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el text.life_science6.tanishima191030

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  1. 1. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED1 関西事業部バイオメディカルインフォマティクス開発部 部長 谷嶋成樹 バイオメディカルインフォマティクス概論 2019年10月30日 神戸大学計算科学教育センター 計算生命科学の基礎Ⅳ
  2. 2. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED2 ゲノムブラウザ フリーソフトウェア ダウンロード “GenomeJack”で検索
  3. 3. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED3 (Pathologists edited, Mitsubishi Space Software supervised clinical sequence system for personalized medicine)
  4. 4. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED4 三菱スペース・ソフトウエアご紹介
  5. 5. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED5 PleSSision検査 沿革 1962年 会社設立 1992年 バイオ分野進出(農水省DNAバンク) 1999年 バイオ事業関西地区に拡張 Paracel社製品取り扱い 2000年 タカラバイオドラゴンジェノミクス 2003年 MEDLINEシステム MedRodeo 配列DB BioINTEGRA 創薬DB BioElephant 2010年 NGSゲノムブラウザ開発 GenomeJack Free/製品版 2014年 世界初iPS細胞を用いた細胞治療の臨床研究において当社も貢献 (Mandai M, Watanabe A, Kurimoto Y, et al. N Engl J Med 2017;376:1038-46.) 2016年 初の国内完結型がんクリニカルシーケンス 北大病院 クラーク検査開始(西原広史特任教授) 2017年 6月 PleSSision 検査開始(外注型) 於北海道がんセンター 11月 慶應義塾大学検査開始(西原広史教授) 2018年 全症例がんゲノムスクリーニングPleSSision-Rapidプロジェクト開始 2019年 PleSSision Exome(全遺伝子解析)サービス開始 10月 1万人がんエキソーム研究開始 慶大病院、がんゲノム医療で最適な薬選択 160遺伝子を解析 2017/11/4付日本経済新聞 夕刊 慶應病院にてがんゲノム外来が開設され、PleSSision検査が 始まったことが報道された。
  6. 6. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED6 support your discovery MSS Bioinformatics がんゲノム変異とは?
  7. 7. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED7 大腸癌の発症メカニズムの例:40~50年以上の体細胞ゲノム変異の蓄積 粘膜 粘膜下組織 筋層 正常な大腸粘膜 見た目は正常 良性腫瘍 (ポリープ) 悪性腫瘍 “first hit” がん抑制遺伝子の 機能を損なう変異 が生じる “second hit” エピゲノム変化 により残った 正常アリル が不活性化される がん遺伝子を 活性化させる 変異が生じる さらに がん抑制遺伝子が 欠失する さらに遺伝子変異が蓄積 染色体の構造異常が増加する P53 LOH at SMAD2/4 APC Telomerase Many genes APC Β-catenin K-RASドライバー 遺伝子変異 最初の体細胞系列 遺伝子変異 (まれに遺伝的に継承される) 体細胞系列変異の増加 多段階発がん説に基づくドライバー遺伝子変異
  8. 8. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED8 体細胞ゲノム配列の解読 …GATGCGATCCGATCGATTGCGCT… ||||||||||||||||||||| TGCGATCCGATCCATTGCGCT ATCCGATCGATTGCGCT TCCGATCGATTGCGCT GATCCATTGCGCT リファレンスゲノム配列 500μm 体細胞ゲノムDNA配列 手術検体 病理検体 他の細胞由来のDNA配列 正常型G→Cに変異している 部分が、がん細胞由来 がん細胞
  9. 9. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED9 がんゲノムに何が起こってるのか? • ゲノム不安定性 – 染色体構造変異→コピー数変異 – エピゲノム変化 – 染色体構造の劇的な変化 Chromathripsis, Kataegis • ゲノム修復機構の喪失 – ミスマッチ修復機構の喪失 • MSI(Microsatellite Instability) • Hypermutated, Ultramutated • HRD(Homologous Recombination Deficiency) • 増殖機構の亢進 – Oncogeneの活性化 • 細胞死機能、増殖制御機構の喪失 – Tumor Suppressor Geneの不活性化
  10. 10. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED10 正常細胞の染色体検査(Karyotype)
  11. 11. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED11 HELA細胞(元は子宮頸がん)のKaryotype
  12. 12. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED12 全ゲノム解析で見たがん細胞のコピー数変異 平均深さ x57 がん細胞の含有率47% 縦軸;CNV region, 検出されたCNV領域, LRR;Log R Ratio, VAF;Variant Allele Frequency 縦軸;染色体1~22/X/Y, ゲノムポジション
  13. 13. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED13 ChRCCにて観測された Kataegis Cabel F. D, et. al, Cancer Cell, 2014 染色体 Translocationを伴う部位にC>T/G>A変異のクラスターが見られる 平均Mutation Rateを示す帯 Rain Fall Plot:横軸はゲノムポジション、縦軸はSomatic Mutationの間隔
  14. 14. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED14 Chromothripsis (検体②) 実験医学 Vol.32 No.12(増刊)2014
