve 40 sağlıklı kontrol grubunda eNOS ve ACE genotiplendirmesi yapılmıştır • Bu çalışmada hasta ve kontrol grubu arasında gen polimorfizmleri açısından farklılık bulunmazken, PH’u olan hastalar ile PH’u olmayan hastalar karşılaştırıldığında eNOS BB genotipinin PH’u olan grupta anlamlı olarak daha fazla olduğu bulunmuştur Yildiz P, et al. Respiratory Medicine 97:1282-1288, 2003.
Bizim çalışmamızda ise eNOS genotiplendirmesi hasta grubu ve kontrol grubu arasında ve üç grup arasında karşılaştırıldığında farklılık bulunmadı • A ve B alel sıklıkları hesaplandığında her üç grupta da benzer oranlar elde edildi • eNOS gen polimorfizmi ile sağ kalp boşluklarının boyutları da karşılaştırıldığında RV genişliği ile A/B gen polimorfizmi dağılımı açısından farklılık bulunmadı
Ancak RA boyutu normal olan hastalarda AB genotipi, RA geniş olan hastalarda BB genotipi daha fazlaydı • İzole RA genişliği ile saptanan eNOS A/B gen polimorfizm dağılımı arasındaki istatistiksel ilişki KOAH kor pulmonale gelişim süreci patofizyolojisi göz önünde bulundurulduğunda klinik olarak anlamlı kabul edilmedi • Ülkemiz KOAH hastalarında eNOS genotiplendirmesinin daha geniş serilerde yapılmasının gerekliliğine inanmaktayız
ACE DD genotipinin sol ventriküler hipertrofi, miyokardiyal enfarktüs, kardiyomiyopati, koroner arter hastalığı ile ilişkisi daha önceki çalışmalarda gösterilmiştir • KOAH’a ikincil gelişen PH ve ACE gen polimorfizmi ile ilişkili farklı sonuçları olan çalışmalar mevcuttur • Yıldız ve ark.’nın çalışmasında ACE genotip dağılımında PH’u olan ve olmayan KOAH hastaları arasında farklılık bulunmazken, Tkacova R ve ark. tarafından Kafkas ırkında yapılan çalışmada ise ACE DD genotipine sahip olan KOAH hastalarında pulmoner arter basıncı daha yüksek izlenmiştir Yildiz P, et al. Respiratory Medicine 97:1282-1288, 2003. Tkacova R, et al. Wien Klin Wochenschr. Mar;117(5-6):210-4, 2005. • Japonya’da yapılan başka bir çalışmada egzersiz sonrası ölçülen pulmoner arter basınçları DD genotipine sahip KOAH’lı hastalarda daha yüksek bulunmuştur Kanazawa H, et al. Am J Respir Crit Care Med 162:1235-8, 2000.
Çalışmamızda ise ACE genotip dağılımında ve alel sıklığında gruplar arasında farklılık yoktu. Bu çalışma sonuçları popülasyonların farklı etnik kökenleri ve çevresel maruziyetleri ile açıklanabilir • van Suylen ve ark.’larının Hollanda’da yaptıkları çalışmada ACE DD genotipi olan KOAH’lı erkek hastalarda sağ ventrikül hipertrofisi arasında negatif ilişki bulunmuştur van Suylen RJ, et al. Am J Respir Crit Care Med. 159(6):1791-5, 1999. • Çalışmamızda sağ kalp boşluklarının boyutları ile ACE gen polimorfizmleri karşılaştırıldığında anlamlı farklılıklar da bulunmadı • Ülkemiz KOAH popülasyonu için ACE gen polimorfizmlerinin PH gelişmesinde risk faktörü olmadığı öngörülebilir
5-HT ve 5-HTT deneysel hipoksik PH ve primer PH’da pulmoner vasküler düz kas hiperplazisi ve vasküler yeniden yapılanma sürecinde önemli rol almaktadır Eddahibi S, et al. J Clin Invest 105:1555–1562, 2000. Eddahibi S, et al. J Clin Invest 108:1141–1150, 2001. • 5-HTT gen ekspresyonu çevresel ve genetik faktörlerle kontrol edilmektedir. Hipoksi 5-HTT geninin ekspresyonunda güçlü bir indükleyicidir Eddahibi S, et al. Circ Res 84:329–336, 1999. • Eddahibi ve ark.’larının yaptıkları çok merkezli çalışmada 5-HTT LL genotipine sahip kişilerde 5-HTT mRNA ekspresyonu 5-HTT SS genotipine sahip olan kişilerden iki kat daha fazla ve 5-HTT LL genotipi olan KOAH’lı hastalarda sistolik pulmoner arter basınç değerleri daha yüksek bulunmuştur Eddahibi S, et al.Circulation 108:1839-1844, 2003.