StudyMed医師国家試験

三世代に続く腎不全とくも膜下出血―多発性嚢胞腎で弟が受け継ぐ確率は?

第116回医師国家試験 D問題 第39問

国試問題にチャレンジ

第116回 D問題 第39問

28歳の女性。肉眼的血尿を主訴に来院した。19歳時の大学入学時健診ではじめて血尿を指摘されたがそのままにしていた。3日前から尿が赤黒いことに気づいて経過観察していたが,次第に色が濃くなったので受診した。母親が3年前にくも膜下出血で死亡した。兄,母方の祖母と叔父が透析を受けており,いずれも成人になってから腎障害が出現したという。表在リンパ節は触知しない。胸部に異常を認めない。両側の側腹部に腫瘤を触れる。尿所見:蛋白(-),潜血3+,尿沈渣に赤血球100以上/HPF,白血球0~2/HPF,円柱は認めない。血液生化学所見:総蛋白6.0g/dL,アルブミン4.0g/dL,尿素窒素30mg/dL,クレアチニン2.5mg/dL,eGFR 20.2mL/分/1.73m2,Na 142mEq/L,K 5.1mEq/L,Cl 101 mEq/L。腹部MRIでは両側の腎臓が腫大し,嚢胞が多発している。患者には17歳の弟がいるが,症状はなく健診も受けたことがない。  本症を患者の弟が有する確率はどれか。

  1. a.0%
  2. b.25%
  3. c.33%
  4. d.50%
  5. e.100%

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、家族歴と画像所見から遺伝性の腎疾患を診断し、そのうえで無症状のきょうだいが同じ病気を持つ確率を考える問題だ。ポイントは、診断名を確定させることと、家系図から遺伝形式を正しく読み取ることの2段階だよ。
医学生医学生
両方の腎臓が腫れて嚢胞がたくさんあるので、多発性嚢胞腎だと思います。
ドクタードクター
そうだね。さらに家族歴が診断を強く後押ししている。祖母、叔父、兄が成人してから腎障害で透析になり、母親はくも膜下出血で亡くなっている。このくも膜下出血の意味はわかるかな。
医学生医学生
多発性嚢胞腎は脳動脈瘤を合併しやすいと、腎臓内科の講義で習いました。それが破裂したということでしょうか。
ドクタードクター
その解釈が自然だね。成人発症の腎不全が代々続き、脳動脈瘤を思わせる出血もある。これで常染色体顕性、昔の言い方では優性の多発性嚢胞腎、ADPKDと考えられる。今回の肉眼的血尿は、嚢胞内への出血や嚢胞の破裂で起こることが多いんだ。
医学生医学生
蛋白尿がなくて赤血球円柱もないので、糸球体腎炎による血尿ではない、ということも合っていますね。
ドクタードクター
いいところに気づいたね。糸球体性の血尿なら蛋白尿や変形赤血球、赤血球円柱を伴いやすい。それを欠くことも嚢胞からの出血に矛盾しない。では本題の確率に移ろう。家系図を描いてみると、罹患者はどう並んでいる?
医学生医学生
祖母、母と叔父、そして本人と兄なので、どの世代にも患者がいて、男女どちらも罹患しています。
ドクタードクター
そう、世代を飛ばさずに男女の区別なく現れるのは常染色体顕性遺伝の典型だ。病的な遺伝子をA、正常をaとすると、母はヘテロ接合のAa。父の家系には罹患者の記載がないので、父はaaと考える。この組み合わせで子どもはどうなる?
医学生医学生
Aa×aaなので、子どもはAaかaaがそれぞれ半分ずつ……弟が受け継いでいる確率は50%ですね。
ドクタードクター
正解。でも、ここで迷う人も多いんだ。たとえば「すでに姉も兄も罹患しているから、弟は逆に受け継いでいない可能性が高いのでは」と考えたりしない?
医学生医学生
正直、少しそう思いました。コインを何回も投げて表ばかり出たら、次は裏かなと感じるような……。
ドクタードクター
それはまさに「ギャンブラーの誤謬」だね。子ども一人ひとりが遺伝子を受け継ぐかどうかは独立した事象だから、きょうだいの状況は弟の確率に影響しない。逆にきょうだいに患者が多いから100%、というのも誤りだ。100%になるのは親がホモ接合のAAのような特殊な場合に限られる。
医学生医学生
弟は17歳で無症状なので、0%という考え方はどうでしょう。
ドクタードクター
ADPKDの症状は一般に30〜40歳代以降に出てくることが多いから、17歳で無症状なのは何の保証にもならない。浸透率はほぼ100%で、受け継いでいれば年齢とともにほぼ確実に嚢胞が出てくる。若年者では嚢胞がまだ少なくて超音波で見つからないこともあるんだ。
医学生医学生
25%と33%は、CBTの遺伝の問題でよく見た数字です。
ドクタードクター
そう、どちらも常染色体潜性遺伝で出てくる数字だね。両親がともに保因者なら、子が発症する確率は25%。そして発症していない同胞が保因者である確率が2/3になる、という条件付き確率の問題もよく出る。33%はその裏返しの数字で、今回の顕性遺伝には当てはまらない。潜性遺伝の多発性嚢胞腎であるARPKDは、胎児期や新生児期に巨大な腎腫大で見つかり、肺低形成や先天性肝線維症を伴うのが特徴だから、成人発症の今回とは違う病気だよ。
医学生医学生
遺伝形式ごとに、どの数字が出てくるかを整理しておく必要がありますね。ADPKDの原因遺伝子はPKD1とPKD2でしたか。
ドクタードクター
その通り。PKD1が約8割で、PKD2より進行が速い。腎外合併症としては肝嚢胞が最も多く、ほかに脳動脈瘤、僧帽弁逸脱などの心臓弁膜症、大腸憩室がある。高血圧も早期から高頻度に見られるね。治療は降圧、飲水、塩分制限が基本で、進行の速い例ではバソプレシンV2受容体拮抗薬のトルバプタンで嚢胞の増大を抑える。肝障害や多尿に注意が必要だ。
医学生医学生
この患者さんは脳動脈瘤のスクリーニングもしたほうがよさそうですね。それと、弟さんにはすぐ検査を勧めるべきでしょうか。
ドクタードクター
家族歴にくも膜下出血があるから、本人にはMRAによる検索を考慮したいね。一方で弟さんのように無症状の血縁者の検査は、本人の自由意思に基づき、遺伝カウンセリングを十分に行ったうえで進めることが大切だ。血圧測定や画像でのスクリーニングの意義も説明して、本人と家族の意向を尊重しながら検討していく。確率を計算できることと、それを当事者にどう伝えるかは、どちらも医師に必要な力なんだ。

