循環腫瘍DNAのメチル化解析による原発不明がんの原発臓器推定モデルの検証的研究

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23H02777
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 西尾 和人 近畿大学, 医学部, 教授 (10208134)
• 研究分担者: 林 秀敏 近畿大学, 医学部, 教授 (10548621) ; デベラスコ マルコ 近畿大学, 医学部, 講師 (20449838) ; 坂井 和子 近畿大学, 医学部, 講師 (20580559)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• キーワード: 原発不明癌 / 機械学習 / メチル化 / 循環腫瘍DNA / リキッドバイオプシー

研究実績の概要

原発不明がんは原発巣が不明で、組織学的に転移巣と判明している予後不良な悪性腫瘍であり、原発臓器推定による薬物療法の最適化が有効と考えられている。本研究の実施により、実用化可能な原発不明がんの原発臓器推定分類器を構築するとともに、メチル化部位の生物学的、臓器的特異的な特徴、機能を解析することで、最適化治療への展開を図ることを目的とする。本研究は、メチル化が臓器特異性を有することを利用し、腫瘍由来循環DNA（ctDNA）を用いたメチル化プロファイリングによる原発不明がんの原発巣特定分類器の分析性能を明らかにすること、臓器特異的メチル化サイトの生物学的、臓器的な特徴、機能を明らかにする。そのため、本年度は、原発巣が既知のがん種（肺がん、乳がん、大腸がん、胃がん、卵巣がん等）５0例の患者の腫瘍組織検体および血漿検体のペア検体を収集した。組織検体を用いた全ゲノム領域のメチル化データ（βスコア）を取得し、公共データベースの20がん種の腫瘍組織のメチル化プロファイリング情報により構築した分類器を用いて、回帰予測による原発巣推定を行い、メチル化プロファイリングによる原発巣推定の分析性能を確認した。血漿検体によるメチル化測定パネルとして、分子バーコード法を用いた200メチル化部位のメチル化解析パネルをデザインした。同カスタムパネルによるメチル化測定を行い、腫瘍組織検体および血漿ペア検体間及び実際の原発臓器と比較し、がん種推定の正答率、精度検定を行い、その分析性能を評価中である。

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

原発巣が既知のがん種（肺がん、乳がん、大腸がん、胃がん、卵巣がん等）50例の患者の腫瘍組織検体および血漿ctDNA検体のペア検体を収集した。分類器に用いるメチル化測定には分子バーコード法を用いたカスタムパネルをデザインして200メチル化部位のメチル化解析パネルを作成し、同カスタムパネルを用い、次世代シークエンス法による測定・解析を実施中である。メチル化データ（βスコア）を基に、回帰予測による原発巣推定を行い、推定原発巣の情報を、ペア検体間及び実際の原発臓器と比較し、がん種推定の正答率、精度検定を行い、その分析性能を評価中である。

今後の研究の推進方策

現在進行中の回帰予測による原発巣推定、推定原発巣の情報を、ペア検体間及び実際の原発臓器と比較すること、がん種推定の正答率、精度検定による分析性能を評価を急ぎ、実際の原発臓器との乖離について検討する。これらの結果をフィルタリングプロセスにフィードバックし、分類器をctDNA用に最適化する工程をすすめる。

