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다해 위
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1 원 저 J Korean Neurol Assoc / Volume 22 / June, 2004 Cx32 유전자돌연변이를보인 CMTX 와 PMP22 유전자중복을보인 CMT1A 환자들의임상및전기생리학적특성비교 이화여자대학교의과대학신경과학교실, 공주대학교생명과학과 *, 연세대학교의과대학신경과학교실 최병옥정기화 * 박기덕김승민 신상희 * 선우일남 Comparison of Clinical and Electrophysiological Characteristics between CMTX with Cx32 Missense Mutation and CMT1A with PMP22 Duplication Byung-Ok Choi, M.D., Ki Wha Chung, Ph.D.*, Kee Duk Park, M.D., Seung-Min Kim, M.D., Sang Hee Shin*, Il Nam Sunwoo, M.D. Department of Neurology, Ewha Womans University College of Medicine, Seoul; Department of Biological Science, Kongju National University*, Gongju; Department of Neurology, Yonsei University College of Medicine, Seoul, Korea Background: Charcot-Marie-Tooth (CMT) disease is a clinically and genetically heterogeneous disorder. Connexin32 (Cx32) gene mutations on Xq13.1 cause the X-linked form of CMT disease, and PMP22 gene duplication on 17p11.2-p12 causes CMT1A. The aim of the present study is to determine the clinical and electrophysiological characteristics between X-linked CMT patients with Cx32 missense mutations and CMT1A patients with PMP22 duplications. Methods: We screened for 17p11.2-p12 duplication, and for point mutations in Cx32 genes of 48 Korean CMT families. Both neurological examination and nerve conduction studies were performed in all patients. Results: Frequency of CMTX (6.3%) in our study was similar to Japanese, and was lower than those in European peoples. CMTX patients displayed man-to-man transmission, and had cranial nerve involvement. CMTX patients showed more wide range of motor and sensory nerve conduction velocities than CMT1A patients. We found one family with axonal neuropathy and two families with demyelinating neuropathy in CMTX patients. Conclusions: Our findings suggest that mutations in Cx32 are probably less frequent in Asian CMT patients than European patients, and CMTX neuropathy is intermediary between CMT1 and CMT2. In addition, inheritance pattern and cranial nerve involvement are useful in differentiating CMTX from CMT1A with duplication. J Korean Neurol Assoc 22(3):226~234, 2004 Key Words: Charcot-Marei-Tooth disease, Cx32, PMP22, CMTX, Mutation 서론 Received October 1, 2003 Accepted January 15, 2004 *Address for correspondence Il Nam Sunwoo, M.D. Department of Neurology, Yonsei University College of Medicine C.P.O. Box 8044, Seoul, Korea Tel: Fax: neuro@yumc.yonsei.ac.kr * 본논문은 2003년도한국학술진흥재단의지원에의하여연구되었음 (KRF E00179). Charcot-Marie-Tooth (CMT) 질환은유전학적으로뿐만아니라임상적, 전기생리학적으로상당히이질적이다. 1 CMT1A 는 CMT 중에서가장높은비율을차지하며, 말초신경수초단백질을만드는데관여하는 PMP22 (peripheral myelin protein 22) 유전자를포함하는염색체 17p11.2-p12 의중복 (duplication) 이원인으로알려져있다. 2 CMT1A 다음으로높은빈도를차지하는것은 226

