Glioma liquid biopsy of serum and cerebrospinal fluid using digital PCR and next-generation sequencer

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K10874
• Research Institution: Kyorin University
• Principal Investigator: 齊藤 邦昭 杏林大学, 医学部, 学内講師 (50446564)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: liquid biopsy / glioma / digital PCR / cancer panel

Outline of Annual Research Achievements

難治性のグリオーマにおいて、血清/髄液中の腫瘍由来DNAを抽出して、遺伝子変異やDNAメチル化について高感度解析を行い、腫瘍の診断や再発の早期発見、バイオマーカーの検出を目指すことを目的として本研究を計画した。2015年5月以降、217例のグリオーマ術前症例の血清を収集した。また、比較として利用可能な他の疾患88例の血清を収集した。2017年より、腰椎穿刺を行った症例については髄液も保存しており、142例(グリオーマ50例、その他腫瘍92例)の髄液を保存した。血清/髄液中DNAの抽出が困難であったため、プロメガ社の自動核酸精製装置(Maxwell RSC Instrument)を用いて髄液や血清中のDNA抽出を行うと、グリオーマにおいてもDNA抽出が可能であった。グリオーマでのcfDNA抽出は悪性リンパ腫に比べて少量であり、血清/髄液中の腫瘍由来DNAの漏出は少なかった。播種を来しているグリオーマや脳室に沿って進展するグリオーマでは、その他のグリオーマに比べてcfDNAの抽出が有意に多かった。グリオーマに高頻度に認められるIDH変異やTERTプロモーター変異などについてdigital PCRを用いて解析し、血清/髄液DNAと腫瘍検体から抽出したDNAの相関を確認した。また、腫瘍検体から抽出したDNAにおいてIon Ampliseq Cancer Hotspot Panelを用いた遺伝子変異解析を行い、腫瘍形成に関与していると思われる遺伝子異常を検出した。さらに、膠芽腫の初発時と再発時における遺伝子変異解析を、Ion Ampliseq Comprehensive Cancer Panelを用いて行って腫瘍検体における遺伝子変異の経時的変化を確認した。