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コピー数変異(CNV)とは?ゲノムの「量」の違いを遺伝専門医が解説

仲田洋美 医師

この記事の監修:仲田洋美(臨床遺伝専門医)

のべ10万人以上の意思決定に伴走。2025年国際誌『Global Woman Leader』表紙抜擢など、世界基準の出生前診断と遺伝カウンセリングを提供。

わたしたちのDNAは、誰もが同じように見えて、実は「ある部分が人より多かったり少なかったり」します。この「量」の個人差こそがコピー数変異(CNV)です。髪や目の色のような無害な個性であることもあれば、発達やこころの病気、がんの進行に深く関わることもあります。この記事では、CNVとは何か、どうやってできるのか、どんな病気と関係し、どんな検査でわかるのかを、一般の方にも遺伝診療に関わる方にもわかるように、臨床遺伝専門医が解説します。

この記事でわかること
📖 読了時間:約16分
🧬 コピー数変異・欠失・重複・ゲノム検査
臨床遺伝専門医監修

Q. コピー数変異(CNV)とは何ですか?まず結論だけ知りたいです

A. コピー数変異(CNV)とは、DNAのある区間がふつう2本(2コピー)あるべきところを、欠けて1本になったり(欠失)、増えて3本以上になったり(重複)する「量の個人差」のことです。その範囲は数千文字分から数百万文字分まで幅広く、健康な人も多数のCNVを持っています。多くは無害ですが、一部は発達障害・自閉症・統合失調症・てんかんや、がんの進行に関わります。CNVを調べる代表的な検査が染色体マイクロアレイ検査(CMA)で、結果の意味づけには遺伝カウンセリングが重要です。

  • CNVの正体 → DNAの一部が増減する「構造の変化」。欠失(減る)と重複(増える)が基本
  • SNPとの違い → 1文字の違いがSNP、ブロックごと増減するのがCNV
  • 関連する病気 → 16p11.2、22q11.2、1q21.1など。自閉症・統合失調症と共通のリスク
  • 調べ方 → 染色体マイクロアレイ(CMA)が標準。最新はロングリード解析
  • 解釈のルール → ACMG/ClinGenの点数制で病的か良性かを5段階に分類

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1. コピー数変異(CNV)とは?DNAの「量」が変わる個人差

わたしたちの体の設計図であるDNAは、父親と母親からそれぞれ1セットずつ受け継ぐため、ほとんどの遺伝子は2本(2コピー)そろっています。ところが、このDNAの一部の区間が、人によっては欠けて1本(欠失)になっていたり、逆に増えて3本以上(重複)になっていたりします。このように、特定のDNA区間のコピー数が標準(参照ゲノム)と比べて増減している現象をコピー数変異(Copy Number Variation:CNV、コピーナンバーバリアント)と呼びます。日本語では「コピー数多型」と表記されることもあります。

CNVが対象とするDNA区間の大きさはとても幅広く、1キロ塩基対(kb、1,000文字分)から数メガ塩基対(Mb、数百万文字分)にまで及びます。この「文字数のかたまりごと増えたり減ったりする」という点が、CNVの大きな特徴です。CNVは、DNAの一部が抜け落ちる欠失、同じ区間が重なる重複、長い配列が別の場所に入り込む挿入、向きが反転する逆位など、染色体の「形」が変わるさまざまな現象をまとめた「構造変異(Structural Variation:SV)」という大きな分類の一部に位置づけられます。CNVは構造変異のうち、特に「量(コピー数)の増減」に注目した呼び方だと理解するとわかりやすいです。

💡 用語解説:欠失(けっしつ)と重複(じゅうふく)

欠失(deletion)とは、DNAのある区間が抜け落ちて「足りなくなる」ことです。本来2コピーあるはずの遺伝子が1コピーになると、その遺伝子からつくられるタンパク質の量が半分になり、機能が足りなくなることがあります。一方重複(duplication)とは、同じ区間が余分にコピーされて「多すぎる」ことです。2コピーが3コピーになると、タンパク質がつくられすぎてバランスが崩れることがあります。CNVのほとんどはこの「欠失」と「重複」の2種類で説明できます。

大切なのは、CNVは病気の人だけが持つ特別なものではない、という点です。哺乳類のゲノムにおいてCNVはごくありふれた存在で、健康な人のゲノムにも数百〜数千個のCNVが存在することが知られています。実際、ヒトゲノムのうち数パーセントは、人によってコピー数が異なる領域だと推定されています。つまりCNVは、身長や顔つきの個人差と同じように、わたしたち一人ひとりを少しずつ違う存在にしている「ゲノムの個性」の源でもあるのです。その大部分は健康に影響を与えませんが、ごく一部のCNVが、含まれる遺伝子の量を変えることで病気の発症や体質に関わります。

