Frekvensen af hæmokromatoseassocierede mutationer i hæmokromatosegenet i den danske befolkning

Introduktion: Hereditær hæmokromatose er en autosomal recessiv sygdom karakteriseret ved øget jernophobning i kroppen. Mutationen C282Y i hæmokromatosegenet kan påvises i homozygot form hos 85-90% af patienter med hereditær hæmokromatose i Nordeuropa. I denne undersøgelse er frekvenserne af de hæmokromatoseassocierede mutationer C282Y og H63D i hæmokromatosegenet bestemt i den danske befolkning.

Materiale og metoder: Vi genotypede 9.174 individer fra en tilfældig stikprøve af den voksne danske befolkning (Østerbroundersøgelsen) for tilstedeværelse af C282Y og H63D i hæmokromatosegenet.

Resultater: I Østerbroundersøgelsen var 0,25% (95% konfidensinterval: 0,16-0,38%) homozygote for C282Y, 1,4% (1,2-1,7%) var dobbelt heterozygote for C282Y/H63D og 9,2% (8,6-9,9%) var heterozygote for C282Y alene. Svarende hertil var allelfrekvenserne af C282Y og H63D i den danske befolkning henholdsvis 5,6% (5,3-5,9%) og 12,7% (12,2-13,2%). Alt i alt er > 10% af den danske befolkning således homo- eller heterozygote for C282Y, mens ca. 24% er enten homo- eller heterozygote for H63D.

Diskussion: En prævalens på 0,25% homozygote og en bærerfrekvens på > 10% for C282Y gør hereditær hæmokromatose til den potentielt hyppigste autosomalt recessive sygdom i Danmark. I nye amerikanske undersøgelser af associationen mellem genotype og sygdomsforekomst i uselekterede populationer synes penetransen dog at være endog meget lav, hvorfor screeningsundersøgelse af befolkningen ikke kan anbefales.

Hereditær hæmokromatose (HH) er formentlig den hyppigste arvelige sygdom i Nordeuropa. Sygdommen er karakteriseret ved en tiltagende jernophobning i organismen, hvilket med tiden medfører organinsufficiens, først og fremmest i form af levercirrose, diabetes mellitus, kardial insufficiens, hypofysær hypogonadisme og ledsygdom (1, 2). Patogenesen er kun delvist afklaret (1, 2). Centralt er imidlertid en øget duodenojejunal jernabsorption (2). Da kroppen ikke kan udskille jern aktivt, fører dette til en tiltagende akkumulering af jern i parenkymcellerne i de ovenfor nævnte afficerede organer. Baggrunden for den tiltagende irreversible vævsbeskadigelse er knyttet til jerns evne til ved redoxprocesser at øge dannelsen af aktive vævsnedbrydende iltradikaler (2).

Ud over de nævnte kliniske manifestationer er patienterne ofte hyperpigmenterede (bronzediabetes). Det høje jernindhold i kroppen viser sig biokemisk ved forhøjet jern/transferrinmætning (> 50%) og forhøjet S-ferritin, som typisk er over 300 μ g/l (1, 3). Tilstanden debuterer klinisk i 40-60-års-alderen (3), senere hos kvinder end hos mænd, formentlig som følge af en forebyggende effekt af graviditet og menstruation. Behandlingen er gentagne flebotomier indtil jernoverskuddet er fjernet. Det er vigtigt, at diagnosen HH stilles, og at behandlingen påbegyndes, før der er sket organskade, idet disse patienter i tilfælde af påbegyndt behandling vil have forventet levetid som normalbefolkningen (3). Ofte har patienterne imidlertid levercirrose eller andre organmanifestationer på diagnosetidspunktet, hvilket øger dødeligheden signifikant (1, 3). Udvikling af hepatocellulært karcinom ses hos ca. 20% af patienter med fibrose i leveren (3).

HH arves autosomal recessivt. Prævalensen af homozygoti for hereditær hæmokromatose i Danmark er tidligere undersøgt på en population af bloddonorer ved hjælp af vævstyper og biokemiske markører og estimeret til 0,37-0,46% svarende til en allelfrekvens på 6-7% (4). En tilsvarende allelfrekvens er fundet hos bloddonorer i USA (5). På denne baggrund kan det undre, at sygdommen ikke diagnosticeres oftere, og det må formodes, at et betydeligt antal patienter er udiagnosticerede og/eller, at penetransen af det sygdomsassocierede allel er meget varierende.

