0910-1810/11/\100/頁/JCOPYIFEVRの臨床像:眼底所見の多様性と遺伝性1.FEVRの眼底所見の多様性FEVRの眼底所見は多様である.軽症の場合には自覚症状がなく,眼底の異常に気づかないことも多い.網膜血管の走行異常が特徴的であり,周辺部網膜血管の多分岐と直線化,周辺部網膜の無血管が典型的な所見である(図1右).無血管野やその境界付近の網膜変性,黄色または灰白色の線維組織を伴う網膜硝子体癒着を認めることがある.後極部には異常がみられないことも多いが,黄斑部や視神経乳頭の形成不全,牽引乳頭などの所見を呈することがある(図1左).一方,重症例では網膜?離などを併発すると視力障害の原因となるが,年齢により異なる所見を呈し,診断は必ずしも容易ではない(図2).乳幼児期に網膜症が進行はじめに家族性滲出性硝子体網膜症(familialexudativevitreoretinopathy:FEVR)は1969年にCriswickとSchepensによって報告され,わが国では1976年に,大塩と大島が報告した遺伝性の網膜疾患である1,2).眼底所見が未熟児網膜症に類似するものの低体重出生や酸素投与などの既往がないことで注目された.若年者の網膜?離の原因の一つとして注目され,乳幼児に鎌状網膜襞や白色瞳孔をきたす疾患としても重要である.このような重症化の過程で網膜新生血管が形成されるために,血管新生を起こす病態としても注目されている.FEVRの本態は遺伝的にプログラムされた網膜血管の形成異常であり,多様な臨床像が知られ,遺伝形式もさまざまである.本稿では,FEVRの遺伝性と,最近注目されているFEVRの発症メカニズムの一つであるWNT(ウィント)シグナルとの関連を中心に解説する.(59)963*HiroyukiKondo:産業医科大学医学部眼科学教室〔別刷請求先〕近藤寛之:〒807-8555北九州市八幡西区医生ヶ丘1-1産業医科大学医学部眼科学教室特集●遺伝性網膜・黄斑ジストロフィアップデートあたらしい眼科28(7):963?968,2011家族性滲出性硝子体網膜症(FEVR)FamilialExudativeVitreoretinopathy近藤寛之*図1FEVRの軽症例の眼底所見左:黄斑部や視神経乳頭の形成不全,牽引乳頭などの所見を呈することがあるが,後極部には異常がみられないことも多い.右:周辺部網膜血管の多分岐と直線化,周辺部網膜の無血管が典型的な所見である.964あたらしい眼科Vol.28,No.7,2011(60)体劣性や常染色体劣性遺伝では,通常両親には異常がなく,兄弟が少ない場合には孤発例となる.両親に遺伝子変異がなく,子供が新規に変異を生じると優性遺伝となる.このため,「孤発例イコール非遺伝性」との考え方は適切でない.特殊な例として,X染色体劣性FEVR家系のなかに女性の発症例の報告がある5).このような症例では誤って遺伝形式を推定する可能性があるので注意を要する.IIFEVRの遺伝子診断と病態生理1.WNTシグナルとFEVRヒトにはWNTとよばれる約20種類の蛋白質がある.WNTは一つの細胞から分泌されると,近隣にある細胞に結合し細胞内の特定の遺伝子に作用する.この経路がWNTシグナルとよばれ,個体の発生や癌化などのプロセスとして重要である〔図3,用語解説(1)〕.WNTシグナルに関わる遺伝子の異常は,いろいろな全身疾患を起こすが,FEVRはこのような遺伝病の一つと考えることができる(表1).FEVRの本態は網膜血管の形成異常であろうと推測されてきたが,その原因は不明であった.2002年に常染色体優性遺伝FEVRの原因遺伝子がWNT受容体Frizzled4(FZD4)であることが解明された7).この知見がきっかけとなり,WNTシグナルとFEVRとの関連するタイプでは未熟児網膜症に類似した増殖組織を形成し,網膜襞や白色瞳孔を形成する.網膜の牽引が高度な場合には,第一次硝子体過形成遺残と診断されることがある.就学前あるいは学童期以降にも裂孔原性や牽引性,滲出性のさまざまなタイプの網膜?離を呈する.特に滲出性網膜?離例ではCoats病と診断されることがある.FEVRの重症化は網膜血管の形成異常を基盤とする新生血管の形成や,網膜硝子体癒着などの病態が背景となっている.他の疾患と鑑別が必要な症例では原因遺伝子の同定(遺伝子診断)が診断に有用なこともある.2.FEVRの遺伝性FEVRは遺伝学的にも多様性の高い疾患である.家族例の多くは常染色体優性遺伝であり,かつてFEVRは常染色体優性遺伝の疾患と考えられてきた3).