CNVが進化の力になった例:アミラーゼ遺伝子(AMY1)

CNVが単なる「エラー」ではなく、人類の進化や環境適応を支える積極的な仕組みでもあることを示す有名な例が、デンプンを分解する酵素「アミラーゼ」をつくるAMY1遺伝子です。お米や麦などデンプンを多く食べる集団では、このAMY1遺伝子のコピー数が多くなる傾向があります。コピー数が多いほど唾液中のアミラーゼが増え、デンプンを効率よく消化できるため、生存に有利だったと考えられています。

環境と直接やりとりするこうした遺伝子では、環境の要求に応じてコピー数が比較的すばやく増減し得ます。これは、CNVが環境変化に対するゲノムの動的な適応メカニズムとして働いていることを示しています。CNVの新規(de novo)の変異率は、1文字単位の変異(SNP)と比べてはるかに高いことが示唆されており、これがゲノム進化の強力な原動力になっています。CNVは、遺伝子の重複やエクソン(タンパク質設計の単位)の組み替えを通じて、新しい遺伝子や機能を生み出す進化のエンジンでもあるのです。

2. SNPとの違い:1文字の違いか、ブロックごとの増減か

遺伝的な個人差として最もよく知られているのはSNP(一塩基多型、スニップ)です。CNVとSNPはどちらも「個人差を生む遺伝的変異」ですが、変化のスケールがまったく異なります。この違いを理解すると、CNVの位置づけがはっきりします。

DNAをひとつの長い文章にたとえると、SNPは「文章のなかの1文字が別の文字に置き換わった違い」です。たとえば「あいうえお」が「あいかえお」になるような、たった1か所の文字の入れ替わりです。これに対してCNVは「ある段落がまるごと消えていたり、同じ段落が2回くり返されていたりする違い」です。扱う情報量がページ単位で大きく変わるため、CNVは遺伝子そのものを丸ごと巻き込んで、タンパク質の量を直接変えてしまう力を持っています。

比較項目 SNP(一塩基多型) CNV(コピー数変異)
変化の単位 DNA1文字(1塩基)の置き換わり 数千〜数百万文字のブロックの増減
変化の種類 A→Gなど塩基の置換 欠失(減る)・重複(増える)
遺伝子量への影響 多くは量に影響しない(機能や反応性を変えることはある) 遺伝子量を直接変える(半分や1.5倍になる)
新規変異の起こりやすさ 相対的に低い 遺伝子座あたりではSNPより高いとされる

なお、CNVが「コピー数(量)の増減」を指すのに対して、SNPやその仲間であるSNV(一塩基バリアント)は「1文字の質の変化」を指します。どちらが優れている・重要だということではなく、両者は協調してわたしたちの体質や病気のなりやすさを形づくっています。後半で説明するように、がんの世界では、この「量の変化(CNV)」と「1文字の変化(SNV)」が組み合わさって病気を進めることがわかってきています。

3. CNVはどうやってできるのか:DNAの修復・複製のしくみ

CNVがゲノム上にできる過程は、ひとつの単純なミスではなく、DNAを修復したりコピーしたりする細胞の精巧なしくみが、ときに「うっかり」起こしてしまう副産物です。形成のしくみは大きく、傷ついたDNAをつなぎ直すときに起こる「組換えベース」のものと、DNAをコピーする最中に起こる「複製ベース」のものに分けられます。少し専門的ですが、ここを知ると「なぜ同じ場所で何度も同じCNVが起こるのか」「なぜ複雑な形のCNVができるのか」が理解できます。

CNVができる2つの道すじ(組換えベースと複製ベース)の模式図

CNVは大きく「組換えベース(NAHR・NHEJ)」と「複製ベース(FoSTeS・MMBIR)」の道すじでできる。NAHRは似た配列が多い場所で繰り返し起こる「再発性」のCNVを、複製ベースの機構は複雑な形のCNVを生み出しやすい。

組換えベース①:NAHR(似た配列の取り違え)

ゲノムのなかには、とてもよく似た配列(低コピー反復配列、分節重複と呼ばれます)があちこちに散らばっています。DNAが切れて修復されるとき、本来は同じ位置の相手と正しくつなぎ直すべきところを、別の場所にある「そっくりさん」の配列を相手と取り違えてつなぎ直してしまうことがあります。これが非対立遺伝子間相同組換え(NAHR)です。

