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JP7570087B2 - Pathogenic variant-based prostate cancer testing methods - Google Patents
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Description

特許法第30条第2項適用 第25回日本家族性腫瘍学会学術集会 開催日 令和1年6月14日~15日 第78回日本癌学会学術総会 令和1年9月26日~28日 JNCI J Natl Cancer Inst(2020)112(4):djz124 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7156928/ 令和1年6月19日Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act 25th Academic Meeting of the Japanese Society of Family Oncology Dates June 14-15, 2020 78th Academic Meeting of the Japanese Cancer Society September 26-28, 2020 JNCI J Natl Cancer Inst (2020) 112 (4): djz124 https://www. ncbi. nlm. nih. gov/pmc/articles/PMC7156928/ June 19, 2020

本発明は遺伝子配列解析に基づく前立腺がんの検査方法に関する。より詳細には病的バリアントの遺伝子検査を利用した前立腺がんの検査方法に関する。 The present invention relates to a method for testing prostate cancer based on gene sequence analysis. More specifically, the present invention relates to a method for testing prostate cancer using genetic testing for pathogenic variants.

前立腺がんは、世界で2番目に、日本人男性では4番目に患者数の多いがんであり、患者数が急激に増加している。前立腺がんは遺伝性が強いがんとして知られているが、その原因として、(1)これまでゲノムワイド関連解析(GWAS)により明らかにされてきた、疾患発症に及ぼす影響は小さいものの頻度が高い「一塩基多型(SNP)」および(2)頻度は非常に低いものの疾患発症リスクを大きく上げる「病的バリアント」の寄与が挙げられる。前者としては、第5染色体短腕15領域またはIRX4遺伝子のSNP、GPRC6A/RFX6遺伝子のSNP、第13染色体長腕22領域のSNP、C2orf43遺伝子のSNP、FOXP4遺伝子のSNPが報告されている(特許文献1)。後者に関しては、前立腺がんの原因遺伝子としては、乳がんの原因遺伝子としても知られるBRCA1、BRCA2を含め、8種類が報告されている(非特許文献1)。 Prostate cancer is the second most common cancer in the world and the fourth most common cancer in Japanese men, and the number of patients is rapidly increasing. Prostate cancer is known to be highly hereditary, and the causes include (1) "single nucleotide polymorphisms (SNPs)" that have been revealed by genome-wide association studies (GWAS) so far and have a small effect on disease onset but are frequent, and (2) "pathological variants" that are very rare but greatly increase the risk of disease onset. As for the former, SNPs in the 15 region of the short arm of chromosome 5 or the IRX4 gene, SNPs in the GPRC6A/RFX6 gene, SNPs in the 22 region of the long arm of chromosome 13, SNPs in the C2orf43 gene, and SNPs in the FOXP4 gene have been reported (Patent Document 1). As for the latter, eight types of causative genes for prostate cancer have been reported, including BRCA1 and BRCA2, which are also known as causative genes for breast cancer (Non-Patent Document 1).

前立腺患者がBRCA1やBRCA2に病的バリアントを持つ場合には、乳がんの場合と同様、PARP阻害剤などの薬が効果的であることが知られている。そのため、ある前立腺がん患者がこれらの病的バリアントを持つことが遺伝子検査によって明らかになれば、乳がんと同じようにPARP阻害剤による治療効果が期待される。さらに、同じ遺伝子が寄与する他のがんの早期発見、近親者に対する遺伝子検査も利用した発症予防が期待される。 As with breast cancer, it is known that drugs such as PARP inhibitors are effective when prostate cancer patients have pathological variants in BRCA1 or BRCA2. Therefore, if genetic testing reveals that a prostate cancer patient has these pathological variants, it is expected that treatment with PARP inhibitors will be effective, just as it is with breast cancer. Furthermore, it is expected that other cancers contributed by the same genes will be detected early, and that genetic testing of close relatives can be used to prevent the onset of these cancers.

このような「ゲノム医療」を行うには、遺伝子検査結果の解釈、病的バリアント保有者の発症リスク、臨床的特徴についての大規模なデータが不可欠である。発明者のグループは2018年に、日本人の遺伝性乳がんの病的バリアントデータベースを構築した。しかし、前立腺がんは乳がんと異なり、このようなデータが世界的に不足しており、ゲノム情報を用いた診療のガイドラインもないのが現状である。 To carry out this type of "genomic medicine," large-scale data on the interpretation of genetic test results, the onset risk of disease in carriers of pathogenic variants, and clinical characteristics are essential. In 2018, the inventors' group built a database of pathogenic variants in hereditary breast cancer in Japanese people. However, unlike breast cancer, such data is lacking worldwide for prostate cancer, and currently there are no guidelines for treatment using genomic information.

特開2012-157283Patent Publication No. 2012-157283

Lancet. 2016 Jan 2;387(10013):70-82.Lancet. 2016 Jan 2;387(10013):70-82.

本発明は、前立腺がんについて、原因遺伝子・疾患発症リスク・臨床情報の関係を大規模なサンプルで明らかにすること、それにより、前立腺がんのリスクを効率よく予測してゲノム医療を可能とすることを課題とする。 The objective of the present invention is to clarify the relationship between causative genes, disease onset risk, and clinical information for prostate cancer using large-scale samples, thereby enabling efficient prediction of prostate cancer risk and genomic medicine.

本発明者は上記課題を解決すべく、バイオバンク・ジャパンによって収集された前立腺がん患者(疾患群)7,636人および対照群12,366人のDNAを、独自に開発したゲノム解析手法(Hum Mol Genet. 2016;25(22):5027-5034.)を用いて、前立腺がんの原因として知られる8遺伝子について解析し、1,456個の遺伝子バリアントを同定した。そして、同定された
遺伝子バリアントを国際的データベースClinVar(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/)で確認するとともに、米国臨床遺伝・ゲノム学会(ACMG)が作成したガイドラインを使用して、1,456個の遺伝子バリアントについて、一つ一つ病的バリアントか否かを調べた結果、最終的にClinVarの結果と合わせて、同定した遺伝子バリアント1,456個中136個(9.3%)が病的バリアントであると判定した。そして、これらの病的バリアントを有する頻度が健常人と比較して前立腺がん患者、特に59歳以下の前立腺がん患者で有意に多いことを見出し、同定した病的バリアントの保有の有無により、前立腺がんリスクの検査を効率よく行うことができることを見出し、本発明を完成させた。
In order to solve the above problem, the inventor analyzed the DNA of 7,636 prostate cancer patients (disease group) and 12,366 control group collected by Biobank Japan using a genome analysis method developed by the inventor (Hum Mol Genet. 2016;25(22):5027-5034.) for 8 genes known to cause prostate cancer, and identified 1,456 gene variants. The identified gene variants were then confirmed in the international database ClinVar (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/), and each of the 1,456 gene variants was examined for whether or not they were pathogenic using the guidelines created by the American College of Clinical Genetics and Genomics (ACMG). As a result, 136 of the 1,456 identified gene variants (9.3%) were determined to be pathogenic variants, based on the results of ClinVar. The researchers then discovered that the frequency of these pathological variants is significantly higher in prostate cancer patients, particularly those under the age of 59, compared to healthy individuals, and found that prostate cancer risk can be efficiently tested based on the presence or absence of the identified pathogenic variants, thereby completing the present invention.

