原発性線毛機能不全症候群(PCD)NGS遺伝子パネル検査|ミネルバクリニック
原発性線毛機能不全症候群とは
原発性線毛機能不全症候群(Primary Ciliary Dyskinesia: PCD)は、気道や様々な臓器に存在する線毛の構造や機能に異常がある遺伝性疾患です。線毛は細胞表面にある顕微鏡でしか見えない毛状の構造物で、協調的に動くことで粘液や異物を体外へ排出する重要な役割を果たしています。
PCDでは線毛が正常に機能しないため、気道に侵入した細菌やウイルスなどの病原体を排除する能力が低下し、慢性的な呼吸器感染症を引き起こします。また、胎児期の臓器形成における線毛の役割異常により、約50%の患者さんで内臓の位置が左右逆になる「内臓逆位」が認められます。
原発性線毛機能不全症候群は約2万人に1人の頻度で発症すると推定されていますが、診断が難しく見逃されるケースも多いため、実際の患者数はさらに多い可能性があります。日本では2024年4月より指定難病(指定難病340号)に認定されました。内臓逆位、慢性副鼻腔炎、気管支拡張症の3つを伴う場合は、カルタゲナー症候群(Kartagener syndrome)と呼ばれます。
症状と病態
原発性線毛機能不全症候群の症状は、線毛が存在する様々な臓器の機能障害により多彩です。最も重要な症状は呼吸器系の異常で、新生児期から成人期まで継続的に問題となります。
主要症状
- 新生児期の呼吸困難(約80%の患者さんで認められる)
- 慢性的な鼻汁・鼻閉(年間を通じて続く鼻づまり)
- 慢性副鼻腔炎(副鼻腔に膿が溜まる)
- 湿性咳嗽(痰を伴う咳)
- 反復性気道感染症(肺炎・気管支炎を繰り返す)
- 気管支拡張症(気管支が異常に広がり、感染を繰り返す)
- 反復性中耳炎・滲出性中耳炎(難聴の原因となる)
- 内臓逆位(約50%の患者さんで認められる)
- 不妊症(特に男性で高頻度)
呼吸器症状
多くの患者さんは新生児期から呼吸器症状を呈します。新生児期には多呼吸、咳、無気肺(肺がうまく膨らまない)などが認められ、酸素投与が必要となることもあります。幼児期以降は年間を通じた鼻汁・鼻閉、湿性咳嗽が特徴的です。
気道クリアランス機能の障害により、感染症を繰り返すことで徐々に気管支拡張症が進行します。適切な治療が行われないと、早期に呼吸機能が低下し、緑膿菌感染などの重症感染症を合併することがあります。重症例では呼吸不全に至り、肺移植が必要となる場合もあります。
耳鼻咽喉科的症状
慢性副鼻腔炎は小児期から成人まで継続的に認められます。鼻腔内の一酸化窒素濃度が著しく低下することが特徴的です。反復性中耳炎や滲出性中耳炎も高頻度に認められ、適切な治療が行われないと伝音性難聴の原因となります。副鼻腔内の粘液貯留により嗅覚障害も生じます。
内臓逆位と異所性症
約50%の患者さんで完全内臓逆位(situs inversus totalis)が認められます。これは心臓や肝臓などすべての内臓が左右逆に配置された状態で、通常は医学的問題を引き起こしません。ただし、約10%の患者さんでは異所性症(heterotaxy)が認められ、内臓の位置異常に加えて心臓や脾臓などの構造異常を伴うことがあり、重篤な合併症のリスクが高まります。
不妊症
男性患者さんの多くで精子の運動機能障害が認められ、不妊症の原因となります。これは精子の鞭毛が線毛と同じ構造を持つためです。顕微授精などの生殖補助医療により妊娠率は向上しています。女性患者さんでも卵管線毛の運動障害による不妊や子宮外妊娠のリスクが報告されています。
その他の症状
一部の患者さんでは、脳室内の線毛機能障害により水頭症を発症することがあります。また、網膜色素変性症などの視覚障害を合併することも報告されています。
遺伝形式と原因遺伝子
原発性線毛機能不全症候群は遺伝学的に非常に多様性が高い疾患です。線毛を構成するタンパク質は約250種類あり、そのいずれかの異常でも機能障害を引き起こす可能性があります。現在までに50以上の原因遺伝子が同定されていますが、今後も新たな遺伝子が発見されると予想されています。
主な遺伝形式
原発性線毛機能不全症候群の大部分(約90%以上)は常染色体劣性(潜性)遺伝形式をとります。この場合、両親はそれぞれ変異遺伝子を1つずつ持つ保因者(キャリア)で、通常は症状を呈しません。両親がともに保因者の場合、子どもがPCDを発症する確率は25%、保因者となる確率は50%、正常である確率は25%です。
