神経症状をともなわない脳腱黄色腫症
J Intern Med 2021; 290: 1039-1047
背景
脳腱黄色腫症（cerebrotendinous xanthomatosis: CTX）は常染色体劣性遺伝性の先天性代謝異常症である。神経症状は未治療の成人患者の臨床的特徴であると考えられている。我々は、神経学的病変を伴わない「より軽症の CTX 表現型」について述べる。
方法
遺伝学的に確認されたオランダの CTX 患者 79 例（21 歳以上の患者 55 例）を対象に、CTXの臨床的不均一性を検討するためにレトロスペクティブな患者ファイル研究を行った。オランダのコホートにおいて、診断時に神経学的病変を認めないCTX成人患者の頻度を調査し、南アフリカからの家族、イタリア、米国、チリ、アジアからの患者を文献に含めた。
結果
診断時に神経症状を認めなかった成人CTX患者について、独立した16家族から計19例を報告した。比較的少ない割合（21％、n=4）に白内障の既往があった。大多数（84％、n = 16）は、単独または優勢な特徴として腱黄色腫を呈した。患者の大部分は血漿コレステロール値の上昇を示した。この「より穏やかな表現型」、コレスタノール値と CYP27A1 の遺伝子型との間に相関は認められなかった。さらに、CYP27A1 遺伝子における3つの新規変異について記述する。
結論
本研究はCTXの臨床的不均一性を示し、診断時に神経病変を伴わない「より軽度の表現型」の存在を強調した。CTXの成人患者は、家族性高コレステロール血症に類似した腱黄色腫を単独または主徴として呈することがある。神経学的症状がないからといって、将来の神経学的症状の発現が否定されるわけではないことを認識することが重要である。CTXは治療可能な疾患であるため、早期診断と臨床症状が出現した場合の治療開始が不可欠である。
グラフィックアブストラクト
はじめに
脳腱性黄色腫症（cerebrotendinous xanthomatosis: CTX）は、ミトコンドリアのステロール 27-水酸化酵素の欠損によって引き起こされる常染色体劣性遺伝性の先天性代謝異常症である。
この酵素欠損は、一次胆汁酸であるケノデオキシコール酸（chenodeoxycholic acid: CDCA）およびコール酸の欠乏、血清コレスタノール濃度の上昇および尿中胆汁アルコール排泄量の増加、組織におけるコールスタノールおよび他のステロール代謝物の蓄積をもたらす。
診断は、CYP27A1 遺伝子の分子遺伝学的解析によって確認されなければならない。CTX の臨床症状は様々であるが、典型的な症状は、乳児期に発症する下痢、若年期に発症する白内障、若年成人期に発症する腱黄色腫、進行性の神経機能障害を特徴とし、しばしば精神症状を伴う。進行性の神経学的機能障害は、通常 CTX の成人患者にみられ、てんかん、錐体および錐体外路徴候、小脳症候群、末梢神経障害、知的障害/認知機能低下が含まれる。
CTX の合併症は早期診断と治療により予防可能であるため、CTX に対する認識を高めることが重要である。しかし、CTX は臨床的に異質であるため、その認識は困難であり、しばしば診断が著しく遅れる。できるだけ早期に診断を確定することで、CDCA の補充による治療を早期に開始することができ、神経学的表現型の予防を含め、良好な臨床結果をもたらす可能性がある 。
最近の研究で、両側特発性白内障の小児では、CTX の有病率が一般集団の約 500 倍であることが示された。我々の後ろ向きコホート研究では、この疾患における現在の治療標準である CDCA による治療を 24 歳以前に開始することで、CTX における神経症状の発現を逆転させ、さらには予防できることを示した。
神経症状は未治療の成人 CTX 患者の臨床的特徴であると考えられているが、我々は神経病変のない未治療の成人患者も観察している。この「より軽度な表現型」の存在をより詳細に検討するために、われわれはオランダの大規模 CTX 患者コホートにおいて後ろ向き解析を行い、文献レビューを行った。本論文では、診断時の年齢が成人であったにもかかわらず、知的障害を含む神経学的病変を認めなかった、独立した 16 家系に属する 19 例の成人 CTX 患者について述べる。