本発明の要旨は以下の通りである。
[1]前立腺がんの検査方法であって、対象由来の試料を用い、表1に記載の136種類の病的バリアントのうち、1つ以上の存在について解析することを特徴とする、方法。
[2]前記表1の136種類の病的バリアントのうち、No.3、5、7、8、10、11、13、15、17、18、22~27、29、30、32、34、36、39~41、44~56、59、61、62、64~75、77~86、88~93、95、101~111、113~116、118、122~124、126、128、129、および131~136から選択される1つ以上の病的バリアントの存在を解析することを特徴とする、[1]に記載の方法。
[3]前記病的バリアントのうち、BRCA2、HOXB13またはATM遺伝子上の病的バリアントの存在を解析する、[1]または[2]に記載の方法。
[4]少なくとも、表2に記載された、No. 24、No. 61、No. 75およびNo. 114のうちの、1つ以上の病的バリアントの存在について解析する、[3]に記載の方法。
[5]表1に記載の病的バリアントのうち、少なくとも10種類以上の病的バリアントについて解析する、[1]~[4]のいずれかに記載の方法。
[6]前立腺がんが若年性の前立腺がんである、[1]~[5]のいずれかに記載の方法。
[7]前記表1に記載の136種類の病的バリアントのうちの1つ以上の病的バリアントの存在を解析するための試薬を含む、前立腺がんの検査用試薬。
The gist of the present invention is as follows.
[1] A method for testing for prostate cancer, comprising using a sample derived from a subject and analyzing the presence of one or more of the 136 pathogenic variants listed in Table 1.
[2] The method according to [1], characterized in that the presence of one or more pathogenic variants selected from Nos. 3, 5, 7, 8, 10, 11, 13, 15, 17, 18, 22-27, 29, 30, 32, 34, 36, 39-41, 44-56, 59, 61, 62, 64-75, 77-86, 88-93, 95, 101-111, 113-116, 118, 122-124, 126, 128, 129, and 131-136 is analyzed among the 136 pathogenic variants in Table 1.
[3] The method according to [1] or [2], wherein the presence of a pathogenic variant in the BRCA2, HOXB13 or ATM gene is analyzed among the pathogenic variants.
[4] The method according to [3], wherein the presence of at least one of pathogenic variants No. 24, No. 61, No. 75, and No. 114 listed in Table 2 is analyzed.
[5] The method according to any one of [1] to [4], wherein at least 10 or more pathogenic variants among those listed in Table 1 are analyzed.
[6] The method according to any one of [1] to [5], wherein the prostate cancer is early-onset prostate cancer.
[7] A reagent for testing prostate cancer, comprising a reagent for analyzing the presence of one or more pathogenic variants among the 136 pathogenic variants listed in Table 1.

本発明によれば、病的バリアントの解析に基づき、前立腺がんの発症リスクを効率よく予測することができる。これにより、バリアントの種類に応じたゲノム医療を実現することができる。 According to the present invention, the risk of developing prostate cancer can be efficiently predicted based on the analysis of pathogenic variants. This makes it possible to realize genomic medicine according to the type of variant.

各遺伝子について病的バリアントの位置と保有人数を示した、ロリプロット図。横軸がアミノ酸の位置、縦軸がその病的バリアントを保有する人数を示す。10人以上が共有していた4つの病的バリアントを図中に示した。例えば「p.Arg 2318*」はBRCA2遺伝子の2318番目のArg(アルギニン)が終止コドンに変わるという意味である。下線が引かれた病的バリアント(p.Asp1540Aspとp.Gly132Glu)は、本発明の研究で初めて明らかになったものを示す。なお、機能欠失はアミノ酸の翻訳が止まったり、フレームシフト(fs:塩基の欠失や挿入によってコドンの読み枠がずれる)を起こしたりすることでアミノ酸の機能がなくなるバリアント、非同義置換はアミノ酸配列が変わるバリアント、同義置換はアミノ酸配列が変わらないバリアントを指す。A Loriplot showing the location of the pathogenic variant for each gene and the number of people who carry it. The horizontal axis shows the position of the amino acid, and the vertical axis shows the number of people who carry the pathogenic variant. Four pathogenic variants shared by more than 10 people are shown in the figure. For example, "p.Arg 2318*" means that the 2318th Arg (arginine) in the BRCA2 gene is changed to a stop codon. The underlined pathogenic variants (p.Asp1540Asp and p.Gly132Glu) are those that were first revealed in the research of this invention. Note that a functional loss refers to a variant that stops the translation of an amino acid or causes a frameshift (fs: a shift in the reading frame of a codon due to the deletion or insertion of a base), resulting in the loss of the function of the amino acid, a nonsynonymous substitution refers to a variant that changes the amino acid sequence, and a synonymous substitution refers to a variant that does not change the amino acid sequence. 前立腺がん診断年齢ごとの病的バリアント保有者の割合を示したグラフ。A)病的バリアントを有する患者の比率を示す。両側コクラン・アーミテージ検定を使用した(P<0.001)。B)病的バリアントを含む遺伝子の比率を示す。Graph showing the proportion of patients with pathogenic variants by age at prostate cancer diagnosis. A) Proportion of patients with pathogenic variants. Two-tailed Cochran-Armitage test was used (P<0.001). B) Proportion of genes containing pathogenic variants.

本発明の前立腺がん検査方法は、対象由来の試料を用い、表1に記載の136種類の病的バリアントのうち、1つ以上の存在について解析することを特徴とする。表1に記載され
た病的バリアントのうち、2つ以上、3つ以上、4つ以上、5つ以上、10個以上、20個以上、30個以上、40個以上、または50個以上について解析することが好ましい。
なお、「病的バリアントの存在について解析する」とは、病的バリアントを含む領域の塩基配列を解析し、該当配列が病的バリアントを含むか否かを解析することをいう。
The prostate cancer testing method of the present invention is characterized in that a sample derived from a subject is used and analyzed for the presence of one or more of the 136 types of pathogenic variants listed in Table 1. Of the pathogenic variants listed in Table 1, it is preferable to analyze 2 or more, 3 or more, 4 or more, 5 or more, 10 or more, 20 or more, 30 or more, 40 or more, or 50 or more.
In addition, "analyzing for the presence of a pathogenic variant" refers to analyzing the nucleotide sequence of a region containing a pathogenic variant and analyzing whether or not the sequence contains a pathogenic variant.

Figure 0007570087000001
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Figure 0007570087000002
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前立腺がんは前立腺に発生する悪性腫瘍であれば特に制限されないが、59歳以下の対象者に発生する若年性前立腺がんであってもよい。 The prostate cancer is not particularly limited as long as it is a malignant tumor occurring in the prostate, but it may be early-onset prostate cancer occurring in subjects aged 59 or younger.

病的バリアントとは、遺伝子配列における置換、欠失、挿入、転位などの変異のうち、疾患発症の原因となる変異をいう。 A pathogenic variant is a mutation in a gene sequence, such as a substitution, deletion, insertion, or rearrangement, that causes a disease.

表1のNo.1~No.7はNBN遺伝子上に存在する病的バリアントである。
NBN遺伝子は、DNA二本鎖切断修復機構やDNA損傷チェックポイント機構に関わるタンパク質をコードする遺伝子であり、前立腺がんとの関連性が知られている(非特許文献1)。例えば、No.5の病的バリアントはGenome Research Consortium human genome build 37/UCSC human genome 19(GRCh37/Hg19)に登録されている第8染色体のゲノム配列の90992961番目の塩基におけるC/A多型であり、この塩基が変異型(Alt)のAである場合に病的バリアントを保有しているということができる。
Nos. 1 to 7 in Table 1 are pathogenic variants present in the NBN gene.
The NBN gene is a gene that encodes a protein involved in the DNA double-strand break repair mechanism and the DNA damage checkpoint mechanism, and is known to be associated with prostate cancer (Non-Patent Document 1). For example, the pathogenic variant No. 5 is a C/A polymorphism at base 90992961 of the genome sequence of chromosome 8 registered in the Genome Research Consortium human genome build 37/UCSC human genome 19 (GRCh37/Hg19), and if this base is A of the mutant type (Alt), it can be said that the pathogenic variant is possessed.

