Korrigierte Normwerte für das Serum-ACE durch Genotypisierung eines Deletions-/Insertions-Polymorphismus des ACE-Gens

Zusammenfassung:

Hintergrund: Die Serum-Aktivität des angiotensinkonvertierenden Enzyms (ACE) gilt als wichtiger Aktivitätsparameter der Sarkoidose. Für das ACE-Gen ist seit 1990 ein Deletions-/Insertions-(D/I)Genpolymorphismus bekannt. Die Serum-ACE-Werte korrelieren mit dem Genotyp dieses Polymorphismus. Homozygote für die Deletion (DD) weisen die höchsten Werte auf, Homozygote für die Insertion (II) die niedrigsten, die Werte der Heterozygoten (DI) liegen dazwischen. Das Maß der Beeinflussung der ACE-Aktivität durch den Genpolymorphismus differiert in Populationen unterschiedlicher ethnischer Herkunft. Erstmals wurden anhand der Bestimmungen bei einem größeren Kollektiv gesunder Personen aus Norddeutschland genotypkorrigierte Normalbereiche für die hiesige Population erstellt.

Methodik: Bei 262 gesunden Personen wurde mittels einer PCR-Methodik aus genomischer DNA der Genotyp des ACE-D/I-Genpolymorphismus bestimmt und die ACE-Aktivität im Serum mittels eines kinetischen Tests gemessen.

Ergebnisse: Bei 29,4 % der untersuchten Personen liegt der Genotyp DD, bei 49,6 % DI und bei 21,0 % II vor. Eine vergleichbare Verteilung der Genotypen war auch in früheren Untersuchungen bei gesunden Mitteleuropäern gefunden worden. Die mittlere Serum-ACE-Aktivität (95 %-Konfidenzintervall) liegt beim Genotyp DD bei 59,8 U/l (31,8 - 87,8), beim Genotyp DI bei 47,7 U/l (18,6 - 76,8) und beim Genotyp II bei 32,2 U/l (13,7 - 50,7). Ohne Genotyp-Korrektur liegt der Mittelwert bei 48,0 U/l (15,0 - 80,9). Die Unterschiede zwischen den drei Genotypgruppen sind jeweils hochsignifikant (p < 0,0001).

Schlussfolgerung: Die einmalige Bestimmung des Deletions-/Insertions-Polymorphismus des ACE-Gens und die Anwendung neuer genotypkorrigierter Normbereiche erlaubt eine bessere Interpretation der gemessenen ACE-Aktivität im Serum.

Corrected normal values for serum ACE by genotyping the deletion-/insertion-polymorphism of the ACE gene:

Background: In sarcoidosis, serum ACE is widely recognised as a marker of disease activity. Since 1990 a deletion-/insertion polymorphism of the ACE gene is known and a correlation between the genotypes of this polymorphism and serum ACE levels has been observed. Homzygotes for the deletion allele (DD) have the highest levels and homozygotes for the insertion allele (II) the lowest. Heterozygote (DI) persons show intermediate levels. The extent of this influence varies in populations of different ethnic origin. In a large cohort of healthy individuals from North of Germany, genotype-based normal ranges for serum ACE were determined for the population of Germany for the first time.

Methods: In 262 healthy individuals the genotype of the ACE D/I gene polymorphism was determined from genomic DNA by a PCR method. In addition, in serum samples of all these individuals ACE level was measured with a kinetic test.

Results: The genotype DD was found in 29.4 % of the individuals examined, the genotype DI in 49.6 % and the genotype II in 21.0 %, respectively. These results are similar to those found in previous investigations in other populations of Central European origin. The mean serum ACE levels (95 % confidence interval) in individuals with the genotypes DD, DI and II are 59.8 U/l (31.8 - 87.8), 47.7 U/l (18.6 - 76.8) and 32.2 U/l (13.7 - 50.7), respectively. Without taking the genotype into account, the average value is 48.0 U/l (15.0 - 80.9). Differences between all genotype groups are highly significant (p < 0.0001).

Conclusions: In sarcoidosis patients, the determination of this ACE gene polymorphism once in the course of the disease allows a better interpretation of the serum ACE levels measured.

