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# 健康科学# 遺伝学・ゲノム医学

脊髄性筋萎縮症を理解する

脊髄性筋萎縮症の概要と筋機能への影響。

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SMA: 遺伝子の挑戦SMA: 遺伝子の挑戦脊髄性筋萎縮症の複雑さを解き明かす。
目次

脊髄性筋萎縮症(SMA)は、筋肉の機能に影響を与える珍しい遺伝性疾患だよ。これは、脊髄の下部にある運動ニューロンが死んじゃうことで起こり、筋力の低下や筋肉の衰えがあるんだ。この病気は、特にヨーロッパ系の人々に多く見られていて、このグループでは約1万人に6.1人から11.5人が影響を受けてる。他の人種でも発生するけど、割合は低いけどそれでも重要だよ。

SMAの治療法

最近、SMAの治療に進展があったんだ。2016年にアメリカの食品医薬品局(FDA)がヌシネルセンという薬を承認したんだ。これが病気の進行を遅らせることができるんだよ。それに続いて、2019年にはオナセムノゲン アベパルボベックシオイ、2020年にはリスジプラムが承認されたんだ。アメリカの健康資源サービス庁(HRSA)は、2018年にSMAスクリーニングを新生児スクリーニングのパネルに追加して、今ではアメリカのすべての新生児に対するルーチンチェックの一部になってるんだ。他の国でも国のスクリーニングプログラムにSMA検査を含めるようになってきてる。ただ、一部の人は検査が始まる前に生まれた場合や、親が新生児スクリーニングを辞退した場合には診断されないこともあるんだ。

SMAの発症メカニズム

SMAは、SMN遺伝子の特定の部分に問題があることで引き起こされるんだ。大抵は、SMN1遺伝子の欠失や変化が原因で、その欠乏が起こるんだよ。SMN遺伝子にはほぼ同じバージョンが2つあって、SMN1とSMN2があるんだけど、違いは単一のヌクレオチドにあるんだ。SMN1の‘C’は正しいタンパク質を作るのに役立つけど、SMN2の‘T’はそうじゃない。SMN2は十分な有用なSMNタンパク質を生成できないから、機能的なSMN1コピーが残っていないとニューロンが死んじゃうんだ。ほとんどの人は両方のSMN遺伝子の機能的なコピーを2つ持ってるけど、誰かは持っていなかったり、2つ以上持ってることもあるよ。SMN2のコピー数は、病気の重症度や症状が現れる早さに影響するんだ。

SMAの検出方法

SMAを検出するには、SMN遺伝子を分析する必要があるんだ。SMAファインダーっていうツールがあって、SMN1とSMN2の特定の部分で重複しているリードの数を特定するんだ。もしその位置で‘C’を示すリードが不足していたら、その人はSMN1の機能的なコピーがないことを示唆して、SMAの診断が出るわけ。

検出の課題

SMN1とSMN2の間にはほとんど完璧な類似性があるから、遺伝子データを分析する通常の方法では、これらのリードを正確にマッピングするのが難しいことがあるんだ。だから、従来のツールを使ってSMAを診断するのは難しいんだよ。それに対処するために、SMNCopyNumberCallerやParaphaseみたいな専門のツールが開発されて、SMA専用に遺伝子データを分析できるようになったんだ。

研究とコホート

ブロード研究所のメンデルゲノミクスセンター(CMG)は、いろんな病状を持つ大きなグループを分析したんだ。このコホートでは、半数以上がさまざまな疑わしい遺伝性疾患に影響を受けていたよ。研究者たちは、これらの人々の祖先を調べて、かなりの割合がヨーロッパ系の背景を持ってることを発見したんだ。影響を受けた人々の中には、神経系や筋骨格系に関連する症状を持つ人が多かったんだ。

タルトゥ大学病院などの他のコホートでも、さまざまな疑わしい状態の検査サンプルが含まれていたよ。全体として、多くのSMAの人が筋ジストロフィーのような他の障害と誤診されていたんだ。

SMAファインダーの仕組み

SMAファインダーは、遺伝子データから2つの数値を計算するんだ:rは‘C’を示すリードの数、Nは全てのアラインされたリードの合計数だよ。もしNが14以上で‘C’リードがない場合、そのツールはその人がSMN1の機能的なコピーがゼロで、SMAの診断が出てると示唆するんだ。

