がん診断技術

がんはDNAに傷（変異）が生じることにより起こります。また、どの遺伝子に変異が生じるかにより、薬の効き方が異なることが明らかになっています。患者個々のがん組織の遺伝子変異を正確に調べることは、適切な治療方針の決定に重要です。遺伝子変異情報は、肺がん、乳がんを始めとする多くのがん診断の現場で活用されています。
ＤＮＡチップ研究所では、がんに生じた遺伝子変異を、正確かつ高感度に検出可能な検査系の開発を行っています。最新の次世代シーケンス技術を活用し、主に肺がん、膵臓がん、腎臓がんを対象とした独自の遺伝子パネル検査の開発を進めています。

血中腫瘍ＤＮＡ中の希少変異検出技術の確立
共同研究先：国立大学法人奈良先端科学技術大学院大学

次世代シーケンサーを用いた臨床検体の遺伝子変異解析技術の開発
共同研究先：地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター

気管支鏡検体等を使用した肺がんコンパクトパネルの有用性の研究
共同研究先：学校法人聖マリアンナ医科大学

肺がんは、がん細胞の遺伝子変異を標的とした分子標的治療薬の開発が最も進んでいるがんの一つです。我が国では、すでに20を超える分子標的薬が上市されています。これらのどの遺伝子に変異が存在するかを調べること（コンパニオン診断）は、肺がんの治療方針の決定に重要となっています。

これまでの肺がんのコンパニオン診断は、前述の複数の遺伝子の変異を一つ一つ、個々の検査で調べるものでした。しかし、このようなやり方は、要求される検体の量、検査員の作業負担の観点から限界を迎えつつあります。また、今後も新規の遺伝子変異に対する分子標的薬の臨床応用が見込まれており、それらを含めたすべての肺がん遺伝子を個別の手法で検査することは極めて困難です。

ＤＮＡチップ研究所では、この課題を解決するため、肺がんで重要な遺伝子変異を一括で測定可能なコンパニオン診断用遺伝子パネルの開発に取り組んできました。
この遺伝子パネルは、既に薬剤が利用可能な遺伝子と、近い将来分子標的薬の上市が見込まれる数種類の遺伝子を測定対象としています。

第1弾としてEGFR 、ALK 、ROS1 、MET の４つのドライバー遺伝子変異を医療機器製造販売承認（保険収載）されました。
最新の次世代シーケンス技術を用いた手法により、従来よりも高感度に遺伝子変異が検出できるため、遺伝子検査が困難であるとされてきた細胞診検体などについても検査への活用が期待されます。

肺がんの9割を占める非小細胞肺癌では、約4割の患者でEGFR遺伝子に変異が認められます。EGFR遺伝子変異を有する場合、分子標的薬であるEGFRチロシンキナーゼ阻害薬（EGFR tyrosine kinase inhibitor: EGFR-TKI）の効果が期待できます。そのため、肺がん診断時に、正確かつ確実にEGFR遺伝子検査を行うことが重要となっています。

肺がんの遺伝子検査は、肺生検で採取したがん組織を用いて行われるのが一般的です。しかし、正確に肺がん部を採取するのが困難なこと、また進行がんでは肺生検の施行自体が難しいことなどから、遺伝子検査に適したがん組織が得られないケースも少なくありません。

近年、がん患者の血液にがん由来のDNA断片が存在することが明らかになってきました。これらは血中腫瘍DNA（circulating tumor DNA: ctDNA）と呼ばれ、遺伝子検査に供する検体として注目されています。 肺がんでも約7-8割の患者に認められることから、活用が期待されています。 このような検査はリキッドバイオプシー検査と呼ばれ、採血のみで検査が可能なため、患者の負担が少なくすむメリットがあります。しかしその一方で、ctDNAは極めて微量であり、従来のDNA測定技術では検出が困難であるという課題がありました。

そこでDNAチップ研究所では次世代シーケンス技術を活用し、 EGFR遺伝子の配列を大量に読取ることで超高感度に変異を探索する手法（EGFR-NGS Check）の開発に取り組んでいます。本技術をctDNA検査に適用することで、より多くの肺がん患者がEGFR遺伝子検査を受けられるようになると期待されます。

核酸の高感度な検出技術は、遺伝子検査の信頼性の向上や適応範囲の拡大につながるものと期待されます。とりわけがん医療においては、血液中に存在する極めて微量ながん由来DNA断片（circulating tumor DNA: ctDNA）の臨床有用性が注目されており、核酸をより高感度に検出する技術へのニーズが高まっています。

近年、次世代シーケンス技術の発展により、従来よりも感度良く遺伝子変異を検出することが可能になりました。しかし、そのデータには一定のシークエンスエラーやPCRに伴うエラーが含まれることが明らかとなっています。特に1%以下の微細な変異を正確に検出するためには、エラーを低減するための対策が必要となります。

DNAチップ研究所では、独自の分子バーコード技術により、微量な遺伝子変異を正確に検出するがん関連遺伝子パネル解析システム（Non-overlapping Integrated Read Sequencing System: NOIR-SS）の開発を進めています。NOIR-SSは、感度の良いアッセイ系に加え、従来法では無視されてきた分子バーコード上のエラーを除去する独自のアルゴリズムにより、約0.1%の希少変異をも測定可能なパフォーマンスを有します。また、パネルに搭載する遺伝子はフレキシブルに選択できるため、研究に応じてカスタムに設計することが可能です。これまでに肺がん、膵臓がん検査用のNOIR-SS遺伝子パネルの評価を完了しています。