Zusammenhang zwischen Vitamin-D-Rezeptor-Gen-Polymorphismen und atopischer Dermatitis: eine Fall-Kontroll-Studie

Abstract

Atopische Dermatitis (AD) ist eine chronisch verlaufende entzündliche Hauterkrankung mit stark ansteigender Prävalenz. Die multifaktorielle Pathogenese von AD beinhaltet sowohl exogene als auch genetische Faktoren und immunologische Veränderungen, einschließlich einer verminderten Barrierefunktion der Haut und einer übersteigerten kutanen T-Helferzell- Infiltration. Vitamin D (VD), das über die Bindung an den nukleären Vitamin-D-Rezeptor (VDR) als Transkriptionsfaktor wirkt, hat immunmodulatorische Funktionen. Es steigert die antimikrobielle Aktivität der unspezifischen Immunität und moduliert die Stärke der Entzündungsreaktion. Über die Häufigkeit von Polymorphismen im VDR-Gen bei Patienten mit AD lagen bisher keine Daten vor. Um Assoziationen zu detektieren, wurde in einer Fall- Kontroll-Studie die Verteilung von VDR-Polymorphismen und deren Haplotypen untersucht und die mögliche funktionelle Relevanz charakterisiert. 265 AD- Patienten, von denen 142 unter schwerer AD (SCORAD>40) leiden, und 265 alters- und geschlechtsangepasste gesunde Kontrollen wurden für die VDR- Genpolymorphismen fokI (rs2228570), bsmI (rs1544410), apaI (rs7975232) und taqI (rs731236) genotypisiert sowie deren Haplotypen analysiert. Monozyten gesunder Spender mit den identifizierten Haplotypen AAC und GCT (n=4) wurden für die basale und VD-induzierte Expression des VDR und VDR-responsiver Gene und ferner der VD-induzierten Sekretion von TNFα und IL6 mittels quantitativer PCR und ELISA untersucht. Es gibt keine signifikanten Unterschiede in der Genotyp- und Allelverteilung zwischen der Patientengruppe mit AD und der Kontrollgruppe. Allerdings treten das bsmI A-Allel, das apaI A-Allel und das taqI C-Allel signifikant häufiger in der Kontrollgruppe als bei Patienten mit schwerer AD auf (jeweils p=0,009; p=0,006; p=0,007). Die Kopplungsanalyse zeigt, dass bsmI, apaI und taqI in einem starken Kopplungsungleichgewicht stehen (D’≥0,98). In der Haplotypenanalyse findet sich eine signifikante Häufung des AAC-Haplotyps in der Kontrollgruppe im Vergleich zu AD-Patienten beziehungsweise AD-Patienten mit schweren Verläufen (jeweils p=0,03; p=0,016). Der GCT-Haplotyp tritt häufiger bei schwerer AD auf, sowohl im Vergleich zur Kontrollgruppe (p=0,005) als auch zu Patienten mit milden oder moderaten Verläufen (p=0,011). In funktionellen Versuchen gibt es keine signifikanten Unterschiede zwischen AAC- und GCT-Haplotyp in der basalen Expression und nach kurzfristiger Aktivierung des VDR. VDR-Genpolymorphismen und ihre Haplotypen treten mit signifikant unterschiedlicher Häufigkeit bei AD-Patienten insbesondere mit schweren Krankheitsverläufen im Vergleich zu gesunden Kontrollen auf. Dies kann auf einen Einfluss von VDR-Polymorphismen auf den Erkrankungsverlauf von AD hindeuten.

Atopic dermatitis (AD) is a frequent chronically relapsing, inflammatory disorder with strongly increasing prevalence. It results of both exogenous and host factors, which include genetic variations and immunologic alterations, for example barrier dysfunction of the skin and overreaching cutaneous T helper cell infiltration. Vitamin D (VD), acting as a transcription factor through binding to the nuclear vitamin D receptor (VDR), has immunomodulatory functions. Augmented antimicrobial activity in innate immunity and modulation of the inflammatory response has been shown. Polymorphisms in the VDR gene, which may influence VD activity, have not been studied in AD patients yet. In a case-control study the frequency of VDR polymorphisms and their haplotypes were determined and possible functional relevance between haplotypes were characterized. 265 AD patients, of whom 142 suffer from severe AD (SCORAD>40), and 265 age- and gender-matched healthy controls were genotyped for the common VDR gene polymorphisms fokI (rs2228570), bsmI (rs1544410), apaI (rs7975232), and taqI (rs731236). Monocytes of healthy donors with identified haplotypes GCT and AAC (n=4) were analyzed by quantitative PCR and ELISA for basal and VD-induced gene expression of VDR and its target genes and VD-induced release of TNFα and IL6. There are no significant differences in the frequencies of the considered polymorphisms between AD patients and healthy controls. Compared to patients suffering from severe AD, the bsmI A-allel, the apaI A-allel, and the taqI C-allel are overrepresented in healthy controls (p=0.009; p=0.006; p=0.007, respectively). bsmI, apaI and taqI are in a high linkage disequilibrium (D’≥0.98). The AAC-haplotype is more frequent in controls compared to AD patients (p=0.03) and compared to patients with severe AD (p=0.016). Whereas, the GCT-haplotype is overrepresented in severe AD patients compared to controls (p=0.005) and compared to patients with mild or moderate AD (p=0.011). Molecular analyses indicate no significant differences in basal gene expression and short-term VDR activation between GCT and AAC hapolotype carriers. VDR polymorphisms and their haplotypes occur with significant different frequency in AD patients compared to healthy controls indicating an effect on AD and disease severity.