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嚢胞性線維症は遺伝性で生命を脅かす疾患であり、およそ30,000人のアメリカ人と世界中で100,000人もの人々に影響を与えています。これは、嚢胞性線維症膜貫通受容体（CFTR）遺伝子の遺伝的欠陥によって引き起こされ、汗、消化液、粘液の産生に関与するタンパク質を作成します。このタンパク質に欠陥がある場合、それは肺での粘液の異常な蓄積、腸への消化酵素の遮断、および他の深刻な症状と合併症を引き起こす可能性があります。既知のCFTR変異は2,000以上あります。嚢胞性線維症になるためには、それぞれの親から1つずつ、CFTR突然変異の2つのコピーを継承している必要があります。診断と治療の進歩により、この病気を患っている人の平均余命は伸びましたが、まだ治療法はありません。
遺伝学
嚢胞性線維症（CF）は常染色体劣性疾患です。これは、両親の両方が劣性遺伝子（この場合はCFTR変異）の単一コピーを提供する場合にのみ継承できる種類の疾患です。
定義により、劣性遺伝子は、優性遺伝子によってマスクすることができるものです。このような例の1つは、劣性形質である青い目と、優性形質である茶色の目です。劣性遺伝子を1つだけ継承すると、劣性形質を示さず、代わりに遺伝子のキャリアになります。
CFに関しては、両親のそれぞれがCFTR変異またはCF自体のいずれかを持っている場合、病気を継承することができます。一方、あなたの両親の1人がキャリアで、もう1人がCFを持っている場合、CFを持っているかキャリアである確率は50/50です。残念ながら、継承の確率に何らかの影響を与えるために親ができることはありません。
嚢胞性線維症を遺伝するリスク
両方の親がCFTR遺伝子変異の保因者である場合、次のようになります。
- 2つのコピーを継承してCFを持つ確率は25％
- 1つのコピーを継承して運送業者になる確率は50％
- 突然変異を受け継いで影響を受けない確率は25％
人種と民族
嚢胞性線維症は北ヨーロッパの遺産の人々の間で最も一般的であり、3,000人に1人の新生児の1人に影響を与えます。これはアフリカ系またはアジア系の人々では最も一般的ではなく、女性よりも男性よりわずかにしか影響を受けません。
米国では、CFの発生率は人種によって異なります。アメリカ人の数は CFTR突然変異を運ぶ 周りです：
- 白人系アメリカ人29人に1人（リスク3,500人に1人）
- ヒスパニック系アメリカ人46人に1人（1万人に1人のリスク）
- アフリカ系アメリカ人65人に1人（2万人に1人のリスク）
- アジア系アメリカ人90人に1人（10万人に1人のリスク）
実際のレート CFで生まれた赤ちゃん 周りです：
- 3,500人の白人系アメリカ人に1人
- ヒスパニック系アメリカ人10,000人に1人
- アフリカ系アメリカ人20,000人に1人
- 10万人に1人のアジア系アメリカ人
CFで出生した赤ちゃんの割合が最も高い国はアイルランドであり、1,353人の出産のうちの1人が影響を受けるとされています。 生物医学およびバイオテクノロジー研究ジャーナル.
CFTR変異の種類
すべてのCFTR変異が等しく作成されるわけではありません。変異は、欠陥の特徴と身体への影響に基づいて6つのクラスに分類されます。クラス1、2、および3は、CFの最も深刻な「古典的」症状を引き起こしますが、クラス4、5、および6は、比較すると穏やかです。
CFTRタンパク質の役割は、細胞内外の水と塩の移動を制御することです。そうすることにより、粘液、汗、唾液、涙、消化酵素の産生を調節するのに役立ちます。タンパク質の欠陥に基づいて、これらのシステムはしばしば深刻な方法で誤動作する可能性があります。
CFTR変異のクラスは、次のように広く説明できます。
- クラス1： この変異により、CFTRはほとんどまたはまったく生成されません。
- クラス2： この変異により、CFTRが変形し、機能しなくなります。
- クラス3： 突然変異は「ゲート欠陥」を引き起こし、CFTRは細胞内外への水分と塩の移動をブロックします。
- クラス4： 変異は「コンダクタンス欠陥」を引き起こし、CFTRは細胞内外への塩の移動を制限します。
- クラス5： 突然変異はCFTRタンパク質の生産を減少させます。
- クラス6： 突然変異は機能的で不安定なCFTRをもたらし、常に交換する必要があります。