Genet for hereditær hæmokromatose (HFE-genet) blev identificeret i 1996 af Feder et al (6) og er et MHC-lignende gen lokaliseret til den korte arm af kromosom 6 (6p21.3). To mutationer i HFE-genet er associeret til HH: en G → A-substitution af nukleotid 845 i codon 282, som ændrer aminosyren cystein til tyrosin (C282Y), og en C → G-substitution af nukleotid 187 i codon 63, som ændrer histidin til aspartat (H63D) (6). Homozygoti for C282Y og dobbelt heterozygoti for C282Y og H63D findes hos henholdsvis 85-90% og 4% af patienter med klinisk HH af nordeuropæisk afstamning (6-8).

Frekvensen af homozygoti for C282Y varierer fra 0,4% til 0,5% i Norge, New Zealand og Australien, til 1% i Irland (9-11), svarende til en allelfrekvens på 6-10%.

Frekvensen af C282Y og H63D i baggrundsbefolkningen er ikke kendt i Danmark, og formålet med dette studium var at bestemme frekvensen af C282Y- og H63D- mutationerne i HFE-genet og af de resulterende genotyper i den danske befolkning.

Materiale og metoder

Vi undersøgte personer, der deltog i den tredje indsamling af Østerbroundersøgelsen (1991-1994) (12), dvs. en tilfældig stikprøve af den voksne danske befolkning stratificeret for køn og alder i tiårsaldersgrupper. I alt 10.049 personer deltog, og 9.259 indvilligede i at få taget blodprøve. Heraf blev 9.174 genotypet for C282Y og H63D.

Genomisk DNA blev ekstraheret fra EDTA-fuldblod med Puregene Extraction Kit. To PCR blev udført ved hjælp af allelspecifik amplifikation for hvert individ for at bestemme om disse var ikkebærere, hetero- eller homozygote for C282Y- og H63D-mutationerne i HFE-genet (13). For at bekræfte diagnosen af H63D, retypede vi alle individer initialt genotypet som H63D/vildtype, H63D/H63D og C282Y/H63D med PCR og efterfølgende restriktionsskæring (6, 7). For at bekræfte diagnosen af C282Y/C282Y og C282Y/H63D, som er de hæmokromatoseassocierede genotyper, blev disse også undersøgt for C282Y med PCR efterfulgt af restriktionsskæring (6, 7).

Undersøgelsen er godkendt af De Videnskabsetiske Komitéer for Københavns og Frederiksberg Kommuner.

Statistik

Genotype- og allelfrekvenser med 95%'s konfidensintervaller blev beregnet ved hjælp af Graphpad StatmateTM , version 1.

Genotypefrekvenserne i Østerbroundersøgelsen afveg ikke signifikant fra de forventede hyppigheder bestemt ud fra Hardy-Weinberg ligevægt (χ2 = 2,17; p > 0,5).

Resultater

Af 9.174 voksne danskere var 23 homozygote for C282Y (0,25%; 95% konfidensinterval: 0,16- 0,38%) og 131 dobbelt heterozygote for C282Y og H63D (1,4%; 95% konfidensinterval: 1,2-1,7%) (Tabel 1 ). Frekvensen af de øvrige genotyper fremgår af Tabel 1. Vi observerede seks ud af ni mulige genotypekombinationer i overensstemmelse med, at H63D og C282Y aldrig findes på samme allel. Den praktiske konsekvens af dette er, at et barn aldrig kan arve begge mutationer fra samme forælder. Allelfrekvensen af C282Y og H63D i den almindelige danske befolkning er således henholdsvis 5,6% (95% konfidensinterval: 5,3-5,9%), og 12,7% (95% konfidensinterval: 12,2-13,2%).

