骨軟部腫瘍全ゲノム解析データに基づく遺伝子異常の機能解析と治療標的の同定

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22H03209
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: National Cancer Center Japan
• Principal Investigator: 平田 真 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 部門長 (50401071)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松田 浩一 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (90401257) ; 清 茜 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 特任研究員 (30941512) ; 小田 智世 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 臨床検査技師 (60941549)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 骨軟部腫瘍 / 全ゲノム解析

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的はAMED革新がんの全ゲノム解析プロジェクトで解析対象とした症例の腫瘍組織検体等の生体試料を用いてさらなるマルチオミックス解析を実施することで、全ゲノム解析プロジェクトで構築されるがんゲノム解析データベースに付随するマルチオミックスデータを取得し、悪性骨軟部腫瘍のゲノム医療の発展に向けたより詳細な網羅的・多層的な統合ゲノムデータベースを構築することである。本研究提案では、悪性骨軟部腫瘍のWGS解析、RNA-Seq解析結果に基づいて、症例を選定し、MinION/PromethIONによるロングリードWGS解析、DNAメチル化解析、ATAC-Seq解析などのエピゲノム解析、LC-MS等によるプロテオーム解析、メタボローム解析や空間的遺伝子発現解析(Visium)等を駆使し、網羅的・多層的なマルチオミックス解析を進める。2023年度は以下の研究計画を推進した。
① 医療機関・解析機関ネットワーク維持・拡充と試料収集・管理: 2023年6月6日に全体班会議を行い、研究の進捗と今年度の予定、今後の研究方針について情報共有と協議を行った。また、本研究に関わる研究者と月1回の定例会議を開き、進捗管理を行った。全ゲノム解析に関わる症例を中心に臨床情報の収集とデータクリーニングを行った。さらに、解析対象症例の病理診断の確認のため、中央病理診断検討会を10回開催し、病理診断の確認を進めた。
② WGS解析結果に基づく網羅的・多層的マルチオミックス解析: WGS、RNA-Seq解析データをもとに、統合的ゲノム解析を進めた。昨年度に引き続きWGS解析データを中心に組織型横断的ゲノムプロファイリングを進めた。また、これまでのEPIC アレイのデータからメチル化解析を行った。先行解析に倣い、メチル化のステータスによる組織型分類を進めたが、明確な組織型分類には現時点では繋がっていない。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究の元となる全ゲノムシークエンスデータは2022年度中に受領し、その解析を継続的に進めている。プロファイリング解析は概ね予定通りに進められている。先行解析分と併せて600症例を超える症例についての全ゲノム解析データのとりまとめを進め、その研究成果については、国際学会を含むいくつかの関連学会で発表するに至った。対応する臨床情報の収集はほぼ完了しており、その入力情報の均一性を担保するためデータクリーニングも進めている。また、組織診断のもととなる病理学的診断については各症例の病理診断時のスライドを取り寄せ、一部は未染プレパラートも受領して、中央病理診断担当の病理医と定期的なミーティングを行い、診断の確定や診断に疑義のある症例の洗い出しを行った。臨床情報とゲノム解析のデータを統合した解析も行う為に共同研究者へのデータ共有を進めた。
RNA seq解析についても先行解析分、AMED革新がん分をそれぞれについて解析を進めることが可能であった。ライブラリ作成の方法がプロジェクト間で異なるため、遺伝子発現データの統合解析は難しい状況であるが、融合遺伝子解析については統合して解析を進められた。さらに、メチル化解析データの解析にも着手し、メチル化ステータスによる組織型分類についての検討を行うことができた。次年度においても継続的に解析を進める予定である。以上から、現在までの進捗状況としては、おおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

