先天性QT延長症候群の家族内調査による遺伝的多様性の検討と治療指針の決定

文献情報

• 文献番号: 201231067A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 先天性QT延長症候群の家族内調査による遺伝的多様性の検討と治療指針の決定
• 課題番号: H23-難治-一般-088
• 研究年度: 平成24(2012)年度
• 研究代表者(所属機関): 堀江 稔(滋賀医科大学 医学部内科学講座（循環器・呼吸器）)

研究分担者(所属機関)

• 清水　渉(国立循環器病研究センター　心臓血管内科)
• 林　研至(金沢大学　医薬保健研究域医学系臓器機能制御学)
• 牧山　武(京都大学大学院医学系研究科循環器内科学)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 難治性疾患等克服研究（難治性疾患克服研究）
• 研究開始年度: 平成23(2011)年度
• 研究終了予定年度: 平成24(2012)年度
• 研究費: 9,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

先天性QT延長症候群で遺伝子変異が同定されてない患者において、コピー数異常(copy number variation, CNV)を検出することを目的として以下の研究を行った。

研究方法

CNVとはエクソン単位での大規模な遺伝子の挿入・欠失である。従来のPCRおよびダイレクトシークエンスをベースとしたSanger解析法では、その異常を検出することができない。そのため本研究では、multiplex ligation-dependent probe amplification（MLPA）法を導入した。MLPA法では重複・欠失が疑われるエクソンに対し、2本のプローブが設計されている。そして対象エクソンにプローブがハイブリダイズした場合のみ、2本のプローブがライゲーションされて1本のプローブになる。そして1本になったプローブをPCRで増幅させ、対象エクソンのCNVを検出する。
今回の研究では、KCNQ1, KCNH2, SCN5A遺伝子に変異が同定されていない、20才未満の先天性QT延長症候群患者172名（男性92名）を対象とし、KCNQ1およびKCNH2のCNVの解析を行った。
なお、本研究は滋賀医大倫理委員会で承認された研究であり、匿名化データベースに登録・管理された症例について解析を行っている。倫理的に問題となるような介入などは一切行われていない。

結果と考察

172名の対象者のうち、5名（2.9%）にKCNQ1のCNVを同定した。KCNH2のCNVは同定されなかった。KCNQ1のCNVが検出された5名中4名が女性であり、平均年齢は13.2±3.6才であった。失神の既往は3名にあり、いずれも運動中であった。安静時の平均QTcは453.6 ± 12.9 ms1/2 と軽度延長を示していたが、運動後には542.6 ± 6.6 ms1/2 と有意に延長していた。CNVのタイプは重複が3名、欠失が2名であった。5名のうち4名は1つのエクソンに限定した重複・欠失であったが、1名はKCNQ1のエクソン12より下流への重複であった。その範囲を同定するためにCGH解析を行ったところ、約125kbもの重複が検出された。
先天性QT延長症候群では約60～75%に遺伝子変異が同定されるが、残りについては、遺伝子変異陰性として管理されている。今回の研究では、遺伝子変異陰性と診断されていた患者に対し、既知の遺伝子であるKCNQ1に、これまでの解析手法では同定できなかったCNVを同定した。その臨床像はKCNQ1変異保持者と共通であり、治療法の選択に有用であると考えられる。

結論

これまで、原因遺伝子変異が同定されなかった先天性QT延長症候群の2.9%にCNVを同定した。特に小児例においては、QT延長症候群1型(LQT1)に特徴的な症状である運動時や感情興奮によりQT延長を呈する場合や、積極的なCNVのスクリーニングが重要と考えられる。

公開日・更新日

• 公開日: 2013-05-15
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201231067B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 先天性QT延長症候群の家族内調査による遺伝的多様性の検討と治療指針の決定
• 課題番号: H23-難治-一般-088
• 研究年度: 平成24(2012)年度
• 研究代表者(所属機関): 堀江 稔(滋賀医科大学 医学部内科学講座（循環器・呼吸器）)

研究分担者(所属機関)

