소아 혈구탐식성 림프조직구증 환자에서 UNC13D 유전자의 deep intronic mutation

국문 초록 (Abstract)

배경: 혈구탐식성 림프조직구증 (hemophagocytic lymphohistiocytosis, HLH)는 세포독성기능의 결함으로 인해 발생하는 치명적인 반응성 조직구 질환이다. HLH는 1차성과 2차성으로 발생하며 1차성 HLH는 familial hemophagocytic lymphohistiocytosis (FHL)라고도 하며 상염색체 열성으로 유전된다. 현재까지 5개의 FHL 유전자좌가 규명되었으며 RF1, UNC13D, STX11, STXBP2가 각각 FHL2형-5형의 원인 유전자로 밝혀졌다. FHL의 유전적 배경은 민족에 따라 다양한 양상을 나타내며, 한국인에서는 특히 UNC13D 유전자의 splicing mutation이 주된 유전자 결함으로 보고된 바 있다. 그러나 한국인 FHL3 환자 중 반수에서는 돌연변이가 1개만 발견되어 직접염기서열분석으로 검출할 수 없는 다른 돌연변이가 있는 것으로 추정되었다. 최근 외국의 연구에서 UNC13D 유전자의 deep intronic mutation이며 regulatory mutation인 c.118-308C>T (IVS1-308C>T)가 보고되어 한국인에서 해당 돌연변이의 빈도를 확인하고자 하였다.
방법: Korean Histiocytosis Working Party를 통하여 HLH-2004 진단기준을 충족하는 총 73명의 소아 환자가 연구에 포함되었으며 대상환자들은 2군으로 분류되었다. 그 중 40명 (1st set)은 한국인 HLH 환자의 유전적 배경을 탐색하였던 Yoon 등의 연구 (Haematologica, 2010)에 포함되어 FHL에 대한 분자유전학적 검사를 시행한 바 있으며, 그 중 1명은 PRF1 유전자 돌연변이를, 8명은 UNC13D 유전자 돌연변이 (4 with biallelic, 4 with monoalleleic)를 가지고 있었고, STX11 유전자 돌연변이를 가진 환자는 없었다. 나머지 33명 (2nd set)은 이후에 새로이 HLH로 진단된 환자들이었다. 1st set의 환자들에서는 UNC13D c.118-308C>T 돌연변이 여부를 재확인하였고, 2nd set의 환자들에서는 PRF1, UNC13D, STX11 유전자 검사를 새로이 시행하였다.
결과: FHL 유전자에 대한 염기서열분석결과 30%(22/73)의 환자에서 FHL 돌연변이가 발견되었으며, 그 중 3명(14%; 3/22)은 PRF1에, 19명(86%; 19/22)은 UNC13D에 돌연변이를 가지고 있었다. STX11 유전자에서는 돌연변이가 발견되지 않았다. 19명의 FHL3 환자 중 63%(12/19)가 UNC13D c.118-308C>T 돌연변이를 가지고 있었고, 전체 UNC13D 돌연변이 대립유전자 중 42%(15/36)를 차지하였으며, 이는 한국인 FHL 환자에서 가장 흔한 돌연변이였다. 그리고 1st set에서 UNC13D 돌연변이가 1개만 발견되었던 환자 4명 중 3명(75%)이 c.118-308C>T 돌연변이에 대해 이형접합체임이 밝혀졌으며, FHL 돌연변이가 없는 것으로 보고되었던 환자 중 3명에서 추가로 c.118-308C>T 돌연변이가 확인되었다. 이로써 1st set에서의 돌연변이 검출률은 기존의 23%(9/40)에서 30%(12/40)로 증가되었으며, 전체적으로는 25%(18/73)에서 30%(22/73)로 증가되는 결과를 보였다.
결론: 본 연구는 한국인 FHL에서 가장 흔한 유전자 결함이 UNC13D에 있다는 기존의 연구 결과를 재확인하였으며, 또한 UNC13D c.118-308C>T가 한국인에서 가장 흔한 돌연변이임을 증명함으로써 한국인 FHL의 유전적 배경은 다른 민족과 확연한 차이가 있음을 보였다. 본 연구는 한국인 FHL 환자의 유전진단 지침의 수립 및 한국인 환자에 최적화된 유전진단기법의 구축에 있어 중요한 근거가 될 것으로 생각되며, 추후 FHL의 진단과 치료에 더욱 기여할 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Background: Familial hemophagocytic lymphohistiocytosis (F-HLH or FHL) is a fatal disorder with an autosomal recessive inheritance pattern, characterized by immune dysregulation due to defective functioning of cytotoxic lymphocytes. Among the 5 genetically heterogeneous subtypes of FHL (FHL1 to FHL5), FHL3, caused by mutation of UNC13D, is the predominant subtype in Korea. Notably, half of Korean patients with FHL3 have only 1 UNC13D mutant allele, suggesting the presence of another mutant allele that is missed by conventional sequencing. Recently, a mutation deep within an intron 1 of UNC13D (c.118-308C>T) was reported in a FHL3 patient. In this study, we investigated the c.118-308C>T mutation of UNC13D in the Korean HLH patients.
Methods: The study subjects were 73 Korean pediatric patients with HLH who fulfilled the diagnostic criteria of HLH-2004 (the 1st set were 40 patients previously described in a paper by Yoon et al [Haematologica 2010]; the 2nd set were 33 newly enrolled patients). Mutation analyses targeted to c.117+394C>T were performed, along with conventional direct sequencing analyses for the PRF1, UNC13D, and STX11 genes.
Results: FHL mutations were detected in 22 patients in total (30.1%; 22/73). Nineteen (86%; 19/22) had mutations in UNC13D (FHL3) and three (14%; 3/22) in PRF1 (FHL2). Of note, UNC13D c.118-308C>T mutation was detected in 12 patients (heterozygous in 9 and homozygous in 3), accounting for 42% of all mutant alleles of UNC13D (15/36) and 37% of all FHL mutations observed in our series. Interestingly, 75%(3/4) of FHL3 patients with monoallelic UNC13D mutation revealed to have c.118-308C>T as a second mutation.
Conclusion: Our results showed that the deep intronic mutation c. 118-308C>T of UNC13D is the most frequent mutation in Korean patients with FHL. This study confirmed the previous observation that FHL3 is the predominant FHL subtype in Korean, and highlights the need for investigating the deep intronic mutations affecting transcription level or splicing of UNC13D.

목차 (Table of Contents)

• 서론 1
• 연구 대상 및 방법 5
• 결과 9
• 고찰 36
• 참고문헌 44
• 부록 54
• 영문초록 65