NAHRは、同じ向きにそろった反復配列の間で起これば、その間の領域が欠失または重複します。反対向きの反復配列の間で起これば、その区間が逆位(向きの反転)になります。重要なのは、似た配列は決まった場所にあるため、同じ場所で何度も同じCNVが繰り返し起こる(再発性)という点です。後で出てくる16p11.2や22q11.2など、有名なゲノム疾患の多くが、このNAHRによる再発性のCNVで説明できます。ヒトでこの取り違えが起こるには、少なくとも数百塩基(おおむね300塩基以上)にわたる十分な長さのそっくりな配列が必要とされています。

組換えベース②:NHEJ(切れた端を直接つなぐ)

もうひとつの修復のしくみが非相同末端結合(NHEJ)です。これは、DNAが二本とも切れてしまったとき、似た配列を手本にせず、切れた端どうしを直接「ガムテープでつなぐ」ように結合する修復です。手本に頼らないぶん手早く修復できますが、つなぎ目で少し配列が削れたり、余分な文字が足されたりして、「修復の痕跡(情報の傷跡)」が残るのが特徴です。NHEJは、決まった場所ではなく、たまたま切れた場所で起こるため、主に非再発性(人によって切れ目が異なる)の単純な欠失を生み出します。

複製ベース:FoSTeS/MMBIR(コピー中の乗り換え)

上の2つが「2か所の切断」を必要とするのに対し、たった1か所の切れ目から、とても複雑なCNVを生み出すしくみが提唱されています。それが、DNAをコピー(複製)している最中に起こるFoSTeS/MMBIRという複製ベースの機構です。

💡 用語解説:FoSTeSとMMBIRとは

FoSTeS(フォステス)は「複製フォーク停止と鋳型乗り換え」の略です。DNAをコピーしている装置(複製フォーク)が何かの障害で止まったとき、コピー中の鎖が元の手本から外れ、わずかに似た(微小相同性のある)近くの別の場所に飛び移ってコピーを続けてしまう現象です。

MMBIR(エムエムビーアイアール)は「微小相同性媒介切断誘発複製」の略で、崩れてしまった複製を、ほんの少しの配列の一致を頼りに別の場所で再開するしくみです。どちらも「乗り換え」が何度も起こることで、欠失・重複・逆位が入り混じった複雑な形のCNVを生み出します。NAHRでは説明できない、込み入ったゲノム疾患の主な原因と考えられています。

こうしてみると、CNVは「DNAを守り、正確にコピーする」という細胞の大切な働きの、いわば裏側で生まれてくるものだとわかります。極端な例では、染色体が一度バラバラに砕けて再びつなぎ合わさる「クロモスリプシス(染色体粉砕)」という現象でも、これらのしくみが関わっていると考えられています。現時点ではクロモスリプシスについては解明が進んでいる途上の領域です。

4. CNVと関連する病気:発達障害・自閉症・統合失調症

生まれつき体のすべての細胞が持っているCNV(生殖細胞系列のCNV)は、含まれる遺伝子の量を変えたり、遺伝子を壊したり、別の遺伝子とつないでしまったりすることで、さまざまな病気に関わります。とくに近年、生まれつきの形の異常や発達の問題を特徴とする多くの病気が、比較的大きく(1Mb以上)、同じ場所で繰り返し起こる再発性のCNVと強く関係していることがわかってきました。CNVは、自閉症スペクトラム障害(ASD)、統合失調症、知的障害、てんかんといった、こころと脳の発達に関わる病気の重要な原因のひとつとして位置づけられています。

違う病名なのに、同じCNVを共有している

大規模なゲノム研究から見えてきた驚くべき事実が、一見まったく異なる病気どうしが、同じCNVをリスク要因として共有していることです。たとえば1q21.1の重複、16p11.2の重複、16p13.1の重複といった特定のCNVは、自閉症と統合失調症の両方のリスクを高めることが統計的に確かめられています。さらにこうしたCNVを持つ子どもでは、知的障害や発達の遅れ、ことばの遅れなどが高い頻度でみられます。統合失調症に関連するCNVを持つ人の子ども時代の特徴が、しばしば自閉症スペクトラム障害として診断され得ることも示唆されています。

