동반 ABO 대립유전자에 따라 표현형이 다른 Ael02를 갖는 가족 1예
최현우, 조 덕, 전미정1, 이진솔, 송정원, 신명근, 신종희, 서순팔, 양동욱
전남대학교 의과대학 진단검사의학교실, 대한적십자사 광주 전남적십자혈액원1
= Abstract =
A Family Study of Ael02 Allele Expressing Different Phenotypes Depending on Co-inherited ABO Alleles
Hyun-Woo Choi, Duck Cho, Mi-Jeong Jeon1, Jin-Sol Lee, Jeong-Won Song, Myung-Geun Shin, Jong-Hee Shin, Soon-Pal Suh, Dong-Wook Ryang
Department of Laboratory Medicine, Chonnam National University Medical School;
Gwangju-Chonnam Red Cross Blood Center, Korean Red Cross1, Gwangju, Korea
Compared with A101, Ael02 is characterized by 467C>T, 646T>A and 681G>A polymorphisms, resulting in two amino acid substitutions (Pro156Leu and Phe216Ile). The first study in Korea was reported at 2003.
However, only unrelated donors were characterized. This study carried out molecular genetic analysis of a 26 year-old male propositus diagnosed with the Ael subgroup by serological tests along with his family. The propositus had the genotype Ael02/B101 expressing the AelB phenotype, and his father the genotype Ael02/O01 expressing the O phenotype. These findings suggest that the AelO2 allele is expressed as different phenotypes depending on the co-inherited ABO alleles. (Korean J Blood Transfusion 17(2) : 146∼152, 2006)
Key words: ABO blood-group system, Phenotype, Genotype
접수일：2006년 10월 5일, 승인일：2006년 12월 5일
책임저자：조 덕 519-809 전남 화순군 화순읍 일심리 160 화순전남대학교병원 진단검사의학과
서 론
ABO 혈액형 중 A 또는 B항원의 양적 감소나 질적 결손이 있는 경우를 아형이라고 하는데, 한 국인에서는 약 0.1% 빈도로 보고되었다1,2). 이는 혈액은행 검사에서 ABO 불일치나 잘못 분류된 혈액형의 주 원인이므로 검사실에서는 이를 정확 히 규명해야 한다. 이를 위해 그동안 흡착 및 해 리시험, 타액 응집억제 검사, A 및 B 전이효소 검 사, 그리고 ABO 유전형 검사 등이 사용되었다.
이 중 ABO 유전형 검사는 1990년 Yamamoto 등3) 에 의해 ABO 혈액형의 유전자구조가 밝혀진 후 가능해졌다. ABO 유전자는 7개의 엑손으로 구성 되어 있는데, 이 중 엑손 6 및 7이 A 및 B형 당전 이효소의 발현에 91%를 담당하고 있어 이들 두 엑손의 분석으로 대부분의 유전형을 결정할 수 있다. A101 대립유전자를 기준으로 cDNA를 비교 해 보면 B101 대립유전자는 7개의 염기(297, 526, 657, 703, 796, 803 및 930번)가 다르고, O01 대립 유전자는 엑손 6의 261번 G가 결손된 것을 제외 하면, O02 대립유전자는 261 결손과 함께 5개의 염기(297, 646, 681, 771 및 829)를 제외하고 동일 하다.
한편, ABO 유전자의 대립유전자의 빈도 및 종 류는 인종마다 다른데, 한국인은 A102, B101, O01, O02 대립유전자가 99% 이상이고, A 혹은 B 아형의 특이 대립유전자는 1% 이하에서 발견되 었다2,4). 또한, A 혹은 B 아형을 유발하는 대립유 전자가 규명되었으며, 그 표현형과의 관계 역시 보고되었다5). 한국인에서 보고된 대립유전자는 cis-AB2,6), Aw107,8), B3069,10), Ael11)등인데, 이들 일 부는 동일한 대립유전자를 갖고 있지만 동반되는 대립유전자에 따라 표현형이 다른 현상이 존재하 였다. 이러한 현상은 가계조사에서 보다 명확하 게 나타나 cis-AB, Aw10, B306를 가진 가계에서
보고되었다7,9). 예를 들면, Aw10를 가진 발단자가 B101 대립유전자와 동반 시에는 Aweak 형이었으 나, O02 대립유전자와 동반 시에는 O형을 보여 동일한 유전자가 각 세대에 전달되면서 동반되는 유전자에 따라 다른 표현형을 보이는 경우이다.
