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1色覚症3

疾患概要

ACHROMATOPSIA 3; ACHM3
Achromatopsia 3  1色覚症3 262300 AR 3 
染色体8q21に位置するCNGB3遺伝子(605080)の変異は、ピンゲラペ島民における劣性色覚異常(1色覚症-3、ACHM3)の高発生率の原因であることが示されています。この状態は、特定の色を全く識別できない色覚異常です。さらに、ACHM1として知られる1色覚症も、CNGB3遺伝子の変異が原因でACHM3と同一であることが確認されました。1色覚症の詳細な説明と遺伝的多様性については、ACHM2 (216900)を参照してください。

遺伝的不均一性

1色覚症2を参照してください。

臨床的特徴

Brodyら(1970)は、カロリン諸島東部に居住するPingelapeseの人々に見られる重度の眼の異常について報告しました。これらの異常には、水平性振戦眼振(目の不随意運動)、羞明(明るい光に対する過敏性)、失明、色覚異常、そして進行性の白内障が含まれます。Pingelapeseの人々の4~10%が幼少期から失明しているとされ、分離分析と男女同数分布からこの状態は劣性遺伝によるものと考えられています。この遺伝子の高頻度は、1780年頃の台風による生存者の激減とその後の隔離が原因であるとされています。当初、この障害が先天性色覚異常の一種であるか、錐体主体の視神経乳頭変性症であるかは明らかではありませんでしたが、Carrら(1970)の調査により、先天性完全色覚異常と結論付けられました。これは、患者の大多数が示す強度の近視に基づくもので、この疾患は非進行性とされています。

一方で、Pentaoら(1992)は、低身長、軽度の発達遅滞、思春期早発症、小さな手足、そして3回の連続初期流産の歴史を持つ20歳の白人女性の桿体色覚異常について報告しました。この症例では、14番染色体に14;14ロバートソニアン転座が確認され、すべての部分で母体のアイソダイソミーと一致するSNPマーカーによるハプロタイプ解析が行われました。この症例はACHM1として14番染色体にマッピングされましたが、後の調査でCNGB3遺伝子の特定の変異が同定されました。

Varsanyiら(2007)は光干渉断層計(OCT)を用いて色覚異常患者の網膜の解剖学的構造を調査し、黄斑部の総体積と中心網膜の厚さが統計的に有意に減少していることを発見しました。これは、錐体光受容体の質的または量的障害が原因である可能性が高いと考えられています。

Leeら(2015)は、色覚異常を持つ小児の網膜発達を縦断的に研究し、OCT検査で視細胞の移動遅延や視細胞崩壊の証拠が見られ、これらの変化は患者によって重症度が異なっていました。ACHM児では、網膜の発育が対照群に比べて遅れており、すべての網膜層に影響が及んでいることが示されました。

マッピング

Winickらによる1999年の研究では、1色覚症(全色盲)を持つPingelapese血統3つに対してゲノムワイドな連鎖探索が行われました。この探索では、DNAプーリング戦略が用いられ、2段階のプロセスを経て、最終的には個々の家族メンバーの遺伝子型が判定されました。この方法により、罹患しているDNAプールでホモ接合性へのシフトを示した遺伝子マーカーを特定し、これを基に8q21-q22の領域に1色覚症の遺伝子座が特定されました。マーカーD8S1707では、最大多点ロッドスコアが9.5に達しました。ホモ接合性は隣接する3つのマーカー(D8S275、D8S1119、D8S1707)で観察され、組換えは隣接するマーカーD8S1757とD8S270で観察されました。これにより、疾患遺伝子座の外側の境界が6.5cM未満の距離で定義されました。

一方、Milunskyらは1999年にアイルランド系血統における1色覚症遺伝子を8q上に特定しました。この研究では、12人の兄弟姉妹のうち5人が1色覚症に罹患しており、マーカーD8S271の近傍で最大3.283の多点ロッドスコアが観察されました。Milunskyらは、イギリス/アイルランド系の船乗りが南太平洋のピンゲラップ島に1色覚症の遺伝子を持ち込んだ可能性を提起しました。この仮説は、遺伝子の地理的分布と拡散に関する興味深い視点を提供します。

これらの研究は、1色覚症の遺伝学的基盤を解明する上で重要な進展を示しており、特定の遺伝子座が疾患の発症にどのように関与しているかについての理解を深めるものです。

遺伝

色覚異常の一形態である色覚異常-3(または無色覚症-3)は、Sundinらによって常染色体劣性遺伝であると報告されています。常染色体劣性遺伝は、両親から受け継がれた対となる遺伝子の両方に変異が存在する場合にのみ、疾患が発現する遺伝の形式です。この場合、両親は変異遺伝子のヘテロ接合体保因者であり、自身は症状を示さないことが多いですが、変異遺伝子を子に伝える可能性があります。色覚異常-3に関わる遺伝子変異は、特定の遺伝子の機能不全により色を識別する能力に影響を及ぼし、その結果、色覚異常を引き起こします。

