新しい薬物療法の導入とその最適化に関する研究

文献情報

• 文献番号: 201220025A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 新しい薬物療法の導入とその最適化に関する研究
• 課題番号: H22-3次がん-一般-026
• 研究年度: 平成24(2012)年度
• 研究代表者(所属機関): 田村 友秀(独立行政法人国立がん研究センター中央病院 呼吸器内科)

研究分担者(所属機関)

• 南　博信(神戸大学大学院医学系研究科)
• 小泉　史明(独立行政法人国立がん研究センター研究所)
• 桑野　信彦(九州大学大学院薬学研究院)
• 服部　明(京都大学大学院薬学研究科)
• 杉本　芳一(慶應義塾大学薬学部)
• 岡本　勇(近畿大学医学部)
• 野口　眞三郎(大阪大学大学院医学系研究科)
• 西尾　和人(近畿大学医学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 第３次対がん総合戦略研究
• 研究開始年度: 平成22(2010)年度
• 研究終了予定年度: 平成24(2012)年度
• 研究費: 43,847,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

分子標的治療薬を中心とした新しい薬物療法について、（１）臨床検体を用いた効果、毒性のバイオマーカーおよび規定因子の解析、（２）細胞株などを用いた基礎における薬剤感受性/耐性規定因子の解明により、治療の個別化・最適化を確立し、治療成績の飛躍的向上を狙う。

研究方法

本研究組織は、研究代表者の他、８名の分担研究者で構成する。基礎研究においては、施設の倫理規定等に従って、動物実験には適正飼育を行い、苦痛を最小限に抑えるよう配慮した。臨床研究においては、ヘルシンキ宣言、臨床研究およびヒトゲノム・遺伝子解析研究に関する倫理指針等に従い、IRB承認、被験者の同意を必須とし、個人情報を厳守した。

結果と考察

(1) 術前化学療法を実施したstage II-IIIの乳癌180例の化学療法前の生検組織のFOXP3、CD8、IL17F陽性リンパ球を定量した。FOXP3陽性乳癌およびCD8陽性乳癌は病理学的完全寛解（pCR）率が高率であった。多変量解析では、FOXP3とKi67の組み合わせが化学療法効果予測因子になることが示唆された。(2) EGFR-TKI耐性に関わるEGFRT790M変異を検出する高感度コロニーハイブリダイゼーション法（CH法）を構築し、臨床検体の測定は0.01% の感度で実施できた。マスアレイ法を用いた肺癌EML-ALK融合遺伝子の検出法を開発し、FFPE検体での検出を可能にした。(3) KRAS変異株とその変異を欠失させたKRAS変異欠失株において、セツキシマブの暴露はEGFR、MAPK、AKTのリン酸化に影響を与えず、Kras変異株においてFasL、Trailへの感受性が著明に低下していた。cetuximabとNK細胞により誘導されるアポトーシスは、抗Fas抗体処理により、著明に減少した。ADCCは、Fas-FasLを介したアポトーシス誘導が作用機序のひとつであり、KRAS変異はこれを抑制する可能性が示唆された。(4) エルロチニブ抵抗性肺癌細胞株H1650, PC9/GEF細胞は、エルロチニブ処理でサバイビン発現量が低下せず、サバイビン阻害剤YM155との併用により、アポトーシスを誘導できた。マウス実験系においても、YM155とエルロチニブの併用効果を認めた。(5) エルロチニブ耐性肺がん細胞において、活性型EGFR遺伝子コピー減少とともに、β1, α2およびβ5インテグリンの発現と活性化が耐性に関与していることを見いだした。(6) MKN45MET遺伝子増幅胃癌細胞からMET阻害薬に対する獲得耐性モデルを作成した。MET遺伝子のY1230H変異およびコピー数増加が耐性に関わり、阻害薬へのaddictionが認められた。(7) 新規Pim-1阻害薬T1は、Pim-1選択的で強い阻害作用をもち、FLT-ITDを発現するヒト急性骨髄性白血病細胞にin vitroおよびin vivoで有効性を示した。(8) 低酸素誘導因子(HIF）-1ヘテロ二量体化を標的とした新しい抗がん剤の評価・開発に向けて、二分子蛍光相補法を用いたHIF-1ヘテロ二量体化の評価系を構築した。

結論

本研究で得られた、分子標的薬の効果毒性など薬力学的作用のメカニズム、規定因子の解明は、治療効果の予測バイオマーカーとして有望であり、個別化治療への応用が期待される。また、耐性機構の解明や新たな標的分子の探索は、は治療効果増強、創薬に向け重要な知見といえる。