2 Cx32 유전자돌연변이를보인 CMTX 와 PMP22 유전자중복을보인 CMT1A 환자들의임상및전기생리학적특성비교 간극결합 (gap junction) 을형성하는 connexin32 (Cx32; gap junction protein β1, GJB1) 유전자의점상돌연변이에의해발생하는 X-linked Charcot-Marie-Tooth (CMTX) 질환으로 1889 년 Herringham 3 에의해처음으로보고되었고, 1993 년에 Bergoffen 등 4 에의해유전자변이가보고되었다. CMTX 는유전자변이가 X 염색체에위치하므로아버지에서아들로는유전되지않으며, 남자는여자환자보다신경전도속도의저하및임상양상이심하다는특징이있다. 5,6 또한 CMTX 질환이근본적으로축삭형신경병증 (axonal neuropathy) 인지혹은탈수초성신경병증 (demyelinating neuropathy) 인지에대해서는서로다른의견들이존재하고있다. 7,8 아직까지우리나라 CMT1A 와 CMTX 환자들을대상으로특성을비교한논문은없었다. 이에저자들은임상적진찰소견및전기생리학적검사상 CMT 로진단된 48 가족을대상으로하여유전자검사를하였고, 이들중 Cx32 유전자의과오돌연변이 (missense mutation) 가발견된 CMTX 환자들과 PMP22 유전자의중복이확인된 CMT1A 환자들을대상으로하여임상및전기생리학적특성들을비교해보고자하였다. 대상과방법 1. 대상 신경학적진찰소견, 전기생리학적검사및비복신경조직검사등을하여 CMT 으로진단된 48 가족 (207 명의한국인환자및가족구성원 ) 을대상으로하였다. 이들중상염색체우성유전을하며전기생리학적검사소견상정중신경의전도속도가 38 m/s 이하인 CMT 1 형은 23 가족, 상염색체우성유전을하며정중신경의전도속도가 38 m/s 이상인 CMT 2 형은 14 가족, Dejerine- Sottas syndrome 으로생각되고태생시부터증상이시작되었으며정중신경의전도속도가 8 m/s 이하인 CMT 3 형은 3 가족, 상염색체열성유전을하는 CMT 4 형 3 가족, 그리고 X 염색체우성유전을하는 CMTX 는 3 가족이었으며명확하게분류하기어려운경우가 2 가족이있었다. 정상대조군으로는임상소견및전기생리학적검사상 CMT 에합당한신경병증의소견이없으면서동시에 CMT 의가족력이없는 105 명 ( 남자 43 명, 여자 62 명 ) 을선택하여대조군으로하였다. 임상양상을비교하기위해서발병연령, 질병기간, CMT 로인한기능저하척도 (functional disability scale; FDS), 근육위축, 발모양변형, 척추측만증등을조사하였다. 발병연령은운동이나감각의저하, 혹은발모양변형등, CMT 의증상이처음으로나타났던시기로하였으며, 질병기간은환자가병원을방문한시점과발병연령사이의기간으로하였다. 저자들은 CMTX 의심한정도를측정하기위하여 9 단계로된기능저하척도를사용하였는데기준은다음과같다. 7 0; 정상, 1; 정상이지만피로감이나통증이있는경우 (rmal but with cramps and fatigability), 2; 달리기를할수없는경우 (inability to run), 3; 걷기가어렵지만도움없이걷는것이가능한경우 (walking difficulty but still possible unaided), 4; 지팡이를가지고걸을수있는경우 (walk with cane), 5; 목발을가지고걸을수있는경우 (walk with crutches), 6; 보조기를착용하고걸을수있는경우 (walk with a walker), 7; 휠체어를타고다녀야하는경우 (wheelchair bound), 8; 누워서생활하는경우 (bedridden). 모든연구대상에대해서는면접을하고본질환에대하여충분히설명하였으며유전자검사에대한동의를구하였다. 동의한환자및가족구성원들과정상대조군들을대상으로채혈을통한유전자검사를하였다. 2. 전기생리학적검사 모든연구대상에서정중신경, 척골신경의운동및감각신경과비골신경, 후경골신경의운동신경, 비복신경의감각신경을검사하였다. 청각장애가의심되는모든환자들을대상으로전정신경의이상유무를검사하기위하여뇌간청각유발전위검사 (brainstem auditory evoked potential; BAEP) 를하였다. 또한안면마비증상을보인환자를대상으로안면신경전도검사및순목반사 (blink reflex) 를하였다. 3. PMP22 유전자중복검사 CMT 가계의환자및가족구성원들과정상대조군들로부터말초혈액 10 ml를 EDTA가처치된튜브에모은후, DNA 정제장치 (Promega, USA) 를사용하여 geme DNA를추출하였다. 추출된환자및가족의 gemic DNA에서염색체 17p 부위에위치하며 short tandem repeats polymorphism을보이는 marker 를사용하여유전자형의중복여부를검사하였다 (Table 1). PCR은 32-P- labelled primer 및 antisense primer 각 20 pmole, 1X PCR buffer, dntp 250 µm, template 50 ng, Taq polymerase (Takara) 1 unit를첨가하였으며최종부피는 25 µl로하였다. PCR program 은 7분간의 initial denaturation후, 94 에서 1분, 60 에서 1분, 72 에서 30초로하여 35회반복하였다. 반응이끝난후, PCR 산물의 2 µl를취해 gel loading buffer 1 µl를첨가하여 6% acrylamide/8m urea denaturation gel에 35 watt로약 2시간 30분간전기영동하였다. 전기영동이끝난후 gel을 15% acetic acid 용액에서고정한후헤어드라이어로건조시키고 X-ray 필름을붙여 -70 에서약 12~15시간노출시킨다음이를현상하여결과를판독하였다. 22 권 3 호대한신경과학회지 227

