第 15 回 日本小児耳鼻咽喉科学会
臨床セミナー
難聴遺伝学的検査の現状と遺伝子治療の展望
石 川 浩太郎
国立障害者リハビリテーションセンター病院 耳鼻咽喉科 難聴対策推進議員連盟の設立など，社会での難聴への注目が高まる中，原因診断としての 難聴遺伝学的検査の重要性が注目され，日常診療に定着しつつある。先天性難聴の遺伝子診 断は 2012 年から健康保険の対象となり，2015 年から 19 遺伝子 154 変異の解析が可能となっ た。さらに若年発症型両側感音難聴の遺伝子診断も保険適応となっている。原因遺伝子変異 が同定されることで，難聴の予後予測や介入方法の選択などで有益な情報が得られ，難聴を 診療する上で有用なツールとなっている。一方，遺伝子治療は悪性腫瘍や神経疾患などでは ヒトへの応用が始まっているが，難聴は実験動物や培養細胞レベルの研究にとどまっている。 しかし，研究成果には着実な進歩があり，今後，その発展が期待される。 キーワード：遺伝性難聴，遺伝学的検査，遺伝カウンセリング，遺伝子治療 はじめに 現在，本邦では難聴対策推進議員連盟が設立 されるなど，難聴診療への注目が以前にも増し て高まっている。特に小児難聴への取り組みは 喫緊の課題として取り上げられ，議員連盟から の提言を受け，厚生労働省や文部科学省が施策 を講じ始めている。新生児聴覚スクリーニング 検査実施の充実は重要課題の一つに挙げられて おり，今後も早期に難聴の確定診断に至る例が 増加することが予想される。難聴の診断確定後， 一般的には補聴器装用と言語聴覚訓練を開始 し，重度難聴の場合はさらに人工内耳適応の有 無判断や手話などの視覚言語活用の判断へと進 んでいく。これと平行して難聴の原因検索が進 められるが，その有力な手法として難聴遺伝学 的検査が行われる。今回は難聴遺伝学的検査の 現状と，現在，取り組みが進んできている難聴 の遺伝子治療について述べていく。 難聴遺伝学的検査の実際 難聴遺伝学的検査は過去においては，連鎖解 析や既知の遺伝子を一つ一つ検索するという手 法がとられてきた。しかし，臨床の現場で難聴 の原因検索の手段として遺伝学的検査を行うに は，100 以上ある原因遺伝子の中から効率的に 原因となる遺伝子を検索する必要がある。これ までの研究成果から，日本人に頻度の高い難聴 原因遺伝子や日本人に多いバリアント部位があ ることが判明し日本人のデータベースが蓄積さ れ，これらの結果を基にして網羅的な解析手法 が構築された。信州大学の宇佐美真一教授を中 心にインベーダー法が開発され1)，全国の共同 研究施設で先進医療として実施され，その有効 性が証明された。この結果を受けて 2012 年 4 月から 13 遺伝子 46 変異を調べることが可能な 「先天性難聴の遺伝子診断」が保険収載された。 この検査の実施と共同研究による難聴遺伝学的 国立障害者リハビリテーションセンター病院 耳鼻咽喉科（〒 359–8555 埼玉県所沢市並木 4–1）解析のデータが蓄積されたこと，また次世代 シークエンサーが登場し，短時間に多数の遺伝 子を解析できる技術が向上したことにより， 2015 年 8 月 10 日から次世代シークエンサーと インベーダー法を併用する方法に変更され，調 べることが可能なバリアントが 19 遺伝子 154 変異と増加した。検査を担当している BML 社 によると，次世代シークエンサーとインベー ダー法を併用する方法に変更された 2015 年 8 月以降の検査実施件数は図 1 の通りで，検査実 施件数は年々増加しており，2016 年において は 1200 件を上回り，2017 年からは 1400 件台 で推移している。しかし，2020 年は新型コロ ナウィルスの影響が出ていると考えられ，7 ヶ 月で 300 件弱と実施件数が少なくなっている （図 1）。 これまでの検査実績は Mori らの報告2)によ ると，原因遺伝子変異の診断率は，遺伝形式別 で常染色体優性遺伝もしくは母系遺伝の家系で 21％，常染色体劣性遺伝の家系で 43％，孤発 例で 30％となっている。また難聴の程度分類 では，軽度難聴で 15％，中等度難聴で 22％， 高度難聴で 25％，重度難聴で 43％となってい る。発症年齢別では 6 歳以下が 41％，6 歳以上 が 16％であった。以上から常染色体劣性遺伝 形式で重度難聴を呈し，小児期早期に発症する 症例で高頻度に原因遺伝子が同定できる傾向が 確認された。また同定された原因遺伝子として 最も多かったのは GJB2 遺伝子で，その他に SLC26A4 遺 伝 子，CDH23 遺 伝 子，KCNQ4 遺 伝子が多いことが判明した。 しかし，先に述べたとおり難聴の原因遺伝子 は 100 種類以上が存在すると考えられており， 保険診療での検査のみでは原因を同定できない ものが多い。さらに診断率を高めるため共同研 究による追加検査が行われている。信州大学で は健康保険適応検査ではカバーされていない頻 度の低い原因遺伝子変異を同定する作業を行っ ている。