公開日・更新日

• 公開日: 2013-05-28
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201220025B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 新しい薬物療法の導入とその最適化に関する研究
• 課題番号: H22-3次がん-一般-026
• 研究年度: 平成24(2012)年度
• 研究代表者(所属機関): 田村 友秀(独立行政法人国立がん研究センター中央病院 呼吸器内科)

研究分担者(所属機関)

• 南　博信(神戸大学大学院医学系研究科)
• 小泉　史明(国立がん研究センター研究所)
• 桑野　信彦(九州大学大学院薬学研究院)
• 掛谷　秀昭(京都大学大学院薬学研究科)
• 服部　明(京都大学大学院薬学研究科)
• 杉本　芳一(慶應義塾大学薬学部)
• 岡本　勇(近畿大学医学部)
• 野口　眞三郎(大阪大学大学院医学系研究科)
• 西尾　和人(近畿大学医学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 第３次対がん総合戦略研究
• 研究開始年度: 平成22(2010)年度
• 研究終了予定年度: 平成24(2012)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

分子標的治療薬を中心とした新しい薬物療法について、（１）臨床検体を用いた効果、毒性のバイオマーカーおよび規定因子の解析、（２）細胞株などを用いた基礎における薬剤感受性/耐性規定因子の解明により、治療の個別化・最適化を確立し、治療成績の飛躍的向上を狙う。

研究方法

研究組織は、研究代表者の他、８名の分担研究者で構成される。基礎研究では、施設の倫理規定等に従い、動物実験には適正飼育を行い、苦痛を最小限とした。臨床研究では、臨床研究およびヒトゲノム・遺伝子解析研究に関する倫理指針に従い、IRB承認、被験者の同意、個人情報の遵守を必須とした。

結果と考察

（１）臨床検体を用いた効果、毒性の規定因子の解析　1)EGFRチロシンキナーゼ阻害剤による薬剤性肺障害について、疾患・対照症例のDNAを用いて、候補遺伝子解析を実施し、候補SNPを特定して特許申請を行った。機能解析として、当該SNPが、遺伝子発現に及ぼす影響を検討した。ABCB1遺伝子のCDS部分、プロモーター部分のdirect sequenceを実施した。2)血管内皮障害作用をもつパクリタキセルの効果予測バイオマーカーとして、circulating endothelial cell （CEC）の有用性が示唆されていた。Gemcitabineとの比較により、CECがパクリタキセルの効果予測マーカーとして有用であることを報告した。また、プラチナ製剤、パクリタキセル、ベバシズマブの併用において、CECが同様の変動を示すことを見出した。3)乳がんにおける遺伝子のメチル化と薬剤感受性の評価のため、従来法より高感度な血清中メチル化DNA検出法（one-step methylation-specific PCR assay（OS-MSP法））を開発し、評価を行った。乳がんの生検検体を用いた網羅的遺伝子発現解析、パスウェイ解析などから、術前化学療法の効果を予測する免疫関連遺伝子を抽出した。4)FGFR2遺伝子の増幅がみられる細胞株は、FGFR阻害剤の感受性が極めて高い。手術検体を用いた検討から、日本人胃癌の4.1％（11 / 267例）に当該遺伝子の増幅がみられ、予後不良であることを見出した。診断法として、qPCRベースのCopy number assay、またはFISH法のいずれにおいてもほぼ同様の結果が得られることを報告した。（２）細胞株などを用いた基礎における薬剤感受性/耐性規定因子の解明　5)KRAS遺伝子変異は抗EGFR抗体セツキシマブの直接効果を阻害するのみならず、Antibody-Dependent Cell-Mediated Cytotoxicity (ADCC)を抑制することよっても治療抵抗性を示すことを示した。KRAS変異がセツキシマブに抵抗性を示すことから、抗腫瘍効果におけるADCCの役割は否定的であったが、本研究によりADCCが抗腫瘍効果に一定の役割を果たしている可能性を示した。6)チロシンキナーゼ阻害剤であるゲフィチニブ、エルロチニブ、ソラフェニブは、ABCトランスポーターであるBCRP、pGPの基質となり、特にBCRPの阻害作用を強く持つことを示した。BCRPの発現により、耐性を示すCPT-11などの抗癌薬は、これらの薬との併用により、その耐性が解除されることを示した。またこの効果は、BCRPのSNPにより差があることを示した。7)新規Pim-1キナーゼ阻害剤から、誘導体展開を行い、Pim-1キナーゼに対するIC50が３nMの特異性の高いTPC-052を得た。FLT3の活性変異体であるFLT3 internal tendem duplication（FLT3/ITD）をもつ急性骨髄性白血病では、その下流のPim-1が活性化しており、TPC-052が特異的な増殖抑制効果を発揮した。低酸素誘導因子－1（HIF－1）の活性化経路を遮断する化合物をスクリーニングするアッセイ系を確立した。低酸素条件下で低分子化合物のスクリーニングを行い、cytorienin A、verucopeptinなどのリード化合物を見出した。verucopeptinは、各種スペクトル解析と化学分解、および各種標品の合成研究から、絶対立体化学の決定に成功した。

