KR102570459B1 - FDX1L 유전자의 rs62640397부위를 이용한 여성의 우울증 위험도 예측용 바이오마커, 상기 바이오마커를 이용한 여성의 우울증 위험도 진단에 대한 정보제공방법 및 진단키트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바이오마커를 이용한 우울증 진단기술에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 항우울제 조기 치료반응이 불량한 상태에서 특정 유전자의 변이가 최종비관해 위험도를 증가시키는 것을 근거로 개발된 FDX1L 유전자의 rs62640397부위를 이용한 여성의 우울증 위험도 예측용 바이오마커, 상기 바이오마커를 이용한 여성의 우울증 위험도 진단에 대한 정보제공방법 및 진단키트에 대한 것이다.

Description

FDX1L 유전자의 rs62640397부위를 이용한 여성의 우울증 위험도 예측용 바이오마커, 상기 바이오마커를 이용한 여성의 우울증 위험도 진단에 대한 정보제공방법 및 진단키트{Asessment methods and diagnostic kit for depressive disorders in women using genetic biomarkers comprising the rs62640397 region of the FDX1L gene}

본 발명은 바이오마커를 이용한 우울증 진단기술에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 여성에게서 나타나는 특정 유전자의 변이가 우울증 위험도를 증가시키는 것을 근거로 개발된 FDX1L 유전자의 rs62640397부위를 이용한 여성의 우울증 위험도 예측용 바이오마커, 상기 바이오마커를 이용한 여성의 우울증 위험도 진단에 대한 정보제공방법 및 진단키트에 대한 것이다.

우울증은 전 세계적인 질병 부담의 주요 원인이다. 역학 연구에 따르면 우울증은 아시아 국가를 포함한 전세계 여성에서 더 많이 발생하며, 아시아 국가에서는 그 차이가 작지만 남성보다 여성에서 약 2 ~ 3 배 더 자주 발생한다. 또한 여성의 우울 장애의 임상적 특징 및 치료 결과는 남성과 다르다. 우울 장애에서 관찰되는 성별 차이의 기전을 이해하기 위해 많은 노력을 기울였다. 그러나 명확한 메커니즘은 보고되지 않았다.

우울증 질환의 유전성에 대한 성의 영향은 확실한 결론에 도달하지 않았지만 상당한 유전적 기여도(35-40 %)를 기반으로 조사되었다. 이전의 연관 분석 및 전장 유전체 연관분석(GWAS)은 성별에 따른 유전적 연관성을 보고했지만 이러한 연구의 결과는 PCLO와의 연관성을 제외하고는 거의 반복검증되지 않았다. 더욱이 일부 연구에서는 우울증에 대한 유전적 영향이 남성에서 더 강하다고 보고한 반면, 다른 연구에서는 여성에서 더 뚜렷한 유전적 영향을 발견했거나, 성별 간의 유전적 영향에서 감지할 만한 차이가 없다고 보고했다. 이러한 불일치는 연령 차이, 진단 방법이 다르거나 성별 간 우울증과 관련된 유전적 차이를 감지하는 데 사용되는 방법의 한계 때문일 수 있다.

우울증에 대한 유전적 기여의 성별 차이를 확인하려면 이전 유전 연구의 한계를 보완할 수 있는 대체가능한 유전 연구 설계가 필요하다. 그 결과로 이것은 우울 장애의 병인에 대한 이해를 높이고 새로운 치료 표적의 개발로 이어질 것이다.

충분한 임상 정보와 결합된 대규모 WES(whole exome sequencing) 데이터는 우울증에 대한 유전적 영향의 성별 차이에 관한 이전 연구의 한계를 해결할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 이전 GWAS는 잠재적으로 우울 장애에 기여할 수 있는 간접 유전적 연관성을 확인하는 데는 성공하였지만 이러한 흔하고 영향이 적은 유전적 변이만을 조사하는 방법으로는 우울 장애의 전체 유전적 배경을 설명하기에 불충분하다. 심지어 메타 분석 방법을 사용하여 통계적 검정력을 높이는 경우에도 마찬가지이다.

또한 이전의 GWAS 결과는 유럽 인구에 대한 연구로 압도적인 편향 되어 있으므로 일반화할 수 없다. 이렇듯 아직 이해되지 못한 우울장애의 유전적 취약성을 발견하기 위하여 최근 연구에서는 WES를 적용하여 분석을 진행하고 있다. WES는 단백질 코딩 영역에서 일반적인 유전적 변이와 희귀한 유전적 변이 사이의 상호 작용을 포착 할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 우울장애에 대한 유전적 취약성에 있어서 성별의 차이는 대규모 WES 데이터를 사용하여 조사된 적이 없다.

따라서, 우울 장애에서 관찰되는 성별 차이에 기반 하여 여성의 우울증 위험도를 예측하는 새로운 유전자 마커가 개발될 필요가 있다.

대한민국등록특허번호 제10-2047479호

본 발명자들은 다수의 연구결과 남성보다 여성에게서 우울증을 유발할 고위험성과 유의한 연관성이 있는 여성의 우울증 위험도 예측용 바이오마커를 밝힘으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 PDE4A, FDX1L 및 MYO15B 유전자 중 하나 이상에서 특정 부위의 변이가 여성의 우울증 위험도를 예측할 수 있음을 확인함으로써, 남성보다 여성에서 우울장애의 더 높은 유병률이 유전된 변이 때문일 수 있다는 유전적 증거를 제시하는 것은 물론 비교적 정확하게 여성의 우울증 위험도를 예측할 수 있는 바이오마커를 포함하는 바이오마커조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 여성의 우울증 위험도 예측용 바이오마커를 검출함으로써, 환자의 성별 차이에 따라 우울증 위험도가 달라질 수 있다는 강력한 근거를 제공할 수 있으므로 의사가 환자의 성별 차이를 고려하여 우울증 질환에 대한 성별 유전적 위험 인자가 있는 환자를 대상으로 적절한 예방 및 치료 전략을 결정할 수 있도록 기여할 수 있어 우울증환자 특히 여성우울증 환자의 질병 부담을 줄일 수 있는 여성의 우울증 위험도 진단에 대한 정보제공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 개체로부터 분리한 생물학적 시료로부터 여성의 우울증 위험도 예측용 바이오마커의 변이부위를 확인함으로써 의사가 우울증 발병 위험이 있는 여성 환자를 예측할 수 있으므로 환자의 우울증 증상이 깊어지기 전에 선제적으로 치료전략을 변경할 수 있어 임상적 유용성을 갖는 여성의 우울증 위험도 예측용 진단키트 및 마이크로어레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 FDX1L 유전자의 rs62640397(T>C)부위를 포함하는 10 내지 100개 뉴클레오티드 길이의 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 대조군으로 포함하는 여성의 우울증 위험도 예측용 바이오마커조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상술된 바이오마커조성물을 검출할 수 있는 검출수단을 포함하는 여성의 우울증 위험도 예측용 진단키트를 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 검출수단은 상기 바이오마커조성물에 포함된 폴리뉴클레오티드를 검출할 수 있는 프로브, 상기 폴리뉴클레오티드를 증폭할 수 있는 프라이머쌍, 및 상기 폴리뉴클레오티드의 cDNA 중 하나 이상을 포함한다.

또한, 본 발명은 상술된 바이오마커조성물을 포함하는 여성의 우울증 위험도 예측용 마이크로어레이를 제공한다.

