Laboratory Diagnostics of Dyslipidemi : From Cholesterol to Apolipoproteins

Dyslipidemia - high serum cholesterol, LDL-cholesterol (LDL-C), or triglycerides or low HDL-cholesterol (HDL-C) concentration - is one among the most important factors increasing the risk for cardiovascular disease. Apolipoprotein A-I (apoA-I) is the main apolipoprotein of atheroprotective HDL particles and apoB is the main apolipoprotein in all other atherogenic lipoprotein particles. An increased number of apoB-containing particles and low HDL-C together with almost normal LDL-C is a common feature in obesity, metabolic syndrome, and type 2 diabetes. The first aim of this study was to assess the systematic errors in cholesterol, triglycerides, and HDL-C measurements. Secondly, the effect of fasting and non-fasting triglyceride values on the prevalences of high LDL-C and metabolic syndrome was estimated. The reference intervals for apoA-I, apoB, and apoB/apoA-I ratio were calculated and they were compared with the traditional lipid and lipoprotein concentrations in different pathophysiological conditions. Finally, two direct HDL-C methods and two turbidimetric apoA-I methods in two independent laboratories were compared to discover the concordance between these methods. The data for estimating accuracy of cholesterol, triglycerides, and HDL-C measurements was obtained from different external quality assessment (EQA) programs, in which the Laboratory of Analytical Biochemistry at the National Institute for Health and Welfare has participated since 1978. The laboratory data for lipid and lipoprotein population trends was obtained from the FINRISK population-based health surveys during 1982 2012. During this time systematic error for cholesterol and triglyceride measurements remained within the range of 4% but for HDL-C error was larger. Comparison of two direct HDL-C methods showed a concentration-dependent difference between these methods. At low HDL-C concentrations difference between methods was negative -12.0 %, but at higher concentrations turned out to be positive: +9.0 %. However, apoA-I methods demonstrated better agreement than HDL-C in the method comparisons. Obese men and women had the highest apoB concentrations and apoB/apoA-I ratios compared to the healthy reference group. Men with self-reported cardiovascular disease (CVD) or diabetes had lower apoB concentrations and apoB/apoA-I ratio than the averages in the healthy reference group. In contrast women had higher apoB concentrations and apoB/apoA-I ratios in obesity, CVD, hypertension, or diabetes than in the healthy reference group. Participating in the external quality assessment programs with target values measured by the reference methods was essential, when interpreting the effects of the systematic errors on the population lipid trends. The concentration-dependent differences in homogeneous HDL-C methods may cause misclassificatios in the risk assessment of cardiovascular disease. Because an increased number of apoB-containing lipoproteins but a normal or even low LDL-cholesterol is a common feature in obesity, metabolic syndrome and type 2 diabetes, apoB measurements may produce more specific information in the risk assessment for CVD in these conditions than total cholesterol and LDL-C measurements.Dyslipidemia on yksi tärkeimmistä sydän- ja verisuonitautiriskiä lisäävistä tekijöistä. Dyslipidemialla tarkoitetaan seerumin kohonnutta kokonaiskolesteroli-, LDL-kolesteroli- tai triglyseridipitoisuutta tai alentunutta HDL-kolesterolipitoisuutta sekä näiden yhdistelmiä. Apolipoproteiini A-I (apoA-I) on HDL-partikkeleiden tärkein apolipoproteiini ja apoB vastaavasti kaikkien muiden sydän- ja verisuonitautien riskiä lisäävien lipoproteiinien (esim. LDL) tärkein apolipoproteiini. Lisääntynyt apoB:n määrä ja alentunut HDL-kolesteroli, mutta normaali tai vähän koholla oleva LDL-kolesteroli on tyypillinen ilmiö ylipainossa, metabolisen oireyhtymässä ja tyypin 2 diabeteksessa. Väitöstyön tavoitteena oli arvioida systemaattisen virheen vaikutuksia kolesteroli-, triglyseridi- ja HDL-kolesterolimäärityksissä sekä paaston pituuden vaikutuksia triglyseridipitoisuuksiin. Tavoitteena oli myös määrittää apoA-I:n, apoB:n ja apoB/apoA-I-suhteen viitearvot suomalaisessa väestössä ja verrata niitä kolesteroli-, LDL-kolesteroli-, HDL-kolesteroli- ja triglyseridipitoisuuksiin eri tautiryhmissä. Lopuksi verrattiin kahta suoraa HDL-kolesterolimenetelmää ja kahta apoA-I-menetelmää kahdessa eri laboratoriossa. Kolesteroli-, triglyseridi- ja HDL-kolesterolimenetelmien systemaattisen virheen arviointiin käytettiin Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen (THL) analyyttisen biokemian laboratorion laadunarviointikierrosten sekä FINRISKI-tutkimusten lipidi- ja lipoproteiinimittausten tuloksia vuosilta 1978 2012. Tutkittuna aikana kolesteroli- ja triglyseridimittausten systemaattinen virhe pysyi n. 4 %:n vaihteluvälin sisällä, mutta HDL-kolesterolimittauksissa oli suurempaa vaihtelua. Nykyisin käytössä olevien kahden suoran HDL-kolesterolimenetelmän vertailussa havaittiin konsentraatioriippuvainen ero: matalilla HDL-kolesterolipitoisuuksilla menetelmien välinen ero oli negatiivinen -12 % mutta korkeammilla HDL-kolesterolipitoisuuksilla ero oli keskimäärin +9 %. Normaalialueella menetelmien välinen ero oli pienempi. ApoA-I-menetelmissä vastaavaa eroa ei havaittu. Lihavilla miehillä ja naisilla havaittiin korkeimmat apoB-pitoisuudet ja korkeimmat apoB/apoA-I suhteet verrattuna terveeseen viitearvoaineistoon. Niillä miehillä, joilla oli jo todettu sydän- ja verisuonitauti tai diabetes, oli matalammat apoB-pitoisuudet ja apoB/apoA-I suhde kuin terveillä, mutta naisilla tilanne oli päinvastainen. Väitöstutkimuksessa määritettiin myös FINRISKI 2007 tutkimukseen perustuvat suomalaisen väestön apoA-I:n, apoB:n ja apoB/apoA-I-suhteen viitearvot. Osallistuminen ulkoisen laadunarvioinnin kierroksiin, joissa käytetään referenssimenetelmiin jäljitettäviä tavoitearvoja, on välttämätöntä, jotta muutoksia väestön lipiditasoissa pystytään tulkitsemaan oikein. Suorissa HDL-kolesterolimenetelmissä havaitut konsentraatiosta riippuvaiset tulostasoerot voivat aiheuttaa virheellisiä tulkintoja sydän- ja verisuonitautien riskin arvioinnissa. ApoB:n määrityksellä voidaan saada tarkempaa tietoa sydän- ja verisuonitautiriskistä kuin kolesteroli- tai LDL-kolesterolimäärityksillä erityisesti ylipainoisilla, metabolista oireyhtymää sairastavilla tai tyypin 2 diabeetikoilla