一部の遺伝子ではX連鎖遺伝形式をとることもあります(RPGR遺伝子など)。この場合、主に男性が発症し、女性は保因者となります。
主要な原因遺伝子
線毛の構造異常として最も頻度が高いのは、外側ダイニン腕の異常です。ダイニン腕は線毛の運動を生み出す重要な構造で、以下の遺伝子が知られています:
外側ダイニン腕関連遺伝子:
DNAH5、DNAI1、DNAH11、DNAI2、TXNDC3など。これらの遺伝子変異は全PCD症例の約30~40%を占めます。
内側ダイニン腕関連遺伝子:
DNAH1、DNAH9など。
中心装置関連遺伝子:
RSPH9、RSPH4A、RSPH1など。
放射スポーク関連遺伝子:
RSPH3など。
線毛組立関連遺伝子:
DNAAF1(LRRC50)、DNAAF2(KTU)、DNAAF3、DNAAF4、DNAAF5など。これらの遺伝子は線毛の組立てや輸送に関与します。
その他の重要な遺伝子:
CCDC39、CCDC40(線毛軸索の構造維持)、CCNO(線毛形成)など。
遺伝子型と表現型の関連
遺伝子によって臨床症状や重症度が異なることがあります。例えば、CCDC39やCCDC40遺伝子変異では気道症状が重症化しやすいことが知られています。しかし、同じ遺伝子変異を持つ患者さんでも症状の重症度には個人差があり、環境要因や他の遺伝的要因も関与していると考えられています。
ミネルバクリニックの原発性線毛機能不全症候群遺伝子パネル検査の特徴
「原発性線毛機能不全症候群 NGSパネル検査」とは、現在原発性線毛機能不全症候群の原因として報告されている49の遺伝子に異常があるかどうかを、一度に調べられる検査方法です。
従来の検査方法の場合、複数の関連遺伝子を調べるために、A遺伝子の検査をして異常がなければ次にB遺伝子を検査する、というように何度も検査する必要がありました。もちろん、検査のたびに高額な料金がかかります。
何度も検査することでかかる費用や手間は、患者さんにとって大きな負担になります。ミネルバクリニックではそうした不便を解消するために、原発性線毛機能不全症候群に関連する49遺伝子を一度に調べられる「原発性線毛機能不全症候群 NGSパネル検査」を採用しています。
一般的な遺伝子検査のメリットとデメリットについてはこちらのページをご覧ください。
1.費用がリーズナブル
一般的な医療機関で原発性線毛機能不全症候群の遺伝子検査を行う場合、単一遺伝子ごとに数万円から数十万円の費用がかかることが多く、複数の遺伝子を調べる場合は非常に高額になります。
当院では、原発性線毛機能不全症候群に関係するとされる49の遺伝子を一度に調べられる「原発性線毛機能不全症候群 NGSパネル検査」をリーズナブルに受けられます。(費用はページの一番下をご確認ください。)
2.結果が出るまでがはやい
一般的な医療機関で行える原発性線毛機能不全症候群の遺伝子検査の場合、結果が出るまでには通常数週間から数ヶ月かかることがあります。また、単一遺伝子の検査で異常が見つからなかった場合、追加の遺伝子検査が必要になることもあります。
当院で行う「原発性線毛機能不全症候群 NGSパネル検査」の場合、49の遺伝子を、2~3週間程度で一度に調べることが可能です。
3.一気にまとめてできる
臨床症状から原発性線毛機能不全症候群を疑って単一遺伝子検査を行っても、病的変異が見つからないことがあります。また、他の遺伝子に変異があるかどうかまでは分かりません。
当院で行う「原発性線毛機能不全症候群 NGSパネル検査」ならば、臨床的に重要な49の原因遺伝子を同時に検査できるという利点があります。
オプション
塩基配列 (料金に含まれる)
欠失・挿入 (料金に含まれる)
至急:結果が出るまでの期間が約7日短くなります。 33,000円
VUS除外 *VUS(variant of unknown significance)とは病的意義がよく分かっていない変異の事を指します。(無料)
検査内容
「原発性線毛機能不全症候群 NGSパネル検査」では、原発性線毛機能不全症候群に関係するとされる49種類の遺伝子を包括的に検査します。これらの遺伝子は線毛の構造、組立、機能に関与し、ダイニン腕、中心装置、放射スポーク、線毛組立など様々な機能を担っています。
「原発性線毛機能不全症候群 NGSパネル検査」は、原発性線毛機能不全症候群の遺伝的原因をお持ちの方を見つける可能性を高められると同時に、現在および将来的に活用できる情報を提供します。
どんな人が受けたらいいの?