研究レベルで遺伝学的検査を施行して いくと，難聴と関連する遺伝子バリアントが複 数同定される症例が見られるようになった3)。 この場合，同定された遺伝子バリアントが難聴 の発症にどのようにかかわっているのか慎重に 判断する必要がある。また，新規の遺伝子バリ アントも数多く同定され，その病原性について， 慎重に判断する必要がある。このように結果の 解釈に高度な遺伝学的知識が求められる場合が 多くなり，加えて患者や家族にどのように説明 するのか，慎重に検討する必要が生じている。 難聴遺伝学的検査を実施にあたって 難聴遺伝学的検査は，患者固有の遺伝子解析 を行うため，その実施には慎重な対応が求めら れる。難聴遺伝学的検査を実施する耳鼻咽喉科 専門医に対して，2013 年 3 月に日本聴覚医学 会から「難聴遺伝子診断に関する提言」が示さ れ，「遺伝学的検査に関するガイドライン」（2003 年 8 月 遺伝医学関連 10 学会），「医療におけ る遺伝学的検査・診断に関するガイドライン」 （2011 年 2 月 日本医学会）に定められたガイ ドラインに準じて行うことと記載されている。 主治医が十分な説明を行い，同意を得た後に実 施することとなっている。実際には難聴遺伝学 的検査の結果を受けた難聴医療が十分に提供で きると共に，臨床遺伝専門医や臨床遺伝カウン セラーと連携して専門的な遺伝カウンセリング が行える体制で行うことが望ましい。これらの 情報は 2016 年に日本聴覚医学会が発行した「遺 伝性難聴の診療の手引き」3)に記載されている ので実施前に確認が必要である4)。 難聴遺伝学的検査の有用性 原因遺伝子変異が同定されることで，その後 図 1 先天性難聴の遺伝学的検査 実施数 新方式（19 遺伝子 154 変異）の検査実績を示す。2015 年 7 月以前は旧方式（13 遺伝子 46 変異）で実施されて いた。（健康保険検査実施担当の BML 社より）
の診療方針決定に様々な助けとなる。有用性の 主なものとして，遺伝子型からある程度の聴力 レベルが予測できる（例：GJB2 遺伝子 c.235delC バリアントのホモ接合では重度難聴の症例が多 い5)。），難聴の進行度が予測できる（例：GJB2 遺伝子バリアントでは非進行性の症例が多 い5)。），難聴の進行・発症に役立つ（例：ミト コンドリア遺伝子 1555A>G バリアントでは難 聴の進行を防ぐためアミノグリコシド系抗菌薬 の使用を避ける。），随伴症状・合併症の予測， 早期発見ができる（例：ミトコンドリア遺伝子 3243A>G バ リ ア ン ト で， 将 来 の 糖 尿 病 や MELAS の発症に備える。），適切な介入方法・ 治療方法の選択ができる（例：GJB2 遺伝子バ リアントでは人工内耳装用の効果が高い6)。）， などが挙げられる。 指定難病への利用 過去から原因不明で治療方法が確立されてい ない難病患者に対して，国が治療費を補助する 「特定疾患治療研究事業」が 56 疾患に展開され てきた。しかし，指定された難病以外にも長期 療養が必要で患者負担の大きい難病が数多くあ ることから，平成 27 年 1 月に「難病の患者に 対する医療等に関する法律（難病法）」を制定し， 指定される難病が大幅に増加した。令和元年 7 月 1 日施行の段階で 333 疾患が登録されてい る7)。難聴の遺伝学的検査が関係する指定難病 には若年発症型両側感音難聴とアッシャー症候 群がある。積極的に遺伝学的検査を活用して， 難病の指定を行うことが求められている。 若年発症型両側感音難聴は遅発性かつ若年発 症（40 歳未満）の両側性進行性感音難聴であり， 既知の外的因子が除外されると共に遺伝学的検 査で原因遺伝子変異が同定され，聴力レベルが 両側とも 70 dB 以上であるものが指定される。 難 聴 の 原 因 遺 伝 子 と し て，ACTG1, CDH23, COCH, KCNQ4, TECTA, TMPRSS3, WFS1 遺伝 子が挙がっている。この原因遺伝子を確定する 遺伝学的検査は健康保険適応となっている。 一方，アッシャー症候群は網膜色素変性症と 感音難聴やめまいを合併する症候群で，症状の 発症時期や重症度から 3 つにタイプ分類されて いる。網膜色素変性症に特徴的な所見が得られ ること，感音難聴に関して両側 70 dB 以上で他 疾患が否定されること，の両者がそろえば確定 診断できる。網膜色素変性症の所見，もしくは 感音難聴の所見のどちらかがあり，さらに原因 遺伝子が同定されても確定診断することができ る。原因遺伝子には MYO7A, USH1C, CDH23, PCDH15, USH1G, USH2A, GPR98, DFNB31, CLRN1 遺伝子などが挙がっている8)。 遺伝子治療の歴史と日本の現状 これまで耳鼻咽喉科，特に難聴の分野では原 因遺伝子の同定において研究が進み，先に述べ たように原因遺伝子検索が健康保険適応になる など，臨床現場においても大きな進歩を遂げて きた。これにより，人工内耳の装用効果予測な ど，有益な情報がもたらされている。