또한, 본 발명은 피검사자의 생물학적 시료에서 FDX1L 유전자의 DNA 또는 RNA를 수득하는 단계; 및 상기 수득한 DNA 또는 RNA로부터 제 1 항의 바이오마커조성물에 포함된 rs62640397부위의 염기를 확인하는 단계;를 포함하는 여성의 우울증 위험도 진단에 대한 정보제공방법을 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 rs62640397부위의 염기가 C로 확인되면, 상기 rs62640397부위의 염기가 T인 대조군과 비교하여 우울증 위험도가 2.3배 증가한다고 진단할 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 생물학적 시료는 혈액을 포함하는 체액 또는 조직으로부터 선택된다.

먼저, 본 발명의 바이오마커조성물에 의하면 PDE4A, FDX1L 및 MYO15B 유전자 중 하나 이상에서 특정 부위의 변이가 여성의 우울증 위험도를 예측할 수 있음을 확인함으로써, 남성보다 여성에서 우울증 장애의 더 높은 유병률이 유전된 변이 때문일 수 있다는 유전적 증거를 제시하는 것은 물론 비교적 정확하게 여성의 우울증 위험도를 비교적 정확하게 판단할 수 있다.

또한, 본 발명의 여성의 우울증 위험도 진단에 대한 정보제공방법에 의하면 여성의 우울증 위험도 예측용 바이오마커를 검출함으로써, 환자의 성별 차이에 따라 우울증 위험도가 달라질 수 있다는 강력한 근거를 제공할 수 있으므로 의사가 환자의 성별 차이를 고려하여 우울증 질환에 대한 성별 유전적 위험 인자가 있는 환자를 대상으로 적절한 예방 및 치료 전략을 결정할 수 있도록 기여할 수 있어 우울증환자 특히 여성우울증 환자의 질병 부담을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 진단키트 및 마이크로어레이에 의하면 개체로부터 분리한 생물학적 시료로부터 여성의 우울증 위험도 예측용 바이오마커의 변이부위를 확인함으로써 우울증 발병에 대한 유전적 위험 인자가 있는 여성 환자를 예측할 수 있으므로 환자의 우울증 증상이 깊어지기 전에 선제적으로 치료전략을 변경할 수 있어 임상적 유용성을 갖는다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 여성의 우울증 위험도 예측용 유전자 분석을 위한 단계를 도시한 흐름도이다. In-silico 분석도구로 다음 SIFT, PolyPhen2, CADD, LRT 및 MutationTaster 5개의 프로그램이 유해 변이를 예측하기 위해 선택되었다.
도 2는 순열 테스트의 개요를 도시한 것이다.
도 3a는 우울증 환자에서 남성과 여성 간의 유전적 부담 비교한 결과 그래프[우울 장애 환자 (n = 1000)]이고, 도 3b는 일반 인구의 남성과 여성 간의 유전적 부담 비교한 결과 그래프[1KGP CHB 및 JPT 집단의 건강한 대조군 (n = 207)]이다. 각 범주(점)의 유전전 변이 비교시 남성(상대적 유전적 부담 >1)에서 유전부담이 높은 경우 또는 여성(상대적 유전적 부담 <1)에서 유전부담이 높은 경우로 표시된다. 빨간색 파선은 유의 임계값(0.05)을 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 우울증 환자와 일반 인구에서 남성과 여성 간의 유전적 부담비교시 변형된 희귀 변이 정의(대립 유전자 빈도 <1 %)를 사용하여 비교한 그래프이다.
도 5는 성별에 따른 유전적 부담의 차이에 대한 순열 테스트 결과 그래프이다. 임의의 남성 및 여성 레이블의 순열 10,000 개를 사용한 Wilcoxon 순위 합 검정값과 우울증 환자에서 분석된 검정 값을 비교한 순열검정 p값을 제시하였다. 검은 색과 파란색 실선은 우울증 환자와의 비교값이며, 실선은 변이 수준 분석을 나타내고 점선은 유전자 수준 분석을 나타낸다.
도 6a 내지 도 6d는 우울증 환자와 일반 인구에서 남성과 여성의 다 유전자 위험 점수(PRS) 비교 그래프이다.

본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 발명의 설명에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함한다.

인간의 genome은 유전적으로 0.1%이상의 다양성을 보이는데 이러한 차이는 유전지문인식의 도구로 이용할 수가 있다. 개개인의 유전지문인식 패턴으로 단일염기다형성(SNP)을 이용할 수 있으며 human genome project에 의해 1000만개 이상의 다양성이 인종별, 국가별로 광범위하게 알려져 있다. 이러한 SNP은 간단하게 시퀀싱을 통해 detection할 수 있으며, 이런 다양성은 희귀하고 개별적이며 그리고 특이적이다. 하지만 어떤 부분에 있어서는 매우 빈번하게 변이가 있을 수도 있다. 본 발명자들은 특정 유전자에서 상기와 같은 단일염기다형성(SNP)의 특징을 이용하면 간단하게 여성의 우울증 위험도를 진단할 수 있음을 발견하였다.

본 발명에서 사용되는 용어 "진단"은 병리학적 상태의 존재 또는 특징을 확인하는 것을 의미한다. 본 발명의 목적과 관련하여, "진단"은 체액의 생체외 분석에 기초하여 여성의 우울증 위험도 위험도를 결정하는 것을 의미한다.

본 발명에서 사용되는 용어, "rs_id"란 1998년부터 SNP 정보를 축적하기 시작한 NCBI가 초기에 등록되는 모든 SNP에 대하여 부여한 독립된 표지자인 rs-ID를 의미한다. 이와 같이 표에 기재된 rs_id는 본 발명의 유전자변이를 나타내는 SNP 마커를 의미한다.

본 발명에서 사용되는 용어 "바이오마커"는 질환 상태를 나타낼 수 있는 물질을 의미한다. 여성의 우울증 위험도 진단에 관한 본 발명의 문맥에서, "바이오마커"는 PDE4A 유전자, FDX1L 유전자 및 MYO15B 유전자 중 어느 하나의 특정 SNP부위를 의미한다.

본 발명에서 사용되는 용어 "혈액"은 전혈, 혈청 및 혈장을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "예측하는"은 개체가 생물학적 질환을 발병할 가능성이 현저하게 높다고 발견하는 것을 의미한다.

본 발명에서 사용되는 용어 "생물학적 시료"는 개체로부터 얻어진 다양한 시료 유형을 포함하며 또한 진단 또는 모니터링 분석에서 사용될 수 있다. 생물학적 유체 시료는 혈액, 뇌척수액(CSF), 뇨 및 생물 유래의 다른 액체 시료를 포함한다. 필요에 따라, 시료는 예를 들면 농축 및 분리를 위해 미리 처리할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 용어 "개체"는 포유동물, 바람직하게는 인간이고, 용어 개체, 환자 또는 대상체는 본 발명에서 서로 교환적으로 사용될 수 있다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 발명 전체에 걸쳐 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명의 기술적 특징은 PDE4A, FDX1L 및 MYO15B 유전자 중 하나 이상의 특정부위의 변이가 여성의 우울증 위험도를 예측할 수 있음을 확인하고, 이에 착안하여 남성보다 여성에서 우울증의 더 높은 유병률이 유전된 변이 때문일 수 있다는 유전적 증거를 제시하는 것은 물론 의사가 환자의 성별 차이를 고려하여 우울증 질환에 대한 성별 유전적 위험 인자가 있는 환자를 대상으로 적절한 예방 및 치료 전략을 결정할 수 있도록 비교적 정확하게 여성의 우울증 위험도를 예측 및/또는 진단할 수 있는 PDE4A 유전자, FDX1L 유전자 및 MYO15B 유전자 중 어느 하나 이상의 특정 SNP를 검출하는 구성을 포함하는 여성의 우울증 위험도 진단키트 및 여성의 우울증 위험도에 대한 정보제공방법을 제공하는 것에 있다.

