Development for a new histobiological risk stratification and establishing of genomic medicine for pediatric malignant solid tumors

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H01592
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 菱木 知郎 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (00375776)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 市川 仁 国立研究開発法人国立がん研究センター, 先端医療開発センター, ユニット長 (30201924) ; 上條 岳彦 埼玉県立がんセンター(臨床腫瘍研究所), 臨床腫瘍研究所, 所長 (90262708)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 小児がん / ゲノム医療 / パネル解析 / パネル診断 / 神経芽腫 / ターゲットシークエンス

Outline of Annual Research Achievements

2019年度は、本研究で開発したNCC Oncopanel Pedの改良・性能検証を継続して行うとともに、臨床における稼働性・有用性を検証するため、臨床研究として本検査を実施することを目指した。まず、一部の搭載遺伝子の読み取り深度が低い問題を解消するために前年度に改良を施して作製したNCC Oncopanel Ped v1.1について、読み取り深度の均一性が向上していることを確認した。次にCTNNB1遺伝子等の遺伝子内欠失を自動検出するプログラムを、融合遺伝子検出プログラムを改良することにより開発し、解析パイプラインに組み込んだ。そして、治験治療へのエントリーを検討しているがん患者に対して遺伝子プロファイリング検査を実施している、国立がん研究センター中央病院の前向き臨床研究TOP-GEARにて改良版NCC Oncopanel Ped検査の運用を2019年10月より開始し、2020年3月末現在、小児がん患者11例の検査を実施した。
一方、NCC Oncopanel Ped v1を用いた新規治療標的の探索として、JN-H-11試験に登録された神経芽腫49例のパネル解析を行った。28症例について先行して解析を進め、変異アノテーション解析から典型的な高リスクマーカーのMYCN増幅に加え、CCND1やCDK4の増幅、CDKN2A/2Bのホモ欠失などの細胞周期制御関連遺伝子群のコピー数異常、チロシンキナーゼ群の変異等が複数例に検出された。これらの結果では３例が３学会合同エビデンスレベル3A以上であった。
更に、特に悪性度の高い高年齢発症で遠隔転移のある神経芽腫症例の発がんと悪性化に関与するテロメラーゼ非依存性テロメア異常を1.テロメア長qPCR測定、2.qPCRによるC-circleアッセイ法の方法で見出している（未発表データ）。既に139検体中15例の異常を神経芽腫検体において見出した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究班内外で小児固形腫瘍におけるパネル検査のあり方について幅広く議論を行うとともに、JCCG固形腫瘍分科会の各疾患委員会からの提案も受け、小児固形腫瘍の治療選択に有用な遺伝子（治療標的／予後因子となる可能性のある遺伝子と、生殖細胞系列変異が知られ治療／管理方針に影響を与える可能性の高い遺伝子）のリストアップを行い、小児固形腫瘍用パネルを作製することができた。さらに、その性能検証を経てさらに改良を加えたパネルの作成も行い、改良型パネルを用いたパネル検査を組み込んだ臨床試験の開始まで到達することができた。
またパネルを用いて神経芽腫の新規分子病理学的予後因子候補を同定し検体数を増やして検証を行うことができている。
これらのことから、研究は概ね順調に進んでいると考えている。

