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韓国における多遺伝子標的配列決定法による遺伝性球状細胞症の分子診断：浸透圧脆弱性検査とのマッチングと球状細胞の存在
Molecular diagnosis of hereditary spherocytosis by multi-gene target sequencing in Korea: matching with osmotic fragility test and presence of spherocyte.
PMID: 31122244 PMCID: PMC6533652. DOI: 10.1186/s13023-019-1070-0.
抄録
背景:
遺伝性球状細胞症（HS）の現在の診断法は，溶血の検出や膜タンパク質の欠陥を間接的に評価することに重点が置かれているが，タンパク質の欠陥を直接検出する方法は複雑で実施が困難である．本研究では、臨床的にHSと診断された患者を対象に、HSに関連する遺伝的変異のパターンを調べた。
BACKGROUND: Current diagnostic tests for hereditary spherocytosis (HS) focus on the detection of hemolysis or indirectly assessing defects of membrane protein, whereas direct methods to detect protein defects are complicated and difficult to implement. In the present study, we investigated the patterns of genetic variation associated with HS among patients clinically diagnosed with HS.
方法:
43個の遺伝子（赤血球膜タンパク質をコードする遺伝子17個、赤血球酵素をコードする遺伝子20個、鑑別診断用の追加遺伝子6個）の多遺伝子標的配列決定をIllumina HiSeqプラットフォームを用いて行った。
METHODS: Multi-gene targeted sequencing of 43 genes (17 RBC membrane protein-encoding genes, 20 RBC enzyme-encoding genes, and six additional genes for the differential diagnosis) was performed using the Illumina HiSeq platform.
結果:
HS 患者 59 人のうち、50 人（84.7%）が RBC 膜タンパク質をコードする遺伝子に 1 つ以上の有意な変異を有していた。6つの赤血球膜蛋白質をコードする遺伝子では、46の新規変異を含む合計54の有意な変異が検出され、最も変異数が多かったのはSPTB（n=28）で、次いでANK1（n=19）、SLC4A1（n=3）、SPTA1（n=2）、EPB41（n=1）、EPB42（n=1）の順であった。RBC酵素をコードする遺伝子（ALDOB、GAPDH、およびGSR）の同時変異が3人の患者で検出された。UGT1A1変異は24例（40.7％）に認められた。HS関連遺伝子変異を有する患者の浸透圧脆弱性検査陽性率は86.8％であった。
RESULTS: Among 59 patients with HS, 50 (84.7%) had one or more significant variants in a RBC membrane protein-encoding genes. A total of 54 significant variants including 46 novel mutations were detected in six RBC membrane protein-encoding genes, with the highest number of variants found in SPTB (n = 28), and followed by ANK1 (n = 19), SLC4A1 (n = 3), SPTA1 (n = 2), EPB41 (n = 1), and EPB42 (n = 1). Concurrent mutations of genes encoding RBC enzymes (ALDOB, GAPDH, and GSR) were detected in three patients. UGT1A1 mutations were present in 24 patients (40.7%). Positive rate of osmotic fragility test was 86.8% among patients harboring HS-related gene mutations.
結論:
本研究は、韓国のHS患者を対象とした初めての大規模な遺伝学的研究である。我々は，多遺伝子標的配列決定法がHS診断のための強力なツールとして使用できることを示した。HSの臨床診断と分子診断の相違を考慮すると，HSの正確な診断には分子遺伝学的解析が必要であることが示唆された。
CONCLUSIONS: This constitutes the first large-scaled genetic study of Korean patients with HS. We demonstrated that multi-gene target sequencing is sensitive and feasible that can be used as a powerful tool for diagnosing HS. Considering the discrepancies of clinical and molecular diagnoses of HS, our findings suggest that molecular genetic analysis is required for accurate diagnosis of HS.