その一方 で，難聴に対する根本的な治療を求める声が強 くなり，これまで得られた知見から遺伝子治療 の可能性に対する模索が始まっている。 遺伝子治療は 1970 年代から世界各国で動き が始まっている。1974 年に米国 NIH（国立衛 生研究所）に組換え DNA 諮問委員会（RAC） が設置され，組換え DNA 技術等の研究に対す るガイドライン策定が行われ，1985 年には遺 伝子治療に対するガイドラインが開示された。 早期には，ガンマレトロウィルスベクターを用 いた悪性黒色腫患者やアデノシンデアミナーゼ （ADA）欠損による重症免疫不全症への遺伝子 治療が公的に承認され，その成果が報告され た9)。その後，遺伝子導入ベクターとしてアデ ノウィルスも頻用され，非ウィルスベクターも 含め遺伝子治療研究が，悪性腫瘍を主対象にし て，他にも免疫疾患，循環器疾患，感染症など に行われた。しかし，有害事象が多く報告され るようになり，安全性と有効性がさらに求めら れるようになった。ウィルスベクターの改良が おこなわれ，レンチウィルスやアデノ随伴ウィ ルスベクターなどが用いられるようになった。 また近年では，zinc finger nuclease 法や CRISPR- Cas9 法などを用いたゲノム編集を施した造血 前駆，幹細胞を用いた方法なども行われている。
臨床研究ガイドラインが示され，2002 年に遺 伝子治療臨床研究に関する指針が厚生労働省と 文部科学省の統一ガイドラインとして示され た。実際の研究としては 1995 年の北海道大学 における ADA 欠損症に対する治療を皮切りに 悪性腫瘍，免疫疾患，神経疾患，心血管疾患な ど様々な疾患に対して行われ，成果が認められ ている10)。 難聴における遺伝子治療研究 悪性腫瘍や神経疾患などは，すでに患者に対 する遺伝子治療研究が実施され，その成果が報 告されている。一方，難聴に対する遺伝子治療 は，未だ培養細胞やモデルマウスを用いた研究 レベルにとどまっているのが現状である。しか し，その成果は着実に進展が認められている。 2012 年に Akil らは Vglut3 ノックアウトマウス に対してアデノ随伴ウィルスベクターを用いて Vglut3 遺伝子の cDNA を導入して，遺伝子治 療を成功させている11)。また 2013 年には Lentz らがアンチセンスオリゴヌクレオチドを用い て，Ush1c 遺伝子 c.216G>A バリアントを持つ モデルマウスに対して遺伝子治療を行い，聴力 の改善を認めている12)。TMC1 遺伝子対しては 多くの研究が行われている。2015 年に Askew らは，常染色体劣性遺伝形式 DFNB7/11 のモ デルマウスである Tmc1 ノックアウトマウスと 常染色体優性遺伝形式 DFNA36 のモデルマウ スである Beethoven マウスの 2 種に対して，ア デノ随伴ウィルスを用いた遺伝子導入を行った 結果を報告している13)。別の手法を用いた遺伝 子 治 療 研 究 と し て は 2016 年 に Shibata ら が miRNA を用いた RNA 干渉による遺伝子治療 を Beethoven マウスに対して行った結果を報告 している14)。さらにこの研究は Yoshimura らに 引き継がれ，成長したマウスの難聴進行抑制に ついて報告されている15)。遺伝性難聴の原因遺 伝子として最も頻度の高い GJB2 遺伝子につい ても遺伝子治療の研究が進められている。2007 年に Maeda らは RNA 干渉を用いて，p.R75W バリアントの dominant negative 効果を抑制し た16)。また 2015 年に Iizuka らは Gjb2 ノックア ウトマウスに対して，アデノ随伴ウィルスベク ターを用いて遺伝子導入を行い，蝸牛構造の維 持と聴性脳幹反応の聴力閾値の改善を得たと報 告している17)。この他にも多くの研究が行われ ており，今後の成果が期待されている。 おわりに 難聴遺伝学的検査は，すでに日常診療に健康 保険適応検査として浸透しつつあり，さらなる 発展と広がりが期待される。この検査により難 聴の原因が判明することで，難聴への介入を考 える際に，多くの有益な情報がもたらされてい る。さらに，遺伝性難聴の原因検索の成果を基 に，遺伝子治療の研究も着実に進歩しており， これまで治療困難であった感音難聴に対しての 新たな戦略が誕生する可能性を秘めており，今 後の発展が期待される。 利益相反に該当する事項：難聴遺伝学的検査 の保険適応部分を担当する BML 社より検査実 施数に関する情報提供を受けた。 文 献
1) Abe S, Yamaguchi T, Usami S: Application of deafness diagnostic screening panel based on deafness mutation/ gene database using invader assay. Genet Test 2007; 127(12): 1292–1297.
