2001/2 Mitteilungen der Lebensversicherer an die Schweizer Ärzteschaft Diabetes

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1 2001/2 Mitteilungen der Lebensversicherer an die Schweizer Ärzteschaft Diabetes Beilage der Schweizerischen Ärztezeitung Nr.51/52,

2 2 Inhalt Diabetes Epidemie des 21. Jahrhunderts? 4 Die Genetik des Typ-1-Diabetes 9 Diabetes mellitus in der Versicherungsmedizin 24 Der Praktische Fall 28 Diagnose des Diabetes mellitus und der verminderten Glukosetoleranz 15 Impressum Herausgeber SVV Schweizerischer Versicherungsverband : herausgegeben von den Lebensversicherern Die für die Herausgabe der «Mitteilungen» verantwortliche Kommission setzt sich wie folgt zusammen: Josef Kreienbühl, PAX, Präsident Karl Ehrenbaum, Zürich Udo Hohmann, Basler Dr. med. Thomas Mall, Basler Dr. med. Jan von Overbeck, Swiss Re Dr. med. Walter Sollberger, Berner Peter Suter, Winterthur Dr. med. André Weissen, PAX Redaktion Dr. Jörg Kistler C. F.-Meyer-Strasse Zürich Telefon Druck Dürrenmatt Druck AG 3074 Muri-Bern Auflage Exemplare

3 3 Editorial Dr. Jörg Kistler Diabetes eine Volkskrankheit? Liebe Leserin, lieber Leser Diabetes ist eine weit verbreitete und gut erforschte Krankheit. Gerade dies ist der Anlass, sie zum Thema dieser Ausgabe der Mitteilungen an die Ärzteschaft zu machen. Denn weit verbreitet heisst auch, dass die Lebensversicherer sich intensiv Gedanken machen müssen, wie die Risiken eines an Diabetes erkrankten Menschen zu bewerten sind. In einem Grundsatzartikel machen sich Prof. Dr. Felix Gutzwiller und Prof. Dr. Thomas D. Szucs Gedanken zur volkswirtschaftlichen Bedeutung der Diabetes und errechnen Gesamtkosten für die Schweiz von über 1 Milliarde Franken. Mit der Genetik der Diabetes befasst sich Prof. Dr. Michael Morris von der Universität Genf. Professor Morris untersucht insbesondere die Aussagekraft der bereits existierenden Gentests sowohl unter dem Blickwinkel der Zuverlässigkeit der Testergebnisse als auch demjenigen der praktischen Wirkung dieser Tests. Prof. Dr. Ulrich Keller und cand. med. Lela Hakemi behandeln beeinflussbare und nicht beeinflussbare Risikofaktoren des Diabetes und untersuchen, wann ein Screening Sinn macht. Neben der medizinischen Sicht soll auch der Versicherungsstandpunkt nicht zu kurz kommen. In seinem Artikel bewertet Dr. André Weissen die Parameter auf dem Versicherungsfragebogen nach ihrer Aussagekraft für die Versicherer. Schliesslich dient der praktische Fall der konkreten Darlegung der Überlegungen, welche eine Versicherungsgesellschaft sich bei der Analyse der Versicherbarkeit machen muss. Liebe Leserin, lieber Leser ich möchte mich an dieser Stelle recht herzlich für die vielen positiven Reaktionen bedanken, die wir auf die letzte Nummer erhalten haben und hoffen, dass auch diese Ausgabe der «Mitteilungen an die Ärzteschaft» Ihr Interesse findet.

4 4 Diabetes Epidemie des 21. Jahrhunderts? Felix Gutzwiller, Prof. Dr. med., Institut für Sozial- und Präventivmedizin der Universität Zürich, Sumatrastr. 30, 8006 Zürich; Thomas D. Szucs, Prof. Dr. med. Hirslanden Research, Münchhaldenstr. 33, 8008 Zürich Diabetes: Was kommt auf uns zu? Der Typ-2-Diabetes mellitus zählt zu den weltweit am meisten verbreiteten Zivilisationskrankheiten. Gemäss Weltgesundheitsorganisation (WHO) litten im Jahr1995 rund 135 Mio. Menschen an der chronischen Stoffwechselerkrankung. Schätzungen zufolge werden es 2025 bereits mehr als doppelt so viele sein. Allein in der Schweiz geht man heute von Typ-2- Diabtetikern aus Betroffene kommen laut Aussagen der Schweizerischen Diabetes-Gesellschaft jedes Jahr neu dazu. Die Auswirkungen von Diabetes auf die Gesundheit und die volkswirtschaftlichen Kosten sind enorm. Die im Volksmund Altersdiabetes genannte Krankheit entwickelt sich ab dem 45. Altersjahr meist schleichend und bleibt deshalb in vielen Fällen über einen längeren Zeitraum unerkannt. Die Diagnose «Typ-2-Diabetes» erfolgt so nicht selten erst nach dem Eintritt schwerer Folgeerkrankungen wie beispielsweise Herzinfarkt, Retinopathie, Nierenversagen, Gefässerkrankungen oder Neuropathie. Deutliche Zunahme von Diabetes Schätzungen der WHO veranschaulichen die enorme Bedeutung von Diabetes für die Weltgesundheit. So wird sich die Anzahl der weltweit an Diabetes erkrankten Personen bis in 25 Jahren verdoppeln von 150 auf 300 Millionen (siehe Diagramm 1). Besonders drastisch wird der Anstieg in Entwicklungsländern sein, wo Diabetes, Herzkrankheiten und Krebs bald zu den wichtigsten Ursachen für Behinderung, Krankheit und Tod zählen werden. In Industrienationen sind für diese Zunahme unter anderem Langlebigkeit und Alterung der Gesellschaft, schlechte Ernährungsgewohnheiten, Übergewicht und Bewegungsmangel verantwortlich. Diabetes: ein universales Problem Die Diabetesprävalenz variiert zwischen einzelnen Bevölkerungsgruppen und Ländern. Typ-1-Diabetes ist eine der häufigsten chronischen Krankheiten im Kindesalter. Die Inzidenz ist in Nordeuropa am höchsten. Typ-2-Diabetes (80 90%) der Diabetesfälle in Europa) tritt vorwiegend bei älteren Erwachsenen auf; zwei Drittel der Betroffenen sind Frauen. In den USA und Europa wird Typ 2 mittlerweile auch zunehmend bei Jugendlichen diagnostiziert, im Einklang mit der steigenden Zahl Adipöser in dieser Altersgruppe. Bei ihnen kommt es vielfach bereits zu diabetischen Spätkomplikationen, während sie noch aktiv und erwerbstätig sind. Dies stellt Gesellschaft und Gesundheitswesen langfristig vor grosse soziale und ökonomische Probleme. In einem weiteren Teil dieser Arbeit wird auf

