エクソーム・ゲノムシークエンシング

🧠 全体像：ES/GSは、候補遺伝子candidate gene 候補遺伝子（candidate gene）candidate gene（候補遺伝子） を一つに絞れない遺伝性疾患疑いで、ゲノムを広く読み原因バリアントを探す検査である。ESは主に蛋白質をコードする領域、GSはコード領域と非コード領域を含むゲノム全体を読む。染色体マイクロアレイchromosomal microarray 染色体マイクロアレイ（chromosomal microarray）chromosomal microarray（染色体マイクロアレイ） 検査がコピー数変化 copy number alteration コピー数変化（copy number alteration） copy number alteration（コピー数変化） を得意とするのに対し、ES/GSの中心は塩基配列変化であり、検査名だけで「すべての遺伝学的異常を除外できる」と考えない。

何を測っているか

患者DNADNA（deoxyribonucleic acid）を多数の短い断片として並列に読み、基準ゲノムへ整列させ、基準配列との差を検出する。得られた多数のバリアントから、表現型、家系、遺伝形式、集団頻度、機能予測、既報を用いて候補を絞る。

GSはESより広い範囲を均一に読みやすいが、読んだ配列を病気と結びつけられる範囲は別問題である。非コード領域のバリアントは機能的意義の判断が難しく、データ量が多いほど自動的に診断率が100%へ近づくわけではない。

実施法

flowchart TD
    A["表現型・家族歴・検査目的を定義"] --> B["本人または親子3人から<span class='jp-term jp-term-diagram' title='deoxyribonucleic acid'>DNA</span>を採取"]
    B --> C["ESではエクソンを濃縮<br>GSではゲノム全体を解析"]
    C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sequencing'>シークエンシング</span>と<br>基準ゲノムへの整列"]
    D --> E["バリアント検出・品質評価"]
    E --> F["表現型・遺伝形式・家系情報で絞り込み"]
    F --> G["病的から良性まで5段階で分類"]
    G --> H["臨床像と整合性を確認して報告"]

本人だけを解析する単独解析と、本人・両親を同時に解析する親子3人解析がある。親子3人解析では、新生バリアントde novo variant新生バリアント（de novo variant）de novo variant（新生バリアント）、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）、親由来parent-of-origin 親由来（parent-of-origin）parent-of-origin（親由来） を早く判定でき、候補の絞り込みがしやすい。ただし両親検体が得られないこと自体はES/GSを実施できない理由ではない。

主な適応

ACMGは、1歳未満発症の先天異常 congenital anomalies先天異常（congenital anomalies） congenital anomalies（先天異常）、または18歳未満発症の発達遅滞・知的障害がある小児で、ES/GSを診断評価の第一選択または第二選択として用いることを強く推奨している¹。

既知の家族内バリアントを確認するだけなら標的検査、臨床像が特定の少数遺伝子に強く合うなら遺伝子パネル gene panel 遺伝子パネル（gene panel） gene panel（遺伝子パネル） のほうが、解析範囲と偶発的所見を抑えられることがある。

結果の読み方

配列バリアントsequence variant 配列バリアント（sequence variant）sequence variant（配列バリアント） はACMG・AMPの5段階分類で報告され、VUSを臨床上の意思決定に用いてはならない²。病的または病的の疑いでも、遺伝形式、アレル状態、表現型との一致を確認して初めて、その患者の診断を説明する結果になる。

陰性結果

陰性は「遺伝性疾患がない」ではなく、今回の検体・解析範囲・解析時点では原因を確定できなかったという結果である。次を順に確認する。

1. 疑う遺伝子・エクソンが十分な深さで読めていたか。
2. コピー数変化copy number alterationコピー数変化（copy number alteration）copy number alteration（コピー数変化）、構造変異、反復配列伸長repeat expansion反復配列伸長（repeat expansion）repeat expansion（反復配列伸長）、ミトコンドリアDNAmitochondrial DNAミトコンドリアDNA（mitochondrial DNA）mitochondrial DNA（ミトコンドリアDNA）、低レベルモザイクを解析対象に含めたか。
3. メチル化異常や均衡型 balanced 均衡型（balanced） balanced（均衡型） 再構成など、別原理の検査が必要ではないか。
4. 表現型が増えた、または新しい遺伝子疾患関連が報告された時点で再解析できるか。

