目次
2015年5月発表の米国分子病理学会と米国ゲノム・遺伝医学学会のガイドライン2
Genet Med. 2015 May ; 17(5): 405–424. doi:10.1038/gim.2015.30.
PM1の突然変異ホットスポットおよび/または重要かつ十分に確立された機能ドメイン
特定のタンパク質のドメインはその機能にとって非常に重要であり、これまでにそのようなドメインで見つかった全てのミスセンス変異は病気を引き起こすものと認識されています。そのため、これらのドメインには良性の変異は存在しないと考えられています。さらに、遺伝子のあまり詳しく解明されていない領域で、特定の位置で病気を引き起こす変異が頻繁に見つかる「ホットスポット」が存在することが報告されています。このような場所では、病原性の変異が1つまたは複数見つかり、周囲のアミノ酸残基に比べてはるかに多いことが知られています。これらの観察結果は、病原性を示す中程度の証拠とされています。
PM3 BP2 Cis/trans検査
親からのサンプルを調べて、変異（遺伝子の変化）が同じ遺伝子のコピーに存在するのか（シス）、それとも異なる遺伝子のコピーに存在するのか（トランス）を見分けることは、その変異が病気を引き起こす可能性があるかどうかを評価する上で重要です。たとえば、劣性疾患（両親から受け継いだ遺伝子の両方に変異が必要な疾患）の遺伝子で2つの異なる変異が見つかった場合、1つの変異が病気を引き起こすことが既に分かっていて、もう1つの変異が異なる遺伝子のコピー（トランス）にあることが確認できれば、その2番目の変異も病気を引き起こす可能性があるという、中等度の証拠と考えられます。
さらに、他の病気を引き起こす変異と一緒に、異なる遺伝子のコピーにこの変異が何度も見つかる場合、その証拠はより強力なものになります。ただし、もし変異が一般の人々の中にも存在する場合は、偶然によるものかどうかを判断するために、統計的な方法が必要になります。一方で、同じ遺伝子のコピーに2つ目の変異が見つかった場合（シス）、それが直接無害である証拠ではないものの、そのような結果を支持する証拠にはなり得ます。
劣性遺伝子で見つかった2つの異なる変異の影響がまだはっきりしていない場合、それらがシス（同じ遺伝子コピーにある）かトランス（異なる遺伝子コピーにある）かを知ることは、必ずしも新しい情報を提供するわけではありません。しかし、もし変異がシスに見つかれば、遺伝子の両方のコピーが影響を受ける可能性は低くなります。
優性遺伝病においては、病原性変異とは別の染色体上での変異の検出は、変異が良性である可能性を示す証拠として考えられます。これは、特によく研究された疾患モデルで見られることがあり、例えばCFTR遺伝子の変異に関する研究では、このような変異の検出が変異の影響を評価する上で有効であると認められています。このアプローチは、特定の条件下で独立した証拠としても機能する可能性があります。つまり、片方の染色体上に病原性変異がある場合でも、もう片方の染色体上に良性変異が見つかれば、その良性変異が病気の発現を防ぐ可能性があるということです。
PM4 BP3フレーム内欠失/挿入およびストップロスによるタンパク長の変化
終止コドンをアミノ酸コドンに変更することで生じる終止欠失変異や、タンパク質の長さを変えるアミノ酸の欠失、挿入により、タンパク質の機能が損なわれる可能性が高まります。これらの変異は、タンパク質の構造や機能に重大な影響を及ぼすことが多く、そのため病原性の中等度の証拠とみなされます。アミノ酸の欠失、挿入、または伸長が大きい場合や、欠失領域でアミノ酸が保存されているほど、変異が病気を引き起こす可能性を示す証拠はより強力になります。
一方で、反復領域内の小さなフレーム内欠失や挿入、または進化的に十分に保存されていない領域での変異は、病原性が低いと考えられます。これは、これらの領域の変異がタンパク質の機能に与える影響が小さいか、または全く影響を与えない可能性があるためです。
PM5同じ位置における新規ミスセンス