• 清水　渉(国立循環器病研究センター心臓血管内科)
• 林　研至(金沢大学医薬保険研究域医学系臓器機能制御学)
• 牧山　武(京都大学大学院医学研究科循環器内科学)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 難治性疾患等克服研究（難治性疾患克服研究）
• 研究開始年度: 平成23(2011)年度
• 研究終了予定年度: 平成24(2012)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

先天性QT延長症候群を対象として、我が国で発見・同定できた遺伝子異常(変異と多型)の機能解析を行い、その遺伝的背景の臨床的重症度を決定する。現在、われわれの共同研究を基盤としたQT延長症候群コホートは、900家系以上が集積されており、遺伝子診断の確定例は500症例を超えた。本研究では、まず研究代表および分担研究者の4施設および関連施設に集積され解析可能であった560例の発端者を対象に、その発症様式から、先天性と2次性（このカテゴリーはさらに症候性と無症候性に分ける）に分類して、その遺伝的背景や重症度により変異の違いについて詳細に調べた。本邦での遺伝子検査を踏まえたテーラメイド医療を実践するうえでの、臨床データを提供することが目的である。また、従来のSanger法では同定できない遺伝子異常に、大規模なDNAの重複・欠失（コピー数異常、copy number variation, CNV）がある。平成24年度は、このCNVを同定できるMLPA法にて解析も試みた

研究方法

登録症例を対象として遺伝子型一臨床型の病態理解をより深めるために、QT延長症候群症例のゲノム解析も行ない分子生物学あるいは電気生理学的の手法を用いて 分子病態（イオンチャネル分子の場合、機能解析）の解明を行う。今回の先天性と2次性に分けての検討では、すでに証明されている6つの関連遺伝子、すなわち、 KCNQl，KCNH2，SCN5A，KCNEl，KCNE2，KCNJ2について、すべてのエクソンを調べた。あらかじめ、施設の倫理委員会で承認されたプロトコール通り、すべての患者からインフォームド・コンセントを得て可能な限りの臨床情報と血液サンプルを採取した。また、DNAの 重複・欠失を検索する研究では、われわれのコホートから、上記QT延長症候群関連遺伝子の変異陰性と診断された、20歳未満の先天性QT延長症候群患者172名（男性92名）を抽出して行った。検査の詳細は割愛するが、commercially available Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification（MLPA）法を用いて、DNAの重複・欠失を検出した。
（倫理面への配慮）
本研究はすべての参加施設の倫理委員会で承認されており匿名化データベースに登録・管理された症例について解析を行っている。

結果と考察

検討の結果、2次性(acquired LQTS)において、女性の比率が有意に高く、その年齢も発症年齢も高かった。一方、先天性において、有意に家族歴の頻度が高く、QTc値は有意に長くT 波のノッチなどの形態異常も多かった。さらに（１）先天性QT延長症候群に比べて2次性における病的な遺伝子異常は少なかったが、（２） torsade de pointesなど重症の2次性では、先天性の半分程度の頻度で関連遺伝子の変異が発見（24％）された。（３）その約半分は、先天性で同定される変異と 同じであった。我々の2次性での、遺伝子同定率は、従来の報告よりも高かった。さらに、興味深いことにその発見率は、2次性でも、その重症度に比例して上昇した（28%）。また、 MLPA法にて解析した遺伝子変異陰性症例172名中、KCNQ1のCNVを5名（女性4名）に同定した。その平均年齢は13.2±3.6才であり、3名が運動時失神の既往があった。運動負荷試験では運動後に有意なQT延長を呈し、KCNQ1が原因遺伝子であるQT延長症候群1型に類似の臨床像を呈した。

結論

今後、更に大きなQT延長症候群コホートで、いわゆる修飾遺伝子（modifier gene）の検索を行うべきである。すでに報告されたmodifier gene variantとして有名なものに、Y1103-SCN5A, K897T-KCNH2, D85N-KCNE1などがあるが、さらに最近のgenome-wide association studyで同定されたvariantsにも注目して、検討を加える必要があると考えられた。このような遺伝的多様性を事前に知ることにより、将来的なテータ―メイド治療あるいは先制医療に繋げる研究を展開できると考えられる。また、CNVの検索では、予想以上にその頻度が高く、特に小児例においては、QT延長症候群の遺伝子スクリーニングとしてCNV解析が重要であると考えられた。