方法
診断時に神経病変を認めない成人 CTX 患者（21 歳以上）の頻度と表現型を明らかにするため、遺伝学的に確定されたオランダ人 CTX 患者 79 例（診断時年齢 21 歳未満 24 例、診断時年齢 21 歳以上 55 例）を対象とした後ろ向き患者ファイル研究を実施した。
CTX の診断は、ほとんどの患者で代謝分析（血清中コレスタノール濃度の上昇および/または尿中胆汁アルコール排泄量の上昇）により確認されたが、全例で CYP27A1 の 2 塩基変異が遺伝子学的に確認された。遺伝学的、生化学的、臨床的データ（特に神経学的病変：てんかん、錐体徴候、小脳徴候、パーキンソニズム、多発神経炎、知的障害/認知機能低下）を収集した。さらに、南アフリカからの 1 家族と文献レビューから得られた 8 例の患者についても報告する（2020年7月まで）。PubMed で'cerebrotendinous xanthomatosis' で検索し、臨床的な CTX 症例の記載がある英語の発表論文をレビューした。
研究結果
診断時年齢 21 歳以上の患者 55 人からなる、遺伝学的に確認された 79 人の CTX 患者コホートにおいて、診断時に知的障害を含む神経学的病変のない成人患者 7 人（すなわち約 13％）を同定した。さらに、南アフリカの家族 4 人と文献から 8 人の患者について記述する。16 の独立した家系に属するこれら 19 人の CTX 患者（女性患者 11 人、男性患者 8 人）の遺伝学的、臨床的、生化学的データを表 1 に示す。
表 1. 診断時に神経学的病変を認めなかった成人の遺伝学的に確認された CTX 患者 19 人の遺伝学的、臨床的および生化学的特徴
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/joim.13277#joim13277-tbl-0001
臨床的および生化学的特徴
これら 19 例の CTX 診断時の平均年齢は 40 歳（範囲22-63 歳）であった。白内障の既往があったのは 4 例（21％）のみであった。大半の 84％（16 例）は、単独または優勢な特徴として腱黄色腫を呈した（図 1）。
図 1. 腱黄色腫
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/joim.13277#joim13277-fig-0001
これら 19 例の血漿中コレスタノール濃度は、局所的な検査基準範囲に基づくと、わずかな上昇から高値までの範囲であった。
4 人の患者（患者 10-12、18）では関連する生化学的データが欠落しているが、患者 10 と 11 には生化学的に CTX が証明された 2 人の兄弟がいる。大部分の患者で生化学的検査により血漿コレステロール値の上昇も認められた。
患者 8-11 は南アフリカの 1 家族である。患者8（指標患者）は、黄色腫の評価のために 31 歳で紹介された。10 歳代にアキレス腱の肥厚が認められた。高コレステロール血症の既往があり、超音波検査ではごく軽度の無症候性頸動脈アテローム性動脈硬化症であった。黄色腫の病理検査でコレステロールとコレスタノールが認められた。アトルバスタチン 1 日 80 mg による治療にもかかわらず、黄色腫の進行が続いた。2 年弱の間、スタチン療法にbilron (胆汁酸塩) を併用したが、黄色腫の進行は続いた。38 歳の時の身体検査では、アキレス腱、右手、右膝蓋腱に複数の黄色腫が認められた。アキレス腱黄色腫は数回の外科手術を要した。速語症 (tachylalia: 過度に速い発話を特徴とする言語障害) 以外の神経学的検査は正常であった。脳 MR スペクトロスコピーは異常なし。筋電図検査では末梢神経障害は認められなかった。眼科検査では白内障の徴候はみられなかった。LDLR、PCSK9、APOB 遺伝子の遺伝学的検査では病因となる変異は認められなかった。父親は 34 歳で心筋梗塞で死亡した。両親とも黄色腫はなかった。本症例には双子の姉妹（患者 9 と 10）がおり、2 人とも 10 歳代から黄色腫に罹患している。この姉妹の 1 人である患者 9 にはうつ病の既往があり、43 歳の時に精神病の初回エピソードが評価された。数年後、彼女は統合失調感情障害を発症し、ろれつが回らなくなり、歩行困難となったが、追跡調査は行われなかった。もう 1 人の姉妹は黄色腫を除いて全く健康である。弟の患者 11 は 46 歳であるが、臨床的には異常なし。家族全員の神経学的検査は正常であった。遺伝学的解析（c.2T>C、c.255+1G>A）により、4 人の兄姉は CTX と診断された。
我々は、CDCA で治療された 2 人の患者の長期追跡データを得た。患者 5 は 38 歳で診断され、追跡期間は 24 年 9 ヵ月であった。追跡期間中の末梢神経障害の徴候は軽度で、Rankin スコアは 1、拡大障害状態評価尺度（Expanded Disability Status Scale: EDSS）は 2 であった。患者 7 は 30 歳で診断され、17 年間の追跡調査が行われた。彼女は追跡調査時に錐体路徴候を呈し、Rankin スコアは 4、EDSS は 6 であった。
画像の特徴
10 人の患者が脳 MR 画像診断を受けた。古典的な CTX 所見がみられたのは 1 例（患者 9）のみであった。2人の患者（患者 8 と 19）に MR スペクトロスコピーが実施された。患者 8 の MR スペクトルは、1.5 T でシングルボクセル PRESS スペクトロスコピーを用い、左大脳基底核、左半月中心、前頭葉灰白質前方正中線、左小脳半球白質の 4 カ所で 35 ms と 114 ms のエコー時間を用いて取得された。患者 19 では、1.5 T で左基底核、前中線前頭灰白質、左小脳半球白質に短いエコー時間を用いて MR スペクトロスコピーを行った。患者 8 と 19 の MR スペクトロスコピー所見はすべて異常なしであった。
遺伝的特徴
16 家族に 17 の CYP27A1 変異が認められた（表 1、図 S1）。11 個のミスセンス変異、3 個のスプライス部位変異、1 個のヌル変異、1 個の 1 塩基欠失、1 個の翻訳開始コドン変異である。Chen らは、最初の 99 ヌクレオチド（ミトコンドリア標的配列の 33 アミノ酸をコード）を省いて、異なる遺伝子とタンパク質の命名法を用いている。我々は彼らの論文の 2 つの変異を現在の命名法に修正した。彼らの論文では 1 塩基の欠失、c.305delC がフレームシフト変異を引き起こし、タンパク質をアミノ酸 116 で早期に切断している（p.Pro102fsX116）。これにより、野生型タンパク質の PQMHVNLASAPLLEQV の Pro102 からの領域が LQMHVNLASAPLWSK* に変異した。また、Cali らが記載した変異を現在の命名法（c.1183 C>T、R362C）に修正した。
我々は 3 つの新しい CYP27A1 変異を発表する。南アフリカ人家族の c.255+1G>A 変異はスプライスドナー部位にあり、従って病因である可能性が高い。指標となる患者の母親はこの変異を有しているが、彼の 2 人の子供は c.2T>C 変異のヘテロ接合体であり、両変異が異なる対立遺伝子上に存在することを示している。c.446+6C>G 変異は新たなスプライス部位を作り、タンパク質の破壊につながり、CYP27A1 の欠損を引き起こす。新規変異 c.673C>T (p.Arg225Cys) は高度に進化的に保存された領域にあり、その病原性を示唆している。この変異は、Align GVGD、SIFT、Polyphen-2 によって、それぞれ「病原性」、「劇症性」、「おそらく損傷性」と予測されている。腱黄色腫と組み合わせ、家族性高コレステロール血症（familial hypercholesterolemia: FH）とシトステロール血症を除外した結果、患者 2 では生化学的プロファイルが正常であったにもかかわらず、CTX と診断された。c.1183C>T（p.Arg395Cys）変異は、独立した 16 家族中 5 家族（31％）に生じた最も頻度の高い変異である。また、診断時の年齢が 21 歳以上の患者を対象とした場合、オランダのコホートから神経学的病変を伴う古典的な CTX 表現型を持つ 31 家族中 8 家族（29%）にこの変異が観察された。図 S1 は、16 家族の変異が CYP27A1 遺伝子上にほぼ均等に分布していることを示している。
