Clinical utility of liquid biopsy using peritoneal lavage for peritoneal dissemination of pancreatic cancer

Research Project

Project/Area Number	21K20823
Research Category	Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	0901:Oncology and related fields
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	Chiba Kazuharu 東北大学, 医学系研究科, 大学院非常勤講師 (50769627)
Project Period (FY)	2021-08-30 – 2023-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000) Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	膵癌 / リキッドバイオプシー / 腹腔洗浄液 / 腫瘍由来DNA / 腹膜転移 / 腹腔内微小転移 / 個別化医療 / 膵管癌 / 腹腔洗浄細胞診 / precidion medicine / cell-free DNA / 膵臓癌 / 腹膜播種
Outline of Research at the Start	本研究では膵癌の主要な転移、再発形式である腹膜播種を標的とし、膵癌患者の腹腔内を生理食塩水で洗浄して得られる腹腔洗浄液を試料として用いる。腹腔洗浄液中に含まれる腫瘍細胞から遊離したDNA(cell-free DNA)の存在の有無や遺伝子情報の解析を行い、放射線画像診断が難しい微小な腹膜播種の早期診断や予測を可能とする遺伝子変異を同定する。加えて、腹膜播種を有する膵癌患者の化学療法の薬物選択をより効果的に選択できる可能性をもつ薬物標的遺伝子変異の同定を行い、個人に応じた遺伝子情報に基づいた治療方法を選択する個別化医療への応用を探索することで、膵癌の腹膜播種への診断、治療への応用を目的とする。
Outline of Final Research Achievements	In this study, we aimed to diagnose and predict intra-abdominal metastasis in pancreatic cancer using analysis of peritoneal lavage. Since 2018, we have conducted a biomarker search using peritoneal lavage collected when pancreatic cancer was diagnosed and surgery was planned and searched in the abdominal cavity at Tohoku University Department of Gastroenterology. Tumor markers in the peritoneal lavage were analyzed from a total of 149 samples, and the presence or absence of cancer-derived DNA and allele frequency were analyzed using real-time PCR and droplet-digital PCR, using KRAS gene mutation as a benchmark which is found in more than 90% of pancreatic cancer cases and the corresponding blood By comparing with corresponding blood samples, it was found that intra-abdominal metastases have significantly more tumor-derived DNA in the peritoneal lavage fluid.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	膵癌の本邦における5年生存率は10％未満と予後不良な難治性癌であり、原因として診断時の転移頻度の高さや治癒切除後の高い再発率が挙げられる。切除後再発の形式として腹膜播種再発は肝転移再発の次に多く、再発後の予後は極めて不良である。腹膜播種再発は、臓器再発と比べその機序が異なり、その転移形式はまだ明らかではない。腹腔洗浄液は腹膜に直接生理食塩水を振り掛け、腹腔内から回収した液性検体であり、腹腔洗浄液中の癌由来のcfDNAの存在は腹膜播種の潜在性や危険性を示唆するバイオマーカーとして極めて有用である。それら遺伝子の網羅的解析により、腹膜播種の機序及び薬物標的遺伝子の同定に至る可能性がある。