소아 신장질환 환자의 진단 워크플로우에서 유전자 검사의 역할: 단일 기관의 경험 Ⅱ
Oct 18, 2023
CES 및 가족 분리 연구를 통해 상당한 비율의 환자에서 원인 변종을 식별할 수 있었습니다.
모든 환자는 CES를 받았으며 위에 설명된 기준에 따라 변형 우선순위 지정 및 주석을 분석했습니다(그림 1). 전체적으로 변이가 발견된 환자는 154명(80.6%)이었고, 변종이 없는 환자는 37명(19.4%)이었다. 확인된 변종에 대한 Sanger 검증 및 가족 분리 연구는 지금까지 154명의 환자 중 90명(58.4%)에서 수행되었습니다. 이 접근법을 통해 우리는 (i) 모든 경우에 CES에 의해 식별된 변종을 확인하고, (ii) 표현형과의 분리를 확인하고, (iii) 새로운 변종을 식별할 수 있었습니다. CES를 통해 변이가 확인된 환자 그룹 중 71명(46.1%; 49명의 환자에서 Sanger 염기서열분석 및 가족 분리 연구를 통해 변이가 검증됨)에서 결정적인 유전 보고서가 얻어졌고, 22명(14.3%)과 61명(49명의 환자에서 변이가 확인되었습니다) 39.6%) 환자들은 불확실한 유전 진단을 유지하거나 각각 결론이 나지 않은 것으로 분류되었습니다(그림 3).
전반적으로 CES를 적용한 후 가능할 때마다 가족 분리 연구를 통해 상당한 비율의 사례에서 유전 진단에 도달할 수 있었습니다. 더 높은 진단율을 보이는 섬모병증(진단된 환자의 74.4%), 신장결석증 및 세뇨관병증(각각 45.5% 및 45%), 사구체병증 및 CAKUT(24.2 및 20.6)을 나타내는 다양한 질병 거시 범주를 고려할 때 진단 수율은 이질적입니다. %). 거시 범주 "기타"는 가장 이질적이었고 가장 낮은 진단 수율을 나타냈으며, 14명 중 단 1명의 환자만이 유전 진단을 받았습니다(7.1%; 표 1). 당연히, 긍정적인 가족과 부정적인 가족의 역사를 고려할 때, 이전 환자 그룹은 진단된 환자의 59.5%로 더 높은 진단율을 보였습니다(표 1).
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진단된 환자 코호트의 변형 분포 및 특성
결정적인 유전 보고서가 있는 환자를 살펴보면 32개 유전자의 96개 변이가 확인되어 환자의 유전 보고서에 나열되었습니다(그림 4a 및 추가 파일 1: 표 S1-S6). 데이터 분석에서 몇 가지 고려 사항을 도출할 수 있습니다. (i) 열성 유전자의 복합 이형접합성 변이를 고려하지 않고 동일한 유전자 또는 다른 유전자에서 둘 이상의 변이를 나타내는 여러 환자가 있습니다(예: #41, #43, # 109, 그림 4a 및 추가 파일 1: 표 S2, S3). 이러한 사례의 상당 부분은 섬모병증의 거시적 범주에 속하며 특히 다음과 같은 경우에 속합니다.다낭성 신장 질환, PKD1 유전자 내의 추가 변이가 임상적 영향을 미칠 수 있는지 여부에 대한 질문을 제기하여 조기 진단을 유도합니다(원고 준비 중). (ii) 코호트 내에서 가장 재발성이 높은 돌연변이 유전자는 COL4A5 및 PKD1이었으며 이는 Alport 및 상염색체 우성 다낭성 신장 질환(ADPKD) 질환 빈도와 일치합니다. (iii) 확인된 변종의 대부분은 미스센스 돌연변이(n=53; 55.2%)이고, 프레임시프트(n=15; 15.6%), 넌센스(n=14; 145.6%)가 그 뒤를 따릅니다. 및 접합 변형(n=9; 9.4%). 또한 CAKUT 또는 사구체 질환을 일으키는 유전자와 관련된 5가지 CNV가 보고되었습니다(5.2%, 그림 4a 및 추가 그림 1: 표 S1-S6). (iv) 신장결석증과 세뇨관병증은 가장 많은 수의 C5 변이(각각 n=6 및 n=4)를 나타냈고 C3 돌연변이(각각 n=1)의 수는 가장 낮았습니다. 그 반대는 섬모병증(n=20)에서 높게 나타납니다. C4 변종은 모든 질병 매크로 범주 중에서 가장 많은 돌연변이를 나타냅니다(그림 4b).