Diskussion

Dette er den første undersøgelse, der bestemmer frekvenserne af de hæmokromatoseassocierede mutationer C282Y og H63D og de tilsvarende genotypefordelinger i et repræsentativt udsnit af den voksne danske befolkning. Prævalensen på 0,25% af homozygote for C282Y i Danmark er en smule mindre end resultatet fra andre nordeuropæiske studier (9, 11). Der kan være flere årsager til dette: Dels er dette studium væsentlig større end tidligere undersøgelser og har dermed en større statistisk styrke, og dels er populationen i dette studium uselekteret. Et norsk studium fandt en frekvens af C282Y homozygote på 0,4%, men undersøgelsen var foretaget på sygehuspersonale og derfor muligvis selekteret (11). Herudover er geografisk variation af betydning. Et større australsk materiale viste en frekvens af homozygoti for C282Y på 0,5% (10).

Prævalensen og genfrekvensen af hereditær hæmokromatose i Danmark er tidligere beregnet ved at foretage screeningsundersøgelser på basis af fænotypemarkører som jernmætningen og S-ferritin hos bloddonorer (4). Prævalensen fandtes at være 0,37-0,46%, hvilket er mere end prævalensen på 0,25%, der er fundet i dette studium. Fænotypebestemmelser vil let overvurdere genotypehyppigheden, idet en del patienter kan have andre mutationer i HFE-genet eller i andre gener, som resulterer i den samme fænotype (14), og fordi en række patienter med hæmokromatose har andre årsager til sygdommen (15).

Med en prævalens på 0,25% C282Y-homozygote og > 10% heterozygote bærere er HH potentielt den hyppigste autosomale recessive sygdom i Danmark. Til sammenligning er frekvensen af cystisk fibrose i Danmark ca. 0,02% (16). Det er imidlertid ikke et klinisk indtryk, at hæmokromatose ses så ofte, som dette tal indikerer. En nyere dansk undersøgelse tyder da også på, at sygdommen er underdiagnosticeret, idet antallet af homozygote for C282Y i en population af patienter med debut af insulinkrævende diabetes mellitus efter 30-års-alderen (en kendt klinisk manifestation af fulminant HH) var 4,8 gange højere end forventet (17). En anden oplagt forklaring på, at sygdommen ikke ses så ofte som forventet, er nedsat penetrans af genet. Fænotypen ved HH er afhængig af en række faktorer såsom køn, alder, miljø, livsstil og øvrige sygdomme. I et australsk studium viste man, at ca. halvdelen af de patienter, der var homozygote for C282Y-mutationen, var uden fænotypiske tegn på øget jernophobning (10). I et netop publiceret amerikansk studium af 41.038 relativt uselekterede individer viste man ligeledes, at ud af 152 personer, der var homozygote for C282Y, havde 75% af mændene og 40% af kvinderne forhøjet transferrinmætning (> 50%), men kun en ud af de 152 havde kliniske symptomer, der var forenelige med hæmokromatose (18). Mutationer i HFE-genet er således en nødvendig, men ikke en tilstrækkelig årsag til fuldt udviklet hæmokromatose.

Ved overvejelse af screening af populationer for mutationer associeret med sygdom, specielt sygdomme hvor der findes en effektiv behandling, eller sygdomme som kan forebygges, bør følgende tre faktorer overvejes: prævalensen af mutationen, effektiviteten af den tilgængelige intervention og ikke mindst mutationens penetrans. HH opfylder de første to af disse kriterier, idet mutationen C282Y er overordentlig hyppig, og overlevelsen ved hæmokromatose er som i normalbefolkningen, hvis venesectio påbegyndes, før der er sket organskade (3). Da man i nye amerikanske undersøgelser af en meget stor, relativt uselekteret population imidlertid viste, at penetransen af den homozygote 282Y-genotype formentlig er < 1% (18), kan populationsscreening for C282Y eller H63D i HFE-genet ikke anbefales.

Anne Tybjærg-Hansen, klinisk biokemisk afdeling, sektion for molekylærgenetisk diagnostik KB 41.11, H:S Rigshospitalet, DK-2100 København Ø. E-mail: at-h@rh.dk

Antaget den 3. juni 2002.

Amtssygehuset i Herlev, medicinsk hæmatologisk afdeling L og klinisk biokemisk afdeling,

H:S Bispebjerg Hospital, Østerbroundersøgelsen, og

H:S Rigshospitalet, klinisk biokemisk afdeling, sektion for molekylærgenetisk diagnostik.