5 5 Diagramm 1: Entwicklung der weltweiten Diabetesprävalenz von 1995 bis 2025 Gemäss Schätzungen der WHO entwickelt sich Diabetes zu einer neuen Lebensstil-Epidemie. Zur massiven Zunahme der weltweiten Anzahl Diabetesfälle wird insbesondere der grosse Zuwachs in Entwicklungsländern, vor allem in Asien und Afrika, beitragen. Dort ziehen zunehmende Industrialisierung, Verstädterung und Modernisierung wirtschaftliche und sozialpolitische Veränderungen nach sich, welche für die steigende Prävalenz von Bedeutung sind Zahlen in 1000 Ausgewählte Regionen im Jahr 2000 (Zahlen in 1000) USA Europa China Indien geschätzt Industrienationen Entwicklungsländer Schweiz 118* Afrika 3997 * Die Schweizerische Diabetes-Stiftung und die Schweizerische Diabetes-Gesellschaft gehen von Werten um aus. Quelle: WHO/OMS, 2000 die Kosten des Diabetes mellitus in der Schweiz zurückzukommen sein. Übergewicht: ein zentraler Risikofaktor Ohne Zweifel gehört das Übergewicht, oft verbunden mit Bewegungsmangel, zu den wichtigsten Risikofaktoren für Typ-2-Diabetes. In vielen westlichen Ländern liegt der Anteil der Bevölkerung mit zu hohem Körpergewicht (BMI 25) bei mehr als 50%. Das relative Risiko nimmt mit dem Alter deutlich zu (siehe Diagramm 2). Für die Schweiz stammen Daten zum Übergewicht aus der Diagramm 2: BMI und relatives Risiko für Typ-2-Diabetes relatives Risiko in % Colditz GA, et al. Am J Epidemiol. 1990; 132:504,505. Nurses Health Study < , , , , , , , , BMI

6 6 Diabetes Epidemie des 21. Jahrhunderts? repräsentativen «Schweizerischen Gesundheitsbefragung», die 1992/ 1993 vom Bundesamt für Statistik durchgeführt wurde Männer und 7358 Frauen (Teilnehmerquote 71%) ab 15 Jahren wurden (mehrheitlich) telefonisch befragt. Übergewicht wurde definiert als BMI von 25 oder mehr, in Übergewicht Grad I (25,00 29,99), Grad II (30,00 39,99), und Grad III (BMI 40,00) unterteilt und nach Geschlecht, Alter usw. analysiert. Die BMI-Werte aller Perzentilen und Altersgruppen liegen für Frauen tiefer als für Männer, zu einer Angleichung kommt es nur bei den über 55-jährigen in der 90. Perzentile. 33,1% der Männer und 17,1% der Frauen weisen Übergewicht Grad I auf; für Grad II sind dies 5,8% bzw. 4,5% für Grad III 0,3% bzw. 0,2%. Damit sind 21,8% der Frauen und 39,2 der Männer übergewichtig. Die Männer erreichen mit Jahren die höchsten Prozentsätze Übergewichtiger, bei den Frauen nimmt das Übergewicht mit dem Alter kontinuierlich zu. Frauen aller Altersklassen sind seltener übergewichtig als Männer. Kostenfolgen von Altersdiabetes Zur Bewertung der Kosten einer Erkrankung sind Krankheitskostenstudien gefragt. Solche Studien werden durchgeführt, um die ökonomischen Belastungen, die mit häufigen Krankheiten verbunden sind, zu erfassen. Sie tragen damit zur Einschätzbarkeit der relativen Bedeutung dieser Krankheiten bei und stellen eine wichtige Grundlage für weiterführende klinische und epidemiologische Forschungsarbeiten dar. Für den Typ-2-Diabetes wurde in der Schweiz noch keine solche Untersuchung durchgeführt. Kostendaten aus anderen Ländern sind aufgrund der Unterschiedlichkeit der Gesundheitssysteme nicht ohne weiteres auf hiesige Verhältnisse übertragbar. In einer breitangelegten Studie erfassten wir den Verbrauch von Gesundheitsressourcen und mögliche Einflussgrössen von insgesamt1479 Patienten mit Typ-2-Diabetes mellitus bei 111 in der Grundversorgung tätigen Ärzten in der deutschen und französischen Schweiz. Die Erhebung erfolgte retrospektiv über 12 Monate. Die durchschnittlichen direkten Behandlungskosten des Diabetes mellitus Typ 2 belaufen sich im schweizerischen Durchschnitt auf etwa CHF pro Patient und Jahr. Diese Zahl berücksichtigt die Subventionierung der Spitäler durch die Kantone. Durch Arbeitsunfähigkeitstage entstehen zusätzliche indirekte Kosten von etwa CHF In der Summe entstehen durchschnittliche Gesamtkosten von über CHF pro Patient und Jahr. Bei den indirekten Kosten sind die Kosten für Invalidität, vorzeitige Pensionierung bzw. vorzeitigen Tod aufgrund der Erkrankung sowie die Arbeitsausfälle, die Dritten aufgrund der

