先天性赤血球形成異常性貧血（CDA）NGS検査パネル｜ミネルバクリニック

ALAS2, C15orf41, CAD, CDAN1, COX4I2, GATA1, KIF23, KLF1, LPIN2, MVK, SEC23B, VPS4A ( 12遺伝子 )

各遺伝子の詳細：
・ALAS2遺伝子：
赤血球特異的δ-アミノレブリン酸合成酵素をコードする遺伝子。ヘム生合成の最初の律速段階を触媒します。X連鎖性遺伝で、変異によりX連鎖性鉄芽球性貧血（XLSA）が生じます。一部の症例では大球性貧血と赤血球形成異常を呈し、CDA様の表現型を示すことがあります。女性保因者でも症状を呈することがあります。

・C15orf41（CDIN1）遺伝子：
CDA I型の約10～20％を占める原因遺伝子で、エンドヌクレアーゼ様タンパク質をコードします。2つのヘリックス-ターン-ヘリックスドメインとヌクレアーゼドメインを持ち、DNAとの相互作用に関与します。CDAN1と同様に、ヒストンシャペロンAsf1bと相互作用し、ヌクレオソームの組み立てと分解に影響を与えると考えられています。常染色体劣性遺伝形式をとります。

・CAD遺伝子：
カルバモイルリン酸合成酵素2（CPS2）、アスパラギン酸トランスカルバモイラーゼ（ATCase）、ジヒドロオロターゼ（DHOase）の3つの酵素活性を持つ多機能タンパク質をコードします。ピリミジン生合成経路のde novo合成の最初の3つの段階を触媒し、RNA・DNA合成、糖鎖修飾に必須です。変異により赤血球膜タンパク質の糖鎖修飾異常が生じ、CDA II型様の表現型を呈します。また、神経発達障害、痙攣性脳症、貧血を伴うことがあり、ウリジン補充により改善する可能性があります。常染色体劣性遺伝形式をとります。

・CDAN1遺伝子：
CDA I型の約80％を占める最も頻度の高い原因遺伝子で、コダニン-1というタンパク質をコードします。コダニン-1の正確な機能は完全には解明されていませんが、ヒストンシャペロンAsf1aと結合してヌクレオソームの組み立てに関与し、細胞周期の調節（特にG1/S期移行）に重要な役割を果たすと考えられています。変異により赤芽球のヘテロクロマチンに異常が生じ、核間クロマチン橋の形成や多核赤芽球が認められます。常染色体劣性遺伝形式をとります。

・COX4I2遺伝子：
ミトコンドリアの電子伝達系複合体IV（シトクロムcオキシダーゼ）のサブユニットCOX4-2をコードします。COX4-2はCOX4の2つのアイソフォームの1つで、ミトコンドリアの呼吸鎖の最終段階を担う複合体の必須構成要素です。変異により膵外分泌機能不全、赤血球形成異常性貧血、頭蓋骨肥厚を特徴とする症候群が生じます。骨髄では赤血球過形成、巨赤芽球様変化、多核赤芽球が認められます。常染色体劣性遺伝形式をとります。

・GATA1遺伝子：
赤血球系および巨核球系の分化と成熟に必須の転写因子GATA-1をコードします。GATA-1は赤血球特異的遺伝子（グロビン遺伝子など）の転写を活性化し、赤血球分化を促進します。X連鎖性遺伝で、変異により赤血球形成異常に加え、血小板減少症（GATA1関連血球減少症）を呈することが多いです。男性では重症の表現型を、女性保因者でも症状を呈することがあります。変異の種類により、赤血球形成異常、血小板減少症、先天性赤芽球性ポルフィリン症、サラセミア様の症状など多様な表現型を示します。

・KIF23遺伝子：
有糸分裂時のキネシン様タンパク質MKLP1（mitotic kinesin-like protein 1）をコードします。MKLP1は細胞分裂の最終段階である細胞質分裂（cytokinesis）に必須で、中心紡錘体と中間体の形成に関与します。CDA III型の原因遺伝子で、優性変異（特にp.P916R変異）により細胞質分裂の異常が生じ、巨大多核赤芽球（12核以上）が形成されます。常染色体優性遺伝形式をとります。

・KLF1遺伝子：
赤血球系分化に必須の転写因子Krüppel様因子1（KLF1、旧名EKLF）をコードします。KLF1は成人型β-グロビン遺伝子の発現制御、赤血球膜タンパク質の発現、ヘム合成酵素の制御など、赤血球分化の多くの側面を調節します。変異によりCDA IV型、持続性胎児ヘモグロビン血症、軽度のβサラセミア、In(Lu)血液型などの多様な表現型を示します。ハプロ不全により症状が生じることが多く、常染色体優性遺伝形式をとります。一部の変異では赤血球形成異常が顕著で、多核赤芽球が認められます。

