肺癌の遺伝子多様性に基づく新規治療法の開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09168
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 杉尾 賢二 大分大学, 医学部, 教授 (70235927)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮脇 美千代 大分大学, 医学部, 講師 (30404388) ; 阿南 健太郎 大分大学, 医学部, 助教 (60468006) [Withdrawn] ; 橋本 崇史 大分大学, 医学部, 助教 (40738126) ; 小副川 敦 大分大学, 医学部, 准教授 (90432939)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 非小細胞肺癌 / 進化系統樹 / 遺伝子多様性 / 腫瘍内不均一性 / バイオマーカー

Outline of Annual Research Achievements

原発性肺癌は完全切除が行われても再発率は約50%あり、5年生存率も40～60%と未だ難治性癌であり、手術に加えて薬物治療を必要とする集学的治療が必須である。腫瘍内遺伝子多様性(空間的多様性・時間的多様性)は治療の感受性や耐性を規定する重要な因子であり、近年の次世代シーケンサー(NGS)の開発により、その解析が可能となり臨床に導入されるに至った。本研究の成果により、正確な手術を含めた治療基準の設定、集学的治療の適応、種々の治療の適応、再発前の早期治療開始などに結び付くことができる可能性を有した重要な研究課題である。
本年度までに、以下の研究成果を得た。
1. 非小細胞肺癌の手術症例のドライバー遺伝子陽性症例と陰性症例について、原発巣およびリンパ節転移巣・遠隔転移巣から核酸を抽出し、NGSにより網羅的遺伝子解析を行い、遺伝子変異の進化系統樹を作成することで遺伝子多様性（空間的多様性）を明確にする。2020年4月から2021年3月までの58例の腺癌のうちEGFR変異24例、ALK1例、KRAS2例、RET1例、ERBB-2 1例を認めた。これら変異陽性症例のうちII, III期はEGFR2例(L858R, 19del)、ALK1例のみであり解析中である。
2. 病理病期II～III期の非小細胞肺癌患者の術後経過観察中・再発時の血液を定期的に採取し、NGSによる遺伝子解析を行い、手術時の切除検体試料に認められた遺伝子変異の検出を確認するとともに、相違点を解析する（時間的多様性）。肺癌手術後の再発症例の１症例において、原発巣はEGFR exon21 L858R変異のみであったのが、EGFR-TKI(gefitinib)治療中の再発巣からL858R＋E709Kを検出した。本症例においては経時的に採取する血液（血漿）の解析を今後進める予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

ドライバー遺伝子の遺伝子多様性の解析
1. 非小細胞肺癌の手術症例のドライバー遺伝子陽性症例と陰性症例について、原発巣およびリンパ節転移巣・遠隔転移巣から核酸を抽出し、NGSにより網羅的遺伝子解析を行い、遺伝子変異の進化系統樹(phylogenetic tree)を作成することで遺伝子多様性・腫瘍内不均一性（空間的多様性）を明確にする。
2. 病理病期II～III期の非小細胞肺癌患者の術後経過観察中・再発時の血液を定期的に採取し、cfDNAを調整し、NGSによる遺伝子解析を行い、手術時の切除検体試料に認められた遺伝子変異の検出を確認するとともに、相違点を解析する（時間的多様性）。
進捗状況：①2020年4月から2021年3月までの58例の腺癌のうちEGFR変異24例、ALK1例、KRAS2例、RET1例、ERBB-2 1例を認めた。これら変異陽性症例のうちII, III期はEGFR2例(L858R, 19del)、ALK1例のみであり解析中である。②肺癌手術後の再発症例について、組織標本と血液の解析を進めている。１症例において、原発巣はEGFR exon21 L858R変異のみであったのが、EGFR-TKI(gefitinib)治療中の再発巣からL858R＋E709Kを検出した。本症例においては経時的に採取する血液（血漿）の解析を今後進める予定である。
腫瘍免疫とドライバー遺伝子の解析
3. 主にドライバー遺伝子変異陰性症例の腫瘍免疫のT細胞解析を、MHC class I/II発現とβカテニン経路について免疫組織化学的に解析する。、MHC class I発現は、男性、喫煙者、PD-L1発現例に有意に認めた。MHC class II発現は、EGFR変異陰性例に有意に認めた。また、βカテニン発現は、EGFR変異陰性例に有意に認めた。MHC class I発現とPD-L1発現が相関していたことから、T細胞TCRに認識される状況下においてがん免疫治療の効果が期待できる可能性が示唆された。