따라서, 본 발명의 여성의 우울증 위험도 예측용 바이오마커조성물은 PDE4A 유전자의 rs201432982부위(C > A, T)를 포함하는 10 내지 100개 뉴클레오티드 길이의 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 대조군으로 포함하거나, FDX1L 유전자의 rs62640397(T>C)부위 또는 rs79442975(G>A)부위를 포함하는 10 내지 100개 뉴클레오티드 길이의 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 대조군으로 포함하거나, MYO15B 유전자의 rs820182(A>C)부위 또는 rs820148(A>G)부위를 포함하는 10 내지 100개 뉴클레오티드 길이의 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 대조군으로 포함할 수 있다.

후술하는 바와 같이 본 발명은 PDE4A, FDX1L 및 MYO15B 유전자 중 하나 이상에서 특정부위의 변이가 여성의 우울증 위험도 위험을 증가시키는 효과를 명확히 확인하였기 때문이다.

즉, 본 발명의 바이오마커조성물에 포함된 PDE4A, FDX1L 및 MYO15B 유전자 중 하나 이상에서 얻어진 특정 SNP 폴리누클레오티드는 우울증의 유전적 구조에서 성별에 따른 차이를 평가하기 위해 우울장애 환자 1000 명 (여성 70.7 %)의 샘플에 대한 전장 엑솜시퀀싱을 수행하여 특정유전자의 단일염기 다형성(single nucleotide polymorphism, SNP)이 여성의 우울증 위험도 진단과 관련이 있는 바이오마커가 될 수 있는지를 조사하여 얻어진 결과이다.

정성적 분석을 통해 염색체 19p13.2에 매핑되는 3 개의 변이체 (PDE4A 내의 rs201432982, FDX1L 내의 rs62640397 및 rs79442975) 및 염색체 17p25.1 유전자좌에서 MYO15B 내의 2 개의 신규변이체 (rs820182 및 rs820148)를 포함하여 여성의 우울 장애 위험 증가와 잠재적으로 연관된 5 개의 유전적 마커를 확인했다. 특히, 이러한 변이에 대해 동형 접합인 우울증 환자는 동형 접합자가 아닌 환자 (즉, 비연관 대립 유전자에 대한 이형 접합 및 동형 접합)보다 더 심한 우울 증상과 높은 자살률을 나타냈다. 또한, 정량 분석을 통해 순열 테스트 후에도 단백질 절단 및 해로운 변이의 유전적 부담이 남성보다 여성에서 더 높음을 알 수 있었다. 여기서, 대조군 데이터로 정신 장애가 없는 건강한 개인 (n = 72, 26.4 % 여성) 및 동아시아 하위 집단 1000 게놈 프로젝트 데이터 (n = 207, 50.7 % 여성)가 사용되었으며 남성과 여성의 유전적 변이는 질적 및 양적 연구 설계를 사용하여 직접 비교되었다.

PDE4A 유전자는 전두엽피질, 해마 및 편도체와 같은 기억과 기분을 조절하는 뇌 영역에서 광범위한 발현되어 우울증의 잠재적 표적으로 간주되는 cAMP 2차 메신저 신호 전달의 주요 조절자이다. 또한, PDE4A 결핍 마우스에서 소변 코르티코스테론 증가와 관련되어 불안유발 행동과 감정관련 기억의 손상이 확인되었을 뿐 아니라, 항우울제를 만성적으로 투여하면 PDE4A 발현이 증가하였다. 따라서, 이 유전자는 항우울제에 의해 영향을 받는 시냅스 가소성과 연관될 수 있고, PDE4A의 변이는 시상 하부-뇌하수체-부신 축을 통해 뉴런 발화를 감소시킴으로서 음성되먹임 기전의 장해를 유발하여 개인으로 하여금 우울장애에 취약하게 할 수 있다. PDE4A가 여성에서만 발견되었던 점은 PDE4 관련 효소 발현이 난소에서 높은 수준으로 보고되고, PDE4가 스테로이드 생성및 염증 반응 조절과 관련된 역할을 한다는 이전의 연구로 뒷받침 될 수 있다. FDX1L(FDX2로도 알려짐)은 미토콘드리아 근육 병증 및/또는 신경 학적 증상에 기여한다고 알려져 있으나 이 유전자와 우울 장애의 연관성을 보고한 선행연구는 없다. 그럼에도 불구하고, FDX1L의 두 가지 변이는 우울장애와 관련된 것으로 이전에 보고된 Ribonucleoprotein, PTB Binding 1 (RAVER1)의 하류에 위치하고 있는데, 이 RAVER1유전자는 1 형 오류로 인한 결과라는 의견도 있지만 RAVER1과 LD에 있는 다른 중요한 유전자에 대한 대체로 발굴된 것으로 제시된 바 있다. . FDX2 및/또는 RAVER1의 변이는 미토콘드리아 기능 장애와 연관되며, 이는 산화 스트레스와 세포 자멸사 가속화, 관련 신경 전달 물질 방출, 특히 성 특이적 방식으로 스트레스 호르몬 수치 증가를 야기하는데 기여한다고 알려져 있어, 우울증 발병에 기여할 수 있다. 염색체 17q25.1에 매핑되는 MYO15B의 역할에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 그러나 이 유전자는 백질 고강도와 연관된다고 알려져 있는데, 백질고강도는 인지 기능 장애, 치매 및 우울증의 위험 증가와 관련밀접한 연관성이 보고된바 있다.

한편, 본 발명의 여성의 우울증 위험도진단키트는 바이오마커조성물에 포함된 PDE4A 유전자의 rs201432982부위(C > A, T), FDX1L 유전자의 rs62640397(T>C)부위, FDX1L 유전자의 rs79442975(G>A)부위, MYO15B 유전자의 rs820182(A>C)부위, MYO15B 유전자의 rs820148(A>G)부위 중 어느 하나 이상의 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 검출할 수 있는 검출수단을 포함한다. 여기서, 검출수단은 바이오마커조성물에 포함된 폴리누클레오티드를 검출할 수 있는 프로브, 폴리뉴클레오티드를 증폭할 수 있는 프라이머쌍, 및 폴리뉴클레오티드의 cDNA 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

필요한 경우 여성의 우울증 위험도 진단을 위해 바이오마커조성물을 포함하는 마이크로어레이로 구현할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 여성의 우울증 위험도진단에 대한 정보제공방법은 피검사자의 생물학적 시료에서 PDE4A 유전자의 DNA 또는 RNA, FDX1L 유전자의 DNA 또는 RNA, MYO15B 유전자의 DNA 또는 RNA 중 어느 하나를 수득하는 단계; 및 상기 수득한 DNA 또는 RNA로부터 상기 바이오마커조성물에 포함된 rs201432982부위의 염기, rs62640397부위의 염기, rs79442975부위의 염기, rs820182부위의 염기, rs820148부위의 염기 중 어느 하나 이상을 확인하는 단계;를 포함한다. 여기서, 후술하는 조사결과와 같이 rs201432982부위의 염기가 A 및 T 중 어느 하나로 확인되면, 상기 rs201432982부위의 염기가 C인 대조군과 비교하여 우울증 위험도가 2.6배 증가한다고 진단할 수 있고, rs62640397부위의 염기가 C로 확인되면, 상기 rs62640397부위의 염기가 T인 대조군과 비교하여 우울증 위험도가 2.3배 증가한다고 진단할 수 있으며, rs79442975부위의 염기가 A로 확인되면, 상기 rs79442975부위의 염기가 G인 대조군과 비교하여 우울증 위험도가 2.3배 증가한다고 진단할 수 있고, rs820182부위의 염기가 C로 확인되면, 상기 rs820182부위의 염기가 A인 대조군과 비교하여 우울증 위험도가 1.9배 증가한다고 진단할 수 있으며, rs820148부위의 염기가 G로 확인되면, 상기 rs820148부위의 염기가 A인 대조군과 비교하여 우울증 위험도가 1.8배 증가한다고 진단할 수 있다.