しかし,常染色体劣性遺伝やX染色体劣性遺伝のこともある1,4,5).また,FEVRの症例の多くは無症候であるので,家族の眼底検査を行わないと家族例を見逃す危険性がある.眼底所見が軽症である場合,眼底検査だけでFEVRと診断するのは容易ではない.フルオレセイン蛍光造影検査を行うと網膜血管の多分岐や走行異常が明瞭に描出されるので,診断に有用である.わが国のFEVRのうち約半数は孤発例であるが,このような症例の遺伝性には多様な背景がある6).X染色時期新生児期~乳児期小児(~成人)所見牽引性網膜?離(白色瞳孔,網膜襞)新生血管,硝子体出血滲出性網膜?離裂孔原性網膜?離,PVR背景となる病態網膜血管形成不全→網膜血管新生網膜血管形成不全・網膜硝子体癒着→網膜萎縮鑑別診断未熟児網膜症,PHPV,Norrie病未熟児網膜症,ぶどう膜炎Coats病,網膜血管腫Stickler症候群図2FEVRにみられる重症所見と鑑別診断重症例では年齢により異なる所見を呈する.FEVRの重症化は網膜血管の形成異常を基盤とする新生血管の形成や,網膜硝子体癒着などの病態が背景となっている.年齢に応じた所見の違いによって異なる疾患との鑑別が必要である.(61)あたらしい眼科Vol.28,No.7,2011965の原因遺伝子でもあり,X連鎖性FEVRの原因となる.LRP5は常染色体優性および劣性遺伝のFEVRの原因となる(表2).NDPはWNTの代わりにFZD4と結合する分泌型蛋白の遺伝子であり,LRP5はFZD4と結合する共受容体の遺伝子である.これまで見つかっているFEVRの遺伝子はすべてWNTシグナルと関連する8?10).FEVR症例でこれらの遺伝子の異常が見つかる頻度は50%程度である4,5,11).残りの症例のなかに家族例も多いことから,FEVRにはさらに未知の遺伝子が存在すると指摘されている.少なくとも11番染色体短腕には別の遺伝子の局在が報告されている12).このように,性がクローズアップされた.FZD4以外にはNDPとLRP5がFEVRの原因遺伝子として知られている.NDP(Norrinともよばれる)はNorrie病〔用語解説(2)〕標的遺伝子TCFNDPWNTLRP5/6FrizzledAXINGSK3APCb-CATPCK1DSHユビキチン仲介蛋白分解標的遺伝子TCFb-CATCBPb-CATb-CATb-CATb-CATNDPWNTFrizzledLRP5/6AXINDSHGBPGSK3APC図3WNTシグナルの模式図WNTシグナルでWNT(FEVRの場合はNDP)が標的となる遺伝子に作用する過程を示す.左:活性化されたWNT分子(あるいはNDP)がないと,b-カテニン(b-CAT)が分解され標的遺伝子の転写は休止(不活性化)する.右:活性化されたWNT分子(あるいはNDP)がLRP5(またはLRP6)とFrizzledに結合すると,b-カテニンの核内への移行を経て,T細胞因子(TCF)とともに下流の標的遺伝子を転写する.APC:家族性大腸ポリポージス,CBP:CREB結合蛋白,CK:カゼイン・キナーゼ,DSH:Dishevelled蛋白,GSK:GSK3受容体蛋白.表1WNTシグナル関連遺伝子が関与する代表的疾患遺伝子局在疾患WNT3細胞外無肢症WNT4腎症,多胞腎,半陰陽NDPFEVR,Norrie病LRP5細胞膜FEVR,骨粗鬆症網膜偽膠腫(骨粗鬆症),大理石骨病(骨増多症)FZD4FEVRDSH細胞質肺癌AXIN1癌AXIN2癌,歯形成不全APC家族性大腸ポリポージスb-Catenin細胞質~核癌,肺線維症,侵襲性線維症FEVRの原因遺伝子はグレイで示す.現在23のWNTシグナル遺伝子の異常による22種類の疾患が知られている.詳しくはWntgenehomepage(http://www.stanford.edu/~rnusse/diseases/Humangeneticdis.htm)を参照されたい.表2FEVRの原因遺伝子と遺伝形式遺伝子染色体での局在遺伝形式FZD411q14常染色体優性LRP511q13常染色体優性,常染色体劣性TSPAN127q31常染色体優性NDPXp11X染色体劣性966あたらしい眼科Vol.28,No.7,2011(62)られている(図4)3,13,18).遺伝子の種類の違いと眼底所見との間には明らかな関連性はない.常染色体劣性やX染色体劣性の症例では網膜症が重症化しやすい傾向があるが,眼底の所見をみてどの遺伝子の異常であるかを推定することは困難である4).ただし,LRP5変異では骨密度が低下する.LRP5は骨密度決定遺伝子ともよばれ,遺伝子変異によって骨密度の変化を起こす.