3 최병옥정기화박기덕김승민신상희선우일남 Table 1. Microsatellite markers and PCR conditions used for the analysis of CMT patients with chromosome 17p11.2-p12 duplication Marker PCR condition Name (Locus) Map* (cm) Duplex PCR Size (bp) Temp ( ) Primer sequences (5' 3') D17S I F: GTGTTGTATTAGGCAGAGTTCTCC R: CACCATAATCATGTCAGACAATCC D17S II F: GGTTGGGTGTCCTTGGCCTAC R: ACTGGTGCATCCATGAGCATGC D17S F: AGCACCATGCCGGGCCACAC R: AGATGGATAAGATGATCATGTTAC D17S II F: CAACAACAGCGAAACTCTGTCTC R: AGACCCTGGAAGATCAACTACC D17S122 I F: AGAACCACAAAAATGTCTTGCATTC R: GGCCAGACAGACCAGGCTCTGC D17S F: CTAGGCACTGAAGCCAGGAAG R: TTCTGGAAACCTACTCCTGAGC *Marshfield's genetic distance (centi-morgan from the end of short arm). Table 2. Primer sequences for PCR amplification of Connexin32 gene Exons Primers Sequences (5' 3') Promoter P1 and exon 1A Promoter P2 and exon 1B Exon 2 Cx1AF Cx1AR Cx1BF Cx1BR Cx2AF Cx2AR Cx2BF Cx2BR Cx2CF Cx2CR GCAGCTTGCCCGCACTGTGGATC CCGGCCCACTGTGCCACATCAGC TCCCCTCTTCACATCCACCT GCTCCTTAACTCCAGACCTG CTACTGGCTCTTGGAAGAGTTGA TGCTGGTGAGCCACGTGCATGGC TGTGGTCCCTGCAGCTCATCCTA CGGATGATGAGGTACACCACCTC CTTCACCGTCTTCATGCTAGCTG AGGCAGAGGCCTGTGCACCGGCA BigDye Terminator Cycle Sequencing Kit 를이용하여양방향의염기서열을결정하고, 서열의판독은 CHROMAS (Ver. 2.23) 프로그램을이용하였다. 여자환자에서우성돌연변이는정상서열 (wild allele) 과돌연변이서열 (mutant allele) 이혼합되어있어염기서열판독상의오류를범할수있으므로, 새로운변이가관찰된해당 DNA 단편을 TA PCR 클로닝벡터 (Promega, USA) 에삽입시킨후 10 개이상의독립적콜로니로부터추출된플라스미드의 DNA 단편의염기서열을분석하여정상서열과돌연변이서열이모두검출되는지를재확인하였다. 결과 4. Cx32 유전자 sequencing Cx32 유전자의돌연변이를관찰하기위해서 Cx32 유전자의 promoter (P1 및 P2), exon 및인접 intron 부위를 PCR 방법으로증폭한후, sequencing 을하여구체적인돌연변이를검색하였다. Cx32 유전자의해당부위를증폭하기위한 PCR 반응은주형 DNA 30~50 ng, 각 primer 10 pmol, dntps 200 µm, MgCl mm, Taq polymerase 0.5 unit 및 1X reaction buffer (Promega, USA) 가포함된 50 µl 의반응용액을이용하여 PCR 증폭장치 (Perkin Elmer PE2700, USA) 에서 32 회싸이클링으로실시하였다. 각부위의 PCR 을위해사용된 primer 는 Table 2 와같다. PCR 실시후증폭된 DNA 는정제한후자동염기서열분석기 (ABI 3700, USA) 에서 1. 유전자검사 신경학적진찰소견및전기생리학적검사상 CMT 질환으로진단된 48 가족 207 명과정상대조군 105 명을대상으로하여 PMP22 유전자와 Cx32 유전자의돌연변이에대한분석을실시하였다. PMP22 유전자의중복은 13 가족 34 명에서확인할수있었다. 그리고 1 가족에서 PMP22 유전자의새로운 (vel) 점상돌연변이를발견하여 CMT1A 로진단할수있었으나중복변이가아니므로이번분석에서는제외하였다 (unpublished data). PMP22 유전자의중복이있는경우는 CMT 1 형환자 23 가족중의 57% 에해당하였다. CMT1A 환자가족 (Family ID: FC-9) 의예를 Fig. 1 에서보여주고있다. 환자 (II-5: 화살표로표시 ) 에서 short tandem repeats polymorphism 을보이는 6 개 marker 를사용한이형성 228

4 Cx32 유전자돌연변이를보인 CMTX 와 PMP22 유전자중복을보인 CMT1A 환자들의임상및전기생리학적특성비교 Figure 1. Pedigree of a CMT1A family (family ID; FC-59) with PMP22 duplication in chromosome 17p11.2-p12. The open symbols stand for unaffected males ( ) and unaffected females ( ). The filled symbols represent affected males ( ) and affected females ( ). The symbols ( ) indicate persons whose DNA is used for the analysis with 6 microsatellites. Alleles of the individuals within parentheses are inferred. The arrow indicates the proband. The duplication of the six-marker region responsible for CMT1A is indicated by the shadowed box. 단형 (hemizygous haplotype) 은 2/5 (D17S921) - 2/4 (D17S955) - 1/2 (D17S1358) - 9/10 (D17S839) - 11/12 (D17S122) - 5/5 (D17S261) 였으며그의둘째아들 (III-4) 로전달되었으며, 이가족에서환자인구성원 (I-2, II-3, II-11) 에서모두관찰되었고, 환자가아닌경우 (II-6, II-13, III-3) 에는관찰되지않았다. Cx32 유전자의과오돌연변이 (missense mutation) 가 3 가족 (6.3%) 에서발견되었다. 