실시예

1. 연구 방법

1.1. 참가자 및 데이터 세트

우울증(우울 장애)데이터 세트는 MAKE Biomarker discovery for Enhancing Antidepressant Treatment Effect and Response (MAKE BETTER) 연구에서 나왔으며 자세한 내용은 이전에 발표되었다. MAKE BETTER 연구는 전향적 설계를 사용하여 치료 반응에 대한 바이오 마커를 조사하도록 설계되었다. 현재 연구는 유전자 검사를 위해 혈액 샘플을 제공하는데 동의한 모든 참가자의 기저선 데이터를 사용했다. 최근 전남 대학교 병원 정신과를 방문한 주요 우울 장애, 기분 부전 장애, 달리 명시되지 않은 우울 장애 환자를 연속 모집했다. 자세한 자격 기준은 보충 방법에 설명되어 있다. 우울 장애는 DSM-IV (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fourth Edition) 기준에 기반한 구조화 된 진단 정신과 인터뷰 인 Mini-International Neuropsychiatric Interview (MINI)를 사용하여 연구 정신과 의사에 의해 평가되었다.

MAKE BETTER 연구의 경우 포함 기준은 다음과 같다. i) 7 세 이상; ii) Mini-International Neuropsychiatric Interview1를 사용하여 확인 된 바와 같이, 주요 우울 장애, 기분 부전 장애 또는 달리 분류되지 않는 우울 장애 (NOS)로 진단 됨; iii) Hamilton Depression Rating Scale 점수 ≥ 14;; iv) 설문지를 작성하고 연구의 목적을 이해하며 사전 동의 양식에 서명 할 수 있다. 제외 기준은 다음과 같다. i) 불안정하거나 통제 할 수없는 의학적 상태; ii) 심각한 신체적 질병으로 인해 정신과 적 평가를 완료하지 못하거나 약물 요법을 준수 할 수 없음; iii) 양극성 장애, 조현병, 조현정동 장애, 조현양상장애, 달리 분류되지 않는 정신증적 장애 또는 기타 정신병적 장애의 현재 또는 평생 DSM-IV 진단; iv) 기질성 정신병, 간질 또는 발작 장애의 병력; v) 항 경련제 치료 이력; vi) 우울 장애 (예 : 알코올/ 약물 의존성)를 제외한 모든 정신과적 진단을 위한 입원 vii) 현재 우울증 에피소드에 대한 전기 경련 요법; viii) 임신 또는 모유 수유.

본 연구에서는 두 개의 대조군 데이터 세트가 사용되었다. 첫 번째는 중증 외상성 신체 손상 환자의 2년 전향적 연구에서 우울증, 불안 또는 외상후 스트레스 장애 (PTSD)를 포함한 외상 후 증후군을 예측하는 바이오마커를 조사한 외상후 증후군에 대한 바이오마커 기반 진단 알고리즘연구(BioPTS)의 참여자중 일부에 대한 정보를 활용하였다. BioPTS 연구에 참여한 141 명의 참가자 중 72 명은 심각한 신체적 상해 후에도 2년 추적 관찰 동안 정신과적 장애(예 : 우울증, 불안 또는 외상 후 스트레스 장애)가 없었고, 혈액 샘플을 제공하기로 동의했던 환자로서, 현재 분석에서 대조군으로 포함되었다. 정신과적 장애가 없는 것은 MINI 및 DSM-5 기준에 의해 수정된 Clinician- Administered PTSD Scale-5 (CAPS-5)를 사용하여 연구 정신과 의사에 의해 진단되었다.

BioPTS 연구의 경우 포함 기준은 다음과 같다. i) 심각한 신체적 손상 후 24 시간 이상 입원 (부상 심각도 점수 ≥ 9) 3; ii)> 18 세; iii) 한국어 원어민. 대표성을 유지하기 위해 다음 제외 기준이 적용되었다. i) 중등도 또는 중증 뇌 손상 (Glasgow 혼수 척도 <10) 4; ii) 외상 후 스트레스 과정에 영향을 미칠 수 있는 외상 후 스트레스장애와 연관되지 않은 정신과 질환에 대한 일차적 임상 진단, 또는 현재 정신병 또는 양극성 장애의 진단, 또는 자살 시도 ; iii) 기질적 정신장애 또는 신경인지 장애와 같은 중요한 기저 인지 장애.

두 번째 대조군 데이터 세트는 1000 Genomes Project, Phase 3 (1KGP) 공개 데이터베이스에서 얻었으며, 샘플 수집시 특정 임상 표현형 없이 자신이 건강하다고 선언한 개인의 데이터로 구성되었다. 1KGP의 26개 인구집단 중 상당히 좁은 지리적 범위 내에 있고 유전적으로 한국인과 유사한 중국 베이징의 한족 (CHB)과 일본 도쿄의 일본인(JPT)에 대한 데이터가 현재 조사에서 추가 통제 그룹으로 사용되었다.

MAKE BETTER 연구 및 BioPTS의 모든 참가자는 서면 동의를 제공했다. 두 연구 모두 기관 지침과 1964 년 헬싱키 선언에 따라 수행되었으며 전남대학교병원 기관 심의위원회의 승인을 받았다.