7 7 Pflege diabeteskranker Angehöriger entstehen, noch nicht berücksichtigt. Bei den direkten Kosten stellen die stationären Kosten mit fast 53% den grössten Anteil dar. An zweiter Stelle stehen die Medikamentenkosten mit 30%. Die restlichen 17% verteilen sich auf die Konsultationskosten (8%), auf die Kosten der Labordiagnostik (5%) sowie auf spezielle diagnostische Verfahren und ambulante Operationen bei Spezialärzten (4%) (siehe Tabelle 3). Hochrechnung auf die gesamte Schweiz Die Schweizerische Diabetes-Gesellschaft schätzt die Zahl der Typ- 2-Diabetikerinnen und -Diabetiker in der Schweiz auf etwa , was etwa 3,5% der Bevölkerung entspricht. Hieraus errechnen sich Gesamtkosten von über 1 Milliarde CHF. Ein Grossteil der durch Diabetes verursachten Krankheitskosten wird durch die typischen Komplikationen des Diabetes verursacht. Zu diesen zählen die mikrovaskulären Erkrankungen Retinopathie, Nephropathie und Neuropathie sowie die makrovaskulären Erkrankungen (insb. arterielle Tabelle 3: Kostenstruktur von Patienten mit Typ-2-Diabetes (in CHF pro Jahr) Kostenart Mittelwert 95% % aller % der Vertrauens- direkten Gesamtintervall Kosten kosten Gesamtkosten Direkte medizinische Kosten ,7 Ambulante Leistungen ,9 014,3 davon Arztbesuche ,0 007,1 davon Laboruntersuchungen ,9 004,2 Hospitalisationen ,9 044,8 Medikamente ,2 025,6 Indirekte Kosten (Arbeitsunfähigkeit) ,3

8 8 Diabetes Epidemie des 21. Jahrhunderts? Hypertonie, koronare Herzkrankheit, Schlaganfall und periphere arterielle Verschlusskrankheit), die bei langjährigen Diabetikern stark gehäuft auftreten. Diese treten selbstverständlich auch bei Personen ohne Diabetes auf, ihre Wahrscheinlichkeit ist aber im Falle einer Diabeteserkrankung stark erhöht. In unserer Studienpopulation lag bei etwa 42% der berücksichtigten Personen eine Erkrankung des mikrovaskulären Formenkreises vor. Knapp 27% litten zum Zeitpunkt der Datenerhebung an einer makrovaskulären Erkrankung. Erste Schätzungen auf der Basis unseres Zahlenmaterials, die allerdings um andere mögliche Einflussfaktoren, wie z. B. das Alter, noch nicht korrigiert sind, zeigen für das Vorliegen mindestens einer mikrovaskulären Komplikation jährliche Mehrkosten von etwa CHF und für das Vorliegen mindestens einer makrovaskulären Erkrankung Mehrkosten in der Grössenordnung von CHF Hieraus lässt sich hochrechnen, dass etwa 57% der gesamten von uns errechneten Kosten des Typ-2-Diabetes durch die genannten Komplikationen verursacht werden: Etwa CHF 970. pro Person oder 24% der Gesamtkosten werden durch mikrovaskuläre Prozesse verursacht. Die makrovaskulären Erkrankungen tragen sogar CHF pro Person oder etwa 33% zu den Gesamtkosten des Typ-2-Diabetes bei. Diese Zahlen zeigen, dass die Bekämpfung der Diabeteskomplikationen, speziell auch der makrovaskulären, nicht nur aus medizinischer, sondern auch aus ökonomischer Sicht eine zentrale Aufgabe darstellt. Fazit Es ergibt sich klar, dass die epidemiologischen und wirtschaftlichen Folgen des Typ-2-Diabetes in der Schweiz und weltweit künftig von grosser Bedeutung sein werden. Dies unterstreicht einerseits die Bedeutung der Prävention, insbesondere zur Bekämpfung des Übergewichtes, aber auch der Bewegungsarmut. Zudem wird klar, welch grossen Einfluss die Komplikationen, insbesondere die makrovaskulären, auf die Gesamttherapiekosten haben. Es wird deshalb künftig entscheidend sein, neben einer effizienten Prävention vermittels einer modernen Pharmakotherapie das Auftreten von makrovaskulären Komplikationen zu vermindern oder zu vermeiden.

9 9 Die Genetik des Typ-1-Diabetes Der Typ-1-Diabetes (früher Jugenddiabetes oder IDDM, insulinabhängiger Diabetes mellitus genannt) ist eine autoimmune Krankheit, die zur Zerstörung der insulinproduzierenden Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse führt. Er wird durch das Vorhandensein von Autoantikörpern charakterisiert, die sich gegen verschiedene Antigene der Zellen der Langerhans-Inseln richten und durch seine klassischen Symptome von Polydipsie, Polyphagie, Polyurie gefolgt von sekundären Symptomen wie der Neuropathie, der Retinopathie, der Nephropathie und weiteren mikro- und makrovaskulären Komplikationen, welche die wichtigsten Krankheitsund Todesursachen darstellen. Die Krankheit tritt normalerweise in der Kindheit auf und die Patienten benötigen eine lebenslange kontrollierte Insulinzufuhr. Der genetische Teil der Krankheit Die Genetik des Typ-1-Diabetes ist sehr komplex, kann aber vielleicht besser definiert werden als andere multifaktorielle Krankheiten. Der wichtige Beitrag genetischer Faktoren ist seit langem bekannt und von zahlreichen Beobachtungen gestützt. Vorerst wären die Vergleichsstudien bei eineiigen Zwillingen zu nennen, da diese die gleichen genetischen Erbanlagen haben. Diese Studien zeigen beim Typ 1 eine Übereinstimmung von 50%, bei den zweieiigen Zwillingen, welche die Hälfte der genetischen Erbanlagen teilen, ist die Übereinstimmung weniger gross und liegt bei 5% bis 10%. Dieser Vergleich erlaubt es, sich auf den Einfluss der Gene zu konzentrieren (unter der Annahme, dass die beiden Zwillingstypen im Uterus und in den ersten Lebensjahren mehr oder weniger äquivalente Lebensbedingungen hatten): Der Vergleich zeigt, dass die genetischen Bestimmungsfaktoren einen sehr wichtigen Beitrag bei der Krankheitsentstehung spielen, er zeigt aber auch, dass noch andere Faktoren beim Krankheitsausbruch eine Rolle spielen, so die Umgebung, das Verhalten und eventuell sogar der Zufall. Auf der andern Seite haben die Verwandten des ersten Grades aufgrund gleicher Gene ein erhöhtes Krankheitsrisiko. (Allerdings müssen wir uns daran erinnern, dass sie auch Umweltsrisikofaktoren teilen können). Dieses Risiko lässt sich genau beziffern auf 2,9% für die Eltern, 6,6% für Brüder und Schwester und 4,9% für die Kinder. Die Existenz einer angeborenen (genetischen) Veranlagung wird auch durch die grossen Inzidenzunterschiede zwischen Volksgruppen gestützt. Die Inzidenz in Finnland ist dreimal höher als die auf Island. Im übrigen ist die Verbreitungsrate des Typs 1 auf Sardinien eine der höchsten der Welt (30 auf Kinder pro Jahr). Dies ist 4-mal häufiger als in der benachbarten italienischen Region Dr. med. Michael Morris, Abteilung für medizinische Genetik, Universitätsspital Genf

