Disease Atlas · 内分泌・代謝 · 先天性疾患
ガラクトシアリドーシス
Galactosialidosis
- 別名
- カテプシンA欠損症保護蛋白/カテプシンA欠損症PPCA欠損症
- 臓器系
- 内分泌・代謝神経眼科
- 科目
- Medical Genetics and Immunology (Genetics)Pediatrics
- トピック
- 遺伝学 4.6:常染色体劣性遺伝(AR I)小児科 2-10:先天代謝異常を疑う状況と初期評価
- 上位概念
- ライソゾーム病
- 鑑別疾患
- GM1ガングリオシドーシスシアリドーシスシンドラー病
- 関連疾患
- 進行性ミオクローヌスてんかん
- 症状
- ミオクローヌス小脳性運動失調発作視力低下被角血管腫浮腫肝腫大脾腫難聴亀背
- 画像所見
- 桜実紅斑
🧠 全体像:ガラクトシアリドーシス galactosialidosis ガラクトシアリドーシス(galactosialidosis) galactosialidosis(ガラクトシアリドーシス) は
CTSAがコードする保護蛋白/カテプシンAprotective protein/cathepsin A 保護蛋白/カテプシンA(protective protein/cathepsin A)protective protein/cathepsin A(保護蛋白/カテプシンA) (PPCA)の欠損で起こる常染色体潜性 autosomal recessive 常染色体潜性(autosomal recessive) autosomal recessive(常染色体潜性) のライソゾーム病lysosomal storage diseaseライソゾーム病(lysosomal storage disease)lysosomal storage disease(ライソゾーム病)である1。⭐ この病気の掴みどころは「壊れた酵素と、症状を作っている酵素が別である」こと——一次的に失われるのはカテプシンA cathepsin A カテプシンA(cathepsin A) cathepsin A(カテプシンA) だが、PPCAはシアリドーシスの原因酵素ノイラミニダーゼ1 neuraminidase 1 ノイラミニダーゼ1(neuraminidase 1) neuraminidase 1(ノイラミニダーゼ1) とGM1ガングリオシドーシスGM1 gangliosidosisGM1ガングリオシドーシス(GM1 gangliosidosis)GM1 gangliosidosis(GM1ガングリオシドーシス)の原因酵素β-ガラクトシダーゼのシャペロン chaperone シャペロン(chaperone) chaperone(シャペロン) でもあるので、この2つが二次的に一緒に落ちる1。⚠️ だから臨床像はシアリドーシスとほとんど同じになり、シアリルオリゴ糖尿sialyloligosacchariduria シアリルオリゴ糖尿(sialyloligosacchariduria)sialyloligosacchariduria(シアリルオリゴ糖尿) も両者で区別できない1。⭐ もう一つ押さえるのは「大半が日本人の若年/成人型」であること——報告されたCTSA変異の多くは日本人患者で同定され、共通するイントロン7のスプライス部位変異 splice site mutation スプライス部位変異(splice site mutation) splice site mutation(スプライス部位変異) が若年/成人型と分離する1。
一次欠損はカテプシンA、症状を作るのは二次欠損
ライソゾームlysosome ライソゾーム(lysosome)lysosome(ライソゾーム) 内で**PPCA(CTSA)・ノイラミニダーゼ1neuraminidase 1 ノイラミニダーゼ1(neuraminidase 1)neuraminidase 1(ノイラミニダーゼ1) (NEU1)・β-ガラクトシダーゼ(GLB1)が高分子の多酵素複合体 multienzyme complex 多酵素複合体(multienzyme complex) multienzyme complex(多酵素複合体) を作っている2。PPCAは複合体の中で触媒活性catalytic activity 触媒活性(catalytic activity)catalytic activity(触媒活性) とは独立に、他の2酵素のシャペロン chaperoneシャペロン(chaperone) chaperone(シャペロン)/輸送補助蛋白として働く。⭐ **PPCAが無いとノイラミニダーゼ1 neuraminidase 1 ノイラミニダーゼ1(neuraminidase 1) neuraminidase 1(ノイラミニダーゼ1) はエンドソーム endosome エンドソーム(endosome) endosome(エンドソーム) 区画に留まって活性化されず、ライソゾームlysosome ライソゾーム(lysosome)lysosome(ライソゾーム) へ届いたβ-ガラクトシダーゼは速やかに分解される1。
flowchart TD
A["CTSAの<span class='jp-term jp-term-diagram' title='biallelic pathogenic variant'>両アレル性病的バリアント</span>"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='protective protein/cathepsin A'>保護蛋白/カテプシンA</span>(PPCA)の欠損"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cathepsin A'>カテプシンA</span>活性が対照の1%未満"]
B --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='neuraminidase 1'>ノイラミニダーゼ1</span>が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='endosome'>エンドソーム</span>に留まり活性化されない"]
B --> E["β-ガラクトシダーゼが<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lysosome'>ライソゾーム</span>で速やかに分解される"]
D --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='neuraminidase 1'>ノイラミニダーゼ1</span>活性が正常の1%未満"]
