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Analysis of clinical validity of ctDNA monitoring for gastrointestinal cancer

Research Project

Project/Area Number 20K09064
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55020:Digestive surgery-related
Research InstitutionIwate Medical University

Principal Investigator

Iwaya Takeshi  岩手医科大学, 医学部, 特任教授 (70405801)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords消化器癌 / circulating tumor DNA / 遺伝子変異 / 消化管癌 / 術後サーベイランス / 化学療法効果判定 / デジタルPCR
Outline of Research at the Start

がんゲノム医療が行われるようなったが、実際の治療到達率は10%程であり、また奏功が得られた症例はさらに低い。癌細胞由来の血中遊離DNA(ctDNA)検査が注目されているが、解析は主に次世代シークエンサー(NGS)が用いられる、コストや検査時間から頻回な検査は困難であり日常癌診療で確立したツールとはなっていない。われわれはNGSで検出された個々の少数の症例特異的変異をdigital PCRを用いて低コストで血中追跡するシステムを構築したが、これは既存の治療ゲノム医療にかかわらず治療効果を正確に追跡できる可能性がある。本手法が消化管癌の日常診療におけるルーチン検査となりうるか検証する。

Outline of Final Research Achievements

We investigated whether frequent tumor burden monitoring of circulating tumor DNA (ctDNA) provided clinically useful information for gastrointestinal cancer patients. Individual tumor-specific mutations detected by a panel sequencing of primary tumors were quantified as ctDNA using digital PCR (dPCR). The clinical validities of ctDNA monitoring in terms of early relapse prediction, treatment efficacy evaluation, and relapse-free corroboration have been confirmed in 91%, 85%, 33% in esophageal, colorectal, and gastric cancer patients, respectively. Multiregional sequence in gastric and colorectal cancer revealed that genetic heterogeneity in primary tumor had little effect in ctDNA monitoring by dPCR using clonal mutations. In daily practice, our personalized affordable dPCR method may be helpful in various insights for cancer patients.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

がん遺伝子パネル検査が保険適応となり広く施行されるようになったが、検査結果からの治療到達率は低い。また高度進行癌症例が対象であり、遺伝子異常に対応する推奨治療が見つかってもわずかな期間の延命にしかつながっていない場合が多い。多くのがんで術後補助療法の有効性が示されているように、癌細胞量が微量であれば治療により治癒する可能性が上昇する。ctDNAは体内の腫瘍細胞量を反映するが、再発画像診断に約6か月先行して陽性化する。われわれが開発したctDNA検査システムは安価にくり返し検査が可能あり、個別化高感度腫瘍マーカーとして早期治療介入を可能とし、患者予後を改善すると期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Individualized circulating tumor <scp>DNA</scp> monitoring in head and neck squamous cell carcinoma2022

    • Author(s)
      Kogo Ryunosuke、Manako Tomomi、Iwaya Takeshi、Nishizuka Satoshi、Hiraki Hayato、Sasaki Yasushi、Idogawa Masashi、Tokino Takashi、Koide Ayaka、Komune Noritaka、Yasumatsu Ryuji、Nakagawa Takashi
    • Journal Title

      Cancer Medicine

      Volume: - Issue: 21 Pages: 3960-3968

    • DOI

      10.1002/cam4.4726

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Frequent Tumor Burden Monitoring of Esophageal Squamous Cell Carcinoma With Circulating Tumor DNA Using Individually Designed Digital Polymerase Chain Reaction2021

    • Author(s)
      Iwaya Takeshi、Endo Fumitaka、Takahashi Fumiaki、Tokino Takashi、Sasaki Yasushi、Nishizuka Satoshi S.
    • Journal Title

      Gastroenterology

      Volume: 160 Issue: 1 Pages: 463-465

    • DOI

      10.1053/j.gastro.2020.09.035

    • Related Report
      2021 Research-status Report 2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Frequent post-operative monitoring of colorectal cancer using individualised ctDNA validated by multiregional molecular profiling2021

    • Author(s)
      Yaegashi Mizunori、Iwaya Takeshi、Sasaki Noriyuki、Fujita Masashi、Ju Zhenlin、Siwak Doris、Hachiya Tsuyoshi、Sato Kei、Endo Fumitaka、Kimura Toshimoto、Otsuka Koki、Sugimoto Ryo、Sugai Tamotsu、Liotta Lance、Lu Yiling、Mills Gordon B.、Nakagawa Hidewaki、Nishizuka Satoshi S.
    • Journal Title

      British Journal of Cancer

      Volume: 124 Issue: 9 Pages: 1556-1565

    • DOI

      10.1038/s41416-021-01266-4

    • Related Report
      2021 Research-status Report 2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Reply2021

