武漢連合医科大学病院感染症科 Zhou Yan.Jie Shenghua 遺伝性代謝疾患は多岐にわたり.1,000種類以上が確認されているが.そのほとんどが常染色体劣性である。 中でも.黄疸.肝腫大.肝酵素増加.低血糖を特徴とする遺伝的代謝性肝疾患の割合が高く.ビリルビン代謝.脂質代謝.糖質代謝.アミノ酸・タンパク質・酵素代謝異常.金属元素代謝などの障害が含まれます。 分子生物学的診断技術の進歩は.遺伝性代謝異常の診断と管理の研究を促進し.ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）.変性剤濃度勾配ゲル電気泳動（DGGE）.一本鎖立体構造多型解析（SSCP）.変性剤高速液体クロマトグラフィー（DHPLC）や遺伝子クローンシークエンスなどの検査が徐々に分子遺伝性疾患の診断にルーチン化し.先天的代謝異常の診断数が大幅に増加してきている。 先天性代謝異常症の診断率は著しく向上しています。 体細胞性高ビリルビン血症（体細胞性黄疸ともいう）は.常染色体優性遺伝または劣性遺伝の変異により.特定の酵素の代謝に異常が生じるビリルビン代謝異常で.多くは先天性高ビリルビン血症である。 このうち.ギルバート症候群.クリグラー・ナジャー症候群.ルーシー・ドリスコール症候群は非抱合型ビリルビンの増加.デュビン・ジョンソン症候群とローター症候群は抱合型ビリルビンの増加を特徴とする。 ジルベール症候群（GS） ジルベール症候群は.1901年にGilbertとLereboulletによって初めて報告され.有機肝疾患を伴わない非溶血性.間欠性の非抱合型高ビリルビン血症を呈する。 非抱合型ビリルビン値の上昇は.しばしば正常上限の5倍以内であり.クリグラー・ナジェール症候群を区別する重要な指標となる。 飢餓.手術.発熱.感染.労作.飲酒.その他の併存疾患によって悪化または誘発されることがあります。 18歳から30歳に多く.男女比は約4：1.発症率は約2％～6％です。 GSは.染色体2q37にあるウリジン二リン酸グルクロン酸転移酵素1A1遺伝子（UGT1A1）の欠損により.グルクロン酸転移酵素（UGT）の発現量または活性が著しく低下することで発症し.この遺伝子多型がGSの分子遺伝的基盤となっています。 UGT1A1遺伝子の発現異常には.以下の3つの形態が確認されている： ①コード領域の一塩基変異（ミスセンス変異） ②コード領域の一塩基変異（ミスセンス変異） ③コード領域の一塩基変異（ミスセンス変異） 4． G71R.G493R.P364L.P229Q.F83L.R367G.Y486Dの5組のエキソン領域に存在し.211番目の塩基におけるG→A点変異（G71R）が最も頻度が高く.アジア人によく見られる。 プロモーター TATA ボックス TA 挿入型。 これは.UGT1A1遺伝子プロモーターの約25-35bp上流のTATAボックスにジヌクレオチド（TA）が挿入されることにより現れ.正常な野生型A（TA）6TAAがA（TA）7TAAに変異し.一部の患者では西洋白人に多い（TA）5や（TA）8といった多型を示すようになります。 (iii) gtPBREM T-3279G変異 gtPBREMはTATAから約3kb上流の-3483/-3194の領域に存在する。 Shen JianらはgtPBREM領域のT-3279G変異とA（TA）7TAAを併発した中国初の患者を報告し.この変異は遺伝子の転写活性低下によるビリルビン値の上昇と有意に関連していると報告している。 また.UGT1A1遺伝子の-3279遺伝子座とTATAカセットの間に高い連鎖不平衡が認められ.両者の組み合わせによりUGT1A1の転写活性が30%以下に低下することがわかった。 GSの診断は.肝組織をUGT1Aに対するポリクローナル抗体で免疫組織染色し.肝臓のUGT活性の程度を調べるか.分子生物学的手法で行うことができる。 関連するUGT1A遺伝子のプロモーター領域におけるTATAA配列の遺伝子多型。 クリグラー・ナジャー症候群（CNS） クリグラー・ナジャー症候群は.新生児から発症する先天性グルクロン酸転移酵素欠損症による稀な遺伝性高ビリルビン血症である。 UGTの欠損の程度により.I型とII型に分類される。 I型CNSは.1952年にCrigler-Najjarによって初めて報告された稀な疾患で.CNS原因遺伝子の純粋型で.