  15. 15. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED15 バイオインフォマティシャンの理解 • 生体の恒常性 増殖 複製 エラー 発生 再生・修復 維持 免疫システム センサー ・ゲノム ・タンパク質 ・パスウェイの動き 修復 免疫抑制 アポトーシス
  16. 16. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED16 何故がんになるのか? (バイオインフォマティシャンの理解) • 設計図(ゲノム)の後天的な変異により、暴走または機能不全 増殖 複製 エラー 発生 再生・修復 維持 免疫システム センサー 修復 免疫抑制 アポトーシス 暴走 暴走 暴走 不全 不全 Gain Of Function ? Loss Of Function ? PD-L1 過剰発現? Neo-antigen (Mutation Burden)
  17. 17. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED17 KRAS遺伝子のGain Of Functionの例 【細胞増殖】 活性⇔不活性 スイッチ機構 G12,G13,Q61変異は、ス イッチ機構の破壊による 活性化型への固定 その他GTPバインディングサイト の変異には結合したGDPの解離 速度を速めてGTP結合状態の存 在割合を高める効果をもつ Ras-GDP 不活性型 Ras-GTP 活性化型 GAP P13K MEK PDK Akt ERK Raf Nucleus(核) 核内因子 Neurofibromin Shc SOS Grb2SHP-2 GEF Pi GTP GTP GDP GDP 186aa Caax boxSwitch 2: GEF interactionSwitch 1: Effector/GAP GTP binding effector domain(26-45) KRAS 1 G12 G13 Q61L19 A59 K117 R164 R173(K-Ras NSP)A146 同一シークエンス 類似(85%) 多様 hypervariable region
  18. 18. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED18 がん抑制遺伝子 Single hit or Two Hits ? 注意;DNA-Seq法においてはメチル化は検出できないため、すべての2コピー失活を 検出することは困難である。 ※;遺伝性腫瘍のほとんどの遺伝子はTSG
  19. 19. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED19 support your discovery MSS Bioinformatics がんゲノム解析の バイオインフォマティクス データ解析 アノテーション キュレーション 治療検索
  20. 20. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED20 がんゲノム解析検査(プレシジョン検査)の原理 がんゲノム (がん組織細胞) 正常ゲノム DNA配列 がんゲノム DNA配列 比較・統計処理 データベースによる ランキング Germline変異 Somatic変異 病的変異の特定 機能変化の予測 ドライバー遺伝子変異の候補 がん細胞組織の形成と解析結果が 一致しているか? 日本人特有の変異ではないか? 変異によって機能に影響が どの程度あったか? 既存の研究でドライバー 遺伝子と判定されているか? 正常ゲノム (末梢血) 後天的に発生する変異で、 がんの組成に大きく関わる 先天的な含まれる変異で 家族性がんの原因となる 【診断】 ・Actionable 変異選別 ・Druggable 変異選別 【治療】 ・推奨治療(分子標的薬)、治験
  21. 21. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED21 がんゲノム検査:PleSSision検査のワークフロー オーダー管理 web (解析オーダートラッキング) Case Knowledge web (変異データベース) 共有フォルダ (レポート一式) シーケンス センター 閉鎖系 VPN網 社内統合DB 変異 ダメージ予測 Black list CNV補正 候補薬剤 (3学会ガイダンス) 解析パイプライン(自動処理) Gene/Variants /Disease/Drug /Clinical Trials SNPeff dbNSFP (14種類の予測) 解析レポート 【社内システム・社内知識データベース(クローズドネットワーク)】 OG/TSG DB キュレーションシート カンファレンスシート 【社内キュレーション】 ・品質、コンタミチェック ・Tumor Content評価 ・ドライバー変異選別 PleSSision Score付加 検査センター (衛生検査所) DNA Internet VPN (ワンタイムパスワードでアクセス) 外来・採血・がん組織病理診断 FFPE・末梢血 臨床経緯 バーチャルスライド登録 PleSSisionネットワーク 参加医師は閲覧可能 【がんゲノムエキスパートパネル】 ・Webカンファレンスで推奨治療決定 ・関連分野のエキスパートにより構成 過去症例参照 起動
  22. 22. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED22 がんゲノムパネル検査のデータ解析パイプライン リードQC マッピング エラー除去 変異コール Normal/Tumor比較検定 ドライバ変異検索 グラフ・レポート生成 レポート品質チェック データ送信 データ受信 ゲノム解析パイプライン GenomeJack Analysis がん遺伝子解析レポート
  23. 23. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED23 …GATGCGATCCGATCGATTGCGCT… ||||||||||||||||||||| TGCGATCCGATCCATTGCGCT ATCCGATCGATTGCGCT TCCGATCGATTGCGCT GATCCATTGCGCT リファレンスゲノム配列 G→C変異 解析対象の組織から得られたDNA配列 図1 マッピング/アライメント マッピング/アライメント
  24. 24. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED24 ゲノム点変異(SNV) • リファレンスゲノムへのリードマッピングにより得る リファレンス ゲノム配列 がん ゲノム配列 ‘A’が’G’に変化している ・遺伝子機能の亢進 ・遺伝子の失活 Loss Of Function変異 ストップ変異(ナンセンス変異) フレームシフト
  25. 25. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED25 Somatic Mutatioの検出 • (例)フィッシャーの正確性検定によりP値を算出 リファレンス ゲノム配列 オリジナル ゲノム配列 iPS細胞 ゲノム配列 ‘A’が’G’に変化している A:14 G:11 A:4 G:15 フィッシャー検定 (クロス集計表) p=0.03 有意水準 p<0.05と すると、有意差有
