次世代シークエンス技術を基盤としたC 型肝炎ウイルス排除後における肝癌出現機序・病態変化の解明とバイオマーカーの開発
研究課題情報
- 課題管理番号
- 24fk0210104h0003
- 統合プロジェクト(二期)
疾患基礎研究プロジェクト<第二期>
- 事業名
肝炎等克服実用化研究事業
- タグ(2024)
研究開発目的: 診断に関する研究
研究の性格: 新規診断法・検査法・検査体制の開発、確立、検証等を目指す研究
研究モダリティ: 新規診断法
ICD-10大分類: 消化器系の疾患
対象疾患領域: 感染症 , がん , 難病
特記的事項: 研究倫理<ELSI/RRI等> , 病原体の研究 , AMR
補足確認: 診断 , 治療 , 予後・生活の質<QOL>
- タグ(2023)
研究開発目的: 診断に関する研究
研究の性格: 新規診断法・検査法・検査体制の開発、確立、検証等を目指す研究
研究モダリティ: 新規診断法
ICD-10大分類: 消化器系の疾患
対象疾患領域: 感染症 , がん , 難病
特記的事項: DX<SaMD、AI、ICTを含む> , 病原体の研究
補足確認: 診断 , 治療 , 予後・生活の質<QOL>
- タグ(2022)
研究の性格: 生命・病態解明等を目指す研究
開発フェーズ: 該当なし
承認上の分類: 薬機法分類非該当
対象疾患: その他
疾患領域: 難病 , がん , 感染症
開発目的: 診断 , 治療 , 生活の質<QOL>
- 代表研究機関
- 国立大学法人山梨大学
- 研究代表者
(2024) 榎本信幸, 国立大学法人山梨大学, 大学院総合研究部・特任教授
(2023) 榎本信幸, 国立大学法人山梨大学, 大学院総合研究部・特任教授
(2022) 榎本信幸, 国立大学法人山梨大学, 理事
- 研究期間
- 2022年度 - 2024年度
- 課題への総配分額
- 57,240 千円
- 研究概要(2024)
- C型肝炎に対するDAA治療では非常に高いHCV排除率が期待できる一方で、その治療後において超高度薬剤耐性の出現、HCV排除後の発癌抑止が不確実、治療後の線維化・門脈圧亢進症の非改善症例の存在、非代償性肝硬変の肝予備能改善の限界、心血管病変等の肝外イベント出現などの課題が完全には解決されていない。 次世代シークエンス技術を基盤として、宿主内HCV変異体の全貌と臨床像との関係を明らかとすることにより、病態形成機序を明らかにするとともに、臨床的には現行DAA治療後の課題におけるウイルス因子の役割を中心に解析し、DAA治療後の肝線維化進展・門脈圧の変化予測、発癌予測と制御法の開発へと展開してゆく。特に1分子ロングシークエンサーを用い、従来の点突然変異解析等に加え、申請者が新たに構築したHCVハプロタイピング解析を行うことにより、ウイルスゲノム構造の特徴を抽出し、DAA耐性、あるいはDAA後の肝発癌・線維化・門脈圧亢進症等との関連を明らかとしてゆく。
- 研究概要(2023)
- C型肝炎に対するDAA治療では非常に高いHCV排除率が期待できる一方で、その治療後において超高度薬剤耐性の出現、HCV排除後の発癌抑止が不確実、治療後の線維化・門脈圧亢進症の非改善症例の存在、非代償性肝硬変の肝予備能改善の限界、心血管病変等の肝外イベント出現などの課題が完全には解決されていない。次世代シークエンス技術を基盤として、宿主内HCV変異体の全貌と臨床像との関係を明らかとすることにより、病態形成機序を明らかにするとともに、臨床的には現行DAA治療後の課題におけるウイルス因子の役割を中心に解析し、DAA治療後の肝線維化進展・門脈圧の変化予測、発癌予測と制御法の開発へと展開してゆく。特に1分子ロングシークエンサーを用い、従来の点突然変異解析等に加え、申請者が新たに構築したHCVハプロタイピング解析を行うことにより、ウイルスゲノム構造の特徴を抽出し、DAA耐性、あるいはDAA後の肝発癌・線維化・門脈圧亢進症等との関連を明らかとしてゆく。
- 研究概要(2022)
- C型肝炎に対するDAA治療では非常に高いHCV排除率が期待できる一方で、その治療後において超高度薬剤耐性の出現、HCV排除後の発癌抑止が不確実、治療後の線維化・門脈圧亢進症の非改善症例の存在、非代償性肝硬変の肝予備能改善の限界、心血管病変等の肝外イベント出現などの課題が完全には解決されていない。 次世代シークエンス技術を基盤として、宿主内HCV変異体の全貌と臨床像との関係を明らかとすることにより、病態形成機序を明らかにするとともに、臨床的には現行DAA治療後の課題におけるウイルス因子の役割を中心に解析し、DAA治療後の肝線維化進展・門脈圧の変化予測、発癌予測と制御法の開発へと展開してゆく。
研究成果情報
2024
2023
2022
