On hyvin todennäköistä, että jokainen ihminen

Transkriptio

1 Äyräpään luento 2005 KIMMO KONTULA On hyvin todennäköistä, että jokainen ihminen sairastuu elämänsä aikana johonkin sydän- ja verisuonitaudeista, ja monet ihmiset myös kuolevat johonkin niistä. Geenit määräävät merkittävällä tavalla alttiutta näihin sairauksiin, mutta vain tuiki harvoin yksittäinen huono geeni selittää kokonaan sydäntaudin tai sydänkuoleman. Fenotyypin ilmaantuminen ei yksigeenisissäkään sairauksissa ole vääjäämätöntä, sillä luonto ja kohtalo oikuttelevat: ihminen saattaa tietämättään kantaa koko pitkän elämänsä ajan samaa geeniä, joka toiselle ihmiselle aiheuttaa äkkikuoleman nuorella iällä. Silti geeniä oireetta kantavan lapsi voi olla suuressa vaarassa. Yleensä sydänsairauden selittää useiden geenien, ympäristön, elämäntapojen ja suuren sattuman summa. Näitä monitekijäisiä sairauksia ovat esimerkiksi sepelvaltimotauti ja verenpainetauti, ja näissä»positiivinen sukuanamneesi» voi antaa arvokkaan vihjeen, mutta useimmiten oikeastaan vain silloin, kun lähisukulainen on sairastunut tautiin nuorella iällä. Suomalaiset kantavat hyvin samanlaisia sydäntautigeenejä kuin muutkin kansat, eikä minkään tähän ryhmään kuuluvan periytyvän taudin esiintyvyyden ole otaksuttu poikkeavan olennaisesti sen taajuudesta muissa väestöissä. Toisaalta suomalainen tautiperintö, jota meillä ovat ansiokkaasti tutkineet Harri Nevanlinna, Reijo Norio, Jaakko Perheentupa, Albert de la Chapelle, Leena Palotie, Juha Kere ja monet muut, viestittää siitä, että suomalaiset kantavat eräitä muille kansoille outoja geenejä ja ovat sattumien vuoksi jääneet ilman joitakin muita harmillisia geenejä. Miksei meillä siis olisi juuri meille ominaisia sydäntautigeenejä? Palattuani v puolentoista vuoden opiskelumatkalta Yhdysvalloista kiinnostuin mahdollisista suomalaisten sydäntautien taustalla olevista geeneistä ja geenivirheistä. Jo kaksi vuosikymmentä jatkunutta tutkimusta ovat ohjanneet kosketukset omiin potilaisiin, joskus taas yllättävät havainnot ja löydökset, joskus järkeily ja joskus tunneperäinen intuitio mutta aina sitä ovat pökkineet eteenpäin lahjakkaat ja innostuneet nuoret tutkijat sekä suomalaiselle geenitutkimukselle suopea ilmapiiri. Kesti tosin kotvan, ennen kuin»vaaralliset geenikoettimet» saavuttivat salonkikelpoisuuden sairaalamaailmassa, ja muistan kliiniseen geenitutkimukseen liitetyn oikeastaan koko 1980-luvun ajan uhkakuvia, jotka olivat perusteettomia ja jotka eivät palvelleet sinänsä tervetullutta geenitutkimuksen eettistä pohdiskelua. Familiaalinen hyperkolesterolemia ja suomalaiset kolesteroligeenit»low-density»-lipoproteiinin reseptori (LDLreseptori) on solukalvon läpäisevä makromolekyyli, joka välittää kolesteroliestereitä sisältävien LDL-hiukkasten pääsyn solun sisään. Itse asiassa maksan LDL-reseptorien toiminta muodostaa lähes ainoan mekanismin, jolla ylimäärä kolesterolista erittyy (sapen ja ulosteen kautta) kehon ulkopuolelle. LDL-reseptorin geenivirheet aiheuttavat familiaalisen hyperkolesterolemian (FH), jonka molekulaarisen patogeneesin selvit- Reijo Vihkon esittelykirjoitus»kimmo Kontula 37. Matti Äyräpään luennon pitäjä» s Duodecim 2005;121:

2 täjät Michael S. Brown ja Joseph L. Goldstein saivat Nobelin palkinnon vuonna 1986 (Brown ja Goldstein 1986). Osa ansiosta lankeaa heidän laboratoriossaan työskennelleelle professori Petri Kovaselle, joka puolestaan vastaanotti Matti Äyräpään palkinnon vuonna Kiinnostuimme 1980-luvun puolivälissä FH:sta ja erityisesti siihen liittyvistä genotyyppi-fenotyyppisuhteista. Lähtökohtamme olivat osin naiivin uteliaat ja osin mekanistis-molekulaariset: Voisiko FH kenties sen tavallista lievemmät muodot osittain selittää suomalaista sepelvaltimotautiepidemiaa? Onko meillä omaa»kolesteroligeeniämme»? Nykyään Suomessa arvioidaan olevan FH-potilasta, ja heidän veren kolesterolipitoisuutensa ilman hoitoa on keskimäärin 11 mmol/l.»suomalainen FH» on tuskin muun maailman tautia kummallisempi, mutta oma geenikirjomme on mielenkiintoinen. Sitä ovat selvittäneet väitöskirjaoppilaani Katriina Aalto-Setälä, Ulla-Maija Koivisto ja Alpo Vuorio. Yleensä eri väestöissä kukin FH-suku kantaa sille tyypillistä mutaatiota, eli sairaus on varsin heterogeeninen DNAtasolla. Meillä seitsemän LDL-reseptorigeenin valtamutaatiota kattaa yli 90 % FH:n tunnetus- Normaali FH-Helsinki FH-Pohjois-Karjala FH-Turku FH-Pori Lievät FH-mutaatiot FH-Pogosta FH-Espoo FH-Keuruu FH-Pro84Ser KUVA 1. Esimerkkejä suomalaistyyppisistä LDL-reseptorigeenin mutaatioista ja niitä vastaavien reseptoriproteiinien rakenteista kaavamaisesti esitettynä (poikkeava kohta merkitty punaisella). Normaali LDL-reseptori sijaitsee solun ulkokalvossa. Sen silmukoituva ja LDL-hiukkasia sitova aminoterminaalinen osa suuntautuu solukalvon ulkopuolelle. FH-Helsinki, FH-Pohjois-Karjala, FH-Turku, FH-Pori ja FH-Pogosta selittävät valtaosan familiaalisen hyperkolesterolemian molekyyligenetiikasta maassamme. Kuvan muut mutaatiot ovat esiintyneet yksittäisissä suvuissa ja liittyneet lievään hyperkolesterolemiaan K. Kontula

3 ta suomalaisesta mutaatiokirjosta (Aalto-Setälä ym ja 1989, Koivisto U-M ym ja 1995, Vuorio ym. 2001). Nämä mutaatiot ovat FH-Helsinki, FH-Pohjois-Karjala, FH-Turku, FH-Pori, FH-Pogosta, FH-11 ja FH-12 (kuva 1). Näistä ilmeisistä»perustajageeneistä» FH-Helsinki-geeni esiintyy noin 40 %:lla ja FH-Pohjois- Karjala-geeni noin 30 %:lla suomalaisista FHpotilaista. Muut mutaatiot ovat harvinaisempia. Tiedossamme on vain satunnaisia ilmoituksia suomalaistyyppisten FH-geenien esiintymisestä maamme rajojen ulkopuolella, lähinnä Norjassa, Ruotsissa ja Pietarin seudulla, ja selityksenä on ollut siirtolaisuus Suomesta. FH-Pohjois-Karjala on yleisin mutaatiotyyppi Itä-Suomessa ja FH-Helsinki Pohjois-Suomessa, kun taas Länsi-Suomessa FH-Turku ja FH-Pori kattavat noin puolet tautitapauksista (kuva 2). FH-Hki FH-NK FH-Turku FH-Pori FH-Pogosta Muut mutaatiot 26 % n = % n = 84 Pohjois- Suomi 11 % 63 % 4 % 20 % 55 % n = % 2 %10 % 31 % n = % Länsi- Suomi Etelä- Suomi Keski- Suomi Itä- Suomi Pohjois- Karjala n = 25 8 % 84 % 32 % 5 % 19 % 12 % 27 % n = % 2 % 2 % 5 % 43 % 21 % KUVA 2. Viiden tavallisimman LDL-reseptorimutaation suhteelliset esiintyvyydet maamme eri osissa tutkittujen FH-potilaiden aineistoissa. FH-Helsinki on tavallisin geenivirhe koko maassamme, ja sen suhteellinen osuus on erityisen suuri Pohjois-Suomessa. FH-Pohjois-Karjala (FH-NK) on vallitseva geenivirhe Itä-Suomessa. FH-Turku-mutaatiota esiintyy jonkin verran Länsi-Suomessa, mutta muualla se on suhteellisen harvinainen. 2667