Strategy for Future Research Activity

本研究班を中心とするJCCGゲノム医療ワーキングチームでの議論を経て、小児と成人では好発する疾患も異なり、既知の遺伝子異常も成人がんと異なるものが複数あることを受け、慎重に議論を繰り返す中で、小児がんには小児がんに特化したオンコパネルが不可欠であるというコンセンサスが得られた。このため、当初の研究計画と一部異なり、初年度から小児に特化した遺伝子パネルのデザインに取り組むこととなった。昨年度、具体的なパネルデザインについての議論が深められ、初年度に作成したNCCオンコパネル 小児版と並行して、診断や予後分類にも汎用性の高いDNA・RNAパネルよりなる小児がん診断パネルを試作することになった。このパネルは他の研究資金を用いてすでに試作されている。
採取年度である本年度はすでに遺伝子異常がわかっている小児悪性固形腫瘍検体を用いて、NCCオンコパネル 小児版および高汎用性小児がん診断パネルの品質検証実験を行う。具体的にはに余剰検体のゲノム解析研究への利用に総括同意が得られている患者から得られた検体を用いて、神経芽腫のうちMYCN増幅、TERT rearrangementをもつ症例、横紋筋肉腫におけるキメラ遺伝子などを高い精度で検出できるかどうかを検証する。
さらにこの解析より得られる未知の変異や遺伝子異常を他の検体セットを用いて検証し、新たな病理分子学的リスク分類の開発の基盤を築く。

