骨髄異形成症候群の病初期におけるクローン進化の同定
Elucidation of clonal architecture in the early stage of myelodysplastic syndromes
京都大学
派遣期間
研究機関

永田 安伸
2016 年 4 月 1 日 ～ 2017 年 3 月 31 日
Department of Translational Hematology and Oncology Researchat the Taussig Cancer institute, Cleveland Clinic, Cleveland,
OH 44195, United States
Prof. Jaroslaw Maciejewski

研究指導者

Targeted and unbiased next generation sequencing (NGS) has contributed to a better understanding of themolecular pathogenesis of myeloid neoplasms, including myelodysplastic syndromes (MDS). MDS is a disease
continuum characterized by a wide spectrum of often overlapping lesions that determine phenotype, while also serving
as initiation and progression events. To delineate clonal dynamics of the early stage in MDS, we focused on aplastic
anemia (AA). Because transient and low frequency clones have been described in AA, their pathophysiologic link to theovertly clonal complication of AA, secondary MDS following AA (sMDS). The etiology of sMDS within AA may
include either expansion of a preexisting clone or truly late clonogenic events. We studied 300 AA and PNH patients,
identifying 35 patients (11%) who evolved to sMDS. When these mutational spectrums were assessed, clonal
hematopoiesis were shaped by multiple rounds of acquisition of new mutations and clonal selection with progression ofanemia and neutropenia.

Our results demonstrate that i) subclonal mutations indicative of oligoclonal hematopoiesis

are frequent in AA, ii) the presence of specific permissive ancestral somatic events at the outset of AA predisposespatients to sMDS. Detailed understanding of such clonal dynamics and hierarchical complexity may have clinicalsignificance.

研究の背景・目的・方法発症に関わることが明らかとなった。これまでの報

がんは遺伝子の異常によって引き起こされる疾患

告によると、平均して約 10 個の体細胞変異が MDSであり、その起源となる細胞が変異を獲得し次のの病態に関与していた。しかし、これらの遺伝学的子孫細胞に引き継がれ増殖していく特徴がある。

異 常 が ど の よ う な 順 序 で獲 得 さ れ ク ロ ー ン 化 しクローン選択を受けた細胞集団が腫瘍を形成し拡大

最終的に MDS の発症に関わるのか、その詳細なすることで通常の身体機能を損なうため、抗がん剤分子メカニズムは明らかとなっていない。

や放射線といった様々な治療が施される。血液がん

そこで本研究では「MDS の病初期に起きる遺伝学的の 一 つ で あ る 骨 髄 異 形 成 症 候 群 (Myelodysplastic異常の探索」を研究の主目的とした。 これまでの多は、白血球、赤血球、血小板がくの研究は臨床的に MDS と診断されるまで進行し減少する汎血球減少と急性骨髄性白血病（ Acuteた症例のみが解析対象であった。すなわち正常造血

myeloid leukemia, AML）への移行を特徴とする治療から潜在的な MDS 前段階を経て、最終的に MDS を抵抗性の骨髄性腫瘍であり、原因・治療反応性・発症するまでの間にどのような遺伝子異常が獲得さ予後の異なる多様な病態が含まれる不均一な疾患群れるのか解明されていない。MDS 発症時に同定されである。次世代シークエンス技術の発展によりスプラる多数の変異の内、発症初期のクローン拡大にイシングや DNA のメチル化に関わる異常ががんの接影響を及ぼす遺伝子異常がいずれかは明らかとな

syndromes, MDS)直っておらず、MDS の病初期におきる遺伝学的異常のを正確に決定した。それらにより、腫瘍クローンの探索により極早期の腫瘍発症メカニズムを解明し、