v) 결정적인 유전 보고서 내에서 CES를 통해 17명의 환자(24%)에서 병원성 C5 변이가 확인되었고, 34명(47.9%)에서 병원성 C4 변이 가능성이 확인되었으며, 16명의 환자(22.5%)에서 유의미하지 않은 VUS C3 변이가 확인되었습니다. 4가지 경우에는 C3/C4로 분류된 변종(5.6%)이 있습니다. 환자 내 변이 유형/빈도 및 유전 방식을 살펴보면, C5 변이의 대부분은 이형접합성 돌연변이(n=8)였으며, 그 다음으로 동형접합성(n=6) 및 복합 이형접합(n)이었습니다. =2) 변형. C5 CNV는 이 범주의 일부였습니다. C4 및 C3 변이체에서도 유사한 분포 패턴이 나타났으며 이형접합 돌연변이가 가장 많이 나타납니다(각각 n=23 및 n=9, 그림 4c).
(vi) 유럽인과 비유럽인 대상을 고려할 때 진단율의 유의미한 차이는 강조되지 않았지만, 전자 그룹이 코호트의 대다수를 대표한다는 점을 염두에 두어야 합니다. 마지막으로, (vii) 고려된 질병 범주와는 별도로, 확인된 변종의 대부분은 이미 발표되었으며 특정 임상 표현형과 연관되어 있습니다(그림 4d). 섬모병증, 특히 다낭성 신장 질환은 상당한 수의 미공개 변종(46개 중 13개)을 나타내는 유일한 의심이었는데, 이는 아마도 다른 질병 범주에 비해 확인된 변종 수가 더 많기 때문일 것입니다. 확인된 모든 변형은 추가 파일 1: 표 S1-S6에 자세히 설명되어 있습니다.
논의
어린이에게는 힘든 일이지만,CKD정상적인 성장과 발달에 심각하게 부정적인 영향을 미쳐 삶의 양과 질을 저하시킵니다. 신장 이식을 받았거나 이식 대기자 명단에 포함되어 있거나 유럽 신장 협회-유럽 투석 및 이식 협회(ERA-EDTA) 등록부에 등록되어 있는 성인 및 소아 환자에 대한 가장 최근의 분석에 따르면 그 중 27%는 이식 당시 진단되지 않았습니다[7]. 이러한 데이터에 맞춰 이탈리아 국립 이식 센터의 이식 레지스트리를 분석하여 최근 소아 코호트의 약 17.2%가 명확한 임상 진단이 없는 것으로 보고했습니다[6]. 또한, 다양한 질병 범주를 고려할 때 대다수는 희귀 질환의 영향을 받았으며 최대 50%는 단일 유전 질환의 영향을 받았습니다[6]. 이러한 결과는 유전자 검사가 진단율을 높이는 데 귀중한 추가 요소가 될 수 있음을 시사합니다. 이는 또한 임상 진단을 확인하고 보다 복잡하거나 증후군적인 질병의 기초가 되는 유전학을 이해하여 최종적으로 예후, 관리 및 환자 치료에 영향을 미치는 강력한 도구입니다.
여기에서는 신장병증의 영향을 받는 소아 환자의 진단 작업 흐름에서 CES와 같은 강력한 유전자 검사를 체계적으로 사용한 결과를 보고합니다. 전반적으로 CES와 Sanger 기반 분리 연구를 기반으로 한 결정적인 유전자 검사는 환자의 37.1%에서 얻어졌으며 다양한 질병 매크로 범주를 고려할 때 어느 정도 이질성이 있었습니다. 예상한 대로, 임상 증상을 기준으로 볼 때, 섬모병증(74.4%)에 대해 가장 높은 검출률이 얻어졌고, 신장결석증(45.5%), 세뇨관 질환(45%)이 그 뒤를 이었습니다. 반면 대부분의 사구체 질환과 CAKUT는 진단되지 않은 상태로 유지되었습니다. 사구체 질환의 경우 음성 유전자 검사는 질병의 구조적 원인을 배제한다는 점에서 그 자체로 중요하며 임상 관리 및 이식 결과에 중요한 영향을 미칩니다.
