頭頸部癌の血中循環腫瘍細胞による上皮間葉移行モニタリング法の確立

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K18250
• 研究機関: 浜松医科大学
• 研究代表者: 今井 篤志 浜松医科大学, 医学部附属病院, 助教 (30794309)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: クリニカルシーケンス / リキッドバイオプシー / 腫瘍循環細胞 / セルフリーDNA / 個別化医療 / 上皮間葉移行 / 薬剤抵抗性

研究実績の概要

クリニカルシーケンスが注目される中、リキッドバイオプシーを用いて腫瘍循環細胞(ciculating tumor cell：CTC)やセルフリーDNA(cell free DNA：cfDNA)を高感度かつ高精度で分析する技術が競って開発されている。頭頸部癌においては、免疫チェックポイント阻害薬の登場で化学療法の選択肢が増え、薬剤耐性に関連する可塑性 (plasticity)や不均一性 (heterogeneity)を備えた癌細胞の病態の経時的分析が、個別化医療の鍵になると考えられる。申請者はHPV関連中咽頭癌のcfDNAからのHPV検出に加え、治療前後から再発転移を含む経時的な臨床経過との関連を報告した。しかし、HPV非関連癌のリキッドバイオプシーへの応用はなされていない。上皮間葉移行は癌の浸潤・転移だけでなく薬剤抵抗性の獲得に深く関与している。今回、エピジェネティックス変化を含む上皮間葉移行を解析することで病態・治療効果・予測に関わるHPV関連・非関連頭頸部癌のバイオマーカーを確立したいと考えた。
HPV非関連癌についてはリキッドバイオプシーの特異的なマーカーは現段階で報告されていない。早期診断だけでなく、薬剤の治療効果予測因子をより正確に解析できる手法の開発が望まれている。今回、腫瘍の不均一性による薬剤耐性を解明するためには腫瘍循環細胞 (CTC)の経時的なモニタリングに着目する必要があると考え研究を進めている。
2020年度は、中咽頭癌21症例110サンプル、口腔癌5例22サンプルのcfDNA収集を行った。cfDNAのDNAメチル化情報を解析して、リキッドバイオプシーによるモニタリングの一定の有効性を確認している。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

リキッドバイオプシー、CTC回収・cfDNA抽出頭頸部癌患者に対しリキッドバイオプシー (末梢血20ml；最初にCTCを回収、残りの血液からcfDNAを抽出する)を治療前、治療直後、以後3カ月おきに行う予定である。
2020年度までに、中咽頭癌21症例110サンプル、口腔癌5例22サンプルのcfDNA収集を行った。cfDNAのDNAメチル化情報を解析して、リキッドバイオプシーによるモニタリングの一定の有効性を確認している。
2021年度は、CTC回収の症例を増やしたいと計画している。

今後の研究の推進方策

cfDNA解析を発展させて特にHPV非関連癌のEMTについて解析したいと考えている。分化した癌細胞にEMTが生じて誘導されるがん幹細胞化が、新生能・転移・再発に重要な役割を担っていると考えられる。CTCによるEMTを調べることによりで薬剤耐性のタイミングや転移再発メカニズム解明につなげたいと考えている。

次年度使用額が生じた理由

2020年度は、リキッドバイオプシーによるctDNA回収の実験が主であった。2021年度は、CTC回収に取り組む予定である。CTC回収キットなど予算使用額が増加すると予想される。

研究成果

• [雑誌論文] HPV関連中咽頭癌例に対する血液循環腫瘍DNAを用いたリキッドバイオプシーの有用性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 今井篤志, 三澤清, 山田智史, 岡村純, 望月大極, 山口裕貴, 瀧澤義徳, 細川誠二, 峯田周幸
  • 雑誌名: 日本耳鼻咽喉科臨床 補冊 巻: 156巻 ページ: 1-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prostanoid receptor genes confer poor prognosis in head and neck squamous cell carcinoma via epigenetic inactivation. (2020)
  • 著者名/発表者名: Misawa K, Mima M, Yamada S, Imai A, Mochizuki D, Ishikawa R, Kita J, Yamaguchi Y, Endo S, Misawa Y and Mineta H
  • 雑誌名: Journal of Translational Medicine 巻: 18(1) ページ: 31
  • DOI: 10.1186/s12967-020-02214-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Neuropeptide receptor genes GHSR and NMUR1 are candidate epigenetic biomarkers and predictors for surgically treated patients with oropharyngeal cancer. (2020)
  • 著者名/発表者名: Misawa K, Mima M, Yamada S, Misawa Y, Imai A, Mochizuki D, Nakagawa T, Kurokawa T, Oguro M, Ishikawa R, Yamaguchi Y, Endo S, Kawasaki H, Kanazawa Takeharu and Mineta H
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10(1) ページ: 1007
  • DOI: 10.1038/s41598-020-57920-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Overexpression of Sal-like protein 4 in head and neck cancer: Epigenetic effects and clinical correlations (2020)
  • 著者名/発表者名: Misawa K, Misawa Y, Mima M, Yamada S, Imai A, Mochizuki D, Nakagawa T, Kurokawa T, Endo S, Kawasaki H, Brenner JC and Mineta H
  • 雑誌名: Cellular Oncology 巻: 43(4) ページ: 631-641
  • DOI: 10.1007/s13402-020-00509-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of novel methylation markers in HPV-associated oropharyngeal cancer: genome-wide discovery, tissue verification and validation testing in ctDNA. (2020)
  • 著者名/発表者名: Misawa K, Imai A, Matsui H, Kanai A, Misawa Y, Mochizuki D, Mima M, Yamada S, Kurokawa T, Nakagawa T and Mineta H
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 39(24) ページ: 4741-4755
  • DOI: 10.1038/s41388-020-1327-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] G protein-coupled receptor genes, PTGDR1, PTGDR2, and PTGIR, are candidate epigenetic biomarkers and predictors for treated patients with HPV-associated oropharyngeal cancer. (2020)
  • 著者名/発表者名: Misawa K, Imai A, Kanazawa T, Mima M, Yamada S, Misawa Y, Mochizuki D, Yamada T, Shinmura D, Ishikawa R, Kita J, Yamaguchi Y, Misawa Y and Mineta H
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 8(10) ページ: 1504
  • DOI: 10.3390/microorganisms8101504
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long interspersed nuclear element 1 hypomethylation has novel prognostic value and potential utility in liquid biopsy for oral cavity cancer. (2020)
  • 著者名/発表者名: Misawa K, Yamada S, Mima M, Nakagawa T, Kurokawa T, Imai A, Mochizuki D, Shinmura D, Yamada T, Kita J, Ishikawa R, Yamaguchi Y, Misawa Y, Kanazawa T, Kawasaki H and Mineta H
  • 雑誌名: Biomarker Research 巻: 8 ページ: 53
  • DOI: 10.1186/s40364-020-00235-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 当院における甲状腺癌に対するレンバチニブの検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 今井篤志、三澤清、山田智史、望月大極、山口裕貴、細川誠二、峯田周幸
  • 学会等名: 第44回日本頭頸部癌学会
• [学会発表] 当院における免疫チェックポイント阻害薬後の救済化学療法 (2020)
  • 著者名/発表者名: 今井篤志、三澤清、山田智史、望月大極、山口裕貴、細川誠二、峯田周幸
  • 学会等名: 第82回耳鼻咽喉科臨床学会