それぞれの病気の生物学的な経路を調べると、共通点と違いの両方が見えてきます。多数の関連CNVを解析した研究では、自閉症・知的障害・統合失調症のいずれにおいても「シナプス(神経細胞どうしのつなぎ目)の働きに関わるしくみ」が共通して重要であることが示されています。一方で、知的障害では細胞の骨組みに関わる過程、統合失調症ではタンパク質の分解に関わる過程、自閉症ではシナプス小胞の輸送など、病気ごとに特徴的な過程も見つかっています。22q11.2のCNVに代表されるように、これらの病的CNVは発達中の脳で多数の遺伝子を巻き込み、広いネットワークの乱れへとつながっていくと考えられています。

代表的なCNV領域 よく知られる呼び名 主な特徴
16p11.2 欠失 16p11.2欠失症候群 自閉症的特徴、肥満、大頭症と関連
16p11.2 重複 16p11.2重複症候群 低体重、小頭症と関連(欠失と逆の特徴)
22q11.2 欠失 ディジョージ症候群 心疾患、免疫低下、発達の問題、統合失調症リスク
1q21.1 欠失/重複 1q21.1反復性微細欠失症候群 頭囲の異常、自閉症・統合失調症リスク
1p36 欠失 1p36欠失症候群 知的障害、てんかん、特徴的な顔つき

このほかにも、7q11.23欠失(ウィリアムズ症候群)や、15q11-q13欠失(プラダー・ウィリ症候群/アンジェルマン症候群)など、CNVが原因となる病気は数多く知られています。これらは微小欠失症候群・微小重複症候群とも呼ばれ、現在ではおよそ100近いゲノム疾患が報告されています。

仲田洋美院長

🩺 院長コラム【「同じCNV」でも、現れ方は人それぞれ】

遺伝カウンセリングの場で、同じCNVを持っていても症状の重さがご家族の中で大きく違う、というご相談をよくお受けします。たとえば16p11.2欠失を持つお子さんに発達の特性がはっきり出ている一方で、同じ欠失を持つ親御さんはほとんど困りごとなく社会生活を送っておられる、ということが実際に起こります。

これはCNVの「浸透率(症状が出る確率)」や「表現度(症状の強さ)」が一定でないために起こります。CNVの結果を「持っている=必ず重い症状が出る」と受け止める必要はありません。同じ変化でも現れ方には幅があること、そして一人ひとりの状況を丁寧に見ていくことが大切だと、いつもお伝えしています。

5. 16p11.2の「ミラー(鏡像)表現型」:欠失と重複で正反対に

CNVによる遺伝子の「量」の増減が、体の働きにどれほど直接的に影響するかを、最も象徴的に示すのが16番染色体16p11.2という領域の再発性CNVです。この領域は、欠失と重複でまるで鏡に映したように正反対の症状が現れることから、「ミラー(鏡像)表現型」と呼ばれています。脳への影響(自閉症的特徴や認知の問題)は欠失・重複の両方で共有される一方、体重や頭囲といった体の特徴は、欠失と重複で逆向きになります。

16p11.2欠失と重複で正反対になるミラー表現型の図

16p11.2では、自閉症的特徴などの神経発達面は欠失・重複で共有される一方、食欲・体重・頭囲は正反対に現れる。欠失は過食による肥満と大頭症、重複は早期満腹による低体重と小頭症をもたらす。

欠失と重複、それぞれの体への影響

16p11.2欠失を持つ人は、強い食欲(過食)を伴う重度の若年発症の肥満と強く関連します。臨床研究によれば、欠失を持つ人の体格指数(BMI)は5歳までに一般の集団を有意に上回ります。また頭が大きくなる大頭症が特徴的で、肥満を伴う欠失の人の約41.3%でみられます。てんかん発作も約25%でみられ、大人になると肥満とその合併症が最大の健康課題になります。

これと対照的に、16p11.2重複を持つ人は、小頭症と極度の低体重(低BMI)に関連します。食事のときにとても早く満腹を感じてしまい、少しの量で食べるのをやめてしまう傾向があります。同じ領域の「量」が、足りなければ肥満・大頭症へ、多すぎれば低体重・小頭症へと、体をきれいに正反対の方向へ動かすのです。この現象は、遺伝子の量がそのまま体の働きに反映される遺伝子量効果の、最もわかりやすい実例といえます。

💡 用語解説:遺伝子量効果(ジーン・ドーズ効果)

遺伝子量効果とは、ある遺伝子のコピー数(量)が増えたり減ったりすると、それに応じてつくられるタンパク質の量も変わり、体の働きに影響が出ることをいいます。多くの遺伝子は2コピーでちょうどよいバランスに調整されているため、1コピーに減れば「足りない」、3コピーに増えれば「多すぎる」という不具合が生じます。16p11.2のミラー表現型は、この「ちょうどよい量」からの上下のずれが、体の特徴を正反対の方向へ動かすことを示す代表例です。