2) Mori K, Moteki H, Miyagawa M, et al.: Social Health Insurance-Based Simultaneous Screening for 154 Mutations in 19 Deafness Genes Efficiently Identified Causative Mutations in Japanese Hearing Loss Patients. PLos One Sep 2016; 14; 11(9): e0162230.
3) 日本聴覚医学会：遺伝性難聴の診療の手引き．金 原出版．
4) 石川浩太郎：遺伝外来で診る小児の気道・難聴疾 患 難聴疾患．小児耳鼻 2017; 38(3): 236–240. 5) Tsukada K, Nishio S, Usami S, et al.: A large cohort
study of GJB2 mutations in Japanese hearing loss patients. Clin Genet 2010; 78(5): 464–470.
6) Fukushima K, Sugata K, Kasai N, et al.: Better speech performance in cochlear implant patients with GJB2-related deafness. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2002; 62(2): 151–157. 7) 厚生労働省：健康・医療 指定難病．https://www. mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000084783.html， 参照（2020-09-08） 8) 難病情報センター：アッシャー症候群．https:// www.nanbyou.or.jp/entry/4625，参照（2020-09-08） 9) Blaese RM, Culver KW, Miller AD, et al.: T
lymphocyte-directed gene therapy for ADA-SCID: initial trial results after 4 years. Science 1995; Oct 20; 270(5235): 475–480. 10) 谷憲三朗：遺伝子治療の歴史と遺伝子治療の国内
外の現状．別冊 医学のあゆみ．遺伝子治療の新 局面．2019.5–12.
11) Akil O, Seal RP, Burke K, et al.: Restoration of hearing in the VGLUT3 knockout mouse using virally mediated gene therapy. Neuron 2012; 75: 283–293.
12) Lentz JJ, Jodelka FM, Hinrich AJ, et al.: Rescue of hearing and vestibular function by antisense oligonucleotides in a mouse model of human deafness. Nat Med 2013; 19(3): 345–350.
13) Askew C, Rochat C, Pan B, et al.: Tmc gene therapy restores auditory function in deaf mice. Sci Transl Med 2015; Jul 8; 7(295): 295ra108.
14) Shibata BS, Ranum PT, Moteki H, et al.: RNA Interference Prevents Autosomal-Dominant Hearing Loss. 2015 Am J Hum Genet 2015; Jun 2; 98(6): 1101– 1113.
15) Yoshimura H, Shibata BS, Ranum PT, et al.: Allele Suppression Prevents Progressive Hearing Loss in the Mature Murine Model of Human TMC1 Deafness. Mol Ther 2019; Mar 6; 27(3): 681–690.
16) Maeda Y, Fukushima K, Nishizaki A, et al.: In vitro and in vivo suppression of GJB2 expression by RNA interference. Hum Mol Genet 2005; 14: 1641–1650. 17) Iizuka T, Kamiya K, Gotoh E, et al.: Perinatal Gjb2 gene
transfer rescues heaing in a mouse model of hereditary deafness. Hum Mol Genet 2015; 24: 3651–3661. 別刷請求先：
〒 359–8555 埼玉県所沢市並木 4–1
国立障害者リハビリテーションセンター病院 耳鼻咽喉科 石川浩太郎
Genetic testing and genetic therapy for sensorineural hearing loss
Kotaro Ishikawa
Department of Otolaryngology, Hospital, National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities
