Diagnostic testing for Duchenne/Becker Muscular dystrophy using Dual Priming Oligonucleotide (DPO) system

Dual Priming Oligonucleotide (DPO) system을 이용한 듀시엔/베커형 근이영양증 진단법

Purpose : Large exon deletions in the DMD gene are found in about 60% of DMD/BMD patients. Multiplex PCR has been employed to detect the deletion mutation, which frequently generates noise PCR products due to the presence of multiple primers in a single reaction as well as the stringency of PCR conditions. This often leads to a false-negative or false-positive result. To address this problematic issue, we introduced the dual primer oligonucleotide (DPO) system. DPO contains two separate priming regions joined by a polydeoxyinosine linker that results in high PCR specificity even under suboptimal PCR conditions. Methods : We tested 50 healthy male controls, 50 patients with deletion mutation as deletion-positive patient controls, and 20 patients with no deletions as deletion-negative patient controls using DPO-multiplex PCR. Both the presence and extent of deletion were verified by simplex PCR spanning the promoter region (PM) and 18 exons including exons 3, 4, 6, 8, 12, 13, 17, 19, 43-48, 50-52, and 60 in all 120 controls. Results : DPO-multiplex PCR showed 100% sensitivity and specificity for the detection a deletion. However, it showed 97.1% sensitivity and 100% specificity for determining the extent of deletions. Conclusion : The DPO-multiplex PCR method is a useful molecular test to detect large deletions of DMD for the diagnosis of patients with DMD/BMD because it is easy to perform, fast, and cost-effective and has excellent sensitivity and specificity.

목 적 : 듀시엔/베커형 근이영양증(Duchenne and Becker type muscular dystrophy; DMD/BMD)은 남아에게 나타나는 일반적인 X 염색체 연관 유전성 근육 질환으로 DMD(dystrophin) 유전자의 돌연변이로 인해 생긴다. 그 중 큰 exon 결실이 전체 DMD 환자의 약 50-60%에서 발견된다. 이 유전자의 돌연변이를 찾기 위해 여러 방법들이 사용되고 있지만 결실 돌연변이를 찾아내기 위한 가장 일반적인 방법으로 복합적 중합효소연쇄반응을 이용하고 있다. 하지만 이 방법의 단점은 하나의 시험관 안에 복합적인 시발체가 존재하여 정확한 반응 조건을 찾기 힘들 뿐 아니라 시발체 상호간의 간섭으로 중합효소 연쇄반응의 비특이적 생성물을 빈번하게 일으켜 잘못된 음성 또는 양성 결과를 가져올 수 있다. 이런 문제를 보완하고자 Dual Primer Oligonucleotide(DPO) 방법을 도입하였다. DPO는 polydeoxyinosine 연결에 의해 두 영역으로 분리된 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide)로 표적 DNA 염기서열과의 교잡반응에 높은 특이적 반응을 보여 복합 중합효소 연쇄반응의 정확도를 높여준다. 본 연구에서는 3 그룹을 대상군으로 DMD 유전자의 결실돌연변이 검색을 위한 DPO-복합 중합효소 연쇄반응법의 특이성과 민감성을 알아보고자 하였다. 방 법 : 50명의 건강한 남자 대조군, 50명의 결실 돌연변이를 갖고 있는 양성반응 환자그룹 그리고 20명의 결실 돌연변이를 가지고 있지 않은 음성반응 환자 그룹으로 구성된 3 그룹을 대상으로 DPO-복합 중합효소 연쇄반응법을 이용하여 실험하였다. 이들 120명의 실험군 모두 PMter영역과 exon 3, 4, 6, 8, 12, 13, 17, 19, 43-48, 50-52, 60을 포함하는 18개의 exon에서의 결실의 여부와 결실 범위를 확인하였다. 결 과 : DPO-복합 중합효소 연쇄반응법은 결실 여부를 발견하는데 100%의 특이성과 민감성을 보였다. 하지만 결실 범위의 결정에는 97.1%의 민감성과 특이성을 보였다. 결 론 : DPO-복합 중합효소 연쇄반응법은 기존의 복합 중합효소 연쇄반응법 보다 높은 분석 확실성을 보일뿐 아니라 빠르고 저렴한 비용으로 쉽게 할 수 있기 때문에 듀시엔/베커형 근이영양증 환자의 DMD 유전자의 결실돌연변이 여부를 확인하는데 유용한 방법이다.