1.2. 전장 엑솜 시퀀싱

유전자 검사에 동의한 MAKE BETTER 및 BioPTS 연구 참가자의 정맥혈 샘플에서 DNA를 추출했다. Illumina HiSeq를 사용하여 전체 게놈에 걸쳐 코딩 서열 영역을 스크리닝하기 위해 다음과 같이 WES를 수행했다. 제조업체의 지침에 설명된 대로 표준 프로토콜에 따라 Illumina HiSeq 2500 시퀀서 (Illumina, Inc., San Diego, CA)를 사용하여 전체 게놈에 걸쳐 코딩 서열 영역을 스크리닝하는 WES를 수행했다. 21,522 개의 유전자로 구성된 359,555 개의 엑손을 포함하고 총 표적 영역이 75Mb 인 SureSelect Human All Exon V5 + UTR 프로브 세트가 사용되었다. 표준 엑솜 캡처 라이브러리를 생성하기 위해 Illumina 페어드 엔드 시퀀싱 라이브러리 (버전 B.3, 2015 년 6 월)에 대한 Agilent SureSelect Target Enrichment 프로토콜이 3μg의 입력 gDNA와 함께 사용되었다. DNA 양과 품질은 PicoGreen 시약과 Nanodrop 분광 광도계를 사용하여 측정되었다. 게놈 DNA 분취 량 (1μg)은 적응 형 집중 음향 기술 (Covaris)을 사용하여 조각화되었다. 단편화 된 DNA를 수리하고 'A'잔기를 3 '말단에 연결 한 다음 애질런트 어댑터를 단편에 연결했다. 결찰이 평가되면 어댑터 결찰 산물을 PCR로 증폭하고 최종 정제된 산물을 qPCR 정량화 프로토콜 가이드를 기반으로 qPCR을 사용하여 정량화하고 품질은 Caliper LabChip 고감도 DNA 키트 (PerkinElmer, Inc. Hopkinton, MA)를 사용하여 평가하였다. 엑솜 캡처를 위해 250ng의 DNA 라이브러리를 표준 Agilent SureSelect Target Enrichment 프로토콜에 따라 혼성화 버퍼, 차단 믹스, RNase 블록 및 5μl의 SureSelect all exon 캡처 라이브러리와 혼합했다. 하이브리드 화는 PCR 기계에서 24 시간 동안 105 ℃에서 가열된 열 순환기 뚜껑 옵션을 사용하여 65 ℃에서 수행되었다. 캡처된 DNA를 증폭하고 최종 정제된 제품을 qPCR 정량화 프로토콜 가이드를 사용하여 qPCR로 정량화하고 TapeStation DNA 스크린 테이프 (Agilent)를 사용하여 품질을 평가했다. 다음으로 HiSeq ™ 2500 플랫폼 (Illumina, Inc., San Diego, CA)에서 시퀀싱을 수행했다. 판독된 핵산조각(read)은 BWA-MEM (v0.7.7)을 사용하여 인간 게놈 참조 서열 (hg19 / GRCh37)에 매핑되었다. 정렬된 핵산조각(read)은 SAMTools (v0.1.19) 7를 사용하여 분류 및 인덱싱되었으며, PCR 중복은 Picard 툴킷 (http://broadinstitute.github.io/picard)의 MarkDuplicates를 사용하여 표시되었다. Genome Analysis Toolkit (GATK, v2.8.1)은 국소 재정렬 및 염기 재 보정에 사용되었다 (단일 뉴클레오티드 변이체 (SNV)의 경우 dbSNP137, Indels의 경우 hg19 사이트의 Mills 및 1000 Genome Project 표준 InDels을 사용하였다). SNV 및 짧은 삽입 / 삭제 (InDels)는 GATK에서 HaplotypeCaller를 사용하여 식별되었다. GATK의 Best Practice Variant Detection 문서에 나열된 권장 사항에 따라 다음의 조건을 적용하여 필터링하였다: "QD <2.0", "MQ <40.0", "FS> 60.0", "MQRankSum <12.5", " SNP의 경우 ReadPosRankSum <-8.0"; InDels의 경우 "QD <2.0", "ReadPosRankSum <-20.0", "FS> 200.0". 위양성 호출 가능성을 줄이기 위해 GATK에 의해 SnpCluster (clusterSize = 3, clusterWindowSize = 35)로 할당 된 변이를 필터링하였다. 단백질 코딩 유전자 영역은 SnpEff 4.1 (build 2015-01-07)을 사용하여 정의되었다. 기능적 영향이 있을 것으로 추정되는 변이는 다음과 같은 변이 유형을 기반으로 선택되었다 : 미스 센스, 중지 획득, 중지 손실 및 시작 손실. 변이의 발병성을 추정하기 위해 Sorting Intolerant From Tolerant (SIFT), PolyPhen2 (PP2) 및 Combined Annotation Dependent Depletion (CADD) 의 세 가지 인실리코 변이 유해성 예측 점수를 사용하여 주석을 달았다. WES 데이터와 비교가능한 분석을 위해 1KGP 전체 게놈 시퀀싱 데이터에서 동일한 표적 영역의 변이만 추출하여 다운 스트림 분석에 사용했다.

1.3.우울증 환자의 인구 통계학적 및 임상적 특성.

현재 분석에서는 남성과 여성의 우울장애와 잠재적으로 관련된 인구학적 및 임상적 특성을 고려했다. 인구 통계학적 데이터에는 연령, 교육 연수, 고용 상태 및 만성 신체장애 수가 포함되었다. 우울 장애의 임상적 특징은 또한 다음과 같이 평가되었다. 우울 장애의 진단; 우울증 에피소드의 수; 발병 연령; 현재 에피소드의 기간; 우울 장애의 가족력; 자살 시도의 과거 이력; Hamilton Rating Scale for Depression 점수에 따른 우울 증상의 중증도; 병원 불안 우울증 척도의 불안 하위 척도점수에 따른 불안 증상의 중증도; Brief Psychiatric Rating Scale의 자살 관련 항목에 따른 자살사고의 심각도; 및 DSM-IV 기준에 따라 멜랑콜리아, 비정형 및 정신병적 양상을 포함한 우울증의 세부진단 유형.

1.4. 통계 분석.

분석은 유병률 측면에서 남녀 간의 우울 장애에 대한 유전적 영향을 비교하기 위해 정성적 및 정량적 분석 설계를 사용하여 진행되었는데, 이는 성별편향 유병율을 나타내는 다른 정신질환에 대한 선행연구에서 사용된 방법이다. 정성적 분석설계는 특정 변이가 성별에 따라 우울장애에 달리 기여한다는 정성적 가설을 기반으로 했다. 정량적 분석 설계는 여성의 우울 장애가 우세한 것이 남성의 우울증에 대한 유전적 보호 효과에 기인 할 수 있다는 정량적 가설에 따라 남성 개인이 우울 장애에 발병하기 위해서는 더 많은 유전적 부담이 요구된다고 가정한다.

정성적 분석설계에서 성별 상태에 따른 유전적 영향을 추정하기 위해 도 1 도시된 요약된 분석체계를 사용했다. Fisher의 정확한 테스트를 사용하여 모든 기능적 변형 (누락, 중지 획득, 중지 손실 및 시작 손실 범주)에 대한 변이 빈도를 남성과 여성간에 비교했다.

건강한 대조군에서 남성과 여성 사이의 합산된 돌연변이율이 크게 다르지 않다는 가정하에, 대조군 데이터 (P = 5.12E-05)에서 얻은 최소 P- 값은 경험적 유의성에 대한 역치값으로 간주되어 임상적으로 최소한의 중요성을 나타낸다. 남성과 여성 그룹의 차이. 편향을 평가하기 위해 우울증 환자 간의 성별 차이에 대한 통계적 유의성을 대조군 (심각한 부상 후 정신 질환이 없는 대조군, 1KGP CHB 및 JPT 결합 집단)과 비교했다. 우울 장애 그룹에서 임계값 미만의 변이는 성별에 따른 유전적 구조와 유의한 연관이 있는 것으로 간주되었다. 단일 변이 분석은 대립 유전자 빈도를 기반으로 한 Fisher의 정확한 테스트를 사용하여 수행되었다. 우성 및 열성 모델 모두에서 유전형 빈도를 기반으로 한 Fisher의 정확한 테스트와 Cochran-Armitage 추세 테스트를 포함한 3 개의 추가 연관성 테스트를 수행하여 결과의 견고성을 테스트했다. 두 성별의 우울 장애에 대한 변이의 독립적인 영향은 t-, χ2 또는 Fisher의 정확한 검정을 사용하여 적절하게 우울장애를 가진 남성과 여성 사이의 비교에 의해 확인된 잠재적으로 중요한 인구 통계학적 및 임상적 특성(P <0.1, 우울증이 있는 남성과 여성의 비교를 통해 확인된 "부정적" 혼동)을 보정한 후 다변량 로지스틱 회귀 모델과 Cochran-Mantel-Haenszel 테스트를 사용하여 추정되었다. 우울장애가 있는 전체 모집단과 남녀 모두에서 성별 특이적 변이의 임상적 영향을 평가하기 위해 Wilcoxon 순위-합 또는 카이 제곱 검정을 적절하게 사용하여 관련 변이 보유자에 대해 동형 접합 우울증 환자의 임상 특성을 이형 접합 또는 비 보유자의 임상 특성과 비교했다. 또한 5 개의 확인된 변이체에 대해 하플로타입 분석을 수행했다. 하플로타입은 PHASE v.2.040을 사용하여 추론되었다. 두 대립 유전자(동형 접합)에서 5 가지 대체 변이로 구성된 하플로타입을 보유한 우울증 환자의 임상 특성을 Wilcoxon 순위 합 테스트를 사용하여 이형 접합 또는 비 보유자의 임상 특성과 비교했다. 이전 연구와 일치되게 우울장애의 중증도는 발병 연령, 재발삽화빈도, 우울 장애 가족력, 기저선의 Hamilton Depression Rating Scale 점수에 따른 우울증의 전반적심각도, 간략한 정신과적 평가척도의 자살항목 점수 (≥ 4)에 따른 높은 자살경향성 및 병원 불안 우울증 척도의 불안 하위 척도 점수에 따른 불안의 동반유무로 정의되었다. 다중 비교, 즉 임상 효과 분석에서 7 개의 비교 (0.05 / 7 = 0.007)에 대한 전체 제 1 종 오류율을 0.05에 대하여 수정하는 데 Bonferroni 수정이 사용되었다.