考察
CTX に関する最初の報告以来、多くの症例が文献に報告されているが、その症状は千差万別である。未治療の成人 CTX 患者では神経症状が臨床的特徴であると考えられているが、ここでは診断時に知的障害／認知機能低下を含む神経病変が認められなかった 19 例の成人患者について述べる。
CTX の臨床症状は、同一の変異を持つ兄弟間でさえ大きく異なることがある。CTX の認知は、症状の不均一性や最初の臨床症状や徴候が現れる年齢のばらつきのため、困難であることがある 。そのため、CTX の有病率は 50,000 分の 1 と過小評価されている。
本研究では、19 例中 16 例に腱黄色腫が単独または主徴として認められた。腱黄色腫は一般的にアキレス腱を侵し、CTX の重要な徴候と考えられている。腱黄色腫の存在は、しばしば FH やシトステロール血症などのステロール代謝障害と関連している。腱黄色腫の存在は、特に黄色腫の大きさと総コレステロール値または LDL-C 値との間に不一致がある場合には、血清コレスタノール評価を必要とする。
この研究で示されたように、血清コレステロール値の上昇は CTX でも起こりうる。Huijgen らは、極度の黄色腫症を有する血縁関係のない 2 人の成人患者（患者 13 および 14）を報告した。既知の FH 遺伝子を解析し、さらに遺伝子解析を行ったところ、CYP27A1 遺伝子にホモ接合性の致死的変異があることが判明した。LDL 受容体の欠損がコレスタノールレベルと中枢神経系への蓄積の調節に保護的な役割を果たすことが示唆されたが、CYP27A1 変異の存在はおそらく腱からのステロールの輸出を減弱させ、FH 患者における腱黄色腫症の進行を促進させるであろう。CYP27A1 変異の他に、さらに 5 人の患者で LDLR、APOB、PCSK9 の変異について遺伝子検査を行ったが、陰性であった（表1）。
Di Taranto は、神経症状を伴わない成人患者（この論文では患者 15）について報告した。この患者たでは、総コレステロール値と LDL コレステロールも上昇していた。彼らは、CYP27A1 変異体c.1435C>G（p.Arg479Gly）が「より軽い表現型」と関連していることを示唆した。
19 例中 15 例に白内障の所見が認められなかったが、これは成人期の CTX では非常に珍しいことである。白内障は CTX 症例の最大 90％に認められる 。表 1 に記載された患者で最も一般的な変異は c.1183C>T（p.Arg395Cys）であった。この変異は CTX 患者における最も一般的な変異の一つとして報告されている。神経学的病変の有無にかかわらず、CTX 家系の約 30％にみられる。
本研究では、この「より軽度な表現型」と、コレスタノール値、さらに CYP27A1 遺伝子型との間に相関は認められなかった。これらの患者の変異は CYP27A1 遺伝子上に均等に分布していることから、脳内では病因遺伝子が他の部位とは異なるスプライシングを受けていることが、神経学的病変がない原因であるとは考えにくい。
興味深いことに、患者 19 では髄液中のコレスタノール濃度が上昇しており、中枢神経系にコレスタノールが蓄積していることが確認された。このことは、患者 19 の CNS が過剰なコレスタノールの影響に対して何らかの抵抗性を持っているか、あるいは典型的な CTX 患者における CNS 毒性の原因が他のメカニズムにあることを示唆している。