分子遺伝学

分子遺伝学の研究では、特定の遺伝子変異がどのようにして特定の疾患を引き起こすかを理解するための詳細な分析が行われています。

Sundinら(2000)による研究では、ACHM3(一種の全色盲、または1色覚症)に関連する遺伝子座を精密に特定するために、ホモ接合体マッピングを用いて60人の患者の遺伝子型を決定しました。彼らは、疾患遺伝子座を1.4-cM(セントィモルガン、遺伝子間距離の単位)の区間に絞り込み、そのサイズを約2メガベースと推定しました。特に、8q21-q22の領域に位置するCNGB3遺伝子の劣性点突然変異が、1色覚症の遺伝的原因であることを発見しました。この突然変異は、S6膜貫通ドメイン内のセリンの残基をフェニルアラニンに変えるもので、非常に保存された部位に位置しています。さらに、1家系の2人の兄弟が2つの小さなフレームシフト欠失の複合ヘテロ接合体であることが判明しました。これらの結果は、CNGB3遺伝子の機能喪失が古典的な1色覚症を引き起こすこと、そしてこの遺伝子が視覚系以外では必要ないことを示しています。CNGA3とCNGB3は、錐体光受容体細胞の光誘発電気反応の生成に必要な、環状ヌクレオチドゲートチャネルのαサブユニットとβサブユニットをコードしています。

一方、Wiszniewskiら(2007)は、常染色体劣性遺伝のACHM患者16人についてCNGA3、CNGB3、GNAT2遺伝子を解析しました。その結果、10人の患者がCNGB3に変異を持ち、3人がCNGA3に変異を持っていることが分かりました。特に、1148delC変異は、疾患関連対立遺伝子の75%に該当し、以前に報告された1色覚症を持つホモ接合体の女性を含む10人の患者で見られました。この女性は、1親ダイソミー(同一親由来の染色体のコピーが2つ存在する現象)に関連する全身的特徴も持っていました。さらに、遺伝子内SNPの解析から、1148delC突然変異の創始者効果と一致する共通のハプロタイプが明らかになりました。Wiszniewskiらは、CNGA3およびCNGB3の変異が1色覚症の大部分を引き起こしていると結論付けました。

これらの研究は、特定の遺伝子変異がどのように視覚障害を引き起こすかを理解する上での重要な進歩を示しています。

集団遺伝学

集団遺伝学の研究において、Lazarinら(2013年)は、南アジア出身の798人の集団を調査し、CNGB3遺伝子の変異による1色覚症の保因者の頻度が約24人に1人であることを発見しました。さらに、15,798人の多様な民族背景を持つ人々をスクリーニングした結果、162人(約1%)が保因者であると同定され、これにより保因者の頻度は全体として約98人に1人と算出されました。この研究は、特定の遺伝子変異の保因者状態が集団間で大きく異なることを示しており、集団遺伝学における遺伝的多様性の重要性を強調しています。

動物モデル

Sidjaninら(2002年)の研究では、錐体変性症を患っているアラスカン・マラミュートとジャーマン・ショートヘアード・ポインターの犬種で、CNGB3遺伝子の犬ホモログに変異があることが明らかにされました。この発見は、錐体変性症の動物モデルとしてこれらの犬種が重要な役割を果たすことを示しており、人間における同様の疾患の理解を深めるだけでなく、将来的な治療法の開発においても貴重な情報を提供しています。

歴史

ピンゲラペス人に関する一般的な説明は、オリバー・サックスの著作『色盲の島』で詳しく紹介されています。この本は1997年に出版され、マイクロネシア連邦のピンゲラップ島に住む人々を訪れたオリバー・サックスの経験に基づいています。ピンゲラップ島の人々の中には、遺伝的な色覚異常(全色盲)を持つ個体が異常に多いことで知られており、この状態は島の人々にとって日常的な現象となっています。全色盲の人々は、色を全く認識することができず、彼らの世界は灰色の様々な濃淡で構成されています。

『色盲の島』では、サックスがこの珍しい現象を探求し、色覚異常がピンゲラペス人の生活や文化にどのように影響を与えているかを詳細に記述しています。サックスは、色覚異常が遺伝的な要因によるものであること、そしてピンゲラップ島の人々がこの状態をどのように受け入れ、適応しているかを探ります。彼の記述は、医学的な側面だけでなく、人類学的な視点からもこの現象を理解するための貴重な洞察を提供しています。

サックスの著作は、科学的探求と人間的な興味が交差する場所に光を当て、読者に色覚異常の生物学的基盤とそれが個人および社会に与える影響の両方を理解する機会を与えます。

疾患の別名

PINGELAPESE BLINDNESS
TOTAL COLORBLINDNESS WITH MYOPIA
ACHROMATOPSIA WITH MYOPIA
ACHM1, FORMERLY
ROD MONOCHROMATISM 1, FORMERLY
ROD MONOCHROMACY 1, FORMERLY; RMCH1, FORMERLY
近視性色覚異常
近視性全色盲
近視性色覚異常
achm1、以前は
桿体単色症1、旧
旧桿体単色症1;旧rmch1

参考文献

プロフィール

この記事の筆者:仲田洋美(医師)

ミネルバクリニック院長・仲田洋美は、日本内科学会内科専門医、日本臨床腫瘍学会がん薬物療法専門医 、日本人類遺伝学会臨床遺伝専門医として従事し、患者様の心に寄り添った診療を心がけています。

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