B型肝細胞癌ドライバー変異の高感度検出系の開発およびPRSモデルの構築

• 研究課題/領域番号: 21K07997
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分53010:消化器内科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人国立国際医療研究センター
• 研究代表者: 西田 奈央 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, 肝炎・免疫研究センター, 客員研究員 (50456109)
• 研究分担者: 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)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 次世代シークエンサー / hepatocellular carcinoma / hepatitis B virus / B型肝炎 / NGS / HCC / HBV / 肝がん / ドライバー変異 / PRS

研究開始時の研究の概要

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。

研究実績の概要

研究協力施設である東京大学、九州大学、久留米大学において収集された182症例のB型肝炎を背景とする肝がん患者由来の肝細胞がん組織（がん部、非がん部）を対象として、カスタムキャプチャーパネルを用いたディープシークエンス（SureSelect解析）を実施した。さらに開発済であるがんゲノム解析パイプラインを使用して、SNV、InDel、SV（構造多型）、HBV-DNA挿入の検出を行った。R4年度中に、さらに56症例のB型肝炎を背景とする肝細胞がん組織試料を研究協力施設から収集した。
令和3年度にカスタムキャプチャーパネルによるディープシークエンスが完了していた95症例について、核酸アナログによる治療歴や再発の有無といった詳細な臨床情報を収集し、キュレーションを実施した。さらにWGSデータからHLA遺伝子型を決定し、がんゲノム解析パイプラインを用いてHBV-DNA挿入の総数やウイルス変異の有無などを明らかにしてリストにまとめた。HBV-DNA挿入数に影響を与える臨床検査値が存在し、特定のウイルス変異がHBV-DNA挿入数に影響を与えることを明らかにした。
また、カスタムキャプチャーシークエンスによる高感度検出系の精度評価を目的として、肝細胞がん組織のがん部と非がん部から抽出したDNAを混合することで、低頻度に存在する変異を疑似的に作成し、カスタムキャプチャーシークエンスを実施した。来年度は、低頻度に存在する変異を精度高く検出するために、がんゲノム解析パイプラインの最適なパラメータ選択を行う予定である。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究開発期間中に200症例の肝がん患者由来の肝細胞がん組織試料を対象としたゲノム解析を実施する計画であるが、令和3年度と令和4年度で182症例のがんゲノム解析を実施できたことからおおむね順調に進展していると判断をした。カスタムキャプチャーシークエンスの結果から、HBV-DNA挿入数に影響を与える臨床検査値やウイルス変異を明らかにできたことは特筆すべき成果といえる（論文報告の準備中）。
もう一つの目標であるカスタムキャプチャーシークエンスによる高感度検出系の精度評価についても、ライブラリ調整が完了しており、令和5年度中にがんゲノムパイプラインの改良が完了する目途が立っている。

今後の研究の推進方策

【肝がんドライバー変異の同定】
95症例の肝がん患者由来の肝がん組織試料のカスタムキャプチャーシークエンスから得られた変異（SNV、InDel、SV、HBV integration）に対して、SIFTやPolyPhenといったソフトを使用してミスセンス変異の注釈付けを最初に行い、各遺伝子が有する変異の質と量を考慮したburden testによってドライバー遺伝子を同定する。特にHBV-DNA挿入数に影響を与える臨床検査値やウイルス変異を有する症例を対象として、ドライバー変異の同定を進める。

【高感度検出系の精度評価】
がん関連変異を高感度に検出するために、既存のがんゲノム解析パイプラインの改良を進める。

研究成果

• [雑誌論文] Prediction Model with HLA-A*33:03 Reveals Number of Days to Develop Liver Cancer from Blood Test (2023)
  • 著者名/発表者名: 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.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 24 号: 5 ページ: 4761-4761
  • DOI: 10.3390/ijms24054761
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modern Japanese ancestry-derived variants reveal the formation process of the current Japanese regional gradations (2023)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Ohashi J
  • 雑誌名: iScience 巻: 26 号: 3 ページ: 106130-106130
  • DOI: 10.1016/j.isci.2023.106130
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome-Wide Association Study for Chronic Hepatitis B Infection in the Thai Population (2022)
  • 著者名/発表者名: 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.
  • 雑誌名: Front Genet 巻: 13 ページ: 887121-887121
  • DOI: 10.3389/fgene.2022.887121
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Importance of HBsAg recognition by HLA molecules as revealed by responsiveness to different hepatitis B vaccines (2021)
  • 著者名/発表者名: Nao Nishida, Masaya Sugiyama, Aiko Sakai, Katsushi Tokunaga, Masashi Mizokami et al.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 11(1) 号: 1 ページ: 3703-3703
  • DOI: 10.1038/s41598-021-82986-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome-wide copy number variation analysis of hepatitis B infection in a Japanese population (2021)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi M, Kobayashi K, Nishida N, Sawai H, Sugiyama M, Mizokami M, Tokunaga K, Nakaya A
  • 雑誌名: Human Genome Variation 巻: 8 号: 1 ページ: 22-22
  • DOI: 10.1038/s41439-021-00154-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 西田奈央
  • 学会等名: 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
  • 招待講演
• [学会発表] ポリジェニックスコアの基礎 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大橋順
  • 学会等名: 大阪大学 ポリジェニックスコアを勉強する会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 西田奈央, 杉山真也, 溝上雅史
  • 学会等名: 第58回日本肝臓学会総会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 西田奈央、土浦貴代、石川美由紀、徳永勝士、溝上雅史
  • 学会等名: 第30回日本組織適合性学会大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 杉山真也,西田奈央,溝上雅史
  • 学会等名: 第58回日本肝臓学会総会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第66回大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 西田奈央, 杉山真也, 溝上雅史
  • 学会等名: 第57回日本肝臓学会総会
• [産業財産権] B型肝炎ワクチン応答性に関わる遺伝因子 (2021)
  • 発明者名: 西田奈央、溝上雅史、徳永勝士
  • 権利者名: 西田奈央、溝上雅史、徳永勝士
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2021-028721
  • 出願年月日: 2021