다른 A 혹은 B 아형의 대립유전자를 가진 검체에 서도 이러한 현상이 있을 것으로 예상되지만 이 후 추가 보고가 미진한 상태이다.
최근 Cho 등12)은 Ael 형을 가진 한국인 헌혈자 2명에서 Ael02 대립유전자를 보고하였는데, 이는 Ogasawara 등13)에 의해 최초로 보고된 대립유전 자와 동일한 것이다. 일본인에서 보고된 것은 대 립유전자에 따라 Ael형 혹은 O형으로 다르게 발 현된다고 하였지만, 한국인에서는 가계조사가 이 루어지지 않아 이러한 현상을 확인할 수 없었다.
이에 저자들은 신체검사를 위해 내원한 26세 남자에게서 Ael02 대립유전자를 발견하고, 가계 조사에서 아버지가 동일한 Ael02 대립유전자를 갖고 있지만 동반되는 대립유전자에 따라 표현형 이 다르게 발현되는 현상을 확인하고 문헌고찰과 함께 보고하는 바이다.
증 례
발단자는 신체검사를 위해 전남대학교병원에 내원한 26세 남자로 ABO 혈액형 검사에서 혈구 형과 혈청형의 불일치가 관찰되어 이를 해결하기 위해 가족조사와 함께 흡착 및 해리시험과 ABO 유전형 검사를 실시하였다. ABO 유전형 검사는 가족의 서면동의를 받아 실시하였다. 발단자, 아 버지, 그리고 어머니 모두 과거력이나 현병력상 특이한 소견은 없었다.
1. 혈청학적 검사
발단자는 ABO 혈구형 검사에서 항-A (Bioscot,
Livingston, UK)에 음성, 항-B (Bioscot, Livingston, UK)에 4+, 항-AB (DiaMed AG, Cressier, Swit- zerland)에 4+, 항-A1 및 항-H (DiaMed AG, Cres- sier, Switzerland)에 음성이었고, 혈청형 검사에서 A1혈구에 +/- 반응을 보였다. 발단자의 아버지 는 혈구형 검사에서 항-H 시약에만 3+였고, 혈 청형 검사에서 A1혈구 2+와 B혈구 3+를 보였 다. 발단자의 어머니는 혈구형 및 혈청형 검사 모 두에서 발단자와 같은 결과를 보였다(Table 1).
2. 흡착 및 해리시험
적혈구 1 mL를 취하여 생리식염수로 3회 세척 한 뒤 적혈구침사에 항-A (Bioscot, Livingston, UK)을 1 mL 첨가하고, 4oC 혈액은행 냉장고에 1 Table 1. Serological test results of the family
Cell typing Serum typing Isoagglutinin titer Anti-A Anti-B Anti-A1 Anti-H Anti-A,B A1 B A1 B
Propositus - 4+ - - 4+ +/- - 1：2 -
Mother - 4+ 4+ +/- - 1：2 -
Father - - - 3+ - 2+ 3+ 1：32 1：64
Table 2. Adsorption and elution test results
Reaction intensity
Sample A cell B cell O cell
RT 37oC Coombs’ phase RT 37oC Coombs’ phase RT 37oC Coombs’ phase
Propositus - - +/- - - - - - -
Mother - - - - - - - - -
Father - - - - - - - - -
RT: room temperature
Fig. 1. Pedigree demonstrating the inheritance of the Ael02 allele. The Ael02 allele expressed as either a normal O phenotype when co-inherited with an O01 allele or as an AelB phenotype with inherited with B101 allele. The phenotype and genotype are indi- cated below each symbols. The arrow indicates pro- positus.
시간 동안 항온하여 감작시켰다. 이후 원침하여 상층액은 버리고, 적혈구를 생리식염수로 8회 세 척한 뒤, 동량의 생리식염수를 가하고 잘 혼합하 여 56oC 수조에서 10분간 두면서 자주 흔들어서 항체가 용출되게 하였다. 즉시 원침을 실시한 뒤 상층의 해리액을 취하여 A1혈구와 O 혈구를 4oC 식염수법, 37oC 알부민법 및 항글로불린 단계까 지 반응시킨 후 응집여부를 판독하였다(Table 2).
3. 직접염기서열 분석
직접염기서열 분석은 Cho 등9)이 사용한 방법과
동일하게 실시하였는데, 간략하게 기술하면 다음 과 같다. EDTA 항응고제가 포함된 전혈에서 DNA 를 추출하여 엑손 6 및 7에 대한 시발체인 ABOe6F 와 ABOe7R 시발체 쌍에 의해 엑손 6 및 7을 포함 하는 한번의 long PCR을 시행하여 2,080 bp의 증 폭산물을 얻었다. 증폭된 PCR산물은 Qiaquick PCR purification kit (Qiagen, Hilden, Germany)를 사용하여 설명서에 따라 정제하여 염기서열분석 에 사용하였다. 염기서열분석을 위한 시발체인 ABOe6R, ABOe7F, ABOe7SF1 및 ABOe7SF2은 엑손 6 및 7을 완전히 분석하기 위해 중복되게 고
Fig. 2. Schemes for generation of putative gene conversion in exon 7 of the ABO gene. A O02 allele derived fragment with two nucleotide differ- ences at positions 646 and 681 compared to A102 allele, creates Ael02 allele. The nucleotide sequence below is showing from nt 646 to nt 681 in exon 7 of the ABO gene in propositus with Ael02/B101 genotype and AelB phenotype. The arrow indicates the heterozygous sequence at nt 646 (A of Ael02 allele and T of B101 allele) and 681 (A of Ael02 allele and G of B101 allele).
안하였다. 염기서열은 Big dye terminator cycle sequencing kit (Perkin Elmer/Applied Biosystems, Foster City, CA)를 사용하여 설명서대로 PCR 증 폭한 후 ABI PRISM 310 Genetic Analyser (Perkin Elmer/Applied Biosystems)로 자동분석하였다.
ABO 유전자의 염기서열분석은 SEQUENCHER (Gene Codes Corp, Ann Arbor, USA) software를 사 용하였다. 염기서열분석 결과 발단자, 아버지 및 어머니의 유전형은 각각 Ael02/B101, Ael02/O01 및 B101/O01이었다(Fig. 1, 2).
고 찰
A 아형의 일종인 Ael형은 적혈구가 항-A 혹은 항-AB에 응집반응이 없으며, 흡착 및 해리시험을 통해서만 A항원을 확인할 수 있는 것이 특징이 다. A 아형 중 Ael처럼 적은 항원을 갖는 아형은 Ax, Am등이 있는데, 이는 Ael과 감별이 쉽지 않은 경우가 있다. Ax와 Am은 흡착 및 해리시험을 하 지 않고도 A 항원을 증명할 수 있지만, Ael은 항- A에는 응집반응이 없고, 흡착 및 해리시험에서만 A 항원의 존재가 확인되어야 한다. 본 증례는 흡 착 및 해리시험에서만 항원의 존재가 확인되고 Ael특이 대립유전자의 한 유형인 Ael02 대립유전 자를 갖고 있어 Ael형으로 판정하였다. 한국인에 서 Ael형은 김 등14)에 의해 처음 보고되었는데, 혈 청학적 분석과 가계조사는 이루어졌으나 유전형 분석은 없었다.
본 예에서는 가족에 대한 혈청학적 분석뿐 아 니라 ABO 유전형 검사를 엑손 6 및 7에 대한 직 접염기서열분석법으로 실시하였다. Ael형의 원인 이 되는 Ael 특이 대립유전자는 현재까지 Ael01에 서 Ael07까지 7개가 보고되었다5). 이들은 인트론 6에 변이가 있는 Ael04를 제외하고, 모두 엑손 6 및 7에 그 유전적 변이가 존재하였다. 또한 흥미
로운 것은 Ael02와 Ael07은 hybrid 구조를 갖는다 는 것이다. RhD 유전자에 RhCE 유전자가 삽입되 어 RhD-CE-D hybrid 구조로 인해 D 항원이 약해 진 것처럼 본 예에서 확인된 Ael02의 경우도 A102-O201-A102 hybrid 구조로 인한 A 항원이 약 화된 것으로 보고되었다13,15). 이러한 Ael02 대립 유전자는 흔히 아시아인들에서 발견되는 467C＞
T 돌연변이를 갖고 있는 A102 대립유전자의 염기 가 O02 대립유전자의 엑손 7에서 관찰되는 염기 로 치환(646T＞A와 681G＞A)되어 발생된 것으 로 알려져 있다16). 한국인에서는 Cho 등11)에 의해 보고되었고, 본 예에서도 확인되어 한국인 Ael형 은 Ael02 대립유전자를 갖는 경우가 흔한 것으로 추정된다.