公開日・更新日

• 公開日: 2013-05-30
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201231067C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 2年間に渉って行ってきた共同研究を基盤としたQT延長症候群コホートのは、非常に充実してきており、これは2000年当初から断続的に行ってきた登録事業が効を奏している。現在、臨床診断をされたQT延長症候群は、２次性も含めて、900家系以上が集積されており、そのうち遺伝子診断の確定例は500症例を超えた。この大きさのコホートは、世界的に見ても遜色のないデータベースであり、専門的・学術的にも希少価値を有するものである。
• 臨床的観点からの成果: このように大きなＱＴ延長症候群の遺伝子診断例のコホート、それも日本人のコホートを有するため、遺伝学的にCaucasianとは異なるAsianの臨床的あるいは遺伝的な特徴を議論することが出来る。より日本人あるいは広くアジア人における病態生理を研究するのに格好の情報を提供することが出来る。たとえばCaucasianで発見された新規の疾患感受性因子（ＳＮＰなど）が、果たしてアジア人でも有意かどうかを調べるときに大変有用である。実際、このような観点からの国際共同研究の申し込みが多い。
• ガイドライン等の開発: 米国、欧州およびアジア太平洋の３不整脈学会の合同会議を重ね、2013年5月10日に合同の遺伝性不整脈の診断と管理に関する専門家の合意声明（HRS/EHRA/APHRS Expert Consensus Statement）が報告された。本研究班代表の堀江がwriting group chairを、また分担研究者の清水がwriting group memberを勤めた。本声明は、特に若年層における心臓突然死（SCD）のリスクが高い不整脈関連の遺伝疾患を取り扱った初の包括的な勧告文書である。
• その他行政的観点からの成果: とくになし
• その他のインパクト: 上記の3学会合同による合意声明については、マスコミに取り上げられた。リンク先：http://www.hrsonline.org/News/Press-Releases/20132/05/Diagnosis-And-Management-Of-Patients-With-Inherited-Primary-Arrhythmias-Syndromes#axzz2TPZzEIjy