表1のNo.8~No.38はATM遺伝子上に存在する病的バリアントである。
ATM遺伝子は細胞周期チェックポイントキナーゼであり、がん抑制タンパクp53やBRCA1などの制御に関わるタンパク質をコードする遺伝子であり、前立腺がんとの関連性が知られている(非特許文献1)。例えば、No.1の病的バリアントはGRCh37/Hg19に登録されている第11染色体のゲノム配列の108098418番目の塩基におけるC/T多型であり、この塩基が変異型(Alt)のTである場合に病的バリアントを保有しているということができる。
Nos. 8 to 38 in Table 1 are pathogenic variants in the ATM gene.
The ATM gene is a cell cycle checkpoint kinase that encodes a protein involved in the regulation of tumor suppressor proteins such as p53 and BRCA1, and is known to be associated with prostate cancer (Non-Patent Document 1). For example, the pathogenic variant No. 1 is a C/T polymorphism at base 108098418 of the genome sequence of chromosome 11 registered in GRCh37/Hg19, and if this base is the mutant type (Alt) T, it can be said that the patient has a pathogenic variant.

表1のNo.39~No.90はBRCA2遺伝子上に存在する病的バリアントである。
BRCA2(breast cancer susceptibility gene II)遺伝子はがん抑制遺伝子として知られている遺伝子であり、乳がんの原因遺伝子であるが、前立腺がんとの関連性も知られている(非特許文献1)。例えば、No.39の病的バリアントはGRCh37/Hg19に登録されている第13染色体のゲノム配列の32893464番目の塩基におけるT/C多型であり、この塩基が変異型(Alt)のCである場合に病的バリアントを保有しているということができる。
No. 39 to No. 90 in Table 1 are pathogenic variants present in the BRCA2 gene.
The BRCA2 (breast cancer susceptibility gene II) gene is known as a tumor suppressor gene and is a causative gene for breast cancer, but is also known to be associated with prostate cancer (Non-Patent Document 1). For example, the pathogenic variant No. 39 is a T/C polymorphism at base 32893464 of the genome sequence of chromosome 13 registered in GRCh37/Hg19, and if this base is the mutant type (Alt) C, it can be said that the pathogenic variant is possessed.

表1のNo.91~No.96はPALB2遺伝子上に存在する病的バリアントである。
PALB2遺伝子はBRCA2タンパクと結合し、核内の安定した局在や集積に関わるタンパク質をコードする遺伝子であり、前立腺がんとの関連性が知られている(非特許文献1)。例えば、No.91の病的バリアントはGRCh37/Hg19に登録されている第16染色体のゲノム配列の23634387番目の塩基におけるT/A多型であり、この塩基が変異型(Alt)のAである場合に病的バリアントを保有しているということができる。
Nos. 91 to 96 in Table 1 are pathogenic variants in the PALB2 gene.
The PALB2 gene is a gene that encodes a protein that binds to the BRCA2 protein and is involved in stable localization and accumulation in the nucleus, and is known to be associated with prostate cancer (Non-Patent Document 1). For example, the pathogenic variant No. 91 is a T/A polymorphism at base 23634387 of the genome sequence of chromosome 16 registered in GRCh37/Hg19, and if this base is A of the mutant type (Alt), it can be said that the pathogenic variant is possessed.

表1のNo.97~No.110はBRCA1遺伝子上に存在する病的バリアントである。
BRCA1(breast cancer susceptibility gene I)遺伝子はがん抑制遺伝子として知られている遺伝子であり、乳がんの原因遺伝子であるが、前立腺がんとの関連性も知られている(非特許文献1)。例えば、No.101の病的バリアントはGRCh37/Hg19に登録されている第17染色体のゲノム配列の41226411番目の塩基におけるG/A多型であり、この塩基が変異型(Alt)のAである場合に病的バリアントを保有しているということができる。
No. 97 to No. 110 in Table 1 are pathogenic variants present in the BRCA1 gene.
The BRCA1 (breast cancer susceptibility gene I) gene is known as a tumor suppressor gene and is a causative gene for breast cancer, but is also known to be associated with prostate cancer (Non-Patent Document 1). For example, the pathogenic variant No. 101 is a G/A polymorphism at base 41226411 of the genome sequence of chromosome 17 registered in GRCh37/Hg19, and when this base is A of the mutant type (Alt), it can be said that the pathogenic variant is possessed.

表1のNo.111~No.115はHOXB13遺伝子上に存在する病的バリアントである。
HOXB13遺伝子は転写因子の一つであり、胚発生に重要なタンパク質をコードする遺伝子であり、前立腺がんとの関連性が知られている(非特許文献1)。例えば、No.111の病的バリアントはGRCh37/Hg19に登録されている第17染色体のゲノム配列の46804205番目の塩基におけるG/A一塩基多型変異であり、この塩基が変異型(Alt)のAである場合に病的バリアントを保有しているということができる。
No. 111 to No. 115 in Table 1 are pathogenic variants in the HOXB13 gene.
The HOXB13 gene is a transcription factor that encodes a protein important for embryonic development and is known to be associated with prostate cancer (Non-Patent Document 1). For example, the pathogenic variant No. 111 is a G/A single nucleotide polymorphism at base 46804205 of the genome sequence of chromosome 17 registered in GRCh37/Hg19, and if this base is A of the mutant type (Alt), it can be said that the pathogenic variant is possessed.

表1のNo.116~No.127はBRIP1遺伝子上に存在する病的バリアントである。
BRIP1遺伝子はBRCA1タンパクと複合体を形成し、DNA二本鎖切断修復機構を有するタンパク質をコードする遺伝子であり、前立腺がんとの関連性が知られている(非特許文献1)。例えば、No.116の病的バリアントはGRCh37/Hg19に登録されている第16染色体のゲノム配列の59760814番目の塩基の次の位置におけるTの挿入変異であり、この塩基が変異型(Alt)のTの挿入である場合に病的バリアントを保有しているということができる。
Nos. 116 to 127 in Table 1 are pathogenic variants in the BRIP1 gene.
The BRIP1 gene is a gene that forms a complex with the BRCA1 protein and encodes a protein that has a DNA double-strand break repair mechanism, and is known to be associated with prostate cancer (Non-Patent Document 1). For example, the pathogenic variant No. 116 is a T insertion mutation at the position next to the 59760814th base in the genome sequence of chromosome 16 registered in GRCh37/Hg19, and it can be said that a pathogenic variant is possessed when this base is an insertion of mutant (Alt) T.

表1のNo.128~No.136はCHEK2遺伝子上に存在する病的バリアントである。
CHEK2遺伝子は細胞周期チェックポイント制御およびがん抑制の機能を有するタンパク質をコードする遺伝子であり、前立腺がんとの関連性が知られている(非特許文献1)。例えば、No.128の病的バリアントはGRCh37/Hg19に登録されている第22染色体のゲノム配列の29083910番目の塩基におけるGの欠失変異であり、この塩基が変異型(Alt)の欠失型である場合に病的バリアントを保有しているということができる。
Nos. 128 to 136 in Table 1 are pathogenic variants in the CHEK2 gene.
The CHEK2 gene is a gene that encodes a protein that has the functions of cell cycle checkpoint control and cancer suppression, and is known to be associated with prostate cancer (Non-Patent Document 1). For example, the pathogenic variant No. 128 is a deletion mutation of G at base 29083910 of the genome sequence of chromosome 22 registered in GRCh37/Hg19, and it can be said that a pathogenic variant is possessed when this base is a deletion type of mutant type (Alt).

