망막색소변성증 차세대염기서열분석기반 유전자패널검사에서 염기변이 해석에 대한 연구

Abstract

배경: 차세대염기서열분석 (next generation sequencing, NGS) 기반의 유전자 패널 검사에서 검출 되는 염기변이들을 정확하고 일관성 있게 해석하기 위해 염기변이 해석 표준화가 제안되었다. 대다수의 임상검사실과 연구자들은 2015 American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG)/Association for Molecular Pathology(AMP) 가이드라인을 따르고 있지만, 활용하는 데이터베이스, 예측프로그램 등의 차이로 인해 검사실 간 해석 차이가 지속되고 임상적으로 중요한 불일치가 3%-4% 보고되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 Clinical Genome Resource (ClinGen)의 Variant Curation Expert Panels (VCEPs)은 질환군별 염기변이 해석에 대한 맞춤 지침을 개발하고 있다. 또한 Sequence Variant Interpretation Working Group (SVI-WG)은 2015 ACMG/AMP를 개선하고 염기변이 해석의 정성적 접근을 위해 전반적 권고 사항을 발표하였다. 본 연구는 망막세포변성증 (retinitis pigmentosa, RP) NGS 패널 검사에서 질환 특이적 염기변이 해석 지침을 개발하고 기존 2015 ACMG/AMP 가이드라인과 비교 분석을 통해 새로운 RP 염기변이 해석 지침의 효율성과 임상적 유용성을 검토하고자 하였다.

대상 및 방법: 서울아산병원에서 2018년 11월부터 2019년 9월까지 129명의 망막색소변성증 환자를 대상으로 88개 유전자로 구성된 RP NSG 패널 검사에서 검출된 2339 염기변이를 코호트로 설정하였다. 이들 염기변이를 2015 ACMG/AMP 가이드라인에 따라 분류하였다. RP 맞춤 염기변이 해석 지침은 현재까지 발표된 SVI의 전반적 권고 사항과 VCEPs의 질환군별 특이 지침들을 차용하였다. 망막색소변성증 유병률, 질병 침투률, 원인 유전자와 주요 변이 등의 정보를 이용하여 BA1, BS1, BS1_P, PM2_P, PM2의 최소대립유전자빈도 (minor allele frequency, MAF)를 결정하였고 2015 ACMG/AMP 가이드라인의 28개의 근거항목 중 11개 근거 강도를 차등화 하여 RP 맞춤 염기변이 해석 기준을 개발하였다. 컴퓨터 예측프로그램은 VCEPs에서 제안하는 REVEL과 MaxEntScan을 이용하였다. 이 기준을 염기변이 코호트에 적용하여 재분류 하였고 기존 결과와 비교 분석하였다. 한편, 한국인 대립유전자 빈도 정보를 염기변이 분석에 추가하여 염기변이 분석 과정과 결과에 미치는 효과를 분석하였다.

결과: 망막색소변성증에서 BA1, BS1, BS1_P & PM2_P에 대한 MAF는 각각 0.005, 0.003, 0.0006, 0.00006로 결정하였다. 기존 2015 ACMG/AMP 가이드라인으로 분류한 염기변이들과 본 연구에서 개발한 RP 맞춤 분석 기준으로 분류한 염기변이들을 비교한 결과, 완전 일치는 89.65%, LP vs P 또는 LB vs B 차이는 4.57%, VUS vs LB/B 차이는 4.92%를 보였고, 임상적으로 중요한 해석 차이는 0.86% (20/2339)로 나타났다. 임상적으로 중요한 차이를 보인 염기변이 중 6개는 LP에서 VUS로, 14개는 VUS에서 LP로 재분류 되었다. 2015 ACMG/AMP 기준으로 VUS로 분류되었던 변이 298개 중 78개는 B, LB, LP로 재분류 되었다. 분석 과정에서 2015 ACMG/AMP 가이드라인의 BA1 기준에 비하여 강화된 MAF 기준 0.005를 적용하면 11.20% (262/2339)의 변이가 추가로 필터 아웃 되었고 VUS가 포함되었다. 추가로 한국인 대립유전자 빈도를 적용할 경우 13.68% (320/2339)의 변이가 필터 아웃 되었는데 2015 ACMG/AMP 혹은 RP 맞춤 기준으로 P/LP가 3개 포함되었다.

결론: 본 연구에서는 RP 맞춤 염기변이 해석 지침을 개발하였고 2015 ACMG/AMP 가이드라인과 비교하여 높은 일치를 보였다. 염기변이를 분석할 때 유병률 등 질환의 특성을 고려하여 설정한 MAF 기준과 한국인 대립유전자 정보를 적용함으로써 분석 과정의 업무 부하를 감소시킬 수 있었다. 전문가 집단에서 제안한 예측 프로그램 활용으로 기존에 in silico 활용 시 발생했던 상충되는 예측결과에 의한 혼란을 제거할 수 있었다. 유전질환의 NGS 분석에는 인종 별 유전정보가 중요하고, 차등화된 근거를 적용하는 것이 정확하고 일관성 있는 염기변이 해석에 중요하므로, 질환 특이적 염기변이 해석 가이드라인의 개발이 필요하다.