10 10 Die Genetik des Diabetes Typ 1 Latium. Bei sardischen Familien, die in Latium wohnen ist die Verbreitung ebenso hoch, was vermuten lässt (auch ohne es formell zu beweisen), dass die Ursache eher genetisch als umweltbedingt ist. Dennoch ist der genetische Faktor weder ausreichend (Übereinstimmungsfaktor bei eineiigen Zwillingen von unter 100%) noch zwingend: ungefähr 80% der Fälle sind sporadisch ohne familiengeschichtlichen Hintergrund. Die Häufigkeit des Typ-1-Diabetes nimmt zu und das durchschnittliche Alter in welchem zum ersten Mal Symptome auftreten, nimmt ab. Diese Phänomene sind auf Umwelteinflüsse und nicht auf genetische Veränderungen zurückzuführen. Die Identifikation der Gene, welche für die Veranlagung oder die Anfälligkeit für Typ-1-Diabetes verantwortlich sind, ist seit mehreren Jahren eines der wesentlichsten Forschungsziele und eine signifikante und reproduzierbare Assoziation wurde für zwei Regionen des Genoms nachgewiesen. Der erste und wegen seiner Auswirkungen bei weitem wichtigste Faktor ist die HLA-Region des Chromosoms 6p21, dessen Rolle zum ersten Mal 1973 identifiziert wurde. IDDM1 (HLA) Die im Kontext des Typ-1-Diabetes IDDM1 genannte Region enthält verschiedene Gene, die für die Histokompatibilitätsantigene kodieren. Der entfernteste Teil der Region (am entferntesten vom Centrometer) enthält die Gene für die Beta-Ketten der Antigene der Klasse I (HLA-A, B und C), die dazu dienen, die zytoxischen (CD8 + ) T- Lymphozyten zu aktivieren, indem sie ihnen peptidische Antigene präsentieren. Der nächstgelegene Teil enthält die Gene der Ketten und der Klasse II, HLA-DR, DQ und DP, welche den Lymphozyten CD4 + Th peptidische Antigene (Helfer) zur Verfügung stellen. Obwohl die Entzündung der Inseln (Insulitis) und der Tod der Beta-Zellen beide Arten der Lymphozyten und damit potentiell beide Klassen der Antigene HLA betreffen, konnte nachgewiesen werden, dass die Gene HLA-DQA/B (Alpha- und Beta-Ketten) und DRB (Beta-Kette) auf das Risiko Typ-1- Diabetes zu entwickeln, den stärksten Einfluss haben. Gewisse Haplotypen beinhalten ein sehr grosses Risiko, speziell der DR3 DQ2 und der DR4 DQ8 Typ. Andere Haplotypen haben eine schützende Wirkung, die sehr stark sein kann und die Auswirkungen der Veranlagung überwiegen kann, ein beinahe einzigartiges Phänomen unter den multifaktoriellen Krankheiten. Das beste Beispiel liefert der schützende Haplotyp DR2 (DQB1*0602) den etwa 20% der Europäer auf-

11 11 weisen, der aber bei weniger als 1 Prozent der Kinder mit Typ-1- Diabetes vorkommt. Erinnern wir uns daran, dass die von den verschiedenen HLA-Genen produzierten Antigene keine Alternativen sind, sondern in Zellen co-exprimiert sind, und dass die Gene sehr polymorph sind (d. h. sie unterscheiden sich von einem Individuum zum andern) mit zahlreichen Allelen, die sich in ihrer DNA-Sequenz und damit in Sequenz und Zusammensetzung des Antigens unterscheiden. Die totale Unterstützung des Superlocus HLA widerspiegelt damit die Kombination der Wirkungen individueller Gene. Ausserhalb der HLA-Gene der Klassen I und II sind andere Gene, die in der gleichen Chromosomenregion (TNF, DAXX, TAP 1 2) lokalisiert sind, involviert, ohne dass für die von ihnen gespielte Rolle ein formeller Beweis auf dem Tisch läge. Unsere Kenntnisse der Sequenzen und seit kurzem der dreidimensionalen Struktur der verschiedenen Allele ermöglichen einen Teil der biologischen Erklärung für verschiedene dieser Assoziationen. Die Identität der Aminosäure an Position 57 der DQ -Kette hat eine starke Korrelation mit dem Risiko an Typ-1-Diabetes zu erkranken. So hat die grosse Mehrheit der Allele DQB und DRB an dieser Position (Asp 57) eine Aspartatsäure, die gewisse Eigenschaften der Peptidbindung überträgt, des Teils des HLA-Proteins, der die peptidischen Antigene darstellt und mit den Lymphozyten verbindet. Im DQ8 wie auch bei der Maus NOD, welche eine starke Veranlagung zum Typ-1-Diabetes hat, ist die Aminosäure 57 modifiziert und der Bindungsort wechselt den Besitzer und erlangt die Fähigkeit, ein vom Insulin abgeleitetes Peptid mit sehr hoher Affinität zu binden. Folglich ergibt sich eine bessere Präsentation des Insulins (und wahrscheinlich des GADA, eines Enzyms der Bauchspeicheldrüse, das ein sehr wichtiges Autoantigen des Typ-1- Diabetes ist) als Autoantigen. Im Ganzen wurden so rund zehn spezielle Aminosäuren des DRB, DQA und DQB als wichtige Risikofaktoren identifiziert. Die Assoziation zwischen den Allelen DQ «non Asp 57» und Typ- 1-Diabetes ist auf zwei Ebenen verblüffend. Die Häufigkeit von Personen mit non-asp-allelen beträgt in der Gesamtbevölkerung Prozent; unter den Patienten sind über 90 Prozent homozygot. Im weiteren korreliert die Häufigkeit von non-asp-allelen in verschiedenen Populationen sehr gut mit ihrer Anfälligkeit auf Typ-1-Diabetes. Je nach Bevölkerungsgruppe beträgt des relative Risiko der non-asp- Homozygoten (im Verhältnis zu den Asp-Homozygoten) 14 zu 111. Fasst man alle ihre Wirkungen zusammen, so scheinen die Gene der HLA-Region rund die Hälfte unserer genetischen Veranlagung auf Typ-1-Diabetes zu bestimmen.