同じ遺伝子上の特定の位置で起こる新しいミスセンスアミノ酸変更（遺伝子のコードが変わり、異なるアミノ酸が生じる変異）は、他の既知の病原性ミスセンス変異（例：Trp38SerやTrp38Leu）と同じ場所で起きても、必ずしも病原性があるとは限りません。この評価は特に、新しい変更が既知の病原性変異よりも生物学的により変わらない形（より保存的）である場合に当てはまります。
さらに、違うアミノ酸への変更が起こると、異なる病気や症状（表現型）を引き起こす可能性があります。例えば、FGFR3遺伝子のLys650という部分に起こる異なる変異は、様々な臨床的な表現型に関連しています。具体的には、p.Lys650Glnやp.Lys650Asnのような変異は軽度の軟骨形成不全を引き起こします。Lys650Metの変異は、発達遅滞を伴う重度の軟骨形成不全症や黒色表皮腫を引き起こします。そして、p.Lys650Gluの変異は、致死的な2型骨形成不全症を引き起こします。
このように、ミスセンス変異の影響は、変更されたアミノ酸の性質や変異が起きた遺伝子の特定の場所によって、大きく異なることがあります。これは、遺伝子変異の影響を評価する際に考慮すべき重要な要素です。
PP1 BS4分離分析
家系内で特定の変異体が見られることは、その変異が病気を引き起こす直接の証拠ではありませんが、その遺伝子座が疾患と関連している可能性を示唆します。統計的なアプローチを用いてこの関連性を検証することが重要であり、特定の変異が家系内で病気を引き起こす真の原因であるか、またはただ偶然にその家系で見られるものかを区別する必要があります。
統計モデリングは、年齢に関連する病気の発症率や表現型の出現率を考慮し、既知の病原性変異との予測や共発生を定量的に評価します。特に、遠縁の家族メンバーを分析に含めることが推奨されます。これは、彼らが偶然に疾患と変異を共有する可能性が核家族内のメンバーよりも低いため、より信頼性のある結果を得るためです。
完全な遺伝子配列の決定は、関連する可能性のある他の変異がないことを確認し、原因となる可能性のある他の変異を特定する上で役立ちます。遺伝子座の詳細な評価を怠ると、非病原性の変異を誤って病原性と判断するリスクが生じます。
特定の変異が多様な民族的背景を持つ複数の罹患家系で見られる場合、その変異の病原性に関する証拠は混乱しにくく、中等度または強い証拠と見なすことができます。しかし、表現型を持つ変異株の分離がない場合は、病原性に対する強力な証拠となります。これを確認するためには、慎重な臨床評価が必要です。また、養子縁組や非生物学的関係を除外するために、生物学的家族関係の確認が必要です。
共分離の統計的評価は臨床検査室で実施するのが難しい場合があります。適切な家族が同定された場合は、統計学または集団遺伝学の専門家と協力して、適切なモデリングを行い、変異と疾患の関連性について誤った結論を避けることが推奨されます。
PP2 BP1変異体スペクトル
多くの遺伝子が、病気を引き起こすバリアントと無害なバリアントの両方を持っています。病気になる原因となるタイプを「ミスセンスバリアント」と言い、このタイプのバリアントが多い遺伝子では、新たなミスセンスバリアントが見つかると、それが病気の原因である可能性が高いと考えられます。しかし、遺伝子によっては、病気の原因となるバリアントが「切断バリアント」だけで、ミスセンスバリアントが無害であることが多いケースもあります。例えば、ASPM遺伝子の場合、切断バリアントが原発性小頭症の主な原因であり、この遺伝子で見つかるミスセンスバリアントは、一般に無害であると考えられています。このような遺伝子では、ミスセンスバリアントが見つかったとしても、それが病気を引き起こす証拠にはなりにくいということです。
PP3 BP4計算(in silico)データ