Literatur

• 1 Müller-Quernheim J. Serum markers for the staging of disease activity of sarcoidosis and other interstitial lung diseases of unknown etiology.  Sarcoidosis Vasc Diffuse Lung Dis. 1998;  15 22-37
• 2 Lieberman J. Elevation of serum angiotensin-converting-enzyme (ACE) level in sarcoidosis.  Am J Med. 1975;  59 365-372
• 3 Hunninghake G W, Costabel U, Ando M, Baughman R, Cordier J F, du Bois R, Eklund A, Kitaichi M, Lynch J, Rizzato G, Rose C, Selroos O, Semenzato G, Sharma O P. ATS/ERS/WASOG statement on sarcoidosis.  Sarcoidosis Vasc Diffuse Lung Dis. 1999;  16 149-173
• 4 Lieberman J, Nosal A, Schlessner A, Sastre-Foken A. Serum angiotensin-converting enzyme for diagnosis and therapeutic evaluation of sarcoidosis.  Am Rev Respir Dis. 1979;  120 329-335
• 5 Meeting Report . Consensus conference: activity of sarcoidosis. Third WASOG meeting, Los Angeles, USA, September 8 - 11, 1993.  Eur Respir J. 1994;  7 624-627
• 6 Wetzel E, Müller-Quernheim J, Lorenz J. Die Serum-Adenosindesaminase als Aktivitätsparameter der Sarkoidose.  Pneumologie. 1999;  53 323-328
• 7 Lieberman J. Angiotensin-Converting Enzyme in Nonpulmonary Sarcoidosis.  Sem Resp Med. 1992;  13 399-401
• 8 Rohatgi P K. Serum angiotensin converting enzyme in pulmonary disease.  Lung. 1982;  160 287-301
• 9 Beneteau-Burnat B, Baudin B. Angiotensin-converting enzyme: clinical applications and laboratory investigations on serum and other biological fluids.  Crit Rev Clin Lab Sci. 1991;  28 337-356
• 10 Hooper N M. Angiotensin converting enzyme: implications from molecular biology for its physiological functions.  Int J Biochem. 1991;  23 641-647
• 11 Skidgel R A, Erdos E G. The broad substrate specificity of human angiotensin I converting enzyme.  Clin Exp Hypertens (A). 1987;  9 243-259
• 12 Ehlers M RW, Riordan J F. Angiotensin-converting enzyme: new concepts concerning its biological role.  Biochemistry. 1989;  28 5311-5318
• 13 Soubrier F, Hubert C, Testut P, Nadaud S, Alhenc-Gelas F, Corvol P. Molecular biology of the angiotensin I converting enzyme: I. Biochemistry and structure of the gene.  J Hypertens. 1993;  11 471-476
• 14 Costerousse O, Allegrini J, Lopez M, Alhenc-Gelas F. Angiotensin I-converting enzyme in human circulating mononuclear cells: genetic polymorphism of expression in T-lymphocytes.  Biochem J. 1993;  290 33-40
• 15 Sibony M, Gasc J M, Soubrier F, Alhenc-Gelas F, Corvol P. Gene expression and tissue localization of the two isoforms of angiotensin I converting enzyme.  Hypertension. 1993;  21 827-835
• 16 Pertschuk L P, Silverstein E, Friedland J. Immunohistologic diagnosis of sarcoidosis. Detection of angiotensin-converting enzyme in sarcoid granulomas.  Am J Clin Pathol. 1981;  75 350-354
• 17 Gilbert S, Steinbrech D S, Landas S K, Hunninghake G W. Amounts of angiotensin-converting enzyme mRNA reflect the burden of granulomas in granulomatous lung disease.  Am Rev Respir Dis. 1993;  148 483-486
• 18 Muthuswamy P P, Lopez-Majano V, Ranginwala M, Trainor W D. Serum angiotensin-converting enzyme (SACE) activity as an indicator of total body granuloma load and prognosis in sarcoidosis.  Sarcoidosis. 1987;  4 142-148
• 19 Cambien F, Alhenc-Gelas F, Herbeth B, Andre J L, Rakotovao R, Gonzales M F, Allegrini J, Bloch C. Familial resemblance of plasma angiotensin-converting enzyme level: the Nancy Study.  Am J Hum Genet. 1988;  43 774-780
• 20 Rigat B, Hubert C, Alhenc-Gelas F, Cambien F, Corvol P, Soubrier F. An insertion/deletion polymorphism in the angiotensin I-converting enzyme gene accounting for half the variance of serum enzyme levels.  J Clin Invest. 1990;  86 1343-1346
• 21 Rieder M J, Taylor S L, Clark A G, Nickerson D A. Sequence variation in the human angiotensin converting enzyme.  Nat Genet. 1999;  22 59-62