ほとんどの親が血族である常染色劣性遺伝する。 中枢神経系を引き起こす遺伝子がヘテロ接合体であるため.1962年にAriasによって発見され.Arias症候群と呼ばれるようになった。 II型CNSは常染色体優性遺伝で.不完全なエピソーム感染があり.両親が血縁的に結婚することはまれであると考えられている。 CNSは.UGT1A1遺伝子のコーディング領域の変異により.合成を指令するUGT活性が完全に失われる（I型）.あるいは部分的に失われる（II型）ことで発症します。 変異はUGT1A1遺伝子の5つのエクソンのいずれかに起こり.早期の翻訳終結やコードシフト変異を引き起こし.アミノ酸配列の変化や欠失.酵素活性の喪失をもたらす。 70以上のUGT1A1エクソン変異が報告されている。 I型CNSに関連する変異としては.C1070G, T877A, G377V, Q357R, S375F, G308E, A291V, H39D, Q239fsX256が挙げられる。 UGT1A1遺伝子の変異座位は.Y486D, P229G, Q331R, V225G, P387S, G395V, W354R, R336Q, R336L, R336W, N279Y およびW461Rなど20近い座位がII型CNSと関連していることがわかっています。 民族や人種.CNSの家系によって異なるUGT1A1遺伝子変異の遺伝子座が存在する。 最近.II型CNSの妊婦において.IVS1+5とC1175Tという2つの新しい変異が報告された。 酵素活性の喪失につながるエクソンの変異に加えて.イントロンやシアーサイトの変異もコードシフト変異を引き起こし.酵素活性を喪失させることができる。 CNSの診断には.肝生検による残留ビリルビン・グルクロニド活性測定や胆汁組成分析が確実ですが.いずれも侵襲的な検査であり.現在は遺伝子検査が一般的になってきています。 Lucey-Driscoll 症候群（L-D症候群） L-D症候群は.一過性家族性新生児高ビリルビン血症とも呼ばれ.生後48時間以内に黄疸が出現し.血中の非抱合型ビリルビンが340μmol/L以上となる先天性非溶血性黄疸のまれな型である。 病因は.妊娠後期の母体の血漿中にグルクロン酸転移酵素阻害物質.おそらくプロゲステロン系ステロイド（黄体ホルモン）が存在し.肝細胞によるビリルビンの取り込みと抱合に障害を起こすことと関係があると考えられているが.正確な病因は完全には解明されていない。 この病気は侵襲性が高く.短期間で核黄疸で死亡する子供もいます。 しかし.黄疸は一時的なもので.輸血療法や光線療法を行うと.血清ビリルビンは1ヶ月以内に正常値に戻ることが多いです。 L-D症候群は.ギルバート症候群やクリグラー・ナジャー症候群と同様に.UGT1A1遺伝子の欠陥によって引き起こされます。 Dubin-Johnson Syndrome (DJS) DJSは.慢性特発性黄疸とも呼ばれ.1954年にDubinらによって初めて報告された常染色体劣性遺伝する軽度の慢性間欠性高ビリルビン血症である。 慢性高共役ビリルビン血症.選択的結合陰イオンの排泄障害.色素沈着による暗褐色の肝臓を特徴とし.患者はDubin-Johnson症候群の原因遺伝子のピュアコンゲナーであるとされている。 この病気は男性に多く見られるようで.複数の家系で発症することがあります。 生まれつきの病気ですが.思春期に偶然発見されたり.慢性的に他の肝臓や胆嚢の病気と誤診されることが多いようです。 現在では.有機アニオン.特にビリルビン・ジグルコシドなどの両性化合物の毛細血管胆管による輸送異常は.肝臓の多剤耐性関連タンパク質（MRP）2または多特異的有機アニオン輸送タンパク質（MRP2/cMOAT）をコードするABCC2遺伝子のコドン1066の変異によることが一般に受け入れられている。 MRP2（コード化遺伝子ABCC2）は.ビリルビンジグルコシレート.硫酸塩.還元型グルタチオンなどのATP依存性有機アニオンの重要なトランスポーターであり.非胆汁酸塩依存性の胆汁流動の形成に重要な因子である。 ABCC2遺伝子は染色体10q24に位置し.32個のエキソンからなる45kbの遺伝子で.人種により異なるタイプのMRP2/ABCC2変異が存在します。 多くはナンセンス変異（C974G.Y1275X）.