成果の概要
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(1) DAA治療後のウイルス残存・耐性化を規定するウイルス因子の解析と臨床応用
● HCV遺伝子の一分子シークエンスにより、高度耐性HCV NS5A-P32del あるいはP29del株はNS3阻害薬に対して高度耐性を獲得した株から出現することを明らかとした。
●高度耐性HCVgenotype1b型 NS5A-P32delに対するSOF/VEL+RBV治療における検討で、L31F,P32del,Q62Rの3重変異ではnon-SVRとなる可能性が高いことを示した。
● DAA治療後の肝予備能変化を高精度に予測するために、膨大な宿主遺伝子群から次元削減とHybrid法によって遺伝子数を圧縮、405遺伝子からなる肝予備能予測モデルを構築した。
(2) DAA治療後の発癌抑止、肝機能・線維化・門脈圧改善における治療前ウイルス因子の検討
●新たな線維化の指標としてELFスコアが肝線維化マーカーとして高い肝線維化診断能を有することを示した。
● HbA1cと肝疾患病態進展のリスクを検討、HbA1c7%未満では合併症発生リスクが低下することを示した。
● 肝癌治療のモニタリング・ツールとして血中hTERT変異検出システムの高感度化に成功した。
● 肝病態進展に伴ってHCV構造遺伝子欠失が高頻度に生じ、またリンクしてNS2、NS5A遺伝子に変異が集積してウイルス増殖を制御することを示した。
(3) DAA治療後の耐性化・病態進展・発癌における基礎的メカニズムの解明
● HCVはエクソゾームを介して星細胞に感染すること、HCV感染星細胞ではSVR後も線維化関連遺伝子の発現が持続することを示した。
● ICI治療反応性と関連するCell free DNAメチル化領域をメチル化の包括的解析により明らかにした。
● 肝組織における遺伝子発現解析を行い、肝発癌あるいはHCV感染に伴ってイノシトールリン酸代謝経路に関わる分子群に顕著な発現変動が認められることを示した。
● DAAs 高度耐性ウイルスのin vitro、臨床検体を用いた解析を行い薬剤耐性機構について検討した。
●DAA治療後の病態進展や、肝発がん等に関わるリスク因子としてγGTPの関与が強いこと、またγGTP高値に関連するSNPと血中GDF15との関連を明らかとした。
● SVR後肝癌の腫瘍部と周囲組織について、免疫担当細胞を中心に次世代シークエンス技術および多重蛍光免疫染色を用いて機械学習によって解析、腫瘍組織内のマクロファージ(TAM):樹状細胞(DC)、非腫瘍部(A)-境界部の CD4(+)制御性Tリンパ球(Treg):CD8(+)Tリンパ球の細胞間相互作用が予後に影響することを示した。
(4) DAA治療前後の病態形成に関連するバイオマーカーの解明 (全体研究)
● バイオマーカーとしてGDF15 やCXCL10がSVR後の肝発癌に関連することを明らかとした。
● HCV遺伝子の一分子シークエンスにより、高度耐性HCV NS5A-P32del あるいはP29del株はNS3阻害薬に対して高度耐性を獲得した株から出現することを明らかとした。
●高度耐性HCVgenotype1b型 NS5A-P32delに対するSOF/VEL+RBV治療における検討で、L31F,P32del,Q62Rの3重変異ではnon-SVRとなる可能性が高いことを示した。
● DAA治療後の肝予備能変化を高精度に予測するために、膨大な宿主遺伝子群から次元削減とHybrid法によって遺伝子数を圧縮、405遺伝子からなる肝予備能予測モデルを構築した。
(2) DAA治療後の発癌抑止、肝機能・線維化・門脈圧改善における治療前ウイルス因子の検討
●新たな線維化の指標としてELFスコアが肝線維化マーカーとして高い肝線維化診断能を有することを示した。
● HbA1cと肝疾患病態進展のリスクを検討、HbA1c7%未満では合併症発生リスクが低下することを示した。
● 肝癌治療のモニタリング・ツールとして血中hTERT変異検出システムの高感度化に成功した。
● 肝病態進展に伴ってHCV構造遺伝子欠失が高頻度に生じ、またリンクしてNS2、NS5A遺伝子に変異が集積してウイルス増殖を制御することを示した。
(3) DAA治療後の耐性化・病態進展・発癌における基礎的メカニズムの解明
● HCVはエクソゾームを介して星細胞に感染すること、HCV感染星細胞ではSVR後も線維化関連遺伝子の発現が持続することを示した。
● ICI治療反応性と関連するCell free DNAメチル化領域をメチル化の包括的解析により明らかにした。
● 肝組織における遺伝子発現解析を行い、肝発癌あるいはHCV感染に伴ってイノシトールリン酸代謝経路に関わる分子群に顕著な発現変動が認められることを示した。
