2018 Fiscal Year Research-status Report
Effect of tyrosine kinase inhibitor for immunological microenviroment of hepatocellular carcinoma
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18K07922
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
工藤 正俊 近畿大学, 医学部, 教授 (10298953)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西田 直生志 近畿大学, 医学部, 准教授 (60281755)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 肝細胞癌 / 免疫チェックポイント / PD-L1 / チロシンキナーゼ阻害剤 / 免疫微小環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の研究ではPD-L1陽性肝癌の免疫環境のチロシンキナーゼ阻害剤併用の可能性を検討した。154例の肝癌切除標本を用い、PD-L1の発現を免疫組織化学(IHC)にて解析し、またPD-L1と各種の幹細胞/前駆細胞マーカーとの発現の関係を検討した。IHCはPD-L1、CD8、EpCAM、CK19、SALL4、HIF-1αについて検討した。56例に関して、409種の癌関連遺伝子の変異hotspotを解析、遺伝子変異プロファイルを決定した。変異をβ-catenin, p53/cell cycle, chromatin remodeling, PI3K/Ras, oxidative/ER stres、DNA修復異常型の6種に分類し、変異パターンとPD-L1発現との関係を検討した。PD-L1陽性肝癌は腫瘍進行パラメータと相関した。腫瘍内CD8＋リンパ球浸潤やHIF-1α発現と有意に相関し、さらにCK19陽性肝癌、SALL4陽性肝癌に有意に高頻度であった。また、PI3K/Ras経路変異と関連した。TCGAデータベースの442例の肝癌データを参照したところ、CD274 (PD-L1)の発現は、PI3K遺伝子発現と正の相関を示し、多変量解析では、PI3L-AKT-mTOR経路の遺伝子変異はCD274遺伝子発現量と関連した。PD-L1陽性肝癌は門脈腫瘍栓や低分化度、さらに幹細胞/前駆細胞マーカーと関連するため予後が悪い可能性がある。これは腫瘍内環境、さらにPI3K経路分子の遺伝子変異による恒常的活性化が腫瘍のPD-L1発現に関与している可能性が考えられる。PD-1/PD-L1抗体は幹細胞/前駆細胞マーカー陽性のaggressiveな腫瘍にも効果が期待できる可能性があるが、その有効性の向上には、チロシンキナーゼ阻害によるPI3K経路の抑制などの工夫が必要であると予想される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では、まず肝癌におけるPD-L1の効果を高めるため、免疫微小環境へ介在するためにどのチロシンキナーゼを阻害するのが良いかを予測した。そのため、ヒト肝癌のPD-L1発現を検討し、さらに遺伝子変異や幹細胞/前駆細胞マーカーとの発現の関係を解析した。変異をβ-catenin, p53/cell cycle, chromatin remodeling, PI3K/Ras, oxidative/ER stress、DNA修復異常型の6種に分類し、変異パターンとPD-L1発現との関係を検討したところ、PI3K/Ras経路の変異と肝癌のPD-L1の発現が強く相関した。以前より、ヒトグリオーマにおいて、PD-L1発現と腫瘍のPTENの不活性型変異の関連が報告されていること、さらに、 PI3K下流のNF-kB結語領域がCD274 (PD-L1)遺伝子プロモーターに存在することより、PI3Kトランスジェニックマウスの肝発癌モデルでPD-L1発現を確認したところ、PD-L1発現が認められた。ヒト肝癌におけるPI3K-AKT-mTOR経路分子の変異の詳細を検討し、大部分がPI3Kの活性型変異（機能性SNP）、もしくはPTENの不活性型変異（ナンセンス変異、介在欠失）であり、一部ではPI3K関連分子の遺伝子増幅、PTEN領域の染色体欠失が認められ、いずれもPI3K-AKT-mTOR経路のシグナルを増強する変化と考えられた。従って、これらの肝癌ではPI3K-AKT活性を制御するチロシンキナーゼ阻害剤により、免疫環境を変換できる可能性があることを確認した。一方、マウスはPI3Kトランスジェニックマウスを使用しており、解析分子はPD-L1のみであるため、当初の計画よりやや遅れがある。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒト肝癌組織を用い、引き続き解析をすすめるとともに、マウスの解析を進める。すなわち、ヒト肝癌組織を腫瘍のPD-L1発現、CD8陽性腫瘍浸潤リンパ球(TIL)のPD-1、LAG-3、TIM-3発現、より分類し、腫瘍の遺伝子変異プロファイル、免疫関連分子のmRNA発現プロファイルとの関連を検討、腫瘍免疫状態により分類した肝癌サブタイプ、遺伝子変異、免疫関連分子のmRNA発現プロファイルの違いを解析し、抗PD-1/PD-L1療法に反応する可能性の高いサブグループを同定する。さらに、それぞれのサブグループにおいて、マウス肝癌での対応する型を検討する。
浸潤リンパ球解析用の抗CD8抗体、抗PD-1抗体、抗LAG-3抗体、抗TIM-3抗体が必要であり、また2019年度に新たに71例の肝癌組織に関しても同様の解析を行う。現在、全ての肝癌組織のパラフィン切片が準備できており、順次、抗体を購入し染色を開始している。加えて、抗PD-1/PD-L1療法に反応する可能性の高いサブグループを同定するため、腫瘍免疫状態により分類した肝癌サブタイプと遺伝子変異の関係を比較している。この目的のため、Ampliseq Comprehensive Cancer Panel による409種の癌関連遺伝子の変異を解析する。H30年度に収集した83検体に関しては、すでに解析済みであり、2019年度は新たな71例の肝癌組織を用い、 Comprehensive Cancer Panel による解析を追加する。マウスに関しては、腹水モデル作成が困難であり、PI3Kトランスジェニックマウスの肝発癌モデルの組織解析に関しての解析を行う。
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| Causes of Carryover |
H30年度に収集したの肝癌組織の解析に関して、抗PD-L1抗体の免疫染色用抗体、腫瘍浸潤リンパ球解析用の抗CD8抗体、抗PD-1抗体、抗LAG-3抗体、抗TIM-3抗体が必要であり、また2019年度に新たに71例の肝癌組織に関しても同様の解析を行う予定である。上述のように、これらは検体数増加による組織収集とパラフィン切片の準備が遅れたため、抗体をあらかじめ購入することをしなかった。従って、H30年度の繰越金、および本年度の交付金により、早急に抗体を購入する予定である。現在、全ての肝癌組織のパラフィン切片が準備できており、順次、抗体を購入し染色を開始している。加えて、抗PD-1/PD-L1療法に反応する可能性の高いサブグループを同定するため、腫瘍免疫状態により分類した肝癌サブタイプと遺伝子変異の関係を比較している。この目的のため、Ampliseq Comprehensive Cancer Panel による409種の癌関連遺伝子の変異を解析しているが、H30年度に収集した検体に関しては、すでに解析済みであり、2019年度は新たに収集した71例の肝癌組織を用い、 Comprehensive Cancer Panel による解析を追加する。この目的のために、次年度使用額を使用する。
