肺癌の遺伝子多様性に基づく新規治療法の開発

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K09168
• 研究機関: 大分大学
• 研究代表者: 杉尾 賢二 大分大学, 医学部, 教授 (70235927)
• 研究分担者: 宮脇 美千代 大分大学, 医学部, 講師 (30404388) ; 阿南 健太郎 大分大学, 医学部, 助教 (60468006) [辞退] ; 橋本 崇史 大分大学, 医学部, 助教 (40738126) ; 小副川 敦 大分大学, 医学部, 准教授 (90432939)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 非小細胞肺癌 / 進化系統樹 / 遺伝子多様性 / 腫瘍内不均一性 / バイオマーカー

研究実績の概要

原発性肺癌は完全切除が行われても再発率は約50%あり、5年生存率も40～60%と未だ難治性癌であり、手術に加えて薬物治療を必要とする集学的治療が必須である。腫瘍内遺伝子多様性(空間的多様性・時間的多様性)は治療の感受性や耐性を規定する重要な因子であり、近年の次世代シーケンサー(NGS)の開発により、その解析が可能となり臨床に導入されるに至った。本研究の成果により、正確な手術を含めた治療基準の設定、集学的治療の適応、種々の治療の適応、再発前の早期治療開始などに結び付くことができる可能性を有した重要な研究課題である。
本年度までに、以下の研究成果を得た。
1. 非小細胞肺癌の手術症例のドライバー遺伝子陽性症例と陰性症例について、原発巣およびリンパ節転移巣・遠隔転移巣から核酸を抽出し、NGSにより網羅的遺伝子解析を行い、遺伝子変異の進化系統樹を作成することで遺伝子多様性（空間的多様性）を明確にする。2020年4月から2021年3月までの58例の腺癌のうちEGFR変異24例、ALK1例、KRAS2例、RET1例、ERBB-2 1例を認めた。これら変異陽性症例のうちII, III期はEGFR2例(L858R, 19del)、ALK1例のみであり解析中である。
2. 病理病期II～III期の非小細胞肺癌患者の術後経過観察中・再発時の血液を定期的に採取し、NGSによる遺伝子解析を行い、手術時の切除検体試料に認められた遺伝子変異の検出を確認するとともに、相違点を解析する（時間的多様性）。肺癌手術後の再発症例の１症例において、原発巣はEGFR exon21 L858R変異のみであったのが、EGFR-TKI(gefitinib)治療中の再発巣からL858R＋E709Kを検出した。本症例においては経時的に採取する血液（血漿）の解析を今後進める予定である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ドライバー遺伝子の遺伝子多様性の解析
1. 非小細胞肺癌の手術症例のドライバー遺伝子陽性症例と陰性症例について、原発巣およびリンパ節転移巣・遠隔転移巣から核酸を抽出し、NGSにより網羅的遺伝子解析を行い、遺伝子変異の進化系統樹(phylogenetic tree)を作成することで遺伝子多様性・腫瘍内不均一性（空間的多様性）を明確にする。
2. 病理病期II～III期の非小細胞肺癌患者の術後経過観察中・再発時の血液を定期的に採取し、cfDNAを調整し、NGSによる遺伝子解析を行い、手術時の切除検体試料に認められた遺伝子変異の検出を確認するとともに、相違点を解析する（時間的多様性）。
進捗状況：①2020年4月から2021年3月までの58例の腺癌のうちEGFR変異24例、ALK1例、KRAS2例、RET1例、ERBB-2 1例を認めた。これら変異陽性症例のうちII, III期はEGFR2例(L858R, 19del)、ALK1例のみであり解析中である。②肺癌手術後の再発症例について、組織標本と血液の解析を進めている。１症例において、原発巣はEGFR exon21 L858R変異のみであったのが、EGFR-TKI(gefitinib)治療中の再発巣からL858R＋E709Kを検出した。本症例においては経時的に採取する血液（血漿）の解析を今後進める予定である。
腫瘍免疫とドライバー遺伝子の解析
3. 主にドライバー遺伝子変異陰性症例の腫瘍免疫のT細胞解析を、MHC class I/II発現とβカテニン経路について免疫組織化学的に解析する。、MHC class I発現は、男性、喫煙者、PD-L1発現例に有意に認めた。MHC class II発現は、EGFR変異陰性例に有意に認めた。また、βカテニン発現は、EGFR変異陰性例に有意に認めた。MHC class I発現とPD-L1発現が相関していたことから、T細胞TCRに認識される状況下においてがん免疫治療の効果が期待できる可能性が示唆された。

