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2018/09/10

MassARRAY Systemアプリケーション紹介 オンコロジー・リキッドバイオプシー研究

  • タンパク・核酸発現解析
  • がん関連遺伝子検出

このページでは、がん腫瘍検体・リキッドバイオプシーの遺伝子解析に関連したMassARRAY®Systemのアプリケーションについてご紹介します。

がん検体の解析における検出感度の重要性

がんバイオマーカーとして知られる遺伝子変異を迅速に同定することは、適切な治療法の選択や、薬剤耐性変異のモニタリングに有用です。このような臨床的に意味のある遺伝子変異(アクショナブル変異、actionable mutation)を検出するためには、解析ツールの検出感度や検体のクオリティーが極めて重要です。

変異検出の壁となる検出感度と検体クオリティー

一般的に腫瘍検体は微量しか得られず、また、腫瘍組織を構成するがん細胞は不均一です。そのため、解析に用いることのできるDNA量が少ない上に、ターゲットとなる遺伝子変異の割合もとても小さくなります。さらに、検体そのもののクオリティーが低い場合には、変異の検出がさらに難しくなります。実際に、固形腫瘍の臨床検体の20%において、量やクオリティーの問題のために遺伝子変異を検出できないという結果が報告されています1, 2。このような場合は、診断が遅れるとともに、再度生検を得る必要が生じてしまいます。

リキッドバイオプシー

リキッドバイオプシーとは、血液などの体液サンプルを使って診断や治療効果の予測を行う技術を指します。がん細胞から血中に放出されたDNAの解析を通じて、アクショナブル変異を同定することが可能です。患者の負担が小さいことに加え、がんのゲノム情報を踏まえた適切な治療につながる手法として広く研究開発が進められています。血中におけるがん由来DNAの量は極微量のため、リキッドバイオプシー研究においても検出感度は非常に重要な課題です。

希少サンプルの高感度検出に適したMassARRAY System

Agena Bioscience社MassARRAY Systemは、PCRと質量分析をベースとした技術により、シンプルかつ迅速にアクショナブル変異を同定することが可能です。がん検体やリキッドバイオプシーのような希少サンプルにおいても、高感度かつ高精度に変異を検出するアプリケーションを提供しています。

ホルマリン固定組織や穿刺吸引などのがん検体に由来するDNAを用いた解析に適した「iPLEX® HS」、リキッドバイオプシー解析に最適な「UltraSEEKTM」の2種類の高感度解析ツールにより、幅広い種類のがん検体における標的遺伝子変異のマルチプレックス解析が可能です。

MassARRAY Systemのワークフロー

1102_01_MassARRAY_System_Workflow_650px.jpg

 

サンプルの種類に合わせた2種類の高感度パネル

UltraSEEKパネル(リキッドバイオプシー向け超高感度パネル)

対立遺伝子頻度が0.1 - 2%の変異検出に適したパネルです。
わずか10 ngのリキッドバイオプシー由来のDNAから、標的とする遺伝子変異を同定します。
標的変異を持ったDNAの増幅過程でタグが付加され、磁気ビーズを用いて濃縮するプロセスを組み込むことにより超高感度を実現しています。

UltraSEEKによる変異同定の概要

1108_Fig2_UltraSEEK_Overview.jpg

 

iPLEX HSパネル(固形腫瘍向け高感度パネル)

対立遺伝子頻度が1 - 10%の変異検出に適したパネルです。 ホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)組織や穿刺吸引細胞診(FNA)、セルブロックなどの状態が悪く劣化が進んだサンプルからも、標的とする遺伝子変異の同定が可能です。

各パネルの検出限界(LOD)

1108_Fig3_Limit_Of_Detection.jpg

検査を独自に設計するためのAssay Design Suiteソフトウェアや、お客様のカスタムアッセイ開発をお手伝いするAssays by Agenaサービスもご利用いただけます。ご相談ください。

 

各がんパネルにおける遺伝子変異リスト

結腸がんパネル

Gene Coverage # of Variants - Colon Panel
UltraSEEK iPLEX HS
BRAF Codons 469 (exon 11), 594, 600 (exon 15) 5 3
EGFR Extracellular domain mutations in exon 12 10 2
KRAS Codons 12, 13 (exon 2), 59, 61 (exon 3),
117 and 146 (exon 4)
48 47
NRAS Codons 12, 13 (exon 2), 59, 61 (exon 3),
117 and 146 (exon 4)
40 30
PIK3CA Codons 542, 545 (exon 9) and 1047 (exon 20) 4 4
Total Variants 107 86

肺がんパネル

Gene Coverage # of Variants - Lung Panel
UltraSEEK iPLEX HS
BRAF Codons 469 (exon 11), 594, 600 (exon 15) 4 4
EGFR Exon 19 indels, exon 20 insertions and substitutions across exons 18, 19, 20 and 21 43 46
ERBB2 Exon 20 insertions 2 2
KRAS Codons 12, 13 (exon 2) and 61 (exon 3) 14 14
PIK3CA Codons 542, 545 (exon 9) and 1047 (exon 20) 4 4
Total Variants 67 70

関連文献

  1. R. Avula et al. Assessment of UltraSEEK Colon Cancer Panel for Detection of Low Frequency Somatic Mutations in Blood. Poster session presented at: Association of Molecular Pathology Annual Meeting; 2017 Nov 16-18; Salt Lake City, UT.
  2. R.T. Birse, D. Irwin. Reliable Detection of Low Abundance Somatic Mutations of EGFR, KRAS, BRAF, NRAS and PIK3CA in Metastatic Colorectal Adenocarcinomas Using iPLEX HS, a New Highly Sensitive Assay for MassARRAY. Poster session presented at Association of Molecular Pathology Annual Meeting; 2016 Nov 10-12; Charlotte, NC.

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