Non-invasive biomarkers for the prediction of disease progression in metabolic associated fatty liver disease

BACKGROUND and AIMS: NAFLD/MAFLD includes a broad spectrum of pathologies affecting the liver parenchyma (steatosis -NAFL-, steatohepatitis -NASH-, cirrhosis). Its pathogenesis is related to a complex multi-organ interaction in which genetic, hormonal and environmental factors play a central role and are involved in the development of hepatocellular carcinoma (HCC). Liver biopsy is the "gold standard" for diagnosis. The major unmet need of this condition is the lack of non-invasive biomarkers useful in the prediction of disease progression risk. Some genetic variants (PNPLA3, TM6SF2, MBOAT7 and GCKR) are strongly involved in the determination of the liver fat content (HFC) and in the progression of liver disease. Recently high levels of SCCA-IgM were described in patients with HCC or cirrhosis due to viruses or alcohol abuse. The principal aim of the study was to investigate the association between serum concentration of SCCA-IgM and severity of liver disease in a cohort of patients with histological well characterize NAFLD. Secondly, we examined the impact of a polygenic risk score of hepatic fat content (PRS-HFC) on NAFLD-HCC in a cross-sectional cohort of at-risk individuals (NAFLD cross-sectional cohort), we tried to optimize it by adjustment for a protective variant in HSD17B13 (PRS-5); finally, we identified the best diagnostic threshold. MATERIAL AND METHODS: The first cohort includes 84 patients with a histological diagnosis of NAFLD (39 with NAFL and 45 with NASH). Concentrations of SCCA-IgM were measured by ELISA test with HepaIC® kit. In the NAFLD cross-sectional cohort, were enrolled 1,699 patients (82 of which from our center) with NAFLD in different stages of disease (steatosis, cirrhosis, HCC) and 865 healthy controls. Participants were genotyped (TaqMan 5'-nuclease) for rs738409 (PNPLA3 I148M variant), rs58542926 (TM6SF2 E167K), rs641738 C>T variant at MBOAT7, rs1260326 (GCKR P446L), and rs72613567 (HSD17B13:TA). A risk score (PRS-HFC) was created, further developed in the PRS-5. Mendelian randomization analyses were used to assess the causal role of genetic predisposition to NAFLD on HCC development. Diagnostic accuracy was evaluated by ROC curves. RESULTS: SCCA-IgM levels were better in patients with NASH than in those with NAFL (p = 0.007). Higher degrees of fibrosis on histological examination are associated with higher concentrations of SACCA-IgM (p <0.05). SCCA-IgM levels correlate with age (p <0.05), BMI (p = 0.01), homocysteine (p = 0.02) and degree of fibrosis (p <0.05). The PRS score is influenced by the severity of the liver disease. PRS confer an increased risk of HCC proportional to the increased risk of NAFLD (p = 0.02). The best cutoff for scoring was 0.532 (AUROC 0.64). The accuracy of the PRS-5 is similar, with a cut-off of 0.495. Positive PRS-HFC improved the detection of HCC in people over 40 years of age and in diabetic patients regardless of severe fibrosis. PRS-5 allows to predict the risk of HCC even in non-obese subjects. CONCLUSION: In patients with NAFLD, SCCA-IgM levels were associated with the diagnosis of NASH and histological severity of liver fibrosis. In NAFLD cross-sectional cohort, our data are consistent with a causal association between genetically determined hepatic fat and HCC development, which was mainly mediated by predisposition to severe fibrosis. High PRS had a quite good specificity (80%) for detection HCC, and may be useful to stratify NAFLD-HCC risk and guide surveillance in patients with metabolic risk factors for HCC, independently of fibrosis severity. The role of SCCA-IgM and PRS in NAFLD risk stratification should be evaluated in further prospective studies.