E --> G["β-ガラクトシダーゼ活性が正常の約15%"]
F --> H["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sialylated oligosaccharide'>シアル酸含有オリゴ糖</span>の蓄積と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sialyloligosacchariduria'>シアリルオリゴ糖尿</span>"]
G --> H
H --> I["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='galactosialidosis'>ガラクトシアリドーシス</span>の臨床像"]
💡 「保護蛋白protective protein保護蛋白(protective protein)protective protein(保護蛋白)」と「カテプシンAcathepsin AカテプシンA(cathepsin A)cathepsin A(カテプシンA)」は同じ分子の2つの顔である。 PPCAの活性中心 active site 活性中心(active site) active site(活性中心) (Ser196・His475)を置換した変異体はカテプシンAcathepsin A カテプシンA(cathepsin A)cathepsin A(カテプシンA) 活性を失っても、ノイラミニダーゼ1neuraminidase 1 ノイラミニダーゼ1(neuraminidase 1)neuraminidase 1(ノイラミニダーゼ1) とβ-ガラクトシダーゼを「保護」する能力は保つ1。⭐ つまり触媒機能と保護機能は独立している。 それでも病名が「PPCA欠損症PPCA deficiencyPPCA欠損症(PPCA deficiency)PPCA deficiency(PPCA欠損症)」ではなく複合欠損の表現になっているのは、患者の臨床像の大部分がノイラミニダーゼ1 neuraminidase 1 ノイラミニダーゼ1(neuraminidase 1) neuraminidase 1(ノイラミニダーゼ1) 機能の喪失で説明されるからである1。
3つの酵素、3つの病気
| 一次的に欠損する蛋白 | 病名 | 酵素活性の見え方 |
|---|---|---|
CTSA(PPCA) |
ガラクトシアリドーシスgalactosialidosisガラクトシアリドーシス(galactosialidosis)galactosialidosis(ガラクトシアリドーシス)(本項) | ⚠️ ノイラミニダーゼ1neuraminidase 1 ノイラミニダーゼ1(neuraminidase 1)neuraminidase 1(ノイラミニダーゼ1) が1%未満、β-ガラクトシダーゼが約15%へ二次的に低下3 |
NEU1(ノイラミニダーゼ1neuraminidase 1ノイラミニダーゼ1(neuraminidase 1)neuraminidase 1(ノイラミニダーゼ1)) |
シアリドーシス | ノイラミニダーゼneuraminidase ノイラミニダーゼ(neuraminidase)neuraminidase(ノイラミニダーゼ) 低下、β-ガラクトシダーゼは正常 |
GLB1(β-ガラクトシダーゼ) |
GM1ガングリオシドーシスGM1 gangliosidosisGM1ガングリオシドーシス(GM1 gangliosidosis)GM1 gangliosidosis(GM1ガングリオシドーシス) | β-ガラクトシダーゼ低下 |
⚠️ β-ガラクトシダーゼが「部分的に低い」ときこそ本症を疑う。 GeneReviewsは、β-ガラクトシダーゼの部分欠損 partial deficiency 部分欠損(partial deficiency) partial deficiency(部分欠損) を認めた患者でガラクトシアリドーシス galactosialidosis ガラクトシアリドーシス(galactosialidosis) galactosialidosis(ガラクトシアリドーシス) を確実に除外するには、線維芽細胞でカテプシンA cathepsin A カテプシンA(cathepsin A) cathepsin A(カテプシンA) とノイラミニダーゼ1 neuraminidase 1 ノイラミニダーゼ1(neuraminidase 1) neuraminidase 1(ノイラミニダーゼ1) の活性を測定すべきと明記している3。
💡 歴史そのものが機序の説明になっている。 本症は当初GM1ガングリオシドーシス GM1 gangliosidosis GM1ガングリオシドーシス(GM1 gangliosidosis) GM1 gangliosidosis(GM1ガングリオシドーシス) の亜型と分類されていた。⭐ しかしβ-ガラクトシダーゼの残存活性 residual activity 残存活性(residual activity) residual activity(残存活性) が対照の約15〜20%と高く、それでは重症の早期発症を説明できなかった——この矛盾から、同じ線維芽細胞でノイラミニダーゼ1 neuraminidase 1 ノイラミニダーゼ1(neuraminidase 1) neuraminidase 1(ノイラミニダーゼ1) 活性が検出できないことが見つかり、別の疾患単位として切り出された1。
3つの臨床型
⭐ 発症年齢と重症度で3型に分ける1。⚠️ 最も多いのは3番目の若年/成人型であって、乳児型ではない。
| 早期乳児型 | 遅発乳児型 | 若年/成人型 | |
|---|---|---|---|
| 発症 | 出生〜生後3か月 | 生後2年以内 | 幅が広い(下記) |
| 頻度 | まれ | — | ⭐ 患者の大半 |
| 認知障害cognitive impairment認知障害(cognitive impairment)cognitive impairment(認知障害) | 変動 | 軽度または無い | 進行性の認知障害 cognitive impairment認知障害(cognitive impairment) cognitive impairment(認知障害) |
| 臓器腫大organomegaly臓器腫大(organomegaly)organomegaly(臓器腫大) | あり | 肝脾腫 | ⭐ 無い |
