낭포 성 섬유증의 원인

낭포 성 섬유증은 약 30,000 명의 미국인과 전 세계적으로 최대 100,000 명의 사람들에게 영향을 미치는 유전적이고 생명을 위협하는 질환입니다. 낭포 성 섬유증 막 관통 수용체 (CFTR) 유전자의 유전 적 결함으로 인해 땀, 소화액 및 점액 생성에 관여하는 단백질을 생성합니다. 이 단백질에 결함이 있으면 폐에 점액이 비정상적으로 축적되고 소화 효소가 장으로 차단되고 기타 심각한 증상과 합병증이 발생할 수 있습니다.

2,000 개 이상의 알려진 CFTR 돌연변이가 있습니다. 낭포 성 섬유증이 있으려면 각 부모로부터 하나씩 두 개의 CFTR 돌연변이 사본을 물려 받아야합니다. 진단과 치료의 발전으로 질병을 앓고있는 사람들의 기대 수명이 늘어 났지만 아직 치료법은 없습니다.

유전학

낭포 성 섬유증 (CF)은 상 염색체 열성 질환입니다. 이것은 부모가 모두 열성 유전자의 단일 사본 (이 경우 CFTR 돌연변이)을 제공하는 경우에만 유전 될 수있는 질병 유형입니다.

정의에 따라 열성 유전자는 우성 유전자에 의해 가려 질 수있는 유전자입니다. 그러한 예 중 하나는 열성 형질 인 파란 눈과 우세한 특성 인 갈색 눈입니다. 열성 유전자를 하나만 물려 받으면 열성 형질을 나타내지 않고 대신 유전자 운반자가됩니다.

CF와 관련하여 각 부모가 CFTR 돌연변이 또는 CF 자체가 있으면 질병을 상속받을 수 있습니다. 반면에 부모님 중 한 명이 보인 자이고 다른 한 명이 CF를 가지고 있다면, CF를 가지거나 보인자가 될 확률은 50/50입니다. 안타깝게도 부모가 어떤 식 으로든 상속 가능성에 영향을 미칠 수있는 방법은 없습니다.

낭포 성 섬유증 유전 위험

두 부모가 모두 CFTR 유전자 돌연변이의 보균자 인 경우 다음을 갖게됩니다.

• 두 개의 사본을 상속하고 CF를 가질 확률 25 %
• 하나의 사본을 상속하고 운송인이 될 확률 50 %
• 25 %의 확률로 돌연변이가없고 영향을받지 않음

인종과 민족

낭포 성 섬유증은 북유럽 유산의 사람들에게 가장 흔하며 신생아 3,000 명 중 한 명에게 영향을 미칩니다. 아프리카 나 아시아계의 사람들에게 가장 흔하지 않으며 여성에게 남성보다 약간 더 영향을 미칩니다.

미국에서 CF 비율은 인종 인구에 따라 다릅니다. CFTR 돌연변이를 보유한 미국인의 수는 다음과 같은 것으로 추정됩니다.

• 백인계 미국인 29 명 중 1 명 (위험 3,500 명 중 1 명)
• 46 명의 히스패닉계 미국인 중 1 명 (1 만명 중 1 명)
• 아프리카 계 미국인 65 명 중 1 명 (2 만명 중 1 명)
• 아시아계 미국인 90 명 중 1 명 (10 만명 중 1 명)

CF로 태어난 아기의 실제 비율은 다음과 같습니다.

• 백인계 미국인 3,500 명 중 1 명
• 히스패닉계 미국인 10,000 명 중 1 명
• 아프리카 계 미국인 20,000 명 중 1 명
• 아시아계 미국인 100,000 명 중 1 명

CF를 가지고 태어난 아기의 비율이 가장 높은 나라는 아일랜드로, 1,353 명의 출생 중 1 명이 영향을 받게 될 것이라고합니다.생의학 및 생명 공학 연구 저널.

CFTR 돌연변이의 유형

모든 CFTR 돌연변이가 동일하게 생성되는 것은 아닙니다. 돌연변이는 결함의 특성과 신체에 미치는 영향에 따라 6 가지 등급으로 나뉩니다. 클래스 1, 2 및 3은 CF의 가장 심각한 "고전적인"증상을 유발하는 반면 클래스 4, 5 및 6은 비교해 보면 더 가볍습니다.

CFTR 단백질의 역할은 세포 안팎으로 물과 소금의 이동을 제어하는 ​​것입니다. 그렇게함으로써 점액, 땀, 타액, 눈물 및 소화 효소의 생성을 조절하는 데 도움이됩니다. 단백질의 결함 정도에 따라 이러한 시스템은 종종 심각한 방식으로 오작동 할 수 있습니다.

CFTR 돌연변이의 클래스는 다음과 같이 광범위하게 설명 할 수 있습니다.

• 클래스 1 : 돌연변이로 인해 CFTR이 거의 또는 전혀 생성되지 않습니다.
• 클래스 2 : 돌연변이로 인해 CFTR이 변형되고 작동하지 않습니다.
• 클래스 3 : 돌연변이는 CFTR이 세포 안팎으로 물과 염분의 이동을 차단하는 "게이트 결함"을 일으 킵니다.
• 클래스 4 : 돌연변이는 CFTR이 세포 안팎으로의 염 이동을 제한하는 "전도성 결함"을 일으 킵니다.
• 클래스 5 : 돌연변이는 CFTR 단백질의 생산을 감소시킵니다.
• 클래스 6 : 돌연변이로 인해 지속적으로 교체해야하는 기능적이고 불안정한 CFTR이 발생합니다.