12 12 Die Genetik des Diabetes Typ 1 IDDM2 (Insuline) Der zweite Ort, der durch sämtliche Studien identifiziert wurde, ist derjenige, der das Insulin (INS) kodiert. Im Gegensatz zu den HLA- Genen sind die wichtigen polymorphen Varianten nicht in der Sequenz und damit der Struktur der Proteine, sondern in der Region des Gens, welches seine Expression reguliert. Effektiv existiert ein Polymorphismus des Typs VNTR (variable number of tandem repeats) oberhalb des Gens INS, welches durch eine spezielle DNA- Sequenz wiedergegeben wird, die zwischen 26- und 210-mal im Tandem wiederholt wird. Diese Varianten sind in drei Klassen eingeteilt: I, < 50 Wiederholungen; II von 50 bis 200 Wiederholungen (eine bei Menschen europäischen Ursprungs sehr seltene Form) und III > 200. Sind die Allele der Klasse 1 homozygot, so sind sie mit einem erhöhten Risiko des Typ-1-Diabetes verbunden. Die Allele der Klasse III sind demgegenüber Protektoren, sogar wenn sie heterozygot sind, was vermuten lässt, dass die auf diesen Locus zurückzuführende Veranlagung rezessiv ist. Das Insulin-Gen wird nicht nur in der Bauchspeicheldrüse exprimiert, sondern auch ausserhalb im Thymus, wo die T-Lymphozyten produziert werden. Die Allele der III Klassen steuern die Expression im Thymus. Diese ist zwei bis dreimal höher als jene der Klasse I, was den schützenden Effekt erklären könnte, entweder durch erhöhte Vernichtung der autoreaktiven T-Lymphozyten, welche in der Lage sind, das Insulin zu erkennen oder durch die Produktion von spezifischen Unterdrückungszellen. Andere Gen-Kandidaten Quer durch die parallelen Studien bei Menschen und Mäusen wurden rund zwanzig Gene oder Chromosomenregionen als mögliche Determinanten für die Anfälligkeit bestimmt, aber bei allen untersuchten Populationen wurde abgesehen von IDDM1 oder 2 keinem Gen ein signifikanter oder reproduzierbarer Effekt zugeschrieben. Um die Schwierigkeiten dieser Vorgehensweise zu illustrieren, wurde das IDDM12 in verschiedenen Studien zur Familiengeschichte als mit der Krankheit assoziiert identifiziert (indem man zum Beispiel Gene verglich, die betroffenen Brüdern und Schwestern gemeinsam sind). Diese Chromosomen-Region enthält das Gen CTLA4, das in den aktivierten T-Lymphozyten exprimiert und dessen Produkt beim programmierten Tod der T-Zellen eine Rolle spielt, aber ebenso das CD28, das sowohl in den Lymphozyten aber auch in anderen Genen exprimiert wird. Eine kürzlich unter Leitung von Dr. Concannon durchgeführte grosse multizentrische Studie zeigte sieben Chromosomenregionen, welche potentiell bei der Anfälligkeit auf Diabetes eine Rolle spielen (darunter im besonderen IDDM1

13 13 und 2). Sie zeichnete sich aber insbesondere dadurch aus, dass sie Patienten aus verschiedenen grossen Untersuchungsregionen zusammenführte. Es bleibt zu hoffen, dass diese Vorgehensweise in den kommenden Jahren Früchte tragen wird. Obwohl ein grosser Teil der Anstrengungen der Forscher auf die Identifikation der Gene ausgerichtet ist, welche unsere Anfälligkeit auf Typ-1-Diabetes bestimmt, gibt es epidemologische und (vielleicht vor allem) anekdotische Anzeichen, die suggerieren, dass der Schweregrad und sogar das Auftauchen von Komplikationen, die sich aus der lang dauernden Hyperglykämie ableiten, zumindest partiell genetisch bedingt sein könnten. Wenige Studien haben diese spezifische Frage untersucht, mit einigen Hinweisen auf die Bedeutung gewisser Gene des Renin-Angiotensinen-Systems in der Entstehung von Nierenkomplikationen. Bis heute liegt keine grosse auf dieses Problem fokussierende Studie vor. Dennoch scheinen die Resultate darauf hinzudeuten, dass die Wirkungen, so es sie überhaupt gibt, im Verhältnis zum Hauptfaktor, der Kontrolle der Glykämie, eher schwach zu sein scheinen. Schlussfolgerungen 1965 beschrieb Dr. James V. Neel den Zucker-Diabetes als einen «Alptraum für einen Genetiker». Heute ist der Diabetes des Typs 1 vielleicht die meist studierte und am besten verstandene multifaktorielle Krankheit und der Genforscher schläft besser. Zwei Hauptloci, das HLA-System und das Insulin-Gen wurden identifiziert und ihre Wirkungen auf der assoziativen und biologischen Ebene gut beschrieben. Zahlreiche andere Loci mit weniger wichtigen Wirkungen wurden mit einbezogen und werden gegenwärtig untersucht. Diese genetischen Fortschritte zusammen mit vergleichbaren Fortschritten in epidemologischen und immunologischen Studien haben enorm viel zu unserem Verständnis der Pathogenese des Typ-1-Diabetes beigetragen. Dennoch nimmt die Krankheitshäufigkeit stark zu und die Symptome machen sich früher und früher bemerkbar. Die gegenwärtigen Kenntnisse der Genetik mit den Allelen IDDM1 und 2 für die Veranlagung und den Schutz mit mehr oder weniger stark ausgeprägter Wirkung sind wahrscheinlich ausreichend um Anfälligkeitstests für Risikogruppen zur Verfügung zu stellen, zumindest in bestimmten Familien oder Populationen. Leider haben diese Tests heute keine praktische Wirkung: Es gibt keine präventive Intervention oder nützliche frühzeitige Behandlung. Auch wurde kein krankheitsauslösender