| 眼所見 | 角膜混濁corneal opacity角膜混濁(corneal opacity)corneal opacity(角膜混濁)・桜実紅斑 | 一部で桜実紅斑・角膜混濁corneal opacity角膜混濁(corneal opacity)corneal opacity(角膜混濁) | 桜実紅斑・角膜混濁corneal opacity角膜混濁(corneal opacity)corneal opacity(角膜混濁) |
| 神経症状 | 多様 | ⚠️ けいれん・明らかな神経徴候は極めてまれ | ミオクローヌスmyoclonusミオクローヌス(myoclonus)myoclonus(ミオクローヌス)・小脳性運動失調cerebellar ataxia小脳性運動失調(cerebellar ataxia)cerebellar ataxia(小脳性運動失調)・全般けいれん |
| 生命予後 | ⚠️ 生後1年以内に死亡 | 多くが成人期まで生存 | 長期生存 |
(すべて2017年の総説の記載による1)
早期乳児型
⚠️ 胎児期fetal period 胎児期(fetal period)fetal period(胎児期) から始まっている。 非免疫性胎児水腫hydrops fetalis (fetal hydrops)胎児水腫(hydrops fetalis (fetal hydrops))hydrops fetalis (fetal hydrops)(胎児水腫)・新生児浮腫・粗な顔貌coarse facial features粗な顔貌(coarse facial features)coarse facial features(粗な顔貌)・鼠径ヘルニアinguinal hernia鼠径ヘルニア(inguinal hernia)inguinal hernia(鼠径ヘルニア)・蛋白尿・毛細血管拡張telangiectasia毛細血管拡張(telangiectasia)telangiectasia(毛細血管拡張)で発症し、臓器腫大organomegaly臓器腫大(organomegaly)organomegaly(臓器腫大)・骨格異形成skeletal dysplasia骨格異形成(skeletal dysplasia)skeletal dysplasia(骨格異形成)・腎不全・心不全と多様な神経症状が加わる1。眼所見として角膜混濁corneal opacity 角膜混濁(corneal opacity)corneal opacity(角膜混濁) と桜実紅斑、心所見として心拡大 cardiomegaly 心拡大(cardiomegaly) cardiomegaly(心拡大) と中隔肥厚 septal hypertrophy 中隔肥厚(septal hypertrophy) septal hypertrophy(中隔肥厚) が報告されている。
⭐ 死因は心不全と腎不全と考えられており、生後1年以内に死亡する1。⚠️ 早期乳児型は胎児死亡とも関連しうるので、非免疫性胎児水腫nonimmune hydrops fetalis 非免疫性胎児水腫(nonimmune hydrops fetalis)nonimmune hydrops fetalis(非免疫性胎児水腫) の原因検索にライソゾーム病 lysosomal storage disease ライソゾーム病(lysosomal storage disease) lysosomal storage disease(ライソゾーム病) を入れる。
遅発乳児型
⭐ 「認知が保たれているライソゾーム病 lysosomal storage diseaseライソゾーム病(lysosomal storage disease) lysosomal storage disease(ライソゾーム病)」として現れる。 認知障害cognitive impairment 認知障害(cognitive impairment)cognitive impairment(認知障害) は軽度または無く、生後2年以内に粗な顔貌coarse facial features粗な顔貌(coarse facial features)coarse facial features(粗な顔貌)・肝脾腫・とくに脊椎の多発性異骨症 dysostosis multiplex多発性異骨症(dysostosis multiplex) dysostosis multiplex(多発性異骨症)・筋萎縮muscle wasting (muscle atrophy) 筋萎縮(muscle wasting (muscle atrophy))muscle wasting (muscle atrophy)(筋萎縮) を伴う成長障害 growth failure成長障害(growth failure) growth failure(成長障害)で気づかれ、成人期へ向けてゆっくり進行する1。
- 僧帽弁mitral valve 僧帽弁(mitral valve)mitral valve(僧帽弁) と大動脈弁の肥厚、そして難聴が反復してみられる所見である1。
- 桜実紅斑と角膜混濁 corneal opacity 角膜混濁(corneal opacity) corneal opacity(角膜混濁) は一部の患者に生じる。⚠️ けいれんや明らかな神経徴候は極めてまれで、ここが若年/成人型と対照的である1。
- ⭐ 多くが成人期まで生存するので、その先の合併症を見る必要がある——腎合併症と肺合併症が挙げられている1。
- 💡 遺伝型genotype 遺伝型(genotype)genotype(遺伝型) がこの型を指すことがある。 p.Phe458Val と p.Tyr267Asn の2つの反復ミスセンス変異 missense mutation ミスセンス変異(missense mutation) missense mutation(ミスセンス変異) はこの臨床型 Clinical Types 臨床型(Clinical Types) Clinical Types(臨床型) に病理特異的と考えられており、ホモ接合か複合ヘテロ接合 compound heterozygous 複合ヘテロ接合(compound heterozygous) compound heterozygous(複合ヘテロ接合) かで重症度と症状の型が変わりうる1。
若年/成人型
⭐ 患者の大半がこの型で、しかもその大部分が日本人であるとされる1。「若年/成人」という二重の呼称は、発症年齢と経過が大きくばらついて連続したスペクトラムを作るためである。