4 FH-Helsinki-mutaation alkuperää ja ajankohtaa on mahdotonta päätellä varmasti, mutta FH- Pohjois-Karjala-mutaation esiintyvyysalue antaa aiheen olettaa, että kyseinen mutaatio on syntynyt uudella ajalla ja nimenomaan Itä-Suomessa. Alpo Vuorio, Hannu Turtola ja sukututkija Kari-Matti Piilahti tekivät mielenkiintoisen aikamatkan menneisiin sukupolviin käyttämällä hyväksi vanhoja suomalaisia kirkonkirjoja ja verotusasiakirjoja. He lähtivät liikkeelle 14:stä FH-Pohjois-Karjala-mutaatiota kantavasta FHlähdökistä, joiden ei tiedetty olevan sukua toisilleen (Vuorio ym. 1997c). Ja niin kävi, että näille lähdökeille löytyi yhteinen esi-isä ja esiäiti. Tämä pariskunta eli 1600-luvun lopulla Puson kylässä, ja on mahdollista, että nimenomaan jommankumman sukupuolirauhasissa kyseinen geenivirhe on kehittynyt ensimmäisen kerran (kuva 3). Perustajaparin koti sijaitsi nykyisen Polvijärven ja Juuan kunnan rajamailla, ja on mielenkiintoista, että nykyään nämä kunnat vastaavat suomalaisen FH-taudin»kuumaa pistettä»: yksi 150:stä näiden kuntien asukkaista on FH-Pohjois-Karjala-geeniä kantava hyperkolesterolemiapotilas. Jättimäisen sukupuun tarkastelu osoitti myös, että FH-potilaiden elinikä on ollut seitsemän vuotta lyhyempi kuin heidän puolisoidensa elämänkaari (Vuorio ym. 1997c). Myös kanadanranskalaisilta ja Etelä-Afrikan valkoisilta on löytynyt näille väestöille tyypillisiä LDL-reseptorigeenin perustamutaatioita. Olisiko mahdollista, ettei FH menneinä aikoina ollutkaan elinikää lyhentävä sairaus Suomessa tai muilla karuilla seuduilla, joilla elossa pysyminen vaikeina aikoina on saattanut vaatia kyvyn säästää kolesterolia, elämälle välttämätöntä solukalvojen rakennusainetta ja steroidihormonien esiastetta? Äskettäin julkaistujen hollantilaisten tutkimusten mukaan FH onkin ehkä lisännyt kuolleisuutta vasta 1900-luvulla; viime vuosikymmeninä kuolleisuus on taas alkanut vähetä (Sijbrands ym. 2001). Suomalaistyyppiset FH-geenit viestittävät paljon myös LDL-reseptorin ja sitä koodittavan geenin toiminnasta. Näitä genotyyppi-fenotyyppisuhteita tutkimme yhteistyössä professori Petri Kovasen työryhmän kanssa. FH-Helsinki-mutaatio turmelee reseptorin karboksiterminaalisen solukalvoon ankkuroituvan osan (kuva 1). Tällainen reseptori kykenee jossain määrin I Synt Synt II III IV V VI VII VIII IX X XI DNA-tutkimuksella varmistettu FH-heterotsygootti Homotsygootti Sukututkimuksen lähdökki Sukupuun perusteella päätelty FH-heterotsygootti KUVA 3. FH-Pohjois-Karjala-mutaation alkuperä ja periytyminen yhdentoista sukupolven ajalta (Vuorio ym. 1997c). Sukupolvessa IX esiintynyt kymmenvuotiaana äkillisesti kuollut tyttö oli ruumiinavaustietojen perusteella mitä ilmeisin homotsygoottinen FH-potilas. Luvut kuvioiden alapuolella ilmaisevat eliniän vuosina K. Kontula

5 sitomaan LDL-hiukkasia muttei kuljettamaan niitä solun sisälle, eli kyseinen fenotyyppi on ns. internalisaatiohäiriö (Aalto-Setälä ym. 1989). FH-Pohjois-Karjala-mutaatio aiheuttaa lähetti- RNA:n lukukehyksen muutoksen ja reseptorin proteiinirakenteen synnyn pysähtymisen puolitiehen; tällainen fenotyyppi vastaa»nollatilaa» (Koivisto U-M ym. 1992). FH-Turku-mutaatio on tyypiltään kenties mielenkiintoisin kaikista, sillä tämä aminohapon 823 pistemutaatio näytti osuvan reseptorin hännässä olevan tärkeän signaalijakson kohdalle (Koivisto ym. 1995). Ulla-Maija Koivisto osoittikin tämän jälkeen itsenäisenä tohtoritutkijana Yalen yliopistossa, että FH-Turku hävittää reseptorin eräänlaisen osoitelapun, joka on tarpeen maksasolussa juuri syntyneen uuden reseptorin lähettämiseksi oikeaan kohteeseensa eli solun sille pinnalle, jota maksalaskimojärjestelmän pienet sinusoidit huuhtelevat ja jonka läpi LDL-hiukkaset pääsevät normaalisti toimivien LDL-reseptorien välityksellä solun sisään (Koivisto ym. 2001). Ulla-Maija Koivisto löysi myös ensimmäisen LDL-reseptorigeenin promoottorin eli säätelyalueen mutaation, jonka seurausten todettiin johtavan potilaalla FH:n fenotyyppiin. Samalla kuvasimme silloin vielä aiemmin tuntemattoman perinnöllisen dyslipidemian syntytavan. Mitättömältä vaikuttava pistemutaatio muutama kymmenen emäsparia reseptorigeenin transkription aloituskohdasta»ylävirtaan» estää transkriptiotekijä Sp1:n sitoutumisen vaste-emäsjaksoonsa, mikä sammuttaa LDL-reseptorigeenin kopioinnin lähetti-rna:ksi (ja tämän kautta valmiiksi proteiiniksi) lähes tyystin (Koivisto ym. 1994). Hyperkolesterolemian geenitutkimuksemme osoittivat edelleen, että LDL-reseptorin geenivirheiden ei suinkaan tarvitse noudattaa»kaikki tai ei mitään» -sääntöä vaan että myös lieviä geenivirheitä esiintyy väestössä. FH-Espoomutaatio leikkaa reseptorista sen lukukehyksen säilyttäen 57 aminohappoa siten, että reseptorin varresta puuttuu siihen normaalisti liittyviä hiilihydraattirakenteita (Koivisto U-M ym. 1993). Oli kiintoisaa havaita, että mutantin reseptorin toiminta oli soluviljelykokeiden perusteella vain puolittain viallinen ja että suuren suvun FH-Espoo-geenivirhettä kantavilla jäsenillä seerumin kolesterolipitoisuus oli niukemmin suurentunut kuin»huonon» FH-Helsinki-mutaation kantajilla (Koivisto P ym. 1993). Myös FH-Keuruumutaatio ja FH-Pro84Ser-mutaatio osoittautuivat tällaisiksi lieviksi FH-geeneiksi (Koivisto ym. 1997, Vuorio ym. 1997a). Vastoin toiveitamme»perinnöllinen kohtalainen hyperkolesterolemia» ei osoittautunut»tavallisen» suomalaisen hyperkolesterolemian selitykseksi, sillä nämä kolme lievää geenivirhettä esiintyivät vain yksittäisissä suvuissa. Syystä tai toisesta tilanne on ainakin toistaiseksi osoittautunut samanlaiseksi muuallakin maailmassa (ks. Vuorio ym. 2001). FH:n geenitutkimukset sekä meillä että muualla ovat antaneet uusia tietoja seerumin kolesterolipitoisuuden geneettisestä säätelystä: usein harvinainen poikkeavuus antaa arvokkaita vihjeitä myös solun normaalien viestintäreittien toiminnasta. Suomalaisten perustajageenien ansiosta omat geenitutkimuksemme ovat tuoneet myös hyödyllisen apuvälineen FH-taudin diagnostiikkaan (Koivisto U-M ym. 1993). Melko yksinkertainen PCR-tekniikkaan (polymeraasiketjureaktio) perustuva DNA-menetelmä varmistaa FH:n diagnoosin, joskaan negatiivinen tulos ei sulje täysin pois tautia. Havaitsimme testistä olevan erityistä hyötyä lasten FH-taudin toteamisessa (Vuorio 1997b), mutta DNA-menetelmä parantaa aikuistenkin diagnostiikan osuvuutta (Koivisto P ym. 1992) ja on antanut myös hyvän apuvälineen FH:n epidemiologiaa koskeviin tutkimuksiin (Vuorio ym. 1997c, Kontula ym. 1999). Hoitamattomana FH on tärkeä ennenaikaisen sepelvaltimotaudin ja sydänkuoleman syy. DNA-diagnostiikkaa hyväksi käyttäen pystyimmekin osoittamaan, että FH on syynä noin 9 %:iin alle 45-vuotiaiden sepelvaltimokohtauksista Pohjois-Karjalan alueella (Koivisto U-M ym. 1993). Havaitsimme niin ikään, että FH on ainakin osasyynä 3 5 %:ssa alle 50-vuotiaiden sepelvaltimoperäisistä äkkikuolemista (Vuorio ym. 1999). Varhainen ja täsmällinen diagnostiikka on tärkeää, koska uusien lääkehoitojen erityisesti kolesterolisynteesin estäjien statiinien ja kolesterolin imeytymisen salpaajan etsetimibin käyttöönoton myötä FH:n ennuste lienee saatu lähes muun väestön tasolle. Tosin tämän seikan todistaminen satunnaistetulla klii- 2669