この遺伝子の機能が失われるタイプの変異では網膜病変と骨密度の低下(骨粗鬆症)が合併する10).一方,機能獲得型変異とよばれるものでは大理石骨病を代表とする骨密度増多症候群を呈するが,眼所見は正常である.4.重症度の多様性FEVR家系のなかには家族内で重症度がはっきり異なることが多い.このような個人差の背景としてFEVRの遺伝子異常の併発がある.優性遺伝FEVR家系で同一の遺伝子異常が重複したり,異なる遺伝子の異常を合併したりすると重症例となりやすい4,19).ただし,FEVRでは眼所見の左右差がみられることが多く,これらの多様性は遺伝子重複によるものばかりではない.LRP5遺伝子には多型(一塩基多型,singlenucleotidepolymorphism:SNP)とよばれる遺伝子配列の変化が多くみられる.SNPは遺伝子変異と異なり,正常人に多数あるのでFEVRのような遺伝病の発症には関与しないと考えられてきた.しかし,LRP5遺伝子のFEVRは原因となる遺伝子の多様性の高い疾患である.2.新たにみつかったTSPAN12遺伝子最近,FEVRの新たな原因遺伝子としてTSPAN12遺伝子が同定された.2009年Jungeらはマウスを用いた研究によりTSPAN12遺伝子が網膜血管内皮細胞の表面に存在し,FZD4,LRP5とともにWNTシグナルを活性化することを明らかにした13).このことからTSPAN12遺伝子がFEVRの原因遺伝子である可能性が示され,その後TSPAN12変異を有するFEVRの家族例(常染色体優性遺伝)が報告された14.15).日本人89家系のFEVR症例を対象とした研究では,FEVR症例の約4%がTSPAN12変異症例であった16).この遺伝子の同定により,FEVRとWNTシグナルとの関連がますます注目されている.3.FEVRの成因これまで遺伝子異常から明らかとなったFEVRの病態は網膜におけるWNTシグナルの障害である.FZD4,LRP5,TSPAN12,NDPのいずれの遺伝子のノックアウトマウスでも網膜血管の発育不全が認められ,FEVRの臨床所見と一致する20).NDPは網膜のグリア細胞から分泌され,FZD4,LRP5,TSPAN12は網膜の血管内皮細胞の表面に発現する.すなわち,グリア細胞で分泌されたNDPがFZD4とLRP5,TSPAN12を介して網膜血管内皮細胞に作用して血管形成を促すものと考え図4FEVRの病態生理:WNTシグナルを介した網膜血管の形成左:網膜グリア細胞から分泌されたNDPは血管内皮細胞の表面にある分子(FZD4,LRP5,TSPAN12)と結合しWNTシグナルを活性化し,網膜血管の形成を促進する.右:4つの遺伝子のどれに異常が生じても,WNTシグナルが傷害され,網膜血管の形成不全(FEVR)を生じる.FEVRLRP5NDPTSPAN12FZD4LRP5NDPTSPAN12FZD4網膜血管内皮細胞血管形成網膜血管内皮細胞(63)あたらしい眼科Vol.28,No.7,2011967と頻度について.眼臨81:1805-1810,19874)QinM,HayashiH,OshimaKetal:Complexityofthegenotype-phenotypecorrelationinfamilialexudativevitreoretinopathywithmutationsintheLRP5and/orFZD4genes.HumMutat26:104-112,20055)KondoH,QinM,HayashiHetal:Genotype-phenotypecorrelationinfamilialexudativevitreoretinopathyorNorriediseasewithmutationsintheNorriediseasegene.InvestOphthalmolVisSci47:E-4606,20066)近藤寛之:特集遺伝性網膜疾患のトピックス.3.家族性滲出性硝子体網膜症.眼科48:1639-1651,20067)RobitailleJ,MacDonaldML,KaykasAetal:Mutantfrizzled-4disruptsretinalangiogenesisinfamilialexudativevitreoretinopathy.NatGenet32:326-330,20028)ChenZY,BattinelliEM,FielderAetal:AmutationintheNorriediseasegene(NDP)associatedwithX-linkedfamilialexudativevitreoretinopathy.NatGenet5:180-183,19939)XuQ,WangY,DabdoubAetal:Vasculardevelopmentintheretinaandinnerear:controlbyNorrinandFrizzled-4,ahigh-affinityligand-receptorpair.Cell116:883-SNPにはWNTシグナルに影響しうるものがある20).このようなSNPがFEVRの臨床所見にどれだけ影響するかはまだ明らかではない.IIIFEVRの関連疾患とWNTシグナル未熟児網膜症未熟児網膜症は低出生体重児にみられる非遺伝性の疾患である.しかし,緑内障などと同様に遺伝素因との関連性が指摘されている.これまで血管内皮成長因子(vascularendothelialgrowthfactor:VEGF)の遺伝子多型など,網膜症発症の危険因子の一つに遺伝子の関与が検討されてきた21).また,FEVRと未熟児網膜症の眼底所見が類似することから,これら2つの疾患の関連性が想定されてきた.未熟児網膜症症例に対して,NDP,FZD4,LRP5の遺伝子異常の有無を検査したところ,頻度が低いながらこれらの遺伝子異常がみられることが報告されている22,23).未熟児網膜症の発症メカニズムの一つとしてWNTシグナルの関与が注目されている.まとめFEVRは原因遺伝子の解明が進展し,より正確な診断や遺伝形式の推定が可能となっている.FEVRはこれまで考えられた以上に,遺伝的な多様性の高い疾患であることがわかってきた.いままでに解明された遺伝子はWNTシグナルを介して網膜血管の形成に働くものであり,網膜血管の形成不全がFEVRの本態であることが示されている.今後もFEVRの新たな遺伝子が解明されれば,FEVRの病態生理をさらに深く理解することができる.FEVRの病態生理の解明は,未熟児網膜症をはじめとして,糖尿病網膜症や加齢黄斑変性など網膜血管新生が関与する疾患の治療法につながる可能性もあり,さらなる研究の展開が期待される.文献1)CriswickVG,SchepensCL:Familialexudativevitreoretinopathy.AmJOphthalmol68:578-594,19692)大塩一幸,大島健司:網膜血管の発育異常をともなうVitreoretinopathyの一家系.眼紀27:138-144,19763)大久保好子,大久保彰,清水昊幸ほか:家族性滲出性硝子体網膜症(FEVR)と若年性裂孔原性網膜?離.診断基準■用語解説■(1)WNTシグナル:WNTという名称は,ショウジョウバエの胚発生に関与する遺伝子Wg(wingless)と,癌を起こす遺伝子として同定されたInt(integrated)が実は同一のものであることがわかったために,この2つの名前を合わせて名付けられたものである.WNTは,Frizzled受容体を介して細胞内にシグナルを伝達し,標的となる遺伝子に作用する.細胞内での伝達経路には,b-カテニンの転写活性化を介した伝達経路をはじめ,3つの伝達経路が知られている.FEVRに関連するのはこのb-カテニン経路と考えられている(図3).また,FEVRの成因である網膜血管の形成には,WNT蛋白の代わりとしてNDP〔Norrie病遺伝子,Norrin,用語解説(2)〕が働いているため,Norrin/FZD4/LRP5経路ともよばれている.(2)Norrie病:Norrie病は1927年Norrieが報告したX連鎖性遺伝を呈する網膜疾患である.網膜?離による先天盲が特徴である.白色瞳孔を呈する点がFEVRと共通するが,FEVRより重症な眼底所見を示す.症例の3割程度は精神発達遅滞や難聴を併発するため,FEVRとは異なる疾患と考えられてきた.1993年にはすでに,X染色体劣性遺伝FEVRの原因遺伝子はNorrie病の遺伝子(NDP)と同一であることが解明されていたが,この遺伝子の役割が不明であったためにFEVRの病因解明の手がかりとならなかった.