이와함께무증상돌연변이 (silent mutation) 를가진경우도 3 가족에서발견되었다 (Table 3). 저자들이발견한돌연변이인 Val136Ala 은 X 염색체상의 Cx32 유전자의 2 번째 exon 의 136 번단백질을합성하는부분에서 GTC 가 GCC 로변하여발린 (valine; Val) 이알라닌 (alanine; Ala) 으로치환된것을확인하여진단할수있었다. 9 Arg164Gln 은 164 번째단백질을합성하는부분에서 CGG 가 CAG 로변하여아르기닌 (arginine; Arg) 이글루타민 (glutamine; Gln) 으로치환된것을확인하여진단할수있었다 (Fig. 2). 그리고 Cys168Arg 은 X 염색체상의 Cx32 유전자의 168 번단백질을합성하는부분에서 TGC 가 CGC 로변하여시스테인 (cysteine; Cys) 이아르기닌 (arginine; Arg) 으로치환된것을확인하여 CMTX 로진단할수있었다. 10 무증상돌연변이는 Leu10Leu 과 Ser198Ser 으로각각 CTC 가 CTT 로치환되고 TCT 가 TCA 로치환된것을확인할수있었다. 위 의모든경우에정상대조군인남자 53 명과여자 62 명을대상으로같은돌연변이부위에대하여검사하였으나이상이있는경우는한예도없었다. 돌연변이판정의정확성을기하기위하여 PCR 산물을 TA 벡터에삽입한후염기서열을알아보는이중검증을실시하였는데, 4 개의클론이모두돌연변이형을보여해당과오돌연변이및무증상돌연변이의상태를재확인하였다. 그리고한국인환자들을대상으로 Cx32 유전자검사를하였을때, 저자들은이제까지보고되지않았던새로운돌연변이들을발견하게되었다. Val136Ala 및 Cys168Arg, Ser198Ser 의 3 가지변이형이새로운 (vel) 돌연변이임을확인할수있었으며기존의변이형에새로이한국인에서발견된변이형으로추가할수있게되었다. 촉진자 (promoter) P1 지역의 -48 번에서 C 가 G 로, -228 번에서 G 가 A 로바뀌는변이가각각 3 가족에서발견되었으나정상대조군을대상으로같은돌연변이가있는지를검사하였을때같은변이가존재함을확인하여이것은 CMTX 의원인유전변이가아닌단순한유전자다형성 (polymorphism) 인것으로판명할수있었다 (Table 4). 2. CMTX 와 CMT1A 환자의임상적특성 X 염색체상의 Cx32 유전자에과오돌연변이가있었던 22 권 3 호대한신경과학회지 229

5 최병옥정기화박기덕김승민신상희선우일남 Table 3. Mutational analysis of the coding region (exon2) in the Cx32 gene of the CMT patients Mutation Family number Family member Affection state Getype Leu10Leu (CTC-CTT) Val136Ala (GTC-GCC) Arg164Gln (CGG-CAG) Cys168Arg (TGC-CGC) Ser198Ser (TCT-TCA) CMT#5 CMT#20 CMT#2 CMT#30 CMT#22 CMT#2 proband ( ) father mother sister proband ( ) mother proband ( ) mother sister grandmother proband ( ) proband ( ) proband ( ) mother sister grandmother T C C/T C/C C/T C/T C:43 C/C:62 T/C T:43 :62 A G:43 G/G:62 C T:43 :62 T/A T:43 :62 Table 4. Mutational analysis of the promoter region and exon1 in the Cx32 gene of the CMT patients Mutation C-48G (GCT-GGT) G-228A (GGG-GAG) Family number CMT#4 CMT#6 CMT#8 male (n=6) female (n=10) CMT#19 CMT#22 CMT#34 male (n=9) female (n=10) Affection state Getype C/G G C/G C:5, G:1 C/C:10 A A A G:7, A:2 G/G:8, G/A:2 Figure 2. Sequencing analysis of Cx32 gene. Exon 2 region of Cx32 was amplified by the PCR method and sequenced by automatic sequencing analyzer (ABI 3700). The 164th codon is TGC encoding Cys(cysteine) in rmal sample, whereas, it is replaced into CGC encoding Arg(arginine) in the patient sample. Green lines: adesine residues (A); blue lines: cytosine (C); black lines: guanine (G); red lines: thymine (T). CMTX 환자들의임상양상을 CMT 중에서가장높은빈도를차지하고있는 PMP22 유전자의중복이발견된 CMT1A 환자 34 명의임상양상과비교해보았다. CMTX 환자들은 CMT1A 환자들에비해서발병연령과질병기간이빠른경향을보였으나통계적인유의성은보이지않았다. 기능저하척도 (FDS), 발모양변형, 근육위축, 척추측만증등의임상양상에서도두군사이에는 230

