分子解剖

分子剖検または死後分子検査は、法医学において、原因不明の症例、特に突然の原因不明の死亡（例えば突然心臓死）の原因を究明するために用いられる一連の分子技術である。若者の突然心臓死の約30％は、従来の完全な剖検後でも説明がつかず、原因不明の突然死に分類される。QT延長症候群、カテコラミン性多形性心室頻拍、心臓チャネルミオパチーの遺伝子マーカーパネルの使用により、症例の約40～45％が解明された。^[1]

現代において、分子解剖の使用には倫理的問題が伴います。これらの問題が生じるのは、検死官が従わなければならない定められた法律がないためです。たとえば、分子解剖を行うために検死官が親族の許可を得る必要はありません。家族は愛する人の死因の結果を必ずしも知りたくないため、多くの問題が生じています。この情報を知ると、家族は自分の遺伝子の突然変異が原因で死に至る可能性があるという不安や懸念を抱く可能性がありますが、家族にはそれを止める方法がありません。また、ほとんどすべての検査では、検査のサンプルが研究室に保管されるため、問題が生じます。つまり、愛する人の検査結果は永久に保存され、別の実験に使用される可能性があります。通常、家族にはこれが行われるかどうかについて発言権がありません。

検死官にとって問題となるのは、検査が行われ、家族の命が危険にさらされる可能性がある場合、家族が知りたくない場合は、検死官にはそのことを家族に伝える権限がないことです。検死官の中には、これは専門医としての義務に反すると考える人もいます。例えば、若年者の突然の心臓死の 30% は遺伝によるものと推定されています。そのため、医師は、危険にさらされる可能性がある人に知らせないことは職業上不適切であると考えています。^[2]

従来の医学的検死では突然死の原因を特定できない場合、分子検死はデオキシリボ核酸 (DNA) 配列解析を使用することで代替的な洞察を提供するのに役立つ場合があります。分子検死は、人間の目で見えるものだけでなく、細胞レベルから物事を調べます。

分子解剖を行うための最初のステップは、死後に個人から血液または組織のサンプルを採取することです。次に、遺伝子配列決定のプロセスにかけるために、血液サンプルから DNA を抽出します。次に、突然死の原因となる可能性のある遺伝子変異を検出するために、 DNA 配列を慎重に分析します。当初、分子解剖は 4 つの遺伝子の直接 DNA 配列決定に重点が置かれていました。しかし、最近の配列決定技術の進歩により、全エクソーム配列決定(WES) を通じて、少量の DNA サンプルから一度に多数の遺伝子をスクリーニングすることが可能になりました。WES では、22,000 個の遺伝子すべてのコード領域が配列決定されます。これにより、すべての主要な疾患に関連する遺伝子の遺伝子変異を検出できる可能性があります。^[3]

突然死に関する研究で、ある母親は、13 歳の息子が、以前 17 歳の息子を死なせた原因と同じ病気にかかっているのではないかと疑問に思ったことがありました。この息子はベッドで死んでいるのが発見されましたが、解剖の結果ははっきりしませんでした。多くの人が薬物使用と乱用が原因だと言いましたが、実際にはそうではありませんでした。

健康だった子供の突然死のほぼ半数は、剖検で何も発見されません。これらの子供は原因不明の突然死症候群 (SUDS) と呼ばれます。オルムステッド郡の人口調査では、12 件中 6 件が原因不明の SUDS で死亡しました。多くの法医病理学者は、QT 延長症候群(LQTS) などの致命的な障害による心臓の致命的な不整脈がSUDS の原因であると考えています。これは、心臓の自然なリズムにおける QT 間隔の延長です。これは剖検で痕跡を残さない可能性があります。LQTS の臨床症状は、失神、発作、または突然死です。

イギリスでは毎年約 200 件の SUDS 症例が発生しており、そのうちの約 3 分の 1 は LQTS のせいであるとされています。しかし、これは死亡前の心電図検査がなければ証明できません。

SUDS や LQTS の原因となる問題を分子レベルで調べることで、心臓に欠陥のあるイオン チャネルを見つけられる可能性があります。LQTS 患者には、6 つの LQTS 遺伝子マーカー、5 つの LQTS 遺伝子、約 200 の変異が確認されています。これらの分子をターゲットにすることで、分子解剖が可能になります。これが、以下の 3 つのケースすべてにおいて分子解剖が関連する理由です。

母親が、生きている息子が亡くなった息子と同じ問題を抱えている可能性を疑ったこのケースでは、家族に上記の LQTS の臨床兆候の病歴がありました。具体的には、祖母が複数回失神発作を起こしました。しかし、複数回の心電図検査では LQTS の診断につながるような重大な所見は示されませんでした。