- ⚠️ 遅発乳児型より臨床像は重い。 粗な顔貌coarse facial features粗な顔貌(coarse facial features)coarse facial features(粗な顔貌)・椎体の変化・桜実紅斑・角膜混濁corneal opacity 角膜混濁(corneal opacity)corneal opacity(角膜混濁) に加えて、ミオクローヌスmyoclonusミオクローヌス(myoclonus)myoclonus(ミオクローヌス)・小脳性運動失調cerebellar ataxia小脳性運動失調(cerebellar ataxia)cerebellar ataxia(小脳性運動失調)・全般けいれん・進行性の認知障害 cognitive impairment認知障害(cognitive impairment) cognitive impairment(認知障害)という高度の神経症状が加わる1。「発症が遅い型ほど軽い」とは言えない。
- ⭐ 臓器腫大organomegaly 臓器腫大(organomegaly)organomegaly(臓器腫大) が無いこと・被角血管腫angiokeratoma被角血管腫(angiokeratoma)angiokeratoma(被角血管腫)・長期生存が、この群で高頻度に観察される1。
- 💡 びまん性の被角血管腫 angiokeratoma 被角血管腫(angiokeratoma) angiokeratoma(被角血管腫) はFabry病Fabry diseaseFabry病(Fabry disease)Fabry disease(Fabry病)に特異的ではない。 常染色体潜性autosomal recessive 常染色体潜性(autosomal recessive)autosomal recessive(常染色体潜性) ライソゾーム病 lysosomal storage disease ライソゾーム病(lysosomal storage disease) lysosomal storage disease(ライソゾーム病) の一群(シアリドーシス・フコシドーシスfucosidosisフコシドーシス(fucosidosis)fucosidosis(フコシドーシス)・シンドラー病Schindler diseaseシンドラー病(Schindler disease)Schindler disease(シンドラー病)など)で生じ、皮疹の性状だけでは原因を特定できない(詳細は被角血管腫angiokeratoma被角血管腫(angiokeratoma)angiokeratoma(被角血管腫)の項)。
- ミオクローヌスmyoclonusミオクローヌス(myoclonus)myoclonus(ミオクローヌス)・けいれん・進行性の神経学的 neurological 神経学的(neurological) neurological(神経学的) 悪化という枠組みは進行性ミオクローヌスてんかんprogressive myoclonic epilepsy進行性ミオクローヌスてんかん(progressive myoclonic epilepsy)progressive myoclonic epilepsy(進行性ミオクローヌスてんかん)と重なる。ここでも桜実紅斑が手がかりになるが、それはシアリドーシスでも同じである。
診断
⭐ 入口はシアリルオリゴ糖尿 sialyloligosacchariduria シアリルオリゴ糖尿(sialyloligosacchariduria) sialyloligosacchariduria(シアリルオリゴ糖尿) だが、それだけではシアリドーシスと分けられない。 尿中シアリルオリゴ糖 sialyloligosaccharide シアリルオリゴ糖(sialyloligosaccharide) sialyloligosaccharide(シアリルオリゴ糖) は本症に診断的だが、ノイラミニダーゼ1neuraminidase 1 ノイラミニダーゼ1(neuraminidase 1)neuraminidase 1(ノイラミニダーゼ1) の単独欠損によるシアリドーシスのパターンと区別できない1。
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lysosomal storage disease'>ライソゾーム病</span>を示唆する所見<br>(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='coarse facial features'>粗な顔貌</span>・桜実紅斑・椎体変化・骨髄の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='foam cells'>泡沫細胞</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='vacuolated lymphocyte'>空胞化リンパ球</span>)"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='urinary oligosaccharides'>尿中オリゴ糖</span>で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sialyloligosacchariduria'>シアリルオリゴ糖尿</span>を確認<br>(陰性でも否定しない)"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cultured skin fibroblast'>培養皮膚線維芽細胞</span>などで<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='neuraminidase 1'>ノイラミニダーゼ1</span>とβ-ガラクトシダーゼを同時に測る"]
C --> D{"β-ガラクトシダーゼは"}
D -->|"正常"| E["シアリドーシス(NEU1単独欠損)"]
D -->|"約15%へ部分的に低下"| F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='galactosialidosis'>ガラクトシアリドーシス</span>を疑う<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='cathepsin A'>カテプシンA</span>活性を測定する"]
F --> G["CTSAの遺伝学的検査で確定"]
- 本症を疑う所見:粗な顔貌 coarse facial features粗な顔貌(coarse facial features) coarse facial features(粗な顔貌)・黄斑の桜実紅斑・椎体の変化・骨髄の泡沫細胞 foam cells泡沫細胞(foam cells) foam cells(泡沫細胞)・末梢血の空胞化リンパ球 vacuolated lymphocyte空胞化リンパ球(vacuolated lymphocyte) vacuolated lymphocyte(空胞化リンパ球)。本症は主に細網内皮系 reticuloendothelial system (RES) 細網内皮系(reticuloendothelial system (RES)) reticuloendothelial system (RES)(細網内皮系) の細胞を侵す1。