遺伝子欠失（2748del136.3615del229.del3399-3400）.ミスセンス変異（L1441M.E1352Q.C2302T.T2125C）などの単一変異であるが.日本ではcDNAレベルでの多重変異が確認されている（例えばナンセンス コドン.エクソンスキップ）.C-24T.C3972TはABCC2遺伝子の純粋変異体であり.ABCC2遺伝子のエクソン7には1008BP（セグメント IVS6-275 から IVS7+498 ）遺伝子の欠失も存在する。 ABCC遺伝子.特にMRP2セグメントをコードする遺伝子は.DJSの診断のほか.スルホブロモペプチドナトリウムやインドシアニングリーンなどの外因性両性アニオンの輸送障害の診断に有用であるとされています。 また.腹腔鏡検査では.肝臓が暗褐色に見えることがあります。 DJSの診断における腹腔鏡の感度は.Guo Changjiらにより100％と報告されており.DJSの診断・鑑別に重要な方法である。 Rotor症候群（RS） Rotor症候群は.1948年にRotorによって初めて報告されたII型遺伝性抱合型ビリルビン増加症で.当初はDJSの亜型と考えられていた。 RSは.肝細胞による非抱合型ビリルビンの取り込みと抱合型ビリルビンの排泄が先天的に欠損しており.血中抱合型ビリルビンの増加とインドシアニングリーン（ICG）排泄検査での減少が優勢で.常染色体劣性遺伝であることが唯一のメカニズムとして知られています。 RSの患者さんでは肝グルタチオンS-トランスフェラーゼの減少が報告されており.HGSTA1-1遺伝子の変異がその発症に関連している可能性が推測されています。 本疾患はまれな良性疾患であり.性別に関係なく.ほとんどが20歳未満で発症します。 黄疸は飲酒.感染.手術により増悪することが多く.肝生検や99mTc-HIDA胆道造影により確認でき.予後は良好とされています。 進行性家族性肝内胆汁うっ滞症（PFIC） PFICは.常染色体劣性遺伝で.主に特定の肝細胞トランスポーター遺伝子の変異により.肝細胞や胆管上皮細胞の膜に様々な機能タンパク質を生成.修飾.制御することによって起こる乳幼児のもう一つの重症胆汁性肝臓病である。 肝細胞胆汁うっ滞の主な原因は.特定の肝細胞トランスポーター遺伝子の変異による肝細胞や胆管上皮の膜における様々な機能性タンパク質の生産.修飾.調節の不具合である。 トランスポーター遺伝子の不完全変異は.胆汁うっ滞を引き起こす後天性肝障害の感受性を高める可能性があります。 この病気は.①PFIC-1（バイラー病）の4つのタイプに分類されることが分かっています。 染色体18q21-22のATP8B1遺伝子に変異があり.家族性肝内胆汁うっ滞関連蛋白-1（FIC1）欠損を引き起こします。 変異解析の結果.ATP8B1遺伝子の変異の多くはナンセンス変異と欠失変異であり.FIC1タンパク質の機能に重大な影響を及ぼしていることがわかった。 (ii) PFlC-2タイプ。 染色体2q24にあるABCB11遺伝子の変異は.毛細管胆管膜の胆汁酸塩輸送タンパク質（BSEP）の発現に影響を与え.胆汁酸塩分泌の低下を招くため.肝細胞への胆汁酸塩蓄積による重篤な障害を引き起こします。 BSEP変異を持つ子供の多くは.変異の種類にかかわらず.肝細胞の毛細血管胆管膜にBSEPタンパク質を発現していない。 重篤な表現型は.しばしばタンパク質切断遺伝子やタンパク質産生不全遺伝子の変異と関連しています。 また.ミスセンス変異はタンパク質の集合や輸送に影響を与えたり.タンパク質の機能領域の構造を阻害して胆汁酸分泌の欠損につながることもあり.BSEPの発現が検出されても.BSEPの機能欠損を否定するものではありません。 そのメカニズムは.胆汁酸塩の変異原性に関連していると思われる。 (iii) PFIC-3. 染色体7q21上のMDR3/ABCB4遺伝子の変異は.毛細血管胆管リン脂質トランスポーターに影響を与え.リン脂質の輸出障害をもたらすと言われています。 PFIC-3には30以上のABCB4遺伝子変異が報告されており.ほとんどの症例が両アレルに変異を有しています。 3分の1近くの症例では.変異によりタンパク質が切断され.肝臓の免疫染色でMDR3糖タンパク質が検出されない。 これは.