2017 Fiscal Year Research-status Report
血中遊離ＤＮＡのモニタリングによる疾患プロファイルの構築と個別化治療戦略
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17K10650
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
宮倉 安幸 自治医科大学, 医学部, 准教授 (50306122)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 浩一 自治医科大学, 医学部, 准教授 (70332369)
力山 敏樹 自治医科大学, 医学部, 教授 (80343060)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | デジタル PCR / 血中モニタリング / KRAS / 大腸癌 / 膵癌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【研究目的】我々は腫瘍のゲノムプロファイルがその進展・転移、治療の過程で変化する事に注目し、ゲノムプロファイルのモニタリングとその情報に基づく癌治療戦略の構築を進めてきました。しかし頻繁な生検や転移巣の検体採取が必要で、煩雑性や過大侵襲が大きな問題でした。その問題を解決したのが、血中に遊離した希少な腫瘍細胞やDN Aを検出する技術「Liquid biopsy」です。我々が注目したのはKRAS遺伝子で、切除不能大腸癌の治療標的分子です。KRAS変異を血中モニタリングする事によって薬剤耐性の獲得をより鋭敏に捉える事が可能となります。本研究では、薬剤耐性のみならず感受性回復の指標としての意義を検証し、薬剤の再導入の可能性を探ります。また原発巣と転移巣のKRAS statusの解離に注目し、KRAS statusに基づく治療介入方法を検討します。新たな医療アプローチとして、臨床応用を目指します。
【研究計画】平成29年度は、「KRAS遺伝子の血中モニタリング」の変異解析結果の臨床的意義と有用性を検討しました。
１，薬剤選択の指標：血中モニタリングでゲノムプロファイルの変化を捉えます。血中にKRAS変異クローンが検出された場合、組織で野生型であっても抗EGFR抗体の効果は期待できない可能性があります。組織野生型に対する薬剤選択の指標として血中KRAS変異クローンの臨床的意義を検討します。２，薬剤効果の指標：組織KRAS野生型に対して血中KRAS変異クローンの検出と薬剤耐性の相関を検討します。３，薬剤再導入の指標：抗EGFR抗体で不応となった症例でも、その有効性が回復する事が報告されています。とくにKRAS血中変異クローンが消失した場合には抗EGFR抗体の再導入効果が高く、血中モニタリングにより適格症例を絞り込むことでその有効性を検証します。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
化学療法を行った切除不能大腸癌患者85人に対して「KRAS遺伝子の血中モニタリング」を行い、臨床的な特徴を明らかにしました。KRAS組織検索で野生型が56人、変異型が29人でした。組織野生型56人のうち28人（50％）に、組織変異型29人のうち23人（79.3％）に血中でKRAS変異DNAが検出されました。抗EGFR抗体のみならず、様々な薬剤で血中に変異DNAが検出されました。組織のKRASの変異の有無に関わらず、血中で変異DNAが検出された症例は、検出されなかった症例に比べて一次治療効果が悪いことが明らかになりました。正常遊離DNAを含めた全血中遊離DNAの中に含まれるKRAS変異DNAの割合は組織野生型で0.2％、組織変異型で10.1％と組織型で50倍の違いが認められました。この違いが血中KRAS変異クローンの出現パターンに影響を及ぼしていると考えられます。出現パターンは持続型、間欠型、一過性（一過性に上昇後に消失）の3種類に分類することができました。一過性の出現パターンを除き、KRAS変異クローンの出現は薬剤耐性と関係していました。一方、一過性に上昇後に消失するパターンを示す症例は、抗EGFR抗体に対する感受性を回復しており、抗EGFR抗体再導入で効果を示しました。この結果は、Oncotargetに掲載されました（in press、掲載論文1）。
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| Strategy for Future Research Activity |
（1）標的循環遊離核酸の拡大と疾患プロファイルの構築
標的分子を増やすことにより、個人の疾患プロファイルを構築します。血中モニタリングを行う事でリアルタイムに個人の疾患プロファイルの変化を捉え、治療や予防に応用する新たな個別化医療のアプローチとなります。まずはKRAS関連遺伝子であるNRAS、BRAFからはじめ、その後さまざまな標的分子を増やします。標的分子としては、分子間ネットワーク解析（基盤研究C 平成19-21年度）で抽出した軸索誘導に関わるAXON guidance、VFGF、WNT signal pathwayに関わる遺伝子群、そしてhomeobox geneをはじめとする転写因子等を候補遺伝子とします。分子間ネットワーク解析では、大腸癌の転移浸潤に関わる遺伝子で、かつ癌の先進部に高発現している遺伝子群を抽出しました。
（2）液滴ソーティングによる塩基配列解析と簡易解析システムのアプリケーション化
これまでの検討から循環遊離核酸の変異型が組織変異型と解離する症例が散見され、循環遊離核酸の塩基配列の検証が必要と考えられます。「デジタルPCR」で増幅された遺伝子が含まれる液滴をソーティング回収し、シークエンス解析に用いて塩基配列を同定します。この一連のプロセスをアプリケーション化します。
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| Causes of Carryover |
消耗品価格の変動のため生じた平成29年度の残額と、平成３0年度分に請求した助成金とあわせて消耗品の購入と旅費に計上します。
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[Journal Article] Monitoring circulating tumor DNA revealed dynamic changes in KRAS status in patients with metastatic colorectal2018
Author(s)
Yuji Takayama, Koichi Suzuki, Yuta Muto, Kosuke Ichida, Taro Fukui, Nao Kakizawa, Hideki Ishikawa, Fumiaki Watanabe, Fumi Hasegawa, Masaaki Saito, Shingo Tsujinaka, Kazushige Futsuhara, Yasuyuki Miyakura, Hiroshi Noda, Fumio Konishi, Toshiki Rikiyama
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Journal Title
Oncotarget
Volume: 9
Pages: 24398～24413
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Appearance of KRAS mutated circulating tumor DNA during various treatments for metastatic colorectal cancer patients2017
Author(s)
Takayama Y, Suzuki K, Ichida K, Fukui T, Kakizawa N, Watanabe F, Hasegawa F, Tsujinaka S, Miyakura Y, Noda H, Rikiyama T
Organizer
Exosomes and Liquid Biopsies ASIA
Int'l Joint Research
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