ctDNAを用いた大腸癌化学療法効果判定法と転移巣切除適応症例層別化の確立

Research Project

Project/Area Number	22K08855
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 55020:Digestive surgery-related
Research Institution	Iwate Medical University
Principal Investigator	八重樫瑞典岩手医科大学, 医学部, 講師 (80767484)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	西塚哲岩手医科大学, 医歯薬総合研究所, 特任教授 (50453311) 岩谷岳岩手医科大学, 医学部, 特任教授 (70405801)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	circulating tumor DNA / digital PCR / RECIST / 大腸癌 / ctDNA
Outline of Research at the Start	原発巣変異スクリーニングにより検出された症例特異的変異に対してdigital PCRによるctDNAモニタリングシステムは、早期再発診断、治療に伴うctDNA dynamics、無再発状態の確認が可能であった。将来ctDNAを用いて日常診療に応用するために、RECISTのCR/PR/SD/PDとは異なる定量的基準を設けることは課題の一つである。また本研究では、転移巣切除後の再々発リスク因子や予後予測因子としてのctDNAによる層別化に基づいた臨床応用が可能かを検証する。
Outline of Annual Research Achievements	Circulating tumor DNA (ctDNA)を用いた癌診断が注目されている。我々の大腸癌先行研究では、原発巣変異スクリーニングにより検出された症例特異的変異に対してdigital PCR (dPCR)によるctDNAモニタリングを用い、早期再発診断、治療に伴うctDNA dynamics、無再発状態の確認が可能であった。 ctDNAモニタリングは術後の遺残・再発診断だけでなく、進行癌における治療効果の評価や予測のツールとしても期待されている。画像診断による効果判定はRECIST (Response Evaluation Criteria in Solid Tumors)に準じ評価されることが多いが、複数または微小転移・再発、播種など評価困難となる病態も多いため、本研究ではctDNAモニタリングを用いて、再発及び切除不能大腸癌患者における化学療法期間中のctDNAの変動とRECISTの評価と比較検証を行う。また、化学療法の治療経過や薬剤変更に伴う時間的なheterogeneityやctDNAが検出しにくいとされている肺転移や腹膜播種のctDNAモニタリングの臨床的な課題ともされているため、検証を行った。大腸癌は遠隔転移症例でも転移巣切除により予後改善が得られるため、切除可能であれば積極的に切除を行うケースは多いが、肝転移切除後の再々発は60%以上と高率である。しかし再々発例でも切除により完治する症例も存在することから切除効果の予測因子の同定は重要である。本研究では、遠隔転移症例のうちctDNA陰性症例は切除後長期予後が得られるという仮説のもと、根治切除後の再発症例や切除不能症例の治療経過中に遠隔転移巣切除可能になった症例において、転移巣切除後の再々発リスク因子や予後予測因子をctDNAによる層別化を検証する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 先行研究から登録されている症例147例のうち、約60例が再発や遠隔転移を有する症例であった。その中で切除不能進行再発大腸癌として化学療法を行った36例を対象にctDNAmonitoringとCT画像によるRECIST評価による比較検証を行った。検体資料やCT評価における評価可能病変がないなどの不適格症例を除いた21例が解析対象となった。次世代シークエンサーによる各症例の網羅的な遺伝子解析を行い、dPCRを用いたctDNAmonitoringを行うための症例特異的なmutationを同定した。当施設で保有しているdPCRのためのprimer/probeに対応できた19例ではctDNAmonitoringを行い、残り2例は新たにprimer/probeを設計中である。ctDNA検出困難とされている肺転移や腹膜播種症例においてもctDNAmonitoringが可能であった。さらに2nd line、3rd lineと化学療法のレジメンが変更され、時間的なheterogeneityの影響が予想されたが大きな影響を受けずに検出が可能であった。転移巣切除を行った遠隔転移症例は現在34例。組織標本や血液サンプルからctDNA解析を行うための準備中である。
Strategy for Future Research Activity	当研究室で保有していないdPCRのためのprimer/probeを設計し動作確認を行った後、未解析の化学療法を行った2例のctDNA monitoringを行う。微小な播種病変や肺転移病変に対してもctDNAの解析が可能であったため、CT画像による化学療法効果判定をRECISTを用いて行い、ctDNAの推移と比較検証を行う。その中で、治療中のctDNA陰性化や減少に要する時間、ctDNA再上昇例では陰性化維持時間など多数のTime pointsで評価し治療効果予測や効果判定時期などを模索する。またレジメン毎の治療開始前と治療後のctDNAの変動率による治療効果予測や体内の腫瘍動態によるctDNAの変化から化学療法によるリアルタイムな治療効果を症例毎に検証し、dPCRを用いたctDNAmonitoirngが日常の臨床へどのように役立つかを検証する。転移巣切除を行った遠隔転移症例は転移巣切除前/後のctDNAの変動と術後生存期間・無再発生存期間を比較する。転移再発前にctDNAモニタリングを行っている症例では、再発診断前のctDNA変動(手術時陰性：継続的な陰性/治療経過中の陰転化、手術時陽性)と生存期間・無再発生存期間について検討する。