合成後に切断されたタンパク質が急速に分解され.タンパク質量が非常に少なくなる.あるいはストップコードが作られ.mRNAが不安定になり.ABCB4が崩壊するためである。 残りの2/3はミスセンス変異であり.その多くはATP結合に関与する保存性の高いWalker AおよびBモチーフで.これらのアミノ酸変化はATPase活性や輸送過程に影響を与えず.むしろ細胞内のMDR3糖タンパク質の誤組み立てや機能異常を引き起こす。 コレステロール性胆石症.次いでICP.そして最後に胆汁性肝硬変。 (iv) PFIC-4タイプ。 病因は不明であるが.胆汁酸合成経路の遺伝的欠陥による胆汁酸合成障害に関連していると推定される。 大多数の患者さんは.肝移植によってのみ利益を得ることができます。 脂質代謝異常症は.先天性の遺伝的要因により.血液やその他の組織・臓器中の脂質およびその代謝産物の質的・量的な異常が生じる疾患です。 病.ゴーシェ病など。 ニーマン・ピック病（NPD）は.スフィンゴミエリン沈着症とも呼ばれ.常染色体劣性遺伝する疾患です。 スフィンゴミエリンという酵素が先天的に欠損しており.スフィンゴミエリンの正常な分解ができないために起こる全身性の代謝性疾患である。 純粋なメンデル劣性遺伝で.幼児に多くみられ.単核マクロファージや神経系にニューロスフィンゴ脂質を含む泡沫細胞（ニーマン・ピック細胞）が大量に認められます。 この病気は1914年にNiemannによって初めて報告され.1922年にPickによって同定されたため.この名前が付けられた。 NK病は.乳児期（A）.内臓型（B）.亜急性期または若年期（C）.ノヴァスコティア（D）.E.Fの6タイプが報告されています。 A型.B型は酸性ホスホリパーゼ活性の欠損によるもので.11p15.1-15.4に位置するSMPD1という遺伝子に6つのエクソンが存在します。 SMPD1遺伝子の変異部位や変異頻度に地域・民族差があり.G21X.C92W.C157R.R376HとR376.H421YとH422Yなどが挙げられます。 C型およびD型は.細胞内コレステロール輸送の欠陥に起因し.NPC1またはNPC2遺伝子に関連している。 E型とF型は酸性ホスホリパーゼ遺伝子の変異とは関連がない。 この病気の診断は.最も正確な方法として.血清神経スフィンゴミエリン活性.尿中神経スフィンゴミエリン排泄量.骨髄検査.肝臓.脾臓またはリンパ節の生検.組織生検の遺伝子分析に今も頼っている。 ゴーシェ病（GD） ゴーシェ病は.ライソゾーム型糖脂質蓄積異常症の中で最も一般的な疾患で.常染色体劣性遺伝します。 1882年にゴーシェによって初めて報告され.ライソゾーム中のグルコセレブロシダーゼ（GC）とも呼ばれる酸性β-グルコシダーゼの欠損によって.グルコセレブロシドが各臓器の単核マクロファージ系に蓄積してゴーシェ細胞を形成し.細胞機能を喪失させる疾患である。 現在のDNA技術では.グルコセレブロシダーゼをコードする対立遺伝子がヒト染色体の1q21位にあり.この遺伝子の16kb下流に相同性の高い偽遺伝子があると診断することができる。 代表的な変異は.ミスセンス変異.スプライス変異.コードシフト変異.欠失.遺伝子・偽遺伝子融合.遺伝子変換などであり.変異部位としては.N370S.L444P.R463C.84GG.IVS2+1G-Aの5つが挙げられ.これらの変異のうち最も多いものが.合成GCの触媒機能および安定性を低下させることにつながるミスセンス変異である。 その中で最も多いのは.GCの触媒機能の低下や合成の安定性につながるミスセンス変異である。 その他の変異としては.F37V, R48Q, S196P, Y205C, R353W, V375L, W179X, S271Nがあります。 いくつかの遺伝子型は表現型と相関があることが分かっており.例えば.N370S対立遺伝子はI型GD患者に多く.L444P対立遺伝子は神経型表現型に多く.L444P純遺伝子はIII型.L444Pは他の遺伝子と組み合わせると通常II型を示す傾向にあります。 その他.F213I.D409H.G202Rなどの遺伝子型は.GDの神経学的表現型と密接な関係があると考えられる。 DNA解析は酵素診断よりも信頼性が高いが.本症には多様な変異があり.まだ未同定のものもあるので.結果が正常でも病気を完全に除外することはできない。