Highly Sensitive Detection for HBV Driver Mutations and Construction of a PRS Model

• Project/Area Number: 21K07997
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University (2023); National Center for Global Health and Medicine (2021-2022)
• Principal Investigator: 西田 奈央 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 准教授 (50456109)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大橋 順 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (80301141) ; 吉住 朋晴 九州大学, 医学研究院, 教授 (80363373)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: ターゲットキャプチャーシークエンス / hepatocellular carcinoma / hepatitis B virus / 次世代シークエンサー / B型肝炎 / NGS / HCC / HBV / 肝がん / ドライバー変異 / PRS

Outline of Research at the Start

肝がん患者由来の肝細胞がん組織試料を対象としたがんゲノム解析を実施し、（1）肝がんドライバー変異の同定、（2）肝がんドライバー変異の高感度検出系の開発、（3）肝発がんリスクを推定するPRS（Polygenic Risk Score）モデルの構築、を行う。リキッドバイオプシーや肝生検試料の中に微量に存在する肝がんドライバー変異を高感度かつ高精度に検出することが可能となれば、B型慢性肝炎患者の中で肝がんを発症するリスクの高い患者を囲い込むことで、適切な治療や投薬を行うことが可能になると期待される。

Outline of Annual Research Achievements

ターゲットキャプチャーシークエンスによりホストやウイルスの変異を高感度に検出する実験プロトコルおよび解析パイプラインを構築した。肝がん組織からQualityの高いDNAおよびRNAを抽出するための凍結組織試料の作成方法を確立し、研究期間中に200症例を超える肝がん患者の肝がん組織を収集した。また、がんの変異検出を目的とした解析パイプラインの感度と特異度を評価し、適切なパラメータを決定した。
200症例を超える肝がん組織由来DNAを対象としてターゲットキャプチャーシークエンスを実施し、がん変異を検出する解析パイプラインのデバック作業を進め、がん変異解析を実施した。これまでのWGS研究ではHBVのTERT遺伝子への挿入は15.9%のサンプルで検出されたという報告があったが、この研究では46.2%のサンプルで検出されることを明らかとした。
さらに本研究では、従来の解析では見逃されている低頻度変異を検出することを目的として、解析パイプラインの改良を行った。同一の症例由来のがん部DNAと非がん部DNAを混合比を変えて希釈することで低頻度の変異を有する肝がん組織サンプルを人工的に作成した。これらのサンプルを対象としたターゲットキャプチャーシークエンスデータを用いて、低頻度の体細胞変異の検出に適したパラメータを有する解析パイプラインへの改良を行った。200症例を超える肝がん患者のがん組織のターゲットキャプチャーシークエンスデータを用いて、低頻度変異と通常の解析で検出される変異の比較を現在実施中である。