興味深いことに、マウスを使った実験では、行動面(活動性や記憶)の変化はヒトと似た傾向を示した一方、代謝面ではヒトと逆の結果(欠失マウスが痩せ型、重複マウスが太め)がみられた、という報告もあります。これは、16p11.2の遺伝子量の不均衡が、その領域の外にある「調整役の遺伝子(修飾因子)」の働きを乱し、症状の出方に影響している可能性を示しています。ただし、こうした種による違いには食餌や系統の差も関わるため、断定はできません。なお16p11.2の少し離れた領域の欠失も、単独で重度の早期発症肥満と関連することが知られており、この領域にあるSH2B1という遺伝子などが代謝の調整に深く関わることがわかっています。

6. がんとCNV:後天的に獲得される「体細胞コピー数変異」

CNVの重要性は、生まれつき持っているもの(生殖細胞系列)だけにとどまりません。がんの発生と進行においては、生まれた後に特定の細胞で後天的に獲得されるコピー数の変化が、きわめて重要な役割を果たします。これを生まれつきのCNVと区別して体細胞コピー数変異(Somatic Copy Number Alterations:SCNA)と呼びます。SCNAは、がんを進めるアクセル役の「ドライバー変異」として働きます。現時点ではSCNAの解説に特化したページは当サイトにありませんが、考え方はとてもシンプルです。

💡 用語解説:生殖細胞系列 vs 体細胞

生殖細胞系列のCNVは、精子や卵子の段階から持っている変化で、生まれたときから体じゅうのすべての細胞が同じように持っています。子どもにも受け継がれ得ます。一方体細胞のCNV(SCNA)は、生まれた後に体の一部の細胞でだけ起こる変化で、がん細胞などにみられます。これは原則として子どもには遺伝しません。同じ「コピー数の変化」でも、いつ・どこで起きたかによって意味が大きく変わります。

がんゲノムにおけるSCNAは、対象となる遺伝子の役割によって、はっきりと正反対の振る舞いをします。がんの進行を後押しする「がん遺伝子(アクセル役)」は、コピー数が増える(増幅)方向に変化することが圧倒的に多いです。たとえば乳がんでのERBB2(HER2)の増幅は悪性度を高めることで知られ、細胞死を妨げる遺伝子の増幅もよくみられます。増幅によってアクセルが踏まれっぱなしになるイメージです。

逆に、がんの進行にブレーキをかける「がん抑制遺伝子(ブレーキ役)」は、コピー数が減る(欠失)方向に変化する傾向が強いです。欠失によってブレーキが効かなくなるわけです。こうしたSCNAのパターンはがんの種類ごとに特有に見えますが、大規模な解析によれば、あるがんで重要なSCNAの多くは他のがんでも共通してみられることがわかっています。これは、がんの一見とてつもない多様性が、実は機能的に関連した限られた数のイベントの組み合わせにすぎない可能性を示しています。

さらに近年、約18,000例のがんのゲノムを解析した研究により、この「量の変化(CNA)」と「1文字の変化(点突然変異)」が組み合わさって、がんを進める二段階のイベント(ツーヒット)を起こすことが明らかになりました。こうした組み合わせの理解は、わざと「合わせ技で細胞を弱らせる」合成致死(synthetic lethality)という考え方に基づく新しい抗がん剤治療の標的にもつながっています。DNA修復のしくみが壊れた状態(HRD:相同組換え修復欠損)を狙うPARP阻害薬は、その代表例です。

7. CNVを調べる検査:マイクロアレイからロングリードまで

CNVを正確にとらえるには、ゲノムの「量」と「構造」を細かく見られる検査が欠かせません。長年、CNVの臨床診断はマイクロアレイ技術が標準でしたが、いまは次世代シーケンシング、とくにロングリード技術の登場によって大きく変わりつつあります。ここでは、出生前と出生後の検査を分けて整理しながら、代表的な3つの方法を紹介します。

① 染色体マイクロアレイ検査(CMA):出生後診断の標準

出生後(生まれた後)の血液などを使ってCNVを調べる代表的な検査が染色体マイクロアレイ検査(CMA)です。アレイCGHという手法では、ゲノム上の特定の場所に対応する無数の目印(プローブ)を並べたチップに、患者さんと健康な対照の試料を反応させ、その量の違いから欠失(減っている)や重複(増えている)を検出します。従来のG分染法(顕微鏡で染色体を見る方法)では見えない、数kb〜数Mbの微小な欠失・重複を網羅的に拾えるのが強みで、原因不明の発達遅滞・知的障害・多発奇形に対して、日本では保険適用の検査として実施されています。