複数の研究が行われましたが、特にエピネフリンによって引き起こされる再分極の変化に関する研究がありました。これは、位置 735 - 739 の 5 つのヌクレオチド (グアニン [g]、シトシン [c]、グアニン、シトシン、チミジン [t]) が存在しない結果を示しました。これらは DNA の遺伝的要素です。これにより、心臓のカリウム チャネルがアミノ酸のシフトを引き起こしました。このシフトは、アミノ酸の終止コドンが導入され、必要となる場所です。これは、筋肉の正常なリズムにとって重要な、心臓の脱分極と再分極に深刻な影響を与える可能性があります。^[4]

SUDS における RyR2 コード化心臓リアノジン受容体の分子剖検のための別の研究が行われた。この研究には 49 症例があり、そのうち 30 症例は男性であった。研究対象となった 49 症例のうち 13 症例は失神の家族歴があった。SUDS のこれらの症例のうち 7 症例では、6 つの明確な RyR2 ミスセンス変異があった。これらの死亡時の活動は、3 症例は労作、1 症例は感情、3 症例は不明であった。この研究は、分子剖検における RyR2 の最初の研究であった。心臓リアノジン受容体/カルシウム放出チャネルの 105 個のタンパク質コード化エクソンのうち 18 個をターゲットとした。これにより、SUDS における RyR2 変異が 7 症例中 1 症例で陽性であることが明らかになった。この研究は、この変異の検査が剖検調査の一部であるべきであることを示した。この研究はまた、この変異が遺伝する可能性があることも証明した。^[5]

もう 1 つの研究は、法医毒物学のための分子剖検としての薬理遺伝学です。この研究では、シトクロム P450 3A4*1B および 3A5*3 の遺伝子型を調べています。薬理遺伝学は、薬物作用に対する遺伝的寄与を研究するものです。これは、フェンタニルの毒性を証明するのに役立ちます。フェンタニルは、手術の麻酔、または動物や人間の疼痛管理に使用されます。この薬物は、シトクロム P450 の異なる対立遺伝子により、さまざまな代謝を起こす可能性があります。この研究では、ミルウォーキー郡検死官事務所および紹介者から、25 件のフェンタニル関連の死亡 (白人 22 人、アフリカ系アメリカ人 1 人、ネイティブ アメリカン 2 人) を調べました。死後、血液を採取し、放射免疫測定法および液体クロマトグラフィー/質量分析法で分析しました。この研究では、CYP3A4*1B 野生型および 3A5*3 ホモ接合変異体症例の平均フェンタニル濃度が CYP3A4*1B 変異体症例よりも高かったことが示された (有意差はなかった)。この研究から得られたデータは、CYP3A5 がフェンタニル代謝に関与し、ホモ接合 CYP3A5*3 がフェンタニルの代謝障害を引き起こすという科学的証拠を示した。CYP3A4*1B および 3A5*3 変異体の遺伝子型解析は、フェンタニルの毒性を証明するのに役立つ可能性がある。この主題をさらに研究するには、より多くの症例が必要になるだろう。この研究は主に、この薬物モニタリングと疼痛管理に関する情報を提供することを目的としていた。^[6]

分子剖検は、SUD、特に心臓突然死（SCD）の調査プロセスにおいて大きな要素となっている。SCDの原因は多岐にわたるが、SCDの最大の原因は、特に40歳未満の人の場合、根本的な遺伝的素因である。遺伝性疾患には、原発性不整脈性疾患や遺伝性心筋症などがあるが、これらに限定されない。分子剖検は、SUDの原因を特定するのに役立つだけでなく、心血管疾患に関連して親族が抱える潜在的なリスクを評価することもできる。年間300万人以上がSCDで亡くなっており、SCDの分子剖検の需要が高まっている。若く、健康で、一見健康そうに見える人のSCDに分子剖検を使用することは、ますます興味深い研究テーマとなっている。SCDで死亡した若い人の死後剖検の最大30％は死因が特定されず、剖検陰性または突然不整脈死症候群（SADS）と呼ばれる。これは、多くの主要な不整脈性疾患が心臓の構造的損傷を引き起こさないため、病理学者が死因について結論を出すことが困難になるためです。

SADS 症例の遺伝子検査は10 年以上前に開始されました。死体の血液サンプルを採取して検査します。分子解剖では、KCNQ1、KCNH2、SCN5A、RYR2 の 4 つの主要遺伝子に焦点を当てます。分子解剖で見つかった変異の 95% 以上は染色体優性形質であり、検査を受けた個人の子供の半数も変異遺伝子を持っていることを示しています。^[7]