이러한 데이터는 고려되는 환자 그룹, 특히 주로 동일한 인종 그룹을 기반으로 하는 매우 동질적인 코호트의 경우 일부 차이가 등록될 수 있지만 이전에 발표된 결과와 일치합니다(표 2). VUS가 확인된 많은 계열은 현재 변형 분리에 대한 조사를 받고 있으며 이러한 성능이 향상될 가능성이 높습니다.
이러한 결과는 일상적인 진단 작업 흐름의 일부로서 가족 분리 연구 및/또는 보완적인 테스트(예: MLPA, array-CGH)와 함께 NGS 기반 유전자 테스트의 중요성을 강조합니다. 진단의 타당성 외에도 이러한 검사를 통해 동일한 병원성 변종을 보유할 수 있는 다른 가족 구성원을 식별하고 질병 재발 위험을 추정할 수 있습니다. 게다가 이들 중 상당한 비율을 차지한다는 점을 고려하면신장 이식이 필요한 환자어느 시점에서 가족 구성원을 선별하기 위한 유전자 검사의 가용성은 가족 내에서 살아있는 기증자를 선택하는 데 중요한 의미를 갖습니다.
두 번째로 논의해야 할 점은 일부 질병의 유전적 원인과 비유전적 원인을 구별하는 것이 중요하다는 것입니다. 예를 들어, 스테로이드 저항성 신증후군(SRNS)을 앓고 있는 어린이가 있는 경우 족세포의 구조 단백질을 코딩하는 유전자의 돌연변이로 인한 상태를 배제하는 것이 필수적입니다. 족세포 유전자에 병원성 변이체를 보유한 어린이는 일반적으로 "면역학적" SRNS가 이식 후 재발할 가능성이 높기 때문에 면역억제 요법이나 예후 예측의 혜택을 받지 못하기 때문에 이는 치료법을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 유전자 진단으로 인해 발생률이 더 낮아질 수도 있습니다.신장 생검특히 사구체병증 환자의 경우.
소아 환자의 임상 진단 작업 흐름에서 유전자 검사를 선호하는 세 번째 관련 고려 사항은 유전자 변이 식별의 번역 영향입니다. 실제로 COL4A3/COL4A4/COL4A5 유전자에 병원성 변이가 있는 환자에 대한 레닌-안지오텐신 차단의 경우처럼 해당 질병 상태가 병원성 변이의 존재에 따라 치료될 수 있음을 의미하는 실행 가능한 유전자가 있습니다. 같은 맥락에서, 유전적 보고가 있으면 콜라겐 코딩 유전자에 돌연변이가 있는 환자에 대한 면역억제 요법과 같은 쓸모 없거나 심지어 해로운 치료를 피할 수 있습니다[5]. 더욱이 이는 환자의 계층화와 신장 이식 후 재발의 잠재적 위험을 평가하는 데 유용할 수 있습니다. 예를 들어, 비정형 용혈성 요독 증후군으로 진단되고 CFH, C3 또는 CFB 유전자의 병원성 변이가 확인된 양성 유전 보고가 있는 환자는 이식 후 재발 위험이 중간 내지 높은 수준입니다[28]. 이들의 경우 eculizumab 투여는 소수의 사례에서 재발이나 재발 없이 유의미한 긍정적인 결과를 보였으며, 위험이 낮은 환자에서는 투여를 피할 수 있다[28-30].
네 번째 요점은 가족 계획에 관한 것입니다. 우리는 추가 자녀를 갖기를 원하는 부모가 있는 소아 집단을 다루고 있기 때문입니다. 유전 진단의 가용성은 부부에게 향후 임신에 대해 가능한 모든 옵션을 제안하는 유전 상담에 매우 유용할 수 있습니다. 이 점에 맞춰, 현재 코호트를 고려하면, 2개의 다른 사례에서 Sanger 시퀀싱을 통해 산전 진단이 수행되었으며, 발의자에서 CES가 원래 발견한 특정 변종에 대해 태아를 선별했습니다.
