Häufigkeit von Genpolymorphismen im Vitamin D-Signalweg bei Patienten mit atopischer Dermatitis

Abstract

Die atopische Dermatitis (AD) ist eine chronisch entzündliche Hauterkrankung, die polygen und multifaktoriell bedingt ist. Unter anderem wird der Einfluss von Vitamin D (VD), das immunmodulatorische Wirkungen vermittelt, auf die Prävalenz und Ausprägung der AD kontrovers diskutiert. Genetische Untersuchungen zeigen, dass bestimmte Vitamin D-Rezeptor-Varianten gehäuft bei schwerer AD vorkommen. Der Zusammenhang von Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs) in Schlüsselgenen des Vitamin D Stoffwechsels, wie Cyp27b1 (Synthese) und Cyp24a1 (Katalyse), und der AD bei Erwachsenen ist bislang unzureichend erforscht. Ziel dieser Arbeit war es, die Häufigkeit von Cyp27b1- und Cyp24a1-Genpolymorphismen in Verbindung zur AD zu untersuchen. Dazu wurden 281 Patienten mit atopischer Dermatitis (126 mit milder AD, SCOARD 9-40; 155 mit schwerer AD, SCORAD > 40) und eine hautgesunde alters- und geschlechtsadaptierte Kontrollgruppe von 278 Personen rekrutiert. Die Genotypen wurden mittels quantitativer Real-time-PCR bestimmt und anschließend eine in silico Haplotypanalyse durchgeführt. Zusätzlich wurde in Subgruppen von 98 AD-Patienten und 45 gesunden Kontrollen die Serumkonzentration von 25-Hydroxycholecalciferol- und Osteocalcin mittels ELISA bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass eine identische Verteilung der Genotypen für die vier Cyp27b1-SNPs und dem Cyp24a1-SNP rs2296241 zwischen AD- und Kontrollgruppe vorliegt. Die Cyp24a1-Genvariante rs2248359C und der Cyp24a1-Haplotyp rs2248359C/rs2296241A traten gehäuft bei Patienten mit schwerer AD im Vergleich zu der Kontrollgruppe auf. Darüber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass die genetische Kopplung der Cyp27b1-SNPs sehr eng und die der Cyp24a1-SNPs schwächer ist. Die Serumparameter 25-Hydroxycholecalciferol (25(OH)D) und Osteocalcin wiesen keine Korrelationen mit den untersuchten SNPs auf. Diese Untersuchung identifiziert das C-Allel des Cyp24b1-SNPs rs2248359 als Risikoallel für die schwere AD bei Erwachsenen. Die vorliegenden Daten zeigen, dass der Vitamin D-Metabolismus möglicherweise für die Pathophysiologie der schweren atopischen Dermatitis zu bedenken ist. Über welchen Pathomechanismus dieser SNP den VD-Katabolismus im Detail beeinflusst, muss in nachfolgenden Analysen geklärt werden.

Atopic Dermatitis (AD) is a chronic inflammatory skin disease which is influenced by a number of different genes and environmental factors. The relationship between vitamin D and the prevalence as well as the severity of AD is already controversially discussed. Previous genetic studies have shown an association of a defined vitamin D receptor haplotype with severity of AD. Polymorphisms in vitamin D metabolism genes like Cyp27b1 (synthesis) and Cyp24a1 (catalysis) have not been studied in adults with AD yet. Our aim was to investigate the frequency of Cyp27b1 and Cyp24a1 gene polymorphisms in patients with AD. 281 patients with AD [n = 126 mild/moderate AD, Scoring AD index (SCORAD) 9-40; n = 155 severe AD, SCORAD > 40] and 278 healthy, unrelated individuals, matched for age and gender before analysis, were recruited. We genotyped six single-nucleotide polymorphism (SNP) frequencies by RT-PCR with subsequent melting curve analysis. The haplotype sequences were analyzed in silico. 25-hydroxycholecalciferol (25(OH)D) and osteocalcin serum concentration were measured in 98 individuals with AD and 45 healthy controls by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). We found comparable frequencies of Cyp27b1-SNPs and Cyp24a1-SNP rs2296241 between the AD and the control group. A significant overrepresented major allele C of the Cyp24a1 gene polymorphism rs2248359 and Cyp24a1 haplotype rs2248359C/rs2296241A were identified in patients with severe AD compared to healthy controls. Additionally, Cyp27b1-haplotypes were tightly genetically linked as well as Cyp24a1 gene polymorphisms were in average to high linkage disequilibrium. However, 25(OH)D and osteocalcin levels were not correlated with allelic variants of the investigated vitamin D gene polymorphisms. Our investigation identifies the C-allele of Cyp24a1 gene polymorphism rs2248359 as a risk allele for severe AD in adults. The present data suggest that the vitamin D metabolism might be relevant for the pathogenesis of severe AD in adults. To date it remains unclear by which pathomechanism this SNP influences the VD- catabolism in detail. This needs to be studied more closely in future studies.