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# 健康科学# 遺伝学・ゲノム医学

一次繊毛運動不全の理解:遺伝的概要

原発性繊毛運動障害の遺伝的基盤と診断についての考察。

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PCDに関する遺伝的な洞察PCDに関する遺伝的な洞察遺伝子研究を通じて診断と治療を革新する。
目次

一次性繊毛運動不全症(PCD)は、体の多くの細胞の表面にある小さな毛のような構造である繊毛に影響を与える遺伝的な状態だよ。繊毛は、液体を移動させたり、肺、脳、生殖器系からゴミを取り除いたりする大事な役割を果たしてる。PCDの人たちの繊毛はうまく機能しないことが多くて、いろんな健康問題を引き起こす可能性があるんだ。

PCDで起こること

PCDでは、繊毛が形が変だったり、効果的に動けなかったりすることがある。全く動かない繊毛を持ってる人もいれば、調和のない方法で動く繊毛を持ってる人もいるんだ。これが粘液や他の粒子の蓄積を引き起こし、体が気道をクリアに保つのが難しくなる。結果として、PCDの人たちはしばしば慢性的な呼吸器の問題に苦しむことが多くて、咳や感染症、呼吸困難を経験することがあるんだ。また、脳に液体がたまったり、臓器の位置に問題があったりする他の合併症もよく見られるんだ。

PCDは生まれてすぐに現れることが多くて、しばしば説明のつかない呼吸困難として現れる。子供が成長するにつれて、持続的な咳、頻繁な副鼻腔感染、耳の感染、その他の呼吸器の問題を発展させることがあるんだ。治療しないままだと、これらの問題は肺の損傷や聴力喪失などの長期的な問題に繋がることがある。

PCDの診断

PCDの診断は複雑で、嚢胞性線維症などの他の呼吸器疾患と症状が似てることが多いんだ。診断を確認するために、医者はさまざまな専門的なテストに頼るよ。一般的なテストの一つは、鼻の一酸化窒素のレベルを測定するもので、レベルが低いとPCDの可能性があるんだ。他のテストは、顕微鏡で繊毛を見たり、より詳細な画像技術でその構造を調べたりすることが含まれてるんだ。

でも、こうしたテストへのアクセスは限られていて、患者が専門センターまで長距離移動しないといけないこともあるんだ。臨床診断があっても、繊毛の構造が正常な患者もいるから、状態を確認するのが難しくなることもある。だから、研究者たちはPCDのためのもっと敏感でアクセスしやすいテスト方法の開発を呼びかけているんだ。

PCDの遺伝的基盤

PCDは主に遺伝子の変異によって引き起こされていて、50以上の異なる遺伝子がこの状態に関連していることがわかってるよ。これらの遺伝子は、健康な繊毛を作り維持するために必要なタンパク質を生成するのを助けるんだ。この変異は、テストされたPCDの症例の約70%を占めていると推定されていて、残りはまだ発見されていない他の遺伝的要因が関連しているかもしれないんだ。

特定の遺伝子が影響を受けると、繊毛の問題が発生することがあるんだ。医者は患者の症状を特定の遺伝子変異と関連付けることができることが多いけど、必ずしも確実ではないんだ。一部のPCDのケースでは繊毛の構造に明確な変化が見られないことがあって、診断や治療を混乱させることもあるんだ。

全ゲノムシーケンシング(WGS)

より良い診断を求める中で、全ゲノムシーケンシング(WGS)が強力なツールとして登場したんだ。WGSは人の全ての遺伝物質を分析して、病気を引き起こす遺伝的変化を特定するのに役立つんだ。最近の研究では、PCDと診断された8人の患者全員がWGSを使って遺伝的診断を受けることができたんだ。

WGSは一般的な変異を検出するだけでなく、従来のテストでは見逃されるような複雑な遺伝的変化も明らかにするんだ。この研究の患者たちに対して、WGSはPCDに関連する複数の遺伝子にわたって11の異なる変異を明らかにしたんだ。これが正確な診断とより良い治療オプションへの道を開くかもしれないんだ。

患者プロファイル

この研究には、6歳から31歳までの8人の患者が含まれていて、同意を得た後、患者とその家族のサンプルを分析のために集めたんだ。これらの患者の臨床的な詳細はさまざまで、PCDの症状や重症度がバラバラだったよ。

WGSを通じて、研究者たちは8人全員の遺伝的診断を確認できたんだ。このうち3人の患者では、PCDの一般的な遺伝的原因であるDNAH5遺伝子の中に遺伝的変異が見つかったんだ。2人の参加者は、繊毛の組み立てと安定性に重要な別の遺伝子DNAAF4で変化があったんだ。さらに、2人の患者は、彼らの状態にさらに寄与するDNAH11という異なる遺伝子に変異があったんだ。

遺伝的発見の影響

シーケンシングの結果は、既知の遺伝子だけでなく、可能性のある新しい遺伝的関連を示したんだ。例えば、1人の患者はPCDに関連付けられていなかった新たに特定されたTUBB4B遺伝子の変異を持っていたんだ。この発見は、PCDには現在理解されている以上に遺伝的要因が関与している可能性があることを示唆しているよ。