6 Cx32 유전자돌연변이를보인 CMTX 와 PMP22 유전자중복을보인 CMT1A 환자들의임상및전기생리학적특성비교 Table 5. Comparison of clinical aspects between the patients with Cx32 missense mutations (CMTX) and the patients with PMP-22 duplications (CMT1A) CMTX CMT1A* No. of patient 3 34 No. of male (%) 2 (66.7) 13 (38.2) Onset age (year) 13.7± ±14.7 Disease duration (year) 5.0± ±6.6 FDS (%) Low (0 or 1) Moderate (2) High ( 3) Muscular atrophy (%) U/E L/E 1 (33.3) 1 (33.3) 1 (33.3) 1 (33.3) 2 (66.7) 13 (38.2) 10 (29.4) 11 (32.4) 19 (55.9) 29 (85.3) Foot deformity (%) 3 (100) 30 (88.2) Scoliosis (%) 1 (33.3) 5 (14.7) Facial palsy (%) 1 (33.3) 0 (0.0) Hearing deffect (%) 2 (66.7) 0 (0.0) Values are mean±sd, and percentages are in parentheses. *CMT1A patients with chromosome 17p11.2-p12 duplication, functional disability scale. 유의한차이를보이지않았다. 그런데 CMT1A 환자군에서관찰되지않았던청력장애및안면마비등뇌신경장애소견이 CMTX 환자군에서는각각 2 명과 1 명에서관찰되었다 (Table 5). 3. CMTX 와 CMT1A 환자의전기생리학적특성 Cx32 유전자돌연변이가있는 CMTX 환자들과 PMP22 유전자중복이있는 CMT1A 환자의신경전도검사결과를비교해보았다 (Table 6). CMTX 환자군에서는정중신경및척골신경의운동신경전도속도가 38 m/s 보다빠른경우가있었다. 따라서 CMTX 는 CMT1 과 CMT2 의전기생리학적특성을모두보여주었다. CMTX 와 CMT1A 환자군모두에서정중신경운동신경을측정할수없는경우는없었다. 그런데 CMT1A 환자군의경우, 비골신경에서는 60% (15 예 ), 그리고후경골신경검사에서는 52% (13 예 ) 에서측정이불가능하였다. 그리고 CMTX 환자군에서는척골신경, 비골신경에서각각 1 예씩 (33%) 에서측정이되지않았다. 감각신경검사상 CMT1A 환자군에서는척골신경과비복신경에서각각 84% (21 예 ) 가측정되지않았고, 다음으로정중신경에서는 80% (20 예 ) 가측정이불가능하였다. 이에비하여 CMTX 환자군에서는정중신경및척골신경검사에 서각각 1 예 (33%), 그리고비복신경에서는 2 예 (67%) 가측정되지않았다. 청각장애가의심되는모든환자들을대상으로뇌간청각유발전위검사를하였고 CMTX 환자 2 명에서양쪽청각신경전도장애의소견을관찰할수있었으나 CMT1A 환자군에서는이상소견을가진경우를발견할수없었다. 안면마비를보인환자를검사하기위해안면신경전도검사및순목반사를하였다. 안면신경전도검사상복합근육활동전위가작아지거나신경전도속도가저하된소견을보였으며순목반사는양쪽모두에서측정이되지않았다. 그런데 CMT1A 환자에서는안면마비의소견을보이는경우가관찰되지않았다. 고찰 선천성질환의원인유전자를분리하고분자생물학적발병기전을규명하기위한연구가세계적으로활기를띠고있다. 1 분자유전학의발전으로이제까지확실하지않던여러유전성질환의본질이규명되면서질병에대한진단과치료의개념이변화하고있으며, 질병의분류도많이달라지고있는데대표적인것으로주로하지비골근육에서서서히진행하는근력약화와위축을특징으로하는 CMT 질환을들수있다. 2 CMT 질환은병리학적소견에의하여탈수초성신경병증인 CMT1 형과축삭형신경병증인 CMT2 형으로나누는데, CMT1 형은다시유전자변이에따라 CMT1A, 1B, 1C 로구분하며 CMT2 형은 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F 로나눌수있다 그리고상염색체열성유전을하는 CMT4 형은유전자변이에따라 CMT4A 에서 4F 까지분류된다 이외에 X 염색체의변이에의한 CMTX 형과태생시부터심한증상을보이는 CMT3 형이있다 이중 CMT1A 는 CMT 질환중에서가장높은비율을차지하며말초신경수초의단백질을만드는데관여하는 PMP22 유전자를포함하는염색체 17p11.2-p12 의중복이원인으로알려져있는데, 대부분에서중복이발견되지만드물게는 PMP22 유전자에서점상돌연변이도관찰된다. 12 그외에 MPZ (myelin protein zero) 유전자에서의돌연변이는대부분 CMT1B 를유발하는것으로알려져있지만간혹 CMT2F 형을유발시키기도한다. 11,23 그리고 EGR2 (early growth response 2) 의돌연변이는 CMT 1 형과 Dejerine-Sottas neuropathy, congenital hypomyelination 을유발하는것으로알려져있다. 24 CMT 질환중에서 CMT1A 다음으로높은빈도를차지하는것은간극결합을형성하는 Cx32 유전자의변이에의해발생하는 CMTX 형이알려져있다. 3,4 이러한간극결합은주로주변세포들사이에서세포간채널 (intercelluar channels) 을형성하고있으며말초신경계뿐만아니라간, 콩팥, 폐, 위및중추신경계등체내의많은조직들에서발현된다. 25 또한 Cx32 유전자는말초 22 권 3 호대한신경과학회지 231

7 최병옥정기화박기덕김승민신상희선우일남 Table 6. Comparison of electrophysiological aspects between the patients with Cx32 missense mutations (CMTX) and the patients with PMP-22 duplications (CMT1A) Median motor nerve DML (ms) CMAP (mv) MNCV (m/s) Ulnar motor nerve DML (ms) CMAP (mv) MNCV (m/s) Peroneal nerve DML (ms) CMAP (mv) MNCV (m/s) Tibial nerve DML (ms) CMAP (mv) MNCV (m/s) Median sensory nerve SNAP (µv) SNCV (m/s) Ulnar sensory nerve SNAP (µv) SNCV (m/s) Sural nerve SNAP (µv) SNCV (m/s) CMTX (n=3) CMT1A* (n = 25) CMT#2 CMT#22 CMT#30 range mean SD range ~ ~ ~ ~ ~10.1 ~ ~ ~0.4 ~ ~ ~1.8 ~37.5 ~20.4 ~35.0 ~10.0 ~34.2 ~6.0 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~5.3 ~ ~ ~9.5 ~32.7 ~10.0 ~25.4 ~8.8 ~30.3 ~10.4 ~21.6 DML, distal motor latency, CMAP; compound muscle action potential, MNCV; motor nerve conduction velocity, SNAP; sensory nerve action potential, SNCV; sensory nerve action potential, ; t determined, *CMT1A patients with chromosome 17p11.2-p12 duplication, standard deviation 신경계의수초단백질인 Schwann cell뿐만아니라중추성수초단백질인 oligodendrocyte에서도발현이되므로 Po나 PMP-22 등말초신경계수초단백질에만발현되는유전자의이상에의해발생하는다른 CMT 질환들과는달리뇌신경및중추신경계에서의병변도보고되어있다. 5,6,21 본연구에서 Cx32 유전자의과오돌연변이를보이는 CMTX 환자는전체 48 가족중 3가족으로 6.3% 에해당하였다. 이수치는같은아시아국가인일본 26 의 5.6% 와는유사하지만유럽국가들인핀란드 27 (20.7%), 러시아 28 (13.0%), 독일 29 (11.9%) 등과비교하면절반에도못미치는빈도임을알수있다. 이제까지의연구결과들을보면많은유전병들이유전적이질성을보이며, 질병의종류, 발병시기, 진행양상은인종에따라큰차이를보였다 따라서동일한유전병에대해서도집단에따른 유전적원인분석이이루어져야할것이다. 그러므로앞으로보다많은연구가있어야하겠지만 CMT 질환에있어서도동양과서양에는인종및지역간의차이가있을것으로생각된다. 저자들이 CMTX 환자와 CMT1A 환자들의임상양상을서로비교해보았을때, 발병연령, 질병의심한정도와근육위축등에서는유의한차이가없다는사실을발견하였다. 이것이오랫동안 CMTX 가 CMT1 형의한아형으로포함되었던이유가되었을것으로추정된다. 2,30 그런데 CMT1A 에비해서 CMTX 환자들이가지는또다른특성은뇌신경을침범한증상을보일수있다는것이다. 5,6 본 CMTX 환자들에서도청각신경전도장애및안면마비등이관찰되었다. 그리고 CMTX 는유전자변이가 X 염색체상에위치하므로아버지에서아들로는유전되지않으며, 남자환자는여자환자보다신경전도속 232

8 Cx32 유전자돌연변이를보인 CMTX 와 PMP22 유전자중복을보인 CMT1A 환자들의임상및전기생리학적특성비교 도의저하및임상양상이심하게나타나는특징이있다고알려져있다. 5 본연구에서도아버지에서아들로유전되는경우는없었고, 2 가족에서어머니는증상이가벼워서일상생활을영위하는데별다른지장이없었으나아들은발모양의변형이심하고걷는데장애가있는등임상증상이여자보다남자에서심한것이발견되었다. 그러나증례수가적어서남자환자와여자환자들의임상적및전기생리학적차이를통계적으로비교할수는없었으며, 앞으로보다많은환자들을대상으로조사분석할필요가있다고생각된다. 따라서 CMTX 환자들과 CMT1A 와비교할때에는 X 염색체우성유전을한다는것과뇌신경을침범한증상을보일수있다는점을감별의대상으로삼아야할것으로생각된다. CMTX 질환이근본적으로축삭형신경병증인지혹은탈수초성신경병증인지에대해서는아직까지도서로다른의견들이존재하고있다. 7,8 CMTX 는말초신경의수초단백질장애로인해발생하는질환이지만그병인이축삭형신경병증인지혹은탈수초성신경병증인지에대해서는아직도의견의일치를보지못하고있다. 5-8 일부학자들은축삭형신경병증을보인다고주장한반면, 일부에서는탈수초성신경병증이라고보고하였다. 6-8 그런데 Fischbeck 등 8 은축삭형신경병증을가진 2 가족과탈수초성신경병증을가진 1 가족을동시에보고하였으며, Vital 등 6 은신경조직검사상 CMTX 환자들은축삭소실과재수초화 (remyelination) 를모두보였다고하였다. 또한 CMTX 환자의신경전도검사상남자에서는 25~40 m/s, 여자에서는 25~50 m/s 를보인다고알려져있으며 CMT 1 형과 CMT 2 형의중간형에해당한다고하는보고도있었다. 4,5 저자들은 CMTX 와 CMT1A 환자들에서신경전도속도의범위를조사하였다. PMP22 유전자의중복이확인된 CMT1A 환자군에서는정중신경의전도속도가 2.4~36.0 m/s 로 38 m/s 보다빠른경우는관찰되지않았으며탈수초성신경병증에합당한소견을보였다. 그런데 Cx32 유전자변이가있는 CMTX 환자들의정중신경전도속도는 20.0~42.7 m/s 로이전에보고된결과와일치하였으며탈수초성신경병증과축삭형신경병증에모두해당한다고할수있었다. 특히 CMT#30 환자의신경전도속도검사결과는축삭형신경병증에합당하다고생각되었다. 그런데 CMT#2, 22 환자의경우에는탈수초성신경병증의소견을보이고있었으며 CMT1A 환자군에서보이는소견과대부분일치하고있었으므로전기생리학적검사결과만으로는감별에어려움이있음을알수있었다. 그러나단면적연구 (cross-section study) 의결과보다는추적검사를통한전향적연구 (cohort study) 의결과가필요하다고생각되며앞으로이러한부분에대해서는추후에보다많은한국인 CMTX 환자들을대상으로전향적인추적연구조사를하는것이필요할것으로생각된다. 본연구를통하여한국인에서 CMT 질환을유발하는 돌연변이및새로운유전자들을찾을수있었고, 이결과는 CMT 질환의발병및진행과정에대한분자유전학적기작을이해하는데도움이되며, 이와함께한국인에게적합한 CMT 진단및치료법을개발하는데도움이될것이다. 