  26. 26. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED26 解析パイプライン、ツールの例
  27. 27. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED27 A B C A B C A C A B C B A B C A B C Whole Genome SequenceによるCNV解析 deletion Duplication One copy of “B” Three copies of “B” リードマッピングの局所的な増減を検知して”B”のコピー数を検出する
  28. 28. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED28 CNV Mosaic Loss , Mosaic Gain Can A. et al. Nat Rev Gen 12, 363-376 (May 2011) 0% 100% gain gain マイクロアレイの場合
  29. 29. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED29 ゲノムポジション 1kbp Germline Somatic リードマッピング結果 ゲノムサイズ毎のビン(bin)に 入れて、リード数をカウントアップ ・・・ ・・・ ゲノムポジション deletion duplication neutral 各bin毎の Log2(germline/somatic) リード比を1ドットにして プロットする。 CNV検出方法
  30. 30. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED30 CNVコール アルゴリズム(1) Log2( somatic/germline) のプロット 変化量検出(window size 10ポイント) CNVエッジ検出(z-score >= 4.0のエッジ抽出) エッジ間(リージョン)のゲインを求める Log2値の差分によりゲイン変化点(エッジ)を求める簡易法 求めたいライン
  31. 31. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED31 先鋭化 ① ② ③ Binary Segmentation アルゴリズム Log2比が「上がって下がる」または「下がって上がる」 2点を探してCNVリージョンを求める ①→②、②→③のゲイン変化が有意に変動してい るものを抽出する。 【抽出方法】 ・総当たりで上位5%を抽出する ・大津のアルゴリズム等で閾値を求めて分割する (画像の二値化でよく用いられるアルゴリズム)
  32. 32. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED32 Origin : Normal CNV : Somatic Cells サンプル Karyotype : 47,XY,+12[20] Whole Genome Sequencing による 12番トリソミーのCNV検出例(全染色体表示) Log2R Allele Freq CAN region 大津のアルゴリズムによって検出
  33. 33. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED33 FFPE対応コピー数補正アルゴリズム サンプルプール 数十~100サンプル以上のdepth分布 ばらつきが多いプローブを除去 FFPEノイズ成分を抽出 がん細胞計測値 (未補正) 補正 補正後予測値 遺伝子毎のCN値 DNA断片化が激しく従来は CNV計測が難しかったFFPE サンプルの解析が可能に なった
  34. 34. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED34 NGSパネル解析におけるFFPEサンプルのCNA解析例 LOH LOH LOH LOH LOH コピー数 SNPの アリル 頻度
  35. 35. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED35 HRD(Homologous Recombination Deficiency)
  36. 36. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED36 HRDの発症を疑われる例 gBRCA2 TruncateMutation+gATM VUS PleSSision HRDスコア=10.15
  37. 37. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED37 Tumor content 推定 Tumor Content 0% 100%0% 100% Allele Frequency Depth 予測値79% 病理医の判定:80% ・Germline変異のインバランス ・Somatic変異のVAF
  38. 38. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED38 ブラックリスト:検出アリル頻度が一定である 横軸:がん細胞含有率、縦軸:アリル頻度 正常 エラー検出例 アリル頻度≒がん細胞含有率÷2 アリル頻度はがん細胞含有率によらず一定 がん細胞含有率によらず一定のアリル頻度を示す変異をカタログ化して、フィルターとして活用する。 (当該ポジションの場合、二項検定にてエラー判定する) BRAF V600E BRCA2 K2188R
  39. 39. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED39 正常 正常 × × × × × × ××××
  40. 40. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED40 support your discovery MSS Bioinformatics PleSSision検査による ドライバー遺伝子変異の解釈 (Pathologists edited, Mitsubishi Space Software supervised clinical sequence system for personalized medicine) データ解析 アノテーション キュレーション 治療検索
  41. 41. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED41 PleSSision検査のスペック • Amplicon-Seq法によるパネルシーケンス+独自の解析パイプライン 大分類 小分類 仕様 基本仕様 遺伝子数 160遺伝子 ターゲットサイズ 744,835 bp Somatic Call方法 Normal/Tumorペア解析 CNV解析 160中147遺伝子 融合遺伝子 なし TMB関連 MMR遺伝子変異 5遺伝子 TMB計測 Mb当たりの変異数 MSI計測 対応 HRD関連 HRD遺伝子変異 8遺伝子 CNB計測(プローブ遺伝子数) 対応(133) ドライバー遺伝子 COSMIC Census(tier1) 152遺伝子 COSMIC Census(tier2) 2遺伝子 遺伝性腫瘍 ACMG IF gene 21遺伝子 ACMG IF gene(腫瘍関連) 21遺伝子 その他 がん細胞含有率 予測可能
