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RNA測定による血液を用いた大腸癌検診法の実用化研究
拠点名：名古屋大学 文部科学省 橋渡し研究加速ネットワークプログラム RNA 測定による血液を用いた 大腸癌検診法の実用化研究 プロジェクト責任者 金子 周一（金沢大学医薬保健研究域医学系） 臨床検査で重要な末梢血液 血算：赤血球、白血球、血小板 好中球 血清：生化学検査 (AST, ALT, 腫瘍マーカー） 単球 マクロファージ 好酸球 T細胞 B細胞 背景:RNA 測定による血液を用いたがん検診法の研究 宿主防御免疫機構 比較的簡便な 検体採取 末梢血液白血球細胞 好塩基球 NK細胞 特定の遺伝子を測定すれば がんが診断できることを確認する方法 Training Set (TR72) cRNA 合成 44000遺伝子から 使用できる2665遺伝子 に絞り込み 癌症例 59例 健 常人 13 例 スキャナによる マイクロアレイ データの取り込み 末梢血2.5cc を 採取 44,000 遺伝子を測定 Validation Set (Valid 81) 膵臓癌 17例 上下部消化管内視鏡検査とその結果 ・CEA 2.2 ・CA19-9 47（３２ 2010人間ドック） ・PET-CT, MRI, MRCP 66/67 (98.5%) ① Expression Index 陽性例 13/14 (92.9%) ④階層クラスタリング 陰性例 陽性 陽性 陰性 * 膵癌 大腸癌 CEA 陰性検体 0 陰性例 切除後 切除後 陽性例 大腸癌スクリーニング便潜血検査の感度 早期大腸癌 27 検診対象者における大腸癌陽性的中率 便潜血反応 陽性的中率 0.1～3% ＊１ 腫瘍マーカー(CEA) 陽性的中率 4%＊２ 便潜血検査においては、偽陽性は避けられず、早期がんのみでなく、進行がんであっても偽陰性例が存在する。 血液mRNA測定による大腸癌検出体外診断用医薬品開発による 大腸癌スクリーニング率の向上 体外診断薬承認、検診への普及 全大腸内視鏡 病院 日消誌2012；109：1156-1165 *2.日本臨床検査医学会 北陸地区18施設の大腸癌検診実態調査結果 医師主導臨床性能試験・薬事承認申請体制 病院 委託 便潜血陽性でがんが見つかる率 有症状でがんが見つかる率 無症状でがんが見つかる率 その他でがんが見つかる率 早期 早期 早期 早期 4.9% 1.4% 1.0% 2.1% 早期がん 259 54.3% 107 22.4% 36 7.5% 75 15.7% 477 516 進行 進行 進行 進行 3.3% 4.4% 0.7% 3.9% 進行がん 172 25.4% 340 50.2% 25 3.7% 140 20.7% 677 743 *株式会社A社 *株式会社B社 （製品開発・検査業務） 体外診断用医薬品 ・薬事承認申請 PMDA 文科省 解析データ 体外診断用医薬品 ・相談 予算 CRO 株式会社CTD 臨床性能試験 事務局 支 援 名古屋大学 先端医療臨床研究支援センター ・臨床性能試験計画作成等 ・プロジェクト進捗確認 ・データマネジメント ・生物統計・統計解析 ・EDC構築 ・モニタリング、監査 出願特許 特願2014-265859 発明の名称 遺伝子発現解析による大腸癌の検出 [その他評価項目] ①CEA検査における陽性的中度・陰性的中度 ②腺腫と診断された被験者における感度・特異度 「 RNA 測定による血液を用いた大腸癌検診法」 実用化ロードマップ 研究期間内 (H26-28）と終了後の工程 H26年 項目 H27年 H28年 H29年- Ｉ．医師主導治験の実施 金沢大学 大学院医薬保健学総合研究科 附属病院消化器内科 付属病院先端医療開発センター 治験参加病院 医師主導 臨床性能 試験プロト コル作成 多施設医師主導治験実施 （大腸癌100例、非大腸癌100例） ＊参加各施設倫理 委員会申請 （参加予定病院は先の 臨床研究を実施済み） ・症例登録 ・治験実施 ・データ管理 ・モニタリング ・監査 ・生物統計解析 評価 主要評価項目 ・「 RNA測定による血液 を用いた大腸癌検診法」 感度・特異度 副次的評価項目 ・一致割合、陽性的中率、 陰性的中率 （株）キュービクス 支援：名古屋大学医学部付属病院先端医療臨床研究支援センター （支援業務：・プロジェクト進捗管理 ・試験計画作成 ・データマネジメント ・統計解析 ・モニタリング ・試験物製造 ・監査） ＩＩ．非臨床試験 試験のまとめ 承認申請 ・性能、機能、輸送・保管等、測定値に対する配慮など A社 ＩＩＩ．