食道胃腺癌における低酸素による代謝反応 (HYDRA)

食道胃がんと低酸素症:

食道胃がんは世界的に大きな負担となっており、年間170万人が新たに発症している。 食道胃癌の生存率が低いことはよく知られています。 英国におけるこれらのがんの5年生存率は15～20％にとどまっており、これはヨーロッパの中で最も低い部類に入る。 この低い生存率の理由は多因子であり、診断が遅れたことと治療抵抗性の低酸素性腫瘍の両方がこの高い死亡率に大きく寄与している。

腫瘍の低酸素症は、急速に増殖する悪性腫瘍が酸素 (および栄養素) の供給を超えると発生します。 これらの低酸素状態は、がん内の適応代謝突然変異とゲノム突然変異を引き起こします。 臨床的には、これらの変異は悪性度が高く、治療抵抗性の高い癌を引き起こします。 したがって、高度の低酸素状態を示す食道胃がん患者の予後はかなり不良となります。 安心できるのは、新たな治療選択肢が利用できることです。 低酸素によって引き起こされる適応経路は、この患者コホートの臨床転帰を改善するための個別化された標的腫瘍治療のユニークな機会を提供します。 しかし、これらの治療法が効果を発揮するには、低酸素腫瘍を患う患者を特定できることが不可欠です。

現在、食道胃がん患者の低酸素腫瘍を特定する確立された方法はありません。 バイオマーカー候補は同定されているが、これらには侵襲的な生検が必要であり、再現性、したがって臨床応用性の点で制限されている。 非侵襲性の低酸素イメージングの開発には期待があるが、食道胃患者への臨床導入にはかなりの検証作業が必要である。

揮発性有機化合物と呼気:

インペリアル・カレッジ・ロンドンのハンナ・グループは、吐き出された揮発性有機化合物（VOC）の検出による食道胃腺癌の診断のための非侵襲的呼気検査を開発した。 これは、NIHR が資金提供した多施設臨床研究で検証され、80% の感度と 81% の特異性が実証されました。 この研究と並行して、食道胃腺癌における呼気動態と VOC の分子ドライバーも研究されました。 血液、呼気、尿、唾液から検出できる VOC は、腫瘍とその微小環境で起こる代謝変化と微生物学的変化を表していることが理解されています。

研究の根拠:

低酸素性食道胃腫瘍に苦しむ患者を特定するための動的非侵襲的検査に対する明らかに満たされていないニーズがあります。 呼気検査モデルを適応させることで、低酸素腫瘍患者を効果的に検出できると考えられています。 これにより、これらの患者に標的を絞った腫瘍治療を提供する機会が生まれます。 さらに、再現性と患者の受け入れやすさにより、呼気検査は動的低酸素モニタリングに理想的な検査方法となります。

ハンナグループ内の有望な研究により、「低酸素呼気検査」の潜在的な実行可能性がすでに実証されています。 初期の細胞培養実験とパイロット研究では、低酸素腫瘍が低酸素バイオマーカーとして活用できる識別的な VOC を放出することが実証されています。

ヒドラの研究

HYDRA 研究は、OG 腫瘍低酸素症に対する非侵襲性呼気検査を考案することを目的とした、インペリアル カレッジ ロンドンの単一施設による観察研究です。 この研究には、ピモニダゾール部門とバイオサンプリング部門の 2 つの部門が含まれています。

ピモニダゾール群では、10 人の参加者に食道胃手術の手術前に低酸素標識剤であるピモニダゾール (Hypoxyprobe Inc.) が投与されます。 低酸素重層化組織は術中にサンプリングされ、空間トランスクリプトミクス (GeoMx) および空間メタボロミクス (DESI-MS) 技術を使用して分析されます。 これにより、OG 低酸素遺伝子シグネチャの作成が可能になります。

バイオサンプリング部門では、OG がん手術を受ける 100 人の患者を募集します。 参加者は呼気のサンプリングと術中の腫瘍のサンプリングを受けます。 ピモニダゾール部門で生成された低酸素遺伝子シグネチャを使用して、腫瘍サンプルのトランスクリプトーム分析により、患者を高低酸素サブグループと低酸素サブグループに分類することができます。 これにより、私たちのグループは、低酸素性OG呼気検査を考案し、高低酸素腫瘍と低酸素腫瘍の患者を分離できるようになります。