これらの中では、表1のNo.3、5、7、8、10、11、13、15、17、18、22~27、29、30、32、34、36、39~41、44~56、59、61、62、64~75、77~86、88~93、95、101~111、113~116、118、122~124、126、128、129、および131~136のうちの1以上の病的バリアントについて解析することが好ましい。
なお、表1のうち、上記以外のバリアントは今回の解析では健常人で高い割合で検出されたものの、解析の母集団を増やすことで、前立腺がん患者での割合が多い結果になると考えられるので、上記以外の病的バリアントについてもその存在によって前立腺がんリスクを解析可能である。
Among these, it is preferable to analyze for one or more pathogenic variants among Nos. 3, 5, 7, 8, 10, 11, 13, 15, 17, 18, 22-27, 29, 30, 32, 34, 36, 39-41, 44-56, 59, 61, 62, 64-75, 77-86, 88-93, 95, 101-111, 113-116, 118, 122-124, 126, 128, 129, and 131-136 in Table 1.
In addition, variants other than those mentioned above in Table 1 were detected at a high rate in healthy individuals in this analysis; however, by increasing the analysis population, it is thought that the rate would be higher in prostate cancer patients. Therefore, it is possible to analyze prostate cancer risk based on the presence of pathogenic variants other than those mentioned above.

上記8遺伝子の中では、BRCA2、HOXB13、ATM遺伝子の一以上の遺伝子における病的バリアントを解析することが好ましい。 Among the above eight genes, it is preferable to analyze pathogenic variants in one or more of the BRCA2, HOXB13, and ATM genes.

特に、今回の解析において、前立腺がん患者において高頻度で見いだされた以下の4つの病的バリアントの1つ以上、2つ以上、3つ以上、または4つ全てについて解析することが好ましい。 In particular, it is preferable to analyze one or more, two or more, three or more, or all four of the following four pathogenic variants found at high frequencies in prostate cancer patients in this analysis:

Figure 0007570087000003
Figure 0007570087000003

バリアントNo. 24は第11染色体のATM遺伝子上に位置する一塩基多型変異であり、GenBank
Accession No. NC_000011.10の108,164,048番目の塩基におけるシトシン(C)/チミン(T)の一塩基多型変異を意味し、この塩基がTである場合が病的バリアントであり、前立腺がんの可能性または発症リスクが高い。また、対立遺伝子を考慮して解析した場合は、TT>CT>CCの順で前立腺がんの可能性または発症リスクが高い。よって、この塩基がTである被験者には、前立腺がんの予防または治療を行うことが考えられる。
Variant No. 24 is a single nucleotide polymorphism located in the ATM gene on chromosome 11 and is listed in GenBank
This refers to a single nucleotide polymorphism of cytosine (C)/thymine (T) at the 108,164,048th base of Accession No. NC_000011.10, and when this base is T, it is a pathogenic variant, and the possibility or risk of developing prostate cancer is high. In addition, when the analysis is performed taking into account alleles, the possibility or risk of developing prostate cancer increases in the order of TT > CT > CC. Therefore, it is possible to prevent or treat prostate cancer in subjects with this base as T.

バリアントNo. 24について、変異を含む領域の塩基配列を、配列番号1(野生型: Ref.)、配列番号2(変異型: Alt.)に示した。
Ref. TTTTAAATTATATTTAGGTATTGGACTTGTTGAAATACTTAGTGATAGATA(配列番号1)
Alt. TTTTAAATTATATTTAGGTATTGGATTTGTTGAAATACTTAGTGATAGATA(配列番号2)
For variant No. 24, the base sequence of the region containing the mutation is shown in SEQ ID NO: 1 (wild type: Ref.) and SEQ ID NO: 2 (mutated type: Alt.).
Ref. TTTTAAATTATATTTAGGTATTGGACTTGTTGAAATACTTAGTGATAGATA (SEQ ID NO: 1)
Alt. TTTTAAATTATATTTAGGTATTGGATTTGTTGAAATACTTAGTGATAGATA (SEQ ID NO: 2)

バリアントNo. 61(rs80359520)は第13染色体のBRCA2遺伝子上に位置する欠失変異であり、GenBank Accession No. NC_000013.10の32914068_32914071番目の塩基(AATT)が欠失する変異(del)を意味し、この塩基が欠失した場合が病的バリアントであり、前立腺がんの可能性または発症リスクが高い。また、対立遺伝子を考慮して解析した場合は、(del/del)>(AATT/del)>(AATT/AATT)の順で前立腺がんの可能性または発症リスクが高い。よって、この塩基がdelである被験者には、前立腺がんの予防または治療を行うことが考えられる。 Variant No. 61 (rs80359520) is a deletion mutation located in the BRCA2 gene on chromosome 13, and refers to a mutation (del) in which the 32914068_32914071 base (AATT) of GenBank Accession No. NC_000013.10 is deleted. When this base is deleted, it is a pathogenic variant, and there is a high possibility or risk of developing prostate cancer. In addition, when the analysis takes into account alleles, the possibility or risk of developing prostate cancer increases in the order of (del/del) > (AATT/del) > (AATT/AATT). Therefore, it is possible to prevent or treat prostate cancer in subjects with this base del.

rs80359520について、変異を含む領域の塩基配列を、配列番号3(野生型: Ref.)、配列番号4(変異型: Alt.)に示した。
Ref. AAATCGTTTGTGTTTCACATGAAACAATTAAAAAAGTGAAAGACATATTTACAG(配列番号3)
Alt. AAATCGTTTGTGTTTCACATGAAAC AAAAAAGTGAAAGACATATTTACAG(配列番号4)
For rs80359520, the base sequence of the region containing the mutation is shown in SEQ ID NO: 3 (wild type: Ref.) and SEQ ID NO: 4 (mutated type: Alt.).
Ref. AAATCGTTTGTGTTTCACATGAAACAATTAAAAAAGTGAAAGACATATTTACAG (SEQ ID NO: 3)
Alt. AAATCGTTTGTGTTTCACATGAAAC AAAAAAGTGAAAGACATATTTACAG (SEQ ID NO: 4)

バリアントNo. 75(rs80358920)は第13染色体のBRCA2遺伝子上に位置する一塩基多型変異であり、GenBank Accession No. NC_000013.10の32,920,978番目の塩基におけるシトシン(C)/チミン(T)の一塩基多型変異を意味し、この塩基がTである場合が病的バリアントであり、前立腺がんの可能性または発症リスクが高い。また、対立遺伝子を考慮して解析した場合は、TT>TC>CCの順で前立腺がんの可能性または発症リスクが高い。よって、この塩基がTである被験者には、前立腺がんの予防または治療を行うことが考えられる。 Variant No. 75 (rs80358920) is a single nucleotide polymorphism located in the BRCA2 gene on chromosome 13, and refers to a single nucleotide polymorphism of cytosine (C)/thymine (T) at base 32,920,978 of GenBank Accession No. NC_000013.10. When this base is T, it is a pathogenic variant, and there is a high possibility or risk of developing prostate cancer. In addition, when the analysis is performed taking into account alleles, the order of possibility or risk of developing prostate cancer is TT > TC > CC. Therefore, it is possible to prevent or treat prostate cancer in subjects who have this base as T.

rs80358920について、変異を含む領域の塩基配列を、配列番号5(野生型: Ref.)、配列
番号6(変異型: Alt.)に示した。
Ref. TTGTTTCCTAGGCACAATAAAAGATCGAAGATTGTTTATGCATCATGTTTC(配列番号5)
Alt. TTGTTTCCTAGGCACAATAAAAGATTGAAGATTGTTTATGCATCATGTTTC(配列番号6)
For rs80358920, the base sequence of the region containing the mutation is shown in SEQ ID NO: 5 (wild type: Ref.) and SEQ ID NO: 6 (mutated type: Alt.).
Ref. TTGTTTCCTAGGCACAATAAAAGATCGAAGATTGTTTATGCATCATGTTTC (SEQ ID NO: 5)
Alt. TTGTTTCCTAGGCACAATAAAAGATTGAAGATTGTTTATGCATCATGTTTC (SEQ ID NO: 6)

バリアントNo. 114は第17染色体のHOXB13遺伝子上に位置するSNPであり、GenBank Accession No. NC_000017.10の46,805,561番目の塩基におけるシトシン(C)/チミン(T)の一塩基多型変異を意味し、この塩基がTである場合が病的バリアントであり、前立腺がんの可能性または発症リスクが高い。また、対立遺伝子を考慮して解析した場合は、TT>CT>CCの順で前立腺がんの可能性または発症リスクが高い。よって、この塩基がTである被験者には、前立腺がんの予防または治療を行うことが考えられる。 Variant No. 114 is an SNP located in the HOXB13 gene on chromosome 17, and refers to a single nucleotide polymorphism of cytosine (C)/thymine (T) at base 46,805,561 of GenBank Accession No. NC_000017.10. When this base is T, it is a pathogenic variant, and there is a high possibility or risk of developing prostate cancer. In addition, when the analysis is performed taking into account alleles, the order of possibility or risk of developing prostate cancer is TT > CT > CC. Therefore, it is possible to prevent or treat prostate cancer in subjects where this base is T.