6 nisellä tutkimuksella on eettisistä syistä jo mahdotonta, ja vakuuttavaa historiallista seurantatietoa on saatavissa vasta vuosien kuluttua. FH:ta muistuttava taudinkuva voi johtua myös harvinaisesta LDL-reseptorin ligandin eli apolipoproteiini B:n mutaatiosta (Soria ym. 1989), mutta tätä FH-tyyppiä ei ole tavattu Suomessa. Hyvin harvinainen periytyvä hyperkolesterolemia johtuu kromosomissa 1 sijaitsevan PCSK9-geenin poikkeamista (Abifadel ym. 2003), ja myös kromosomissa 1 sijaitsevan ARH-geenin mutaatioiden on havaittu voivan aiheuttaa hyperkolesterolemiaa (Garcia ym. 2001). Suomalaisia koskevat tutkimustulokset puuttuvat kuitenkin toistaiseksi molempien osalta. Familiaalinen kombinoitunut hyperlipidemia (FKH) on ilmeisesti FH:takin tavallisempi perinnöllinen dyslipidemia, ja tämän häiriön esiintyvyys varhain alkavassa sepelvaltimotaudissa voi olla jopa %. Sekä seerumin kolesteroli- että triglyseridipitoisuus ovat suurentuneet, joko erikseen tai yhdessä saman suvun jäsenillä. Äskettäin Leena Palotien johtama tutkimusryhmä paikansi ainakin yhden FKH-lokuksen kromosomiin 1 ja osoitti, että tauti on yhteydessä transkriptiotekijän USF1 geneettiseen muunteluun (Pajukanta ym. 2004). Taudin molekulaarinen patogeneesi ei kuitenkaan ole vielä tarkoin tiedossa. Geenit ja seerumin pieni HDL-kolesterolipitoisuus Seerumin pieni HDL-pitoisuus on sepelvaltimotaudin merkittävä ja itsenäinen vaaratekijä. Geenit vaikuttanevat seerumin HDL-hiukkasten määrään vieläkin enemmän kuin LDL:n määrään, mutta yksittäistä ja väestössä yleisiä»matalan HDL:n geenejä» ei kuitenkaan ole löytynyt eri väestöistä. Tuoreen tutkimuksen mukaan eräiden lipidiaineenvaihdunnan säätelijägeenien variantit vaikuttavat Pohjois-Amerikan väestössä merkitsevästi seerumin HDL-kolesterolipitoisuuksiin. Näistä geeneistä tärkeimmät ovat ATP:tä sitovan kuljettajaproteiini A1:n (ABCA1), apolipoproteiini A-I:n ja lesitiini-kolesteroliasyylitransferaasin (LCAT) geenit. Niiden muutoksia havaittiin esiintyvän 16 %:lla niistä ihmisistä, joiden seerumin HDL-kolesterolipitoisuus oli pieni (Cohen ym. 2004). Yleensä kukin variantin kantaja kantoi hänelle ominaista ja siten harvinaista geenimuutosta. Suomessa nämäkin asiat ovat hieman toisin. Oman oppilaani Helena Miettisen väitöskirjatyö osoitti, että suomalaisilla spesifinen LCAT-geenin mutaatio Gly230Arg eli LCAT Fin aiheuttaa 5 % tapauksista, joissa esiintyy seerumin hyvin pieni HDL-kolesterolipitoisuus (alle 0,7 mmol/l) (Miettinen ym. 1998). Mutanttia geeniä vastaavan LCAT-entsyymin aktiivisuus on vähentynyt vain 25 %:iin normaalista, ja tämä selittää häiriön synnyn: HDL-hiukkasten sisältämät kolesterolimolekyylit esteröityvät puutteellisesti, mikä vaikuttanee myös haitallisesti kolesterolin»käänteiskuljetukseen» ääreiskudoksista maksaan. LCAT Fin -geenin kantajien mahdollinen alttius sairastua varhaiseen sepelvaltimotautiin on kuitenkin vielä selvittämättä. Arvioimme Suomessa olevan ainakin LCAT Fin -mutaation kantajaa, mutta todellinen määrä saattaa olla suurempikin. Muut tutkimamme LCAT- ja apolipoproteiini A-I-geenien mutaatiot lienevät vain harvinaisia»matalan HDL-kolesterolin» geenejä maassamme (Miettinen ym. 1995, 1997). Suomalaisia verenpainegeenejä etsimässä Kohonnut verenpaine on todellinen kansantauti: Kansaneläkelaitoksen tilastojen mukaan sitä sairastaa jo noin puoli miljoonaa suomalaista, ja hypertension esiintyvyys näyttää suurenevan kaiken aikaa. Kohonnut verenpaine altistaa aivoverenkierron häiriöille, sydäninfarktille sekä sydämen ja munuaisten vajaatoiminnalle. Geenit vaikuttavat merkittävällä tavalla sekä verenpaineen yksilöidenväliseen vaihteluun että alt tiuteen sairastua hypertensioon (ks. Kontula ym. 2000). Ihmisen verenpainegeenien löytämiseksi on käytetty pääasiallisesti kolmea eri strategiaa. Ensimmäisen tutkimuslinjan ovat muodostaneet geneettiset assosiaatiotutkimukset, joissa on loogisen päättelyn perusteella valittu kohonneen verenpaineen ehdokasgeenejä ja tämän jälkeen tutkittu näiden geenien muuntelua kohonnutta verenpainetta sairastavilla ja sitä sairastamatto K. Kontula

