cfDNAを用いた大腸癌特異的メチル化マーカーによる大腸癌存在診断法の開発

• 研究課題/領域番号: 19K16868
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分50020:腫瘍診断および治療学関連
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 清水 大 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (50723037)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 大腸癌 / メチル化 / cfDNA

研究開始時の研究の概要

体細胞変異に比べて一般に症例間や腫瘍内での不均一性が少ないDNAメチル化異常を標的として癌の存在診断を行う。Public databaseを用い、32種類という多癌腫間での比較から大腸癌特異的なメチル化異常部位を抽出し、ctDNA解析に応用する。すなわち、採血のみで他癌腫を鑑別し、大腸癌原発巣および転移巣の早期発見を可能とする技術開発を目指す。また、本アプローチは他癌腫にも応用可能であることから、各癌腫特異的なメチル化異常部位を標的として、採血のみで癌腫診断を可能にする検診技術の確立への発展性を有する研究である。

研究成果の概要

大規模公共データを用いて27種類の臓器由来悪性腫瘍に特徴的なDNAメチル化部位を抽出し、DNAメチル化診断パネルを作成した。パネルの診断能は、自施設の大腸癌・胃癌・乳癌の組織検体や、別の公共データベースから得られた腫瘍組織のデータを用いて検証した。結果、人種・検体保存法・DNAメチル化の検出手法によらず、さらに腫瘍内不均一性の影響を受けずに、27種の悪性腫瘍の診断に用いることができることが示された。また、ctDNAのメチル化状態からも、どの臓器由来の悪性腫瘍が存在するかを診断できる可能性が示された。さらには、原発不明癌症例の血液検体からも原発臓器を同定できる可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の結果を発展させることにより、１回の採血や尿検査などのリキッドバイオプシー検査を用いることで、最大27種類の悪性腫瘍の存在を的確に識別可能な検診技術への発展が期待される。単回検査で多癌種の診断が可能となれば、受診負担軽減から検診受診率が向上し、健康予後の改善が期待できる。また、原発不明癌の正確な原発巣診断に活用できる可能性があり、原発不明癌に対してより客観的な原発巣診断ツールとして用いることができ、より適した治療を提供できる可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Pan-cancer methylome analysis for cancer diagnosis and classification of cancer cell of origin. (2021)
  • 著者名/発表者名: Shimizu D, Taniue K, Matsui Y, Haeno H, Araki H, Miura F, Fukunaga M, Shiraishi K, Miyamoto Y, Tsukamoto S, Komine A, Kobayashi Y, Kitagawa A, Yoshikawa Y, Sato K, Saito T, Ito S, Masuda T, Niida A, Suzuki M, Baba H, Ito T, Akimitsu N, Kodera Y, Mimori K.
  • 雑誌名: Cancer Gene Ther. 巻: Epub 号: 5 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1038/s41417-021-00401-w
  • 査読あり / オープンアクセス