정량 분석 설계에서 성별 상태에 따라 유전적 효과를 추정하기 위해 변이에 주석을 달고 표 1에 나타난 바와 같이 세 가지 주석 범주로 그룹화 하였다.

i) 대립 유전자 빈도 (1KGP에서 작은 대립 유전자 빈도가 0.1 % 미만인 경우 '희귀' 또는 기타 변형); ii) 기능 (미스 센스, 스플라이스 사이트, 프레임 시프트, 중지손실, 중지획득, 중지지속유지, 시작 손실 또는 프레임 내 InDels범주중에 해당되는 경우 '기능적', 또는 스플라이스 사이트, 프레임 시프트, 중지 손실, 중지획득, 지지속유지 또는 시작손실 범주에 포함 된 경우 '단백질 절단 변형 (PTV)'); 및 iii) 유해성 (SIFT ≤ 0.05 또는 CADD ≥ 15 또는 기타 변형 인 경우 '유해').

Group	Description
Rare	1KGP MAF < 0.1%
Functional	Missense, splice site, frameshift, stop lost, stop gain, stop retained, start lost, inframe InDels
Protein Truncating Variants (PTVs)	Splice site, frameshift, stop lost, stop gain, stop retained, start lost
Deleterious	SIFT ≤ 0.05 or CADD ≥ 15
1KGP, 1000 Genomes Project, EAS, East Asian population, AF, Allele Frequency

또한 유전자 단위분석을 위해 이러한 주석 카테고리를 사용하여 8 가지 범주 조합 (희귀 기능성, 기능성, 희귀 기능성 유해, 기능성 유해성, 희귀 PTV, PTV, 희귀 PTV 유해성 및 PTV 유해성)이 1 개 이상의 변이를 가지고 있는 17,512 개의 상염색체 단백질 코딩 유전자 및 MK4MDD 데이터베이스에서 MDD와 유전적 연관성이 있다고 보고된 967 개의 상염색체 유전자에 대해 생성되었다. 각 범주 조합에 대해 정의된 변이 범주와 겹치는 변이 또는 유전자의 수를 계산하여 개별 피험자의 유전적 부담이 추정되었고, Wilcoxon 순위 합계 테스트를 사용하여 남녀 간의 결과를 비교하였다.

모델이 우연히 발생하는 빈도를 테스트하기 위해, 무작위로 순열된 성별 레이블이 있는 환자 데이터를 사용하여 순열 테스트를 도 2 및 다음과 같이 수행했다. (i) 귀무가설 하에서(즉, 남성과 여성 사이의 변이 또는 유전자 부담에 유의한 차이가 없음), 환자 데이터의 성별 라벨이 치환되어 무작위 순서로 할당된 남성과 여성이 비순차 데이터(즉, 여성 707 명 및 남성 293 명)의 수치와 동일한 숫자로 생성되었다. ii)이 치환된 데이터 세트에서 '남성'과 '여성'으로 할당 된 데이터 간의 유전적 부담은 Wilcoxon 순위 합계 테스트를 사용하여 비교되었다. iii) Wilcoxon 랭크-섬 테스트를 사용하여 얻은 테스트 통계 'W'를 기록했다. iv) 단계 i)부터 iii)까지 10,000 번 반복되었다 (T = 10,000). 치환된 P- 값 (C / T)은 치환된 데이터 세트의 분석에서 얻은 W 값이 관찰된 데이터 세트 (C)를 사용하여 얻은 W 값보다 몇 번 더 컸는지 계산하여 도출되었다. Polygenic 위험 점수 (PRS)를 사용하여 남녀를 비교하기 위해 유럽 인구에서 얻어진 최근 PGC-MDD 요약 통계 (https://www.med.unc.edu/pgc/download-results/mdd/).)를 기반으로 SNP 가중치가있는 PLINK 및 PRSice-2를 통해 PRS를 구성하였다. 1KGP 유럽 인구에서 확인된 흔한 SNP (MAF> 0.01)는 250kb 창에서 r2> 0.1의 LD 매개 변수를 사용하여 응집되었다. PRS는 8개 임계 값 (P <10-4, 0.001, 0.01, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5 및 1) 미만의 연관성과 관련된 p- 값을 갖는 LD- 클럼핑 된 독립 SNP를 사용하여 얻었다. 우울증 환자와 BioPTS 연구의 건강한 대조군에서 Wilcoxon 랭크-섬 테스트를 사용하여 남녀 간의 PRS를 비교했다.

모든 통계 분석은 R (v3.2.3; http://www.r-project.org/)을 사용하여 수행되었다.

2. 결과

2.1. 연구 대상

분석에 포함된 모든 샘플은 하기 표 2에 요약되어 있다.

MAKE BETTER 연구에 참여한 1265 명의 우울증 환자 중 1000 명이 유전형 분석을 위한 혈액 샘플링에 동의했으며, 이들은 현재 조사에서 우울 장애 샘플을 구성했다. 채혈을 한 사람과 동의하지 않은 사람의 기준 특성은 우울증 에피소드의 수, 자살 생각의 심각도, 멜랑콜리아 양상을 제외하고는 크게 다르지 않았다 (모두 P> 0.066).

Phenotype	Ethnicity	Samples	Females	Males
Major Depressive Disorder	Korean	1000	707	293
Control from BioPTS	Korean	72	19	53
(No psychiatric disorders even after severe physical injury)
Control from general population (healthy normal)	Han Chinese in Bejing, China (CHB) and Japanese in Tokyo, Japan (JPT)	207	105	102
	All the mixed population of the 1000 Genomes Project (1KGP)	2504	1271	1233
BioPTS, Biomarker-Based Diagnostic Algorithm for posttraumatic syndrome after physical injury

혈액 샘플 제공을 거부한 환자는 우울증의 삽화가 더 많았고(P <0.001), 직업이 없을 가능성이 낮았고 (P = 0.003), 자살 생각이 덜 심했으며 (P = 0.039), 멜랑콜리아 양상을 갖는 경우가 더 많았다 (P = 0.037). 우울증 환자 1000 명 중 707 명 (70.7 %)은 여성이었다. 여성 및 남성 우울증 환자의 특성은 표 3에 설명되어 있다. 여성 환자는 교육 수준이 낮고, 직업이 없는 상태가 많았으며, 재발성 우울증을 경험하는 경우가 많았으며, 우울증 증상이 더 심할 가능성이 더 높았다.

표 3은 우울증 환자의 인구 통계학적 및 임상적 특성을 나타내고 있는데, t-test, χ2 테스트 또는 Fisher의 정확한 테스트 (해당하는 경우)를 사용하여 분석하였으며, 굵은 글씨체의 값은 더 넓은 유의성 컷오프를 나타낸다(P <0.1).