WGS解析、RNA seq解析等のデータ解析を引き続き実施すると共に、2022度に実施したロングリードWGS解析、DNAメチル化解析のデータ解析を継続する。また、これらに関連する症例の臨床情報収集も継続的に実施する。さらに、これらの解析結果を踏まえて、更なる網羅的・多層的なマルチオミックス解析を進める。
① 医療機関・解析機関ネットワーク維持・拡充と試料収集・管理: 研究事務局において共同研究機関のサポート、プロトコールの統一化、登録症例のデータベース化を進める。また班会議を開催し、試料収集や研究進捗状況の報告、新規研究・共同研究の提案などを審議する。さらに全ゲノム解析の対象とした組織型を中心に検証用の症例登録、試料収集を継続する。
② WGS解析結果に基づく網羅的・多層的マルチオミックス解析: 全ゲノムシークエンス解析プロジェクトで先行して得られるWGS、RNA-Seq解析データをもとに、検出された遺伝子異常に応じて症例を選定して統合的ゲノム解析を進める。2022年度において実施した一部解析結果に基づいて、今後も統合的ゲノム解析としてはDNAメチル化解析などのエピゲノム解析やロングリードシークエンス解析、メタボローム解析等を検討する。一連の解析結果はWGS、RNA-Seq解析データベースと突合し、骨軟部腫瘍の統合的ゲノムデータベースの構築を進める。
③ 新規独立検体を用いた検証解析: WGS解析や②の解析を通じて高頻度に同定され、治療標的としても有望であると考えられる遺伝子異常が検出された場合、①の体制の中で別途独立検体の収集を行い、検出された遺伝子異常に応じた検証解析を行う。この場合は網羅的解析ではなく標的を絞った解析を実施し、効率的かつ感度・特異度を考慮した個別の解析を実施する。