結論

本研究で得られた、分子標的薬の効果毒性など薬力学的作用のメカニズム、規定因子の解明は、治療効果の予測バイオマーカーとして有望であり、個別化治療への応用が期待される。また、耐性機構の解明や新たな標的分子の探索は、は治療効果増強、創薬に向け重要な知見といえる。

公開日・更新日

• 公開日: 2013-05-28
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201220025C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 主な成果は以下のとおりである。（１）EGFR阻害剤による薬剤性肺障害に関連するSNPを特定、機能解析を行った。（２）血管新生阻害剤投与におけるCEC変動の意義を評価した。（３）乳癌検体を用いて、化学療法効果予測因子を解析した。（４）日本人胃癌の4.1％（11 / 267例）にFGFR2遺伝子増幅を見出した。（５）KRAS遺伝子変異はセツキシマブによるADCC抑制によっても治療抵抗性を示した。（６）HIF－1活性化経路遮断剤のスクリーニング系を確立した。
• 臨床的観点からの成果: 薬物療法では、効果や毒性に大きな個体差が存在し、有効例でもいずれ耐性を生じる。最大限の効果を得るには、薬物療法の最適化が不可欠である。本研究で得られた、分子標的薬の効果毒性など薬力学的作用のメカニズム、規定因子の解明は、治療効果のバイオマーカーとして有望であり、個別化治療への応用が期待される。また、耐性機構の解明や新たな標的分子の探索は、治療効果増強、創薬に向け重要な知見といえる。
• ガイドライン等の開発: なし
• その他行政的観点からの成果: 本研究によりもたらされる、効果・毒性のバイオマーカーの確立、これに基づく治療の最適化により、難治がんの治療成績の向上が期待される。難治がんの治療成績の向上は、国民福祉への大きな貢献であり、我が国のがん薬物療法の研究レベルの高さを世界に示すものである。
• その他のインパクト: 最大限の治療効果を得るためには、臨床検体を用いた効果毒性の規定因子の解析、基礎での感受性／耐性規定因子の解明に基づく、「治療の最適化・個別化」の構築が必須である。これには、本研究のような基礎研究者と臨床研究者が密接に連携した研究体制が必須であり、本研究の特徴といえる。

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 79件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 168件
• 学会発表(国際学会等): 68件
• その他成果(特許の出願): 0件
• その他成果(特許の取得): 2件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

特許

• 特許の名称: ソラフェニブの効果予測方法
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: 特開2012-249633 ; 発明者名: 西尾和人 他3名 ; 権利者名: 学校法人近畿大学 ; 出願年月日: 20120509 ; 取得年月日: 20121220 ; 国内外の別: 国内

• 特許の名称: EML4-ALK融合遺伝子の好感度検出方法
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: 特開2012-100628 ; 発明者名: 西尾和人 他5名 ; 権利者名: 学校法人近畿大学 ; 出願年月日: 20101112 ; 取得年月日: 20120531 ; 国内外の別: 国内