BACKGROUND e OBIETTIVI: La NAFLD/MAFLD comprende un ampio spettro di patologie a carico del parenchima epatico (steatosi -NAFL-, steatoepatite -NASH-, cirrosi). La patogenesi è relata ad una complessa interazione multiorgano in cui fattori genetici, ormonali e ambientali giocano un ruolo centrale e sono coinvolti nello sviluppo del carcinoma epatocellulare (HCC). La biopsia epatica è il “gold standard” per la diagnosi. Tuttavia ad oggi mancano dei marcatori non invasivi per la predizione del rischio di progressione della NAFLD. Alcune varianti genetiche (PNPLA3, TM6SF2, MBOAT7 e GCKR) sono coinvolte nella determinazione del contenuto di grasso epatico (HFC) e nella progressione della epatopatia. Recentemente in pazienti con HCC o cirrosi secondaria ad abuso alcolico od a infezione virale, è stata descritta la presenza di elevati livelli sierici di SCCA-IgM. Il principale scopo dello studio è quello di indagare l'associazione tra concentrazione di SCCA-IgM e gravità della epatopatia in una coorte di pazienti con NAFLD caratterizzata dal punto di vista istologico. In secondo luogo, nel contesto di uno studio di coorte trasversale multicentrico, abbiamo esaminato, in soggetti con NAFLD, l'impatto di un punteggio di rischio poligenico del contenuto di grasso epatico (PRS-HFC) sullo sviluppo del HCC, ottimizzato lo score introducendo HSD17B13 (PRS-5), ed infine, identificato la migliore soglia diagnostica. MATERIALI E METODI: La prima coorte comprende 84 pazienti con diagnosi istologica di NAFLD (39 con NAFL e 45 con NASH). Le concentrazioni di SCCA-IgM sono state misurate tramite test ELISA con kit HepaIC®. Nella coorte multicentrica sono stati arruolati 1.699 pazienti (82 dei quali provenienti dal nostro centro) con diagnosi di NAFLD in diversi stadi di malattia (steatosi, cirrosi, HCC) e 865 controlli sani. I partecipanti sono stati genotipizzati (TaqMan 5'-nucleasi) per rs738409 (PNPLA3 I148M), rs58542926 (TM6SF2 E167K), rs641738 C>T MBOAT7, rs1260326 (GCKR P446L), e rs72613567 (HSD17B13:TA). E' stato creato uno score di rischio (PRS-HFC), ulteriormente sviluppato nel PRS-5. Per valutare il ruolo causale della predisposizione genetica sullo sviluppo di HCC si è ricorsi all’analisi di randomizzazione mendeliana. L'accuratezza diagnostica è stata valutata tramite le curve ROC. RISULTATI: I livelli di SCCA-IgM sono risultati significativamente più elevati nei pazienti con NASH rispetto a quelli con NAFL (p = 0,007). Gradi maggiori di fibrosi all'esame istologico si associano a maggiori concertazioni di SACCA-IgM (p <0,05). I livelli di SCCA-IgM correlano con età (p <0,05), BMI (p = 0,01), omocisteina (p = 0,02) e grado di fibrosi (p <0,05). Il punteggio di PRS è influenzato dalla gravità dell’epatopatia. PRSs conferiscono un aumento del rischio di HCC, proporzionale all'aumento del rischio di NAFLD (p = 0,02). Il miglior valore soglia per PRS-HFC è 0,532 (AUROC 0.64). La precisione del PRS-5 è simile, con cut-off pari a 0,495. PRS-HFC positivi hanno migliorato la rilevazione di HCC in individui di età superiore a 40 anni ed in pazienti diabetici, indipendentemente dalla fibrosi grave. PRS-5 permette di predire il rischio di HCC anche in soggetti non obesi. CONCLUSIONI: Nei pazienti con NAFLD, i livelli di SCCA-IgM risultano associati alla diagnosi di NASH ed alla gravità istologica della fibrosi epatica. I nostri dati sono coerenti con l’esistenza di un'associazione causale tra HFC geneticamente determinato e sviluppo di HCC, che è principalmente mediato dalla predisposizione alla fibrosi grave. Un PRS alto risulta possedere una specificità del circa 80% per rilievo di HCC e può essere utile per stratificarne il rischio e guidare la sorveglianza nei pazienti con fattori di rischio metabolico per HCC, indipendentemente dalla gravità della fibrosi. Studi prospettici sono necessari per valutare il ruolo di SCCA-IgM e dei PRS nella stratificazione del rischio dei pazienti con NAFLD.