Research Products

• [Journal Article] Identification of barriers to implementation of precision oncology in patients with rare cancers. (2024)
  • Author(s): Takamizawa S, Koyama T, Sunami K, Sudo K, Hirata M, Kubo T, Tao K, Cho H, Narita Y, Kato K, Yamazaki N, Ohe Y, Okusaka T, Matsui Y, Ogawa C, Yonemori K, Yamamoto N.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: Online ahead of print. Pages: -
  • DOI: 10.1111/cas.16165.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Evaluation of the pathogenic potential of germline DDX41 variants in hematopoietic neoplasms using the ACMG/AMP guidelines. (2024)
  • Author(s): Matsui H, Hirata M
  • Journal Title: Int J Hematol. Volume: Online ahead of print. Pages: -
  • DOI: 10.1007/s12185-024-03728-w.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Assessing the efficacy of target adaptive sampling long-read sequencing through hereditary cancer patient genomes. (2024)
  • Author(s): Nakamura W, Hirata M, Oda S, Chiba K, Okada A, Mateos RN, Sugawa M, Iida N, Ushiama M, Tanabe N, Sakamoto H, Sekine S, Hirasawa A, Kawai Y, Tokunaga K; NCBN Controls WGS Consortium; Tsujimoto SI, Shiba N, Ito S, Yoshida T, Shiraishi Y
  • Journal Title: NPJ Genom Med. Volume: 19 Pages: 11
  • DOI: 10.1038/s41525-024-00394-z.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Learning Program for Treatment Recommendations by Molecular Tumor Boards and Artificial Intelligence. (2024)
  • Author(s): Sunami K, Naito Y, Saigusa Y, Amano T, Ennishi D, Imai M, Kage H, Kanai M, Kenmotsu H, Komine K, Koyama T, Maeda T, Morita S, Sakai D, Hirata M, et al
  • Journal Title: JAMA Oncol. Volume: 10 Pages: 95-102
  • DOI: 10.1136/bmjopen-2023-072472.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Pathogenic Germline Variants in BRCA1/2 and p53 Identified by Real-world Comprehensive Cancer Genome Profiling Tests in Asian Patients. (2023)
  • Author(s): Satake T, Kondo S, Tanabe N, Mizuno T, Katsuya Y, Sato J, Koyama T, Yoshida T, Hirata M, Yamamoto N.
  • Journal Title: Cancer Res Commun. Volume: 3 Pages: 2302-2311
  • DOI: 10.1158/2767-9764.CRC-23-0018.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] KDM2B-Rearranged Soft Tissue Sarcomas Expand the Concept of BCOR-Associated Sarcoma. (2023)
  • Author(s): Motoi T, Hirata M, Kukita Y, Satomi K, Tamura H, Adachi S, Matsushita Y, Horiguchi SI, Hishima T, Ikegami M, Okuma T, Tao K, Arakawa A, Ogawa C, Matsuda K, Ichimura K, Nakamura H, Mori T, Yoshida A.
  • Journal Title: Mod Pathol. Volume: 36 Pages: 100317
  • DOI: 10.1016/j.modpat.2023.100317.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A complex rearrangement between APC and TP63 associated with familial adenomatous polyposis identified by multimodal genomic analysis: a case report. (2023)
  • Author(s): Oda S, Ushiama M, Nakamura W, Gotoh M, Tanabe N, Watanabe T, Odaka Y, Aoyagi K, Sakamoto H, Nakajima T, Sugano K, Yoshida T, Shiraishi Y, Hirata M.
  • Journal Title: Front Oncol. Volume: 13 Pages: 1205847
  • DOI: 10.3389/fonc.2023.1205847
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Pediatric Precision Medicine at the National Cancer Center Japan: Prospective Genomic Study of Pediatric Patients with Cancer as Part of the TOP-GEAR Project. (2023)
  • Author(s): Tao K, Yamazaki F, Kubo T, Sunami K, Kumamoto T, Arakawa A, Sugiyama M, Watanabe Y, Nakajima M, Shirakawa N, Tanimura K, Koyama T, Hirata M, et al
  • Journal Title: JCO Precis Oncol. Volume: 7 Pages: e2200266
  • DOI: 10.1200/PO.22.00266.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 骨軟部肉腫の組織型横断的マルチオミクス解析. (2024)
  • Author(s): 平井 俊英, 片山 琴絵, 白石 友一, 川井 章, 吉田 朗彦, 小林 寛, 大津 敬, 国定 俊之, 西田 佳宏, 吉田 新一郎, 近藤 格, 柴田 龍弘, 井元 清哉, 松田 浩一, 平田 真.
  • Organizer: 第7回日本サルコーマ治療研究学会学術集会
• [Presentation] わが国の全ゲノム解析プロジェクトにおける遺伝性腫瘍解析. (2024)
  • Author(s): 平田 真.
  • Organizer: 第21回日本臨床腫瘍学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] Exploring hereditary cancer syndromes in the era of cancer genomic medicine. (2023)
  • Author(s): Hirata M.
  • Organizer: Human Genetics Asia 2023.
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Large-scale evaluation of germline variants among 11 thousand gastric cancer patients and 44 thousand controls. (2023)
  • Author(s): Usui Y, Taniyama Y, Endo M, Koyanagi Y, Kasugai Y, Oze I, Ito H, Imoto I, Tanaka T, Tajika M, Niwa Y, Iwasaki Y, Aoi T, Hakozaki N, Takata S, Suzuki K, Terao C, Hatakeyama M, Hirata M, Sugano K, Yoshida T, Kamatani Y, Nakagawa H, Matsuda K, Murakami Y, Spurdle AB, Matsuo K, Momozawa Y.
  • Organizer: Human Genetics Asia 2023.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ロングリードシーケンスデータを用いた創始者変異を含む詳細なハプロタイプの再構築のための新しいワークフロー. (2023)
  • Author(s): 中村 航, 平田 真, 須川 正啓, ラウル マテオス, 千葉 健一, 岡田 愛, 坂本 祥駿, 坂本 裕美, 白石 航也, 河野 隆志, 吉田 輝彦, 白石 友一.
  • Organizer: 第82回日本癌学会学術総会.
• [Presentation] 全ゲノム解析による骨・軟部肉腫146症例における遺伝性腫瘍の検討. (2023)
  • Author(s): 平田 真, 平井 利英, 小田 智世, 清 茜, 川井 章, 比留間 徹, 菊田 一貴, 松田 浩一, 柴田 龍弘, 白石 友一.
  • Organizer: 第56回日本整形外科学会骨・軟部腫瘍学術集会.
• [Presentation] Comprehensive Whole-genome Molecular Profiling in Bone and Soft Tissue Sarcoma; Multi-omics Analysis of 627 Cases across Histologic Subtypes. (2023)
  • Author(s): Hirai T, Katayama K, Hirata M, et al.
  • Organizer: CTOS 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 患者還元の検討・実践を通じて見えてきたがん領域の全ゲノム解析の可能性と課題 (2023)
  • Author(s): 平田 真
  • Organizer: 第70回日本臨床検査医学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] 骨軟部肉腫の全ゲノム、トランスクリプトーム解析 -先行解析-. (2023)
  • Author(s): 平井 利英、平田 真、川井 章、比留間 徹、菊田 一貴、吉田 朗彦、小林 寛、柴田 龍弘、田中 栄、松田 浩一.
  • Organizer: 第56回日本整形外科学会骨・軟部腫瘍学術集会
• [Presentation] Whole genome and transcriptome analysis of bone and soft tissue sarcomas. (2023)
  • Author(s): sarcomas. Hirai T, Katayama K, Shiraishi Y, Kawai A, Yoshida A, Kobayashi H, Ohtsu T, Kunisada T, Nishida Y, Yoshida S, Kondo T, Shibata T, Imoto S, Matsuda K, Hirata M.
  • Organizer: 第82回日本癌学会学術総会.