【原発性線毛機能不全症候群の個人歴または家族歴のある方】に
「原発性線毛機能不全症候群 NGSパネル検査」を受けることをおすすめします。
この検査は以下のような方に適しています:
・新生児期に原因不明の呼吸困難があった方
・幼少期から年間を通じた慢性的な鼻汁・鼻閉がある方
・慢性副鼻腔炎が持続している方
・湿性咳嗽(痰を伴う咳)が長期間続いている方
・反復性気道感染症(肺炎・気管支炎を繰り返す)がある方
・気管支拡張症と診断された方
・反復性中耳炎・滲出性中耳炎がある方
・内臓逆位が確認されている方
・原因不明の不妊症(特に男性不妊)の方
・鼻腔内一酸化窒素濃度が著しく低い方
・原発性線毛機能不全症候群またはカルタゲナー症候群の家族歴がある方
・将来子どもを持つことを考えている保因者の方で、リスク評価を希望される方
このパネル検査は、血液、抽出DNA、頬粘膜スワブ、または唾液検体で実施可能です。モザイク現象の検出は目的としておらず、腫瘍組織での検査は適応外です。
検査で得られる患者さんの潜在的利益は?
遺伝子検査により原因が判明すると、原発性線毛機能不全症候群の診断確定や、適切な治療・管理方針の決定に役立ちます。また、遺伝的リスクが判明した場合には、適切な呼吸器管理、感染予防、定期的なモニタリングを行うことができます。
遺伝子検査により以下の利益が期待できます:
・適切な診断の確立または確認
・他の慢性呼吸器疾患(喘息、嚢胞性線維症など)との鑑別
・適切な気道クリアランス療法の開始
・予防的抗菌薬治療の適応判断
・呼吸機能モニタリングの計画立案
・中耳炎・副鼻腔炎の積極的治療
・内臓逆位や異所性症に伴う合併症のスクリーニング
・不妊症の原因究明と適切な生殖補助医療の選択
・疾患の進行予測と長期的な管理計画の立案
・追加の関連症状のリスクの特定
・関連リソースやサポートへの患者の接続
・より個別化された治療と症状管理
・家族の危険因子に関する情報提供
・家族計画のためのオプション提供
・出生前・着床前診断の選択肢提供
患者さんで病原性変異が同定された場合、常染色体劣性遺伝では兄弟姉妹が発症するリスクは25%、保因者となるリスクは50%です。家族を検査することでそのリスクを明らかにすることが重要です。
対象遺伝子
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ARMC4, CCDC103, CCDC114, CCDC151, CCDC39, CCDC40, CCDC65, CCNO, CENPF, CFAP221, CFAP298, CFAP300, CFTR, DNAAF1, DNAAF2, DNAAF3, DNAAF4, DNAAF5, DNAH1, DNAH11, DNAH5, DNAH8, DNAH9, DNAI1, DNAI2, DNAJB13, DNAL1, DRC1, FOXJ1, GAS2L2, GAS8, HYDIN, INVS, LRRC56, LRRC6, MCIDAS, NME8, OFD1, PIH1D3, RPGR, RSPH1, RSPH3, RSPH4A, RSPH9, SPAG1, SPEF2, STK36, TTC25, ZMYND10 ( 49遺伝子 )
主要遺伝子の詳細:
・DNAH5遺伝子:
外側ダイニン腕の重鎖をコードする遺伝子。PCD患者さんの約15~20%で変異が認められる最も頻度の高い原因遺伝子の一つです。常染色体劣性遺伝形式をとり、外側ダイニン腕の完全欠損を引き起こします。
・DNAI1遺伝子:
外側ダイニン腕の中間鎖をコードする遺伝子。DNAH5に次いで頻度の高い原因遺伝子で、常染色体劣性遺伝形式をとります。外側ダイニン腕の欠損を引き起こします。
・DNAH11遺伝子:
内側ダイニン腕の重鎖をコードする遺伝子。常染色体劣性遺伝形式で、電子顕微鏡では正常に見える線毛構造を呈することが特徴的です。診断が困難な症例の原因となります。
・CCDC39、CCDC40遺伝子:
線毛軸索の構造維持に関与する遺伝子。常染色体劣性遺伝形式で、内側ダイニン腕と放射スポークの欠損を引き起こします。気道症状が重症化しやすいことが知られています。
・RSPH9、RSPH4A、RSPH1遺伝子:
放射スポーク頭部をコードする遺伝子。常染色体劣性遺伝形式で、中心装置の異常を引き起こします。内臓逆位の頻度が低いことが特徴です。
・DNAAF1(LRRC50)、DNAAF2(KTU)、DNAAF3、DNAAF4、DNAAF5遺伝子:
