セントジュードサバイバーシップポータル：小児がん生存者からの大規模な臨床およびゲノムデータセットの共有と分析

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St. Jude Survivorship Portal

St. Jude Survivorship Portal: 小児癌サバイバーの大規模臨床およびゲノムデータの分析と共有

研究背景

アメリカにおいて、小児癌の5年生存率は1970年代の約60%から今日の85%以上に上昇しました。生存率が著しく向上したにもかかわらず、これらの小児癌サバイバーは癌及びその治療に起因する様々な健康リスクに直面しています。これらのリスクには、早期死亡、器官機能障害、新たな腫瘍、不良な社会経済的結果、心理社会的課題、及び全体的な生活の質の低下が含まれます。これらの問題に対処するため、主要な研究はその潜在的な原因、関連リスク、および最も感受性の高い患者亜群を特定することに焦点を当てています。

これに関連する大規模縦断研究として、St. Jude Lifetime Cohort (SJLife) やChildhood Cancer Survivor Study (CCSS)などが、小児癌サバイバーに関する包括的データを生成しています。これらのデータには、人口統計、診断、治療、臨床評価、慢性健康状態、自己報告、および全ゲノムシーケンス (WGS) データが含まれています。これらのデータはサバイバー研究コミュニティにとって非常に価値のある資源であり、過去25年間で数百本の研究論文に活用されてきました。

研究出典

この「St. Jude Survivorship Portal: Sharing and Analyzing Large Clinical and Genomic Datasets from Pediatric Cancer Survivors」という研究論文は、St. Jude Children’s Research Hospitalなど複数の研究機関に所属するGavriel Y. Matt、Edgar Sioson、Kyla Shelton、Jian Wang、Congyu Luらによって共同執筆され、《Cancer Discovery》ジャーナルに掲載されました。

研究フロー

癌サバイバーデータのアクセス性を改善するため、研究チームはSt. Jude Survivorship Portalという、初の小児癌サバイバーのデータを共有・探索するためのポータルサイトを開発しました。このポータルサイトは、7,700名以上の小児癌サバイバーの広範な臨床データと統一された生殖系WGS変異遺伝型データを含んでいます。

データ共有と機能

  1. データ種類：ポータルサイトには、SJLifeおよびCCSSの二つのサバイバーコホートのデータが統合されています。合計で5053名のSJLifeサバイバー及び2688名のCCSSサバイバーが含まれています。コホートデータには人口統計、癌診断、治療、臨床評価、慢性健康状態、自己報告などの変数が含まれ、合計1600以上の表型変数と4億個の遺伝変異が対象となります。

  2. データの可視化と分析：ユーザーはポータル内のインタラクティブなデータ辞書と遺伝子ブラウザを使用して、これらのデータにアクセスし探索することができます。変数の概要統計は動的に計算され、棒グラフ、バイオリンプロット、スキャッタープロットなどのカスタマイズ可能なインタラクティブなチャートを通じて可視化されます。

  3. 分析ツール：ポータルは累積発生率分析と回帰分析を含む多様な分析ツールを提供しています。ユーザーはこれらのツールを使用して、サバイバーのデータをリアルタイムに分析することができます。さらに、個別のサバイバーのデータをダウンロードしてオフライン分析を行うための制御アクセスインターフェースも提供されています。

作業フロー詳細

  1. データ取得：まず主要なデータソース（SJLifeおよびCCSS）から関連データを全て取得します。

    • SJLife：1962年から2012年の間にSt. Jude Children’s Research Hospitalで治療を受けたサバイバーを含みます。
    • CCSS：1970年から1999年の間にアメリカとカナダの31の小児癌施設で治療を受けたサバイバーを含みます。
    • 全ゲノムシーケンス (WGS) データ：血液サンプルを使用し、一貫した30倍以上のカバレッジを持ちます。

  2. データ処理と保存：収集された表型データと遺伝型データを加工処理し、保存します。

    • 表型データ：階層データ辞書として整理され、ユーザーがブラウジングしやすくなります。
    • 遺伝型データ：変異呼び出しと統合遺伝型解析によって生成されます。

  3. ポータルの開発と実現：先進的なエンジニアリング技術を使用し、ユーザーがポータル内でリアルタイムのデータ探索と分析を行えるようにします。

    • 技術スタック：JavaScript言語、Node.js環境、SQLiteなど。

分析と結果

  1. 表型データと遺伝データの分析：ポータルのデータ辞書と遺伝子ブラウザを使用してサバイバーコホートデータを探索します。ユーザーは異なる変数を選択し、その概要統計情報を閲覧でき、インタラクティブなチャートでデータを可視化できます。例えば、特定の癌診断グループ内の遺伝変異と患者の人種との関係を分析できます。

  2. 耳毒性分析：研究チームは、ポータルのグループ化とサマリーグラフ機能を用いて、プラチナ系抗癌薬（シスプラチンやカルボプラチン）の耳毒性効果を研究しました。分析結果は、シスプラチン治療を受けたサバイバーが重度の聴力損失を起こしやすいことを示していますが、カルボプラチンの耳毒性は比較的低いことが分かりました。

  3. 精神健康と切断の関連：研究者は回帰分析機能を使用して、精神健康、年齢、及び切断の間の新たな相互作用を発見しました。データは、切断サバイバーの精神健康状態が年齢によって影響され、年齢が若いほど精神健康リスクが高いことを示しています。これは、年齢の高い患者の方が切断後の適応および回復が良好である可能性があるためです。

  4. 心筋症の累積発病率と遺伝的関連分析：研究は、非アフリカ系サバイバーの高い心筋症リスクが男性に起因することを示しました。さらに、NRG1遺伝子座を調査した結果、非アフリカ系サバイバーにおいて心筋症と有意に関連する変異が発見されました。

研究のハイライト

  1. データのオープンアクセス：St. Jude Survivorship Portalにはリアルタイムデータの探索および分析機能が含まれており、小児癌サバイバーのデータを公開し探索するための初のポータルサイトとなりました。研究コミュニティに強力な研究ツールを提供します。

  2. 新発見の科学的価値：ポータルを通じて、研究者はARID5B遺伝子の関連研究などを容易に検証および探索でき、心筋症リスクに関連する新たなMagi3遺伝子座のハプロタイプを発見するなど、研究の透明性と再現性を促進します。

  3. 将来の拡張計画：縦断データ、単一細胞多オミクスデータおよび画像データなどをポータルに含める計画があります。データの種類と機能を絶えず豊富にし、研究コホートをさらに拡大し、診断と治療の標準を向上させ、サバイバー研究をさらに深めていきます。

St. Jude Survivorship Portalは膨大な臨床およびゲノムデータへのアクセスおよび分析ツールを提供することにより、小児癌サバイバー研究の発展を大いに推進します。将来の拡張計画はその科学的価値をさらに高め、長期的な研究に強固なデータサポートを提供します。