- ⚠️ オリゴ糖尿oligosacchariduria オリゴ糖尿(oligosacchariduria)oligosacchariduria(オリゴ糖尿) を欠く非典型例がある。 診断が確定した患者でオリゴ糖尿 oligosacchariduria オリゴ糖尿(oligosacchariduria) oligosacchariduria(オリゴ糖尿) を認めなかった報告があり、⭐ 原因不明のまま残っている症例では、この所見が無くても本症を候補から外さないとされている1。
- ⚠️ 変異の番号を鵜呑みにしない。 GenBankに
CTSAのmRNA配列が3つ登録されており、初期の報告はシグナルペプチド signal peptide シグナルペプチド(signal peptide) signal peptide(シグナルペプチド) の一部または全部を欠く配列に基づいて番号を振っていたため、同じ変異が文献ごとに違う番号で書かれている2。検出された変異を解釈するときは、その報告がどの配列を使ったかを確認する。
疫学と自然歴
⚠️ 有病率prevalence 有病率(prevalence)prevalence(有病率) は分かっていない。 100例を超える観察が報告されている一方で、2013年時点で同定されたCTSA変異は23個にとどまっていた2(2017年の総説では27個1)。
文献上の142例を集めた横断研究 cross-sectional study 横断研究(cross-sectional study) cross-sectional study(横断研究) が、この疾患の時間軸を数字で示している4。
| 指標 | 中央値(四分位範囲interquartile range, IQR四分位範囲(interquartile range, IQR)interquartile range, IQR(四分位範囲)) |
|---|---|
| 発症年齢 | 4.25歳(1〜16歳) |
| 診断年齢 | 19歳(8.92〜29歳) |
| 診断の遅れ | ⚠️ 8年(4〜12年) |
| 生存年齢 | 48歳 |
⭐ 白血球のβ-ガラクトシダーゼ残存活性 residual activity 残存活性(residual activity) residual activity(残存活性) が8.6%を超える患者は、それ以下の患者より有意に長く生存した4。💡 残存活性residual activity 残存活性(residual activity)residual activity(残存活性) が生命予後を分けるという点はシアリドーシスの遺伝型-表現型相関 genotype-phenotype correlation 遺伝型-表現型相関(genotype-phenotype correlation) genotype-phenotype correlation(遺伝型-表現型相関) と同じ構図である。
⚠️ この数字の母集団に注意する。 これは文献に報告された142例の集積であって前向きコホートではない。生存年齢中央値48歳という値は、⭐ 患者の大半を占める若年/成人型が長期生存するという本症の構成をそのまま反映している1のであって、乳児型の予後ではない。⚠️ 抄録abstract 抄録(abstract)abstract(抄録) のみの閲覧のため、報告バイアス bias バイアス(bias) bias(バイアス) の扱いは確認できていない4。
集団と変異
- ⭐ 文献上の
CTSA変異の大半は日本人患者で同定されている。 それらの患者はイントロン7のドナースプライス部位 donor splice site ドナースプライス部位(donor splice site) donor splice site(ドナースプライス部位) の一塩基置換によるエクソン7スキッピング exon 7 skippingエクソン7スキッピング(exon 7 skipping) exon 7 skipping(エクソン7スキッピング)を共有し、この変異は若年/成人型と分離する1。⚠️ ただし同じ変異を持っていても、早期乳児型で見つかるミスセンス変異 missense mutation ミスセンス変異(missense mutation) missense mutation(ミスセンス変異) との複合ヘテロ接合 compound heterozygous 複合ヘテロ接合(compound heterozygous) compound heterozygous(複合ヘテロ接合) かホモ接合かによって重症度は動き、例外も報告されている。 - 早期乳児型は変異の種類が最も多様で、一部の反復変異は特定の民族集団での創始者効果 founder effect 創始者効果(founder effect) founder effect(創始者効果) を示唆する1。c.114delG を持つ患者はいずれもイタリア中部の同一地域の出身で、創始者効果founder effect 創始者効果(founder effect)founder effect(創始者効果) が示唆されている2。
PPCAは複合体の外でも働いている
💡 カテプシンAcathepsin A カテプシンA(cathepsin A)cathepsin A(カテプシンA) 活性そのものが説明する所見がある。 PPCAは酸性pHではカテプシンA cathepsin AカテプシンA(cathepsin A) cathepsin A(カテプシンA)、中性pHではデアミダーゼ deamidaseデアミダーゼ(deamidase) deamidase(デアミダーゼ)/エステラーゼとして働き、サブスタンスPsubstance PサブスタンスP(substance P)substance P(サブスタンスP)・オキシトシン・ブラジキニンbradykininブラジキニン(bradykinin)bradykinin(ブラジキニン)・エンドセリンendothelin エンドセリン(endothelin)endothelin(エンドセリン) Iといった生理活性ペプチドを分解する1。
- LAMP2aの不活性化を担ってシャペロン介在オートファジー chaperone-mediated autophagy シャペロン介在オートファジー(chaperone-mediated autophagy) chaperone-mediated autophagy(シャペロン介在オートファジー) を制御しており、これが患者の低体重underweight低体重(underweight)underweight(低体重)に関与しうると考えられている1。