• 22 Harrap S B, Davidson H R, Connor J M, Soubrier F, Corvol P, Fraser R, Foy C J, Watt G C. The angiotensin I converting enzyme gene and predisposition to high blood pressure.  Hypertension. 1993;  21 455-460
• 23 McKenzie C A, Julier C, Forrester T, McFarlane-Anderson N, Keavney B, Lathrop G M, Ratcliffe P J, Farrall M. Segregation and linkage analysis of serum angiotensin I-converting enzyme levels: evidence for two quantitative-trait loci.  Am J Hum Genet. 1995;  57 1426-1435
• 24 Tiret L, Rigat B, Visvikis S, Breda C, Corvol P, Cambien F, Soubrier F. Evidence, from combined segregation and linkage analysis, that a variant of the angiotensin I-converting enzyme (ACE) gene controls plasma ACE levels.  Am J Hum Genet. 1992;  51 197-205
• 25 Sharma P, Smith I, Maguire G, Stewart S, Shneerson J, Brown M J. Clinical value of ACE genotyping in diagnosis of sarcoidosis.  Lancet. 1997;  349 1602-1603
• 26 Rigat B, Hubert C, Corvol P, Soubrier F. PCR detection of the insertion/deletion polymorphism of the human angiotensin converting enzyme gene (DCP1) (dipeptidyl carboxypeptidase 1).  Nucleic Acids Res. 1992;  20 1433
• 27 Shanmugam V, Sell K W, Saha B K. Mistyping ACE heterozygotes.  PCR Methods Appl. 1993;  3 120-121
• 28 Odawara M, Matsunuma A, Yamashita K. Mistyping frequency of the angiotensin-converting enzyme gene polymorphism and an improved method for its avoidance.  Hum Genet. 1997;  100 163-166
• 29 Pietili S, Koivula T. Increase of serum angiotensin-converting enzyme activity after freezing.  Scand J Clin Lab Invest. 1984;  44 453-455
• 30 Beneteau B, Baudin B, Morgant G, Giboudeau J, Baumann F C. Automated kinetic assay of angiotensin-converting enzyme in serum.  Clin Chem. 1986;  32 884-886
• 31 Staessen J A, Ginocchio G, Wang J G, Saavedra A P, Soubrier F, Vlietinck R, Fagard R. Genetic variability in the renin-angiotensin system: prevalence of alleles and genotypes.  J Cardiovasc Risk. 1997;  4 401-422
• 32 Maguire G A, Price C P. A continuous monitoring spectrophotometric method for the measurement of angiotensin-converting enzyme in human serum.  Ann Clin Biochem. 1985;  22 204-210
• 33 Tomita H, Ina Y, Sugiura Y, Sato S, Kawaguchi H, Morishita M, Yamamoto M, Ueda R. Polymorphism in the angiotensin-converting enzyme (ACE) gene and sarcoidosis.  Am J Respir Crit Care Med. 1997;  156 255-259
• 34 Furuya K, Yamaguchi E, Itoh A, Hizawa N, Ohnuma N, Kojima J, Kodama N, Kawahami Y. Deletion polymorphism in the angiotensin I converting enzyme (ACE) gene as a genetic risk factor for sarcoidosis.  Thorax. 1996;  51 777-780
• 35 Kawakami Y, Munakata M, Yamaguchi E, Furuya K, Matsuda T. Molecular studies of bronchial asthma, sarcoidosis and angiotensin converting enzyme inhibitor-induced cough.  Respirology. 1998;  3 45-49
• 36 Bloem L J, Manatunga A K, Pratt J H. Racial difference in the relationship of an angiotensin I-converting enzyme gene polymorphism to serum angiotensin I-converting enzyme activity.  Hypertension. 1996;  27 62-66
• 37 Hurst P L, Lovell-Smith C J. Optimized assay for serum angiotensin-converting enzyme activity.  Clin Chem. 1981;  27 2048-2052
• 38 Ainslie G M, Benatar S R. Serum angiotensin converting enzyme in sarcoidosis: sensitivity and specificity in diagnosis: correlations with disease activity, duration, extra-thoracic involvement, radiographic type and therapy.  Q J Med. 1985;  55 253-270
• 39 DeRemee A S, Rohrbach M S. Normal serum angiotensin converting enzyme activity in patients with newly diagnosed sarcoidosis.  Chest. 1984;  85 45-48
• 40 Strausz J, Muller-Quernheim J, Ferlinz R. Serumspiegel des sezernierten Interleukin-2 Rezeptor als ein Aktivitätsparameter der Sarkoidose.  Dtsch Med Wochenschr. 1989;  114 744-749
• 41 Morris B J. Hypothesis: an angiotensin converting enzyme genotype, present in one in three caucasians, is associated with increased mortality rate.  Clin Exp Pharmacol Physiol. 1996;  23 1-10