線毛の組立や輸送に関与する遺伝子群。常染色体劣性遺伝形式で、外側・内側ダイニン腕の両方の欠損を引き起こします。
・CCNO遺伝子:
サイクリンO(Cyclin O)をコードし、線毛形成の初期段階に重要な役割を果たします。常染色体劣性遺伝形式で、線毛の数が著しく減少します。
・MCIDAS遺伝子:
多線毛細胞の分化に必須の転写因子をコードします。常染色体劣性遺伝形式で、線毛の減少または欠如を引き起こします。
・RPGR遺伝子:
X連鎖遺伝形式をとる遺伝子。網膜色素変性症とPCDの合併症の原因となります。主に男性が発症します。
・CFTR遺伝子:
嚢胞性線維症の原因遺伝子としても知られていますが、特定の変異ではPCD様の症状を呈することがあります。
・その他の遺伝子:
ARMC4、CCDC103、CCDC114、CCDC151、CCDC65、CENPF、CFAP221、CFAP298、CFAP300、DNAH1、DNAH8、DNAH9、DNAI2、DNAJB13、DNAL1、DRC1、FOXJ1、GAS2L2、GAS8、HYDIN、INVS、LRRC56、LRRC6、NME8、OFD1、PIH1D3、RSPH3、SPAG1、SPEF2、STK36、TTC25、ZMYND10など、線毛の様々な構造や機能に関与する遺伝子が含まれます。
※RPGR遺伝子については、ORF15領域と呼ばれる複雑な構造を持つ部分の病的変異の大部分を検出可能ですが、一部の領域(chrX(GRCh37):38144792-38146498)については完全に除外することはできません。
カバレッジ
カバレッジとは、遺伝子検査においてDNA配列がどの程度正確に読み取られたかを示す指標です。「20x」は同じ部位を20回読み取ることを意味し、読み取り回数が多いほど検査の精度が高くなります。
≥99% at 20x(読み取り深度平均20回以上)
これは、検査対象遺伝子の99%以上の領域を、20回以上の高い精度で読み取ることができることを示しています。
検体
血液(EDTAチューブ4ml×2本、紫色キャップ)、抽出DNA(EBバッファー中3μg)、頬粘膜スワブ、唾液(要請により採取キット提供)
※唾液・口腔粘膜擦過組織・血液いずれもオンライン診療が可能です。
ほとんどの検査は唾液・口腔粘膜擦過組織で実施できます。
血液検体の場合は、全国の提携医療機関で採血をお願いします。
オンライン診療(ビデオ通話での診療)で遺伝カウンセリングを行った後、検体を当院にお送りいただく流れとなります。
検体採取キットは検査料金をお支払いいただいた後にお送りいたします。ご自身で勝手に検体を採取しないでください。
検査の限界
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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。
遺伝子特異的な留意点:
RPGR遺伝子:この検査はRPGR遺伝子の重要な「ORF15」領域(NM_001034853.1)における大部分の病原性変異を検出することができます。しかし、この遺伝子座の複雑性により、現在利用可能な検査では、この領域の一部(chrX(GRCh37):38144792-38146498)における変異の存在を完全に除外することはできません。
※この検査パネルでは、49の原因遺伝子のみを対象としています。線毛を構成するタンパク質は約250種類あり、まだ同定されていない原因遺伝子も多数存在すると考えられています。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。臨床症状、鼻腔内一酸化窒素測定、線毛運動解析、電子顕微鏡検査などの総合的な評価が重要です。
結果が出るまでの期間
2~3週間
※至急オプションを利用すると、結果が出るまでの期間が約7日短くなります。
料金
税込み275,000円
遺伝カウンセリング料金は別途30分16,500円(税込)
よくあるご質問
- どのような症状があれば検査を受けるべきですか?
- 新生児期の呼吸困難、幼少期からの年間を通じた慢性的な鼻汁・鼻閉、湿性咳嗽、反復性気道感染症、気管支拡張症、反復性中耳炎などがある方におすすめします。また、内臓逆位が確認されている方、原因不明の不妊症(特に男性不妊)の方、家族に同様の症状がある場合も検査をご検討ください。鼻腔内一酸化窒素濃度の著しい低下が認められる場合は、PCDの可能性が高くなります。
- 検査はどのように行いますか?