7 milla ihmisillä. Tieteellinen kirjallisuus sisältää satoja ellei peräti tuhansia assosiaatiotutkimuksia, joiden saalis on jäänyt näennäisestä runsaudestaan huolimatta hankalaselkoiseksi ja ristiriitaiseksi. Toiseksi on pyritty ennakkoluulottomasti löytämään kromosomien geenipaikkoja ja tämän kautta itse geenejä suorittamalla koko perimän kattavia systemaattisia seulontoja hypertensiota potevissa sisaruspareissa ja suurissa perheissä. Anti näistäkin on jäänyt yllättävän niukaksi, ja lähes jokaisen kromosomin alueelta on löytynyt hypertensioon jossain määrin kytkeytyviä geenilokuksia. Kolmas strategia on lähteä liikkeelle tunnetuista yksigeenisistä hypertensiosyndroomista, joita tunnetaan puolisen tusinaa ja jotka kaikki aiheutuvat jonkin reniini-aldosteronijärjestelmän säätelijägeenin mutaatioista (Lifton ym. 2001). Oma tutkimusryhmämme on soveltuvin osin pyrkinyt käyttämään hyväksi kaikkia edellä mainittuja menettelytapoja. Kiintoisimmat havainnot ovat syntyneet koko perimän kattavasta hausta, jonka suoritimme yhteistyössä Leena Palotien ryhmän kanssa ja joka paljasti hypertensioon kytkeytyviä geenilokuksia kromosomeista 1, 2, 3, 22 ja X (Perola ym. 2000). Kromosomin 3 geenialue sisältää tyypin 1 angiotensiinireseptoria koodittavan geenin, ja havaitsimme tämän geenin spesifisen A1166C-nukleotidimuutoksen kytkeytyvän sekä ei-identtisten kaksosparien kohonneeseen verenpaineeseen että samaan tautiin erillisessä tapaus-verrokkiaineistossa (Kainulainen ym. 1999). A1166C-polymorfismi sijaitsee angiotensiinireseptorin lähetti-rna:n loppujakson koodittamattomalla alueella. Niinpä on loogista tutkia tämän rakennemuutoksen vaikutusta angiotensiinireseptorin lähetti-rna:n toimintaan. Alustavat havainnot viittaavatkin siihen, että kyseisellä mutaatiolla on toiminnallisia vaikutuksia (Lehtonen ym., julkaisemattomia havaintoja). Epiteliaalinen natriumkanava (ENaC) säätelee keskeisellä tavalla natriumin reabsorptiota munuaisissa sekä tämän kautta solunulkoisen nesteen tilavuutta ja systeemistä verenpainetta. Kaikki tunnetut hypertension yksigeenisesti periytyvät muodot johtuvat ENaC:n kautta tapahtuvasta natriumin lisääntyneestä reabsorptiosta joko ENaC:n toiminnan tai sen säätelyn muutosten välityksellä. Parhaiten tunnettu monogeeninen hypertensiotyyppi on Liddlen syndrooma, joka aiheutuu ENaC:n kahden alayksikön (βenac ja γenac)»gain of function» -mutaa tioista (Lifton ym. 2001). Suurentunut ENaC-aktiivisuus aiheuttaa natriumin kertymistä kehoon ja varhain kehittyvän hypertension. Potilailla on hypokalemia, ja heidän reniini-aldosteronijärjestelmänsä aktiivisuus on vaimentunut. Liddlen oireyhtymää pidetään harvinaisena, mutta koska oireyhtymän fenotyypin penetranssi on vaihteleva, tauti voi olla otaksuttua tavallisempi. Ryhmämme tohtoritutkijat Timo Hiltunen ja Kirsi Piippo identifioivat useita βenac- ja γenac-mutaatioita, jotka aiheuttavat monogeenisen Liddlen oireyhtymän (Hiltunen ym. 2002, Piippo ym., julkaisemattomia havaintoja). Vielä tärkeämpi löydös olivat kuitenkin kolme ENaCvarianttia, joiden esiintyvyys hypertensiivisillä ihmisillä on 9 % ja terveillä suomalaisilla vain 3 % (Hannila-Handelberg ym. 2005) (kuva 4). NH 2 βenac COOH i12 17CT G589S NH 2 γenac V546I COOH G589S i12 17CT V546I Verenpainepotilaat 2,3 % 4,6 % 2,3 % Matalaverenpaineiset 1,1 % 1,1 % 0,6 % Verenluovuttajat 1,0 % 1,0 % 1,0 % KUVA 4. Suomalaisilla tavatut harvinaiset βenac- ja γenacvariantit ja niiden esiintyvyydet (%) 347 verenpainepotilaalla, 170 matalaverenpaineisella miehellä ja 292 verenluovuttajalla. βenac ja γenac sijaitsevat munuaisten tiehytsolujen kalvossa siten, että niiden amino- ja karboksiterminaaliset osat suuntautuvat solun sisään ja keskiosa (kuvassa silmukaksi piirretty) suuntautuu munuaistiehyttä kohti. Erityisesti jälkimmäinen (kuvassa oikeanpuoleinen) solukalvon läpäisevä osa on merkittävä natrium ionien kuljetuksen kannalta. 2671

8 Varianttien esiintymisen havaittiin olevan yhteydessä plasman reniinipitoisuuden ja potilaiden kaliumhukan suhteeseen tavalla, joka viittasi potilaiden lievästi suurentuneeseen ENaCaktiivisuuteen (Hannila-Handelberg ym. 2005). On siksi mahdollista, että Suomessa pienehköön reniiniaktiivisuuteen liittyvä hypertensio johtuu odotettua useammin munuaisten lisääntyneestä natriumin reabsorptiosta, johon liittyy perinnöllinen alttius. Alustavat tutkimuksemme viittaavat myös siihen mahdollisuuteen, että lakritsin tai salmiakin käyttöön liittyvän poikkeavan verenpainereaktion selitykseksi tarjoutuu tavallista useammin ENaC-variantin kantajuus (Miettinen ym., julkaisemattomia havaintoja). On houkuttelevaa spekuloida, että kehon suolan säästäminen on joskus edistänyt pohjoisilla alueilla eloon jäämistä mutta on sittemmin ravinnon säilytystekniikoiden kehityttyä muuttunut haitaksi. Amiloridi ja triamtereeni ovat ENaC-kanavan salpaajia, jotka tosin joutuvat kilpailemaan natriumionien kanssa kanavan aukolla. Siksi tällainen lääke tehoaa hyvin ainoastaan, jos potilas muistaa rajoittaa natriumkloridin saantia. Nyt tulee olemaan tärkeää tutkia, olisiko amiloridi erityisen tehokas, paitsi Liddle-potilaiden myös heitä lukuisampien yleisiä ENaC-variantteja kantavien verenpainepotilaiden hoidossa. Vakavat perinnölliset rytmihäiriösairaudet Suomen kartalla Perinnölliset sydämen rytmihäiriösairaudet ovat yksittäisinä harvinaisia, mutta kokonaisuutena ne ovat nuoren ihmisten äkkikuoleman merkittävä syyryhmä. Tärkeimpiä ja parhaiten tunnettuja tähän tautiryhmään kuuluvia sairauksia ovat pitkä QT -oireyhtymä (LQTS), lyhyt QT -oireyhtymä, Brugadan oireyhtymä, arytmogeeninen oikean kammion dysplasia (ARVD), perinnöllinen (katekoliaminerginen) monimuotoinen kammiotiheälyöntisyys (FPVT, CPVT), perinnöllinen Wolff Parkinson Whiten oireyhtymä ja perinnöllinen sydämen eteis-kammiojohtumisen häiriö (katsaus: Shah ym. 2005). Kaikille ominaisia piirteitä ovat sydämen tiheälyöntisyyskohtaukset, jotka usein ilmaantuvat fyysisen rasituksen seurauksena ja johtavat tajunnan menetykseen. Pahimmassa tapauksessa kohtaus johtaa äkkikuolemaan, ja on traagista, että äkkikuolema voi olla taudin ensimmäinen oire. LQTS:n elektrofysiologisia ilmentymiä ovat sydämen aktiopotentiaalin pidentynyt kesto ja viivästynyt repolarisaatio, jotka ilmenevät EKG:ssä pidentyneenä QT-aikana ja T-aallon muutoksina. Pelätyin komplikaatio on ns. kääntyvien kärkien tiheälyöntisyyskohtaus (torsades de pointes), joka tyypillisesti aiheuttaa tajunnan äkillisen ja ohimenevän hämärtymisen mutta voi pahimmassa tapauksessa johtaa kuolemaan (Swan 1998). Perinnöllinen LQTS on autosomissa vallitsevasti (harvoin peittyvästi) periytyvä ionikanavasairaus, jonka voivat aiheuttaa ainakin seitsemän eri geenin mutaatiot. Nämä geenit koodittavat sydänlihassolujen kaliumkanavia (KCNQ1, KCNH2 eli HERG, KCNE1 eli MinK, KCNE2 eli MiRP1, KCNJ2), natriumkanavaa (SCN5A) tai erästä tukiproteiinia (ankyriini B). Pidentynyt QT-aika voi määrätapauksissa johtua myös muista sydänsairauksista, elektrolyyttihäiriöistä tai lääkeaineiden vaikutuksista, jolloin puhutaan hankinnaisesta LQTS:stä. Yleensä LQTS:ää aiheuttava geenivirhe on sitä kantavalle perheelle ominainen ja ainutlaatuinen. Suomessa tilanne on kuitenkin toinen kuin kaikkialla muualla maailmassa. Näiden havaintojen takana ovat laboratoriomme nuoret tutkijat Kirsi Piippo (ent. Saarinen), Päivi Laitinen, Heidi Fodstad ja Kristian Paavonen. Kyseiset 1990-luvun lopulla aloittamamme tutkimukset osoittavat, että neljä eri geenivirhettä (kuva 5) aiheuttaa noin 75 % LQTS:n tunnetusta mutaatiokirjosta (Saarinen ym. 1998, Piippo ym ja 2001a, b, Laitinen ym. 2000, Fodstad ym. 2004a, b). Tilanne on siis samantapainen kuin LDL-reseptorigeenivirheiden suhteen. Neljän valtamutaation maantieteellinen jakauma on mielenkiintoinen ja viestittää niiden mahdollisesta yhteisestä alkuperästä ja syntypaikasta (kuva 6). Mutaatioiden patofysiologisen merkityksen todentamiseksi kukin valtamutaatio tuotettiin myös keinotekoisesti koeputkessa ja ilmennettiin sammakon munasoluissa tai hamsterin munasarjasoluissa. Nämä kokeet vahvistivat kaliumka K. Kontula