  42. 42. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED42 エキスパートパネルに至るワークフロー DNA抽出 マクロダイセクション QC(収量/QC-score/Amplifiable) 断片化/パネル ライブラリ作製 シーケンシング(MiSeq) データ解析/レポート生成 キュレーション エキスパートパネル 病理画像作成/登録 サンプルシート作成 (臨床情報入力) サンプルシート作成 (病理情報入力) サンプルシート作成 (残された標準治療) 免疫染色 再判定 NG NG 再解析 検体配送 【運送屋】 【衛生検査所】 【シーケンスセンター】 【MSS/インフォマティクス】 【病理外注会社】 【依頼元病院】 【中核拠点病院】
  43. 43. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED43 アウトプットレポートの構成図①+②+③ ①解析報告書 検査に関するすべての情報が記載さ れている ただし、検体不良に起因するエラーは そのままレポートされている スコア(知識データベース参照) ドライバー候補、修正されたTMB 含有率で補正されたCN値、etc 候補薬剤リスト 国内治験リスト ②キュレーションシート ③カンファレンスシートの雛形 スコア(PLS:PleSSision Score)に基づきド ライバー候補とVUSのみ記載される。 Benignおよび検体不良に起因するエラー は除去される 臨床経過を追加して、カンファレンスに必 要な情報をまとめたシート。 ゲノムに関しては、ドライバー候補のみ記 載(ActionableとDruggable) この部分に関しては エキパネ時に医師が記入 キュレーションシートの 内容をここに凝縮
  44. 44. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED44 プラチナ製剤 PleSSision検査で知り得る事項 ADC Antibody Drug Conjugation 免疫 ICB, 免疫療法 増殖シグナル (分子標的薬) 合成致死 PARP inh. 細胞周期 CDK4/6 inh. 殺細胞性 抗がん剤 TKI ミスマッチ修復 PD-1,CTLA-4 × × × × × × Neoantigenの生成 Her2, EGFR… AKT,PIK3CA,TP53… BRCA1/2,PALB2… MLH1,MSH2,MSH6… 【ドライバー変異の同定】 Oncogene活性化 Suppressor geneダブルヒット Fusion gene 受容体遺伝子 の増幅 CDK4遺伝子の 増幅 HRD遺伝子の ダブルヒット 受容体遺伝子 の存在確認 MMR遺伝子の ダブルヒット Hypermutated PD-L1過剰発現 HRDの発生
  45. 45. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED45 検出された変異がドライバー候補かどうか? • CIViC – https://civic.genome.wustl.edu/ – DL可能、CCライセンス • OncoKB – http://oncokb.org/ – DL可能、CCライセンス(非営利) • JAX-CKB – https://ckb.jax.org/ – DL不可、CCライセンス(営利有償ライセンス) • CANCER GENOME INTERPRETER – https://www.cancergenomeinterpreter.org/ – DL可能、CCライセンス • Mutation – e.g., ERBB2 G309E • Oncogenic – Yes/No • Effect – Gain of function /Loss of function • Cancer type • Drug • Evidence Level • Citation – PMID 遺伝性疾患については、ClinVar, HGMD, DisGeNET等も参考になる。
  46. 46. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED46 コンピュータによる変異ダメージ予測(dbNSFP) • データベースに無いVUSの評価を支援する 変異ダメージ予測ソフトウェア結果の集合をシグナル表示 dbNSFP Signature dbNSFP は、https://sites.google.com/site/jpopgen/dbNSFP BRCA2 p.G2748D ClinVar Pathogenic BRCA2 p.N991D ClinVar Benign アリル頻度が低いまたは無登録 かつ 半数以上の手法でダメージ有と予測 Common SNP または ほとんどの手法でダメージ無しと予測
  47. 47. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED47 dbNSFP Signature converting rule Converted Color MetaLR_rankscore 0 0.5 1 MetaSVM_rankscore 0 0.5 1 phyloP20way_mammalian_rankscore 0 0.5 1 phyloP100way_vertebrate_rankscore 0 0.5 1 integrated_fitCons_score_rankscore 0 0.5 1 GenoCanyon_score_rankscore 0 0.5 1 Eigen-PC-raw_rankscore 0 0.5 1 GERP++_RS_rankscore 0 0.5 1 SIFT_converted_rankscore 0 0.5 1 PROVEAN_converted_rankscore 0 0.5 1 fathmm-MKL_coding_rankscore 0 0.5 1 FATHMM_converted_rankscore 0 0.5 1 MutationAssessor_rankscore 0 0.5 1 MutationTaster_converted_rankscore 0 0.5 1 benign likely damaging damaging Excepted mutation (dbNSFP supports only nonsynonymous mutation) dbNSFP signature was converted from dbNSFP 3.4c. CITATION: 1. Liu X, Jian X, and Boerwinkle E. 2011. dbNSFP: a lightweight database of human non-synonymous SNPs and their functional predictions. Human Mutation. 32:894-899. 2. Liu X, Wu C, Li C and Boerwinkle E. 2016. dbNSFP v3.0: A One-Stop Database of Functional Predictions and Annotations for Human Non-synonymous and Splice Site SNVs. Human Mutation. 37:235-241. 3. Dong C, Wei P, Jian X, Gibbs R, Boerwinkle E, Wang K* and Liu X*. (2015) Comparison and integration of deleteriousness prediction methods for nonsynonymous SNVs in whole exome sequencing studies. Human Molecular Genetics 24(8):2125-2137. *corresponding authors