・LPIN2遺伝子：
脂質代謝に関与するリピン2（lipin-2）をコードします。リピン2はホスファチジン酸ホスファターゼ活性を持ち、脂質代謝とグリセロリン脂質合成の調節に関与します。変異によりMajeed症候群（慢性再発性多発性骨髄炎、炎症性皮膚症、小球性赤血球形成異常性貧血）が生じます。骨髄では赤血球過形成と多核赤芽球（全赤芽球の最大25％）が認められます。リピン2と血液学的異常や自己炎症性骨疾患との関連機序は完全には解明されていません。常染色体劣性遺伝形式をとります。

・MVK遺伝子：
メバロン酸キナーゼ（mevalonate kinase）をコードし、コレステロールとイソプレノイド生合成経路の初期段階を触媒します。メバロン酸を5-ホスホメバロン酸に変換する反応を触媒し、ステロイド、ドリコール、ユビキノン、ファルネシル化・ゲラニルゲラニル化タンパク質の前駆体となります。変異によりメバロン酸キナーゼ欠損症（MKD）が生じ、重症型の「メバロン酸尿症」と軽症型の「高IgD症候群（HIDS）」のスペクトラムを呈します。一部の症例で赤血球形成異常性貧血を伴い、周期性発熱発作を特徴とします。常染色体劣性遺伝形式をとります。

・SEC23B遺伝子：
CDA II型（HEMPAS）の原因遺伝子で、小胞体（ER）からゴルジ体への輸送小胞形成に関与するCOPII複合体の構成タンパク質SEC23Bをコードします。SEC23BはSEC23Aのパラログで、赤血球系細胞での発現が高く、タンパク質の細胞内輸送に必須です。変異により糖タンパク質の糖鎖修飾異常が生じ、赤血球膜の異常につながります。骨髄では多核赤芽球と電子顕微鏡での二重膜構造が特徴的です。CDA II型は全CDAの約50％を占め、最も頻度が高いタイプです。常染色体劣性遺伝形式をとります。

・VPS4A遺伝子：
エンドソーム輸送に必要なESCRT（endosomal sorting complex required for transport）系の構成因子であるATP分解酵素VPS4Aをコードします。VPS4Aは膜のリモデリング、多胞性エンドソームの形成、細胞質分裂の最終段階（abscission）に関与します。変異により細胞質分裂と細胞内輸送の欠陥が生じ、症候性CDA（神経発達障害、発達遅延、小頭症、赤血球形成異常性貧血）が生じます。骨髄では赤血球過形成と多核赤芽球が認められます。常染色体劣性遺伝形式をとります。

すべての配列決定技術には限界があります。この分析は次世代シーケンシング（NGS）により実施され、コード領域とスプライス接合部の検査を目的として設計されています。次世代シーケンシング技術と当院のバイオインフォマティクス分析により、偽遺伝子配列やその他の高度に相同な配列の寄与は大幅に減少しますが、これらは配列決定および欠失/重複分析の両方において病原性変異体対立遺伝子を同定するアッセイの技術的能力を時に妨げる可能性があります。

低品質スコアの変異確認および被覆標準を満たすためにサンガー配列決定が使用されます。注文された場合、欠失/重複分析は、１つの完全な遺伝子（頬粘膜スワブ検体および全血検体）および2つ以上の連続するエキソンサイズ（全血検体のみ）のゲノム領域の変化を同定できます。単一エキソンの欠失または重複が時に同定される場合がありますが、この検査では日常的に検出されません。同定された推定欠失または重複は、直交法（qPCRまたはMLPA）により確認されます。

この検査では、疾患を引き起こす可能性がある特定のタイプのゲノム変化は検出されません。これには、転座や逆位、反復伸長（例：三塩基またはヘキサ塩基）、ほとんどの調節領域（プロモーター領域）または深部イントロン領域（エキソンから20bp以上）の変化が含まれますが、これらに限定されません。この検査は体細胞モザイクまたは体細胞変異の検出を目的として設計または検証されていません。

※この検査パネルでは、12の原因遺伝子のみを対象としています。一部の先天性赤血球形成異常性貧血症例では、既知の遺伝子に変異が見つからないことがあります。検査で病原性変異が検出されなくても、疾患を完全に否定することはできません。また、RACGAP1遺伝子（CDA III型の一部）など、一部の原因遺伝子はこのパネルに含まれていません。