14 14 Die Genetik des Diabetes Typ 1 Umweltfaktor definitiv identifiziert. Vor diesem Hintergrund werden und dürfen solche Tests nicht angeboten werden: Gentest sollen nicht etikettieren, sondern helfen. Der Gen-Diabetologe muss sich damit begnügen, Zahlen des empirischen Risikos zu zitieren (sie wurden in der Einleitung zitiert) und seine Patienten gut zu überwachen. Zu dem Zeitpunkt, da präventive Massnahmen möglich werden, muss der Genetiker (der medizinische dieses Mal) von neuem erwachen.

15 15 Diagnose des Diabetes mellitus und der verminderten Glukosetoleranz Der Diabetes mellitus umfasst eine Gruppe von metabolischen Störungen, welche durch absoluten oder relativen Insulinmangel gekennzeichnet sind. Als Folge der resultierenden chronischen Hyperglykämie und weiteren Stoffwechselstörungen treten nach längerer Krankheitsdauer Schäden an Blutgefässen und Nervensystem auf, und es entstehen spezifische Organkomplikationen. Seit1997 gibt es von der American-Diabetes-Association (ADA) neue Diagnoserichtlinien, sowie ein neues Klassifikationsschema für den Diabetes mellitus (1) hat sich auch die World Health Organization (WHO) mit diesem Thema befasst. In diesem Artikel sollen diese Richtlinien zusammengefasst werden (2). Risikofaktoren für Diabetes mellitus (3) Nicht beeinflussbare: Positive Familienanamnese (das Risiko bei Kindern mit einem Elternteil mit Typ-2- Diabetes beträgt zirka 50%.) Zugehörigkeit zu einer bestimmten Rasse/ethnischen Gruppe (z. B. Asiaten, Afroamerikaner) Vorhandensein von Störungen, die mit Insulinresistenz assoziiert sind (Hypertonie, Dyslipidämie, Polycystisches Ovar Syndrom, Acanthosis nigricans) Beeinflussbare: Übergewicht (definiert als ein BMI 25 kg/m 2 ), Hypertonie, Dyslipidämie Bewegungsmangel Rauchen ungesunde Ernährung ( z.b. faserarme Nahrung, wenig ungesättigte Fettsäuren) Alkoholabstinenz (ein mässiger Alkoholkonsum von zirka 10 g/d senkt das Risiko) nach Gestationsdiabetes; nach Entbindung eines Kindes mit Geburtsgewicht > 4500 g erhöhte Blutzuckerwerte in der Anamnese Screening bei erhöhtem Risiko Screening unterscheidet sich von diagnostischem Vorgehen dadurch, dass asymptomatische Individuen einer Risikogruppe (in diesem Falle Personen, bei denen für das Vorliegen eines Diabetes mellitus eine erhöhte Wahrscheinlichkeit vorliegt) untersucht werden, wohingegen eine diagnostische Untersuchung bei Vorliegen von Symptomen der Erkrankung oder bei einem positiven Screening indiziert ist. Die Diabetesform mit der höchsten Prävalenz, der Typ-2- Diabetes, ist gleichzeitig die Form, welche in frühen Stadien oft symptomlos verläuft, weshalb sie häufig über Jahre hinweg nicht erkannt wird. Somit stellt sich die Frage nach adäquaten Screening-Tests heute vorwiegend beim Typ-2-Diabetes. Untersucht werden sollten Prof. Dr. med. Ulrich Keller, cand. med. Lela Hakemi, Abt. Endokrinologie, Diabetologie und Klinische Ernährung, Kantonsspital Basel

16 16 Diagnose des Diabetes mellitus und der verminderten Glukosetoleranz Personen ab dem 45. Lebensjahr in Abständen von zirka drei Jahren; wenn sie zur Gruppe der Risikopersonen gehören, sollen sie bereits in jüngeren Jahren und mit geringeren Zeitabständen untersucht werden. Für den Typ-1-Diabetes wird wegen der akuten und symptomatischen Erstmanifestation von der ADA ein Screening nicht empfohlen. Darüber hinaus ist die Inzidenz relativ niedrig (zirka zehn Mal niedriger als die des Typ-2-Diabetes) und es gibt auch keinen Konsens darüber, welches die Konsequenzen im Falle eines positiven Ergebnisses von Risikomarkern (zum Beispiel Nachweis von Inselzellantikörpern) wären. Die Bestimmung der Nüchternplasmaglukose ist der von der ADA empfohlene Screening-Test; die Durchführung eines oralen Glukosetoleranztests (ogtt) ist in Einzelfällen indiziert, so auch in der Schwangerschaft. Allgemein ist der ogtt jedoch wegen des damit verbundenen Zeit- und Kostenaufwands und der relativ schlechten Reproduzierbarkeit für die klinische Praxis nicht empfohlen. In Finnland hat eine Studie gezeigt, dass Probanden mit gestörter Glukosetoleranz mittels einer Beratung zur Lebensstiländerung (Ernährungsberatung und Aufforderung zu mehr Bewegung) nach 4 5 Jahren wesentlich seltener einen manifesten Diabetes entwickelten als die Kontrollgruppe ohne Lebensstiländerung (4). Neuerdings zeigte auch eine gross angelegte Studie in den USA (Diabetes Prevention Program), dass durch eine Lebensstiländerung (Ernährung, mehr Bewegung) das Diabetesrisiko um mehr als 50% reduziert werden kann (noch nicht veröffentlicht). Diagnose des Diabetes mellitus und der Zwischenstadien Diabetes wird aufgrund einer erhöhten Blutglukosekonzentration diagnostiziert. Die Situation ist einfach, wenn eine ausgeprägte Hyperglykämie vorliegt; die Abklärung muss standardisiert vorgenommen werden, wenn es sich um eine asymptomatische Person mit Blutglukosewerten, die sich nur geringfügig unterhalb des diagnostischen cut-off-wertes befinden, handelt. Generell gibt es drei Möglichkeiten, einen manifesten Diabetes zu diagnostizieren: Plasmaglukose zu einem beliebigen Zeitpunkt 11,1 mmol/l ( 200 mg/dl) sowie Symptome eines Diabetes (Polyurie, Polydipsie oder ungeklärter Gewichtsverlust) erhöhte Nüchternplasmaglukose (siehe Tabelle 1). Nüchtern bedeutet, dass mindestens in den letzten acht Stunden keine Kalorien aufgenommen worden sind pathologischer 2-Stunden-Wert im oralen Glukose-Toleranz- Test (siehe Tabelle 1)