特に、異なるアルゴリズムが同じまたは似たようなデータに基づいて予測を行う場合、多くのアルゴリズムが確立された病気を引き起こすバリアントに対して検証されていない点を踏まえると、計算上の証拠を過大に評価しないことが大切です。このアルゴリズムは、遺伝子によって予測能力が大きく異なる可能性があります。すべてのin silico（コンピュータ上でのシミュレーション）プログラムが予測に一致する場合は、その証拠を支持するものとして考えることができます。しかし、in silicoでの予測が一致しない場合は、その証拠をバリアントの分類に使うべきではありません。複数の非ヒト哺乳類で、保存されている領域に特定のアミノ酸の変化が見られる場合、それは機能に影響を与えないことを示し、無害である強い証拠と考えられます。しかし、遺伝子が人間で最近進化した場合（例えば、免疫機能に関わる遺伝子など）、保存されていない領域で無害であると仮定する際には注意が必要です。
表現型を用いて変異体の主張を支持するPP4
患者が持つ遺伝子の特徴が臨床的に確認されることは、通常、疾患診断のための明確な証拠とはみなされません。これは、ほとんどの患者でその特定の表現型が見られるためです。しかし、以下の4つの条件を満たす場合は、患者の表現型が疾患の証拠として支持されます。1) 遺伝子の病原性変異に対する検査の感度が高いこと、2) 患者が特定の症状を持ち、他の症候群とは異なること、3) 遺伝子が一般集団における良性変異の影響を受けないこと、4) 家族歴が疾患の遺伝パターンと一致することです。
PP5 BP6信頼できる情報源
信頼できる情報源から病気を引き起こすかどうかの分類情報がデータベースに共有されていることがありますが、その分類に至った証拠が提供されていないか、入手が難しい場合が増えています。このような場合、その分類情報は最近提出されたものであれば、一つの証拠として考慮できます。しかし、研究所はその分類の根拠を共有し、その証拠を評価し、構築するために情報提供者とのコミュニケーションを取ることが推奨されます。証拠が入手可能な場合は、その基準に従って、証拠に基づいた分類基準を使用すべきです。
BP5代替遺伝子座の観察
症例において病気の代替遺伝的原因が見つかった場合、観察された変異は一般に良性とみなされることが多いです。しかし、例外があり、個体が関係のない劣性疾患の病原性変異のキャリアである可能性があります。このような証拠は、特に優性疾患において、変異が良性である可能性を示唆するものとして強力です。また、複数の変異が存在する場合、病気の重症度を増すことがあります。例として、優性疾患で重篤な症状を持つ患者が親から受け継いだ軽い病気に加え、病原性の新規変異を持つ場合、この新規変異が病気の重症度を高める要因である可能性があります。ただし、新規変異を良性と断定するにはさらなる証拠が必要です。最後に、Bardet-Biedl症候群のように多遺伝子遺伝が関与する疾患では、第二の遺伝子座の変異も病原性である可能性があり、慎重な報告が求められます。
BP7同義変異体
スプライシング（RNAの編集過程）における異常は、病気を引き起こす重要な原因であることが認識されています。特に、機能を失うことが病気の一般的な原因である遺伝子では、スプライシングに関わる部分の変更が特に重要です。そのため、DNAの特定の部分（ヌクレオチド）の変化がスプライシングに影響を与えないと仮定する際には慎重である必要があります。しかし、そのヌクレオチドの位置が進化的にもスプライシングの評価で重要でなければ、スプライシングに大きな影響はないと考えられます。この場合、コンピューターでの分析結果がスプライシングに影響を与えないことを支持する場合、その変更は「おそらく無害」と分類できます。しかし、スプライシングに影響を及ぼす可能性があるとコンピューター分析が示唆する場合、またはその可能性が高い場合（例えば、劣性遺伝病の原因遺伝子で見つかる変更など）は、より確定的な証拠が得られるまで、その変更を「不確かな意義」として分類すべきです。
関連記事
- バリアントの分類方法について：2015年5月発表の米国分子病理学会と米国ゲノム・遺伝医学学会のガイドライン：長いので分割：ページ１
- バリアントの分類方法2
- バリアントの分類方法3
- バリアントの分類方法について/表３
この記事の筆者：仲田洋美（医師）