● DAAs 高度耐性ウイルスのin vitro、臨床検体を用いた解析を行い薬剤耐性機構について検討した。
●DAA治療後の病態進展や、肝発がん等に関わるリスク因子としてγGTPの関与が強いこと、またγGTP高値に関連するSNPと血中GDF15との関連を明らかとした。
● SVR後肝癌の腫瘍部と周囲組織について、免疫担当細胞を中心に次世代シークエンス技術および多重蛍光免疫染色を用いて機械学習によって解析、腫瘍組織内のマクロファージ(TAM):樹状細胞(DC)、非腫瘍部(A)-境界部の CD4(+)制御性Tリンパ球(Treg):CD8(+)Tリンパ球の細胞間相互作用が予後に影響することを示した。
(4) DAA治療前後の病態形成に関連するバイオマーカーの解明 (全体研究)
● バイオマーカーとしてGDF15 やCXCL10がSVR後の肝発癌に関連することを明らかとした。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1. Yamauchi K, Maekawa S, Osawa L, Komiyama Y, Nakakuki N, Takada H, Muraoka M, Suzuki Y, Sato M, Takano S, Enomoto N. 2024. Single-molecule sequencing of the whole HCV genome revealed envelope deletions in decompensated cirrhosis associated with NS2 and NS5A mutations. J Gastroenterol 59:1021-1036.
2. Nakakuki N, Maekawa S, Takano S, Osawa L, Komiyama Y, Takada H, Muraoka M, Suzuki Y, Sato M, Enomoto N. 2024. TCR repertoire analysis during therapeutic interventions in liver diseases using next-generation sequencing. J Gastroenterol Hepatol in press.
3. Ma YH, Maekawa S, Takano S, Yamaguchi T, Ishida T, Takaoka S, Muraoka M, Komiyama Y, Takada H, Suzuki Y, Sato M, Fan J, Enomoto N. 2024. Elevated nuclear expression of ZHX1 correlates with poor prognosis in hepatocellular carcinoma (HCC): Comparison of nuclear
4. Suzuki Y, Maekawa S, Osawa L, Komiyama Y, Takada H, Muraoka M, Sato M, Takano S, Morisaka H, Onishi H, Enomoto N. 2025. Evaluation of weight loss and improvement of steatotic liver disease using magnetic resonance imaging in patients with metabolic dysfunction associated steatotic liver disease. Hepatology Research.
5. 佐藤 秀則, 芳賀 弘明, 宮野 佑樹, 村上 綾子, 上野 義之 高性能コンピューターを用いた肝疾患病態解析 肝胆膵(0389-4991)89巻2号 Page237-242(2024.08)
6. Tamaki N, Takaura K, Higuchi M, et al. Enhanced Liver Fibrosis Score for Diagnosing Liver Fibrosis in Chronic Hepatitis. Diagnostics (Basel) 2024;14.
7. Wakabayashi SI, Tamaki N, Kimura T, et al. Natural history of lean and non-lean metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease. J Gastroenterol 2024;59:494-503.