現在,両疾患は類縁疾患とみなされている.968あたらしい眼科Vol.28,No.7,2011(64)tivevitreoretinopathy.AmJOphthalmol151:1095-1100,201117)YeX,WangY,NathansJ:TheNorrin/Frizzled4signalingpathwayinretinalvasculardevelopmentanddisease.TrendsMolMed16:417-425,201018)YeX,WangY,CahillHetal:Norrin,frizzled-4,andLrp5signalinginendothelialcellscontrolsageneticprogramforretinalvascularization.Cell139:285-298,200919)KondoH,HayashiH,OshimaKetal:Frizzled4gene(FZD4)mutationsinpatientswithfamilialexudativevitreoretinopathywithvariableexpressivity.BrJOphthalmol87:1291-1295,200320)QinM,KondoH,TahiraTetal:ModeratereductionofNorrinsignalingactivityassociatedwiththecausativemissensemutationsidentifiedinpatientswithfamilialexudativevitreoretinopathy.HumGenet122:615-623,200821)CookeRW,DruryJA,MountfordRetal:Geneticpolymorphismsandretinopathyofprematurity.InvestOphthalmolVisSci45:1712-1715,200422)EllsA,GuernseyDL,WallaceKetal:SevereretinopathyofprematurityassociatedwithFZD4mutations.OphthalmicGenet31:37-43,201023)HiraokaM,TakahashiH,OrimoHetal:GeneticscreeningofWntsignalingfactorsinadvancedretinopathyofprematurity.MolVis16:2572-2577,2010895,200410)ToomesC,BottomleyHM,JacksonRMetal:MutationsinLRP5orFZD4underliethecommonfamilialexudativevitreoretinopathylocusonchromosome11q.AmJHumGenet74:721-730,200411)BoonstraFN,vanNouhuysCE,SchuilJetal:Clinicalandmolecularevaluationofprobandsandfamilymemberswithfamilialexudativevitreoretinopathy.InvestOphthalmolVisSci50:4379-4385,200912)DowneyLM,KeenTJ,RobertsEetal:Anewlocusforautosomaldominantfamilialexudativevitreoretinopathymapstochromosome11p12-13.AmJHumGenet68:778-781,200113)JungeHJ,YangS,BurtonJBetal:TSPAN12regulatesretinalvasculardevelopmentbypromotingNorrin-butnotWnt-inducedFZD4/beta-cateninsignaling.Cell139:299-311,200914)PoulterJA,AliM,GilmourDFetal:MutationsinTSPAN12causeautosomal-dominantfamilialexudativevitreoretinopathy.AmJHumGenet86:248-253,201015)NikopoulosK,GilissenC,HoischenAetal:Next-generationsequencingofa40MblinkageintervalrevealsTSPAN12mutationsinpatientswithfamilialexudativevitreoretinopathy.AmJHumGenet86:240-247,201016)KondoH,KusakaS,YoshinagaAetal:MutationsintheTSPAN12geneinJapanesepatientswithfamilialexuda