- ⭐ 弾性線維の形成にも関わる。 PPCAは、酵素学的に不活性なβ-ガラクトシダーゼのスプライスバリアント splice variant スプライスバリアント(splice variant) splice variant(スプライスバリアント) であるエラスチン結合蛋白elastin-binding proteinエラスチン結合蛋白(elastin-binding protein)elastin-binding protein(エラスチン結合蛋白)と会合する。エラスチン結合蛋白elastin-binding protein エラスチン結合蛋白(elastin-binding protein)elastin-binding protein(エラスチン結合蛋白) はトロポエラスチン tropoelastin トロポエラスチン(tropoelastin) tropoelastin(トロポエラスチン) の細胞内シャペロン chaperone シャペロン(chaperone) chaperone(シャペロン) なので、⚠️ PPCAが欠けると弾性線維形成が障害され、心血管系cardiovascular 心血管系(cardiovascular)cardiovascular(心血管系) と呼吸器系 respiratory system 呼吸器系(respiratory system) respiratory system(呼吸器系) に影響する1。
- ⚠️ だから長期生存例では肺を診る。 弾性線維形成の障害に伴う肺気腫を念頭に、定期的な肺機能評価が必要とされている1。
治療
⚠️ 承認された疾患特異的 disease-specific 疾患特異的(disease-specific) disease-specific(疾患特異的) 治療は無い(2017年の総説の時点)1。管理は対症的で、けいれん・ミオクローヌスmyoclonus ミオクローヌス(myoclonus)myoclonus(ミオクローヌス) の薬物治療、眼科・整形外科・循環器の合併症への対応、そして長期生存例での腎・肺の監視が中心になる。
前臨床preclinical 前臨床(preclinical)preclinical(前臨床) では、PPCAが分泌され細胞外から取り込まれて働けるという性質に乗った戦略が積み上げられている1。
| 段階 | 内容 | 結果 |
|---|---|---|
| PPCA過剰発現 overexpression 過剰発現(overexpression) overexpression(過剰発現) 骨髄の移植 | 赤芽球系erythroid lineage 赤芽球系(erythroid lineage)erythroid lineage(赤芽球系) にヒトPPCAを発現させた骨髄をPpca欠損マウスへ | 全身病理が完全に是正され尿中オリゴ糖 urinary oligosaccharides 尿中オリゴ糖(urinary oligosaccharides) urinary oligosaccharides(尿中オリゴ糖) が正常化。⚠️ 中枢神経病理の是正は部分的 |
| 単球/マクロファージ標的の骨髄移植 Bone-marrow transplantation骨髄移植(Bone-marrow transplantation) Bone-marrow transplantation(骨髄移植) | PPCA発現を単球/マクロファージ系に限局 | 移植1年後の脳にPPCA陽性のミクログリア microglia ミクログリア(microglia) microglia(ミクログリア) が多数生着 engraftment 生着(engraftment) engraftment(生着) し、脳形態と運動協調が改善 |
| ex vivo 遺伝子治療 | 造血前駆細胞hematopoietic progenitor cell 造血前駆細胞(hematopoietic progenitor cell)hematopoietic progenitor cell(造血前駆細胞) にレトロウイルスベクター Retrovirus vectors レトロウイルスベクター(Retrovirus vectors) Retrovirus vectors(レトロウイルスベクター) でPPCAを導入して自家移植 autograft自家移植(autograft) autograft(自家移植) | 最長10か月の発現が持続し、内臓病理と浮腫が改善、Purkinje細胞Purkinje cell Purkinje細胞(Purkinje cell)Purkinje cell(Purkinje細胞) の脱落が遅延 |
💡 中枢神経へ届けるにはミクログリア microglia ミクログリア(microglia) microglia(ミクログリア) を狙う、という発想の系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) が読める。 全身のみを是正した第一世代の結果を受けて、骨髄由来の単球・組織マクロファージ・ミクログリアmicroglia ミクログリア(microglia)microglia(ミクログリア) を酵素の供給源に選び直したところで脳の改善が得られた1。⚠️ いずれもマウスモデルでの成績であり、ヒトでの有効性は示されていない。
まとめ
- ガラクトシアリドーシスgalactosialidosis ガラクトシアリドーシス(galactosialidosis)galactosialidosis(ガラクトシアリドーシス) は