まとめ

両腎の腫大と多発嚢胞に、成人発症の腎不全が世代を越えて続く家族歴、さらに脳動脈瘤破裂を思わせるくも膜下出血の家族歴がそろえば、常染色体顕性(優性)多発性嚢胞腎(ADPKD)と診断できます。罹患者の母はヘテロ接合体、父は非罹患と考えられるため、子どもはそれぞれ独立に50%の確率で病的バリアントを受け継ぎ、きょうだいの罹患状況や若年で無症状であることは確率に影響しません。25%や2/3(33%はその裏返し)は常染色体潜性遺伝で現れる数字であり、遺伝形式ごとの確率を整理しておくことが重要です。ADPKDは浸透率がほぼ100%で、肝嚢胞・脳動脈瘤・心臓弁膜症などの腎外合併症や、トルバプタンによる進行抑制も押さえておきましょう。血縁者への検査は遺伝カウンセリングを前提に本人の意思を尊重して行うという視点も、臨床遺伝の基本として身につけておきたいところです。

解答・解説

正解はdです

所見の整理

・28歳の女性。19歳から顕微鏡的血尿を指摘されており、3日前から徐々に濃くなる肉眼的血尿 ・家族歴:母親がくも膜下出血で死亡。兄、母方の祖母と叔父が成人後に腎障害を来して透析中 ・両側側腹部に腫瘤を触知 ・尿蛋白陰性、潜血3+、赤血球100以上/HPF、円柱なし(糸球体性を示唆する赤血球円柱や蛋白尿を欠く) ・BUN 30mg/dL、Cr 2.5mg/dL、eGFR 20.2mL/分/1.73m2(CKDステージG4相当の高度腎機能低下) ・腹部MRI:両腎の腫大と多発嚢胞

診断へのプロセス

両側の腎腫大と多発嚢胞、進行した腎機能障害に、三世代にわたる成人発症の腎不全と、脳動脈瘤破裂を思わせる母親のくも膜下出血という家族歴がそろっており、常染色体顕性(優性)多発性嚢胞腎(ADPKD)と診断できる。肉眼的血尿は嚢胞内出血や嚢胞の破裂で生じやすい。罹患者が成人になって腎障害を発症していることから、乳児期・小児期に発症する常染色体潜性(劣性)多発性嚢胞腎(ARPKD)は否定的である。

遺伝形式と確率の考え方

家系図を整理すると、母方の祖母(罹患)→母と叔父(罹患)→患者と兄(罹患)と、男女の別なく各世代に罹患者がいる。これは常染色体顕性遺伝の典型的なパターンである。原因遺伝子をA(病的バリアント)、a(正常)とすると、罹患者である母はヘテロ接合体(Aa)、父は家系に罹患者の記載がないので非罹患(aa)と考えられる。 Aa(母)× aa(父)の子の遺伝子型は、Aaとaaがそれぞれ1/2の確率で生じる。したがって弟がAaを受け継いでいる確率は50%である。子ども一人ひとりの確率は独立しており、患者本人や兄がすでに罹患していることは弟の確率に影響しない。また弟が17歳で無症状であることも、ADPKDの症状が一般に30〜40歳代以降に出現することを考えれば、未罹患の根拠にはならない。

選択肢考察

  1. ×a.  0%

    弟は罹患者である母から病的バリアントを受け継いでいる可能性がある。無症状であることは、ADPKDが通常成人以降に症状を呈する疾患であることから、未罹患を意味しない。0%にはならない。

  2. ×b.  25%

    25%は常染色体潜性遺伝で、両親がともに保因者(Aa×Aa)の場合に子が発症(aa相当の病的ホモ接合体)する確率である。ARPKDなどがこれに当たるが、本家系は各世代に罹患者が出る顕性遺伝のパターンであり当てはまらない。

  3. ×c.  33%

    「両親が保因者で、本人は発症していないことが分かっている」場合に、その人が保因者である確率が2/3(約67%)、非保因者が1/3(約33%)となるなど、条件付き確率の問題で現れる数字である。本例のように片親が顕性遺伝の罹患者である場合の子の罹患確率には当てはまらない。

  4. ○d.  50%

    ADPKDは常染色体顕性遺伝で、罹患者の母はヘテロ接合体(Aa)、非罹患の父はaaと考えられる。子はそれぞれ独立に1/2の確率で病的バリアントを受け継ぐため、弟が本症を有する確率は50%である。ADPKDの浸透率はほぼ100%であり、受け継いでいれば年齢とともにほぼ確実に嚢胞が出現する。

  5. ×e.  100%

    親が病的バリアントのホモ接合体(AA)であれば子は全員受け継ぐが、ヘテロ接合体の母と非罹患の父との間では子の罹患確率は1/2である。きょうだいに罹患者が多くても、弟の確率が100%になることはない。

常染色体顕性(優性)多発性嚢胞腎(ADPKD)

・原因遺伝子:PKD1(16番染色体、ポリシスチン1をコード、約8割)とPKD2(4番染色体、ポリシスチン2)。PKD1型の方が進行が速い。約1〜2割は家族歴のない新生変異とされる。 ・病態:両腎に無数の嚢胞が年齢とともに増加・増大し、腎が腫大して腎機能が低下する。60歳頃までに約半数が末期腎不全に至るとされる。 ・症状:腹部膨満、側腹部・腰背部痛、肉眼的血尿(嚢胞出血)、嚢胞感染、尿路結石、高血圧(早期から高頻度)。 ・腎外合併症:肝嚢胞(最も多い)、膵嚢胞、脳動脈瘤(一般人口より高頻度で、破裂するとくも膜下出血)、心臓弁膜症(僧帽弁逸脱など)、大腸憩室、腹壁ヘルニア。 ・診断:家族歴があれば、超音波で両腎に各3個以上、CT・MRIで両腎に各5個以上の嚢胞を認めればADPKDと診断する(わが国の診断基準)。家族歴がない場合はより多い嚢胞数を要し、単純性腎嚢胞、後天性嚢胞性腎疾患、結節性硬化症、ARPKDなどを除外する。若年者では嚢胞がまだ少なく、超音波で検出できないことがある。 ・治療:降圧(ACE阻害薬・ARB)、十分な飲水、塩分制限。進行が速い例には、腎集合管のバソプレシンV2受容体を遮断して嚢胞の増大を抑えるトルバプタンを用いる(肝障害、多尿・口渇に注意)。末期腎不全では透析・腎移植。家族歴に脳動脈瘤・くも膜下出血がある場合はMRAによるスクリーニングを考慮する。

ARPKDとの対比

ARPKDはPKHD1遺伝子の異常による常染色体潜性遺伝で、胎児期・新生児期に巨大な腎腫大で見つかることが多く、羊水過少による肺低形成(Potter症候群)や先天性肝線維症・門脈圧亢進症を伴う。

遺伝形式ごとの子の罹患確率(片親のみの場合など)

・常染色体顕性:罹患者(ヘテロ)×非罹患者 → 子の1/2が罹患(男女差なし) ・常染色体潜性:保因者×保因者 → 子の1/4が罹患、1/2が保因者。非罹患の同胞が保因者である確率は2/3 ・X連鎖潜性:保因者の母×正常の父 → 男児の1/2が罹患、女児の1/2が保因者

遺伝学的検査と遺伝カウンセリング

無症状の血縁者を対象とした検査(発症前診断)は、本人の自由意思に基づき、十分な遺伝カウンセリングを行ったうえで実施する。17歳の弟については、超音波などによる画像スクリーニングや血圧測定の意義も含め、本人・家族の意向を尊重して検討する。

POINT

・両腎の腫大と多発嚢胞、成人発症の腎不全の家族歴、くも膜下出血(脳動脈瘤)の家族歴はADPKDを示唆する。 ・ADPKDは常染色体顕性遺伝(PKD1、PKD2)で、罹患者の子が罹患する確率は性別を問わず50%。 ・きょうだいの罹患状況は他の子の確率に影響しない(各子は独立)。 ・ADPKDの腎外合併症:肝嚢胞、脳動脈瘤、心臓弁膜症、大腸憩室。 ・進行例の治療薬としてバソプレシンV2受容体拮抗薬トルバプタンがある。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。