パッセンジャー変異を利用した新規肺癌個別化医療、網羅的固有抗原同定システムの構築

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26462124
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 長山 和弘 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (00647935)
• 研究分担者: 中島 淳 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (90188954) ; 村川 知弘 東京大学, 医学部附属病院, 登録研究員 (50359626) ; 安樂 真樹 東京大学, 医学部附属病院, 特任准教授 (70598557) ; 似鳥 純一 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (40424486) ; 北野 健太郎 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (70647073) [辞退] ; 垣見 和宏 東京大学, 医学部附属病院, 特任教授 (80273358) ; 松下 博和 東京大学, 医学部附属病院, 特任講師 (80597782)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 肺癌 / 遺伝子変異 / パッセンジャー変異 / ネオアンチゲン / エクソーム / トランスクリプトーム

研究実績の概要

本研究の目的は、個々の患者における網羅的固有抗原（ネオアンチゲン）同定システムの構築、検証、最適化である。前年度までの研究で、全エキソンシーケンスデータから腫瘍特異的な遺伝子変異を同定し、MHC結合予測プログラムと組み合わせてネオアンチゲン候補を予測するアルゴリズムを構築した。
今年度は、トランスクリプトームシーケンス(RNAseq)データを利用して変異mRNAの発現量を計算し、ネオアンチゲン候補となり得る遺伝子変異のリストから偽陽性を減らすことができるか検証した。検証にあたり、前年度までにシーケンスデータを得られていた肺癌患者うち、4例のデータを用いた。WESで同定された合計361個の体細胞変異について、RNAseqデータから発現解析ソフトウェアCufflinksを用いてfpkm値1以上の発現のある遺伝子207個に絞りこんだ。変異塩基を含む200-600bp長のmRNA配列を増幅させたのちキャピラリーシーケンスを行った。解析可能であった204個の変異のうち、116個において変異mRNAの発現を確認した。さらに、次世代シーケンサーを用いてcDNAアンプリコンシーケンス(Amplicon-seq)を行った。次世代シーケンスデータを扱う際は、変異リードの出現頻度が何％以上の際に「変異あり」と認定するか閾値を設定する必要がある。Amplicon-seqと前述のキャピラリーシーケンスデータを対照し、ROC解析を行った結果、変異アリル頻度4%をcut-off とするのが最適であることを確認した。そして最終的に、RNAseqデータに対してこの変異アリル頻度4%の閾値を用いてフィルタリングを行うことで、発現した変異mRNAの抽出およびネオアンチゲン候補の予測を効率的に行うことができることを確認した。
得られた研究成果を世界肺癌学会や日本癌学会誌 Cancer Science に発表した。

研究成果

• [雑誌論文] Prediction and prioritization of neoantigens: integration of RNA sequencing data with whole-exome sequencing. (2017)
  • 著者名/発表者名: Karasaki T, Nagayama K, Kuwano H, Nitadori JI, Sato M, Anraku M, Hosoi A, Matsushita H, Takazawa M, Ohara O, Nakajima J, Kakimi K.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 108(2) ページ: 170-177
  • DOI: 10.1111/cas.13131
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 総説 NeoantigensとWhole-Exome Sequencing (2016)
  • 著者名/発表者名: 唐崎隆弘、中島淳、垣見和宏
  • 雑誌名: 癌と化学療法 巻: 43(7) ページ: 791-797
• [学会発表] Immunogramを用いた肺癌治療の最適化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 唐崎隆弘、長山和弘、中島淳
  • 学会等名: 第14回日本免疫治療学研究会学術集会
  • 発表場所: 東京都文京区
  • 年月日: 2017-02-11
• [学会発表] イムノグラムを用いた肺癌に対する個別化治療戦略 (2016)
  • 著者名/発表者名: 唐崎隆弘、長山和弘、垣見和宏、中島淳
  • 学会等名: 第57回日本肺癌学会学術集会
  • 発表場所: 福岡県福岡市
  • 年月日: 2016-12-20
• [学会発表] Immunogram for Cancer-Immunity Cycle towards Personalized Immunotherapy of Lung Cancer (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Karasaki, Kazuhiro Nagayama, Hideki Kuwano, Jun-ichi Nitadori, Masaaki Sato, Masaki Anraku, Akihiro Hosoi, Hirokazu Matsushita, Yasuyuki Morishita, Kosuke Kashiwabara, Masaki Takazawa, Osamu Ohara, Kazuhiro Kakimi, Jun Nakajima
  • 学会等名: IASLC 17th World Conference on Lung Cancer
  • 発表場所: Messe Wien Exhibition & Congress Center
  • 年月日: 2016-12-07
  • 国際学会
• [学会発表] Concomitant driver mutation determines the tumor growth in EGFR mutation positive lung adenocarcinoma (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Nagayama, Takahiro Karasaki, Hideki Kuwano, Jun-ichi Nitadori, Masaaki Sato, Masaki Anraku, Hirokazu Matsushita, Kazuhiro Kakimi, Jun Nakajima
  • 学会等名: IASLC 17th World Conference on Lung Cancer
  • 発表場所: Messe Wien Exhibition & Congress Center
  • 年月日: 2016-12-05
  • 国際学会
• [学会発表] 肺癌におけるmutational/neoantigen burdenと免疫チェックポイント、immune signatureに関する検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 唐崎隆弘、長山和弘、垣見和宏、中島淳
  • 学会等名: 第33回日本呼吸器外科学会総会
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2016-05-12