첫 번째 대조군 데이터 세트는 심각한 신체적 부상을 입은 후에도 2년 추적 기간 동안 어떠한 정신 질환도 경험하지 않은 BioPTS의 72 명의 환자로 구성되었다. 우울증 그룹과 달리 BioPTS 그룹은 여성 (26.4 %)보다 남성 (73.6 %)이 더 많았다. 두 번째 대조군 데이터 세트는 1KGP (n = 2504)의 일부인 CHB 및 JPT 인구집단 데이터 (n = 207)가 포함되었다. CHB와 JPT 가 병합된 인구집단의 약 절반(50.7 %)은 여성이었다.

2.2. 정성 분석에 의해 결정된 우울증과 관련된 성별 특정 유전적 이질성

1000 명의 우울 장애 환자에서 확인된 236,274 개의 기능적 변이의 빈도 분포를 도 1에 도시된 바와 같이 Fisher의 정확한 테스트를 사용하여 남녀 간에 비교했다. 표 4에 나타난 바와 같이 우울장애가 있는 남성과 여성 간에 임상적으로 중요한 차이가 있는 5 가지 변종이 발견되었으며(표 4; P <5.12E-05), 이 변이는 남성보다 여성에서 거의 두 배 더 빈번했다.

표 4는 일반 인구와 비교하여 우울 장애에서 검출 된 성별 특이적 변이를 나타낸 것으로, 약어는 다음으로 정의된다; SIFT, Sorting Intolerant From Tolerant; PP2, PolyPhen2; CADD, Combined Annotation Dependent Depletion ; HGVS.p, Human Genome Variation Society 단백질 참조 서열; MAF, 작은 대립 유전자 빈도; REF, 참조 대립 유전자; ALT, 대체 대립 유전자; Fisher의 p, Fishers 정확한 검정 p- 값; OR, 홀수 비율; CATT p, Cochran-Armitage 추세 검정 p- 값; MDD, 주요 우울 장애; CHBJPT, 베이징의 한 중국인, 일본 도쿄의 일본인;BioPTS,외상 후 증후군에서 바이오 마커 기반 진단 알고리즘연구; NA, 해당 사항 없음.

한편, 표 4에 나타낸 5 가지 변종 중 어느 것도 대조군에서 남녀의 빈도가 다르지 않았다. 포스포디에스테라 제 4A (PDE4A) (rs201432982) 및 페레독신 1 유사 (FDX1L) (rs62640397 또는 rs79442975) 유전자좌에 매핑된 5 개 중 3 개의 변이는 동일한 염색체 cytoband (19p13.2)에 있는 반면, 다른 2개 변이 (rs820182,rs820148)는 염색체 17p25.1에 위치한 Myosin-XVB (MYO15B)유전자에 있었다. FDX1L 유전자의 두 변이는 전체 1KGP 하위 집단에서 완전한 연관 불평형 (D '= 1)에 있었다. 5 가지 변종 모두에 대해 우성 및 열성 모델 분석을 사용하여 계산된 오즈비는 우울장애가 있는 남성보다 우울한 여성에서 더 빈번함을 나타낸다.

잠재적인 인구 통계 및 임상 특성에 대한 보정 후 다변량 로지스틱 회귀 모델 및 Cochran-Mantel-Haenszel 테스트를 사용하여 결정된 성별 상태별 우울 장애에 대한 변이의 독립적인 효과는 표 5에 요약되어 있다.

Gene

Variant

SIFT

CADD

PP2

Exon

HGVS.p

Type

Multi-variate logistic regression test

Cochran-Mantel-Haenszel test

Statistical coeffients (β)

OR (95% CI)

p-value

Statistical coeffients (χ2)

p-value

PDE4A

rs201432982(C > A, T)

0.04

23.5

NA

1/15

p.Arg57Trp

Missense

0.962

2.62 (1.6-4.4)

1.74E-04

27.82

0.023

FDX1L (RAVER1 downstream)

rs62640397(T>C)

0.00

0.017

0.069

1/5

p.Arg29Gly

Missense

0.850

2.34 (1.5-3.7)

1.31E-04

32.44

5.61E-03

rs79442975(G>A)

NA

9.108

NA

1/4

NA

Splice region variant

MYO15B

rs820182(A>C)

NA

5.116

NA

48/62

NA

Splice region variant

0.614

1.85 (1.4-2.5)

8.89E-05

29.71

0.013

rs820148(A>G)

NA

6.033

NA

45/62

NA

Splice region variant

0.575

1.78 (1.3-2.5)

3.87E-04

28.97

0.016

Data were adjusted for age, education, unemployment status, diagnosis of depression, recurrent depression, family history of depression, and Hamilton Depression Rating Scale baseline score SIFT, Sorting Intolerant From Tolerant; PP2, PolyPhen2; CADD, Combined annotation dependent depletion; HGVS.p, Human genome variation society -protein reference sequence; OR, Odds Ratio, CI, Confidence Interval, LR, Logistic Regression

보정 후에도 P- 값은 유의 수준에 근접하는 정도(각각 P = 1E-04 및 P = 2E-02) 로 유지되었다.

이러한 변이의 임상적 관련성을 평가하기 위해 우울증 중증도를 나타내는 임상 특성을 관련 SNP 동형접합 보유자와 이형 접합 또는 비 보유자에 대한 동형 접합체간에 비교했다. 두 개의 변이를 모두 갖는 동형접합시 더 심각한 증상을 야기할것이라는 가설 아래 Wilcoxon 순위 합 및 카이 제곱 테스트를 적절하게 사용하여 비교했다. 성별에 따른 유전적 변이가 있거나 없는 우울증 환자의 임상적 특징이 기재된 표 6 내지 표 10에 나타난 바와 같이 변이의 수가 많을수록 더 심각한 증상을 유발할 수 있다.

표 6 내지 표 10에서 P- 값은 적절한 경우 Wilcoxon 순위 합 또는 카이 제곱 검정을 사용하여 분석되었다. 굵게 표시된 값은 Bonferroni 보정 후 통계적 유의성을 보여준다. HAMD, Hamilton Depression Rating Scale; HADS, 병원 불안 우울증 척도; BPRS, 간략한 정신과 평가 척도; NA, 해당 사항 없음;을 의미한다.

1개 이상의 변이에 동형 접합인 우울증 환자는 Bonferroni 교정 후에도 더 높은 기저선 우울 점수와 더 심한 자살 사고을 포함하여 더 심각한 우울 증상을 나타냈다. 샘플을 남성과 여성으로 분리했을 때, 여성 그룹만이 Bonferroni 교정 후에도 유사하게, 유의한 중증 우울 증상과 연관성을 보였으며, 오히려 통계적 유의성이 향상되었다. 반면 남성에서는 데이터 부족으로 계산할 수 없는 값은 제외하고도 동형 접합성 보균자와 이형 접합 또는 비 보유자의 임상 표현형이 크게 다르지 않았다. 개별적인 변이에 대한 분석 또한 유사한 경향을 나타내었는데, 통계적 유의성은 Bonferroni 보정 후, MYO15B 보유자에서 더 높은 기저선의 우울 점수에 대해서만 유지되었다. 특히, 32 명의 우울증 환자에서 두 대립 유전자가 동형접합으로 5 개의 대체 변이체 (PDE4A-FDX1L의 경우 T-C-A, MYO15B의 경우 C-G)로 구성된 하플로타입이 여성 환자에서 더 두드러졌으며, 이 하플로타입 보유자에서도 유사한 임상 패턴, 즉, 더 높은 기저선의 우울 점수와 자살 사고의 더 큰 심각성을 보이는 것이 확인되었다(표 11 내지 표 13 참조).