Research Products

• [Journal Article] High prevalence of SMARCB1 constitutional abnormalities including mosaicism in malignant rhabdoid tumors (2020)
  • Author(s): Shirai Ryota、Osumi Tomoo、Terashima Keita、et al
  • Journal Title: European Journal of Human Genetics Volume: 未刊 Pages: 未刊
  • DOI: 10.1038/s41431-020-0614-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recycling endosomal CD133 functions as an inhibitor of autophagy at the pericentrosomal region. (2019)
  • Author(s): Izumi H, Li Y, Shibaki M, Mori D, Yasunami M, Sato S, Matsunaga H, Mae T, Kodama K, Kamijo T, Kaneko Y, Nakagawara A.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 9 Pages: 2236
  • DOI: 10.1038/s41598-019-39229-8.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A polymorphic variant in p19Arf confers resistance to chemically-induced skin tumors by activating the p53 pathway. (2019)
  • Author(s): Saito M, Okumura K, Isogai E, Araki K, Tanikawa C, Matsuda K, Kamijo T, Kominami R, Wakabayashi Y.
  • Journal Title: J Invest Dermatol. Volume: 139 Pages: 1459-1469
  • DOI: 10.1016/j.jid.2018.12.027.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Combined Genetic and Chromosomal Characterization of Wilms Tumors Identifies Chromosome 12 Gain as a Potential New Marker Predicting a Favorable Outcome, (2019)
  • Author(s): Masayuki Haruta, Ryuichi Sugino, Tsugumichi Koshinaga, Tetsuya Takimoto, Yasuhiro Yamada, Takehiko Kamijo, Yasuhito Arai, Yukichi Tanaka, Masahiro Fukuzawa, Takaharu Oue, Hajime Okita, Yasuhiko Kaneko
  • Journal Title: Neoplasia. Volume: 21 Pages: 117-131
  • DOI: 10.1016/j.neo.2018.10.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Results of a prospective clinical trial JN-L-10 using image-defined risk factors to inform surgical decisions for children with low-risk neuroblastoma disease: A report from the Japan Children's Cancer Group Neuroblastoma Committee. (2019)
  • Author(s): Iehara T, Yoneda A, Yokota I, Takahashi H, Teramukai S, Kamijyo T, Nakazawa A, Takimoto T, Kikuta A, Yagyu S, Ikeda H, Nakagawara A, Tajiri T
  • Journal Title: Pediatr Blood Cancer. Volume: 66 Pages: e27914
  • DOI: 10.1002/pbc.27914.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Feasibility and utility of a panel testing for 114 cancer-associated genes in a clinical setting: A hospital-based study. (2019)
  • Author(s): Sunami K, Ichikawa H, Kubo T, et al
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 110 Pages: 1480-1490
  • DOI: 10.1111/cas.13969.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel NTRK3 Fusions in Fibrosarcomas of Adults. (2019)
  • Author(s): Yamazaki F, Nakatani F, Asano N, Wakai S, Sekimizu M, Mitani S, Kubo T, Kawai A, Ichikawa H, Yoshida A
  • Journal Title: Am J Surg Pathol Volume: 43 Pages: 523-530
  • DOI: 10.1097/PAS.0000000000001194
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Definitive Tumor Resection after Myeloablative High Dose Chemotherapy Is a Feasible and Effective Option in the Multimodal Treatment of High-Risk Neuroblastoma: A Single Institution Experience (2019)
  • Author(s): Hishiki Tomoro、Fujino Akihiro、Watanabe Toshihiko、Tahara Kazunori、Ohno Michinobu、Yamada Yohei、Tomonaga Kotaro、Kutsukake Mai、Fujita Takuro、Kawakubo Naonori、Matsumoto Kimikazu、Kiyotani Chikako、Shioda Yoko、Miyazaki Osamu、Fuji Hiroshi、Yoshioka Takako、Kanamori Yutaka
  • Journal Title: Journal of Pediatric Surgery Volume: 未刊 Pages: 未刊
  • DOI: 10.1016/j.jpedsurg.2019.08.050
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluorescence-Guided Surgery for Hepatoblastoma with Indocyanine Green (2019)
  • Author(s): Yamada Yohei、Ohno Michinobu、Fujino Akihiro、Kanamori Yutaka、Irie Rie、Yoshioka Takako、Miyazaki Osamu、Uchida Hajime、Fukuda Akinari、Sakamoto Seisuke、Kasahara Mureo、Matsumoto Kimikazu、Fuchimoto Yasushi、Hoshino Ken、Kuroda Tatsuo、Hishiki Tomoro
  • Journal Title: Cancers Volume: 11 Pages: 1215～1215
  • DOI: 10.3390/cancers11081215
  • Peer Reviewed
• [Presentation] THE EVALUATION OF THE NEW GUIDELINE FOR ASSESSING IMAGE-DEFINED RISK FACTORS IN THE LOW-RISK PROTOCOL (JN-L-10) FROM THE JAPAN CHILDREN’S CANCER GROUP NEUROBLASTOMA COMMITTEE (2019)
  • Author(s): Yoneda A , Iehara T, Yokota I, Takahashi H , Teramukai S, Kamijo T, Nakazawa A Takimoto T, Kikuta A, Ikeda H, Nakagawara A , Tajiri T
