대한임상신경생리학회지 11(2):59~63, 2009 ISSN 1229-6414 Case Report 미요시근육병환자에서밝혀진 Dysferlin 유전자돌연변이 동국대학교의과대학신경과학교실 1, 부산대학교의과대학신경과학교실 2, 연세대학교의과대학신경과학교실 3 지명구 1 김남희 1 김대성 2 최영철 3 Identification of a Dysferlin Gene Mutation in One Patient Showing Clinical Manifestation of Miyoshi Myopathy Myung-Goo Ji, M.D. 1, Nam-Hee Kim, M.D. 1, Dae-Seong Kim, M.D. 2, Young-Chul Choi, M.D. 3 Departments of Neurology, 1 Dongguk University College of Medicine, Gyeonggi; 2 Pusan National University School of Medicine, Busan; 3 Yonsei University College of Medicine, Seoul, Korea Received 9 March 2009; received in revised form 11 June 2009; accepted 29 June 2009. Miyoshi myopathy (MM) is caused by the mutations of dysferlin gene (DYSF), which impairs the function of dysferlin protein causing muscle membrane dysfunction. We report a patient showing the MM phenotype who has a sister with LGMD 2B phenotype, along with the results of the immunohistochemical and molecular analyses of the DYSF gene. Immunohistochemical analysis noted negative immunoreactivity against dysferlin. Direct DNA sequencing of whole exons of DYSF gene revealed heterozygous nonsense mutations (c.610c>t + c.2494c>t). To our knowledge, this is the first reported MM case with this very combination of heterozygous mutations. Key Words: Miyoshi myopathy, Dysferlin, Dysferlinopathy 미요시근육병 (Miyoshi myopathy, MM) 은원위부근육병의한아형으로하지의근력저하가원위부근육, 특히장딴지근에서두드러지게나타나며, 10대후반에서 30대초반의비교적젊은나이에증상발현이시작되고, 혈중크레아틴키나아제 (creatine kinase, CK) 가높게상승하며, 보통염색체열성으로유전된다. 1 또한미요시근육병은 2번염색체 Address for correspondence; Nam-Hee Kim, M.D. Department of Neurology, Dongguk University International Hospital, 814 Siksa-dong, Ilsandong-gu, Goyang-si, Gyeonggi-do 411-773, Korea Tel: +82-31-961-7214 Fax: +82-31-961-7212 E-mail: nheekim8@paran.com 13.3 유전자자리 (locus) 에위치하는 DYSF (MIM*603009) 유전자의돌연변이에의해발생한다. 2 이러한 DYSF의돌연변이에의해발생되는근육병은미요시근육병외에도제2B형팔다리이음근디스트로피 (limb-girdle muscular dystrophy type 2B, LGMD2B) 와원위앞정강구획근육병 (distal anterior compartment myopathy) 등이있으며, 이러한질환들을 dysferlinopathy로따로분류하기도한다. 3 동일한돌연변이의 DYSF 유전자를가진한가족내에서미요시근육병과제2형팔다리이음근디스트로피의표현형이함께존재하기도하며, 각돌연변이형에따른특징적인예후나표현형은존재하지않고, 돌연변이종류또한매우다양하며, DYSF 유전자내에특별한돌연변이호발위치 (hot spot) 도없다. 4,5 이러한 DYSF 돌연변이는근육속막 (sarcolemma) 에 Copyright 2009 by The Korean Society for Clinical Neurophysiology 59