CTSA(保護蛋白/カテプシンAprotective protein/cathepsin A保護蛋白/カテプシンA(protective protein/cathepsin A)protective protein/cathepsin A(保護蛋白/カテプシンA)、20q13.1)の欠損による常染色体潜性 autosomal recessive 常染色体潜性(autosomal recessive) autosomal recessive(常染色体潜性) のライソゾーム病 lysosomal storage disease ライソゾーム病(lysosomal storage disease) lysosomal storage disease(ライソゾーム病) である。⭐ 一次欠損はカテプシンA cathepsin A カテプシンA(cathepsin A) cathepsin A(カテプシンA) だが、症状の大部分は二次的に落ちるノイラミニダーゼ1 neuraminidase 1 ノイラミニダーゼ1(neuraminidase 1) neuraminidase 1(ノイラミニダーゼ1) で説明される。 - ⭐ 酵素活性の見え方が診断の核心——ノイラミニダーゼ1 neuraminidase 1 ノイラミニダーゼ1(neuraminidase 1) neuraminidase 1(ノイラミニダーゼ1) が正常の1%未満、β-ガラクトシダーゼが約15%。⚠️ β-ガラクトシダーゼの「部分的な」低下を見たら、カテプシンAcathepsin A カテプシンA(cathepsin A)cathepsin A(カテプシンA) とノイラミニダーゼ1 neuraminidase 1 ノイラミニダーゼ1(neuraminidase 1) neuraminidase 1(ノイラミニダーゼ1) を測って本症を除外する。
- ⚠️ シアリルオリゴ糖尿sialyloligosacchariduria シアリルオリゴ糖尿(sialyloligosacchariduria)sialyloligosacchariduria(シアリルオリゴ糖尿) はシアリドーシスと区別できない。 そしてオリゴ糖尿 oligosacchariduria オリゴ糖尿(oligosacchariduria) oligosacchariduria(オリゴ糖尿) を欠く非典型例がある。
- 3型に分かれる。早期乳児型(胎児水腫hydrops fetalis (fetal hydrops)胎児水腫(hydrops fetalis (fetal hydrops))hydrops fetalis (fetal hydrops)(胎児水腫)・浮腫・臓器腫大organomegaly臓器腫大(organomegaly)organomegaly(臓器腫大)・骨格異形成skeletal dysplasia骨格異形成(skeletal dysplasia)skeletal dysplasia(骨格異形成)、生後1年以内に心不全・腎不全で死亡)/遅発乳児型(認知は軽度障害または正常、粗な顔貌coarse facial features粗な顔貌(coarse facial features)coarse facial features(粗な顔貌)・肝脾腫・脊椎の多発性異骨症 dysostosis multiplex多発性異骨症(dysostosis multiplex) dysostosis multiplex(多発性異骨症)・弁膜肥厚・難聴、けいれんは極めてまれ)/若年/成人型(ミオクローヌスmyoclonusミオクローヌス(myoclonus)myoclonus(ミオクローヌス)・小脳性運動失調cerebellar ataxia小脳性運動失調(cerebellar ataxia)cerebellar ataxia(小脳性運動失調)・全般けいれん・進行性認知障害 cognitive impairment認知障害(cognitive impairment) cognitive impairment(認知障害)、臓器腫大organomegaly 臓器腫大(organomegaly)organomegaly(臓器腫大) は無く被角血管腫 angiokeratoma 被角血管腫(angiokeratoma) angiokeratoma(被角血管腫) と長期生存)。
- ⭐ 患者の大半は若年/成人型で、その大部分が日本人とされる。イントロン7のスプライス部位変異 splice site mutation スプライス部位変異(splice site mutation) splice site mutation(スプライス部位変異) によるエクソン7スキッピング exon 7 skipping エクソン7スキッピング(exon 7 skipping) exon 7 skipping(エクソン7スキッピング) がこの型と分離する。⚠️ 「発症が遅い型ほど軽い」とは言えない——若年/成人型の神経症状は遅発乳児型より重い。
- 文献142例の集積では、発症年齢中央値4.25歳・診断年齢中央値19歳・診断の遅れ中央値8年・生存年齢中央値48歳。白血球のβ-ガラクトシダーゼ残存活性 residual activity 残存活性(residual activity) residual activity(残存活性) 8.6%超で生存が有意に長かった。⚠️ 既報の集積であり前向きコホートではない。
- 💡 PPCAは複合体の外でも働く。 エラスチン結合蛋白elastin-binding protein エラスチン結合蛋白(elastin-binding protein)elastin-binding protein(エラスチン結合蛋白) を介した弾性線維形成への関与から、⚠️ 長期生存例では肺気腫と肺機能の定期評価が要る。
- ⚠️ 承認された疾患特異的 disease-specific 疾患特異的(disease-specific) disease-specific(疾患特異的) 治療は無い。 マウスモデルでは骨髄移植 Bone-marrow transplantation 骨髄移植(Bone-marrow transplantation) Bone-marrow transplantation(骨髄移植) と ex vivo 遺伝子治療が全身病理を是正し、ミクログリアmicroglia ミクログリア(microglia)microglia(ミクログリア) を酵素供給源に選んだときに脳の改善が得られた。
出典
- 1.Galactosialidosis: historic aspects and overview of investigated and emerging treatment options(Expert Opinion on Orphan Drugs(Annunziata I, d'Azzo A)・2017)PMC5461780の全文を閲覧して確認した総説。