発表件数

• 原著論文（和文）: 64件
• 原著論文（英文等）: 7件
• その他論文(和文): 12件
• その他論文(英文等): 10件
• 学会発表(国内学会): 39件
• 学会発表(国際学会等): 62件
• その他成果(特許の出願): 0件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Li P, et al.; Reciprocal control of hERG stability by Hsp70 and Hsc70 with implication for restoration of LQT2 mutant stability.; Circulation Research , 108 (4) , 458-468 (2011); 10.1161/​CIRCRESAHA.110.227835
• 原著論文2: Ohno S, et al.; KCNE5 (KCNE1L) variants are novel modulators of brugada syndrome and idiopathic ventricular fibrillation.; Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology , 4 (3) , 352-361 (2011); 10.1161/CIRCEP.110.959619.
• 原著論文3: Doi T, et al.; A novel KCNJ2 nonsense mutation, S369X, impedes trafficking and causes a limited form of andersen-tawil syndrome.; Circulation: Cardiovascular Genetics , 4 (3) , 253-260 (2011); 10.1161/CIRCGENETICS.110.958157.
• 原著論文4: Shimizu W, Horie M. ; Phenotypical manifestations of mutations in genes encoding subunits ofcardiac potassium channels.; Circulation Research , 109 (1) , 97-109 (2011); 10.1161/CIRCRESAHA.110.224600.
• 原著論文5: Tsuji -Wakisaka K, et al.; Identification and functional characterization of KCNQ1 mutations around the exon7-intron7 junction affecting the splicing process.; Biochemi Biophys Acta-Molecular Basis of Disea , 1812 (11) , 1452-1459 (2011); 10.1016/j.bbadis.2011.07.011.
• 原著論文6: Kimura H, et al.; Carvedilol, a non-selective β-with α1-blocker is effective in long QT syndrome type2.; Journal of Arrhythmia , 27 (4) , 324-331 (2011); 10.1016/S1880-4276(11)80034-7
• 原著論文7: Miyamoto A, Hayashi H, Ito M, Horie M.; Remission of abnormal conduction and repolarization in the right ventricle after chemotherapy in patients with anterior mediastinal tumor.; Journal of Cardiovascular Electrophysiology , 22 (3) , 350-350 (2011); 10.1111/j.1540-8167.2010.01898.x.
• 原著論文8: Goldenberg I, et al.; Risk for Life-threatening cardiac events in patients with genotype-confirmed long-QT syndrome and normal-range corrected QT intervals.; Journal of the American College of Cardiology , 57 (1) , 51-59 (2011); 10.1016/j.jacc.2010.07.038.
• 原著論文9: van der Werf C,et al.; Flecainide therapy reduces exercise-induced ventricular arrhythmias in patients with catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia.; Journal of the American College of Cardiology , 57 (22) , 2244-2254 (2011); 10.1016/j.jacc.2011.01.026.
• 原著論文10: Hayashi K, et al.; A KCR1 variant implicated in susceptibility to the long QT syndrome. ; Journal of Molecular and Cellular Cardiology , 50 (1) , 50-57 (2011); 10.1016/j.yjmcc.2010.10.007.
• 原著論文11: Okayasu H, et al.; Pharmachotherapeutic determinants for QTc interval prolongation in Japanese patients with mood disorder.; Pharmacopsychiatry , 45 (7) , 279-283 (2012); 10.1055/s-0032-1308969.
• 原著論文12: Nakajima T, et al.; KCNE3 T4A as a genetic background of Brugada-pattern electrocardiogram.; Circulation Journal , 76 (12) , 2763-2772 (2012); org/10.1253/circj.CJ-12-0551
• 原著論文13: Kawaguchi T, et al.; Prognostic implications of progressive cardiac conduction disease.; Circulation Journal , 77 (1) , 60-67 (2012); org/10.1253/circj.CJ-12-0849
• 原著論文14: Hattori T, et al.; A novel gain-of-function KCNJ2 mutation associated with short QT syndrome impairs inward rectification of Kir2.1 currents.; Cardiovascular Research , 93 (4) , 666-673 (2012); 10.1093/cvr/cvr329.
• 原著論文15: Miyamoto A, et al.; Clinical and electrocardiographic characteristics of patients with short QT interval in a large hospital-based population.; Heart Rhythm , 9 (1) , 66-74 (2012); 10.1016/j.hrthm.2011.08.016.
• 原著論文16: Kimura H, et al.; Phenotype Variability in Patients Carrying KCNJ2 Mutations.; Circulation Cardiovascular Genetics. , 5 (3) , 344-353 (2012); 10.1161/CIRCGENETICS.111.962316.
• 原著論文17: Makita N, et al.; A connexin 40 mutation associated with a malignant variant of progressive familial heart block type I.; Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology , 5 (1) , 163-172 (2012); 10.1161/CIRCEP.111.967604.
• 原著論文18: Takigawa M, et al.; Seasonal and Circadian Distributions of Cardiac Events in Genotyped Patients With Congenital Long QT Syndrome.; Circulation Journal , 76 (9) , 2112-2118 (2012); org/10.1253/circj.CJ-12-0213
• 原著論文19: Liu L,et al.; A novel mutation in the transmembrane nonpore region of the KCNH2 gene causes severe clinical manifestations of long QT syndrome.; Heart Rhythm. , 10 (1) , 61-67 (2013); 10.1016/j.hrthm.2012.09.053.
• 原著論文20: Villafane J,et al.; Long Term Follow-up of a Pediatric Cohort with Short QT Syndrome. ; J Am Coll Cardiol. , 61 (11) , 1183-1191 (2013); 10.1016/j.jacc.2012.12.025.

公開日・更新日

• 公開日: 2016-06-13
• 更新日: -

収支報告書

• 文献番号: 201231067Z