研究成果

• [雑誌論文] Soluble immune checkpoint factors reflect exhaustion of antitumor immunity and response to PD-1 blockade (2024)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Hidetoshi, Chamoto Kenji, Hatae Ryusuke, Kurosaki Takashi, Togashi Yosuke, Fukuoka Kazuya, Goto Megumi, Chiba Yasutaka, Tomida Shuta, Ota Takayo, Haratani Koji, Takahama Takayuki, Tanizaki Junko, Yoshida Takeshi, Iwasa Tsutomu, Tanaka Kaoru, Takeda Masayuki, Hirano Tomoko, Sakai Kazuko, Nishio Kazuto, etc
  • 雑誌名: Journal of Clinical Investigation 巻: 134 ページ: e168318
  • DOI: 10.1172/JCI168318
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TP53 and/or BRCA1 Mutations Based on CtDNA Analysis as Prognostic Biomarkers for Primary Triple-Negative Breast Cancer (2024)
  • 著者名/発表者名: Arimura Akiko, Sakai Kazuko, Kaneshiro Kazuhisa, Morisaki Takafumi, Hayashi Saori, Mizoguchi Kimihisa, Yamada Mai, Kai Masaya, Ono Mayumi, Nishio Kazuto, Nakamura Masafumi, Kubo Makoto
  • 雑誌名: Cancers 巻: 16 ページ: 1184～1184
  • DOI: 10.3390/cancers16061184
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Copy Number Gain in Androgen Receptors Predicts the Poor Prognosis in Japanese Castration-resistant Prostate Cancer (2024)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Sakamoto, Keisuke Ando, Sangjon Pae, Xue Zha, Kazuko Sakai, Kodai Sato, Shinpei Saito, Yasutaka Yamada, Junryo Rii, Yusuke Goto, Tomokazu Sazuka, Yusuke Imamura, Naohiko Anzai, Koichiro Akakura, Kazuto Nishio, Tomohiko Ichikawa
  • 雑誌名: Anticancer Research 巻: 44 ページ: 639～647
  • DOI: 10.21873/anticanres.16853
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lack of Association of Plasma Levels of Soluble Programmed Cell Death Protein 1, Programmed Death-Ligand 1, and CTLA-4 With Survival for Stage II to IIIA NSCLC After Complete Resection and Adjuvant Chemotherapy (2023)
  • 著者名/発表者名: Tanizaki Junko, Kuroda Hiroaki, Yokoyama Toshihide, Takahama Makoto, Shoda Hiroyasu, Nakamura Atsushi, Kitamura Yoshitaka, Mamesaya Nobuaki, Kadota Yoshihisa, Sawa Kenji, Okishio Kyoichi, Okada Morihito, Suminaka Chihiro, Noda Kenta, Sakai Kazuko, Chiba Yasutaka, Nishio Kazuto, Chamoto Kenji, Honjo Tasuku, etc
  • 雑誌名: JTO Clinical and Research Reports 巻: 4 ページ: 100590～100590
  • DOI: 10.1016/j.jtocrr.2023.100590
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of ramucirumab plus erlotinib on circulating cell-free DNA from patients with untreated metastatic non-small cell lung cancer with EGFR-activating mutations (RELAY phase 3 randomized study) (2023)
  • 著者名/発表者名: Nishio Kazuto, Sakai Kazuko, Nishio Makoto, Seto Takashi, Visseren-Grul Carla, Carlsen Michelle, Matsui Tomoko, Enatsu Sotaro, Nakagawa Kazuhiko
  • 雑誌名: Translational Lung Cancer Research 巻: 12 ページ: 1702～1716
  • DOI: 10.21037/tlcr-22-736
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] DNAメチル化プロファイルを用いた原因不明癌における原発臓器の精密同定のためのAIアンサンブルモデルAI-Ensemble Model for Precise Identification of Primary Organ in Cancers of Unknown Cause Using DNA Methylation Profiles (2024)
  • 著者名/発表者名: デベラスコ マルコ、西尾 和人 他
  • 学会等名: 第21回日本臨床腫瘍学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 原発不明がん患者を対象としたニボルマブの有効性に関する第II相試験（NivoCUP）のフォローアップ解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 船越 洋平、谷崎 潤子、米盛 勧、秋吉 宏平、上田 弘樹、滝口 裕一、三浦 裕司、畝川 芳彦、小峰 啓吾、沖川 佳子、木寺 康裕、福岡 和也、伊藤 彰彦、千葉 康敬、坂井 和子、南 博信、西尾 和人、中川 和彦、林 秀敏
  • 学会等名: 第20回日本臨床腫瘍学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 原発不明がんに対するニボルマブの安全性と有効性：拡大治験（NivoCUP2, WJOG14620M）の初回結果報告 (2023)
  • 著者名/発表者名: 谷崎 潤子、米盛 勧、滝口 裕一、秋吉 宏平、小峰 啓吾、小野澤 祐輔、佐藤 真利子、平田 賢郎、尾上 琢磨、大熊 遼太朗、堀田 洋介、南 博信、、本多 和典、陶山 浩一、伊藤 彰彦、千葉 康敬、西尾 和人、中川 和彦、林 秀敏
  • 学会等名: 第20回日本臨床腫瘍学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] alectinib 難治性ALK 陽性肺癌に対する alectinib bevacizumab 併用第II 相試験に於けるリキッドバイオプシー研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 西尾 和人
  • 学会等名: 第27回日本がん分子標的治療学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 卵巣癌等におけるリキッドバイオプシーの応用と展望 (2023)
  • 著者名/発表者名: 西尾 和人
  • 学会等名: Ovarian Cancer Scientific Exchange Meeting 2023
  • 招待講演
• [学会発表] がん遺伝子検査の進歩 (2023)
  • 著者名/発表者名: 西尾 和人、坂井 和子
  • 学会等名: 第64回日本臨床検査医学会近畿支部総会
  • 招待講演
• [学会発表] リキッドバイオプシ―によるMRD解析に用いられ得る技術 (2023)
  • 著者名/発表者名: 西尾 和人、坂井 和子
  • 学会等名: 第64回日本肺癌学会学術集会
  • 招待講演