第23回
抗悪性腫瘍薬開発フォーラム

ctDNAによるリキッドバイオプシー技術を活かす臨床の局面とは？
平成29年6月24日 (土) 13:00 – 18:00
がん研究会
吉田富三記念講堂
九州大学病院別府病院・外科
三森功士

発表項目
ctDNA解析技術の臨床応用について

１） 活用が期待される 癌種別の臨床的な局面

２）がん多様性の克服のため

３）一般のがん検診にむけて発表項目
ctDNA解析技術の臨床応用について

１） 活用が期待される 癌種別の臨床的な局面
１）再発早期発見 ２）治療感受性の評価 ３）薬剤の選択

２）がん多様性の克服のため
低侵襲 頻回 精緻

短期間 低侵襲 精緻３）一般のがん検診にむけて

ctDNAのAFによる担癌量の評価

6コピー/cm3

Parkinson, C. A. et al. Exploratory analysis of TP53 mutations in circulating tumour DNA as biomarkers of treatment response forpatients with relapsed highgrade serous ovarian carcinoma: a retrospective study. PLoS Med. 13, e1002198 (2016).

診療上の問題点

乳がん
診断

治療
NAC

●トリプルネガティブ乳がん（ER-、PgR-、ＨＥＲ２/neu -）治療アームがなく、定期的に外来観察している→担癌量をcfDNAで評価
脳転移患者:
無症状で早期治療開始群は有症状症状治療群と比較して脳転移死亡は有意に少ない
Ann Oncol. 2003; 14(7): 1072-7

再発手術

術後補助化学療法●ホルモン剤10年は必須？
5年ですむ患者もいるのでは？
→担癌量をcfDNAで評価●NAC→手術 ケモ終了？
術後補助化学療法をすべき患者の選別→担癌量をcfDNAで評価●脳転移が見過ごされている
通常ルーチンで行わない発症してから実施→cfDNAで臓器特定・担癌量評価●術後の定期フォローは、一律4ヵ月ごとでよい？
もっと短期間のフォローの必要な患者がいる→担癌量をcfDNAで評価

乳がんの治療経過をctDNAでフォロー

Dawson, S.-J. et al. Analysis of circulating tumor DNA to monitor metastatic
breast cancer. N. Engl. J. Med. 368, 1199–1209 (2013).

TN乳がんの術後経過期間と再発危険率の現状

術後1~２年以内に再発する症例もあり→ ctDNAで低侵襲に頻回にチェック

TN乳がん
その他の乳がん

Dent R et al. Clin Cancer Res 2007;13:4429-4434©2007 by American Association for Cancer Research26

5年生存率:stage I 41.3%
II 17.8%
III 6.4%
IV 1.4%

診療上の問題点

膵がん診断

治療NAC

●早期診断
ERCP；胆汁や膵液細胞診、擦過細胞診で、確定診断に至れないことも多くある→ cfDNAで確定診断●IPMNに決着！
経過観察しかない→ cfDNAで確定診断●膵臓癌と慢性膵炎
メチル化パターンの差異で判定可能→ cfDNAで鑑別診断

手術

再発
化学療法

●ボーダーライン膵癌症例
術前化学放射線療法実施も、増悪のため、手術不能となる症例がある→ cfDNAで感受性症例を検出●FOLFIRINOX(切除不能膵癌)
有害事象が強いため適応症例を選定したい→ cfDNAで感受性症例を検出

cfDNAのメチレーション＋KRAS変異で膵癌と慢性膵炎の鑑別診断

難しい

Lehmann-Werman R et al. Identification of tissue-specific cell death using
methylation patterns of circulating DNA.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Mar 29;113(13):E1826-34

膵癌治療の内訳

残り36例(25%)は手術が遅れ切除不能になる→ctDNAで短期間で評価
横浜市立大学医学部消化器・腫瘍外科学教室
https://gansupport.jp/article/cancer/pancreas/15293.html

膵がんに対するFOLFIRINOX療法→ctDNAで感受性を短期間で評価

有効症例は限られている

Grade 4の有害事象がある
Safety and tolerability of the first-in-class agent CPI-613 incombination with modified FOLFIRINOX in patients withmetastatic pancreatic cancer: a single-centre, open-label, doseescalation, phase 1 trial.Alistar A, et al.
Lancet Oncol. 2017 Jun;18(6):770-778.