医薬品・医療機器総合機構への相談 金沢大学附属病院 先端医療開発センター 名古屋大学 先端医療臨床研究支援センター ・体外診断用医薬品臨床評価相談 ・体外診断用医薬品臨床評価相談 ・体外診断用医薬品品質相談 ・体外診断用医薬品臨床性能試験相談 開発前相談 検診実用化 便潜血陽性 有症状 無症状 その他 合計 割合 25.8% 38.3% 18.0% 17.9% 21,173 [主要評価項目] 大腸癌検出の感度、特異度 腫瘍マーカー (CEA) 体外診断薬承認 ・臨床性能試験計画作成等 ・生物統計 ・論文発表 ・各倫理委員会承認 ・症例登録受付 ・症例管理 ■実施予定施設の大腸癌検診実態調査（2013年8月～2014年7月の検診状況） 例数 5,239 7,759 3,655 3,622 20,275 便潜血反応 測定による血液を用いた大腸癌検診法 RNA 金沢大学 大学院医薬保健学総合研究科 附属病院消化器内科・先端医療開発センター 検体収集 RNA解析 北陸地区18施設の調査結果 [対象] 全大腸内視鏡検査実施し、大腸癌 の有無の確定診断された者 [副次的評価項目] ①便潜血検査における陽性的中率・陰性的中率 ②m-RNA検査における陽性的中率・陰性的中率 大腸癌を対象とした医師主導臨床性能試験 「 RNA測定による血液を用いた大腸癌検診法」の大腸癌検出感度を 主要評価項目とした臨床性能試験を行う *1.日本消化器病学会 全大腸内視鏡 RNA測定による 血液を用いた大腸癌検診法 [目標対象者数] 大腸癌 100例、非大腸癌 100例 進行大腸癌 切除前 RNA測定による血液を用いた大腸癌検診法の医師主導性能試験 医師主導性能試験計画 消化器癌 *P=0.000001 **P=0.00001 CA19-9 陽性検体 切除前 18.1 12.5 胃癌 本法 33.3 陰性 検査検体 51.4 27.3 25 陽性 PCA-3次元 陽性検体 800 * * 切除後 (5か月後） 陰性検体 1200 ** ** 陽性例 陰性例 切除前 CA19-9：47→22 PCA解析 検査 検体 100 * 83.3 ** 検査を実施 ポリープ切除前後の血液遺伝子発現変化 消化器癌における従来の検査法（腫瘍マーカー）と本法の陽性率の比較 （本法開発時の結果） 100 S状結腸にポリープ２ヶ ③消化器癌変動遺伝子判定 特異度 2006年特許出願 2011年成立 （特許番号4953334号） 2010年8ヶ国にPCT出願 カナダで成立 100 ポリープを内視鏡で切除、病理 ポリープに内包する大腸癌 ② SVMによる判定 陽性 2665 RNA測定による血液を用いた大腸癌検診法の実用化研究 100 上部消化管には潰瘍瘢痕 末梢血液遺伝子発現による判定 感度 従来の開発者が発明できなかった要素： 採血方法（サンプル採取と処理こそが最重要）、質の良い多数サンプルによる確認（従来は品質の悪いサンプル） 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Cancer Res 2008 tub1, carcinoma in adenoma データ解析 健常人 13例 ・Ubiquitin-proteasomal ストレス応答 proteolysis and ER 炎症反応 ・mRNA processing ・Antigen presentation ・Response to hypoxia and oxidative stress 癌症例67例 健常人14例 Validation Set (Valid 81) 癌症例と 健常人との 比較 胆道癌 8例 RNA 回収 症例：50歳男性 大腸癌 12例 シグナル 強度の 数値化 免疫応答 癌浸潤細胞 腫瘍病変は検知されず 2,665遺伝子 を用いて解析 胃癌 22例 末梢血細胞 がん局所に浸潤している炎症細胞と 末梢血単核球はよく似たRNA発現を示す 直径1cmのがんでも数千万個以上の細胞がある。免疫系が応答し、ストレスや炎症反応がみられた。 血液中の免疫担当細胞のRNAを測定、評価すれば、がんの存在診断ができる （血液中の、がんが作りだすタンパクや、がん細胞由来のRNAを測定しているのではない） がんを検出する血液検査に用いる遺伝子の特定 パクスジーン ＲＮＡ採血管 J Hepatology 2010 血液中の単核球に発現しているRNAを調べることによって脂肪組織、肝臓、心臓、 筋肉、血管、がんなどの疾病の状態を把握することが可能であった がん組織 豊富な生体内情報 採血から測定と解析： 特定の遺伝子を抽出する方法 Diabetologia 2004 Obesity 2008 BBRC 2007 A社・B社 相談 A社 国際展開（欧州および北米） 血液メッセンジャー RNA 測定診断薬「大腸がん診断用キット（試験薬コード KaNa-Co01）」による診断システム RNA 自動抽出装置 リアルタイム PCR 装置 検査キット（プロトタイプ） 血液 mRNA 大腸癌診断アルゴリズム「遺伝子発現解析による大腸癌の検出」（特願 2014-265856） 名古屋大学医学部附属病院 中部先端医療開発円環コンソーシアム Chubu Regional Consoortium for Advanced Medicine 先端医療・臨床研究支援センター CAMCR Center for Advanced Medicine and Clinical Research Nagoya University Hospital