SMAファインダーのパフォーマンス

SMAファインダーは、ブロード研究所CMGやタルトゥ大学病院のコホートを含めていくつかのコホートでテストされたんだ。既知のSMAのケースをうまく特定して、新たな潜在的なケースをさらなる検査のためにフラグしたんだ。ある大きな人口グループでは、SMAファインダーの偽陽性率は非常に低かったんだよ。

正確な診断の重要性

重要な観察として、新たに診断されたSMAのケースの多くが以前に筋ジストロフィーや関連する障害と診断されていたことがあったんだ。これは、進行性の筋力低下を持つ人々の評価でSMAテストが必要であることを強調しているんだ。早期発見は特に重要で、新しい治療法が早期に始まるとより効果的になるからね。

結論

SMAは複雑な状態で、正確な診断には慎重な検査が必要なんだ。SMAファインダーのようなツールの開発によって、この障害を正確に検出する能力が向上したんだよ。課題は残っているけど、研究の進行や技術の改善は、SMAの人々にとってより良い診断と治療への希望を与えてくれるんだ。症状を持つ人々が適時かつ正確にSMAの検査を受けられるようにするのが、ますます重要になってくるね。

オリジナルソース

タイトル: Diagnosing missed cases of spinal muscular atrophy in genome, exome, and panel sequencing datasets

概要: Spinal muscular atrophy (SMA) is a genetic disorder that causes progressive degeneration of lower motor neurons and the subsequent loss of muscle function throughout the body. It is the second most common recessive disorder in individuals of European descent and is present in all populations. Accurate tools exist for diagnosing SMA from genome sequencing data. However, there are no publicly available tools for GRCh38-aligned data from panel or exome sequencing assays which continue to be used as first line tests for neuromuscular disorders. This deficiency creates a critical gap in our ability to diagnose SMA in large existing rare disease cohorts, as well as newly sequenced exome and panel datasets. We therefore developed and extensively validated a new tool - SMA Finder - that can diagnose SMA not only in genome, but also exome and panel sequencing samples aligned to GRCh37, GRCh38, or T2T-CHM13. It works by evaluating aligned reads that overlap the c.840 position of SMN1 and SMN2 in order to detect the most common molecular causes of SMA. We applied SMA Finder to 16,626 exomes and 3,911 genomes from heterogeneous rare disease cohorts sequenced at the Broad Institute Center for Mendelian Genomics as well as 1,157 exomes and 8,762 panel sequencing samples from Tartu University Hospital. SMA Finder correctly identified all 16 known SMA cases and reported nine novel diagnoses which have since been confirmed by clinical testing, with another four novel diagnoses undergoing validation. Notably, out of the 29 total SMA positive cases, 23 had an initial clinical diagnosis of muscular dystrophy, congenital myasthenic syndrome, or myopathy. This underscored the frequency with which SMA can be misdiagnosed as other neuromuscular disorders and confirmed the utility of using SMA Finder to reanalyze phenotypically diverse neuromuscular disease cohorts. Finally, we evaluated SMA Finder on 198,868 individuals that had both exome and genome sequencing data within the UK Biobank (UKBB) and found that SMA Finders overall false positive rate was less than 1 / 200,000 exome samples, and its positive predictive value (PPV) was 97%. We also observed 100% concordance between UKBB exome and genome calls. This analysis showed that, even though it is located within a segmental duplication, the most common causal variant for SMA can be detected with comparable accuracy to monogenic disease variants in non-repetitive regions. Additionally, the high PPV demonstrated by SMA Finder, the existence of treatment options for SMA in which early diagnosis is imperative for therapeutic benefit, as well as widespread availability of clinical confirmatory testing for SMA, warrants the addition of SMN1 to the ACMG list of genes with reportable secondary findings after genome and exome sequencing.

著者: Ben Weisburd, R. Sharma, V. Pata, T. Reimand, V. S. Ganesh, C. Austin-Tse, I. Osei-Owusu, E. O'Heir, M. O'Leary, L. Pais, S. A. Stafki, A. L. Daugherty, C. Folland, S. Peric, N. Fahmy, B. Udd, M. Horakova, A. Lusakowska, R. Manoj, A. Nalini, V. Karcagi, K. Polavarapu, H. Lochmuller, R. Horvath, C. G. Bonnemann, S. Donkervoort, G. Haliloglu, P. B. Kang, G. Ravenscroft, N. Laing, H. S. Scott, A. Topf, V. Straub, S. Pajusalu, K. Ounap, G. Tiao, H. L. Rehm, A. O'Donnell-Luria

最終更新: 2024-06-29 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.02.11.24302646

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.02.11.24302646.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた medrxiv に感謝します。

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