Strategy for Future Research Activity

本研究は、癌の遺伝子変異の進化系統樹(phylogenetic tree)を作成することで遺伝子多様性・腫瘍内不均一性の持つ臨床的意義（予後予測、薬剤感受性）を解明するための基礎になる研究である。また、血液のcfDNA解析から分子レベルでの再発の早期発見のバイオマーカーを確立することが目標であり、診断と新たな治療開発の基盤となる。空間的多様性および時間的多様性の観点から、原発巣と転移巣および再発巣の進化系統樹の作成を進める。
生体試料は収集されつつあり、進捗状況に記載した解析をさらに進める予定である。

Causes of Carryover

研究の進捗状況から、次年度、NGS解析を主とする計画に変更したため。

Research Products

• [Journal Article] Randomized Phase III Study of Gefitinib Versus Cisplatin Plus Vinorelbine for Patients With Resected Stage II-IIIA Non?Small-Cell Lung Cancer With <i>EGFR</i> Mutation (IMPACT) (2022)
  • Author(s): Tada H, Mitsudomi T, Misumi T, Sugio K, Tsuboi M, Okamoto I, Iwamoto Y, Sakakura N, Sugawara S, Atagi S, Takahashi T, Hayashi H, Okada M, Inokawa H, Yoshioka H, Takahashi K, Higashiyama M, Yoshino I, Nakagawa K
  • Journal Title: Journal of Clinical Oncology Volume: 40 Pages: 231～241
  • DOI: 10.1200/JCO.21.01729
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Osimertinib versus osimertinib plus chemotherapy for non?small cell lung cancer with EGFR (T790M)-associated resistance to initial EGFR inhibitor treatment: An open-label, randomised phase 2 clinical trial (2021)
  • Author(s): Tanaka K, Asahina H, Kishimoto J, Miyata Y, Uchida T, Watanabe K, Hamai K, Harada T, Tsubata Y, Sugawara S, Kobayashi K, Sugio K, Oizumi S, Okamoto I
  • Journal Title: European Journal of Cancer Volume: 149 Pages: 14～22
  • DOI: 10.1016/j.ejca.2021.02.019
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] High Incidence of C797S Mutation in Patients With Long Treatment History of EGFR Tyrosine Kinase Inhibitors Including Osimertinib (2021)
  • Author(s): Osoegawa A, Yamaguchi M, Nakamura T, Morinaga R, Tanaka K, Kashiwabara K, Miura T, Suetsugu T, Harada T, Asoh T, Taguchi K, Nabeshima K, Kishimoto J, Sakai K, Nishio K, Sugio K
  • Journal Title: JTO Clinical and Research Reports Volume: 2 Pages: 100191～100191
  • DOI: 10.1016/j.jtocrr.2021.100191
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Clinical significance of part-solid lung cancer in the eighth edition TNM staging system (2021)
  • Author(s): Okamoto T, Miyawaki M, Toyokawa G, Karashima T, Abe M, Takumi Y, Hashimoto T, Osoegawa A, Tagawa T, Takeuchi H, Shimokawa M, Sugio K
  • Journal Title: Interactive CardioVascular and Thoracic Surgery Volume: 34 Pages: 219～226
  • DOI: 10.1093/icvts/ivab255
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Predictive value of EGFR mutation in non-small-cell lung cancer patients treated with platinum doublet postoperative chemotherapy. (2021)
  • Author(s): Takahashi T, Sakai K, Kenmotsu H, Yoh K, Daga H, Ohira T, Ueno T, Aoki T, Hayashi H, Yamazaki K, Hosomi Y, Chen-Yoshikawa TF, Okumura N, Takiguchi Y, Sekine A, Haruki T, Yamamoto H, Sato Y, Akamatsu H, Seto T, Saeki S,Sugio K,Nishio M, Inokawa H, Yamamoto N, Nishio K, Tsuboi M.
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 113 Pages: 287～296
  • DOI: 10.1111/cas.15171
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 原発性肺癌におけるPD-L1発現とリンパ節転移の関連 (2021)
  • Author(s): 小副川 敦
  • Organizer: 第121回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] オシメルチブ獲得耐性機序としてBRAF変異を認めたEGFR変異陽性肺癌 (2021)
  • Author(s): 小副川 敦
  • Organizer: 第38回日本呼吸器外科学会学術集会