또한어느가계가 X 염색체와연관된 Cx32 유전자의돌연변이로원인이밝혀졌다면, 아버지의질병은 100% 딸에게전달되지만, 아들에게는질병이전혀전달되지않을것이므로본연구의결과는 CMTX 가계의중요한유전상담자료로도활용될수있을것이다. REFERENCES 1. Berger P, Young P, Suter U. Molecular cell biology of Charcot-Marie-Tooth disease. Neurogenetics 2002;4: Harding AE. From the syndrome of Charcot, Marie and Toothe to disorders of peripheral myelin proteins. Brain 1995;118: Herringham WP. Muscular atrophy of the peroneal type affecting many members of a family. Brain 1889;11: Bergoffen J, Scherer SS, Wang S, Scott MO, Bone LJ, Paul DL, et al. Connexin mutations in X-linked Charcot-Marie- Tooth disease. Science 1993;262: Hahn AF, Bolton CF, White CM, Brown WF, Tuuha SE, Tan CC et al. Getype/phetype correlations in X-linked dominant Charcot-Marie-Tooth disease. Ann N Y Acad Sci 1999;883: Vital A, Ferrer X, Lagueny A, Vandenberghe A, Latour P, Goizet C, et al. Histopathological features of X-linked Charcot-Marie-Tooth disease in 8 patients from 6 families with different connexin32 mutations. J Peripher Nerv Syst 2001;6: Birouk N, LeGuern E, Maisobe T, Rouger H, Gouider R, Tardieu S, et al. X-linked Charcot-Marie-Tooth disease with connexin 32 mutations: clinical and electrophysiologic study. Neurology 1998;50: Fischbeck KH, ar-rushdi N, Pericak-Vance M, Rozear M, Roses AD, Fryns JP. X-linked neuropathy: gene localization with DNA probes. Ann Neurol 1986;20: Choi BO, Chung KW, Kim SM, Park KD, Lee MS, Shin SH, et al. A vel V136A mutation in Cx32 and a R359W mutation in EGR2 within a Charcot-Marie-Tooth patient. J Korean Neurol Assoc 2004;22: Choi BO, Sunwoo IN, Park KD, Kim YJ, Choi KG, Lee MS, et al. X-linked Charcot-Marie-Tooth patient with a vel Cys168Arg missense mutation in the connexin32 gene. J Korean Neurol Assoc 2004;22: Marrosu MG, Vaccargiu S, Marrosu G, Vannelli A, Cianchetti C, Muntoni F. Charcot-Marie-Tooth disease type 2 associated with mutation of the myelin protein zero gene. Neurology 1998;50: Roa BB, Garcia CA, Suter U, Kulpa DA, Wise CA, Mueller J, et al. Charcot-Marie-Tooth disease type 1A association with a spontaneous point mutation in the PMP22 gene. N Engl J Med 1993;329: Ben Othmane K, Middleton LT, Loprest LJ, Wilkinson KM, 22 권 3 호대한신경과학회지 233

9 최병옥정기화박기덕김승민신상희선우일남 Lenn F, Rozear MP, et al. Localization of a gene (CMT2A) for autosomal dominant Charcot-Marie-Tooth disease type 2 to chromosome 1p and evidence of genetic heterogeneity. Gemics 1993;17: Igarashi M, Thompson EI, Rivera GK. Vincristine neuropathy in type 1 and type 2 Charcot-Marie-Tooth (hereditary motor and sensory neuropathy). Med Pediatr Oncol 1995;25: Guilbot A, Williams A, Ravise N, Verny C, Brice A, Sherman DL, et al. A mutation in periaxin is responsible for CMT4F, an autosomal recessive form of Charcot-Marie- Tooth disease. Hum Mol Genet 2001;10: Senderek J, Bergmann C, Weber S, Ketelsen UP, Schorle H, Rudnik-Schoneborn S, et al. Mutation of the SBF2 gene, encoding a vel member of the myotubularin family, in Charcot-Marie-Tooth neuropathy type 4B2/11p15. Hum Mol Genet 2003;12: Boerkoel CF, Takashima