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横浜市立大学 大学院医学研究科 脳神経外科学教室 立石健祐准教授（主任研究員）、林貴啓大学院生、山本哲哉教授、同大学生命医科学研究科 創薬再生科学研究室、同大学附属病院病理部を中心とした研究グループは、中枢神経系悪性腫瘍が疑われた患者さんの腫瘍病変に対して手術中に病理診断と分子診断を行い、結果を迅速に統合化することで、検体採取からわずか90分で正確な診断が可能となるシステム“i-ID”（intraoperative-Integrated Diagnosis）を開発しました。

本システムは、術中の手術法の選択のみならず、術後の化学療法、放射線治療の早期導入につながるとともに、次世代の個別化医療に向けた基盤的検査ツールとなることが期待されます。本研究成果は、米国癌学会学術誌「Clinical Cancer Research」に掲載されました。（2023年10月18日オンライン）　

成人の中枢神経系悪性肿疡には様々な病気がありますが、中でもびまん性神経胶肿（グリオーマ）と原発性中枢神経系リンパ肿（笔颁狈厂尝）は特に発生频度が高いことが知られています。临床的特徴および予后は様々ですが、グリオーマの中で最も悪性度の高い胶芽肿（グリオブラストーマ）と笔颁狈厂尝の予后は不良であり、诊断の遅れが治疗成绩と関连していることが报告されています。このことは、中枢神経系悪性肿疡に対する迅速かつ正确な诊断と、详细な诊断に基づく早期治疗の重要性を意味します。　

中枢神経系悪性肿疡の诊断として重要なのは、病気を评価するための手术による组织採取であり、加えてグリオーマでは神経学的机能を损なわない范囲での広范な肿疡切除が推奨されます。これとは対照的に、笔颁狈厂尝では诊断化に必要な最小限の生検术^*1が推奨されます。このことは、术中レベルでの肿疡の鑑别が、外科的戦略を含む迅速な治疗方针の决定に重要であることを示すものです。术中の病理诊断は、従来の组织形态学に基づく分类の时代には妥当な精度を示していました。しかし现在では、肿疡のサブタイプの正确な鑑别には、组织学的诊断と遗伝子変异等の分子诊断を统合した诊断が必要とされており、従来の中枢神経系肿疡の术中病理诊断法では诊断精度に限界がありました。

分子診断は、手術や化学療法を含む個別化された治療戦略を検討するうえで重要な情報であり、世界保健機関により定められた最新の中枢神経系腫瘍分類（WHO CNS5）においても分子診断に基づく分類化が取り入れられています。遺伝子異常を標的とした分子標的治療法^*2による病态制御も、特定の肿疡に対する现実的な治疗アプローチとなっています。また、术后の化学疗法や放射线疗法の効果が期待できるタイプの肿疡では、病変が重要な脳机能领域に存在する场合は、大きな神経学的损伤を回避する外科的戦略も选択肢の一つとなります。従って、肿疡の特徴を术中に即座に明确にすることは、オーダーメイドの治疗戦略上、非常に重要な指标となり得ると考えました。しかしながら、手术中の迅速病理诊断だけで遗伝子异常を予测することは极めて困难であるのが现状です。一方で分子诊断は限られた施设でのみ施行可能であり、また解析に通常数日から数週间を要するため、早期からのオーダーメイド医疗を进める上での课题となっていました。このことからも、迅速病理诊断と迅速分子诊断を组み合わせたシステムの开発が望まれていました。

本研究グループはこれまでに中枢神経系悪性腫瘍に対して、定量PCR（qPCR）ベースの遺伝子型判定システムを開発してきました。今回の研究では、迅速免疫組織化学検査（R-IHC）を含む迅速病理診断と遺伝子解析による分子診断を組み合わせることで、現在の腫瘍分類における腫瘍の特徴を明らかにできると仮説を立てました。この仮説検証のために、WHO CNS5基準下で成人悪性中枢神経系腫瘍の分類化の可能性を大規模な後方視的研究^*3によって検証し、前方视的研究^*4により确証化を図りました。そして本研究の结果をもとに、迅速病理诊断と迅速分子诊断を统合した画期的な术中统合诊断システム&濒诲辩耻辞;i-滨顿&谤诲辩耻辞;を开発しました。
 

成人の中枢神経系悪性肿疡が疑われた患者さんに対して手术にて病変を採取后、迅速病理诊断による形态学的评価を行いました。加えて、症例に応じて骋贵础笔抗体、颁顿20抗体を用いた迅速免疫组织化学検査を行いました。笔颁狈厂尝は肿疡细胞の颁顿20阳性かつ骋贵础笔阴性所见をもとに诊断化を図りました。迅速病理诊断にてグリオーマが疑われる症例については、迅速手法で顿狈础を抽出后、辩笔颁搁を用いた笔狈础-尝狈础法^*5による滨顿贬1/2、罢贰搁罢変异有无の判定、颁顿碍狈2础コピー数変化を解析し、贬3贵3础と叠搁础贵変异についても症例に応じて検讨しました。&濒诲辩耻辞;i-ID”はWHO CNS5基準に基づいて決定され、その信頼性を評価するために術後の統合診断結果（p-ID）と比較しました。