診療上の問題点

食道がん
診断

治療
NAC

●ESD後の再発
壁深達度が粘膜層（T1a）だが、再発は懸念→ cfDNAで評価

手術

再発術後補助化学療法●根治的化学放射線療法
Stage Iaでは化学放射線療法と外科手術の同等性が期待されているが、抵抗性症例は手術をしたい→ cfDNAで評価●Barett食道の再発
AGAでは、高度異型症例＝3ヶ月毎の内視鏡f/u→ cfDNAで評価●再発の早期発見
血清マーカーがよくない
SCC32%,p53抗体30％, CEA20%→ cfDNAで評価●ニボルマブのbiomarker
第2相単群非盲検試験で有効性が示されたが、markerなし→ cfDNAで評価?

食道がん症例におけるcfDNAの有用性
再発の超早期診断・治療感受性
根治的切除を施⾏したESCC：13症例
⼤阪⼤学：⼟岐先⽣、⼭崎先⽣ご提供

原発巣：腫瘍サンプル

⾎漿サンプル

12症例
原発と⾎漿を⽐較検討

Ueda M. et al Oncotarget 2016

4症例
⼿術前後で⽐較検討

転移巣：腫瘍サンプル

1症例
転移巣と⾎漿を⽐較検討

5症例
3例：再発
術後経過フォローアップ 2例：無再発53個の遺伝子についてシークエンス
ESCCで高頻度に変異のあるドライバー遺伝子53遺伝⼦を抽出
TP53NOTCH1
MLL2
ZNF750FAT1NFE2L2
CSMD3EP300
CREBBP
FAT3ERBB4NOTCH3MLL3TET2FAT4
PRKDC
MLL
ARID2FBXW7TGFBR2
CDKN2ACUL3BCL9
PRDM9RB1MYBL1
JARID2GLI3ATR
NCOR1
MAML3
AJUBA
CHEK2
CHD4TSC1ARID1A

PHF14
ARID4B
IRS2
ASH1L
CHD8SETD2APC
PHF17SMAD2
FAT2
BRCA2AURKA
EGFR
PIK3CA
FAM135B
ADAM29PRKDC

原発腫瘍

血漿 Ueda M. et al Oncotarget 2016

原発巣・転移巣と血漿での突然変異の比較

計57個の突然変異を認めた28個 (49.1%)が⾎液でも同定可能であった原発巣と血漿の比較
10⼈にて⾎漿にて突然変異を同定可能であった(83.3%).
Patient 12
Stage IAでも、突然変異を同定可能であった転移巣と血漿の比較
Patient 13
TP53の突然変異が、転移腫瘍と⾎漿で共通していた
Ueda M. et al Oncotarget 2016

cfDNA中の突然変異の頻度は治療(DCF+ope)により減少する

Ueda M. et al Oncotarget 2016

SCC (ng/ml)

SCC (ng/ml)

p53 antibody (U/ml)

operation

Allele frequency (％)

Allele frequency (%)

Case 7

operation

p53 antibody (U/ml)

cfDNA中の突然変異の頻度は治療(DCF+ope)により減少する
Case 8

DCF

Ueda M. et al Oncotarget 2016

無再発患者においては、cfDNA中の突然変異の頻度は増加しない

Ueda M. et alOncotarget 2016

再発患者においては、cfDNA中の突然変異の頻度は早期に上昇する

Ueda M. et al Oncotarget 2016

再発患者においては、cfDNA中の突然変異の頻度は早期に上昇する

Ueda M. et al Oncotarget 2016

第2相単群非盲検試験でニボルマブの有効性標準療法に不応、または不耐容の日本人の食道扁平上皮がん患者
ニボルマブの直接biomarkerはない
高額薬剤ゆえ、無効例は早く見極めたい→ 担癌量の評価はctDNAで可能

Kudo T, Kitagawa Y., et al. Nivolumab treatment for oesophageal squamous-cell carcinoma: an open-label, multicentre,
phase 2 trial. Lancet Oncol 18(5):631-639. 2017

診療上の問題点

大腸がん診断治療NAC●侵襲的検査の回避
大腸内視鏡は下剤内服、疼痛
（癒着など）など、特に高齢者で負担が大きい→ cfDNA存在・変異で診断●がん特異的診断
ゲノムコピー数変異が健常大腸
粘膜とがんとの境界→ cfDNAでaneuploidy評価は？

手術

再発術後補助化学療法●補助化学療法の終了時期
stageⅢ大腸癌切除後で術後補助
化学療法のレジメン、施行期間は主治医判断による→ cfDNAで有効性評価は可能？

●Conversionのタイミング
Stage IV大腸癌で、化学療法継続か手術実施するか→腫瘍の絶対量をcfDNAで推測

変異断片頻度/5ml

ctDNAの検出頻度

比較的検出しやすい大腸癌 ctDNA

Bettegowda C, Vogelstein B et al. Sci Transl Med. 2014.