17 17 Tabelle 1: Referenzwerte für Blutglukose in mmol/l zur Definition von Störungen des Glukosestoffwechsels (1) Vollblut venös Vollblut kapillär Plasma venös Nüchtern Gestörte 5,6 und < 6,1 5,6 und < 6,1 6,1 und < 7,0 Nüchtern-Glukose Diabetes 6,1 6,1 7,0 Mellitus 2 Stunden nach Gestörte 6,7 7,8 7,8 oraler Glukose- Glukose-Toleranz Belastung (ogtt)* Diabetes 10,0 11,1 11,1 Mellitus Für diagnostische Zwecke sind Messungen mittels Blutzuckerteststreifen ungenügend genau. Aufgrund eines pathologischen Wertes darf lediglich eine provisorische Diagnose gestellt werden, die aber an einem anderen Tag durch einen der drei oben genannten Tests bestätigt werden muss. Der Unterschied zwischen Vollblut und Plasma ist zu beachten die tieferen Werte sind durch den glukosefreien Anteil der zellulären Elemente des Blutes bedingt. * Der ogtt wird für die klinische Routinediagnostik nicht empfohlen. Gestörte Nüchternglukose, gestörte Glukosetoleranz Das Zwischenstadium der so genannten Gestörten Glukosetoleranz bezeichnet den Zustand zwischen normaler Glukose- Homöostase und Diabetes. Der Begriff «Gestörte Glukosetoleranz» (Impaired Glucose Tolerance) wurde 1979 durch die National Diabetes Data Group (NDDG) eingeführt. Er beschreibt einen Zustand, bei dem die Plasmaglukosewerte während des ogtt über dem Normwert liegen (d. h. 6,7 mmol/l) jedoch unter den Werten, die einen Diabetes diagnostizieren lassen (d. h. < 10,0 mmol/l in venösem Vollblut) wurde von der ADA ein verwandter Begriff, «Gestörte Nüchternglukose» (Impaired Fasting Glucose) eingeführt, der sich auf Blutzuckerwerte bezieht, die zwischen «normal» und «Diabetes» liegen. Die Stadien der «Impaired Glucose Tolerance» und der «Impaired Fasting Glucose» sind Risi-

18 18 Diagnose des Diabetes mellitus und der verminderten Glukosetoleranz kofaktoren für einen manifesten Diabetes mellitus und für kardiovaskuläre Erkrankungen. So ist die gestörte Nüchternglukose häufig mit dem metabolischen Syndrom assoziiert. Auf diese Weise ist sie indirekt an der Pathogenese kardiovaskulärer Erkrankungen beteiligt; sie geht einher mit anderen Elementen des metabolischen Syndroms (z. B. Dyslipidämie, Insulinresistenz), die eigenständige Risikofaktoren für kardiovaskuläre Erkrankungen (z. B. koronare Herzkrankheit) darstellen. Welcher Test ist für die Diagnose geeignet? Unterschiedliche Ansichten der WHO und der ADA Bei WHO und ADA besteht Konsens darüber, dass die Diagnose des Diabetes mellitus prinzipiell sowohl durch ogtt als auch durch Bestimmung der Nüchterplasmaglukose (NPG) gestellt werden kann. Die WHO empfiehlt jedoch, die Diagnose des Diabetes mellitus nur dann anhand der NPG zu stellen, wenn die Durchführung eines ogtt nicht praktikabel ist, wohingegen die ADA den ogtt (wegen des damit verbundenen Zeit- und Kostenaufwandes) ausser in speziellen Situationen nicht befürwortet und die Nüchternplasmaglukose zur Diagnosestellung empfiehlt. Als 1997 die Diagnoserichtlinien für den Diabetes mellitus von der ADA verändert wurden, wurden die Richtwerte für ogtt und IGT beibehalten. Der cut-off-wert für die Nüchternplasmaglukose wurde von 7,8 mmol/l auf 7,0 mmol/l gesenkt, weil bei diesen Werten die Prävalenz diabetesspezifischer mikrovaskulärer Komplikationen bereits zunimmt. Die ADA verwendet für ihre Argumentation u. a. Studien an Pima-Indianern. Diese haben ergeben, dass Nüchternplasmaglukosewerte um 7,0 mmol/l und 2-Stunden-Werte um11.0 mmol/l im ogtt gleich häufig mit Retinopathie assoziiert sind. Diese Ergebnisse wurden durch Studien in Ägypten und den Third National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES III) bestätigt. Auch findet die Paris Prospective Study in den Richtlinien der ADA Erwähnung. In dieser wurden Aussagekraft der NPG und des ogtt hinsichtlich der Inzidenz von koronarvaskulärer Morbidität untersucht, und festgestellt, dass diese ab einer Nüchternplasmaglukose von 6,9 mmol/l, bzw. einem 2-Stunden-Wert über 7,8 mmol/l im ogtt deutlich zunimmt. Insgesamt liegt aber die Problematik darin, dass Nüchternplasmaglukose und ogtt nicht dieselben Personengruppen identifizieren. Es zeigte sich, dass einerseits einige Patienten mit einer gestörten Nüchternglukose nach Durchführung eines ogtt als Diabetiker einzustufen wären, andererseits haben gleichzeitig Studien von