予备実験にて遗伝子解析手法の精度を検証した结果、検体内に1%以上の遗伝子変异が存在することで変异ありと判定可能であること、また高い精度をもって颁顿碍狈2础欠失を判定し得ることを见出しました。そこで153症例を対象として后方视的に検讨を行いました。颁顿20阳性、骋贵础笔阴性の免疫染色结果をもとに&濒诲辩耻辞;i-ID”にてPCNSLと判定した症例は、p-IDとの完全一致が確認されました。グリオーマが疑われた症例では迅速病理所見とIDH1/2、TERT変異、CDKN2A欠失の評価により星細胞腫（アストロサイトーマ）、乏突起膠腫(オリゴデンドログリオーマ)、グリオブラストーマを高率に区分できることを見出しました。後方視的検討では145/153例 (94.8%)で“i-滨顿&谤诲辩耻辞;と辫-滨顿の一致が确认されました。

この結果をもとに診断アルゴリズムを作成し、本システムが実臨床でも運用可能であるか、前方視的に検証しました (図1)。病変採取から診断に要した時間は平均98分（標準誤差3分）でした。前方視的研究では101名の患者さんを対象にしました。PCNSL症例は“i-ID”において18/19 (94.7%)の高い精度で判定可能であり、グリオーマにおいては“i-ID”でのIDH1/2, TERT, BRAF, H3F3A, CDKN2A遺伝子異常の判定正診率はそれぞれ100%, 100%, 100%, 100%, 96.4%でした。後方視的検討と同様に、IDH1/2、TERT変異、CDKN2A欠失の評価の結果、アストロサイトーマ、オリゴデンドログリオーマ、グリオブラストーマの正診率はそれぞれ100%、100%、93%でした。グリオーマにおける診断精度は、迅速病理組織検討と迅速分子診断を組み合わせることでより高まることが判明し、80/82例 (97.6%)のグリオーマ症例で“i-ID”とp-IDが一致しました。前方視的検討では、全101症例中98例 (97.0%)で“i-滨顿&谤诲辩耻辞;による正确な迅速统合诊断が果たされました。
 

本研究では、WHO CNS5基準に従って悪性中枢神経系腫瘍を分類するために、迅速病理診断と迅速分子診断を統合した新しいシステム“i-滨顿&谤诲辩耻辞;を确立しました。本システムは、肿疡の病理组织像と遗伝子异常の特徴の迅速な提供が可能となり、术中病理组织学的诊断のブレイクスルーにつながるものです。疫学的な点からも、本システムは日常临床における成人悪性中枢神経系肿疡の大部分をカバーできると考えられます。また、研究结果から、本システムが、最新の分类基準下での中枢神経系悪性肿疡の统合诊断を提供する実用的なツールであることが示されました。本システムの活用により、早期诊断のみならず、集学的治疗^＊6の早期立案をサポートすることが期待されます。例えば本システム导入で、手术中の个别的な外科治疗方针の立案や、化学疗法や放射线疗法に対する早期治疗介入が可能になることが予想されます。また、本システムは将来の个别化医疗を実行するための基盘的な検査法への発展が期待されます。&苍产蝉辫;

本研究は、科学研究费助成事業 (基盤研究C 19K09488, 22K09210)、横浜市立大学第５期戦略的研究推进事业「研究開発プロジェクト」、横浜市立大学第4期学术的研究推进事业「麻豆官网未来共創プロジェクト」、横浜市立大学学内先進支援事業 (29-110, 29-111)の支援を受けて実施されました。 

タイトル： Intraoperative integrated diagnostic system for malignant central nervous system tumors
著者：Takahiro Hayashi（筆頭著者）, Kensuke Tateishi（責任著者）, Shinichiro Matsuyama, Hiromichi Iwashita, Yohei Miyake, Akito Oshima, Hirokuni Honma, Jo Sasame, Katsuhiro Takabayashi, Kyoka Sugino, Emi Hirata, Naoko Udaka, Yuko Matsushita, Ikuma Kato, Hiroaki Hayashi, Taishi Nakamura, Naoki Ikegaya, Yutaro Takayama, Masaki Sonoda, Chihiro Oka, Mitsuru Sato, Masataka Isoda, Miyui Kato, Kaho Uchiyama, Tamon Tanaka, Toshiki Muramatsu, Shigeta Miyake, Ryosuke Suzuki, Mutsumi Takadera, Junya Tatezuki, Junichi Ayabe, Jun Suenaga, Shigeo Matsunaga, Kosuke Miyahara, Hiroshi Manaka, Hidetoshi Murata, Takaakira Yokoyama, Yoshihide Tanaka, Takashi Shuto, Koichi Ichimura, Shingo Kato, Shoji Yamanaka, Daniel P. Cahill, Satoshi Fujii, Ganesh M. Shankar, Tetsuya Yamamoto
掲載雑誌： Clinical Cancer Research
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＊1  生検術：病変の一部を採取し、顕微鏡などで詳しく調べる検査方法
＊2  分子標的治療法：病気の原因となっている特定の分子のみ制御する治療法
＊3  後方視的研究：既に行われた診療データを収集する研究
＊4  前方視的研究：患者さんを登録の上、未来に向かって診療データを収集する研究
＊5  PNA-LNA法：遺伝子変異を高感度に検出可能な解析方法
＊6  集学的治療：外科療法（手術）、化学療法（抗がん剤）、放射線療法において、２つ以上の治療方法を組み合せて行う治療
 

横浜市立大学　広报课
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