CMAは既知の病気の領域を調べるのに信頼性が高く効率的ですが、解像度はプローブの密度に依存するため、ごく小さなCNV(単一エクソンサイズの微小なもの)の検出は苦手です。また結果には、後述する「意義不明」の所見が含まれることがあるため、遺伝カウンセリングを前提に実施することが望ましい検査です。

② ショートリード次世代シーケンシング(WES/WGS)

短い断片を大量に読むショートリードの次世代シーケンシングは、全エクソーム(WES)や全ゲノム(WGS)を通じて、1文字の変化(SNV)とCNVを同時に解析できる強みを持ちます。CNVは、ゲノムの各区間を読んだ回数(リード深度)を数えて、急に減れば欠失、増えれば重複と推定します。遺伝的に多様な発達障害などでは、マイクロアレイで陰性だった患者さんの約2割に追加の診断をもたらすなど、高い有用性を示しています。

ただし読む断片が短いため、よく似た配列が並ぶ反復領域では位置の特定(マッピング)を誤りやすく、また断片より長い「長い挿入」の検出が根本的に苦手という弱点があります。なお、お腹の赤ちゃんの染色体の数や大きな構造の変化を調べる出生前のスクリーニングとしては、母体の血液を用いるNIPTがあり、確定診断には羊水検査・絨毛検査が用いられます。比較的低い精度で全ゲノムをざっと読んでCNVを拾う低カバレッジ全ゲノム(CNV-seq)という手法も使われます。

③ ロングリードシーケンシング(LRS):暗黒のゲノムを照らす

PacBioやOxford Nanoporeに代表されるロングリードシーケンシング(LRS)は、数千文字から100万文字以上に及ぶ長いDNAをそのまま読み解く技術です。長く連続して読めるため、これまで「暗黒のゲノム」と呼ばれていた近づきにくい反復領域や、複雑な構造変異を直接またいで見ることができます。ナノポアシークエンサーなどがその代表です。

検出能力 マイクロアレイ ショートリード ロングリード
大きな欠失・重複
エクソンサイズの微小CNV
大きな挿入
反復配列・暗黒のゲノム
SNVの同時検出

LRSの威力は、未診断・希少疾患の解決に特にあらわれています。たとえばG6PC遺伝子の異常で起こる糖原病Ia型のあるご家系では、エクソーム検査(WES)では片方のアレルの変異しか見つけられず、診断が確定できませんでした。ところがナノポアを用いたLRSによって、もう片方のアレルに、Alu配列の中に切れ目を持つ7.1kbの複雑な欠失が隠れていたことが発見され、ご家族の着床前診断を可能にしました。これは、片方だけでは説明がつかなかった常染色体潜性(劣性)遺伝の病気で、隠れていたCNVをLRSが明らかにした好例です。さらにLRSは、変異がどちらの親由来かを決めたり、DNAのメチル化(エピジェネティックな修飾)を同時にとらえたりできるため、CNVの病態解明にこれまでにない情報をもたらします。

8. 検査結果をどう読むか:ACMG/ClinGenの解釈ガイドライン

検査が進歩して膨大な数のCNVが見つかるようになりましたが、そのすべてが病気の原因になるわけではありません。見つかったCNVが、患者さんの症状を説明する「病的(Pathogenic)」なものなのか、健康な人にもみられる「良性の多型(Benign)」なのかを見分けることが、ゲノム医療の最大の壁です。健康な人も多数のCNVを持っているからこそ、この見極めが重要になります。

この判断のばらつきをなくすため、米国の医療遺伝学・ゲノム医学会(ACMG)とClinical Genome Resource(ClinGen)は、2020年にCNV解釈のための合同ガイドラインを発表しました。これは、さまざまな証拠に対して具体的な点数を足し引きし、合計点でCNVを5段階に分類するという、透明性の高い仕組みです。

分類(5段階) 合計スコアの目安 意味
病的(Pathogenic) 0.99点 以上 病気の原因と考えられる
病的の可能性が高い 0.90〜0.98点 病的の可能性が高い
意義不明(VUS) 0.89〜−0.89点 現時点では判断できない
良性の可能性が高い −0.90〜−0.98点 良性の可能性が高い
良性(Benign) −0.99点 以下 病気の原因ではないと考えられる