지명구 김남희 김대성 최영철 Figure 1. There is a marked atrophy of calf muscles. 존재하는단백질인 dysferlin의이상을초래하며, 이에따라 dysferlin의역할인손상된근세포막의복구에필요한세포막융합과정에이상이생겨서점차근육의위약과위축이진행된다. 6 미요시근육병은 Miyoshi 등이처음보고한이래주로일본에서많이보고되어왔고, 국내에서는유전자검사로확진한증례는현재까지 4예가보고되었다. 7,8 본저자들은최근경험한분자유전학검사로 DYSF 돌연변이를확인한, 가족력이있는미요시근육병 1예의임상양상, 근전도검사와조직병리학적검사및분자유전학적검사결과들을보고하고자한다. 증례 34세남자가최근점차심해지는보행장애를주소로내원하였다. 환자는 10대후반부터심한운동후양측장딴지의경련과통증이간헐적으로있었고, 보행시경미한불편감은있었으나당시근육위축은뚜렷하지않았다고하였다. 내원 4년전보행장애가진행되고허리통증이있어타병원에서척추협착증으로진단되어척추수술을받았다. 수술이후에도증상의호전없이양측하지의근력약화와근육위축은지속되었고, 내원 1년전부터는계단을오를 때난간을붙잡지않으면올라갈수가없게되었고, 내원시에는발끝으로걷기는불가능하나보조기없이보행은어느정도가능한상태였다. 내원 3~4개월전부터는양측상지의경미한위약감이발생되었으며, 간헐적으로사래도들린다고하였으나, 일상생활의수행에큰지장은없었다. 가족력상환자의누나가 10대후반부터서서히진행되는양측하지의근력저하와근육위축이있었으며, 발병초기부터누웠다가앉기, 앉았다가일어서기등의근위부위약증상이더뚜렷하였다고하였다. 이에대한특별한검사나치료를받지는않았고, 근위약은점차진행되어 30대부터는보행이불가능해졌고현재는휠체어를사용하고있다고하였으나, 사정상환자의누나에대한검사를본원에서직접시행하지는못하였다. 환자내원당시의이학적검사에서는양측장딴지근의위축이뚜렷하게관찰되었고그외근육의위축은뚜렷하지않았다 (Figure 1). 근력평가시양측상지는정상이었고양측하지에서고관절굽히기와펴기, 무릎굽히기와펴기는정상이었으나발목굽히기는 Medical Rearch Council (MRC) grade 4, 발목펴기는 MRC grade 4-로근력이감소되어있었다. 보행시발꿈치로걷는것은가능하였지만발가락으로걷는것은불가능한상태로장딴지근의약화가더뚜렷하였다. 하지의심부건반사는상지에비해다소감소되어있었으며, 감각장애는보 60 Korean J Clin Neurophysiol / Volume 11 / December 2009
미요시근육병환자에서밝혀진 Dysferlin 유전자돌연변이 Figure 2. Serial frozen sections of tibialis anterior muscle were stained with hematoxylin & eosin (H&E), showing mild variation of fiber size with necrotic/regenerative fibers and endomysial infiltration of some inflammatory cells. Immunohistochemical analyses with the antibodies against the dystrophin (Dys 1, Dys 2, Dys 3), α-sarcoglycan (SG-α), β-sarcoglycan (SG-β), γ-sarcoglycan (SG-γ), δ-sarcoglycan (SG-δ), and dysferlin demonstrated normal expressions of the three domains of dystrophin, α, β, γ, δ-sarcoglycan at the muscle membrane and negative immunoreactivity against dysferlin. 이지않았다. 혈액검사에서혈중 CK는 76,670 IU/L로정상치의약 200 배이상증가되어있었다. 운동및감각신경전도검사는정상이었으며, 근전도검사상장딴지근, 앞정강근, 가쪽넓은근 (vastus lateralis) 에서비정상적자발적전위가관찰되었고지속시간과진폭이감소된다상성의근육병증운동단위전위가주로관찰되었다. 이러한소견들은특히장딴지근에서가장두드러지게관찰되었다. 앞정강근에서근생검을시행하였고, 병리조직학적소견상다양한크기의근섬유, 괴사되거나변성된근섬유가보이는비특이적근육병증의소견이관찰되었고, 또한혈관과근육속막 (endomysium) 주변으로염증세포침윤도일부관찰되었다 (Figure 2A). 면역조직화학염색을추가로시행하였는데, dystrophin (Dys 1, Dys 2, Dys 3) 과 α-sarcoglycan, β-sarcoglycan, γ-sarcoglycan, δ-sarcoglycan 염색성은정상이었고, dysferlin에대 한면역염색결과근육세포막에있는 dysferlin이염색되지않는것을확인하였으며, 이는 dysferlinopathy의진단에부합되는소견이다 (Figure 2B). 