- 血液採取(4ml×2本)または唾液・頬粘膜スワブで検査可能です。唾液や頬粘膜の場合はオンライン診療も可能で、遠方の方でもクリニックにお越しいただかずに検査を受けられます。
- カルタゲナー症候群とは何ですか?
- カルタゲナー症候群は、原発性線毛機能不全症候群の約50%の患者さんで認められる病型で、完全内臓逆位、慢性副鼻腔炎、気管支拡張症の3徴候を伴います。内臓逆位そのものは通常医学的問題を引き起こしませんが、呼吸器症状の管理が重要です。
- 家族も検査を受ける必要がありますか?
- 原発性線毛機能不全症候群は主に常染色体劣性遺伝形式をとります。患者さんの兄弟姉妹が発症するリスクは25%、保因者となるリスクは50%です。ご家族の検査により、将来の家族計画に重要な情報を提供できます。保因者同士のカップルでは、お子さんが発症するリスクは25%となります。
- 検査で異常が見つからなかった場合はどうなりますか?
- 線毛を構成するタンパク質は約250種類あり、まだ同定されていない原因遺伝子も多数存在すると考えられています。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。臨床症状、鼻腔内一酸化窒素測定、線毛運動解析、電子顕微鏡検査などの総合的な評価が引き続き重要です。
- 保険は適用されますか?
- 当検査は自費診療となり、保険適用外です。費用は税込み275,000円、別途遺伝カウンセリング料金(30分16,500円)が必要です。なお、原発性線毛機能不全症候群は2024年4月より指定難病(指定難病340号)に認定されており、診断確定後は医療費助成の申請が可能です。
- 結果はどのように説明されますか?
- 検査結果は遺伝カウンセリングにて詳しくご説明いたします。結果の意味、今後の対応、ご家族への影響、治療・管理選択肢などについて、専門的な観点から分かりやすくお伝えします。
- 子どもや将来の妊娠への影響はありますか?
- 常染色体劣性遺伝の場合、患者さんのお子さんは必ず保因者となりますが、パートナーが保因者でなければ発症することはありません。両親がともに保因者の場合、お子さんが発症する確率は25%です。検査結果により、出生前診断や着床前診断など、将来の家族計画についてもご相談いただけます。
- 原発性線毛機能不全症候群の治療はどのように行われますか?
- 現在のところ根本的な治療法はありませんが、適切な気道クリアランス療法(胸部理学療法、去痰薬)、早期の感染症治療(抗菌薬)、定期的な呼吸機能モニタリング、中耳炎・副鼻腔炎の積極的治療などが行われます。適切な管理により、多くの患者さんは生活の質(QOL)を維持できます。
- 予後はどうですか?
- 適切な治療と管理により、多くの患者さんは比較的良好な生活を送ることができます。しかし、早期から呼吸機能の低下が認められることがあり、緑膿菌感染などの重症感染症を合併すると予後が悪化することがあります。重症例では呼吸不全に至り、肺移植が必要となることもあります。早期診断と継続的な管理が予後改善に重要です。
- 鼻腔内一酸化窒素測定とは何ですか?
- 鼻腔内一酸化窒素(nNO)測定は、PCDのスクリーニング検査として有用です。PCD患者さんでは鼻腔内一酸化窒素濃度が著しく低下することが知られており、診断の重要な手がかりとなります。ただし、低値を示す他の疾患もあるため、確定診断には遺伝子検査や線毛運動解析、電子顕微鏡検査などが必要です。
- 他の医療機関での検査との違いは何ですか?
- 当院では臨床的に重要な49の原因遺伝子を一度に検査でき、従来の単一遺伝子検査と比べて費用・時間を短縮できます。また、臨床遺伝専門医が常駐しており、すべての患者さんに対して専門医が必ず診療と遺伝カウンセリングを行います。オンライン診療にも対応しており、全国どこからでも専門的な診療を受けることが可能です。
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、1995年に医師免許を取得して以来、のべ10万人以上のご家族を支え、「科学的根拠と温かなケア」を両立させる診療で信頼を得てきました。『医療は科学であると同時に、深い人間理解のアートである』という信念のもと、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、日本人類遺伝学会認定臨床遺伝専門医としての専門性を活かし、科学的エビデンスを重視したうえで、患者様の不安に寄り添い、希望の灯をともす医療を目指しています。
仲田洋美のプロフィールはこちら