8. Tamaki N, Kimura T, Wakabayashi SI, et al. Cardiometabolic criteria as predictors and treatment targets of liver-related events and cardiovascular events in metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease. Aliment Pharmacol Ther 2024;60:1033-1041.
9. Nosaka T, Murata Y, Akazawa Y, Tanaka T, Takahashi K, Naito T, Matsuda H, Ohtani M, Imamura Y, Nakamoto Y. Programmed Death Ligand 1 Expression in Circulating Tumor Cells as a Predictor and Monitor of Response to Atezolizumab plus Bevacizumab Treatment in Patients with Hepatocellular Carcinoma. Cancers (Basel). 2024 May 6;16(9):1785. doi: 10.3390/cancers16091785.
10. Murata Y, Nosaka T, Akazawa Y, Tanaka T, Takahashi K, Naito T, Matsuda H, Ohtani M, Nakamoto Y. Serial Changes of Circulating Tumor Cells in Patients with Hepatocellular Carcinoma Treated with Atezolizumab Plus Bevacizumab. Cancers (Basel). 2024 Jun 29;16(13):2410. doi: 10.3390/cancers16132410.
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1. 第3世代シークエンサーによる一分子ロングリード・シークエンシングを用いたB型肝炎全ゲノム解析にによる病態解明 前川伸哉、高田ひとみ、榎本信幸 第110回日本消化器病学会総会 2024年5月9-11日 於アスティとくしま
国内 /
2. TERT promoter 変異の高感度定量を用いた肝細胞癌治療反応性の評価 村岡優、前川伸哉、大澤玲於奈、小宮山泰之、佐藤光明、榎本信幸 第110回日本消化器病学会総会 2024年5月9-11日 於アスティとくしま
国内 /
3. HCV排除後のCXCL10動態は年齢と肝病態を反映し、肝発癌・生命予後予測におけるバイオマーカーとなる 前川伸哉、佐藤光明、榎本信幸 第60回日本肝臓学会総会 2024年6月13-15日 於熊本城ホール
国内 /
4. TERT promoter 変異陽性cell free DNAの高感度定量検出法の確立とC型肝炎SVR後発癌リスク評価を目的とした検討 村岡優、大澤玲於奈、鈴木雄一朗、小宮山泰之、佐藤光明、前川伸哉、榎本信幸 第60回日本肝臓学会総会 2024年6月13-15日 於熊本城ホール
国内 /
5. HCV排除前後のケモカイン動態、および治療後の肝関連および非関連疾患合併の検討 前川 伸哉、由雄 祥代、榎本 信幸 JDDW2024 2024年10月31-11月3日 於神戸国際会議場
国内 /
6. Development of an Ultra-Sensitive TERT Promoter Mutant DNA Detection and Its Application in Liquid Biopsy Masaru Muraoka, Shinya Maekawa, Leona Osawa, Yasuyuki Komiyama, Yuichiro Suzuki, Mitsuaki Sato, Nobuyuki Enomoto AASLD The Liver Meeting Nov. 15-19, 2024 San Diego, CA
国外 /
7. 芳賀 弘明, 佐藤 秀則, 星川 恭子, 勝見 智大, 槙 慶太, 鈴木 郁也, 上野 義之HCVおよびヒト遺伝情報による機械学習を用いたDAA症例の予後予測に向けた試み 第110回日本消化器病学会総会. 徳島; 2024年5月.
国内 /
8. Haga, H, Sato, H, Hoshikawa, K, Katsumi, T, Maki, K, Suzuki, F, Uchiyama, F, Ueno, Y Attempt to predict outcomes in DAA-treated patients using machine learning with hepatitis c virus and human genetic information. American Association for the Study of Liver Diseases (The Liver Meeting 2024), San Diego; November 2024
国外 /
9. C型肝炎Post-SVR肝発癌と脂肪性肝疾患新分類との関連,瀬崎ひとみ、鈴木文孝、熊田博光,第28回日本肝臓学会大会,2024/11/1,国内,口頭.
国内 / 口頭
10. Analysis of risk factors and long-term prognosis in patients with immune checkpoint inhibitor-induced pancreatic injury, Akazawa Y, Nosaka T, Takahashi K, Naito T, Matsuda H, Ohtani M, Nakamoto Y, DDW 2024, Washington DC U.S.A, 2024/5/21, 国外, 口演.
国外 / 口頭