  48. 48. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED48 ClinVar Pathogenic変異の検出例 ←dbNSFP評価も「赤」が多い
  49. 49. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED49 support your discovery MSS Bioinformatics 変異のスコアリング PleSSision Score および エキスパートパネル データ解析 アノテーション キュレーション 治療検索
  50. 50. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED50 エキスパートパネルに至るタイムライン 月 火 水 木 金 土 日 月 火 水 木 金 土 日 月 火 水 木 金 土 日 月 火 水 木 金 土 日 グループ1 病院 ▲発送 衛生検査所 ▲検体着〆日 シーケンス ▲DNA入着〆日 センター ▲シーケンスデータ送信 MSS ▲受信→データ解析(MSS〆日) ▲キュレーション ▲開催案内 ▲エキスパートパネル(17時~) グループ2 病院 ▲発送 衛生検査所 ▲検体着〆日 シーケンス ▲DNA入着〆日 センター ▲シーケンスデータ送信 MSS ▲受信→データ解析(MSS〆日) ▲キュレーション ▲開催案内 ▲エキスパートパネル(17時~) 第四週 グループ 施設 【QCライブラリ調製シーケンシング】 【DNA抽出】 【QCライブラリ調製シーケンシング】 【DNA抽出】 第一週 第二週 第三週 ▲エキスパートパネル(16時~) ▲エキスパートパネル(16時~) サンプルシート サンプルシート
  51. 51. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED51 ドライバー変異の評価(PleSSision Score) がん遺伝子 がん抑制遺伝子 OG TSG 機能 増殖を促進(アクセル) 増殖を抑制(ブレーキ)、 恒常性維持(メンテナンス) がんでの異常 活性化 不活化 変異の結果 機能獲得 機能喪失 対立遺伝子の変異 片側 両側 必要な変異数 1回 2回 細胞がん化に 優性 劣性 変異の分子機構 点突然変異、 遺伝子増幅 遺伝子再構成 (miRNA) ミスセンス変異、 フレームシフト変異、 スプライシング変異 遺伝子欠失 染色体欠損 (遺伝子上流変異) (染色体不分離) (遺伝子交換) (体細胞組み換え) (プロモーターメチル化) (miRNAによる抑制) 項目 非常に弱い Tolerant 弱い Weak 強い Strong 非常に強い Very Strong ≧4321 治療薬を推奨できるドライバー他に選択肢が無い場合 治療薬を推奨できるドライバー ドライバーとして採用できない 検出変異キュレーション (バイオインフォマティシャン) 【表 ドライバー変異の特徴】 → ナリッジベース(CIViC,COSMIC,etc)+予測ツール → CN値+アリル頻度+SNV VAFのインバランス + TMB(Tumor Mutation Burden)評価ツール MSI(Microsatellite Instability)評価ツール Tumor Contentの病理との整合性確認 コンタミネーションのチェック + 診療ガイダンス1.0 エビデンスレベル +
  52. 52. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED52 免疫チェックポイント阻害剤が奏効する閾値の考え方 Mark Y. et al. NEJM 377;25 (Dec 2017) 15 mut/Mb
  53. 53. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED53 遺伝子パネル検査に基づくがん診療ガイダンス(1.0版) 2017年10月11日(第1.0版) 治療効果 エビデンスレベル分類 エビデンスレベルに基づく対応例 1A 当該がん種においてコンパニオン診断薬として薬事承認 された遺伝子異常 コンパニオン診断の結果もふまえ承認された治療薬の使用 を考慮 1B 当該がん種においてコンパニオン診断薬としてFDAで承認 された遺伝子異常 十分な科学的根拠があり、治験・先進医療・適応外使用等 の評価療養や患者申出療養等の保険外併用療養費制度の利 用を考慮する 当該がん腫においてバイオマーカーによる患者選択を行う 前向き臨床試験もしくはメタ解析データにより臨床的有用性が得 られている遺伝子異常 2A 当該がん種において、前向き臨床試験のサブグループ解析により 臨床試験有用性を示す結果が得られている遺伝子異常 科学的根拠があり、治験・先進医療・適応外使用等の評価 療養や患者申出療養等の保険外併用療養費制度の利用を考 慮する 2B 異なるがん種において薬事承認されている、もしくは臨床的有用 性を示す結果が得られている遺伝子異常 科学的根拠があり、治験・先進医療・適応外使用等の評価 療養や患者申出療養等の保険外併用療養費制度の利用を考 慮する 3A 科学的知見に基づく症例報告等により臨床的有用性との関連が報 告されている遺伝子異常 ヒトへの投与の報告があることを踏まえ、患者の治験等の 状況を踏まえて、エキスパートパネルでの議論を経て結果 返却。科学的根拠は十分ではないが、治験・先進医療等の 考慮をしてもよい 3B In vitro及びin vivoでの薬力学的評価により治療効果との 関連が報告されている遺伝子異常 一定の科学的根拠があるが、ヒトへの投与がないことから、 原則結果を返却しないが、近い将来エビデンスレベルが上 がることが見込まれる 4 がんに関与することが知られている遺伝子異常 現時点で治療選択に関する科学的根拠はないが将来のため に情報の蓄積を行う
  54. 54. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED54 PleSSision ScoreとPleSSision Criteriaのマトリックスで 治療推奨レベル決定 当該治療を 強く推奨 Target Strength(PleSSision Score) (1つの検査で検出された複数のドライバー候補のどれを選ぶか?) 当該治療を 推奨 他に選択肢が無い場合に推奨 治療薬は推奨しない 1A 1B 2A 2B 3A 3B 4 がん診療ガイダンス (1.0版) 2017年10月11日 治療エビデンスレベル→ 直接治療薬には結びつかな いが、予後マーカーなどに活 用できる領域 1 2 3 ≧4 Very StrongStrongWeakTolerant