1. Niederau C, Fischer R, Purschel A, Stremmel W, Haussinger D, Strohmeyer G. Long-term survival in patients with hereditary hemochromatosis. Gastroenterology 1996; 110: 1107-19.
2. Niederau C, Stremmel W, Strohmeyer G. Clinical spectrum and management of haemochromatosis. Clin Haematology 1994; 7: 881-901.
3. Niederau C, Fischer R, Sonnenberg A, Stremmel W, Trampisch H, Strohmeyer G. Survival and causes of death in cirrhotic and noncirrhotic patients with primary hemochromatosis. N Engl J Med 1985; 313: 1256-62.
4. Wiggers P, Dalhøj J, Kiær H, Ring-Larsen H, Petersen PH, Blaabjerg O et al. Screening for haemochromatosis: prevalence among Danish blood donors. J Intern Med 1991; 230: 265-70.
5. Edwards CQ, Griffen LM, Goldgar DA, Drummond C, Skolnick MH, Kushner JP. Prevalence of hemochromatosis among 11,065 presumably healthy blood donors. N Engl J Med 1988; 318: 1355-62.
6. Feder JN, Gnirke A, Thomas W, Tsuchihashi Z, Ruddy DA, Basava A et al. A novel MHC class I-like gene is m utated in patients with hereditary haemochromatosis. Nat Genet 1996; 13: 399-408.
7. Jouanolle AM, Gandon G, Blayau M, Campion ML, Yaouang J, Mosser J et al. Haemochromatosis and HLA-H. Nat Genet 1996; 14: 251-2.
8. UK Haemochromatosis Consortium. A simple genetic test identifies 90 percent of UK patients with haemochromatosis. Gut 1997; 41: 841-4.
9. Merryweather-Clarke A, Pointon J, Shearman J, Robson K. Global prevalence of putative haemochromatosis mutations. J Med Genet 1997; 34: 275-8.
10. Olynyk JK, Cullen DJ, Aquilia S, Rossi E, Summerville L, Powell LW. A population-based study of the clinical expression of the hemochromatosis gene. N Engl J Med 1999; 341: 718-24.
11. Distante S, Berg JP, Lande K, Haug E, Bell H. High prevalence of the hemochromatosis-associated Cys282Tyr HFE gene mutation in a healthy Norwegian population in the city of Oslo, and its phenotypic expression. Scand J Gastroenterol 1999; 34: 529-34.
12. Appleyard M, Hansen AT, Schnohr P, Jensen G, Nyboe J. The Copenhagen City Heart Study, Østerbroundersøgelsen. Scand J Soc Med 1989; 170 (suppl 41).
13. Baty D, Kwiatkowski AT, Mechan D, Haris A, Pippard MJ, Goudie D. Development of a multiplex ARMS test for mutations in the HFE gene associated with hereditary haemochromatosis. J Clin Pathol 1998; 51: 73-4.
14. Mura C, Raguenes O, Ferec C. HFE mutations analysis in 711 hemochromatosis probands: evidence for S65C implication in mild form of hemochromatosis. Blood 1999; 93: 2502-5.
15. Pietrangelo A, Montosi G, Totaro A, Garuti C, Conte D, Cassanelli S et al. Hereditary haemochromatosis in adults without pathogenic mutations in the hemochromatosis gene. N Engl J Med 1999; 341: 725-32.
16. Schwartz M, Brandt NJ, Koch C, Lanng S, Schiøtz PO. Genetic analysis of cystic fibrosis in Denmark. Implications for genetic counselling, carrier diagnosis and prenatal diagnosis. Acta Pædiatr 1992; 81: 522-6.
17. Ellervik C, Mandrup-Poulsen T, Nordestgaard BG, Larsen LE, Appleyard M, Frandsen M et al. Prevalence of hereditary haemochromatosis in late-onset type 1 diabetes mellitus: a retrospective study. Lancet 2001; 358: 1405-9.
18. Beutler E, Felitti VJ, Koziol JA, Ho NJ, Gelbart T. Penetrance of 845G→ A (C282Y) HFE hereditary haemochromatosis mutation in the USA. Lancet 2002; 359: 211-8.