9 KCNQ1 D202H S277del S277L D317N T311I HERG P451L G584S G572S Y569H G601S T613M N629S S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6 Y171X NH 2 R366W R231C W248C G269S IVS7-2A>G (FinB) S547L 1685delAG, +1delG A341V 1032G>A R518X COOH G589D (Fin A) R273X R176W (FinB) 453delC 1382delA 859insgccgacg NH 2 C39X W497X 1631delAG L552S (FinA) IVS13+1G>A 3160insA COOH K897T SCN5A KCNJ2 FQ S1 S2 I239V A185T R190G NH 2 R340Q A691T Q1153H V1667I E1784K V1951L COOH T75A NH 2 COOH KUVA 5. Suomessa löydetyt pitkä QT -oireyhtymää (LQTS) aiheuttavat geenivirheet. KCNQ1, HERG ja KCNJ2 ovat solukalvon kaliumkanavia ja niitä kookkaampi SCN5A on natriumkanava. Kanavat sijaitsevat solukalvossa siten, että niiden amino- ja karboksiterminaaliset osat suuntautuvat sydänlihassolujen sisään. Neljä suomalaista valtamutaatiota (aiheuttavat noin 75 % LQTS:n tunnetusta geenikirjosta Suomessa) on merkitty punaisella tai sinisellä ja väestössä yleisenä esiintyvä HERG-kanavan polymorfismi (K897T) vihreällä. KCNQ1-FinA KCNQ1-FinB HERG-FinA HERG-FinB KUVA 6. Suomalaistyyppisten pitkä QT -oireyhtymää aiheuttavien geenimutaatioiden alueellinen jakauma (Fodstad ym. 2004b). Kukin piste vastaa tunnettujen sukujen vanhimman tunnetun mutaatiota kantavan jäsenen syntymäpaikkaa (syntymävuodet välillä ). 2673

10 navien toimintahäiriön, jonka tarkempi luonne vaihteli mutaatioittain. Suomalaisten LQTS-potilaiden geenitutkimukset paljastivat kaikkiaan 42 erilaista kalium- tai natriumkanavamutaatiota; neljää valtamutaatiota lukuun ottamatta useimmat olivat spesifisiä yksittäisille perheille. Tutkimuksemme ovat luoneet perustaa LQTS:n rutiinimaiselle DNA-diagnostiikalle Suomessa (Swan ym. 1998). Kesään 2005 mennessä pystyimme vahvistamaan molekyyligeneettisesti potilaan LQTS-diagnoosin. Olemme halunneet kuitenkin pitää diagnostiikan tieteellisenä tutkimuksena, koska tietyn mutaation kantajuus ei edelleenkään kerro kaikkea taudin kliinisistä piirteistä ja potilaan riskeistä. Vain vajaa puolet potilaista on oirehtivia, ja fenotyyppi saattaa vaihdella merkittävästi jopa saman suvun geeninkantajien joukossa. Tarvitaan siis runsaasti lisätutkimuksia, ja on mahdollista, että perinnöllinen LQTS on fenotyyppinsä vaihtelun osalta oligogeeninen sairaus: on ehkä olemassa yksi»perusgeeni», jonka aiheuttamaa häiriötä sitten muuntelee joukko»muuntelijageenejä». Näihin toistaiseksi tuntemattomiin muuntelijageeneihin kohdistuvat tutkimukset luontuvat parhaiten nimenomaan Suomessa, jossa neljän valtamutaation yleisyys tarjoaa tutkimuksen kohteiksi geneettisesti homogeenisempia potilasjoukkoja kuin muualla maailmassa. Lisäksi valtamutaatoiden esiintyminen on tarjonnut erinomaisen mahdollisuuden suorittaa LQTS:n genotyyppi-fenotyyppitutkimuksia, joissa on selvitetty QT-ajan dynamiikkaa EKG:n pitkäaikaisseurannan aikana (Viitasalo ym. 2002a, b) sekä fyysisen (Swan ym. 1999b) tai psyykkisen (Paavonen ym. 2001) kuormituksen yhteydessä. Löysimme LQTS-tutkimustemme yhteydessä myös ensimmäisen väestöissä yleisesti esiintyvän polymorfismin, jolla näyttää olevan fenotyyppisiä joskin ilmeisesti lieviä vaikutuksia sy dämen repolarisaatioon. Tämä HERG-kaliumkanavan Lys897Thr-polymorfismi on merkillisellä tavalla kaksikasvoinen: fenotyyppiset erot tulevat näkyviin erityisesti naisilla, ja vaikutus vaihtelee myös sen mukaan, tutkitaanko repolarisaatiota levossa vai fyysisen rasituksen aikana (Laitinen ym. 2000, Paavonen ym. 2003). Niinpä tämän tavallisen geenivaihtelun kliininen merkitys on toistaiseksi epäselvä, vaikka sitä on pyritty selvittämään lukuisissa tuoreissa tutkimuksissa. Vuotava ionikanava ja äkkikuolema Suomalainen kardiologitrio Heikki Swan, Lauri Toivonen ja Matti Viitasalo kiinnitti 1990-luvulla huomiota outoon perheittäin esiintyvään taudinkuvaan, jonka piirteitä ovat fyysisessä rasituksessa ilmaantuvat ja sarjoittain esiintyvät monimuotoiset kammiolisälyönnit ja johon liittyy merkittävä kuolleisuus: ilman hoitoa potilaista kolmannes näytti kuolevan äkillisesti 35 vuoden ikään mennessä (Swan ym. 1999a, 2000). He nimesivät tämän autosomissa vallitsevasti periytyvän sairauden perinnölliseksi monimuotoiseksi kammiotiheälyöntisyydeksi (FPVT), ja näytti siltä, että kirjallisuudessa aiemmin mainittu mutta puutteellisesti kuvattu katekoliaminerginen monimuotoinen kammiotiheälyöntisyys (tautikokonaisuuden lyhenteeksi on sittemmin vakiintunut CPVT) muistutti läheisesti FPVT:tä. Kummallista oli, että kaikkien tutkimusten mukaan potilaiden sydänlihas näytti kaikin puolin normaalilta. Niinpä levossa rekisteröity EKG ja sydämen kaikututkimus tuottivat normaalit löydökset, eikä sydänlihaksen mikroskooppinen tutkimus ennen kuolemaa tai sen jälkeen antanut vihiä häiriön syystä. Kirsi Piippo ja Päivi Laitinen (nyk. Forsblom) pureutuivat laboratoriossamme CPVT:n molekyyligenetiikkaan ja osoittivat ensin, että tauti kytkeytyy kromosomin 1 pitkän haaran kärkiosaan. Tämän havainnon julkaiseminen (Swan ym. 1999a) aiheutti kansainvälisen kilpajuoksun, ja oma ryhmämme löysi lopulta tautigeenin rinta rinnan italialaisten tutkijoiden kanssa (Laitinen ym. 2001, Priori ym. 2001). CPVT aiheutuu sydänlihassolujen kalsiuminvapauttajakanavan eli tyypin 2 ryanodiinireseptorin (RyR2) mutaatioista. Toistaiseksi emme ole löytäneet viitteitä suomalaisista CPVT-perustajageeneistä, vaan kussakin tutkitussa suvussa mutaatio on sille ominainen (Laitinen ym. 2003). RyR2:n osuus sydänlihassolujen ärsytys-supistuskytkennässä on aivan keskeinen (kuva 7). Yhteistyössä New Yorkissa työskentelevän Andrew Marksin 2674 K. Kontula