  55. 55. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED55 エキスパートパネルに必要な臨床情報 • キュレーションおよびエキスパートパネル時に参照すべき情報 – 過去の奏効例(たとえばプラチナ感受性あり) – 既知の遺伝子検査結果 – その他、以下の例を参照 【臨床経過】 201X年3月 健康診断で指摘 201X年7月 NAC(○○○)施行、判定はPR 201X+1年12月 乳癌手術 香枦園大学病院にて 201X+1年12月 Adj ゼローダ半年 201X+2年12月 肝転移を指摘(生検施行) → PTx + Bev 予定 未施行の保険承認内治療: AC, EC, GEM, S-1, VNB, CBDCA, エリブリン, Capecitabine 【家族歴】母:乳癌、叔母(母方):乳癌、叔母(母方):卵巣癌 【喫煙歴】あり BI=2000 【既往歴(悪性腫瘍)】なし 【Germline情報開示希望】有り 年齢:42歳 性別:女性 紹介元医療機関:尼崎大学病院 乳腺外科 塚口先生 検査申込医療機関:尼崎大学病院 臨床診断名:乳癌 病理診断名:Ductal carcinoma ステージ:4 既知の遺伝子異常:ER:- PR:- HER2:- BRCA1/2:陰性 現病変:肝臓 ECOG PS: 0 検体:201x+2年12月 肝転移生検 がん細胞含有率:80%(病理)
  56. 56. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED56 エビデンス解釈上の問題 がん遺伝子Somatic変異の分布 乳がん 大腸がん 肺がん X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 遺伝子 PIK3CA BRCA1/2 ERBB2 AKT1 BRAF CDK4 EGFR ALK … ドライバー遺伝子対応治療薬 → mTOR阻害薬 → PARP阻害薬、プラチナ系 → Her2阻害薬 → AKT阻害薬 → BRAF阻害薬 → CDK阻害薬 → EGFR阻害薬 → ALK阻害薬 … 乳がん 標準治療 大腸がん 標準治療 肺がん 標準治療 HER2陽性 →Her2阻害薬 ・・・ EGFR変異陽性 →EGFR阻害薬 ALK転座陽性 →ALK阻害薬 ・・・ KRAS陰性 →EGFR阻害薬 ・・・ 現時点で構築されているエビデンス(アンブレラ型) ゲノム医療で得 られる推奨治療 (バスケット型) 三学会合同 ガイダンス 【ポイント】 異なるがん種で 有効性が期待で きるかどうか。 基本的にはがん種横断的にエビデンスを 流用するが、一部変異は特定のがん種 で治療抵抗性を示す場合があるので要 注意(例 ERBB2 G778_P780dup)
  57. 57. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED57 原発巣と転移巣の比較 Primary Metastatic Primary Metastatic Primary Metastatic Primary Metastatic 左卵巣 腹腔内播種 子宮頸部 肺 前立腺 肝臓 十二指腸 肝臓 4.0 1.3 17.5 17.5 2.7 4.0 4.0 10.7 9.0 10.5 32.6 28.2 9.4 9.8 22.8 21.0 MMR MLH1 3 2 BRCA2 3 3 ATM 1 .5 1 .5 TP53 3 2 3 2 .5 2 .5 MED12 2 2 ASXL1 0 .5 FBXW7 2 2 SPOP 1 .5 1 .5 APC 1 .5 1 .5 PBRM1 2 STK11 2 FLT3 1 .5 1 .5 AKT1 3 3 AKT2 3 3 IL7R 1 .5 1 MET 1 .5 MTOR 1 .5 Site HRD TSG TMB(SNV/Mb) MSI TMB/MSIは転移巣の方が高い傾向がある ドライバー変異は、保存されている
  58. 58. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED58 support your discovery MSS Bioinformatics新エビデンスレベル分類改定案(2019年10月現在) 基準 日本三学会 米国三学会 造血器腫瘍 改定案原案 当該がん種、国内承認薬がある遺伝子異常 1A A A 当該がん種、FDA承認薬がある遺伝子異常 1B A A A 当該がん種、ガイドライン記載されている 1B A A A 当該がん種、統計的信憑性の高い臨床試験・メタ解析と 専門家間のコンセンサスがある 2A B B B 異なるがん種、国内またはFDA承認薬あり 2B C C C 異なるがん種、統計的信憑性の高い臨床試験・メタ解析 と専門家間のコンセンサスがある C (がん種に関わらず)規模の小さい臨床試験で有用性が 示されている C D C 臨床試験の選択基準に使用されている C C - (がん種に関わらず)症例報告で有用性が示されている 3A D D 前臨床試験(in vitroやin vivo)で薬剤の治療効果との 関連が報告されている 3B D D E がんに関与することが知られている 4 F 薬剤耐性変異 R 【治療効果に関するエビデンスレベル分類(エビデンスレベル)】 【薬剤への到達性の指標(アクセシビリティ)】 1 当該疾患で国内承認薬あり 2 当該疾患で国内臨床試験あり 3 他疾患で国内承認薬あり(適応外) 4 当該疾患で海外臨床試験あり 5 FDA承認(疾患問わず) 6 上記以外 ・具体例 乳がんにおけるBRCA変異 A-1 大腸がんにおけるERBB2増幅 B-2 膵がんにおけるBRCA変異 C-3
  59. 59. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED59 エキパネまでに準備すべきデータ • 治療エビデンスの例 – CTBまでにMSSが準備 • カンファレンスシートの例 – CTBで完成 ■同一癌腫 【治療エビデンス】 【カンファレンスシート】 ■他癌腫 ■薬剤耐性 resistance no benefit
  60. 60. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED60 エキスパートパネルで論議すべき内容 • 検体とデータ品質に関する問題 • 変異の生物学的意義づけ(がん化能など形質獲得への寄与) – Two hitセオリー、heterogeneityなども考慮した意義付け • 変異と患者個人の臨床情報に基づく理想的な推奨治療と優先度 • 国内の事情(薬剤への到達可能性)も加味した推奨治療と優先度 • 予後に関するエビデンスの解釈 • 生殖細胞系列の遺伝子異常の意義付けと対応策
  61. 61. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED61 当日のエキスパートパネル開催風景(Web会議) システムから出力されるテ ンプレートではここは空欄 エキスパートパネルで担当 医が決定する。