たとえば、症状のない親から同じCNVが受け継がれている場合は、そのCNVが主な原因ではない可能性が高まるため点数が引かれます。逆に、親には無く子どもで初めて生じた新生突然変異(de novo変異)であることが確認されれば、病的である確からしさが大きく上がります。こうした点数化によって、検査室ごとの解釈の食い違いを論理的に解消できるようになりました。

鍵となる「用量感受性」という考え方

この点数化の中核となるのが用量感受性(Dosage Sensitivity)です。これは、ある遺伝子や領域のコピー数が標準の2から外れたときに、どれだけ病気につながりやすいか(=量の変化に敏感か)を示す評価基準です。用量感受性には大きく2つのタイプがあります。

💡 用語解説:ハプロ不全とトリプロ感受性

ハプロ不全(Haploinsufficiency)とは、コピー数が1つ失われ(欠失)、残った1コピーだけでは十分なタンパク質をつくれず病気になる状態です。「半分では足りない」タイプの遺伝子です。

トリプロ感受性(Triplosensitivity)とは、逆にコピー数が1つ増え(重複)、つくられすぎたタンパク質が毒性やバランスの崩れをもたらして病気になる状態です。「多すぎてもいけない」タイプの遺伝子です。CNVの中にこうした敏感な遺伝子が含まれているかどうかが、病的かどうかを判断する大きな手がかりになります。

ClinGenのワーキンググループは、どの遺伝子がどれだけ用量感受性を持つかを、証拠の強さに応じてスコア3(十分な証拠)からスコア0(証拠なし)まで段階づけて整理し、継続的に更新しています。臨床の現場では、見つかったCNVの中にスコア3の遺伝子が含まれているかを確認することがとても重要で、含まれていればそのCNVは「病的」または「病的の可能性が高い」と解釈する強い裏付けになります。実際、過去に「病的」と分類されていなかったCNVをこの最新の枠組みで再評価したところ、その6割以上で分類が更新され、患者さんのケア向上に直接つながったという報告もあります。意義不明(VUS)と判定された場合も、時間の経過や証拠の蓄積で分類が変わることがあります。

9. よくある誤解

誤解①「CNVがあると必ず病気になる」

健康な人も数百〜数千個のCNVを持っています。大部分は無害な個性で、病気に関わるのはごく一部です。CNVが見つかっただけで不安になる必要はなく、「どの領域の、どんなCNVか」を専門的に評価することが大切です。

誤解②「病的なCNVがあれば症状は必ず重い」

同じCNVでも、症状の出やすさ(浸透率)や強さ(表現度)には大きな幅があります。同じ変化を持つ家族でも、現れ方がまったく違うことは珍しくありません。「持っている=重症」ではないのです。

誤解③「意義不明(VUS)=病気の原因だ」

VUSは「現時点では判断できない」という意味で、病気の原因とは限りません。証拠が増えれば良性にも病的にも変わり得ます。結果に振り回されず、遺伝カウンセリングで意味を整理することが重要です。

誤解④「がんのCNVは子どもに遺伝する」

がん細胞で後天的に起こる体細胞のCNV(SCNA)は、その細胞だけの変化で原則として子どもには遺伝しません。生まれつき全身が持つ生殖細胞系列のCNVとは区別して理解する必要があります。

よくある質問(FAQ)

Q1. CNV(コピー数変異)とコピー数多型は同じものですか?

ほぼ同じ意味で使われます。英語ではCopy Number Variationで、日本語では「コピー数変異」「コピー数多型」「コピー数バリアント」などと訳されます。「多型」は集団の中である程度の頻度でみられる無害寄りの変化を指すニュアンスがありますが、現在は大小さまざまなコピー数の個人差をまとめてCNVと呼ぶのが一般的です。

Q2. 健康診断でCNVは調べられますか?

一般的な健康診断ではCNVは調べません。CNVを網羅的に調べる代表的な検査は染色体マイクロアレイ検査(CMA)で、原因不明の発達遅滞・知的障害・多発奇形などがある場合に、医療機関で遺伝カウンセリングを前提として実施されます。結果には意義不明の所見が含まれることもあるため、専門的な評価が前提となります。

Q3. お腹の赤ちゃんのCNVは出生前にわかりますか?

一部のCNVは出生前にも調べられます。母体の血液を用いるNIPTでは、特定の微小欠失・微小重複をスクリーニングできるプランがあります。確定診断には羊水検査・絨毛検査を用い、必要に応じて染色体マイクロアレイ解析を行います。検査の選択や結果の受け止めについては、臨床遺伝専門医による遺伝カウンセリングが役立ちます。

Q4. CNVは親から遺伝しますか?それとも突然起こるのですか?