11 A, NA Ca2+ T camp L RyR2 Ca2+ FKBP12.6 P PKA TRD JCN Mg2+ SR CASQ2 SERCA2a Ca2+ Mitokondrio Ca2+ NCX Supistuminen / venyminen KUVA 7. Tyypin 2 ryanodiinireseptori (RyR2) ja sydänlihasolujen ärsytyssupistuskytkentä. Depolarisaatioaalto avaa solukalvon Ttubulusten (T) L-tyypin kalsiumkanavat (L), ja solukalvoon siirtyneet kalsiumionit indusoivat RyR2-kanavia päästämään suurempia kalsiummääriä sarkoplasmakalvostosta (SR) solulimaan. Osa vapautuneesta kalsiumista kulkeutuu solun ulkopuolelle ja osa mitokondrioihin, mutta tärkeä osa aktivoi sarkomeerin supistumista sääteleviä proteiineja ja käynnistää näin systolen. Diastolen aikana SERCA2a-pumppu siirtää kalsiumionien ylimäärän takaisin kalvostoon uutta»kalsiumpotkua» varten. FKBP12.6-proteiini ja magnesiumionit stabiloivat RyR2:n rakennetta ja toimintaa. RyR2:n tärkeitä säätelijöitä ovat katekoliamiinit adrenaliini (A) ja noradrenaliini (NA), jotka stimuloivat syklisen AMP:n (camp) muodostusta beeta-adrenergisten reseptorien (βar) välityksellä ja siten aktivoivat RyR2:ta fosforyloivan proteiinikinaasi A:n (PKA). Muut lyhenteet: CASQ2 = kalvoston kalsiumia sitova proteiini kalsekvestriini 2, JCN = junktiini, TRD = triadiini, NCX = natrium/kalsiumvaihtaja. Mukailtu Kontulan ym. (2005) artikkelista. tutkijaryhmän kanssa osoitimme, että potilailtamme tavatut mutaatiot johtavat»vuotaviin» RyR2-kanaviin, jotka sallivat kalsiumionien pääsyn holtittomina ryöppyinä diastolen aikana sarkoplasmakalvostosta solulimaan (kuva 7) (Lehnart ym. 2004). Tämä ilmeisesti aiheuttaa ns. varhaisten depolarisaatioaaltojen ja arytmian riskin, mikä selittänee häiriöön liittyvän äkkikuoleman vaaran. On mahdollista, että mutanttien kanavien vuodon perimmäinen syy on 2675

12 niiden puutteellinen kyky sitoa kanavaa stabiloivaa FKBP12.6-proteiinia ja magnesiumioneja (Wehrens ym. 2003, Lehnart ym. 2004), mutta tutkijoiden kesken ei toistaiseksi vallitse tämän osalta yksimielisyyttä. RyR2:n toiminnan hankinnaiset häiriöt voivat selittää paitsi CPVT:ssä esiintyvien myös tavallisempien rytmihäiriöiden syntymistä (Wehrens ym. 2005). Sydämen vajaatoiminnassa RyR2- molekyylit esiintyvät normaalia runsaammin fosforyloituneina, mikä heikentää niiden ja niitä vakauttavien FKBP12.6-molekyylien sitoutumista toisiinsa. Tässäkin tapauksessa ilmiö voi johtaa kalvostosta solulimaan suuntautuviin kalsiumryöppyihin ja rytmihäiriövaaraan. Nämä havainnot tekevät RyR2:sta varsin otollisen kohteen uudentyyppisten rytmihäiriölääkkeiden kehittelyssä. Uusi kehitteillä oleva bentsodiatsepiinijohdos JTV519 kykenee lieventämään sydämen vajaatoimintaan ja CPVT:hen (Lehnart ym. 2004) liittyvää solunsisäistä kalsiumvuotoa palauttamalla RyR2:n ja FKBP12.6:n sitoutumisen toisiinsa. Kun JTV519 näyttää Marksin työryhmän mukaan toimivan CPVT:tä potevilla poistogeenisillä koe-eläimillä ja pitävän ne hengissä (Wehrens ym. 2004), tästä on vain askel kliinisiin kokeisiin. FPVT:n hoitoon kaivattaisiinkin kipeästi uusia lääkkeitä. Koska laukaisevana tekijänä on useimmiten fyysinen rasitus ja koska sen vaikutus välittynee adrenergisesta stimulaatiosta johtuvan RyR2:n fosforylaation sekä tämän ilmeisesti pahentaman kalsiumvuodon välityksellä (kuva 7), beetasalpaajat ovat loogisia lääke-ehdokkaita. Nämä lääkeaineet hyödyttävätkin CPVT-potilaita, mutta äkkikuolemia on tapahtunut beetasalpauksenkin aikana. RyR2-molekyyliä stabiloivia lääkeaineita odoteltaessa on ollut aiheellista kulkea myös vaikutusketjua ylöspäin (kuva 7) ja testata solukalvon L-tyypin kalsiumkanavien salpaajien vaikutuksia. Uudet havainnot suomalaisilla CPVT-potilailla ovatkin olleet lupaavia (Swan ym. 2005): laskimoon annettu verapamiili vähensi selvästi CPVT-potilaiden kammiolisälyöntien määrää ja nosti niiden ilmaantumisen kynnystä. Vaikka CPVT:n hoito on toistaiseksi kaikkea muuta kuin ratkaistu, tämä tauti on jännittävä esimerkki kliinisen molekyylilääketieteen havaintojen kiertokulusta vuoteen viereltä laboratorioon ja takaisin (kuva 8). Outo fenotyyppi näytti periytyvän, geneettinen kytkentätutkimus osoitti informaation kannalta otollisissa suvuissa tautigeenin sijainnin, DNA:n rakenneanalyysi paljasti geenivirheen, solukalvomallien ja mutatoitujen ionikanavien avulla suoritetut laboratoriokokeet vahvistivat toiminnallisen puutoksen, ja lopuksi lääkeainekokeilut koeputkessa ja eläimillä viestittivät täsmähoidon mahdollisuudesta. Nyt kiinnostuu epäilemättä myös lääketeollisuus etenkin jos sama toimintahäiriö esiintyy hankinnaisena tavallisemmissa sydäntaudeissa. Harvinainen perinnöllinen sairaus saattaa CPVT:n tapauksessa toimia siis lääkekehittelyn mallina, kun etsitään uudella tavalla vaikuttavia yhdisteitä kansanterveydellisesti merkittävämpien ongelmien hoitoon. Analogia esimerkiksi statiineihin on ilmeinen: niiden kehittelyn yhtenä olennaisena motiivina oli familiaalinen hyperkolesterolemia ja siihen liittyvä LDL-reseptorien puute. Sittemmin statiinit osoittautuivat oivalliseksi keinoksi lisätä LDL-reseptorien määrää myös»tavallisessa hyperkolesterole miassa», ja kaikki tietävät, mikä statiinien kliininen merkitys nykyään on. Ehkäpä kehitteillä olevat uudentyyppiset ENaC-salpaajat tuovat samantapaista uutta potkua myös diureettien kehittelyyn ja hoitoresistentin essentiaalisen hypertension hoitoon. Tutkijana potilasvuoteen ja laboratorion välimaastossa Kliinisen tutkijan uraa varjostavat nykyisin monet vaaratekijät. Koko biolääketieteen tutkimuksen murros aiheuttaa jo omat ongelmansa: perustutkimuksen ja kliinisen tutkimuksen rajat ovat jo aikaa sitten hämärtyneet, eikä sairauksien syiden ymmärtäminen, uusien diagnostisten menetelmien kehittäminen tai kokonaan uudella tavalla vaikuttavien lääkeaineiden kehittely voi mitenkään onnistua ilman ajantasaisia biolääketieteen perustietoja. Niitä ei enää voi saada kliinikon omaehtoisella opiskelulla, vaan ainoa keino on lisätä ja taas lisätä vuorovaikutusta tutkimuslaboratoriossa ja klinikassa työskente K. Kontula