  • Organizer: SIOP2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Genomic characterization of high-risk neuroblastoma by cancer panels. (2019)
  • Author(s): Ohira, Hiroyuki Shichino, Takashi Kubo, Masayuki Haruta, Tetsuya Takimoto, Atsuko Nakazawa, Hiroki Nagase, Tatsuro Tajiri, Akira Nakagawara, Hitoshi Ichikawa, Tomoro Hishiki, Takehiko Kamijo
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Multiple mechanisms of aromatase inhibitor resistance in resistant model breast cancer cell lines established in vivo. (2019)
  • Author(s): Yuri Yamaguchi, Miki Ohira, Takehiko Kamijo, Shin-ichi Hayashi
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Patterns of the first- and second-hit WT1 mutations may affect the risk of developing Wilms tumor in syndromic patients (2019)
  • Author(s): Kaneko Y, Haruta M, Kamijo T, et al.
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Development of neuroblastoma model from iPSC-based neural crest cell. (2019)
  • Author(s): Mukae, H Takenobu, R Sugino, M Ohira, S Satoh, Y Endo, R Okada, Mi Haruta, J Toguchida, K Osafune, T Nakahata, Takehiko Kamijo
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Toward genome medicine for pediatric cancer: Genomic characterization of high-risk neuroblastoma by cancer gene panel tests. (2019)
  • Author(s): Miki Ohira, Hiroyuki Shichino, Takashi Kubo, Masayuki Haruta, Tetsuya Takimoto, Atsuko Nakazawa, Fumito Yamazaki, Hiroki Nagase, Tatsuro Tajiri, Akira Nakagawara , Hitoshi Ichikawa, Tomoro Hishiki, Takehiko Kamijo, Japan
  • Organizer: 第61回日本小児血液・がん学会
• [Presentation] CDX1 regulates stemness and proliferation of neuroblastoma by MYC pathway modulation. (2019)
  • Author(s): Hisanori Takenobu, Miki Ohira, Ryuichi Sugino, Koji Chikaraishi, Ryu Okada, Kyosuke Mukae, Tomoko Wada,Yuki Endo, Nobuhiro Akita, Masayuki Haruta, Takehiko Kamijo
  • Organizer: 第61回日本小児血液・がん学会
• [Presentation] Oncomine Childhood Cancer Research Assay (OCCRA, ThermoFisher) による小児がんゲノムパネル解析 (2019)
  • Author(s): 上條岳彦
  • Organizer: 第57回日本小児血液・がん学会
  • Invited
• [Presentation] ゲノム解析による思春期・若年成人（adolescents and young adults: AYA）世代肉腫の病因の検討 (2019)
  • Author(s): 山崎文登、浅野尚文、吉田朗彦、岩田慎太郎、関水壮哉、三谷幸代、久保崇、後藤政広、菊田一貴、白石航也、吉田輝彦、河野隆志、嶋田博之、川井章、市川仁
  • Organizer: 第25回日本家族性腫瘍学会学術集会
• [Presentation] 小児がんのゲノム医療の展望 (2019)
  • Author(s): 市川仁
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Genomic analysis of germline and somatic mutations in adolescent and young adult (AYA) sarcoma (2019)
  • Author(s): Fumito Yamazaki, Naofumi Asano, Akihiko Yoshida, Shintaro Iwata, Masaya Sekimizu, Sachiyo Mitani, Takashi Kubo, Masahiro Gotoh, Kazutaka Kikuta, Kouya Shiraishi, Teruhiko Yoshida, Takashi Kohno, Hiroyuki Shimada, Akira Kawai, Hitoshi Ichikawa
  • Organizer: 第61回日本小児血液・がん学会学術集会
• [Presentation] シンポジウム-小児がんの国際共同臨床試験の現状と課題- 小児肝腫瘍の国際共同臨床試験 (2019)
  • Author(s): 2.菱木 知郎, 渡邉 健一郎, 井田 孔明, 森 麻希子, 宮嵜 治, 矢野 道広, 本多 昌平, 田中 祐吉, 瀧本 哲也, 吉村 健一, 横井 暁子, 藤村 純也, 家原 知子, 野上 由貴, 永瀬 浩喜, 北河 徳彦, 鈴木 達也, 松村 梨紗, 山田 洋平, 金田 英秀, 関口 昌央, 花木 良, 高間 勇一, 檜山 英三
  • Organizer: 第61回日本小児血液・がん学会学術集会．
• [Presentation] Surgical Management of Neuroblastoma- Institutional Experience and the Nationwide Clinical Trials in Japan. (2019)
  • Author(s): Tomoro Hishiki, Yohei Yamada, Naonori Kawakubo, Akihiro Yoneda, Tatsuro Tajiri.
  • Organizer: 71st Annual Congress of the Korean Surgical Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The “delayed local treatment” strategy is a feasible and effective option for multimodal treatment of high-risk neuroblastoma. (2019)
  • Author(s): Hishiki T, Fujino A, Watanabe T, Tahara K, Ohno M, Yamada Y, Tomonaga K, Kutsukake M, Fujita F, Matsumoto K, Kiyotani C, Shioda Y, Kanamori K.
  • Organizer: 52nd Annual Scientific Meeting of the Pacific Association of Pediatric Surgeons
• [Presentation] The “delayed local treatment” strategy is a feasible and effective option for multimodal treatment of high-risk neuroblastoma. (2019)
  • Author(s): Hishiki T, Fujino A, Watanabe T, Tahara K, Ohno M, Yamada Y, Tomonaga K, Kutsukake M, Fujita F, Matsumoto K, Kiyotani C, Shioda Y, Kanamori K.
  • Organizer: 51th Congress of the International Society of Paediatric Oncology.
  • Int'l Joint Research