突然変異の組み合わせが異なれば、疾患のクラスも異なります。そのような例の1つは、約70％の症例で見られるdeltaF508変異です。両方の親からdeltaF508を受け継いだ場合、クラス2疾患に特徴的なCFTRが機能しなくなります。改変遺伝子と呼ばれる他の遺伝子は、タンパク質機能をさらに低下させ、症状の悪化につながる可能性があります。
生理
CFTRの欠陥がどのように嚢胞性線維症を引き起こすかを理解するには、タンパク質が制御しようとしているシステムを詳しく調べる必要があります。
CFTRタンパク質は、チャネルタンパク質と呼ばれます。細胞内の水と塩のバランスを維持することを唯一の目的として、体内で生成されます。通常の状況では、このバランスに影響を与えるものがある場合、CFTRは水と塩を細胞内外に移動させて、静止状態（平衡状態）を維持します。
嚢胞性線維症では、CFTRタンパク質が異常に機能します。細胞の内外に水を移動させるのではなく、水が閉じ込められ、細胞外の粘液が濃縮されて蓄積されます。
この蓄積は、さまざまな方法で臓器の正常な機能を妨害します。
- 肺の中粘液の蓄積は気道を閉塞し、炎症を引き起こし、感染症、肺高血圧症、および組織損傷のリスクを高めます。
- 消化管で、蓄積は膵臓からの消化酵素の分泌をブロックすることができます。これは、腸内の栄養素の吸収を妨げ、栄養失調と成長不良を引き起こす可能性があります。慢性膵炎も発生する可能性があります。
- 肝臓で、胆管の閉塞は、血液から毒素を取り除く肝臓の能力を妨げ、瘢痕、胆石、肝硬変を引き起こす可能性があります。
- 内分泌系で、ランゲルハンス島として知られている膵臓のインスリン産生細胞の遮断は、1型と2型の両方の糖尿病の特徴を持つある種類の糖尿病につながる可能性があります。これは、嚢胞性線維症関連糖尿病（CFRD）と呼ばれます。
嚢胞性線維症医師ディスカッションガイド
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病気の進行
CFを発症する唯一の危険因子は、異常なCFTR遺伝子を持つ両親が2人いることです。そうは言っても、病気の重症度と進行に影響を与える可能性のある要因があります。
これらの中で最も重要なのは、診断と治療のタイミングです。新生児スクリーニングは、疾患の即時治療を可能にするため、重要であると考えられています。そうすることで、私たちは人生の最初の2か月という早い時期に発生する可能性のある損害を抑制または防止できます。
に発表された研究によると肺医学における現在の意見CFの症状が現れた後に治療を受けた子供は、通常、2歳までに大きな気流障害と呼吸器損傷の兆候を示します。比較すると、出生時に識別および治療された子供は、2歳までに、遅延治療グループの1歳に匹敵する肺機能を持っています。
早期治療と薬物療法の進歩により、今日CFと診断された子供たちは40代と50代まで十分に生活でき、大部分がこの病気に悩まされることはありません。
診断と治療の進歩にもかかわらず、課題は残っています。結局、嚢胞性線維症は、私たちが制御できないものと同じように、私たちが制御できるものに影響されます。
予後不良に関連するいくつかの危険因子の中で：
- 低成長 ウィスコンシン大学の研究によると、重度のCF肺疾患に最も強く関連する要因です。この目的のために、CFの人々は、体重と成長を維持するために非常に多くのカロリーを消費する必要があります。これは、深刻な腸の関与がある場合、しばしば困難です。
- 抗生物質の過少治療 別の一般的なリスク要因です。細菌感染のリスクが高いため、CFの人は、たとえ健康であっても、一般的に予防的（予防的）抗生物質を服用しています。治療不足は感染のリスクを高める可能性がありますが、長期にわたる一貫性のない抗生物質の使用は耐性につながり、将来の治療選択肢を制限する可能性があります。
- 緑膿菌感染、入院してから1週間以上経過した人が一般的に獲得する細菌で、急速な疾患の進行に関連しています。そのため、入院はCF進行の独立した危険因子と考えられています。
- アルコール使用 ジャーナルに発表された研究によると、急性または慢性膵炎のリスクを高めながら、肝臓の損傷を加速することができます 消化器科.
- 間接喫煙 感染症や合併症のリスクが喫煙自体と同じくらい増加します。ジョンホプキンス大学医学部の研究によると、間接喫煙は肺の容量と機能の10％の低下に関連しています。これは深刻な損失のようには見えないかもしれませんが、最終的には、CFを間接喫煙にさらした17歳の人が、CFを曝露していない24歳の人と同じ肺機能を持つことを意味します。