バリアントNo. 114について、変異を含む領域の塩基配列を、配列番号7(野生型: Ref.)、配列番号8(変異型: Alt.)に示した。
Ref. CATAGGCTGGTAGGTTCCCGGATATCCCGGATAGAAGGCAAACTCAGTGGG(配列番号7)
Alt. CATAGGCTGGTAGGTTCCCGGATATTCCGGATAGAAGGCAAACTCAGTGGG(配列番号8)
For variant No. 114, the base sequence of the region containing the mutation is shown in SEQ ID NO: 7 (wild type: Ref.) and SEQ ID NO: 8 (mutated type: Alt.).
Ref. CATAGGCTGGTAGGTTCCCGGATATCCCGGATAGAAGGCAAACTCAGTGGG (SEQ ID NO: 7)
Alt. CATAGGCTGGTAGGTTCCCGGATATTCCGGATAGAAGGCAAACTCAGTGGG (SEQ ID NO: 8)

なお、表1における病的バリアントの位置の特定は、データベースに登録されているヒトゲノム配列におけるものであり、人種の違いなどによって上記配列が病的バリアント以外の位置で若干変化することがあるので、そのような場合には、表1における病的バリアントの位置と比較し、それに相当する位置において該当塩基を解析すればよい。 Note that the positions of the pathogenic variants in Table 1 are those in the human genome sequence registered in the database. The above sequence may vary slightly at positions other than the pathogenic variants due to differences in race, etc. In such cases, the positions should be compared with the positions of the pathogenic variants in Table 1, and the relevant bases should be analyzed at the corresponding positions.

また、本発明において解析するバリアントは上記のものに限定されず、上記の塩基と連鎖不平衡にある塩基の変異を分析してもよい。ここで「上記の塩基と連鎖不平衡にある塩基」とは、上記の塩基と好ましくはr2>0.8、さらに好ましくはr2>0.9の関係を満たす塩基をいう。r2は連鎖不平衡係数である。連鎖不平衡にある塩基は、例えば、HapMapデータベース(http://www.hapmap.org/index.html.ja)等を用いて同定することができる。 In addition, the variants analyzed in the present invention are not limited to those described above, and mutations in bases in linkage disequilibrium with the above bases may be analyzed. Here, "a base in linkage disequilibrium with the above base" refers to a base that satisfies the relationship of preferably r2 >0.8, more preferably r2 >0.9 with the above base. r2 is the linkage disequilibrium coefficient. Bases in linkage disequilibrium can be identified using, for example, the HapMap database (http://www.hapmap.org/index.html.ja) or the like.

上記のように、病的バリアントの存在に基づいて、前立腺がんの検査を行うことができる。例えば、表1の病的バリアント、好ましくはBRCA2、HOXB13およびATM遺伝子から選択される1以上の遺伝子における病的バリアントについてその存在を解析し、対象が病的バリアントを1以上、2以上、3以上、4以上、または5以上有する場合に、前立腺がんの発症リスクや進行リスクが高いと判定することができる。すなわち、本発明は、前立腺がんの診断のためのデータを提供することができる。 As described above, prostate cancer can be tested for based on the presence of a pathogenic variant. For example, the presence of a pathogenic variant in one or more genes selected from the pathogenic variants in Table 1, preferably the BRCA2, HOXB13, and ATM genes, can be analyzed, and when a subject has one or more, two or more, three or more, four or more, or five or more pathogenic variants, it can be determined that the subject has a high risk of developing or progressing prostate cancer. In other words, the present invention can provide data for diagnosing prostate cancer.

表1の病的バリアントは組み合わせて解析することが好ましい。
この場合、各バリアントの対立遺伝子の数とオッズ比を考慮してリスクスコアを算出し、得られたリスクスコアに基づき、前立腺がんのリスクを判定することもできる。
なお、表1に記載の病的バリアントと、それ以外のSNPなどのバリアントと組み合わせて解析してもよい。
Preferably, the pathogenic variants in Table 1 are analyzed in combination.
In this case, a risk score can be calculated taking into account the number of alleles of each variant and the odds ratio, and the risk of prostate cancer can be determined based on the obtained risk score.
In addition, the pathogenic variants listed in Table 1 may be analyzed in combination with other variants such as SNPs.

上記バリアントにおける塩基の種類を調べ、1つまたはそれ以上の病的バリアントの存在もしくは病的バリアントの存在に基づくリスクスコアを前立腺がんと関連付けることにより、前立腺がんを検査することができる。
なお、いずれのバリアントも、二本鎖DNAのどちらの鎖を解析してもよい。例えば、各配列はセンス鎖を解析してもよいし、アンチセンス鎖を解析してもよい。
Prostate cancer can be tested for by determining the base types in the variants and associating the presence of one or more pathogenic variants or a risk score based on the presence of pathogenic variants with prostate cancer.
For any variant, either strand of the double-stranded DNA may be analyzed. For example, either the sense strand or the antisense strand of each sequence may be analyzed.

本発明において、解析の対象はヒトであり、例えば、前立腺がんのリスクが疑われるヒトである。人種は特に制限されないが、例えば、日本人を含むアジア人である。
病的バリアントの存在の解析(以下、単に、バリアント解析とよぶ)に用いる試料は、対
象由来の、染色体DNAを含む試料であれば特に制限されない。バリアントの解析に用いる試料としては、例えば、血液、尿、髄液等の体液、子宮頸部や口腔粘膜などの細胞、毛髪等の体毛などが挙げられる。バリアントの解析にはこれらの試料を直接使用することもできるが、これらの試料から染色体DNAを常法により単離し、これを用いて解析することが好ましい。
In the present invention, the subject of analysis is a human, for example, a human suspected of being at risk of prostate cancer. There is no particular limitation on the race of the subject, and examples of the subject include Asians, including Japanese.
The sample used for the analysis of the presence of a pathogenic variant (hereinafter simply referred to as variant analysis) is not particularly limited as long as it is a sample derived from a subject and contains chromosomal DNA. Examples of samples used for variant analysis include body fluids such as blood, urine, and cerebrospinal fluid, cells from the cervix and oral mucosa, and body hair such as hair. Although these samples can be used directly for variant analysis, it is preferable to isolate chromosomal DNA from these samples by a conventional method and use it for analysis.

バリアントの解析は、通常の遺伝子配列解析方法によって行うことができる。例えば、シークエンス解析、PCR、ハイブリダイゼーション、インベーダー法などが挙げられるが、これらに限定されない。 Analysis of variants can be performed by standard gene sequence analysis methods, including, but not limited to, sequence analysis, PCR, hybridization, and the Invader method.

シークエンス解析は通常の方法により行うことができる。具体的には、病的バリアントが存在する部位(以下、単に、バリアント部位とよぶ)の塩基の5’側 数十塩基の位置に設定したプライマーを使用してシークエンス反応を行い、その解析結果から、該当する位置がどの種類の塩基であるかを決定することができる。なお、シークエンス反応の前に、あらかじめバリアント部位を含む断片をPCRなどによって増幅しておくことが好ましい。 Sequence analysis can be performed by standard methods. Specifically, a sequence reaction is performed using a primer set several tens of bases 5' from the site where the pathogenic variant exists (hereinafter simply referred to as the variant site), and the type of base at the corresponding site can be determined from the analysis results. Note that it is preferable to amplify a fragment containing the variant site by PCR or the like beforehand, prior to the sequence reaction.