ガラクトシアリドーシスが当初はβ-ガラクトシダーゼ単独欠損によるGM1ガングリオシドーシスの亜型と分類されていたが、患者線維芽細胞のβ-ガラクトシダーゼ残存活性が対照の約15〜20%と高く重症の早期発症を説明できなかったこと、Wengerらが同じ線維芽細胞でノイラミニダーゼ1活性が検出不能であることを示して別の臨床単位と定義されたこと、当初は本症がノイラミニダーゼ1の一次欠損と考えられていたこと、培地へ分泌される「補正因子」が保護蛋白/カテプシンA(PPCA)として同定され54 kDa前駆体が32 kDaと20 kDaへ切断されて成熟酵素になること、抗PPCA抗体で免疫沈降したカテプシンA活性が患者線維芽細胞では対照の1%未満であったこと、PPCAが触媒活性とは独立にノイラミニダーゼ1およびβ-ガラクトシダーゼのシャペロン/輸送補助蛋白として働き、PPCAが無いとノイラミニダーゼ1はエンドソーム区画に留まりライソゾームへ達したβ-ガラクトシダーゼは速やかに分解されること、活性中心のSer196・His475を置換した変異体はカテプシンA活性を失っても「保護」機能は保つこと、PPCAが酸性pHではカテプシンA、中性pHではデアミダーゼ/エステラーゼとして働きサブスタンスP・オキシトシン・ブラジキニン・エンドセリンIを分解すること、LAMP2aの蛋白分解による不活性化を通じてシャペロン介在オートファジーを制御しこれが患者の低体重に関与しうること、酵素学的に不活性なβ-ガラクトシダーゼのスプライスバリアントであるエラスチン結合蛋白との会合を介して弾性線維形成に関与し、長期生存例では肺機能と肺気腫の定期評価を要すること、`CTSA`が20q13.1に局在し全部で27変異が同定され小欠失/挿入・ミスセンス・スプライシングバリアントとナンセンス変異1個から成ること、シアリルオリゴ糖尿が診断的だがシアリドーシスのそれと区別できないこと、臨床像が発症年齢と重症度により早期乳児型・遅発乳児型・若年/成人型の3型に分けられること、早期乳児型が出生〜生後3か月に非免疫性胎児水腫・新生児浮腫・粗な顔貌・鼠径ヘルニア・蛋白尿・毛細血管拡張で発症し臓器腫大・骨格異形成・腎不全・心不全と多様な神経症状を来し角膜混濁と桜実紅斑・心拡大と中隔肥厚を認め生後1年以内に心不全・腎不全で死亡すること、早期乳児型が胎児死亡と関連しうること、遅発乳児型が生後2年以内に発症し認知障害が軽度または無く粗な顔貌・肝脾腫・とくに脊椎の多発性異骨症・筋萎縮を伴う成長障害・僧帽弁および大動脈弁の肥厚・難聴を反復する所見とし桜実紅斑と角膜混濁は一部の患者にみられけいれんや明らかな神経徴候は極めてまれで多くが成人期まで生存し腎・肺合併症を来しうること、若年/成人型が患者の大半を占め発症年齢と経過が大きくばらつき「大部分が日本人である」とされること、若年/成人型が遅発乳児型より重症でミオクローヌス・小脳性運動失調・全般けいれん・進行性の認知障害を来し臓器腫大が無く被角血管腫と長期生存を高頻度に伴うこと、オリゴ糖尿を欠く非典型例の報告があること、文献上の`CTSA`変異の大半が日本人患者で同定されておりイントロン7のドナースプライス部位の一塩基置換によるエクソン7スキッピングを共有し、この変異が若年/成人型と分離すること、遅発乳児型では p.Phe458Val と p.Tyr267Asn の2つの反復ミスセンス変異がこの臨床型に病理特異的と考えられること、Ppca欠損マウスへのPPCA過剰発現骨髄の移植で全身病理が完全に是正され尿中オリゴ糖が正常化したが中枢神経病理の是正は部分的にとどまったこと、単球/マクロファージ系にPPCA発現を限局させた骨髄の移植で移植1年後の脳にPPCA陽性のミクログリアが多数生着し脳形態と運動協調が改善したこと、レトロウイルスベクターを用いた ex vivo 造血前駆細胞遺伝子治療で最長10か月の発現が持続し内臓病理と浮腫が改善しPurkinje細胞の脱落が遅延したこと、2017年時点で承認された治療は無く酵素補充療法と遺伝子治療が近い将来に利用可能になりうると述べられていることを確認した。閲覧 2026-09-04
- 2.Galactosialidosis: review and analysis of CTSA gene mutations(Orphanet Journal of Rare Diseases(Caciotti A, Morrone A, ら)・2013)Europe PMC経由でPMC3737020の全文を取得して確認した。`CTSA`の変異が保護蛋白/カテプシンA(PPCA)をコードし、β-ガラクトシダーゼ(`GLB1`)とノイラミニダーゼ1(`NEU1`)の二次的欠損を招いてガラクトシアリドーシスを起こすこと、成熟PPCAが32/20 kDaのジスルフィド結合2本鎖としてβ-ガラクトシダーゼおよびノイラミニダーゼ1と高分子ライソゾーム多酵素複合体を作ること、複合体内の1蛋白のフォールディングを変える変異が他の構成蛋白にも影響しうること、報告された臨床例が少なく大部分が若年/成人型に属すること、早期乳児型が胎児水腫・桜実紅斑・臓器腫大・精神運動発達遅滞・粗な顔貌・骨格異形成・早期死亡を呈すること、遅発乳児型が角膜混濁・心病変・臓器腫大と、まれに精神運動遅滞を特徴とすること、軽症の若年/成人型の大半がミオクローヌス・運動失調・神経学的悪化・被角血管腫を示し臓器腫大を欠くこと、有病率が不明で100例超の報告がある一方で同定された変異は当時23個にとどまり点変異と再構成から成りナンセンス変異は無かったこと、本論文が初めてナンセンス変異(c.1216C>T, p.Gln406*)を報告し、その稀少性は早期乳児型そのものが稀であることに由来すると論じていること、c.114delGを持つ患者がいずれもイタリア中部の同一地域の出身であり創始者効果が示唆されること、GenBankに`CTSA`のmRNA配列が3つ登録されており初期の報告ではシグナルペプチドの一部または全部を欠く配列に基づいて変異番号が付けられたため文献間で番号が食い違っていること、したがって検出された変異を解釈する際には採用された配列を確認する必要があると勧告していることを確認した。閲覧 2026-09-04
- 4.Quantitative natural history characterization in a cohort of 142 published cases of patients with galactosialidosis-A cross-sectional study(Journal of Inherited Metabolic Disease(Sláma T, Garbade SF, Kölker S, Hoffmann GF, Ries M)・2019)Europe PMCの抄録で確認した。文献上のガラクトシアリドーシス症例のうち十分なデータがある142例を横断的に集計した研究であること、コホートの生存年齢中央値が48歳であったこと、発症年齢の中央値が4.25歳(四分位範囲1〜16歳)であったこと、診断年齢の中央値が19歳(四分位範囲8.92〜29歳)で診断の遅れの中央値が8年(四分位範囲4〜12年)であったこと、白血球のβ-ガラクトシダーゼ残存活性が8.6%を超える患者はそれ以下の患者より有意に長く生存したことを確認した。⚠️ 抄録のみを閲覧しており全文は未取得。既報の集積であって前向きコホートではなく、報告バイアス(重症例の早期死亡が文献に載りにくい/載りやすい)は抄録からは評価できない。閲覧 2026-09-04