표 11 내지 표 13에서 P- 값은 상황에 따라 Wilcoxon 순위 합 또는 카이 제곱 검정을 사용하여 분석되었다. 굵게 표시된 값은 Bonferroni 보정 후 통계적 유의성을 보여준다. HAMD, Hamilton Depression Rating Scale; HADS, 병원 불안 우울증 척도; BPRS, 간략한 정신과 평가 척도; NA, 해당 사항 없음;을 의미한다.

그러나 현재 연구에서 변이 보유자의 수가 제한되어 있기 때문에 5개의 변이와 그 하플로타입 및 임상 결과 사이의 연관성을 확인하기 위해 향후 연구가 필요할 수 있다. 그럼에도 불구하고 본 발명의 결과는 우울증이 있는 여성에서 더 빈번한 이 5가지 변종이 우울증의 임상적 특징에서 성별에 따른 이질성에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있음을 보여준다.

2.3.정량적 분석으로 확인된 우울증에서의 남성보호 효과

8 개의 정의된 주석범주(희귀 기능성, 기능성, 희귀 기능성 유해성, 기능성 유해성, 희귀 단백질 절단 변이체 (PTV), PTV, 희귀 PTV 유해성 및 PTV 유해성)와 겹치는 변이 및 유전자의 수가 변이- 및 유전자- 수준의 유전적 부담으로 정의되었다. MK4MDD (Multi-Level Knowledge Base and Analysis Platform for Major Depressive Disorder) 데이터베이스에서 우울증과 관련된 유전자에 대해서, 그리고 아직 연관성이 확인되지 않은 상염색체 단백질 코딩유전자들에 대해 남성과 여성 간의 유전적 부담을 비교했다. 도 3a 및 도 3b에 나타난 바와 같이 Wilcoxon 순위 합 검정 32 개의 주석 범주(8 개 범주 x 2(상염색체 단백질 코딩 유전자 및 MK4MDD 유전자) x 2 (변이 및 유전자 수준 유전적 부담)) 중 78 % (25/32)가 여성보다 남성에서 더 높은 유전적 부담을 보였다. 우울장애군, 건강한 대조군에서는 무작위 분포가 관찰되었다. 59.4 % (19/32)가 남성에서 더 높은 유전적 부담을 보였다. 우울 장애 그룹에서는 상염색체 단백질 코딩 유전자에서 유해한 PTV와 겹치는 변이체 수준의 유전적 부담이 남성에서 유의하게 더 높았고(도 3a; P = 0.021), 유전자 수준의 유전적 부담은 같은 범주에서 유의성이 경계선 수준으로 약간 유의미하게 나타났다 (P = 0.051). MK4MDD 데이터베이스에서 보고된 유전자에 대한 성별에 따른 유전부담의 차이 분석시 통계적 유의에 도달 한 범주는 없었다. 건강한 대조군에서는 예상대로 남성과 여성의 유전적 부담에 유의 한 차이가 없었으며(도 3b) 변형된 희귀 변이 정의(allele 빈도 <1 %).로 동일한 분석을 수행했을 때 유사한 경향이 관찰되었다 (도 4a 및 도 4b참조).

유전적 부담의 실제 분포를 대략적으로 추정하기 위해 데이터 세트에 대한 성별 라벨을 10,000 번 섞고 이러한 무작위 순열 집합을 사용하여 할당된 성별 라벨 간의 유전적 부담을 비교하여 순열 테스트를 수행했다. 유해한 PTV는 순열 분석 후 남성에서 유의하게 풍부하게 유지되었다.(도 5 ; 변이 수준 순열, P = 0.011 및 유전자 수준 순열, P = 0.026). 이는 남성 우울 장애가 더 큰 유전적 부담을 필요로 한다는 사실이 우연하게 밝혀진 결과가 아님을 나타낸다.

본 발명에서는 WES 데이터를 사용하여 우울증에 대한 남성 보호 효과를 검증하기 위해 유럽 인구의 최근 PGC-MDD 요약 통계를 기반으로 한 PRS분석을 추가로 적용했다(도 6a 내지 도 6d 참조). p- 값 역치로 p <0.01을 사용했을 때, 우울 장애가 있는 남성 환자는 우울 장애가 있는 여성 환자보다 PRS가 유의하게 높았다 (Wilcoxon 순위 합계 테스트에 의해 p = 0.045). 그러나 BioPTS 대조군에서 PRS는 모든 p- 값 역치 수준에서 남녀 간에 유의한 차이가 없었다.

상술된 바와 같은 WES 데이터를 사용한 본 발명에 따른 유전연구의 주요 결과는 PDE4A, FDX1L 및 MYO15B 유전자의 5 가지 변이가 여성의 우울 장애 위험 증가와 관련이 있으며, 이러한 변이에 대해 동형 접합인 우울증 환자는 심각한 우울 증상을 경험할 가능성이 더 높다는 것이다. 그리고 남성이 우울장애를 발병하기 위해서는 더 높은 유전적 부담, 특히 단백질 절단 및 해로운 변이에서 많은 유전부담이 필요함을 발견하였는데, 이는 남성에서의 우울장애에 대한 더 높은 회복탄력성에 기여할 수 있다. 전반적으로 이러한 발견은 우울장애에서 여성이 우세하다는 것에 대한 유전적 요인에 대한 증거를 제공한다.

특히, 정성적 분석을 기반으로 발견된 여성의 우울 장애 위험 증가와 관련된 PDE4A, FDX1L 및 MYO15B에서 5 가지 변이(대조군의 성별 간에는 크게 다르지 않았다)에 대해 동형 접합인 환자는 더 심한 우울 증상과 더 높은 자살률로 고통 받았으며, 이 다섯 가지 변이는 더 많은 변이 대립 유전자가 있는 환자가 더 심한 우울 증상을 경험했기 때문에 임상적 의미가 있음을 알 수 있다. 또한, 정성적 분석에 의해 남성 특정 위험 변이가 확인되지 않았다. 이것은 우울장애와 관련된 특정유전요인이 남성보다 여성에 대한 것이 더 흔히 보고되는 이전의 유전 연구와 일치하는 결과이다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (7)

1. FDX1L 유전자의 rs62640397(T>C)부위를 포함하는 10 내지 100개 뉴클레오티드 길이의 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 대조군으로 포함하는 여성의 우울증 위험도 예측용 바이오마커조성물.
   
2. 제 1 항의 바이오마커조성물을 검출할 수 있는 검출수단을 포함하는 여성의 우울증 위험도 예측용 진단키트.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 검출수단은 상기 바이오마커조성물에 포함된 폴리뉴클레오티드를 검출할 수 있는 프로브, 상기 폴리뉴클레오티드를 증폭할 수 있는 프라이머쌍, 및 상기 폴리뉴클레오티드의 cDNA 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 여성의 우울증 위험도 예측용 진단키트.
   
4. 제 1 항의 바이오마커조성물을 포함하는 여성의 우울증 위험도 예측용 마이크로어레이.
5. 피검사자의 생물학적 시료에서 FDX1L 유전자의 DNA 또는 RNA를 수득하는 단계; 및
   상기 수득한 DNA 또는 RNA로부터 제 1 항의 바이오마커조성물에 포함된 rs62640397부위의 염기를 확인하는 단계;를 포함하는 여성의 우울증 위험도 진단에 대한 정보제공방법.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 rs62640397부위의 염기가 C로 확인되면, 상기 rs62640397부위의 염기가 T인 대조군과 비교하여 우울증 위험도가 2.3배 증가한다고 진단할 수 있는 것을 특징으로 하는 여성의 우울증 위험도 진단에 대한 정보제공방법.
   
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
   상기 생물학적 시료는 혈액을 포함하는 체액 또는 조직으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 여성의 우울증 위험도 진단에 대한 정보제공방법.