また、バリアントの解析は、PCRによる増幅の有無を調べることによって行うことができる。例えば、バリアント部位の塩基を含む領域に対応する配列を有し、かつ、3’末端が各塩基に対応するプライマーをそれぞれ用意する。それぞれのプライマーを使用してPCRを行い、増幅産物の有無によってどのタイプの塩基であるかを決定することができる。また、LAMP法(特許第3313358号明細書)、NASBA法(Nucleic Acid Sequence-Based Amplification;特許2843586号明細書)、ICAN法(特開2002-233379号公報)、SmartAmp法(特許第3897805号明細書)などによって増幅の有無を調べることもできる。その他、単鎖増幅法を用いてもよい。 Variants can also be analyzed by examining whether amplification has occurred by PCR. For example, primers are prepared that have a sequence corresponding to the region containing the base at the variant site and whose 3' ends correspond to each base. PCR is performed using each primer, and the type of base can be determined based on the presence or absence of an amplified product. Amplification can also be examined by the LAMP method (Patent No. 3313358), NASBA method (Nucleic Acid Sequence-Based Amplification; Patent No. 2843586), ICAN method (JP Patent Publication 2002-233379), SmartAmp method (Patent No. 3897805), etc. Alternatively, a single-strand amplification method may be used.

また、バリアント部位を含むDNA断片を増幅し、増幅産物の電気泳動における移動度の違いによってどのタイプの塩基であるかを決定することもできる。このような方法としては、例えば、PCR-SSCP(single-strand conformation polymorphism)法(Genomics. 1992 Jan 1;12(1): 139-146.)が挙げられる。具体的には、まず、目的のバリアントを含むDNAを増幅し、増幅したDNAを一本鎖DNAに解離させる。次いで、解離させた一本鎖DNAを非変性ゲル上で分離し、分離した一本鎖DNAのゲル上での移動度の違いによってどのタイプの塩基であるかを決定することができる。 Also, a DNA fragment containing a variant site can be amplified, and the type of base can be determined based on the difference in electrophoretic mobility of the amplified product. One such method is the PCR-SSCP (single-strand conformation polymorphism) method (Genomics. 1992 Jan 1;12(1): 139-146.). Specifically, first, DNA containing the target variant is amplified, and the amplified DNA is dissociated into single-stranded DNA. The dissociated single-stranded DNA is then separated on a non-denaturing gel, and the type of base can be determined based on the difference in mobility of the separated single-stranded DNA on the gel.

さらに、バリアント部位の塩基が制限酵素認識配列に含まれる場合は、制限酵素による切断の有無によって解析することもできる(RFLP法)。この場合、まず、DNA試料を制限酵素により切断する。次いで、DNA断片を分離し、検出されたDNA断片の大きさによってどのタイプの塩基であるかを決定することができる。 Furthermore, if the base at the variant site is included in a restriction enzyme recognition sequence, it can also be analyzed by the presence or absence of cleavage by the restriction enzyme (RFLP method). In this case, a DNA sample is first cleaved with a restriction enzyme. Next, the DNA fragments are separated, and the type of base can be determined based on the size of the detected DNA fragment.

また、ハイブリダイゼーションの有無を調べることによって塩基の種類を解析することも可能である。すなわち、各塩基に対応するプローブを用意し、いずれのプローブにハイブリダイズするかを調べることによってバリアントがいずれの塩基であるか、すなわち、病的バリアントであるか否か、を調べることもできる。 It is also possible to analyze the type of base by examining the presence or absence of hybridization. That is, by preparing a probe corresponding to each base and examining which probe a base hybridizes to, it is possible to determine which base the variant is, i.e., whether it is a pathogenic variant or not.

このようにしてバリアントがいずれの塩基であるかを解析することで、病的バリアントの存在を決定することができ、それにより、前立腺がんを検査するためのデータを得ることができる。
本発明の方法により判定された結果は、必要に応じて医師等に提供される。結果を提供された医師等は、血液検査、X線検査、CT検査等の必要な検査を行った上で、発症リスクや進行リスクを診断することができる。医師等が前立腺がんの発症リスクや進行リスクが高いと診断した場合には、手術、抗がん剤治療等の治療を施すことができる。また、リスク
が低いと診断した場合には、患者に取って負担が大きいこれらの治療を回避することができる。
In this way, by analyzing which base the variant is, the presence of a pathogenic variant can be determined, thereby providing data for testing for prostate cancer.
The results determined by the method of the present invention are provided to a doctor or the like as necessary. The doctor or the like who has been provided with the results can diagnose the risk of onset or progression after performing necessary tests such as blood tests, X-ray tests, and CT scans. If the doctor or the like diagnoses that the risk of onset or progression of prostate cancer is high, treatment such as surgery or anticancer drug treatment can be performed. In addition, if the doctor or the like diagnoses that the risk is low, these treatments, which are a heavy burden on the patient, can be avoided.

<2>本発明の前立腺がん検査用試薬
本発明はまた、前立腺がんを検査するためのプライマーやプローブなどの検査試薬を提供する。このようなプローブとしては、上記バリアント部位をカバーする塩基配列を含み、ハイブリダイズの有無によってバリアント部位の塩基の種類を判定できるプローブが挙げられる。具体的には、配列番号1~8(病的バリアントの配列は配列番号2、4、6、8)のいずれかに示す塩基配列のバリアント部位の塩基を含む配列、またはその相補配列を有する15塩基以上の長さのプローブが挙げられる。プローブの長さは好ましくは、15~35塩基であり、より好ましくは20~35塩基である。
<2> Prostate cancer testing reagent of the present invention The present invention also provides a testing reagent such as a primer or a probe for testing prostate cancer. Such a probe includes a probe that contains a base sequence covering the above-mentioned variant site and can determine the type of base at the variant site based on the presence or absence of hybridization. Specifically, the probe includes a probe having a length of 15 or more bases that contains a base at the variant site of any of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 8 (pathogenic variant sequences are SEQ ID NOs: 2, 4, 6, and 8) or a complementary sequence thereof. The length of the probe is preferably 15 to 35 bases, more preferably 20 to 35 bases.

また、プライマーとしては、上記バリアント部位を増幅するためのPCRに用いることのできるプライマー、または上記バリアント部位を配列解析(シークエンシング)するために用いることのできるプライマーが挙げられる。具体的には、配列番号1~8(病的バリアントの配列は配列番号2、4、6、8)のいずれかに示す塩基配列のバリアント部位を含む領域を増幅したりシークエンシングしたりすることのできるプライマーが挙げられる。このようなプライマーの長さは15~50塩基が好ましく、15~35塩基がより好ましく、20~35塩基がさらに好ましい。 The primer may be a primer that can be used in PCR to amplify the variant site, or a primer that can be used to sequence the variant site. Specifically, the primer may be a primer that can amplify or sequence a region containing the variant site of any of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 8 (pathogenic variant sequences are SEQ ID NOs: 2, 4, 6, and 8). The length of such a primer is preferably 15 to 50 bases, more preferably 15 to 35 bases, and even more preferably 20 to 35 bases.

