Immunologische Methoden der Diagnostik von Erbkrankheiten

In jüngster Zeit gilt der Haupthistokompatibilitätskomplex HLA (Human Leukocyte Antigens) als wichtiger immunologischer Marker der Populationsgenetik. Die Antigene dieses Systems werden immunologisch in Blutleukozyten bestimmt. Der HLA-Genkomplex befindet sich kompakt auf dem kurzen Arm von Chromosom 6 (6p21.3). Die Lokalisierung dieses Systems und die Ausdehnung seiner Loci auf dem Chromosom ermöglichten die Berechnung, dass der Komplex etwa 1/1000 des Genpools des Organismus ausmacht. Histokompatibilitätsantigene sind an der Regulierung der Immunantwort des Organismus und der Aufrechterhaltung der Immunhomöostase beteiligt. Aufgrund ihres Polymorphismus und der kompakten Lokalisierung von HLA-Antigenen haben sie als genetische Marker eine große Bedeutung erlangt.

Derzeit sind mehr als 200 Allele dieses Systems bekannt; es ist das polymorphste und biologisch bedeutsamste genetische System des menschlichen Körpers. Störungen verschiedener Funktionen des Haupthistokompatibilitätskomplexes tragen zur Entstehung einer Reihe von Erkrankungen bei, vor allem Autoimmun-, Krebs- und Infektionskrankheiten.

Je nach Lage des HLA-Komplexes auf Chromosom 6 werden folgende Loci unterschieden: D/DR, B, C, A. Die neuen Loci G, E, H, F wurden erst vor relativ kurzer Zeit entdeckt; ihre biologische Rolle wird gegenwärtig intensiv erforscht. Im Haupthistokompatibilitätskomplex werden drei Klassen von Antigenen unterschieden. Antigene der Klasse I werden durch die Loci A, B, C kodiert. Auch neue Loci gehören dieser Klasse an. Antigene der Klasse II werden durch die Loci DR, DP, DQ, DN, DO kodiert. Gene der Klassen I und II kodieren Transplantationsantigene. Gene der Klasse III kodieren Komplementkomponenten (C2, C4a, C4b, Bf) sowie die Synthese von Isoformen mehrerer Enzyme (Phosphoglucomutase, Glykoxilase, Pepsinogen-5, 21-Hydroxylase).

Das Vorhandensein von Ag, das mit einer bestimmten Krankheit in Verbindung steht, lässt bei einer Person eine erhöhte Veranlagung zu dieser Pathologie und in einigen Zusammenhängen im Gegenteil eine Resistenz dagegen vermuten.

Die Bestimmung der Antigene des HLA-Systems erfolgt an aus peripherem Blut isolierten Lymphozyten mittels Histotypisierungsseren in einer mikrolymphozytotoxischen Reaktion oder mit molekulargenetischen Methoden.

Die Herstellung assoziativer Verbindungen zwischen Krankheiten und dem Antigen des Haupthistokompatibilitätskomplexes ermöglicht:

• Identifizierung von Gruppen mit erhöhtem Risiko, an der Krankheit zu erkranken;
• seinen Polymorphismus bestimmen, d. h. Patientengruppen mit Merkmalen des Krankheitsverlaufs oder der Pathogenese identifizieren; in diesem Zusammenhang kann eine Analyse der Syntropie von Krankheiten durchgeführt werden, um die genetischen Voraussetzungen für die Kombination verschiedener Pathologieformen zu identifizieren; die Assoziation mit Antigenen, die die Resistenz gegen Krankheiten bestimmen, ermöglicht die Identifizierung von Personen mit einem verringerten Risiko, an dieser Pathologie zu erkranken;
• eine Differentialdiagnose von Krankheiten durchführen;
• die Prognose bestimmen;
• optimale Behandlungstaktiken entwickeln.

Da die meisten Krankheiten keinen direkten Zusammenhang mit den Antigenen des Haupthistokompatibilitätskomplexes haben, wurde die „Zwei-Gene“-Theorie vorgeschlagen, um den Zusammenhang zwischen Krankheiten und HLA-Antigenen zu erklären. Dieser Theorie zufolge gibt es ein Immunantwortgen (Ir-Gen), das eng mit HLA-Antigenen und Genen, die die Immunantwort regulieren, verbunden ist. Protektorgene bestimmen die Resistenz gegen Krankheiten, und provokative Gene bestimmen die Empfindlichkeit gegenüber bestimmten Krankheiten.

Das relative Risiko der Erkrankung für Personen mit dem entsprechenden Genotyp wird mit der Formel x = [h _p × (1 – h _c )] / [h _c × (1 – h _p )] berechnet, wobei h _p die Häufigkeit des Merkmals bei Patienten und h _c die Häufigkeit bei Personen in der Kontrollgruppe ist.

Das relative Risiko gibt an, wie stark die Erkrankung mit einem bestimmten Ag/Ag des HLA-Systems assoziiert ist (gibt an, wie viel höher das Risiko für die Erkrankung bei Vorhandensein von Ag im Vergleich zu dessen Fehlen ist). Je höher dieser Indikator bei einem Patienten ist, desto stärker ist der Zusammenhang mit der Erkrankung.

