MSI関連因子を用いた泌尿器癌の抗PD-1抗体治療効果予測アルゴリズムの作成

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K09730
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 山本 義明 山口大学, 医学部, 特別医学研究員 (30593298)
• 研究分担者: 恒富 亮一 山口大学, 医学部附属病院, 講師 (10420514) ; 藤田 悠介 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (40509527) ; 硲 彰一 山口大学, 医学部, 教授(寄附講座等) (50253159) ; 松山 豪泰 山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (70209667)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 抗PD-1抗体 / 尿路上皮癌 / 腎細胞癌 / 口腔内マイクロバイオーム / 消化管内マイクロバイオーム

研究実績の概要

泌尿器癌の臨床的因子に着目したバイオマーカーの開発として、抗PD-1抗体にて治療を行った尿路上皮癌121例の症例を対象に、血液リンパ球数、好中球数、CRP値を基に、尿路上皮癌に対する抗PD-1抗体の治療効果を予測するアルゴリズムを作成した。また、抗PD-1抗体にて治療を行った腎細胞癌65例の症例を対象に、血液リンパ球数、血小板数、LDH値を基に、腎細胞癌に対する抗PD-1抗体の治療効果を予測するアルゴリズムを作成した。
マイクロサテライト不安定性（MSI）に関連したバイオマーカー探索として、尿路上皮癌30例、腎細胞癌30例の腫瘍由来DNAと血液由来DNAを使用し、マイクロサテライト領域（BAT-25、BAT-26、NR-21、NR-24、MONO-27）のMSI解析を、PCRベースの電気泳動と遺伝子チップ（マイクロアレイ）を用いて行った。
抗PD-1抗体で完治した転移性MSI尿路上皮癌を認め、そのメカニズムの検証として、ミスマッチ修復蛋白（MLH1、MSH2、MSH6、PMS2）の発現を免疫染色にて評価した。原発腫瘍と転移腫瘍でミスマッチ修復蛋白の発現低下を認めた。更に、抗PD-1抗体著効例に対する網羅的解析によるバイオマーカーの開発として、全エクソームシーケンスを用いた網羅的解析を行ったところ、原発腫瘍と転移腫瘍でミスマッチ修復遺伝子の変異を認めた。以上の結果より、MSIとミスマッチ修復遺伝子の変異が、尿路上皮癌に対する抗PD-1抗体の治療効果を予想するバイオマーカーになり得る可能性が示唆された。
更に、抗PD-1抗体にて治療された尿路上皮癌、腎細胞癌65例に対する、口腔内と便（消化管）中のマイクロバイオームの解析を、菌由来DNAを用いて次世代シーケンサーにて網羅的な解析を行っている。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

泌尿器癌の臨床的因子に着目した抗PD-1抗体のバイオマーカーの開発として、腎細胞癌と尿路上皮癌に対する、血液因子を用いた抗PD-1抗体の治療効果を予測するアルゴリズムを作成した。
マイクロサテライト不安定性（MSI）に関連したバイオマーカー探索としては、腎細胞癌と尿路上皮癌60例のMSI解析を行ったが、１例のみしかMSI癌を同定することができなかった。
そこで、泌尿器癌に対する抗PD-1抗体の治療効果を予測するアルゴリズムと遺伝子チップを作成するための+αの予測因子を同定する上で、口腔内と便中（消化管内）マイクロバイオームのDNAを用いた網羅的解析を行うこととした。現在、抗PD-1抗体にて治療された尿路上皮癌、腎細胞癌65例の口腔内と便中（消化管内）のマイクロバイオーム解析を、菌由来DNAに対して次世代シーケンサー用いて網羅的な解析を行っているところである。

今後の研究の推進方策

抗PD-1抗体にて治療を行った尿路上皮癌40例、腎細胞癌25例に対して、口腔内と便中（消化管内）のマイクロバイオーム解析を、菌由来DNAを用いて次世代シーケンサーにて網羅的な解析を行う。
今後、上記65例の患者に対する抗PD-1抗体の治療効果、癌特異的生存率、全生存率の解析と、マイクロバイオームと治療効果、予後との比較検討を行う予定である。
更に、泌尿器癌に対する抗PD-1抗体の治療効果を予測する口腔内と便中（消化管内）のマイクロバイオームを同定し、それらを、それら由来DNAを用いて遺伝子チップ（マイクロアレイ）で診断する方向で研究を進めている。

次年度使用額が生じた理由

口腔内と便中（消化管内）のマイクロバイオームの解析を、当院の遺伝子実験施設にて次世代シーケンサーを用いて解析を行っているが、前向き研究のため症例の集積に時間を要し、更に、網羅的解析のためデータ量が多く、データ解析と、患者の治療効果、癌特異的生存率、全生存率の結果が出るのに時間を要している。
今後、上記の次世代シーケンサーを用いた解析と、データ解析に予算を使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Prognostic value of pre-treatment risk stratification and post-treatment neutrophil/lymphocyte ratio change for pembrolizumab in patients with advanced urothelial carcinoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Yamamoto, Junji Yatsuda, Mototsugu Shimokawa, Nakanori Fuji, Akihiko Aoki, Shigeru Sakano, Mitsutaka Yamamoto, Akinobu Suga, Yasuhide Tei, Satoru Yoshihiro, Seiji Kitahara, Kazuhiro Nagao, Kimio Takai, Yoriaki Kamiryo, Jumpei Akao, Shiro Yamaguchi, Kazuo Oba, Tomoyuki Shimabukuro, Hiroaki Matsumoto, et al
  • 雑誌名: International Journal of Clinical Oncology 巻: 26 ページ: 169～177
  • DOI: 10.1007/s10147-020-01784-w
  • 査読あり
• [学会発表] ニボルマブにて治療された転移性腎細胞癌に対する血液検査を用いたリスク分類と予後予測 (2020)
  • 著者名/発表者名: 山本 義明、小澤 翔、佐本 征弘、森 純一、井上 亮、矢野 誠司、平田 寛、 松本 洋明、松山 豪泰
  • 学会等名: 第58回日本癌治療学会学術集会
• [学会発表] 転移性尿路上皮癌に対する免疫チェックポイント阻害剤の臨床的因子による治療効果予測 (2020)
  • 著者名/発表者名: 山本義明、松山豪泰
  • 学会等名: 第24回日本がん免疫学会総会
  • 招待講演
• [図書] 特集 膀胱癌 -最近の診断と治療-：尿路上皮癌における免疫チェックポイント阻害薬の予後予測因子 (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本義明, 松山豪泰
  • 総ページ数: 118
  • 出版者: 日本臨牀