両方あります。親のどちらかが持っているCNVが受け継がれる場合もあれば、親には無く子どもで初めて生じる新生突然変異(de novo変異)の場合もあります。どちらであるかは病的かどうかの判断に大きく関わるため、必要に応じて両親の検査が行われます。症状のない親から受け継がれている場合は、そのCNVが主原因でない可能性が高まります。

Q5. 検査結果が「意義不明(VUS)」でした。どうすればよいですか?

VUS(意義不明変異)は「現時点では病的とも良性とも判断できない」という意味で、病気の原因と確定したわけではありません。今後の研究や証拠の蓄積、ご家族の検査などによって分類が変わることもあります。結果だけで判断せず、臨床遺伝専門医と相談しながら、症状や家族歴と合わせて意味を整理していくことが大切です。

Q6. CNVとマイクロアレイ検査はどういう関係ですか?

マイクロアレイ検査(CMA)は、CNV(欠失・重複)を網羅的に検出するための代表的な検査方法です。CNVが「調べたい対象」、マイクロアレイが「調べる道具」という関係になります。SNPアレイを使う場合は、コピー数だけでなくヘテロ接合性の消失(ROH/LOH)も調べられます。より細かいCNVや複雑な構造変異には、次世代シーケンシングやロングリード解析が用いられます。

Q7. 16p11.2の欠失と重複で症状が逆になるのはなぜですか?

遺伝子の「量」が体の働きに直接反映される遺伝子量効果のためです。16p11.2には食欲や成長の調整に関わる遺伝子が含まれており、量が減れば(欠失)過食・肥満・大頭症の方向に、量が増えれば(重複)早期満腹・低体重・小頭症の方向に、正反対に動きます。これを「ミラー(鏡像)表現型」と呼びます。一方、自閉症的特徴などの神経発達面は欠失・重複の両方で共有されます。

Q8. ロングリード検査は誰でも受けられますか?

ロングリードシーケンシングは、複雑な構造変異や反復領域を解析できる強力な技術ですが、現時点では主に研究や、従来の検査で診断がつかなかった難治例での活用が中心です。一般診療での実施はまだ限られています。どの検査が適しているかは、症状・家族歴・これまでの検査結果によって異なるため、臨床遺伝専門医にご相談ください。

🏥 CNV・染色体検査のご相談

コピー数変異(CNV)や染色体マイクロアレイ検査、
出生前診断に関する遺伝子検査・遺伝カウンセリングは
臨床遺伝専門医が在籍するミネルバクリニックにお気軽にご相談ください。

参考文献

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仲田洋美 医師(臨床遺伝専門医)

この記事の監修・執筆者:仲田 洋美

(臨床遺伝専門医/がん薬物療法専門医/総合内科専門医)

ミネルバクリニック院長。1995年に医師免許を取得後、 臨床遺伝学・内科学・腫瘍学を軸に診療を続けてきました。 のべ10万人以上のご家族の意思決定と向き合ってきた臨床遺伝専門医です。

出生前診断(NIPT・確定検査・遺伝カウンセリング)においては、 検査結果の数値そのものだけでなく、 「結果をどう受け止め、どう生きるか」までを医療の責任と捉え、 一貫した遺伝カウンセリングと医学的支援を行っています。

ハイティーンの時期にベルギーで過ごし、 日本人として異文化の中で生活した経験があります。 価値観や宗教観、医療への向き合い方が国や文化によって異なることを体感しました。 この経験は現在の診療においても、 「医学的に正しいこと」と「その人にとって受け止められること」の両立を考える姿勢の基盤となっています。

また、初めての妊娠・出産で一卵性双生児を妊娠し、 36週6日で一人を死産した経験があります。 その出来事は、妊娠・出産が女性の心身に与える影響の大きさ、 そして「トラウマ」となり得る体験の重みを深く考える契機となりました。 現在は、女性を妊娠・出産のトラウマから守る医療を使命の一つとし、 出生前診断や遺伝カウンセリングに取り組んでいます。

出生前診断は単なる検査ではなく、 家族の未来に関わる重要な意思決定です。 年齢や統計だけで判断するのではなく、 医学的根拠と心理的支援の両面から、 ご家族が後悔の少ない選択をできるよう伴走することを大切にしています。

日本人類遺伝学会認定 臨床遺伝専門医/日本内科学会認定 総合内科専門医/ 日本臨床腫瘍学会認定 がん薬物療法専門医。 2025年には APAC地域における出生前検査分野のリーダーとして国際的評価を受け、 複数の海外メディア・専門誌で特集掲載されました。

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