拡 大 や 縮 小 の 有 無 を 正 確に 評 価 可 能 で あ っ た 。

新たな治療戦略の構築に資することを目指した。

代表的な結果を下記に示す（図 2）。

MDS 発症率は年間 10 万人あたり約 5 人である。

AA は、自己免疫機序が病気の原因の一つでありそのため、健常人を MDS 発症するまでの期間追跡免疫抑制剤により治療効果がある。一方、MDS はし解析することは現実的には不可能である。
そのため、DNA メチル化の異常が病態に関わり、メチル化阻害剤効果的に研究を進める目的で申請者は MDS と関連により治療効果がある。すなわち、診断によってす る 血 液 疾 患 で あ る 再 生 不 良 性 貧 血 (Aplastic

治療方法が大きく異なるため、どちらの病型に分類

Anemia, AA)に着目した。AA は汎血球減少と骨髄不全されるのかを正確に診断することは極めて有用性がを 特 徴 と す る 良 性 の 血 液疾 患 で あ る が 、 診 断 後高い。一部の AA 症例は、MDS と非常に臨床的特徴

10 年で約 20％が MDS や AML などの骨髄系腫瘍をが似通っていることから鑑別が困難である。この合併することが知られている (図 1)。興味深いこと

ような検体については変異解析を追加することで、に AA において、6 番染色体短腕を中心とした遺伝子異常や造血クローンの有無を明らかにした。

コピー数異常が 15％に認められ、骨髄系腫瘍と共通結果として AA と MDS をより鋭敏に分類可能でする遺伝子変異も報告されていることからクローンあった。

造血の存在が示唆されている。AA 症例で MDS を発症するまでの期間、遺伝学的異常の解明を行い高感度に腫瘍クローンを同定する。

研究経過
AA 患者の末梢血中から特異抗原ビーズを用いて顆粒球と T リンパ球に分離しこれらをペアで解析を考察

行 っ た 。 抽 出 さ れ た DNA は ア ジ レ ン ト 社 のこれまで健常人が、正常な造血状態から MDS を

Sureselect システムを用いて全エクソン領域を濃縮

発 症 す る ま で の 期 間 に おい て 、 遺 伝 学 的 異 常 をし、次世代シークエンサーであるイルミナ社の Hiseq時系列に解析した報告は無い。AA 発症から MDS にを用いて全エクソン解析された。正常コントロール進展するまでを時系列で解析することにより、獲得として T リンパ球を用いることで顆粒球に特異的なされた遺伝子変異がどのようにしてクローン拡大に遺伝子異常を高感度に同定することができた。AA

関わっているのかを明らかにした。この点が本研究診断時から MDS 発症までに毎年保存されているの最も大きな特色であった。国内の一般的な施設で採取細胞について解析を行い、年単位でのクローンは MDS を発症するまでの長期間に渡り検体を追試進展の詳細に解析した。さらにディープシークエンスできる症例を選択することは困難であった。AA解析を追加することで、得られた変異のアレル頻度診断から MDS 発症まで複数年に渡る時系列検体や大規模の AA/MDS 検体を集積している受入研究施設と近年の申請者が蓄積した次世代シーケンス解析技術を融合させることによって初めて可能となる独創的な研究であった。
研究の発表
口頭発表
1.

Yasunobu

Nagata,Hideki

Makishima,

Tomas

Radivoyevitch,

Cassandra M. Hirsch,

Bartlomiej

P. Przychodzen

Teodora Kuzmanovic,

Samuel Li,

Kenichi Yoshida, Tetsuichi Yoshizato,
Eiju Negoro, Michael J. Clemente,

Vera Adema,

Naoko Hosono,

Yuichi Shiraishi, Kenichi Chiba, Hiroko Tanaka,
Sudipto Mukherjee, Aziz Nazha, Francesc Sole,
Hetty E.

Carraway,

Satoru Miyano,

Thomas

LaFramboise, Mikkael A. Sekeres, Seishi Ogawa
and Jaroslaw P. Maciejewski, 「 Landscape ofSubclonal Mutations in Myelodysplastic Syndromes(MDS) Allows for a Novel Hierarchy of Clonal
Advantage By Combining Germline and Somatic
Mutations」, December 2016, 58th American Societyof Hematology Annual Meeting & Exposition,
誌上発表
1.

該当無し