다른 돌연변이 조합은 다른 종류의 질병으로 이어질 수 있습니다. 그러한 사례 중 하나가 약 70 %의 사례에서 나타나는 deltaF508 돌연변이입니다. 두 부모 모두로부터 deltaF508을 물려 받았다면, 제 2 종 질병의 기능하지 않는 CFTR 특성을 갖게됩니다. 변형 유전자라고하는 다른 유전자는 단백질 기능을 더욱 저하시키고 증상을 악화시킬 수 있습니다.

생리학

CFTR 결함이 어떻게 낭포 성 섬유증을 유발하는지 이해하려면 단백질이 조절하는 시스템을 자세히 살펴 봐야합니다.

CFTR 단백질은 채널 단백질이라고합니다. 그것은 세포에서 물과 소금의 균형을 유지하려는 단일 목표로 신체에서 생성됩니다. 정상적인 상황에서이 균형에 영향을 미치는 것이 있다면 CFTR은 물과 소금을 세포 안팎으로 이동시켜 정체 (평형)를 유지합니다.

낭포 성 섬유증의 경우 CFTR 단백질이 비정상적으로 기능합니다. 물을 세포 안팎으로 이동시키는 대신 물이 갇혀 세포 외부의 점액이 두꺼워지고 축적됩니다.

이 축적은 다른 방식으로 장기의 정상적인 기능을 방해합니다.

• 폐에서 점액이 축적되면기도를 차단하여 염증을 일으키고 감염, 폐 고혈압 및 조직 손상의 위험을 증가시킬 수 있습니다.
• 소화관에서 축적은 췌장에서 소화 효소의 분비를 차단할 수 있습니다. 이것은 장에서 영양소의 흡수를 방해하여 영양 실조와 성장 불량으로 이어질 수 있습니다. 만성 췌장염도 발생할 수 있습니다.
• 간에서 담관의 막힘은 혈액에서 독소를 제거하는 간의 기능을 방해하여 흉터, 담석 및 간경변을 유발할 수 있습니다.
• 내분비 계에서 랑게르한스 섬 (islets of Langerhans)으로 알려진 췌장의 인슐린 생산 세포가 막히면 제 1 형 및 제 2 형 당뇨병의 특징을 가진 당뇨병 유형이 발생할 수 있습니다. 이를 낭포 성 섬유증 관련 당뇨병 (CFRD)이라고합니다.

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질병 진행

CF를 얻는 유일한 위험 요소는 비정상적인 CFTR 유전자를 가진 두 명의 부모가 있다는 것입니다. 그 말과 함께 질병의 심각성과 진행에 영향을 미칠 수있는 요인이 있습니다.

그중 가장 중요한 것은 진단 및 치료시기입니다. 신생아 선별 검사는 질병의 즉각적인 치료를 가능하게하므로 중요한 것으로 간주됩니다. 그렇게함으로써 우리는 생후 첫 2 개월에 발생할 수있는 손상을 늦추거나 예방할 수 있습니다.

에 발표 된 연구에 따르면폐 의학의 현재 의견, CF 증상이 나타난 후 치료를받는 소아는 일반적으로 2 세가 될 때까지 상당한 기류 장애와 호흡기 손상 징후가 나타납니다. 이에 비해 출생시 확인 및 치료를받은 어린이는 2 세가되면 지연 치료 그룹의 1 세 어린이와 비슷한 폐 기능을 갖게됩니다.

약물 요법의 발전과 함께 조기 치료는 오늘날 CF 진단을받은 어린이가 40 대와 50 대까지 잘 살 수 있고 질병에 크게 방해받지 않을 수 있음을 의미합니다.

진단 및 치료의 발전에도 불구하고 도전 과제가 남아 있습니다.결국 낭포 성 섬유증은 우리가 통제 할 수없는 것만 큼 우리가 통제 할 수있는 것의 영향을받습니다.

더 나쁜 결과와 관련된 위험 요소 중 일부는 다음과 같습니다.

• 위스콘신 대학의 연구에 따르면 성장 불량은 심각한 CF 폐 질환과 가장 밀접한 관련이있는 요인입니다. 이를 위해 CF 환자는 체중과 성장을 유지하기 위해 매우 많은 칼로리를 소비해야하는데, 이는 심각한 장 관련이있는 경우 어려운 경우가 많습니다.
• 항생제 과소 치료는 또 다른 일반적인 위험 요소입니다. 세균 감염 위험이 높기 때문에 CF 환자는 일반적으로 건강하더라도 예방 적 (예방) 항생제를 투여받습니다. 과소 치료는 감염 위험을 증가시킬 수 있지만 장기간에 걸쳐 항생제를 일관되지 않게 사용하면 내성이 생겨 향후 치료 옵션이 제한 될 수 있습니다.
• 녹농균 (Pseudomonas aeruginosa)1 주일 이상 병원에 입원 한 사람들이 일반적으로 획득하는 세균 인 감염은 빠른 질병 진행과 관련이 있습니다. 따라서 입원은 CF 진행에 대한 독립적 인 위험 요소로 간주됩니다.
• 저널에 발표 된 연구에 따르면 알코올 사용은 급성 또는 만성 췌장염의 위험을 증가시키면서 간 손상을 가속화 할 수 있습니다.위장병 학.
• 간접 흡연은 흡연 자체만큼이나 감염 및 합병증의 위험을 증가시킵니다. John Hopkins University School of Medicine의 연구에 따르면 간접 흡연은 폐활량과 기능의 10 % 감소와 관련이 있습니다. 이것은 심각한 손실처럼 보이지 않을 수도 있지만, 궁극적으로 간접 흡연에 노출 된 CF를 가진 17 세 어린이는 노출되지 않은 CF를 가진 24 세 어린이와 동일한 폐 기능을 가질 수 있음을 의미합니다.