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Shibata, T., Kuwano, M., et al. ; Y-box binding protein-1 (YB-1) contributes to both HER2/ErbB2 expression and lapatinib sensitivity in human gastric cancer cells. ; Mol Cancer Therapeut. , 12 (5) , 737-746 (2013); 10.1158/1535-7163.MCT-12-1125
• 原著論文2: Matsumoto, K., Koizumi, F., Nishio, K., et al. ; FGFR2 gene amplification and clinicopathological features in gastric cancer.; Br J Cancer , 106 (4) , 727-732 (2012); 10.1038/bjc.2011.603
• 原著論文3: Kawanobe, T., Sugimoto, Y., et al.; Expression of human ABCB5 confers resistance to taxanes and anthracyclines.; Biochem Biophys Res Commun. , 418 (4) , 736-741 (2012); 10.1016/j.bbrc.2012.01.090
• 原著論文4: Oda, N., Noguchi, S., et al.; Intratumoral regulatory T cells as an independent predictive factor for pathological complete response to neoadjuvant paclitaxel followed by 5-FU/epirubicin/cyclophosphamide in breast cancer patients.; Br Cancer Res Treat. , 136 (1) , 107-116 (2012); 10.1007/s10549-012-2245-8
• 原著論文5: Fujita, N., Noguchi, S., et al.; Methylated DNA and Total DNA in Serum Detected by One-Step Methylation-Specific PCR Is Predictive of Poor Prognosis for Breast Cancer Patients.; Oncology , 83 (5) , 273-282 (2012); 10.1159/000342083
• 原著論文6: Sakai, K., Okamoto, I., Nishio, K., et al.; A novel mass spectrometry-based assay for diagnosis of EML4-ALK-positive non-small cell lung cancer.; J Thorac Oncol. , 7 (5) , 913-918 (2012); 10.1097/JTO.0b013e31824c7f7a
• 原著論文7: Furuta, K., Nishio, K., et al. ; Integrated analysis of whole genome exon array and array-comparative genomic hybridization in gastric and colorectal cancer cells.; Cancer Sci. , 103 (2) , 221-227 (2012); 10.1111/j.1349-7006.2011.02132.x
• 原著論文8: Nishio, M., Koizumi, F., Nishio, K., et al.; Serum heparan sulfate concentration is correlated with the failure of epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor treatment in patients with lung adenocarcinoma.; J Thorac Oncol. , 6 (11) , 1889-1894 (2011); 10.1097/JTO.0b013e3182286d41
• 原著論文9: Arao, T., Koizumi, F., Nishio, K., et al.; Acquired drug resistance to vascular endothelial growth factor receptor 2 tyrosine kinase inhibitor in human vascular endothelial cells.; Anticancer Res. , 31 (9) , 2787-2796 (2011)
• 原著論文10: Taguchi, F., Tamura, T., Koizumi, F., et al.; Efficacy of RAD001 (everolimus) against advanced gastric cancer with peritoneal dissemination.; Invest New Drugs , 29 (6) , 1198-1205 (2011); 10.1007/s10637-010-9464-9
• 原著論文11: Nishio, K., Tamura, T., Koizumi, F., et al. ; Sunitinib inhibits lymphatic endothelial cell functions and lymph node metastasis in a breast cancer model through inhibition of vascular endothelial growth factor receptor 3.; Breast Cancer Res. , 13 (3) , -66 (2011); 10.1186/bcr2903
• 原著論文12: Ohno, Y., Hattori, A., Kakeya, H., et al. ; Multiple NF-Y binding CCAAT boxes are essential for transcriptional regulation of the human C7orf24 gene, a novel tumor-associated gene.; FEBS J. , 278 (21) , 4088-4099 (2011); 10.1111/j.1742-4658.2011.08314.x
• 原著論文13: Naoi, Y., Noguchi, S., et al.; Development of 95-gene classifier as a powerful predictor of recurrences in node-negative and ER-positive breast cancer patients. ; Breast Cancer Res Treat. , 128 (3) , 633-641 (2011); 10.1007/s10549-010-1145-z
• 原著論文14: Naoi, Y., Noguchi, S., et al.; Prediction of pathologic complete response to sequential paclitaxel and 5-fluorouracil/epirubicin/cyclophosphamide therapy using a 70-gene classifier for breast cancers.; Cancer , 117 (16) , 3682-3690 (2011); 10.1002/cncr.25953
• 原著論文15: Makimura, C., Nishio, K., et al. ; Prospective study evaluating the plasma concentrations of twenty-six cytokines and response to morphine treatment in cancer patients.; Anticancer Res. , 31 (12) , 4561-4568 (2011)
• 原著論文16: Kataoka, Y., Minami, H., et al.; Association between gain-of-function-mutations in PIK3CA and resistance to HER2-targeted agents in HER2-amplified breast cancer cell lines.; Ann Oncol. , 21 (2) , 255-262 (2010); 10.1093/annonc/mdp304
• 原著論文17: Basaki, Y., Kuwano, M., et al.; Y-box protein-1(YB-1) promotes cell cycle progression through CDC6-dependent pathway in human cancer cells.; Eur J Cancer , 46 (5) , 954-965 (2010); 10.1016/j.ejca.2009.12.024
• 原著論文18: Kawahara, A., Kuwano, M., et al. ; Molecular diagnosis of activationg EGFR mutations in non-small cell lung cancer using mutation-specific antibodies for immunohistochemical analysis.; Clin Cancer Res. , 16 (12) , 3163-3170 (2010); 10.1158/1078-0432.CCR-09-3239
• 原著論文19: Yamamoto, C., Kuwano, M., et al. ; Loss of PTEN expression by blocking nuclear translocation of EGR1 in gefitinib-resistant lung cancer cells harboring EGFR activating mutation.; Cancer Res. , 70 (21) , 8715-8725 (2010); 10.1158/0008-5472.CAN-10-0043
• 原著論文20: Shigeta, J., Sugimoto, Y., et al.; BCRP/ABCG2 confers anticancer drug resistance without covalent dimerization.; Cancer Sci. , 101 (8) , 1813-1821 (2010); 10.1111/j.1349-7006.2010.01605.x

公開日・更新日

• 公開日: 2015-04-28
• 更新日: -

収支報告書

• 文献番号: 201220025Z