이에추가적으로 DYSF 유전자에대해직접일련분석 (direct sequencing analysis) 법으로검사를시행하였으며, 두개의무의미돌연변이 (nonsense mutation) 로이루어진이형접합돌연변이 (heterozygous mutation) 가존재함을확인하였다. DYSF 유전자 6번째 exon에있는 610번째염기서열에서 cytosine (C) 이 thymine (T) 으로치환된양상의무의미돌연변이 (C610T; Arg204STOP) 와 DYSF의 24번째 exon에있는 2,494번째염기서열에서 cytosine (C) 이 thymine (T) 으로치환된무의미돌연변이 (C2494T; Gln832STOP) 가있음을발견하였다 (Figure 3). 고찰미요시근육병은 1967년 Miyoshi 등에의해처음보고된 Korean J Clin Neurophysiol / Volume 11 / December, 2009 61
지명구 김남희 김대성 최영철 Figure 3. cdna sequencing analysis of DYSF gene identified heterozygous mutations consisting of (A) a nonsense mutation (C.610C>T;Arg204X) and (B) a nonsense mutation (c.2494c>t;gln832x). 이후전세계적으로매우적은빈도로존재하는것으로알려진질환이다. 1,4 최초보고이후 40여년이지난현재까지약 70여개의미요시근육병가계가보고되어있다. 4 이중에서 50여개가계가일본에서발견된바, 4 국내에서도상당한증례가있을것으로추정된다. 현재까지의환자수는 Leiden Muscular dystrophy Database pages (www.dmd.nl) 에보고된자료에의하면전세계에약 1,300여명정도인것으로추정된다. 국내의경우유전자검사를통해확진된환자는현재까지네명이보고된바있다. 7,8 본증례의환자는미요시근육병의전형적인임상양상을나타내었으며, 비록환자의누나에대해직접검사는하지못하였으나, 근육병으로추정되는특징적임상양상을보이는병력이있었다. 환자는원위부근육의위약과위축을뚜렷이나타내는미요시근육병에합당한임상양상을보였으나, 환자의누나는주로근위부의근육위약이점차로진행되는팔다리이음근디스트로피의임상양상이었던것으로추정된다. 따라서이가계의경우한가족내에서미요시근육병과제2B형팔다리이음근디스트로피의대립형질을나타내고있는특이한양상임을알수있다. 환자의근육조직에면역조직화학염색을시행한결과근육세포막에서 dysferlin의결핍을보이는미요시근육병에부합되는소견이관찰되었으며, DYSF 유전자검사에서는두종류의무의미돌연변이로이루어진이형접합돌연변이가관찰되어확진할수있었다. DYSF는 55개의 exon, 6,243 개의염기서열로이뤄진매우큰유전자이며, 2 현재까지약 362개의돌연변이와 836개의돌연변이조합형이보고되어 있다. 5 이러한돌연변이들이특정한호발위치없이유전자내여러곳에골고루분산되어나타나는양상이며, 5 돌연변이형과중증도, 발병연령등임상양상과의특별한관련성또한없는것으로알려져있다. 4,9 환자는 C610T 무의미돌연변이와 C2494T 무의미돌연변이의조합으로이뤄진이형접합돌연변이를나타내었다. 현재까지보고된 DYSF 돌연변이들을모두정리해놓은 Leiden Muscular dystrophy Database pages의자료들을검토해보면, C610T와 C2494T 무의미돌연변이모두병을일으키는유전자변이로보고되어있다. 이환자에서발견된 C610T 돌연변이는현재까지네종류의이형접합돌연변이양상으로보고된바있는데, 이환자에서보이는 C2494T 돌연변이와의조합은아직까지보고된바없다. C610T 돌연변이는유럽과미국에서이형접합돌연변이형태로세명의미요시근육병과두명의제2B형팔다리이음근디스트로피환자에서보고되어있다. 본증례의또다른돌연변이형인 C2494T 돌연변이의경우두종류의이형접합돌연변이형태로보고된두명의미요시근육병환자가있으며, C2494T 동형접합돌연변이형태로네명의제2B형팔다리이음근디스트로피환자가보고되어있다. 본증례에서근육조직검사상혈관주위와근육속막에염증세포의침윤이관찰되었는데, 이는미요시근육병에서관찰될수있는소견이다. 한연구에서는 dysferlinopathy 환자들의조직검사상약 69% 의환자에서혈관주위와근육속막에염증세포의침윤이관찰되었으며, 이러한염증성근육병과흡사한소견으로인해약 40% 의 dysferlinopathy 환자가 62 Korean J Clin Neurophysiol / Volume 11 / December 2009