19 19 Mc Cance et al. und Charles et al. ergeben, dass ein erhöhtes Risiko mikrovaskulärer und makrovaskulärer Erkrankungen bei Personen mit einer NPG von 7,0 mmol/l besteht, auch wenn die 2-Stunden- Werte im ogtt unter 7,8 mmol/l liegen. Die ADA ist der Ansicht, dass die geringfügig höhere Sensitivität des oralen Glukosetoleranz-Tests gegenüber der Nüchternplasmaglukose den Aufwand mit dem er verbunden ist, nicht rechtfertigt, denn die Durchführung ist kostenund zeitaufwendig und für die Patienten nicht sehr angenehm. Zudem ist die Reproduzierbarkeit des ogtt signifikant schlechter als die der NPG, was die Diagnosestellung kompliziert. Demgegenüber argumentiert die so genannte DECODE-Studie für die Stellungnahme der WHO, da sie zeigte, dass die gestörte Glukosetoleranz (IGT) einen deutlicheren Risikofaktor für kardiovaskuläre Erkrankungen darstellt als die gestörte Nüchternglukose (IFG) (5). Aus diesen Gründen wurde und wird der ogtt in der Praxis sogar in unklaren Fällen kaum angewandt (6). Die Nüchternplasmaglukose ist somit der entscheidende Test für die Diagnose eines Diabetes mellitus, denn er ist einfach, ausreichend und kostengünstig. Der HbA1c-Wert ist der Blutglukosebestimmung in Hinblick auf Spezifität in einzelnen Fällen nahezu gleichwertig, wird jedoch im Moment wegen ungenügender Sensitivität und Standardisierung allgemein nicht empfohlen (7). Einteilung des Diabetes mellitus Die bisherige, erstmals 1979 von der National Diabetes Data Group (NDDG) eingeführte und später von der World Health Organization (WHO) nachbearbeitete Klassifikation des Diabetes (2) teilte diesen ungeachtet seiner Entwicklung aufgrund seiner Behandlung ein. Unter Bemängelung dieser Tatsache hat die American-Diabetes-Association (ADA) im Jahre 1997 ein neues Klassifikationsschema vorgeschlagen in welchem dieser anhand seiner Ätiologie eingeteilt wird (1). So wurden die Begriffe «insulinabhängig» (insulin-dependent diabetes mellitus: IDDM) und «insulinunabhängig» (non-insulin-dependent diabetes mellitus: NIDDM) zugunsten «Typ 1» und «Typ 2» aufgegeben. Dies spiegelt die Tatsache wieder, dass viele Typ-2-Diabetiker mit der Zeit insulinbedürftig werden. Die Einteilung in Typ 1 oder Typ 2 ist nicht immer mit Sicherheit möglich es braucht gelegentlich Zeit, Abklärungen und Verlaufsbeobachtungen. Auch wurden die Begriffe Jugend- oder Altersdiabetes eliminiert, was sich dadurch begründen lässt, dass sich bei etwa der Hälfte der Patienten der Typ-1-Diabetes mellitus nach dem 20. Lebensjahr

20 20 Diagnose des Diabetes mellitus und der verminderten Glukosetoleranz manifestiert und danach die Inzidenz des Typ-1-Diabetes in jeder Lebensdekade ungefähr gleich ist. Zudem nimmt die Inzidenz von Typ-2-Diabetes mellitus (ebenso wie das Übergewicht) bei Kindern und Jugendlichen zu. Typ-1-Diabetes Zirka 10% der Diabetiker haben einen Typ-1-Diabetes. Zugrunde liegt eine auf Autoimmunprozessen beruhende Zerstörung der insulinproduzierenden -Zellen des Pankreas mit resultierender verminderter Insulin- Sekretion, wobei genetische Faktoren eine prädisponierende Rolle spielen (20% der Typ-1-Diabetiker haben eine positive Familienanamnese [mit Typ-1-Diabetes] und > 90% der Betroffenen haben die Merkmale HLA-DBQ1 und HLA- DRB1). Typ-2-Diabetes Bei dem Typ-2-Diabetes handelt es sich um die Diabetesform mit der höchsten Prävalenz. Etwa 90% der Diabetiker sind davon betroffen. Eine Vielzahl der Betroffenen haben andere Komponenten des metabolischen Syndroms (Insulin- Resistenz-Syndrom, Wohlstandssyndrom), das laut WHO-Definition gekennzeichnet ist durch das Zusammentreffen von: Insulinresistenz; kompensatorischem Hyperinsulinismus (zur Aufrechterhaltung der Glukose- Homöostase) Dyslipoproteinämie (Triglyzeride, HDL-Cholesterin ) stammbetonte Adipositas Hypertonie Definition des Matabolischen Syndroms (nach 8) Ein Metabolisches Syndrom liegt nach WHO vor, wenn zusätzlich zu Diabetes mellitus, verminderte Glukosetoleranz oder einer Insulinresistenz mindestens 2 der 4 Komponenten, Stammfettsucht, Mikroalbuminurie, Dyslipidämie oder Hypertonie, vorliegen. Stammfettsucht BMI > 30 kg/m 2 Mikroalbuminurie AER > 20 µg/min Dyslipidämie HDL < 1,0 mmol/l und/oder Triglyzeride > 1,7 Hypertonie RR > 160/90 mmhg DM, IGT oder Insulin- Resistenz Spezifische Diabetestypen Genetischer Defekt der Betazellfunktion (z. B. MODY: Maturity Onset Diabetes of the Young) Genetischer Defekt in der Insulinwirkung Erkrankungen des exokrinen Pankreas (pankreatopriver Diabetes) Endokrinopathien (z. B. Akromegalie, M. Cushing)

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