Biomarker for predicting the effect of anti-PD-1 antibody

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16861
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Nomura Motoo 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (90609596)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 免疫チェックポイント阻害薬 / バイオマーカー / 抗PD-1抗体 / 短鎖脂肪酸

Outline of Final Research Achievements

To evaluate fecal and plasma SCFAs in patients with solid cancer tumors treated with a programmed death-1 inhibitor (PD-1i).
High concentrations of fecal acetic acid (AA), propionic acid (PA), butyric acid (BA), and valeric acid (VA), and plasma PA and isovaleric acid (IVA) were significantly higher in the responder group than non-responder group. High concentration of fecal AA, PA, BA, and VA, and plasma IVA were associated with longer progression-free survival in solid cancer patients treated PD-1i.
There was no significant association between each individual fecal and plasma SCFA concentrations.

Free Research Field

免疫化学療法

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

動物モデルを用いた研究では、免疫チェックポイント阻害剤の有効性は特定の腸内細菌種の存在に依存すると報告された。ヒトにおける免疫チェックポイント阻害剤と腸内細菌叢の代謝産物の報告は国内外を含めても報告されていない。本研究により、腸内細菌叢の最終代謝産物である短鎖脂肪酸が抗PD-1抗体の効果予測バイオマーカーであることが明らかとなった。腸内細菌叢の代謝産物は便検体であり、無侵襲であることから、繰り返し検査が可能であり治療効果のモニタリングにも使用可能であり、大きなメリットがある。
今後、検討される腸内細菌叢制御方法の確立に、腸内細菌叢の代謝産物を指標とすることが可能となる。