最近発表された研究では、 がんの発見研究者らは、肺がん検出のための血液ベースの無細胞デオキシリボ核酸（cfDNA）フラグメントーム検査を開発し、検証した。結果が陽性であれば、低線量コンピューター断層撮影（LDCT）が行われる。
勉強： 肺がんの早期発見を促進するための無細胞DNAフラグメントアッセイの臨床検証画像クレジット: MMD Creative/Shutterstock.com
導入
肺がんは死亡の主な原因であり、毎年の検査が不可欠です。しかし、胸部 LDCT は、患者の認識不足、放射線への懸念、利用の制限などの障壁により、あまり普及していません。
その他の課題としては、喫煙歴の記録が不十分であること、明確な慣行がないこと、専門家によるフォローアップが不十分であることなどが挙げられます。
フラグメントーム技術のような血液ベースの肺悪性腫瘍スクリーニング検査は、末梢血中の特定のクロマチン構成を分析することでスクリーニング率を高めることができます。
研究について
今回のDELFI-L101研究では、研究者らは機械学習を使用してDNAフラグメントを分析し、肺がんのリスクがある個人を特定する血液学的検査を開発しました。検査結果が陽性の個人はLDCTを受けることになります。
研究者らは2021年3月から、米国の47施設で20パック年以上の喫煙歴を持つ50～80歳の個人958人を登録した。適格要件は、2015年の国民健康面接調査（NHIS）のLDCTスクリーニング基準に類似していた。
1年以内にがん治療を受けた人、血液悪性腫瘍または骨髄異形成の病歴がある人、臓器組織移植を受けた人、登録から120日以内に血液製剤の輸血を受けた人、妊娠している人、他の試験に参加している人は除外した。
研究チームは研究参加者をA（肺がん）、B（非がん対照群）、C（肺がん以外のがん）の3つのグループに分けた。
米国がん合同委員会のがんステージングマニュアル (AJCC) の基準により、病気のステージが判定されました。血液中の cfDNA 断片化パターン (フラグメントーム) の変化により、肺がんのゲノムおよびクロマチンの特徴が明らかになりました。
研究者らは、576 件の症例と対照で分類器をトレーニングした後、さらに 382 件の症例と対照で検証しました。
彼らはトレーニング データセットの全ゲノム配列を使用して、マッピング可能性の高い 504 個の非重複型 5.0 MB セクションの断片化を評価しました。各領域には 80,000 個のピースが含まれ、2.50 GB のゲノム サイズをカバーしました。
研究チームは、Hi-Cオープン型（Aコンパートメント）およびクローズド型（Bコンパートメント）クロマチンのゲノム全体の変化を調査しました。
彼らは、染色体腕レベルの変化、ミトコンドリアゲノムから得られた cfDNA 画分、および cfDNA 断片長分布を組み込んだ主成分分析 (PCA) とロジスティック回帰を使用して分類器を作成しました。
研究者らは、3つのシナリオに基づいて1500万人を対象にモンテカルロシミュレーションを実行した。
- 基本シナリオ: 血液学的スクリーニングを行わない現在の実践。
- 低シナリオ: 肺がん検診の対象となるが低線量 CT を受けていない人のうち、最初の 1 年間に血液検査の受診率が 10% になり、5 年後に 25% に増加する。
- 高シナリオ: 同じグループにおける血液検査の受診率が初年度に 20% となり、5 年後には 50% に増加する。
結果
研究者らは、検査特異度 58%、感度 84%、陰性予測値 (NPV) 99.8% を観察しました。残りを肺がん罹患率 0.7% のスクリーニング対象グループに適用すると、スクリーニングに必要な人数 (NNS) は 143 人でした。
研究検証では、LDCT 画像診断による NNS 関連の陰性と陽性の結果がそれぞれ 414 件と 76 件検出され、相対リスク値は 5.5 でした。陽性予測値 (PPV) は、LDCT 適格要件のみのほぼ 2 倍でした。
肺扁平上皮癌 (LUSC) 患者の cfDNA フラグメントは、非癌患者の cfDNA プロファイルに似た要素と、LUSC 組織に見られる A/B 型コンパートメントに似た要素で構成されていました。
がんのない個人は、リンパ芽球性 Hi-C 所見に近い cfDNA パターンを示しました。共通の場所内では、がんのある個人とない個人から提供されたサンプル間の断片化は類似していました。
肺がん患者 1q、3q、5p、8q、12pの細胞遊離DNAの表現が増加し、1p、3p、4q、5q、10q、17pのレベルが低下しました。cfDNAの断片化は対照とは異なり、閉じたLUSC空間のcfDNAではより密集したクロマチンが明らかになりましたが、リンパ芽球参照領域では逆の影響が見られました。
カットオフ 0.2 では、トレーニング対象集団内で 10 回繰り返した 10 倍交差検証により、全体的な特異度は 50%、感度はステージ I、II、III、IV でそれぞれ 75%、90%、96%、97% となりました。感度は年齢を問わず一定で、若い人ほど特異度が高くなります。2015 年の NHIS データを使用した結果、感度は 80%、特異度は 58% となりました。
「ベース」シナリオ（24,489件）から、スクリーニングによって特定された肺がんの症例は63,523件（「低」シナリオ）と100,346件（「高」シナリオ）に増加しました。対照的に、ステージIの症例はそれぞれ4.80％と9.70％増加し、ステージIVの診断はそれぞれ4.20％と8.70％減少しました。
合計で、「基本」シナリオでは肺悪性腫瘍による死亡が 4,720 件、「低」シナリオでは 7,652 件、「高」シナリオでは 14,264 件の死亡を回避できる可能性がある。スクリーニングに LDCT を使用すると、肺がんを特定するために必要な検査の数が 202 件 (「基本」シナリオ) から 150 件 (「低」シナリオ) および 139 件 (「高」シナリオ) に削減される可能性がある。
結論
研究結果に基づくと、DNA フラグメントーム アッセイは、LDCT フォローアップによる肺がんの初期評価のための、新しい、正確で、手頃な価格の血液ベースのツールを提供します。
この検査は肺がんによる死亡の予防に貢献する可能性があり、適度な導入率によって末期の診断や死亡率が低下する可能性がある。
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#革新的な血液検査により肺がん検査の精度が向上
2024-06-11 09:40:00