Research Products

• [Journal Article] Prediction Model with HLA-A*33:03 Reveals Number of Days to Develop Liver Cancer from Blood Test (2023)
  • Author(s): Nishida N, Ohashi J, Suda G, Chiyoda T, Tamaki N, Tomiyama T, Ogasawara S, Sugiyama M, Kawai Y, Khor SS, Nagasaki M, Fujimoto A, Tsuchiura T, Ishikawa M, Matsuda K, Yano H, Yoshizumi T, Izumi N, Hasegawa K, Sakamoto N, Mizokami M, Tokunaga K.
  • Journal Title: Int J Mol Sci Volume: 24 Issue: 5 Pages: 4761-4761
  • DOI: 10.3390/ijms24054761
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Modern Japanese ancestry-derived variants reveal the formation process of the current Japanese regional gradations (2023)
  • Author(s): Watanabe Y, Ohashi J
  • Journal Title: iScience Volume: 26 Issue: 3 Pages: 106130-106130
  • DOI: 10.1016/j.isci.2023.106130
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genome-Wide Association Study for Chronic Hepatitis B Infection in the Thai Population (2022)
  • Author(s): Ashouri S, Khor SS, Hitomi Y, Sawai H, Nishida N, Sugiyama M, Kawai Y, Posuwan N, Tangkijvanich P, Komolmit P, Tsuiji M, Shotelersuk V, Poovorawan Y, Mizokami M, Tokunaga K.
  • Journal Title: Front Genet Volume: 13 Pages: 887121-887121
  • DOI: 10.3389/fgene.2022.887121
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Importance of HBsAg recognition by HLA molecules as revealed by responsiveness to different hepatitis B vaccines (2021)
  • Author(s): Nao Nishida, Masaya Sugiyama, Aiko Sakai, Katsushi Tokunaga, Masashi Mizokami et al.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 11(1) Issue: 1 Pages: 3703-3703
  • DOI: 10.1038/s41598-021-82986-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genome-wide copy number variation analysis of hepatitis B infection in a Japanese population (2021)
  • Author(s): Kikuchi M, Kobayashi K, Nishida N, Sawai H, Sugiyama M, Mizokami M, Tokunaga K, Nakaya A
  • Journal Title: Human Genome Variation Volume: 8 Issue: 1 Pages: 22-22
  • DOI: 10.1038/s41439-021-00154-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ゲノム解析が明らかにするB型肝炎由来肝がんのメカニズム (2023)
  • Author(s): 西田奈央
  • Organizer: 『第21回 ゲノム医科学とバイオインフォマティクスの接点と集学研究』 “21st Front edge and fusion of genomic medicine and bioinformatics”
  • Invited
• [Presentation] Prediction model with HLA-A*33:03 reveals number of days for liver carcinogenesis (2023)
  • Author(s): Nao Nishida, Jun Ohashi, Yosuke Kawai, Takayo Tsuchiura, Miyuki Ishikawa, Katsushi Tokunaga
  • Organizer: 68th Annual Meeting of the Japan Society of Human Genetics (JSHG)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ゲノム解析が明らかにするB型肝炎由来肝がんのメカニズム (2023)
  • Author(s): 西田奈央
  • Organizer: 2022年度 大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構 国立遺伝学研究所 研究会
  • Invited
• [Presentation] ポリジェニックスコアの基礎 (2023)
  • Author(s): 大橋順
  • Organizer: 大阪大学 ポリジェニックスコアを勉強する会
• [Presentation] ゲノム解析で明らかとなったHLA遺伝子と肝発がんの関連 (2022)
  • Author(s): 西田奈央, 杉山真也, 溝上雅史
  • Organizer: 第58回日本肝臓学会総会
• [Presentation] 2種類のHBワクチンに異なる応答性を示すHLA遺伝子型 (2022)
  • Author(s): 西田奈央、土浦貴代、石川美由紀、徳永勝士、溝上雅史
  • Organizer: 第30回日本組織適合性学会大会
• [Presentation] HLA型ごとのHBV多様性解析によるB型肝癌の発症リスクの予測精度の向上 (2022)
  • Author(s): 杉山真也,西田奈央,溝上雅史
  • Organizer: 第58回日本肝臓学会総会
• [Presentation] ヘプタバックス‐IIとビームゲンに対する応答性とHLA遺伝子の関連 (2021)
  • Author(s): 西田奈央, 杉山真也, 土浦貴代, 石川美由紀, 徳永勝士, 溝上雅史
  • Organizer: 日本人類遺伝学会第66回大会
• [Presentation] ヘプタバックス-IIとビームゲンに対するワクチン応答性に関わる遺伝要因 (2021)
  • Author(s): 西田奈央, 杉山真也, 溝上雅史
  • Organizer: 第57回日本肝臓学会総会
• [Patent(Industrial Property Rights)] B型肝炎ワクチン応答性に関わる遺伝因子 (2021)
  • Inventor(s): 西田奈央、溝上雅史、徳永勝士
  • Industrial Property Rights Holder: 西田奈央、溝上雅史、徳永勝士
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2021-028721
  • Filing Date: 2021