  62. 62. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED62 症例番号:099005984500(NCCOP) 【キュレーション結果のまとめ】  Actionable遺伝子異常 CTNNB1 S45F(PLS=3), PTEN R130*(PLS=2/3), ARID2 p.E1247*(PLS=2/3), CDK4 amp(PLS=3), MDM2 amp(PLS=3)  Druggable遺伝子異常 CTNNB1 S45F, PTEN R130*, CDK4 amp, MDM2 amp  Germline Variants なし 【遺伝子プロファイルに基づく推奨治療】 年齢:68歳 性別:男性 中核拠点病院:尼崎大学病院 検査申込医療機関:三菱スペース病院 担当医:三菱 太郎 登録日:2019/9/17 PS: 0 臨床経過: 2015/1/26 手術(腎臓) 2016/7/7-2016/11/25 術後補助療法 CDDP : 最良総合効果PR 本人希望により中止、有害事象あり 2017/1/11-2017/4/30 術後補助療法 キイトルーダ治療:最良総合効果PD 無効中止 2018/5/18- 術後補助療法 CDDP : 最良総合効果PR 継続中 【家族歴】なし 【重複がん】なし 【多発がん】なし 【喫煙歴】あり 【アルコール多飲】なし 【既往歴(悪性腫瘍)】なし 【Germline情報開示希望】有り 【提供された情報・ゲノムデータ等の第三者提供への同意】あり がん種区分:腎 転移部位:リンパ系 既知の遺伝子異常: 1. Imatinib or Palbociclib(患者申出療養制度) ⇒CTNNB1 S45F, CDK4 amp 2. DS-3032bまたはAMG 232(治験待ち) ⇒MDM2 amp 3. CTLA4抗体 + PD-1/PD-L1抗体(自費診療) ⇒ TMB high エキスパートパネル実施日:2019年10月30日 病理診断名:腎細胞がん 検体種別:FFPE 検体採取日:2015/1/26(手術) 検体採取部位:原発巣 採取部位:腎孟 がん細胞含有率:60% 1. CTLA4抗体 + PD-1/PD-L1抗体 C-3 ⇒ TMB high 2. Imatinib C-3 ⇒ CTNNB1 S45F 3. Palbociclib C-3 4. DS-3032bまたはAMG 232 C-4 5. 否定的エビデンスあり CTNNB1 act mut ⇒ ICI decreased response CDK4amp/MDM2 amp ⇒ ICI no benefit PTEN inact mut ⇒ 次のページ参照 【総合的判断に基づく推奨治療】
  63. 63. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED63 support your discovery MSS Bioinformatics免疫チェックポイント阻害薬の ゲノムバイオマーカー 文献 遺伝子異常 効果 NCCオンコパネル (114遺伝子) FoundationOne CDx ( 324遺伝子) PleSSision (160遺伝子) 099005984500 1 ARID1A Positive ○ ○ ○ - 2 ARID2 Positive ○ × ○ ARID2 p.E1247*(PLS=2.5) 3 PBRM1 Positive ○ ○ ○ - 4 ADAR1 Positive × × × - 5 SERPINB3/4 Positive × × × - 6 PTPN2 Positive × × × - 7 JAK1/2 Negative ○ ○ ○ - 8 PTEN Negative ○ ○ ○ PTEN R130*(PLS=2.5) 9 STK11/LKB1 Negative ○ ○ ○ - 10 B2M Negative × × × - 11 APLNR Negative × × × - 55% 50% 55%
  64. 64. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED64 support your discovery MSS Bioinformatics がんゲノム医療の現状
  65. 65. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED65 PleSSision-DB がんゲノムDBの蓄積 0 100 200 300 400 500 600 700 800 2018年11月時点:718症例(キュレーション済み、約半数エキスパートパネル済み) PleSSision/PleSSision-Rapid合計
  66. 66. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED66 PleSSision検査 症例数 Pancreas, 50 Colorectal, 36 Breast, 30 Endometrial, 28Ovary, 27 NSCLC, 26 Cervix, 16 Stomach, 14 Esophagus, 12 Peritoneal, 11 Biliary, 10 Prostate, 9 Unknown Primary, 7 Others, 43 大腸, 34 膵, 29 乳腺, 20 肺, 15卵巣, 14 胃, 13 子宮, 12 胆道, 11 食道, 8 泌尿器, 8 頭頸部, 6 肝, 4 その他, 27 第一期 N=161 2016/4/1~2017/4/20 第二期PleSSision N=312 2017/7/4~2018/11/7
  67. 67. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED67 実際に治療につながる患者、薬剤の効果は? • Genotype Matched Treatmentの効果 日経バイテクオンライン 2019年10月28日の記事をベースに谷嶋がまとめたもの 0 50 100 150 200 250 300 350 解析数 検出 アクショナブル 治療 がんゲノム医療の実施例 TOP-GEAR3 PleSSision TOP-GEAR 乳がんのみ24症例 PleSSision 奏効割合 (PR+CR) 38% 38% 病態制御率 (CR+PR+SD) 未発表 73% 実際に治療した結果(ベストレスポンス) 83% 92% 59% 59% 13% 13% 標準治療不応の患者層としては良好な効果
  68. 68. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED68 1A ●●●●● 1B ■ ●● 2A ■× 2B ■ 3A × 3B ●××× 4 なし × ■ 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 凡例:●:PR、■SD、×:PD 赤字はKRAS陽性症例 遺伝子パネル検査に基づくがん診療ガイダンス1.0版 (がん種問わずベストのレベル) PleSSision Score ゲノム医療 奏効域 (約3割) 薬剤推奨領域 (59%) 適応拡大 新薬開発 ドライバー遺伝子変異不明 従来型治療の改良 ドライバー遺伝子変異不明 新規コンセプト治療法の開発 有効な薬剤有 推奨できる薬剤無し 検出されたドライバー遺伝子変異のスコア (がんの発症・増殖に関わる因子) 明確なドライバー有明確なドライバー無 ドライバー変異とGenotype-matched Therapy結果から得られた患者層別化マップ 奏効率 CR/PR 70%以上 スコアによりがん種横断的な患者の層別化
  69. 69. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED69 support your discovery MSS Bioinformatics 今後の展開