Ø 大腸癌ctDNAを用いたmethylation検出

Nagai Y, et al. Oncotarget. 2017.

Li M, et al. Nat Biotechnol. 2009.

cfDNA WGS→アームレベルのコピー数変異(前立腺がん）
健常男子

健常男子

Heitzer, E. et al. Tumor-associated copy number changes in the circulation of patients with prostate cancer identified throughwhole- genome sequencing. Genome Med. 5, 30 (2013)Ø 大腸癌ctDNAを用いたコピー数異常検出

Leary RJ, et al. Sci Transl Med. 2012.
Li J, et al. Mol Oncol. 2017.

診療上の問題点

診断

治療
手術

再発
化学療法
Interventional Tx●NASHとCCC
ウイルス性肝臓癌に比べて、早期発見は困難→ cfDNAで診断？

●TACEによる治療①TACE 1ヶ月以内の治療効果判定が困難②リピオドールの高吸収が造影効果判定の妨げになる③リピオドール集積でも残存病変が存在することもある→ cfDNAで評価

リピオドール集積後は再発を見逃す可能性がある

腫瘍内部にリピオドール欠損域があり、再発が疑われる。
肝癌TACEの画像評価 『特集IVRの画像評価』2008年

発表項目
ctDNA解析技術の臨床応用について

１） 活用が期待される 癌種別の臨床的な局面
２）がん多様性の克服のため
1. クローナルな遺伝子変異を攻めよう！
2. 標的分子のある薬剤を交互に使おう！
3. 抵抗性クローンを黙らせて長期生存を狙おう！

３）一般のがん検診にむけて発表項目
ctDNA解析技術の臨床応用について

１） 活用が期待される 癌種別の臨床的な局面
２）がん多様性の克服のため

３）一般のがん検診にむけて
1. 罹患臓器：原発不明癌の臓器特定
2. 検体の種類：低侵襲。尿検査なら無医村でも可がんのスクリーニング
PETCT

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•

7mm以上に大きく育った癌組織ならば検出糖尿病だと検査不可
がんの種類の制約
高額診療費
被爆ctDNA seqを用いることにより、多発がん症例の再発時の原発巣の特定Forshew, T. et al. Noninvasive identification and monitoring of cancer mutations bytargeted deep sequencing of plasma DNA. Sci. Transl Med. 4, 136ra68 (2012).
tagged ampliconで変異を検出

ctDNAのWGSによる由来細胞推定

Snyder MW, et al. Cell. 2016.

尿中ctDNA
胎児cfDNA

母体cfDNA
ミトコンドリアDNA

尿中fragmentの長さは血漿より短い(Tsui et al.PLoS ONE 2012 )→尿中nuclease活性が高いため(Nadano D, Clin Chem 1993)
Tsui, N. B. Y. et al. High resolution size analysis of fetal DNA in the urine of pregnant women by paired-end massively parallel
sequencing. PLoS ONE 7, e48319 (2012)
Nadano, D., Yasuda, T. & Kishi, K. Measurement of deoxyribonuclease I activity in human tissues and body fluids by a single
radial enzyme-diffusion method. Clin. Chem. 39, 448–452 (1993).

尿中ctDNAFFPEで評価したKRAS変異と尿中cfDNAで検出したKRAS変異の一致性について

A quantitative, mutation-enrichment next-generation sequencing test
Fujii T., et al Mutation-Enrichment Next-Generation Sequencing for Quantitative Detection of KRAS Mutations in Urine Cell-Free
DNA from Patients with Advanced Cancers. Clin Cancer Res. 2017 Jan 17. doi: 10.1158/1078-0432

まとめctDNA解析技術の臨床応用について

１）癌種別の臨床的な局面
１）再発早期発見 ２）治療感受性の評価 ３）薬剤の選択

２）がん多様性の克服の3法←ctDNA役割
1. 遺伝子変異のclonalityの評価
2. 担癌状態で、どの変異がdominantか確認
3. 抵抗性クローンと感受性クローンの比率

３）一般のがん検診にむけて
1. 原発臓器の特定＝ctDNA変異、WGS、メチル化
2. 検体の種類＝実際の応用に即した形を！