上記バリアント部位をシークエンシングするためのプライマーとしては、バリアント部位の塩基の5’側領域、好ましくは30~100塩基上流の配列を有するプライマーや、バリアント部位の塩基の3’側領域、好ましくは30~100塩基下流の領域に相補的な配列を有するプライマーが例示される。PCRによる増幅の有無でバリアントの種類を判定するために用いるプライマーとしては、バリアント部位を含む塩基配列を有し、バリアント塩基を3’末端に含むプライマーや、バリアント部位を含む塩基配列の相補配列を有し、バリアント塩基の相補塩基を3’末端に含むプライマーなどが例示される。 Examples of primers for sequencing the variant site include a primer having a sequence in the 5' region of the base at the variant site, preferably 30 to 100 bases upstream, and a primer having a sequence complementary to the 3' region of the base at the variant site, preferably 30 to 100 bases downstream. Examples of primers used to determine the type of variant based on the presence or absence of PCR amplification include a primer having a base sequence including the variant site and containing the variant base at the 3' end, and a primer having a complementary sequence to the base sequence including the variant site and containing the complementary base of the variant base at the 3' end.

なお、本発明の検査用試薬はこれらのプライマーやプローブに加えて、PCR用のポリメラーゼやバッファー、ハイブリダイゼーション用試薬などを含むものであってもよい。 In addition to these primers and probes, the testing reagent of the present invention may also contain polymerase and buffer for PCR, hybridization reagents, etc.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の態様には限定されない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following aspects.

<方法>
研究サンプル
2003年~2018年に、日本全国から、前立腺がんを含む様々な病気の患者からDNAおよび臨床情報を集めるバイオバンク・ジャパンのデータベースから全研究サンプルを得た。本研究では、前立腺がん患者7,744名および男性対照12,520名において病院登録研究を行った。全参加者は、インフォームドコンセントの同意書を提出した。本研究は、東京大学医科学研究所倫理委員会および理化学研究所生命医科学研究センターにより承認された。
Methods
Study samples: All study samples were obtained from Biobank Japan database, which collects DNA and clinical information from patients with various diseases, including prostate cancer, from all over Japan between 2003 and 2018. In this study, a hospital registry study was conducted among 7,744 prostate cancer patients and 12,520 male controls. All participants provided informed consent. This study was approved by the Ethics Committee of the Institute of Medical Science, University of Tokyo and the RIKEN Center for Integrative Medical Sciences.

配列およびバイオインフォマティクス解析
非特許文献1において前立腺がんに関係する報告された8つの遺伝子(ATM、BRCA1、BRCA2、BRCA1相互作用タンパク質C末端ヘリカーゼ1[BRIP1]、CHEK2、HOXB13、NBN、およびPALB2)を選択した。
マルチPCRベースの標的配列法(Hum Mol Genet. 2016;25(22):5027-5034.)によって全8遺伝子(37,982bp)の完全コード領域および2bpフランキングイントロン
配列を解析した。その結果、最終的に、患者7,636名の患者および対照個体12,366名において1456遺伝子バリアントを同定し、標的領域の99.98%を少なくとも20シーケンスリードによりカバーした。
Sequence and bioinformatics analysis Eight genes reported to be related to prostate cancer in Non-Patent Document 1 (ATM, BRCA1, BRCA2, BRCA1-interacting protein C-terminal helicase 1 [BRIP1], CHEK2, HOXB13, NBN, and PALB2) were selected.
The complete coding regions and 2-bp flanking intron sequences of all eight genes (37,982 bp) were analyzed by a multiplex PCR-based targeted sequencing method (Hum Mol Genet. 2016;25(22):5027-5034.) Ultimately, 1456 gene variants were identified in 7,636 cases and 12,366 control individuals, with 99.98% of the target regions covered by at least 20 sequence reads.

バリアントのアノテーション
米国遺伝医学とゲノム会議および分子病理学協会(ACMG/AMP)ガイドライン(Genet Med. 2015;17(5):405-424, Nat Rev Genet. 2017;18(10):599-612.)、ならびにClinVarに登録された疾患関連性に関する基準(Nucleic Acids Res. 2016;44(D1):D862-D868.)を使用して臨床的有意性を決定した。そして、ACMG/AMPガイドラインによる疾患関連性分類および/またはClinVarにおける疾患関連性の分類に基づいて病的バリアントを決定とした。
Variant annotation Clinical significance was determined using the American College of Medical Genetics and Genomics and the College of Molecular Pathology (ACMG/AMP) guidelines (Genet Med. 2015;17(5):405-424, Nat Rev Genet. 2017;18(10):599-612.) and the disease association criteria registered in ClinVar (Nucleic Acids Res. 2016;44(D1):D862-D868.). Pathogenic variants were identified based on the ACMG/AMP guidelines and/or the ClinVar disease association classification.

統計解析
症例-対照関連分析を、支配的モデル下、フィッシャーの直接確率検定を使用して行った。病的バリアントと個体群統計的および臨床特徴との関連を調査するため、連続変数に対するt検定および離散変数に対するフィッシャーの直接確率検定またはコクラン・アーミテージ検定を使用した。全統計検定は両側であり、0.05未満のPはボンフェローニ補正を8遺伝子およびPCaの各々の間の関連分析に適用する場合を除いて、統計的に有意とした(P<0.006=0.05/8)。R統計パッケージ(バージョン3.1.3)を使用して全解析を行った。
Statistical Analysis Case-control association analyses were performed using Fisher's exact test under the dominant model. To investigate the association of pathogenic variants with demographic and clinical characteristics, t-tests for continuous variables and Fisher's exact test or Cochran-Armitage test for discrete variables were used. All statistical tests were two-sided, and P less than 0.05 was considered statistically significant, except when the Bonferroni correction was applied to the association analysis between each of the eight genes and PCa (P<0.006=0.05/8). All analyses were performed using the R statistical package (version 3.1.3).

<結果>
バイオバンク・ジャパンによって収集された前立腺がん患者(疾患群)7,636人および対照群12,366人のDNAを、前立腺がんの原因として知られる8遺伝子について解析した結果、1,456個の遺伝子バリアントを同定した。同定された遺伝子バリアントを国際的データベースClinVar(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/)で確認したところ、登録されていたのは670個(46.0%)だけであった。また、そのうち58個は病的バリアント、216個は病的バリアントではない遺伝子バリアント、残りの396個は判定不能であった。そこで、米国臨床遺伝・ゲノム学会(ACMG)が作成したガイドラインを使用して、1,456個の遺伝子バリアントについて、一つ一つ病的バリアントか否かを調べたところ、最終的にClinVarの結果と合わせて、今回同定した遺伝子バリアント1,456個中136個(9.3%)が病的バリアントであると判定された(表1)。
<Results>
DNA from 7,636 prostate cancer patients (disease group) and 12,366 control groups collected by Biobank Japan was analyzed for eight genes known to cause prostate cancer, and 1,456 gene variants were identified. When the identified gene variants were checked in the international database ClinVar (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/), only 670 (46.0%) were registered. Of these, 58 were pathogenic variants, 216 were non-pathogenic gene variants, and the remaining 396 were indeterminate. Using the guidelines created by the American College of Clinical Genetics and Genomics (ACMG), we then examined each of the 1,456 gene variants to determine whether they were pathogenic or not. Finally, based on the results of ClinVar, 136 (9.3%) of the 1,456 gene variants identified in this study were determined to be pathogenic variants (Table 1).

次に、遺伝子ごとに病的バリアントのアミノ酸の位置とその頻度を確認するために、ロリプロットを作成した。その結果、多く(78.8%)の病的バリアントは7,636人の患者群の中で1人しか持っておらず、極めて頻度が低いことが分った。
一方、10人以上で共有する頻度が高い病的バリアントが、ATM遺伝子では1個、BRCA2遺伝子では2個、HOXB13遺伝子では1個見つかった(図1)。このうち、ATMとHOXB13で見つかった2個のバリアントは、これまでClinVarに登録のない新しい病的バリアントであった。
Next, we created a Lori plot to confirm the amino acid position and frequency of pathogenic variants for each gene.The results showed that most (78.8%) pathogenic variants were found in only one patient out of 7,636 patients, making them extremely rare.
On the other hand, pathogenic variants that were frequently shared by 10 or more individuals were found in one ATM gene, two BRCA2 genes, and one HOXB13 gene (Figure 1). Of these, the two variants found in ATM and HOXB13 were new pathogenic variants that had not been registered in ClinVar before.

