단원성 장애 진단

단일 유전자 결함(하나의 유전자에 의해 결정됨)은 염색체 결함보다 더 자주 관찰됩니다. 질병 진단은 일반적으로 임상 및 생화학적 데이터, 결함이 처음 발견된 사람의 가계도, 그리고 유전 유형 분석으로 시작됩니다. 단일 유전자 질환은 상염색체 우성, 상염색체 열성, 그리고 X-연관 유전 유형을 가질 수 있습니다. 현재 4,000개 이상의 단일 유전자 질환이 확인되었습니다.

상염색체 우성 질환. 우성 질환은 이형접합체 상태, 즉 비정상 유전자(돌연변이 대립유전자)가 하나만 존재하는 상태로 나타나는 유전 질환입니다. 다음은 상염색체 우성 유전 질환의 특징입니다.

• 영향을 받은 모든 사람은 영향을 받은 부모가 한 명 있습니다( 새로운 돌연변이로 인해 발생한 경우는 제외 ).
• 건강한 배우자와 결혼한 환자는 평균적으로 자녀 중 절반은 아프고 나머지 절반은 건강합니다.
• 영향을 받은 사람의 건강한 자녀는 건강한 자녀와 손주를 낳습니다.
• 남성과 여성이 동일한 빈도로 영향을 받습니다.
• 이 질병은 모든 세대에 나타납니다.

상염색체 열성 질환은 동형접합 상태, 즉 주어진 유전자좌의 두 대립유전자 모두에 돌연변이가 존재하는 경우에만 임상적으로 나타납니다. 다음은 상염색체 열성 유전 질환의 특징입니다.

• 표현형이 건강한 부모에게 아픈 아이가 태어난다는 것은 아버지와 어머니가 병적인 유전자에 대해 이형접합자라는 것을 의미합니다. [자녀 중 4분의 1은 영향을 받고(병적인 유전자에 대해 동형접합자), 4분의 3은 건강합니다(4분의 2는 이형접합자, 4분의 1은 정상 유전자에 대해 동형접합자)].
• 열성 질환을 앓고 있는 사람이 정상적인 유전자형을 가진 사람과 결혼하면, 그들의 자녀는 모두 표현형적으로는 건강하지만, 병적인 유전자에 대해서는 이형접합자가 됩니다.
• 병든 사람과 이형접합자 유전자를 가진 사람이 결혼하면, 그들의 자녀 중 절반은 병들고 절반은 건강하지만 병적인 유전자에 대해 이형접합자를 가지게 됩니다.
• 같은 열성 질병을 앓고 있는 두 사람이 결혼하면, 그들의 자녀는 모두 아플 것입니다.
• 남성과 여성이 동일한 빈도로 영향을 받습니다.
• 이형접합자 개체는 표현형이 정상이지만 돌연변이 유전자를 하나 가지고 있습니다.

X연관 질환. 결함 유전자는 X 염색체에 위치하기 때문에 남녀 간에 임상 증상과 중증도가 다릅니다. 여성은 X 염색체가 두 개이므로 돌연변이 유전자에 대해 이형접합자 또는 동형접합자일 수 있으며, 따라서 질병 발생 확률은 유전자의 열성/우성에 따라 달라집니다. 남성은 X 염색체가 하나뿐이므로 병적인 유전자를 물려받으면 결함 유전자의 열성 또는 우성 여부와 관계없이 모든 경우에 질병이 발생합니다.

X연관 우성 유전의 특징은 다음과 같습니다.

• 이 병에 걸린 남자는 딸들에게는 모두 질병을 유전시키지만, 아들들에게는 그렇지 않습니다.
• 이형접합자 여성은 성별에 관계없이 자녀의 절반에게 질병을 유전합니다.
• 동형접합 여성은 모든 자녀에게 질병을 유전합니다.

X연관 열성 유전의 특징은 다음과 같습니다.

• 거의 대부분 남성에게만 영향을 미칩니다.
• 돌연변이는 항상 표현형이 건강한 이형접합체 어머니를 통해 유전됩니다.
• 아픈 사람은 결코 자기 아들에게 질병을 유전시키지 않습니다.
• 영향을 받은 남자의 모든 딸은 이형접합자 보인자가 됩니다.
• 여성 보균자는 아들 중 절반에게 질병을 전염시키고, 딸 중 절반은 아프지 않지만, 그들 중 절반은 보균자가 됩니다.

단일유전자 유전질환 진단에는 직접 및 간접 DNA 진단법이 사용됩니다. 직접 진단법은 전장 코드 DNA의 염기서열이 알려진 클로닝된 유전자에 대해서만 가능합니다. 직접 방법(DNA 프로브, PCR)을 사용하는 경우, 분자 분석의 대상은 유전자 자체, 더 정확히는 해당 유전자의 돌연변이이며, 이 돌연변이의 확인이 연구의 주요 목표입니다. 이러한 접근법은 해당 유전자의 가장 흔한(빈도에서 우성인) 돌연변이의 특성, 빈도 및 위치에 대한 정확한 정보가 있을 때 특히 효과적입니다. 직접 방법의 주요 장점은 최대 100%에 달하는 높은 진단 정확도입니다.

그러나 돌연변이가 확립되지 않았거나 연구 대상 집단에서 주요(가장 흔한) 돌연변이가 발견되지 않은 단일유전자 유전 질환이 매우 많습니다. 또한, 거의 모든 단일유전자 질환에는 주요 돌연변이 외에도 수많은 경미(희귀) 돌연변이가 존재합니다. 마지막으로, 환자가 알려지지 않은 돌연변이를 가지고 있을 가능성이 항상 존재하며, 이 경우 직접적인 방법을 사용할 수 없습니다. 이러한 경우 간접적인 분자 진단법이 사용됩니다. 간접적인 접근법은 유전자 연관 다형성 마커를 검출하는 데 기반하며, 이는 고위험 가족, 즉 환자의 부모와 직계 가족에서 돌연변이 유전자를 가진 염색체를 식별하는 데 사용됩니다.

가장 흔한 단일유전자성 결함의 대부분은 대사 장애로 나타납니다. 따라서 WHO 과학 그룹은 다음과 같은 단일유전자성 유전성 대사 질환 분류를 개발하여 실제 적용을 위해 권고했습니다.

• 아미노산 대사의 유전적 장애.
• 탄수화물 대사의 유전적 장애.
• 지질 대사의 유전적 장애.
• 스테로이드 대사의 유전적 장애.
• 퓨린과 피리미딘 대사의 유전적 장애.
• 결합 조직 대사의 유전적 장애.
• 헤모 및 포르피린 대사의 유전적 장애.
• 적혈구 대사의 유전적 장애.
• 금속 대사의 유전적 장애.
• 빌리루빈 대사의 유전적 장애.
• 위장관 흡수의 유전적 장애.

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