遺伝子疾患関連や分類根拠は更新されるため、陰性・未確定例 confirmed 確定例（confirmed） confirmed（確定例） では症例全体の再解析が新たな診断機会になる³。

CMA・核型・標的検査との使い分け

💡 CMAとES/GSは「古い検査と新しい検査」ではなく、見ている異常の型が違う。 発達遅滞・先天異常congenital anomalies 先天異常（congenital anomalies）congenital anomalies（先天異常） ではES/GSを最初または早期に置ける一方、コピー数変化copy number alterationコピー数変化（copy number alteration）copy number alteration（コピー数変化）、ヘテロ接合性消失loss of heterozygosityヘテロ接合性消失（loss of heterozygosity）loss of heterozygosity（ヘテロ接合性消失）、均衡型balanced 均衡型（balanced）balanced（均衡型） 再構成などを疑う場合はCMA・核型・メチル化検査を組み合わせる。GSでも検出できる変異型 mutant 変異型（mutant） mutant（変異型） は解析パイプラインと検証範囲に依存するため、報告書の対象範囲を確認する。

⚠️ 実施・判読上の注意

• 解析前に目的と報告範囲を共有する。 主訴chief complaint 主訴（chief complaint）chief complaint（主訴） と無関係 unrelated 無関係（unrelated） unrelated（無関係） だが医学的対応が可能な二次的所見、保因者所見、血縁関係に関わる所見をどこまで返すかは、検査室の方針と本人・家族の意思を確認する。
• 表現型情報の質が結果を左右する。 発症年齢、陰性所見、画像・生化学所見、3世代家系図 pedigree 家系図（pedigree） pedigree（家系図） まで具体的に提供すると候補を絞りやすい。
• VUSを診断名へ変換しない。 家系内分離、機能検査functional test機能検査（functional test）functional test（機能検査）、追加症例で再分類されるまで、治療や発症前検査 presymptomatic testing 発症前検査（presymptomatic testing） presymptomatic testing（発症前検査） の根拠にしない。
• 低レベルモザイクでは検体を選ぶ。 血液に変異が少ない疾患では、皮膚、口腔粘膜、病変組織など別検体が必要になることがある。
• GSでも万能ではない。 長い反復配列伸長 repeat expansion反復配列伸長（repeat expansion） repeat expansion（反復配列伸長）、偽遺伝子pseudogene 偽遺伝子（pseudogene）pseudogene（偽遺伝子） を持つ領域、均衡型balanced 均衡型（balanced）balanced（均衡型） 再構成、メチル化異常、低ヘテロプラスミー heteroplasmy ヘテロプラスミー（heteroplasmy） heteroplasmy（ヘテロプラスミー） のミトコンドリア変異は、専用検査や別検体で補う場合がある。
• データの再解析方針を確認する。 誰が、どの契機で、費用をどう扱い再解析を依頼するかは施設により異なる。

まとめ

• ESは主にエクソン、GSはコード・非コード領域を含むゲノム全体を解析し、候補遺伝子candidate gene 候補遺伝子（candidate gene）candidate gene（候補遺伝子） を絞れない遺伝性疾患疑いに用いる。
• 小児の先天異常 congenital anomalies先天異常（congenital anomalies） congenital anomalies（先天異常）・発達遅滞・知的障害では、ES/GSを第一選択または第二選択として早期に用いることが推奨される。
• 病的から良性まで5段階で判定し、VUSは治療や家族の予測検査の根拠にしない。
• CMAはコピー数変化 copy number alterationコピー数変化（copy number alteration） copy number alteration（コピー数変化）、核型は大きな再構成、ES/GSは配列変異を主に見る。陰性後は見落としうる変異型 mutant 変異型（mutant） mutant（変異型） に合う別検査を選ぶ。
• 陰性は遺伝性疾患の否定ではない。表現型と知識の更新に応じて再解析を検討する。