13 ? JTV519 JTV519 RyR X Y KUVA 8. Vuoteen viereltä laboratorioon ja takaisin. Perinnöllisen monimuotoisen kammiotiheälyöntisyyden taustalla olevan geenin (RyR2) löytyminen on paljastanut uudentyyppisen tautimekanismin, joka samalla viestittää täsmähoidon mahdollisuudesta. Lipidikaksoiskalvoilla suoritetut in vitro -tutkimukset sekä kokeet poistogeenisillä CPVT-hiirillä (CPVT = katekoliaminerginen monimuotoinen kammiotiheälyöntisyys) ovat antaneet viitteitä siitä, että RyR2:n kanavan stabiloijat (kuvassa bentsodiatsepiinijohdos JTV519) saattavat korjata CPVT:hen (ja mahdollisesti tavallisempiin hankinnaisiin rytmihäiriöihin?) liittyvän RyR2-kanavan vuodon. levien kollegoiden kanssa. Parhaimmillaan tämä loisi tutkijaryhmiä ja -yhteisöjä ja eri taustan omaavat varttuneet tutkijat kilpailisivat eivät suinkaan keskenään vaan kaikkia hyödyttävien uusien ajatusten tuomisesta ryhmän hyväksi. Tällainen ympäristö olisi loistava nuoren tutkijan kasvualusta, joka kannustaisi arvioimaan lääketieteen tutkimusta laaja-alaisesti. Yliopistosairaalan virkamiesmäistyneeseen maailmaan tulisi palauttaa innostus ja kunnioitus tutkijalähtöistä, kaupallisesti riippumatonta tutkimusta kohtaan, ja kollegakunnan olisi syytä olla paremmin selvillä ammattitovereiden viimeaikaisista aikaansaannoksista. Jotta opintojensa loppuvaiheessa olevat tai juuri valmistuneet nuoret lääkärit valitsisivat useammin juuri kliinisen ryhmän kasvualustakseen, klinikoihin tulisi saada konkreettiset»tallit», joissa voi alustavasti tutustua tutkijoihin ja heidän tutkimusympäristöihinsä. Tällaisten kohtaamispaikkojen puute saattaa olla yksi syy sille, etteivät lääketieteen opiskelijat luontevasti hahmota yliopistoklinikkaa virikkeellisenä tutkimusympäristönä.»talli» sisältäisi interaktiivisen ympäristön, jossa päivittäin askartelee sekä varttuneita että nuoria tutkijoita ja jossa on asiallinen työpiste 2677

14 kullekin tutkijalle. Uteliaisuus ja kiinnostus omien rajojen etsimiseen ovat alkuvaiheen riittäviä edellytyksiä, eikä tämän juhlallisempia lähtökohtia ole syytä vaatia. Olen saanut kokea omalla tutkijanurallani monia onnekkaita asioita. Sain kirjaimellisesti kädestä pitäen tutkijankoulutusta ensimmäisiltä opettajiltani Olli Jänteeltä, Reijo Vihkolta ja Tapani Luukkaiselta. Wayne C. Bardinin ja Olli Jänteen tutkimuslaboratoriossa New Yorkissa vietetty puolentoista vuoden tohtoritutkijan jakso oli täysin välttämätön pohja itsenäistymiselle ja oman ryhmän pystytykselle. Kliiniset kouluttajani professorit Esko Nikkilä, Risto Pelkonen ja Tatu Miettinen loivat puolestaan HYKS:n sisätautiklinikoihin pari kolme vuosikymmentä jatkuneen kulta-ajan, joka suurenmoisella tavalla kannusti klinikassa toimineita nuoria lääkäreitä tutkimaan aineenvaihdunnan ongelmien syvimpiä syitä solutason mekanismeja myöten. Tunnen suurta kiitollisuutta myös eteviä nuoria väitöskirjaoppilaitani kohtaan. Heistä maalin ovat jo saavuttaneet Katriina Aaalto-Setälä, Tiina Mäki, Ulla-Maija Koivisto, Helena Miettinen, Alpo Vuorio, Laura Oksanen, Kirsi Piippo, Päivi Laitinen ja Heidi Fodstad ja matkalla ovat vielä Kristian Paavonen, Tuula Hannila-Handelberg, Kaisa Valli-Jaakola, Maarit Lappalainen, Annukka Lehtonen ja Timo Suonsyrjä. Tutkimustyötämme ovat tukeneet merkittävällä tavalla jo vuosien ajan Suomen Akatemia, Sigrid Juséliuksen säätiö ja Sydäntutkimussäätiö. Myös yliopistosairaaloiden EVO-hankerahat ovat olleet kriittisen tärkeitä, ja voi vain surullisena seurata niiden hiipumista. Uran alkuvaiheessa saadut Paavo Nurmen Säätiön stipendit olivat tavattoman tärkeitä kannustuksia, eikä oman tutkimusryhmän aikanaan jalkeille saaminen olisi onnistunut ilman Suomen Henkivakuutusyhtiöiden Yhdistyksen kanssa solmittua kolmivuotista tutkimussopimusta. Kirjallisuutta Aalto-Setälä K, Gylling H, Miettinen T, Kontula K. Identification of a deletion in the LDL receptor gene: a Finnish type of mutation. FEBS Lett 1988;230:31 4. Aalto-Setälä K, Helve E, Kovanen PT, Kontula K. Finnish type of low density lipoprotein receptor gene mutation (FH-Helsinki) deletes exons encoding the carboxy-terminal part of the receptor and creates an internalization-defective phenotype. J Clin Invest 1989; 84: Abifadel M, Varret M, Rabés J-P, ym. Mutations in PCSK9 cause autosomal dominant hypercholesterolemia. Nat Genet 2003;34: Brown MS, Goldstein JL. A receptor-mediated pathway for cholesterol homeostasis. Science 1986;232: Cohen JC, Kiss RS, Pertsemlidis A, ym. Multiple rare alleles contribute to low plasma levels of HDL cholesterol. Science 2004;305: Fodstad H, Swan H, Auberson M, ym. Mutations of the potassium channel gene KCNJ2 constitute a rare cause of long QT syndrome. J Molec Cell Cardiol 2004(a);7: Fodstad H, Swan H, Laitinen P, ym. Four potassium channel mutations account for 73% of the genetic spectrum underlying long QT syndrome (LQTS) and provide evidence for a strong founder effect in Finland. Ann Med 2004(b);36 (Suppl 1): Garcia CK, Wilund K, Arca M, ym. Autosomal recessive hypercholesterolemia caused by mutations in a putative LDL receptor adaptor protein. Science 2001;292: Hannila-Handelberg T, Kontula K, Tikkanen I, ym. Common variants of the beta and gamma subunits of the epithelial sodium channel and their relation to plasma renin and aldosterone levels in essential hypertension. BMC Med Genet 2005;6:4/1 13. Hiltunen TP, Hannila-Handelberg T, Petäjäniemi N, ym. Liddle s syndrome caused by a point mutation in the extracellular domain of the epithelial sodium channel gamma subunit. J Hypertens 2002;20: Kainulainen K, Perola M, Terwilliger J, ym. Evidence for involvement of the type 1 angiotensin II receptor locus in essential hypertension. Hypertension 1999;33: Koivisto PVI, Koivisto U-M, Kovanen P, Gylling H, Miettinen TA, Kontula K. FH-Espoo: deletion of exon 15 of the LDL receptor gene is associated with a mild form of familial hypercholesterolemia. Arterioscler Thromb 1993;13: Koivisto PVI, Koivisto U-M, Miettinen TA, Kontula K. Diagnosis of heterozygous familial hypercholesterolemia: DNA analysis complements clinical examination and analysis of serum lipid levels. Arterioscler Thromb 1992;12: Koivisto U-M, Gylling H, Miettinen TA, Kontula K. Familial moderate hypercholesterolemia caused by Asp235->Gln mutation of the LDL receptor gene, and co-occurrence of a de novo deletion of the LDL receptor gene in the same family. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1997;17: Koivisto U-M, Hubbard AL, Mellman I. A novel cellular phenotype for familial hypercholesterolemia due to a defect in polarized targeting of LDL receptor. Cell 2001;105: Koivisto U-M, Hämäläinen L, Taskinen M-R, Kettunen K, Kontula K. Prevalence of familial hypercholesterolemia among young North Karelian patients with coronary heart disease: a study based on diagnosis by polymerase chain reaction. J Lipid Res 1993;34: Koivisto U-M, Palvimo J, Jänne OA, Kontula K. A single-base substitution in the proximal Sp1 site of the human low density lipoprotein receptor promoter as a cause of heterozygous familial hypercholesterolemia. Proc Natl Acad Sci USA 1994;91: Koivisto U-M, Turtola H, Aalto-Setälä K, ym. The familial hypercholesterolemia (FH)-North Karelia mutation of the low density lipoprotein receptor gene deletes seven nucleotides of exon 6 and is a common cause of FH in Finland. J Clin Invest 1992;90: Koivisto U-M, Viikari JS, Kontula K. Molecular characterization of minor gene rearrangements in Finnish patients with heterozygous familial hypercholesterolemia: identification of two common missense mutations (Gly823->Asp and Leu380->His) and eight rare mutations of the LDL receptor gene. Am J Hum Genet 1995; 57: Kontula K, Laitinen PJ, Lehtonen A, Toivonen L, Viitasalo M, Swan H. Catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia: recent mechanistic insights. Cardiovasc Res 2005;67: Kontula K, Perola M, Hiltunen T, Kainulainen K, Peltonen L: Geenit ja verenpainetauti. Duodecim 2000;116: Kontula K, Vuorio A, Turtola H, Saikku P. Association of seropositivity for Chlamydia pneumoniae and coronary artery disease in molecularly defined heterozygous familial hypercholesterolaemia. Lancet 1999;354: K. Kontula