理論的には、CYP27A1 の二遺伝子変異を有する患者の疾患表現型がより軽度であることは、より軽度な変異またはより高い CYP27A1 発現、修飾遺伝子または食事の影響により、残存酵素活性がやや高いことで説明できる。今後、残存 CYP27A1 酵素活性および CYP27A1 の発現、特に兄弟姉妹で異なる病像を示す家族における CYP27A1 の発現について研究することが、この時点における知見を得る鍵となるであろう。
CTX における臨床症状は、不可逆的な中枢神経系病変や古典的な MRI 異常を伴う様々な組織におけるコレスタノール沈着に続発すると考えられている。Emirucu らは、明らかな臨床的神経病変を有する 3 人の CTX 患者に対して、短いエコー時間（30 ms と 35 ms）で MR スペクトロスコピーを実施した。これらの患者の MR スペクトロスコピーでは、NAA レベルの低下と、小脳の 0.9 ppm と 1.3 ppm に異常な脂質ピークが認められ、中枢神経系に特異的な脂質バイオマーカーであることが示唆された。De Stefano らは、MR スペクトロスコピーの結果が患者の障害と相関することを示唆している。注意すべきは、彼らが 272 ms という長いエコー時間を用いたことである。この条件下では、脂質の横緩和時間が短いため、一般に広範な脂質シグナルは見えない。我々の論文に記載された 2 人の患者（8 と 19）については、元のデータを検索し、神経症状がない場合ではスペクトルが正常であることを確認することができた。以上述べたすべての MR スペクトロスコピー の結果から、MR スペクトロスコピー所見はおそらく神経学的症状の有無と相関していることが示唆される。
当初はより重篤な臨床症状によって定義された疾患が、後になってより軽度の表現型であると認識されることは珍しくない。この研究から、CTX の遺伝的証拠を有する患者の中には、コレスタノール濃度が比較的正常で、生化学的表現型がより軽度なものがあることが示された。このような場合、尿中胆汁アルコール濃度が CTX のより高感度なマーカーとなるか、あるいはコレスタノールの代謝前駆体の検査となる可能性がある。Vaz らや Hong らが報告しているように、新生児血液スポットで特徴的なバイオマーカープロファイルが検出された場合や、Bylele らが報告しているように、乾燥血液スポットで 7α, 12α-ジヒドロキシ-4-コレステン-3-オン（7α12αC4）の上昇が確認された場合も、CTX を疑うべきである。臨床的な神経学的徴候や症状の有無にかかわらず、これらの生化学的プロファイルは、CYP27A1 遺伝子の分子遺伝学的解析によって追跡調査されるべきである。新生児スクリーニングにより、疾患の早期段階で患者を特定することが可能である。このような新生児は CTX 専門センターに紹介し、フォローアップを受けるべきである。重篤な新生児胆汁うっ滞を発症する可能性があるため、生後 2 年間は年 2 回の肝機能検査を行い、その後生後 10 年間は年 1 回の（神経学的）評価を行うことを推奨する。
現時点では、下痢、白内障、神経症状、精神症状などの臨床症状に応じてのみ CDCA 治療を開始することを勧める。年齢を問わず、腱黄色腫のみを呈する CTX 患者は、直ちに CDCA 治療を必要としない。低用量の胆汁酸補給の有効性については何も分かっていないため、胆汁酸補給量を変更しないよう助言する。理想的には、新生児を国際的な独立した登録または研究で追跡調査し、変異型の疾患経過、治療介入の有用性とタイミングに関する知識を深めるべきである。
結論として、CTX の成人患者は、腱黄色腫を単独または主徴候として呈することがあり、CTX の臨床的異質性がさらに観察される。われわれの結果は、CTX の「より軽症な表現型」が存在することを示しており、その場合、神経学的病変は成人期になっても存在しない可能性がある。ある成人年齢で神経症状がなくても、その後の数十年で神経症状が出現する可能性を否定するものではない。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/joim.13277