今後の研究の推進方策

本研究は、癌の遺伝子変異の進化系統樹(phylogenetic tree)を作成することで遺伝子多様性・腫瘍内不均一性の持つ臨床的意義（予後予測、薬剤感受性）を解明するための基礎になる研究である。また、血液のcfDNA解析から分子レベルでの再発の早期発見のバイオマーカーを確立することが目標であり、診断と新たな治療開発の基盤となる。空間的多様性および時間的多様性の観点から、原発巣と転移巣および再発巣の進化系統樹の作成を進める。
生体試料は収集されつつあり、進捗状況に記載した解析をさらに進める予定である。

次年度使用額が生じた理由

研究の進捗状況から、次年度、NGS解析を主とする計画に変更したため。

研究成果

• [雑誌論文] Randomized Phase III Study of Gefitinib Versus Cisplatin Plus Vinorelbine for Patients With Resected Stage II-IIIA Non?Small-Cell Lung Cancer With <i>EGFR</i> Mutation (IMPACT) (2022)
  • 著者名/発表者名: Tada H, Mitsudomi T, Misumi T, Sugio K, Tsuboi M, Okamoto I, Iwamoto Y, Sakakura N, Sugawara S, Atagi S, Takahashi T, Hayashi H, Okada M, Inokawa H, Yoshioka H, Takahashi K, Higashiyama M, Yoshino I, Nakagawa K
  • 雑誌名: Journal of Clinical Oncology 巻: 40 ページ: 231～241
  • DOI: 10.1200/JCO.21.01729
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Osimertinib versus osimertinib plus chemotherapy for non?small cell lung cancer with EGFR (T790M)-associated resistance to initial EGFR inhibitor treatment: An open-label, randomised phase 2 clinical trial (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K, Asahina H, Kishimoto J, Miyata Y, Uchida T, Watanabe K, Hamai K, Harada T, Tsubata Y, Sugawara S, Kobayashi K, Sugio K, Oizumi S, Okamoto I
  • 雑誌名: European Journal of Cancer 巻: 149 ページ: 14～22
  • DOI: 10.1016/j.ejca.2021.02.019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High Incidence of C797S Mutation in Patients With Long Treatment History of EGFR Tyrosine Kinase Inhibitors Including Osimertinib (2021)
  • 著者名/発表者名: Osoegawa A, Yamaguchi M, Nakamura T, Morinaga R, Tanaka K, Kashiwabara K, Miura T, Suetsugu T, Harada T, Asoh T, Taguchi K, Nabeshima K, Kishimoto J, Sakai K, Nishio K, Sugio K
  • 雑誌名: JTO Clinical and Research Reports 巻: 2 ページ: 100191～100191
  • DOI: 10.1016/j.jtocrr.2021.100191
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical significance of part-solid lung cancer in the eighth edition TNM staging system (2021)
  • 著者名/発表者名: Okamoto T, Miyawaki M, Toyokawa G, Karashima T, Abe M, Takumi Y, Hashimoto T, Osoegawa A, Tagawa T, Takeuchi H, Shimokawa M, Sugio K
  • 雑誌名: Interactive CardioVascular and Thoracic Surgery 巻: 34 ページ: 219～226
  • DOI: 10.1093/icvts/ivab255
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Predictive value of EGFR mutation in non-small-cell lung cancer patients treated with platinum doublet postoperative chemotherapy. (2021)
  • 著者名/発表者名: Takahashi T, Sakai K, Kenmotsu H, Yoh K, Daga H, Ohira T, Ueno T, Aoki T, Hayashi H, Yamazaki K, Hosomi Y, Chen-Yoshikawa TF, Okumura N, Takiguchi Y, Sekine A, Haruki T, Yamamoto H, Sato Y, Akamatsu H, Seto T, Saeki S,Sugio K,Nishio M, Inokawa H, Yamamoto N, Nishio K, Tsuboi M.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 113 ページ: 287～296
  • DOI: 10.1111/cas.15171
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 原発性肺癌におけるPD-L1発現とリンパ節転移の関連 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小副川 敦
  • 学会等名: 第121回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] オシメルチブ獲得耐性機序としてBRAF変異を認めたEGFR変異陽性肺癌 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小副川 敦
  • 学会等名: 第38回日本呼吸器外科学会学術集会