    • Author(s)
      Iwaya Takeshi、Nishizuka Satoshi S.
    • Journal Title

      Gastroenterology

      Volume: 161 Issue: 1 Pages: 367-368

    • DOI

      10.1053/j.gastro.2021.03.033

    • Related Report
      2021 Research-status Report 2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Early dynamics of circulating tumor DNA predict chemotherapy responses for patients with esophageal cancer2021

    • Author(s)
      Ryosuke Fujisawa , Takeshi Iwaya, Fumitaka Endo, Masashi Idogawa, Noriyuki Sasaki, Hayato Hiraki, Shoichiro Tange, Tomomi Hirano, Yuka Koizumi , Masakazu Abe, Tomoko Takahashi, Mizunori Yaegashi , Yuji Akiyama, Mari Masuda, Akira Sasaki, Fumiaki Takahashi, Yasushi Sasaki, Takashi Tokino, Satoshi S Nishizuka
    • Journal Title

      Carcinogenesis

      Volume: 42(10) Issue: 10 Pages: 1239-1249

    • DOI

      10.1093/carcin/bgab088

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Analysis of mutational and proteomic heterogeneity of gastric cancer suggests an effective pipeline to monitor post-treatment tumor burden using circulating tumor DNA2020

    • Author(s)
      Sasaki Noriyuki、Iwaya Takeshi、Chiba Takehiro、Fujita Masashi、Ju Zhenlin、Endo Fumitaka、Yaegashi Mizunori、Hachiya Tsuyoshi、Sugimoto Ryo、Sugai Tamotsu、Siwak Doris R.、Liotta Lance A.、Lu Yiling、Mills Gordon B.、Nakagawa Hidewaki、Nishizuka Satoshi S.
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 15 Issue: 10 Pages: e0239966-e0239966

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0239966

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] A postoperative surveillance system using a sensitive circulating tumor DNA assay for colorectal cancer2022

    • Author(s)
      Takeshi Iwaya, Tomoko Sasaki, Mizunori Yaegashi, Satoshi S Nishizuka
    • Organizer
      第81回日本癌学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Personalized circulating tumor DNA test in daily practice for cancer patients2022

    • Author(s)
      Takeshi Iwaya, Satoshi Nishizuka
    • Organizer
      第60回日本癌治療学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 食道癌患者における Nonactionable変異を用いた ctDNAモニタリング2022

    • Author(s)
      岩谷 岳、遠藤 史隆、藤澤 良介、西塚 哲
    • Organizer
      第76回日本食道学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 腫瘍由来血中循環DNAによる 腫瘍再発モニタリング検査2022

    • Author(s)
      岩谷 岳
    • Organizer
      第76回日本食道学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Circulating Tumor DNAを用いた大腸癌術後サーベイランスにおけるCT検査削減の可能性に関する研究2022

    • Author(s)
      髙橋 智子、岩谷 岳、八重樫 瑞典、開 勇人、小泉 優香、 阿部 正和、阿保 亜紀子、遠藤 史隆、大塚 幸喜、佐々木 章、西塚 哲
    • Organizer
      第122回日本外科学会定期学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 消化器癌のLiquid biopsyの進歩 「デジタルPCRを用いた消化器癌のctDNAモニタリング」2022

    • Author(s)
      岩谷 岳
    • Organizer
      第6回リキッドバイオプシー研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Circulating Tumor DNAを用いた大腸癌術後サーベイランスにおけるCT検査削減の可能性に関する研究2022

    • Author(s)
      高橋智子、岩谷岳、八重樫瑞典、木村聡元、高清水清治、有吉 佑、藤澤良介、小泉優香、遠藤史隆、大塚幸喜、佐々木章
    • Organizer
      第122回日本外科学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Intensive disease monitoring with circulating tumor DNA using digital PCR in patients with esophageal cancer2021

    • Author(s)
      Takeshi Iwaya, Satoshi S. Nishizuka
    • Organizer
      第80回日本癌学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 原発巣変異およびctDNA治療後早期変動による 食道癌化学療法効果予測2020

    • Author(s)
      岩谷 岳、遠藤 史隆、藤澤 良介、佐々木 教之、二階 春香、馬場 誠朗、秋山 有史、佐々木 章、西塚 哲
    • Organizer
      第74回日本食道学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] がんゲノム情報を用いた食道癌治療の最適化2020

    • Author(s)
      岩谷 岳、遠藤 史隆、八重樫 瑞典 、佐々木 教之、藤澤 良介 、二階 春香 、馬場 誠朗 、秋山 有史 、佐々木 章 、西塚 哲
    • Organizer
      第120回日本外科学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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