미요시근육병환자에서밝혀진 Dysferlin 유전자돌연변이 초기조직검사를토대로염증성근육병으로오진되었다고보고된바있다. 10 국내에서도유전자검사로확진되어보고된세명의환자중두명이초기에는염증성근육병으로진단되었었다. 7 그러므로임상적으로젊은성인에서나타난원위부침범이더현저한근육병양상일때근육조직검사상염증세포의침윤이관찰되더라도 dysferlin의결핍여부를확인하기위한면역조직화학염색을추가시행할필요성이있겠다. 또한염증성근병증의특징적인임상양상과조직소견을보였지만약물치료에뚜렷한반응을보이지않는경우에도 dysferlin 결핍여부를추가로확인하여정확한감별을고려하여야한다. 이상저자들은제2B형팔다리이음근디스트로피로추정되는가족력을가진미요시근육병환자에서 DYSF 유전자검사를통해 C620T/C2494T의이형접합돌연변이를확인하였기에이를보고하고자한다. REFERENCES 1. Miyoshi K, Kawai H, Iwasa M, Kusaka K, Nishino H. Autosomal recessive distal muscular dystrophy as a new type of progressive muscular dystrophy. Seventeen cases in eight families including an autopsied case. Brain 1986;109:31-54. 2. Liu J, Aoki M, Illa I, Wu C, Fardeau M, Angelini C, et al. Dysferlin, a novel skeletal muscle gene, is mutated in Miyoshi myopathy and limb girdle muscular dystrophy. Nat Genet 1998;20:31-36. 3. Illa I, Serrano-Munuera C, Gallardo E, Lasa A, Rojas-Garcia R, Palmer J, et al. Distal anterior compartment myopathy: A dysferlin mutation causing a new muscular dystrophy phenotype. Ann Neurol 2001;49:130-134. 4. Takahashi T, Aoki M, Tateyama M, Kondo E, Mizuno T, Onodera Y, et al. Dysferlin mutations in Japanese Miyoshi myopathy: Relationship to phenotype. Neurology 2003;60: 1799-1804. 5. Krahn M, Beroud C, Labelle V, Nguyen K, Bernard R, Bassez G, et al. Analysis of the dysf mutational spectrum in a large cohort of patients. Hum Mutat 2009;30:E345-375. 6. Bansal D, Miyake K, Vogel SS, Groh S, Chen CC, Williamson R, et al. Defective membrane repair in dysferlin-deficient muscular dystrophy. Nature 2003;423:168-172. 7. Cho HJ, Sung DH, Kim EJ, Yoon CH, Ki CS, Kim JW. Clinical and genetic analysis of Korean patients with Miyoshi myopathy: Identification of three novel mutations in the dysf gene. J Korean Med Sci 2006;21:724-727. 8. Oh SH, Kim TS, Choi YC. Identification of a dysferlin gene mutation in a Korean case with Miyoshi myopathy. Yonsei Med J 2004;45:927-930. 9. Oh SH, Kim SM, Sunwoo IN, Kim TS, Choi YC. Immunocytochemical and western blot analysis in Miyoshi myopathy. J Korean Neurol Assoc 2005;23:490-495. 10. Gallardo E, Rojas-Garcia R, de Luna N, Pou A, Brown RH, Jr, Illa I. Inflammation in dysferlin myopathy: Immunohistochemical characterization of 13 patients. Neurology 2001;57: 2136-2138. Korean J Clin Neurophysiol / Volume 11 / December, 2009 63