강조해야 할 네 번째 요점은 NGS에 의해 식별된 C3-VUS 변이의 수에 관한 것이며, 이는 질병 발병 및 진행에서 이들의 역할과 유전 상담 중 어떻게 전달될 수 있는지에 대해 항상 심각한 딜레마를 제기합니다. 지난 몇 년 동안 이 주제는 뉴클레오티드 보존 및 단백질 영향뿐만 아니라 유전자 연관 네트워크 및 경로 연결을 고려하는 새로운 계산 방법론을 설정하고 설계함으로써 해결되었습니다. C3 변종의 실제 의미를 해독하는 데 있어 추가적인 힌트는 비정상적인 발현이나 비정상적인 스플라이싱 메커니즘의 탐지를 통한 전사체 분석과 기능적 검증 연구에서 나올 수 있습니다[31, 32]. 마지막으로, 부정적이거나 결론이 나지 않은 유전 보고에 대한 주기적인 재분석과 C3 변종에 대한 주기적인 재평가의 관련성을 강조하는 것이 중요합니다. 이러한 종류의 접근 방식은 (i) 새로운 유전자-질병/변이-질병 연관성의 발견, (ii) 공개적으로 이용 가능한 데이터베이스의 업데이트된 정보, (iii) 기능적 증거를 기반으로 한 유전 변이의 분류, (iv) 질병의 개선에 의존합니다. 데이터 정렬 및 변형 주석에 사용되는 in silico 도구[33]. 지금까지 SIGU(이탈리아 인간 유전학 협회) 또는 미국 의학 유전학 및 유전체학 협회 지침에서는 음성/결정적이지 않은 사례 또는 C3 변종을 재분석해야 하는 시간 간격에 대한 명확한 표시가 제공되지 않았습니다. 그러나 이 두 기관 모두 실험실이나 외부 소스(예: 문헌 또는 데이터베이스)의 새로운 결과를 기반으로 하거나 임상의의 요청에 따라 부정적인 사례 또는 변형 분류를 검토할 것을 제안합니다[34-36]. 이 마지막 논의 지점에 맞춰 어떤 경우에는 임상 표현형과 매우 호환되는 열성 유전자의 단일 변이가 발견되었다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 본질적으로 이러한 변종은 임상적 증상을 설명할 수 없지만, 두 번째 원인 변종을 찾을 수 있는지 여부를 결정하기 위해 원래의 염기서열 분석 데이터를 다시 분석하고 재정렬하는 것이 중요합니다.
논의할 마지막 요점은 이러한 테스트가 국가 의료 시스템에 미치는 재정적 영향입니다. 이탈리아 시스템에서는 CES에 이어 제한된 수의 유전자에 대한 분석이 이루어졌습니다(<8) is in the range of 1200 euros, all included, while larger panels are approximately double the amount. While these costs may seem elevated, a timely diagnosis may avoid unnecessary additional tests, including biopsies and may lead to optimized patient care and to early identification of family members with the same disease or at risk of developing the same disease. Family segregation studies are in the range of 150 euros per variant tested per person. In our view, to make this diagnostic work efficient and sustainable, it is necessary to identify local/ regional "reference hubs" that can centralize these analyses, reducing costs and accumulating essential experience in variant calling and interpretation.
전반적으로, 이러한 결과는 단일 유전자 질환이 의심되거나 양성 가족력이 있는 신장병증의 영향을 받는 소아 환자의 진단 작업흐름에 일상적인 유전자 검사 및 상담을 포함시키는 타당성을 확인시켜 줍니다. 이러한 환자의 경우 진단 여정 초기에 유전자 검사를 고려해야 합니다. 이는 임상 관리를 개선하고, 불필요한 치료 또는 진단 절차를 생략하고, 잠재적으로 동일한 유전적 변이를 가질 위험이 있는 다른 가족 구성원을 식별할 수 있기 때문입니다.신장 이식, 최적의 실시간 기증자 선택으로 이어집니다.
참고자료
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