また、これら136個の病的バリアントを、疾患群・対照群それぞれがどのくらいの割合で持っているかを調べた。その結果、8遺伝子全体では、疾患群の2.9%、対照群の0.8%が病的バリアントを持っており、病的バリアントを持つことで前立腺がんへのなりやすさが約3.7倍高まることが明らかになった(表3)。また遺伝子ごとでは、BRCA2、HOXB13、ATMの3遺伝子が前立腺がん発症に寄与していることが分かった(表3)。 We also investigated the proportion of these 136 pathogenic variants in the disease and control groups. As a result, it was found that 2.9% of the disease group and 0.8% of the control group had pathogenic variants across the eight genes, and that having a pathogenic variant increases the likelihood of developing prostate cancer by approximately 3.7 times (Table 3). In addition, it was found that three genes, BRCA2, HOXB13, and ATM, contribute to the development of prostate cancer (Table 3).

Figure 0007570087000004
Figure 0007570087000004

次に、病的バリアント保有者がどのような臨床的特徴を持っているかを調べたところ、病的バリアント保有者は非保有者よりも前立腺がんと診断される年齢が2歳若いこと、喫煙歴や飲酒歴がある人が多いこと、また家族に乳がん、膵がん、肺がん、肝がん患者がいる割合が大きいこと、臨床症状もTNM分類、グリソンスコア、PSA(前立腺特異抗原)などの項目が悪いことが明らかになった(表4)。 Next, we investigated the clinical characteristics of pathogenic variant carriers, and found that pathogenic variant carriers were diagnosed with prostate cancer two years younger than non-carriers, that more of them had a history of smoking or drinking, that a higher proportion of them had family members with breast cancer, pancreatic cancer, lung cancer, or liver cancer, and that their clinical symptoms were worse in terms of TNM classification, Gleason score, and PSA (prostate-specific antigen) (Table 4).

Figure 0007570087000005
Figure 0007570087000005

前立腺がん診断年齢ごとに遺伝子バリアント保有者の割合を調べたところ、60歳未満では7.9%と高い割合で見つかり、年齢が上がるごとにその割合は少なくなったが、65歳以上では2-3%程度でほぼ変わらないことが分かった(図2)。一つの病的バリアントにより発症する遺伝性疾患は、通常は早期に発症すると考えられているが、乳がんの場合と同様に、高齢であっても一定の寄与があり、遺伝子検査をする意義があることが分かった。 When we investigated the proportion of genetic variant carriers by age at prostate cancer diagnosis, we found that a high proportion of those under 60 years old (7.9%) was found, and the proportion decreased with age, but remained almost constant at around 2-3% for those over 65 years old (Figure 2). Hereditary diseases caused by a single pathogenic variant are usually thought to develop early, but as with breast cancer, there is a certain contribution even in older age, and it was found that genetic testing is meaningful.

Claims (7)

前立腺がんの可能性および/または発症リスクの検査方法であって、対象由来の試料を用い、表1に記載の136種類の病的バリアントのうち、BRCA2、HOXB13、ATM遺伝子上の病的バリアントであるNo.8~43、45~74、77~90、および111~115から選択される1つ以上の存在について解析することを特徴とする、方法であって、
前記病的バリアントを含む塩基配列の表1記載の塩基(Ref)に相当する塩基における
多型を分析し、該分析結果に基づいて、
病的バリアントを含む塩基配列の表1記載の塩基(Ref)に相当する塩基が、表1記載
の塩基(Alt)である場合、
前立腺がんの可能性および/または発症リスクが高いと判定される、方法。
Figure 0007570087000006

Figure 0007570087000007
A method for testing for the possibility and/or risk of developing prostate cancer, comprising using a sample derived from a subject and analyzing for the presence of one or more pathogenic variants selected from Nos. 8 to 43, 45 to 74, 77 to 90, and 111 to 115 in the BRCA2, HOXB13, and ATM genes among the 136 pathogenic variants listed in Table 1, the method comprising:
A polymorphism in a base corresponding to the base (Ref) in Table 1 of the base sequence containing the pathogenic variant is analyzed, and based on the analysis results,
When the base corresponding to the base (Ref) in Table 1 of the nucleotide sequence containing the pathogenic variant is the base (Alt) in Table 1,
A method for determining whether there is an increased possibility and/or risk of developing prostate cancer.
Figure 0007570087000006

Figure 0007570087000007
前記表1の136種類の病的バリアントのうち、No. 8、10、11、13、15、17、18、22~27、29、30、32、34、36、39~41、45~56、59、61、62、64~74、77~86、88~90、111、および113~115から選択される1つ以上の病的バリアントの存在を解析することを特徴とする、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, characterized in that the presence of one or more pathogenic variants selected from No. 8, 10, 11, 13, 15, 17, 18, 22-27, 29, 30, 32, 34, 36, 39-41, 45-56, 59, 61, 62, 64-74, 77-86, 88-90, 111, and 113-115 out of the 136 pathogenic variants in Table 1 is analyzed. 少なくとも、下記No. 24、61、および114から選択される1つ以上の病的バリアント
の存在について解析する、請求項2に記載の方法。
Figure 0007570087000008
3. The method of claim 2, wherein the presence of at least one pathogenic variant selected from Nos. 24, 61, and 114 is analyzed.
Figure 0007570087000008
表1に記載の病的バリアントのうち、少なくとも10種類以上の病的バリアントについて解析する、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein at least 10 or more pathogenic variants among those listed in Table 1 are analyzed. 前立腺がんが若年性の前立腺がんである、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the prostate cancer is early-onset prostate cancer. 表1に記載の136種類の病的バリアントのうちのBRCA2、HOXB13、ATM遺伝子上の病的
バリアントであるNo.8~43、45~74、77~90、および111~115から選択される1つ以上の病的バリアントの存在を解析するためのプローブを含む、前立腺がんの発症リスクの検査用試薬であって、
前記プローブは、前記病的バリアントを含む塩基配列において、表1記載の塩基(Alt
塩基を含む15塩基以上の配列の相補配列を有するプローブである、検査用試薬。
Figure 0007570087000009

Figure 0007570087000010
A reagent for testing a risk of developing prostate cancer, comprising a probe for analyzing the presence of one or more pathogenic variants selected from Nos. 8 to 43, 45 to 74, 77 to 90, and 111 to 115, which are pathogenic variants in the BRCA2, HOXB13, and ATM genes among the 136 pathogenic variants listed in Table 1,
The probe is a probe for detecting a base in a base sequence containing the pathogenic variant, the base being one of the bases shown in Table 1 (Alt
) a complementary sequence of a sequence of 15 or more bases including the bases.
Figure 0007570087000009

Figure 0007570087000010
表1に記載の136種類の病的バリアントのうちのBRCA2、HOXB13、ATM遺伝子上の病的バリアントであるNo.8~43、45~74、77~90、および111~115から選択される1つ以上の病的バリアントの存在を解析するためのプライマーを含む、前立腺がんの発症リスクの検査用試薬であって、
前記プライマーは、前記病的バリアントを含む塩基配列において、表1記載の塩基(Alt)に相当する塩基を含む領域を増幅することのできるプライマーである、検査用試薬。
Figure 0007570087000011

Figure 0007570087000012
A reagent for testing a risk of developing prostate cancer, comprising primers for analyzing the presence of one or more pathogenic variants selected from Nos. 8 to 43, 45 to 74, 77 to 90, and 111 to 115, which are pathogenic variants in the BRCA2, HOXB13, and ATM genes among the 136 pathogenic variants listed in Table 1,
The testing reagent, wherein the primer is a primer capable of amplifying a region containing a base corresponding to the base (Alt) shown in Table 1 in a base sequence containing the pathogenic variant.
Figure 0007570087000011

Figure 0007570087000012
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