Predikce rizika rozvoje DM2 a KVO na základě stanovení lipidomického rizika

Změny lipidového spektra jako prediktor rozvoje onemocnění

V posledních letech byly v rozsáhlých studiích zkoumány individuální rozdíly v genomu, proteomu, metabolomu a lipidomu. Jejich výsledky by mohly pomoci identifikovat patofyziologické procesy vedoucí k rozvoji onemocnění a také určit, do jaké míry se tyto metabolické dráhy liší u jednotlivých skupin pacientů. Časná a přesná identifikace osob se zvýšeným rizikem rozvoje DM2 a KVO následovaná úpravou diety a životního stylu by poté mohla pomoci snížit incidenci těchto chorob.

Z nedávných výzkumů vyplývá, že složení plazmatických lipidů poměrně přesně odráží metabolický stav organismu. Předpokládá se, že plazmatické lipidy tvoří určité depo pro udržení stálého a funkčního složení buněčných membrán. Jejich koncentrace se také v průběhu různých patologických procesů značně mění. Krevní plazma navíc představuje snadno dostupný materiál pro analýzu lipidového spektra.

Metodika analýzy a sledovaná populace

V letech 1991−1994 bylo ve švédském Malmö vybráno 4067 účastníků prospektivní populační kohortové studie, kteří byli následně sledováni do roku 2015. Všichni na počátku výzkumu podstoupili lačný odběr periferní krve. U těchto počátečních vzorků byla nyní provedena lipidomická analýza pomocí technik hmotnostní spektrometrie, kde byly zjišťovány molární koncentrace 184 plazmatických lipidů.

Cílem prezentované analýzy bylo zjistit, zda má lipidomický profil vliv na výskyt DM2 a KVO. Pro sledování výskytu DM2 bylo vybráno 3688 osob (vyřazeni byli pacienti s již přítomným diabetem). U 509 (13,8 %) pacientů ze sledované kohorty se DM2 rozvinul v průběhu sledování. Při analýze KV onemocnění byli vyřazeni pacienti se vstupně přítomnou ICHS a CMP, kohortu pro analýzu tak tvořilo 3951 osob. ICHS nebo CMP se následně projevily u 870 (22 %) účastníků.

Výsledky

Na základě profilu koncentrací 184 plazmatických lipidů bylo pomocí regresních modelů strojového učení stanoveno lipidomické rizikové skóre, jehož hodnota jasně vzrůstala s narůstající incidencí DM2 a KVO v dané kohortě. Po stratifikaci pacientů dle lipidomického skóre byla míra incidence DM2 u skupiny v nejvyšším riziku 37,0 %, zatímco u skupiny s nejnižším rizikem 3,2 %. Hodnoty ve srovnání s průměrnou incidencí odpovídaly poměru šancí (OR) 0,21 u pacientů s nejnižším rizikem a OR 3,67 u pacientů s nejvyšším rizikem.

U KV onemocnění byla míra incidence po stratifikaci dle lipidomického skóre 10,4 % u pacientů v nejnižším riziku (OR 0,41) a 40,5 % u pacientů ve skupině s nejvyšším rizikem (OR 2,41).

Vliv genetické predispozice

Následně byl zjišťován vliv genetické predispozice na incidenci DM2 a KVO. Polygenní rizikové skóre, vypočtené na základě dat z dostupných celogenomových analýz, sice korelovalo s výskytem DM2, nicméně jeho prediktivní hodnota byla oproti lipidomickému skóre značně nižší. Korelace polygenního skóre s incidencí KV onemocnění byla poměrně malá. Lipidom a genetické varianty by tak mohly představovat dva nezávislé rizikové faktory pro budoucí výskyt DM2 a KVO.

Lipidomický profil s vysokým rizikem

Pro identifikaci složek lipidomu, které jsou specificky změněny právě u osob s vysokým rizikem, bylo provedeno porovnání koncentrací lipidů u kohorty s nejvyšším rizikem (90−100% kvantil dle kombinace prediktivních modelů) s lipidovými profily účastníků z ostatních kohort. V případě DM2 dosahovalo 91 lipidů signifikantně vyšší koncentrace, podíl 76 dalších byl naopak snížen. U nemocných s KVO byla zvýšená koncentrace 67 lipidů, u 90 dalších byla koncentrace snížená oproti kontrolní skupině.

Závěr

Výsledky studie ukázaly, že rizikové osoby je možné identifikovat již roky před rozvojem onemocnění. Změny v lipidomu tvoří nezávislý a poměrně přesný prognostický faktor pro výskyt DM2 a KVO. Lipidomické riziko může být snadno, levně a bezpečně stanoveno z jediného spektrometrického měření a umožňuje tak poměrně přesně a informativně zpřesnit odhad rizika stanoveného na základě klinického vyšetření.

(kali)

Zdroj: Lauber C., Gerl M. J., Klose C. et al. Lipidomic risk scores are independent of polygenic risk scores and can predict incidence of diabetes and cardiovascular disease in a large population cohort. PLoS Biol 2022; 20 (3): e3001561, doi: 10.1371/journal.pbio.300156.