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[Journal Article] Ramucirumab after sorafenib in patients with advanced hepatocellular carcinoma and increased α-fetoprotein concentrations (REACH-2): a randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 3 trial.2019
Author(s)
Zhu AX, Kang YK, Yen CJ, Finn RS, Galle PR, Llovet JM, Assenat E, Brandi G, Pracht M, Lim HY, Rau KM, Motomura K, Ohno I, Merle P, Daniele B, Shin DB, Gerken G, Borg C, Hiriart JB, Okusaka T, Morimoto M, Hsu Y, Abada PB, Kudo M; REACH-2 study investigators
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Journal Title
Lancet Oncol.
Volume: 20
Pages: 282-296
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Development of pre and post-operative models to predict early recurrence of hepatocellular carcinoma after surgical resection.2018
Author(s)
Chan AWH, Zhong J, Berhane S, Toyoda H, Cucchetti A, Shi K, Tada T, Chong CCN, Xiang BD, Li LQ, Lai PBS, Mazzaferro V, Kudo M, Kumada T, Roayaie S, Johnson PJ.
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Journal Title
J Hepatol.
Volume: 69
Pages: 1284-1293
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Regional Differences in Efficacy, Safety, and Biomarkers for Second-Line Axitinib in Patients with Advanced Hepatocellular Carcinoma: From a Randomized Phase II Study.2018
Author(s)
Kudo M, Kang YK, Park JW, Qin S, Inaba Y, Assenat E, Umeyama Y, Lechuga MJ, Valota O, Fujii Y, Martini JF, Williams JA, Obi S.
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Journal Title
Liver Cancer.
Volume: 7
Pages: 148-164
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Pembrolizumab in patients with advanced hepatocellular carcinoma previously treated with sorafenib (KEYNOTE-224): a non-randomised, open-label phase 2 trial.2018
Author(s)
Zhu AX, Finn RS, Edeline J, Cattan S, Ogasawara S, Palmer D, Verslype C, Zagonel V, Fartoux L, Vogel A, Sarker D, Verset G, Chan SL, Knox J, Daniele B, Webber AL, Ebbinghaus SW, Ma J, Siegel AB, Cheng AL, Kudo M; KEYNOTE-224 investigators.
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Journal Title
Lancet Oncol. 2018 Jul;19(7):940-952
Volume: 19
Pages: 940-952
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Sorafenib plus low-dose cisplatin and fluorouracil hepatic arterial infusion chemotherapy versus sorafenib alone in patients with advanced hepatocellular carcinoma (SILIUS): a randomised, open label, phase 3 trial.2018
Author(s)
Kudo M, Ueshima K, Yokosuka O, Ogasawara S, Obi S, Izumi N, Aikata H, Nagano H, Hatano E, Sasaki Y, Hino K, Kumada T, Yamamoto K, Imai Y, Iwadou S, Ogawa C, Okusaka T, Kanai F, Akazawa K, Yoshimura KI, Johnson P, Arai Y; SILIUS study group.
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Journal Title
Lancet Gastroenterol Hepatol. 2018 Jun;3(6):424-432
Volume: 3
Pages: 424-432
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Lenvatinib versus sorafenib in first-line treatment of patients with unresectable hepatocellular carcinoma: a randomised phase 3 non-inferiority trial.2018
Author(s)
Kudo M, Finn RS, Qin S, Han KH, Ikeda K, Piscaglia F, Baron A, Park JW, Han G, Jassem J, Blanc JF, Vogel A, Komov D, Evans TRJ, Lopez C, Dutcus C, Guo M, Saito K, Kraljevic S, Tamai T, Ren M, Cheng AL.
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Journal Title
Lancet. 2018 Mar 24;391(10126):1163-1173
Volume: 24
Pages: 1163-1173
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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