H, Stankiewicz P, Garcia CA, Leber SM, Rhee-Morris L, et al. Periaxin mutations cause recessive Dejerine-Sottas neuropathy. Am J Hum Genet 2001;68: Nelis E, Erdem S, Van Den Bergh PY, Belpaire-Dethiou MC, Ceuterick C, Van Gerwen V, et al. Mutations in GDAP1: autosomal recessive CMT with demyelination and axopathy. Neurology 2002;59: Senderek J, Bergmann C, Ramaekers VT, Nelis E, Bernert G, Makowski A, et al. Mutations in the ganglioside-induced differentiation-associated protein-1 (GDAP1) gene in intermediate type autosomal recessive Charcot-Marie-Tooth neuropathy. Brain 2003;126: Simonati A, Fabrizi GM, Taioli F, Polo A, Cerini R, Rizzuto N. Dejerine-Sottas neuropathy with multiple nerve roots enlargement and hypomyelination associated with a missense mutation of the transmembrane domain of MPZ/P0. J Neurol 2002;249: Scherer SS, Deschenes SM, Xu YT, Grinspan JB, Fischbeck KH, Paul DL. Connexin32 is a myelin-related protein in the PNS and CNS. J Neurosci 1995;15: Bone LJ, Deschenes SM, Balice-Gordon RJ, Fischbeck KH, Scherer SS. Connexin32 and X-linked Charcot-Marie-Tooth disease. Neurobiol Dis 1997;4: Hattori N, Yamamoto M, Yoshihara T, Koike H, Nakagawa M, Yoshikawa H, et al. Demyelinating and axonal features of Charcot-Marie-Tooth disease with mutations of myelinrelated proteins (PMP22, MPZ and Cx32): a clinicopathological study of 205 Japanese patients. Brain 2003;126: Warner LE, Svaren J, Milbrandt J, Lupski JR. Functional consequences of mutations in the early growth response 2 gene (EGR2) correlate with severity of human myelipathies. Hum Mol Genet 1999;8: Kumar NM, Gilula NB. Cloning and characterization of human and rat liver cdnas coding for a gap junction protein. J Cell Biol 1986;103: Numakura C, Lin C, Ikegami T, Guldberg P, Hayasaka K. Molecular analysis in Japanese patients with Charcot-Marie- Tooth disease: DGGE analysis for PMP22, MPZ, and Cx32/GJB1 mutations. Hum Mutat 2002;20: Silander K, Meretoja P, Juvonen V, Ignatius J, Pihko H, Saarinen A, et al. Spectrum of mutations in Finnish patients with Charcot-Marie-Tooth disease and related neuropathies. Hum Mutat 1998;12: Mersiyava IV, Ismailov SM, Polyakov AV, Dadali EL, Fedotov VP, Nelis E, et al. Screening for mutations in the peripheral myelin genes PMP22, MPZ and Cx32 (GJB1) in Russian Charcot-Marie-Tooth neuropathy patients. Hum Mutat 2000;15: Huehne K, Benes V, Thiel C, Kraus C, Kress W, Hoeltzenbein M, et al. Novel mutations in the Charcot- Marie-Tooth disease genes PMP22, MPZ, and GJB1. Hum Mutat 2003;21: Chance PF, Pleasure D. Charcot-Marie-Tooth syndrome. Arch Neurol 1993;50:

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< C1B6C7F6C1F62DC3D6BAB4BFC D E687770> 원저 J Korean Neurol Assoc / Volume 2 / October, 2005 CMT 환자들에서 Neurofilament Light Chain (NEFL) 유전자돌연변이분석 이화여자대학교의과대학신경과학교실, 공주대학교생명과학과 a, 연세대학교의과대학신경과학교실 b, 부산대학교의과대학신경과학교실 c 조현지정기화 a 선우일남 b 박기덕김대성 c 서범천