Assoziation menschlicher Erkrankungen mit HLA-Ag (Genfrequenz, %)

Krankheiten	HLA	Kontrollgruppe,%	Krank,%	Relatives Risiko
Rheumatologie
Spondylitis ankylosans	B27	5-7	90-93	90-150
Reiter-Syndrom	B27	6-9	69-76	32-49,6
Arthritis durch Infektionen:
- Yersinien	B27		58-76	17,59
- Salmonellen	B27		60-69	17,57
Psoriasis-Arthritis	B13		9-37	4,79
Rheumatoide Arthritis	Dw4	12-19	48-72	3,9-12,0
	DR4	20-32	70	4,9-9,33
Behçet-Syndrom	B5	13	48-86	7,4-16,4
SKV	B5		11-34	1,83
	B8		19-48	2.11
	Bw15	6-10	21-40	5.1
	DR2	26,4	57,1	3,80
	DR3	22.2	46,4	2,90
Gougerot-Sjögren-Syndrom	B8		38-58	3.15
	Dw3	26	69-87	19,0
Kardiologie
IHD	B7	27,8	45,8	2.19
	B14	7,5	14.8	2.14
	B15	11.1	20.4	2,05
	Cw4	18,7	32,8	2.12
Hypertonie	B18	10.4	22,6	2,52
	Winter 2019	12.6	28,3	2,74
Endokrinologie
Typ-1-Diabetes	B8	32	52-55	2,1-2,5
	B18		5-59	1,65
	B15	12	18-36	1,89-3,9
	Dw3	26	48-50	2,9-3,8
	Dw4	19	42-49	3,5-3,9
	DR3 DR3/DR4	20	60	6.10 33
Hyperthyreose	B8	21	35-49	2,34-3,5
	D3	26	61	4.4
	DR3	20	51	4.16
Subakute Thyreoiditis (Morbus de Quervain)	Bw35	13	63-73	16,81
	Dw1		33	2.1
Morbus Addison	B8		20-80	3,88-6,4
	Dw3	26	70-76	8,8-10,5
Itsenko-Cushing-Syndrom	A1		49	2,45
Gastroenterologie
Perniziöse Anämie	B7	19	26-52	1,7-3,1
	DR5	6	25	5.20
Atrophische Gastritis	B7		37	2,55
Magengeschwür des Zwölffingerdarms	A2	48,1	61,3	1.7
	A10	20,6	63,3	6,65
	B14	4.0	10.3	2,76
	B15	6.6	24.4	4,56
	B40	9,72	23.3	2,82
Autoimmunhepatitis	B8	16	37-68	2,8-4,1
	DR4	24	71	7,75
HBsAg-Träger	Bw41		12	11.16
	B15		10-19	0,29

Krankheiten	HLA	Kontrollgruppe,%	Krank,%	Relatives Risiko
Dermatologie
Schuppenflechte	Bw17	6-8	22-36	3,8-6,4
	B13	3-5	15-27	4.2-5.3
	Bw16	5	15	2.9
Dermatitis herpetiformis	B8	27-29	62-63	4,00-4,6
	DR3	19	80	16,60
Sklerodermie	B7	24	35	1.7
Pemphigus	A10			3.1
Neurodermitis	B13	6,86	21.28	3,67
	B27	9,94	25,53	3.11
	A10/B13	0,88	8.51	10,48
Ekzem	A10	19,64	36,67	2.37
	B27	9,94	26,67	3.29
Urtikaria und Quincke-Ödem	B13	6,86	21,21	3,65
	B5.8	1,42	12,12	9,57
	B5.35	0,71	6.06	9.02
Neurologie
Multiple Sklerose	A3	25	36-37	2,7-2,8
	B7	25-33	36-42	1,4-2,0
	Dw2	16-26	60-70	4.3-12.2
	DR2	35	51,2	1,95
	DR3	20	32,5	1,93
Myasthenie	B8	21-24	52-57	3,4-5,0
	A1	20-25	23-56	3.8
	DR3	26	50	2.5
Pneumologie
Asthma bronchiale (bei Patienten im Alter von 19-30 Jahren)	B21	4,62	12,5	2,95
	B22	9,94	19,64	2.22
	B27	12.31	37,5	4.27
	B35	0,11	5.36	51,4
	B27/35	0,47	7.14	16.2
Andere Krankheiten
Vasomotorische Rhinitis	A3	26,98	52,38	2,98
	B17	7,57	28,57	4,88
	A3/10	2,72	23,83	11.18
	B7/17	0,47	9,52	22.28

Die in der Tabelle dargestellten Daten zeigen, dass die stärksten assoziativen Zusammenhänge bei Krankheiten mit polygenem oder multifaktoriellem Erbgang bestehen.

Somit ermöglicht die Bestimmung von Antigenen des Haupthistokompatibilitätskomplexes auf Blutzellen (Leukozyten), den Grad der individuellen Veranlagung einer Person für eine bestimmte Krankheit zu erkennen und in manchen Fällen die Forschungsergebnisse für die Differentialdiagnostik, Prognoseabschätzung und Auswahl von Behandlungstaktiken zu nutzen. Beispielsweise wird der Nachweis von HLA-B27-Antigenen in der Differentialdiagnostik von Autoimmunerkrankungen verwendet. Es wird bei 90 – 93 % der Patienten kaukasischer Abstammung mit ankylosierender Spondylitis und Reiter-Syndrom nachgewiesen. Bei gesunden Vertretern dieser Abstammung werden HLA-B27-Antigene nur in 5 – 7 % der Fälle nachgewiesen. HLA-B27-Antigene werden häufig bei Psoriasis-Arthritis, chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen mit Sakroiliitis und Spondylitis, Uveitis und reaktiver Arthritis nachgewiesen.

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