15 Laitinen PJ, Brown KM, Piippo K, ym. Mutations of the cardiac ryanodine receptor (RyR2) gene in familial polymorphic ventricular tachycardia. Circulation 2001;103: Laitinen P, Fodstad H, Piippo K, ym. Survey of the coding region of the HERG gene in long QT syndrome reveals six novel mutations and an amino acid polymorphism with possible phenotypic effects. Hum Mutat 2000;15: Laitinen PJ, Swan H, Kontula K. Molecular genetics of exercise-induced polymorphic ventricular tachycardia: identification of three novel cardiac ryanodine receptor mutations and two common calsequestrin 2 amino acid polymorphisms. Eur J Hum Genet 2003;11: Lehnart SE, Wehrens XH, Laitinen PJ, ym. Sudden death in familial polymorphic ventricular tachycardia associated with calcium channel release channel (ryanodine receptor) leak. Circulation 2004;109: Lifton RP, Gharavi AG, Geller DS. Molecular mechanisms of human hypertension. Cell 2001;104: Miettinen H, Gylling H, Miettinen T, Viikari J, Paulin L, Kontula K. Apolipoprotein A-I-Fin: Dominantly inherited hypoalphalipoproteinemia due to a single base substitution in the apolipoprotein A-I gene. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1997;17: Miettinen HE, Gylling H, Tenhunen J, ym. A common Gly230Arg mutation (LCATFin) of the lecithin: cholesterol acyltransferase occurs in 5% of Finns with very low serum high-density lipoprotein cholesterol levels. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1998;18: Miettinen H, Gylling H, Ulmanen I, Miettinen T, Kontula K. Two different allelic mutations in a Finnish family with lecithin: cholesterol acyltransferase deficiency. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1995;15: Paavonen KJ, Chapman H, Laitinen PJ, ym. Functional characterization of the common amino acid polymorphism of the cardiac potassium channel KCNH2. Cardiovasc Res 2003;59: Paavonen K, Swan H, Piippo K, ym. Response of the QT interval to mental and physical stress in types LQT1 and LQT2 of the long QT syndrome. Heart 2001;86: Pajukanta P, Lilja HE, Sinsheimer JS, ym. Familial combined hyper lipidemia is associated with upstream transcription factor 1 (USF1). Nat Genet 2004;36: Perola M, Kainulainen K, Pajukanta P, ym. Genome-wide scan of predisposing loci for elevated diastolic blood pressure in Finnish siblings. J Hypertens 2000;18: Piippo K, Holmström S, Swan H, ym. Effect of the antimalarial drug halofantrine in the long QT syndrome due to a mutation of the cardiac sodium channel gene SCN5A. Am J Cardiol 2001(a);87: Piippo K, Laitinen P, Swan H, ym. Homozygosity for a HERG potassium channel mutation causes a severe form of long QT syndrome: identification of an apparent founder mutation in the Finns. J Am Coll Cardiol 2000;35: Piippo K, Swan H, Pasternack M, ym. A founder mutation of the potassium channel KCNQ1 in long QT syndrome: implications for estimation of disease prevalence and molecular diagnostics. J Am Coll Cardiol 2001(b);37: Priori SG, Napolitano C, Tiso N, ym. Mutations in the cardiac ryanodine receptor gene (hryr2) underlie catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia. Circulation 2001;103: Saarinen K, Swan H, Kainulainen K, Toivonen L, Viitasalo M, Kontula K. Molecular genetics of the long QT syndrome: two novel mutations of the KVLQT1 gene and phenotypic expression of the mutant gene in a large kindred. Hum Mutat 1998;11: Shah M, Akar FG, Tomaselli GF. Molecular basis of arrhythmias. Circulation 2005;112: Sijbrands EJ, Westendorp RG, Defesche JC, de Meier PH, Smelt AH, Kastelein JJ. Mortality over two centuries in large pedigree with familial hypercholesterolaemia: family tree mortality suty. BMJ 2001;322: Soria LF, Ludwig EH, Clarke HRG, ym.: Association between a specific apolipoprotein B mutation and familial defective apolipoprotein B-100. Proc Natl Acad Sci USA 1989;86: Swan H. Pitkä QT monimuotoinen oireyhtymä. Duodecim 1998; 114: Swan H, Laitinen P, Kontula K, Toivonen L. Calcium channel antagonism reduces exercise-induced ventricular arrhythmias in catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia patients with RyR2 mutations. J Cardiovasc Electrophysiol 2005;16: Swan H, Saarinen K, Kontula K, Toivonen L, Viitasalo M. Evaluation of QT interval duration and dispersion and proposed clinical criteria in diagnosis of long QT syndrome in patients with a genetically uniform type of LQT1. J Am Coll Cardiol 1998;32: Swan H, Saarinen K, Viitasalo M, ym. Arrhythmic disorder mapped to chromosome 1q42-q43 causes malignant polymorphic ventricular tachycardia in structurally normal hearts. J Am Coll Cardiol 1999(a);34: Swan H, Viitasalo M, Piippo K, Laitinen P, Kontula K, Toivonen L. Sinus node function and ventricular repolarization during exercise stress test in long QT syndrome patients with KvLQT1 and HERG potassium channel defects. J Am Coll Cardiol 1999(b);34: Swan H, Viitasalo M, Toivonen L, Piippo K, Kontula K. Perinnöllinen monimuotoinen kammiotiheälyöntisyys tajuttomuuskohtausten ja äkkikuolemien syynä. Duodecim 2000;116: Viitasalo M, Oikarinen L, Swan H, ym. Ambulatory electrocardiographic evidence of transmural dispersion of repolarization in patients with long-qt syndrome type 1 and 2. Circulation 2002(a);106: Viitasalo M, Oikarinen L, Väänänen H, ym. Differentiation between LQT1 and LQT2 patients and unaffected subjects using 24-hour electrocardiographic recordings. Am J Cardiol 2002(b);89: Vuorio AF, Aalto-Setälä K, Koivisto U-M, ym. Familial hypercholesterolemia in Finland: Common, rare, and mild mutations of the LDL receptor, and their clinical consequences. Ann Med 2001;33: Vuorio AF, Kontula K, Turtola H, Sajantila A. Post-mortem molecularly defined familial hypercholesterolemia and sudden cardiac death of young men. Forens Sci Internat 1999;106: Vuorio AF, Turtola H, Kontula K. A novel point mutation (Pro84->Ser) of the low density lipoprotein receptor gene in a family with moderate hypercholesterolemia. Clin Genet 1997(a);51: Vuorio AF, Turtola H, Kontula K. Neonatal diagnosis of familial hypercholesterolemia in newborns born to a parent with a molecularly defined familial hypercholesterolemia. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1997(b);17: Vuorio AF, Turtola H, Piilahti K-M, Repo P, Kanninen T, Kontula K. Familial hypercholesterolemia in the Finnish North Karelia: a molecular, clinical and genealogical study. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1997(c);17: Wehrens XHT, Lehnart SE, Huang F, ym. FKBP12.6 deficiency and defective calcium release channel (ryanodine receptor) function linked to exercise-induced sudden cardiac death. Cell 2003;113: Wehrens XHT, Lehnart SE, Marks AR. Intracellular calcium release channels and cardiac disease. Annu Rev Physiol 2005;67: Wehrens WHT, Lehnart SE, Reiken SR, ym. Protection from cardiac arrhythmia through ryanodine receptor-stabilizing protein calstabin2. Science 2004;304: KIMMO KONTULA, professori kimmo.kontula@hus.fi Helsingin yliopisto, kliininen laitos, sisätautien osasto Helsinki 2679