この研究の成功は、診断プロセスの一部としてのWGSの可能性を強調しているんだ。さまざまな遺伝子が状態にどのように寄与するか理解を深めることで、治療や患者管理にも関わってくるんだ。

早期診断の重要性

早期診断は、PCDを持っている人の生活の質を向上させるために重要なんだ。状態の特定に時間がかかるほど、患者が長期的な損傷や合併症を経験する可能性が高くなるんだ。遺伝的テストは診断プロセスを簡素化できるし、特に従来の侵襲的な方法が選べない場合には役に立つよ。

研究者たちは、特にPCDの症状を示す新生児や幼児の診断プロセスの早い段階で遺伝的テストの使用を推奨しているんだ。子供の健康問題の遺伝的基盤を特定することで、医者は治療をより効果的に調整できて、さらなる合併症を防ぐ手助けができるんだ。

PCD研究の未来

PCDの診断に関連する課題は続いているけど、遺伝的テストに関する技術の進歩には期待が持てるんだ。WGSのようなテスト方法へのアクセスが増えれば、検出率が高くなって、より多くの患者がタイムリーに診断や治療を受けることができるようになるかもしれない。研究が進む中で、PCDに影響を受ける人たちのためにターゲット療法や潜在的な治療法が開発されることに期待がかかってるんだ。

さらに、PCDの遺伝学に関する知識が広がるにつれて、変異に関するデータをまとめたデータベースが医者に情報を提供し、患者ケアにおいて賢明な決定を下す手助けになるかもしれないんだ。この情報は、どの変異が重要でPCDに寄与しているのかを明確にし、患者やその家族により正確な遺伝カウンセリングを可能にするんだ。

まとめ

一次性繊毛運動不全症は、遺伝と患者ケアについて深い理解を必要とする難しい状態なんだ。全ゲノムシーケンシングのような遺伝的テストの進展が続く中、PCDを持つ人たちの診断や治療を向上させる大きな可能性があるよ。研究者や医者が協力し合って、患者のためにより良い結果を目指す中で、PCDの管理の未来は明るいと思うんだ。

オリジナルソース

タイトル: High diagnostic rate of whole genome sequencing in primary ciliary dyskinesia

概要: AimPrimary ciliary dyskinesia (PCD) is a genetic disorder affecting motile cilia. Most cases are inherited recessively, due to variants in more than 50 genes that result in abnormal or absent motile cilia. This leads to chronic upper and lower airway disease, sub-fertility and laterality defects in some cases. Given overlapping clinical features and genetic heterogeneity, diagnosis can be difficult and often occurs late. Of those tested, an estimated 30% of genetically screened PCD patients still lack a molecular diagnosis. Here, we aimed to identify how readily a genetic diagnosis could be made in a clinically diagnosed population using whole genome sequencing (WGS) to facilitate identification of pathogenic variants in known genes as well as identify novel PCD candidate genes. MaethodsWGS was used to screen for variants causing PCD in 8 clinically diagnosed PCD patients, sequenced as trios where parental samples were available. ResultsSeven of the eight cases (87.5%) had homozygous or biallelic variants in DNAH5, DNAAF4 or DNAH11 that were classified as pathogenic or likely pathogenic. Three of the variants were deletions, ranging from 3kb to 13kb, for which WGS identified precise breakpoints, permitting confirmation by Sanger sequencing. WGS yielded a high genetic diagnostic rate from this clinically diagnosed population, in part through detection of structural variants as well as identification of a de novo variant in a novel PCD gene TUBB4B. ConclusionA molecular diagnosis allows for appropriate clinical management for cases and their families, including prediction of phenotypic features correlated to genotype. Here, WGS uplifted genetic diagnosis in cases of clinically diagnosed PCD by identifying structural variants and novel modes of inheritance in new candidate genes. Our study suggests that WGS could be a powerful part of the PCD diagnostic toolkit to increase the current molecular diagnostic yield from 70%. It provides important new insight into our understanding of fundamental biology of motile cilia as well as of variation in the non-coding genome in PCD. SummaryWhole genome sequencing (WGS) yielded a high genetic diagnostic rate (100%) in eight Scottish patients with clinically diagnosed primary ciliary dyskinesia (PCD) by detection of large structural variants, homology modelling and identification of a novel disease gene with a dominant mode of inheritance. Prioritised WGS may facilitate early genetic diagnosis in PCD.

著者: Pleasantine Mill, H. A. Portwood, S. Marion de Proce, J. L. Campos, A. Meynert, M. Halachev, J. A. Marsh, R. A. Hirst, C. OCallaghan, J. Murray, S. Genomes Partnership, J. Santoyo-Lopez, K. Macleod, S. Unger, D. S. Urquhart, T. J. Aitman

最終更新: 2024-02-22 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.02.21.24302995

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.02.21.24302995.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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