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フッ化ピリミジン系抗がん剤治療における薬剤反応性ゲノムバイオマーカーの探索

研究課題

研究課題/領域番号 22K15334
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47060:医療薬学関連
研究機関東北大学

研究代表者

菱沼 英史  東北大学, 未来型医療創成センター, 助教 (10824609)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードフッ化ピリミジン系抗がん剤 / ジヒドロピリミジンデヒドロゲナーゼ / ジヒドロピリミジナーゼ / ファーマコゲノミクス / 薬物代謝酵素
研究開始時の研究の概要

抗がん剤の治療効果や副作用発現には著しい個人差が認められ、この薬剤反応性の個人差の一因として、抗がん剤の体内動態を制御する薬物代謝酵素やトランスポーター分子をコードする遺伝子多型が知られている。しかし、多くの抗がん剤において、有用な薬剤反応性予測マーカーの特定には至っていない。本研究ではフッ化ピリミジン系抗がん剤に着目し、その薬剤反応性予測マーカーの特定を目指す。具体的には抗がん剤投与患者の遺伝子解析を行い、治療反応性や副作用発現などの臨床情報との関連性を解析することで、有用な薬剤反応性予測マーカーを特定する。さらに、大規模遺伝子多型頻度情報を用いた、薬剤反応性予測パネルの構築も行う。

研究実績の概要

5-FUに代表されるフッ化ピリミジン系抗がん剤の副作用発現に関与する遺伝的因子には、著しい人種差が存在し、日本人集団における有用なバイオマーカーは未だ特定されていない。本年度は昨年度に引き続き、東北大学病院クリニカルバイオバンクに血液検体が保存されている、フッ化ピリミジン系抗がん剤による化学療法が適応のがん患者約300例について、5-FUの解毒代謝に関与する遺伝子の遺伝子多型と種々の副作用発現との関連解析を実施した。その結果、特定のDPYD遺伝子多型を有する患者において、口内炎などの副作用発現のオッズ比が有意に高いことが明らかとなった。また、東北大学東北メディカル・メガバンク機構が公開している約8,300人規模の一般住民バイオバンクの全ゲノム解析情報データベースより抽出された、新規アミノ酸置換を伴う新規のDPYDバリアントおよびDPYSバリアントについて、これまでに構築した解析系を用いたin vitro酵素機能評価を行い、その酵素機能変化の程度を明らかにした。その結果、複数のDPYD遺伝子多型およびDPYS遺伝子多型で酵素機能が低下または消失することが明らかとなり、多量体形成と酵素活性の変化の程度の間にも相関が見られた。これらの遺伝子多型バリアントは日本人における副作用予測マーカー候補であり、遺伝子多型を有する患者では、フッ化ピリミジン系抗がん剤を含むレジメンの化学療法を施行中に、副作用発現のリスクが上昇する可能性があると推測される。

現在までの達成度 (区分)
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

本年度までで約300例のフッ化ピリミジン系抗がん剤投与患者の代謝酵素遺伝子多型と副作用発現との関連解析を展開する計画であったが、概ね関連解析が終了し、一定の成果が得られた。さらに、日本人全ゲノム解析データベースから抽出された新規遺伝子多型の酵素機能解析の実施数を拡大し、新たに酵素機能低下を引き起こすバリアントを特定した。

今後の研究の推進方策

フッ化ピリミジン系抗がん剤投与患者の対象解析数を拡大し、副作用発現などの臨床情報との関連解析を引き続き進める。また、東北メディカル・メガバンク機構全ゲノム解析情報データベースは既に54,000人規模に拡大されており、複数の低頻度DPYDおよびDPYS遺伝子多型が同定されており、これらの中にマーカー候補となり得るバリアントが存在する可能性があるため、酵素機能解析も並行して進めていく。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Functional characterization of 12 dihydropyrimidinase allelic variants in Japanese individuals for the prediction of 5-fluorouracil treatment-related toxicity.2023

    • 著者名/発表者名
      Hishinuma E, Narita Y, Rico E. G, Ueda A, Obuchi K, Tanaka Y, Saito S, Tadaka S, Kinoshita K, Maekawa M, Mano N, Nakayoshi T, Oda A, Hirasawa N, and Hiratsuka M.
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Disposition

      巻: 51 号: 2 ページ: 165-173

    • DOI

      10.1124/dmd.122.001045

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Importance of Rare DPYD Genetic Polymorphisms for 5-Fluorouracil Therapy in the Japanese Population2022

    • 著者名/発表者名
      Hishinuma Eiji、Narita Yoko、Obuchi Kai、Ueda Akiko、Saito Sakae、Tadaka Shu、Kinoshita Kengo、Maekawa Masamitsu、Mano Nariyasu、Hirasawa Noriyasu、Hiratsuka Masahiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Pharmacology

      巻: 13 ページ: 930470-930470

    • DOI

      10.3389/fphar.2022.930470

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 日本人8,380人の全ゲノム解析から同定された29種のDPDバリアントの酵素機能変化解析2024

    • 著者名/発表者名
      寺内健人、菱沼英史、上田昭子、小渕開、前川正充、佐藤裕、齋藤さかえ、田高周、木下賢吾、平澤典保、平塚真弘
    • 学会等名
      日本薬学会第144回年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 大規模ゲノム解析データを活用した日本人 DPD 活性予測パネルの構築2023

    • 著者名/発表者名
      菱沼英史、小渕開、寺内健人、上田昭子、田高周、齋藤さかえ、前川正充、木下賢吾、平澤典保、平塚真弘
    • 学会等名
      第62回日本薬学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional Characterization of Seven Dihydropyrimidinase Allelic Variants in Japanese Individuals for the Prediction of 5-Fluorouracil Treatment-Related Toxicity2023

    • 著者名/発表者名
      Kai Obuchi, Eiji Hishinuma, Akiko Ueda, Masamitsu Maekawa, Sakae Saito, Kengo Kinoshita, Masahiro Hiratsuka
    • 学会等名
      2023 International Joint Meeting of the 23rd International Conference on Cytochrome P450 and the 38th Annual Meeting of the Japanese Society for the Study of Xenobiotics
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 5-FU系抗がん剤の重篤副作用発現に影響する薬物代謝酵素の日本人集団における遺伝的特性を解明

    • URL

      https://www.ingem.oas.tohoku.ac.jp/archives/646

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 5-FU系抗がん剤の副作用発現に関連する薬物代謝酵素遺伝子多型の機能解析に関する論文が掲載されました

    • URL

      https://www.ingem.oas.tohoku.ac.jp/archives/663

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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