  70. 70. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED70 がんゲノム医療の問題点 • 標準治療終了後の適応では治療までの到達率が低い 再発後化学療法 ↓ 不応 転移巣増大 PS※ 急速に悪化 (0/1→2/3/4) 悪液質 がんゲノム検査 治 験 エ ン ト リ 条 件 か ら の 逸 脱 自 費 診 療 病 院 探 し 費 用 の 確 保 倫 理 審 査 待 ち 個 人 輸 入 治 療 開 始 死亡を含む 治療不応状態 1ヵ月程度 1ヵ月程度 1ヵ月程度 患者さん の変化 ※; ECOG PS(Performance Status) 治療を待たずに状態が急速に悪化、治療に至らず 再発後化学療法→不応までの治療はゲノムで最適化されない こ こ ま で 到 達 で き る の は 1 5 . 5 %59%の人に薬剤を推奨できている
  71. 71. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED71 低コストスクリーニング検査 PleSSision Rapid を実現 【実績データによる改良】 ・薄読みによるコストダウン ・がん検体だけによるコストダウン ・レポート完全自動化によるコストダウン PleSSisio検査実績(約1000件) 3万円 /症例 慶應大学病院で臨床研究として実証中 【PleSSision Rapid中間評価】 約4割の患者さんに、奏効 期待値7割の分子標的薬を 推奨できている 現時点で全新患(100万人)に適応したとして総額300億円→単価1万円程度までコストダウン可能 →近い将来総額100億円の検査コストで全国民を対象とするゲノム医療体制が完成する。
  72. 72. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED72 難治性がん(膵がんの場合)は9割以上「治療なし」 KRAS 陽性 KRAS陰性 5% 95% ・融合遺伝子 ALK, RET, ROS1, FGFR, NTRK,… ・ドライバー変異 EGFR Amp, BRAF V600E,… ・ゲノム不安定性 HRD(Homologous Recombination Deficiency) ・免疫チェックポイント阻害薬 Hypermutated、免疫応答性の評価 ・Combination Treatment がん増殖パスウェイ全体の把握 5%の領域において様々なターゲットが見つかる 95%の領域においては、現在のパネル検査では 有効なターゲットは見つからない (ターゲット陽性率は数%) 膵がんで見られるゲノム変異 (ゲノム検査結果) ゲノム検査から 期待できる治療ターゲット 有効な治療法が見つ かるのは10%以下 (全患者は59%) 9割以上の症例は 「治療法無し」 よりターゲット対応種別が多い、高度化したゲノム検査 (エクソーム検査)の導入が望まれる
  73. 73. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED73 高度ゲノム検査PleSSision Exome紹介 Oncogene、Fusiongene Tumor Suppressor Gene がん増殖のパスウェイ亢進 ゲノム不安定性 がん免疫低下 TMB(質と量)、Indel、HLA、ADCC 免疫遺伝子、腫瘍免疫抵抗性 DDR遺伝子の失活 (BER、MMR、NER、TLS、NHEJ、HR) 遺伝子変異、構造変異 免疫遺伝子変異、neoantigen がん増殖の低下 がん細胞死 がん免疫の復活 PARP阻害薬、放射線療法、 プラチナ製剤 免疫チェックポイント阻害剤 分子標的薬 従来のパネルは「マルチプレックスコンパニオン」という観点 ゲノムの全貌を見ることで以下が見えてくる (脱コンパニオン) 明確な ドライバー変異 がない症例の 治療効果が 期待できる PleSSision Exomeは2019年3月11日に慶應大学病医院でスタート 一次的な縮小効果
  74. 74. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED74 筑波データセンター立ち上げ(2019年10月) 集荷、DNA抽出 RBI ロボット化 連続自動処理 iLAC NovaSeqよる 超高速シーケンス MSS 筑波データセンター 筑波大学プレシジョン・メディスン開発センター(PMC) iLAC衛生検査所 PFPE・末梢血DNA DNA シーケンス ライブラリ シーケンス データ 解析報告書 ご参加施設 エキスパートパネル 推奨治療 ■特徴 ・ゲノム解析専用 DRAGEN/FPGA x2台 ・解析計算ノード R730 x 5台 ・ストレージ 並列高速DDN GS7000
  75. 75. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED75 超高速ゲノム専用プロセッサ DRAGEN
  76. 76. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED76 通常システムとの比較(24core/256GB x4 node) SampleA-dragen SampleA SampleB-dragen SampleB SampleC-dragen SampleC VariantCall 657 21420 685 19320 636 18720 CreateAnalysisRdyBAM 883 516780 887 637740 810 559680 QC+Mapping 298 84420 282 50460 271 42180 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 実行時間(秒) パイプライン実行時間比較(dragen vs PleSSisionExome) SampleA SampleB SampleC 7d4h57m 8d4h32m 7d4h23m 30m38s 30m54s 28m37s 3 3 9 倍 3 8 2 倍 3 6 1 倍
  77. 77. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED77 処理・判断の自動化(AIの活用) • がんゲノム変異、推奨治療の知識ベース構築 ⇒ これはもはやオールドファッション • Molecular Cancer Board, Clinical Board, Expert Panelで得られた暗黙知を 形式知とした知識ベースの構築 – 複数の治療エビデンス、否定的エビデンスからどのように推奨治療が決定されたか – 推奨治療から実際に行われた治療のギャップはなぜ発生したか – そもそも、薬剤推奨されて実際に治療されなかった理由はなにか – 適用外使用などの条件、治療場所をどのように決めるか – ・・・ • その症例、医療機関に依存して発生する問題解決を支援するシステムが 望まれる
  78. 78. COPYRIGHT 2019, MITSUBISHI SPACE SOFTWARE CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED78 おわり ご清聴ありがとうございました。 ご質問、コメントをお願いいたします。

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