제1형 신경섬유종증 NF1 인트론 진단 사례

진단 이야기 | 23. 12. 30

WGS로만 발견 가능한 NF1 Deep Intronic 변이: 한국인 6세 환아 사례

환자 H는 임상적으로 제1형 신경섬유종증(Neurofibromatosis Type 1, NF1)이 의심된 6세 한국인 남아였습니다.

다수의 café-au-lait 반점이 관찰되었으며, 가족력은 없었습니다. 최초로 타 기관에서 NF1 단일유전자 시퀀싱 검사를 시행하였으나 NF1 유전자의 코딩 영역에서는 병원성 변이가 확인되지 않았습니다. 이후 보다 심층적인 분석을 위해 3billion에 Whole Genome Sequencing(WGS) Trio 검사가 의뢰되었습니다. 가족 중 유전질환 병력은 없었습니다.

grand-rounds-1 — WGS can detect deep intronic variants that are not targeted in WES

WGS는 WES에서 놓치는 Deep Intronic 변이를 탐지할 수 있습니다

예상대로 NF1을 포함한 여러 유전자의 코딩 구간에서는 병원성 또는 잠재적 병원성 변이가 관찰되지 않았습니다. 또한 구조변이(SV)나 CNV 역시 존재하지 않았습니다.
그러나 추가 분석 과정에서 NF1 유전자 14번과 15번 엑손 사이의 deep intronic 영역에서 임상적으로 의미 있을 가능성이 있는 비코딩 변이 하나가 확인되었습니다.

grand-round — NM_001042492.3(NF1):c.1642-449A>G variant is located in a deep intronic region that is 449 bp upstream of the nearest exon

NM_001042492.3(NF1):c.1642-449A>G

해당 변이는 엑손 15로부터 449 bp 만큼 upstream에 위치하여 WES나 엑솜 기반 패널 검사로는 탐지될 수 없는 위치였습니다.

grand rounds 1 fig3 — WGS: Patient H’s WGS data, note that coverage is even across the entire intronic region as WGS targets the whole genome instead of specific exons.
WES: data of the same region from different patients. Note that no read is a converging variant of interest. Genomic position number varies slightly as WES was mapped to hg19 and WGS was mapped to hg38

WGS 데이터: 전체 인트론 영역까지 균일하게 커버되므로 변이가 명확하게 관찰됩니다.
WES 데이터: 동일 구간에서 커버리지가 부족하여 변이를 확인할 수 없습니다.
(참고: WGS는 hg38, WES는 hg19 기반으로 매핑되어 위치 정보에 약간의 차이가 있습니다.)

Trio 분석 결과, 본 변이는 부모 양쪽 모두에서 확인되지 않아 de novo 변이임이 확인되었습니다. 또한 gnomAD 3.1.1 등 대규모 건강인 집단 데이터베이스에서도 발견되지 않았습니다.

*해당 변이는 NF1 관련 환자에서 이전에 보고된 사례가 있습니다(PMID: 23668869).

grand rounds1-fig4 — Patient H and the parent’s data, note that the variant is not present for either parent suggesting de novo occurrence of the variant

Deep Intronic 변이는 단백질 수준 영향 예측이 어려우나, 스플라이싱 예측 도구가 중요한 근거가 됩니다

Deep intronic 변이는 실험 데이터(RNA-seq 등)가 없다면 기능적 해석이 까다롭기 때문에 고도화된 예측 도구가 활용됩니다.
Illumina의 딥러닝 기반 스플라이싱 예측 도구인 SpliceAI 분석 결과, c.1642-449A>G 변이는 높은 확률로 스플라이싱 변화를 유도할 수 있음이 확인되었습니다.

grand rounds1-fig5 — SpliceAI results for the variant NM_001042492.3(NF1):c.1642-449A>G; performed on 2022-09-26

예측 결과: 엑손 14–15 사이에 43bp ‘가짜 엑손(pseudo-exon)’이 생성될 가능성

SpliceAI 분석에 따르면, 해당 변이는 엑손 14와 15 사이에 43bp의 새로운 pseudo-exon이 생성될 가능성이 매우 높습니다.
이 pseudo-exon 내부에는 조기 종료 코돈(premature stop codon)이 포함되어 있어, NF1 단백질의 조기 종결(nonsense-mediated decay)과 기능 상실(loss-of-function)을 유발할 것으로 예측됩니다.