본 예에서 헌혈자 가족들의 ABO 유전형 검사 상 발단자의 유전형은 Ael02/B101, 아버지는 Ael02/
O01이었다. 그런데, 혈청학적 검사에서는 발단자 는 항-A 시약을 사용한 흡착 및 해리시험에서 약 한 양성(trace), 동종응집소(isoagglutinin) 역가검 사에서 혈청에 항-A 동종응집소가 1：2로 낮아 적혈구에 약한 A 항원이 존재함을 확인할 수 있 었다. 그러나, 아버지는 발단자와 동일한 Ael02 대립유전자를 갖고 있었지만, 혈청학적 검사에서 흡착 및 해리시험에서 음성, 항-A 동종응집소 역 가는 혈청에 1：32로 비교적 높게 관찰되어 적혈 구에 A 항원이 존재하지 않음을 알 수 있었다.
즉, 아버지에서 발단자로 유전된 동일한 Ael02 대 립유전자가 B101과 동반시에는 Ael형, O01과 동 반시에는 O형으로 다르게 표현되는 현상을 관찰 할 수 있었다.
이처럼 동반되는 대립유전자에 따라 표현형이 달리지는 현상은 Ax형을 가진 스웨덴인 한 가계 에서 보고되었다17). 관찰한 Ax 대립유전자가 O 대립유전자와 동반되는 경우에는 Ax로 발현했지 만, B 대립유전자와 동반되는 경우에는 Ax보다
강한 A2로 발현되었는데, 이러한 현상을 Daniels18) 이 보고한 A 유전자와 B 유전자의 상호작용(A and B gene interaction) 중의 하나인 해당 대립유 전자가 A 혹은 B 대립유전자와 동반될 경우 항원 이 강해지는 대립유전자 강화(allelic enhance- ment)로 설명하였다.
저자들은 검사 초기에 발단자의 어머니가 ABO 혈구형 및 혈청형 검사에서 발단자와 동일 한 ABO 혈액형을 보여, 발단자의 유전적 원인이 어머니에 있고, 시스(cis-)형으로 유전되는 새로 운 대립유전자를 예상하였다. 그러나, 유전형 검 사결과 어머니의 유전형은 B101/O01이었고, 발 단자와 동일하게 혈청형에서 항-A 역가가 낮았 던 것은 혈청 면역글로불린 IgG 647 mg/dL (참고 치: 700∼1,600)와 IgM 36.8 mg/dL (참고치: 70∼
400) 감소가 원인인 것으로 판명되어 동종응집소 항-A 항체의 역가가 감소된 B형으로 판정하였다.
어머니에게서 혈청면역글로불린이 감소된 원인 은 확인할 수 없었다. 저자들은 A102-O02-A102 hybrid 구조를 가진 Ael02 대립유전자(467C＞T, 646T＞A 및 681G＞A)를 ABO 유전형 검사로 확 인하여 ABO 불일치의 원인을 규명할 수 있었고, 이 Ael02 대립유전자가 그간 한국인에서 보고된 B306, Aw10처럼 동반되는 대립유전자에 따라 표 현형이 달라짐을 확인할 수 있었다. 그간 보고된 A 혹은 B 아형 이외에 새로 규명된 아형들의 대 립유전자에서도 동반되는 대립유전자에 따라 그 표현형이 다양할 수 있으므로 향후 ABO 유전형 검사와 함께 가계조사를 할 경우 그 표현형의 변 화에 유념해야 할 것이다.
요 약
Ael02 대립유전자는 A101 대립유전자와 비교 하여 467C＞T, 646T＞A 및 681G＞A 다형성을
갖는 A102-O02-A102 hybrid 구조를 갖고 있다. 한 국인에서는 2003년도에 처음 보고되었으나, 아직 까지 이 대립유전자에 대한 가계조사는 이루어지 지 않았다. 따라서 본 연구에서는 Ael형을 보인 26세 남자 발단자와 그의 가족들의 혈청학적 검 사, 흡착 및 해리시험 및 직접염기서열분석을 시 행하였다. 그 결과, Ael02 대립유전자가 O01 대립 유전자와 동반된 아버지는 O형이었지만, B101 대립유전자와 동반된 발단자는 Ael형이었다. 따 라서, Ael02 대립유전자가 동반되는 대립유전자 에 따라 표현형이 달라짐을 확인할 수 있었다.
감 사
저자들은 본 연구를 위해 도움을 주신 전남대 학교병원 김성미 선생님께 감사드립니다.
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