TP53特異的変異が乳癌の相同組換え欠損の潜在的なバイオマーカーとして機能する：臨床次世代シーケンス研究

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次世代シーケンス 相同組換え欠損 TP53 乳癌 バイオマーカー

乳がんは、世界中の女性において最も一般的な悪性腫瘍の一つであり、その発症メカニズムは複雑で、さまざまな遺伝子変異とシグナル伝達経路の異常が関与しています。相同組換え欠損（Homologous Recombination Deficiency, HRD）は、乳がんにおける重要な分子特徴の一つであり、PARP阻害剤（PARPi）治療に対する患者の感受性と密接に関連しています。HRDは通常、BRCA1/2遺伝子の変異によって引き起こされますが、近年の研究では、他の遺伝子の変異もHRDを引き起こす可能性が示されています。TP53遺伝子は、乳がんにおいて最も頻繁に変異する遺伝子の一つであり、細胞周期制御、DNA修復、ゲノム安定性において重要な役割を果たしています。しかし、TP53変異とHRDとの関係はまだ完全には解明されていません。本研究は、次世代シーケンシング（Next-Generation Sequencing, NGS）技術を用いて、乳がんにおけるHRDにおけるTP53特異的変異の潜在的な役割を探り、PARPi治療のバイオマーカーとしての可能性を評価することを目的としています。

論文の出典

本論文は、Yongsheng Huang、Shuwei Ren、Linxiaoxiao Dingらによって共同で執筆され、中山大学付属孫逸仙記念病院の細胞・分子診断センター、広東省悪性腫瘍エピジェネティクス・遺伝子制御重点研究所、中山大学付属第六病院臨床検査科などの機関に所属しています。論文は2024年4月9日に『Precision Clinical Medicine』誌に掲載され、DOIは10.1093/pcmedi/pbae009です。

研究の流れ

研究対象とデータ収集

研究では、119名の乳がん患者（BRCA-119コホート）と47名の乳がん患者（HRDテストコホート）を対象とし、すべての患者は中山大学付属孫逸仙記念病院から募集されました。研究では、患者の腫瘍組織と対応する血液サンプルを収集し、NGS技術を用いて520の遺伝子をシーケンスしました。さらに、患者の年齢、性別、エストロゲン受容体（ER）、プロゲステロン受容体（PR）、HER2、Ki67などの臨床病理データも収集しました。

DNA抽出とNGSシーケンシング

ゲノムDNAは、ホルマリン固定パラフィン包埋（FFPE）組織と対応する血液サンプルから抽出され、QiagenのDNeasy Blood and DNA FFPE Tissue Kitを使用しました。NGSライブラリの構築には、少なくとも50 ngの高品質DNAが必要であり、末端修復、リン酸化、アダプター連結などのステップを経て、Illumina NextSeq 550シーケンサーを使用してシーケンスを行い、平均シーケンス深度は1000×でした。

データ分析

シーケンスデータは、BWA Picardを使用してhg19参照ゲノムに迅速にマッピングされ、VarScanとGenome Analysis Toolkit（GATK）を使用して遺伝子変異を検出しました。変異サイトのアノテーションにはANNOVARとSnpEffを使用し、DNA転座の検出にはFACTERAを使用しました。すべての変異は、Integrative Genomics Viewerシステムを使用して確認されました。

HRDスコアの計算

HRDスコアは、ゲノムスカー（Genomic Scar）に基づいて計算され、ヘテロ接合性喪失（Loss of Heterozygosity, LOH）、大規模状態遷移（Large-Scale State Transitions, LST）、およびテロメア対立遺伝子不均衡（Telomeric Allelic Imbalance, TAI）が含まれます。研究では、内部開発されたスクリプトBurning Rock Instability Detection of the Genome（BRIDGE）を使用してHRDスコアを計算しました。

主な結果

TP53変異と臨床病理学的特徴

119名の患者のうち、68名の患者がTP53病原性変異を有しており、すべて体細胞起源でした。TP53変異は、ERおよびPRのタンパク質発現と有意に関連しており、異なる乳がんサブタイプ間で分布が異なりました。TP53変異は、HRD高スコア群（HRDスコア≥42）において、HRD低スコア群（HRDスコア<42）よりも頻繁に観察されました。

TP53変異とゲノムスカースコア

TP53変異患者のHRDスコアは、非TP53変異患者よりも有意に高く、特にLSTとTAIにおいて顕著でした。HRDテストコホートとTCGA乳がん患者データにおいて、この結果はさらに検証されました。

TP53特異的変異サブグループのゲノム特徴

TP53変異がHRD高スコア群および低スコア群での分布に基づいて、研究ではTP53変異をHRD低特異的変異、HRD高特異的変異、およびHRD共通変異に分類しました。異なるサブグループ間で、ゲノム特徴と腫瘍変異負荷（Tumor Mutation Burden, TMB）に有意な差が見られました。

TP53特異的変異組み合わせによるHRD状態の予測

TP53病原性変異は、乳がんのHRD状態を予測するAUCが0.61でした。HRD高特異的変異とHRD共通変異の組み合わせは、最高の予測性能を示し、AUCは0.80に達しました。このモデルの精度は0.82、精度は0.68、再現率は0.76、特異度は0.86、Youden指数は0.61、F1スコアは0.71でした。

結論

本研究は、乳がんにおけるHRDにおけるTP53特異的変異の役割を初めて包括的に分析し、TP53変異がHRDスコアと有意に関連していることを明らかにしました。TP53特異的変異の組み合わせは、乳がん患者のHRD状態を効果的に予測し、TP53変異がPARPi治療の潜在的なバイオマーカーとして機能する可能性を示しています。この発見は、乳がんの精密医療に新たな視点と根拠を提供します。

研究のハイライト

  1. TP53変異とHRDの関係を初めて包括的に分析：本研究は、大規模なNGSデータを用いて、乳がんにおけるHRDにおけるTP53変異の役割を初めて包括的に分析し、この分野の研究空白を埋めました。
  2. TP53特異的変異組み合わせの予測性能：HRD高特異的変異とHRD共通変異の組み合わせがHRD状態を効果的に予測し、乳がんの精密医療に新たなバイオマーカーを提供します。
  3. ゲノムスカースコアの応用：研究では、ゲノムスカースコア（LOH、LST、TAI）を使用してHRDを定量化し、乳がんHRDの評価に新たな方法を提供しました。

研究の価値

本研究の科学的価値は、乳がんにおけるHRDにおけるTP53変異の重要な役割を明らかにし、乳がんの分子メカニズムを理解する新たな視点を提供することにあります。応用価値は、TP53特異的変異の組み合わせがPARPi治療の潜在的なバイオマーカーとして機能し、乳がんの精密医療を指導し、患者の生存率と生活の質を向上させる可能性にあります。