膀胱癌を尿中で非侵襲的に検出するための新しい無細胞単一分子ユニークプライマー拡張リセケンシング（cf-SUPER）技術

A novel cell-free single-molecule unique primer extension resequencing (cf-SUPER) technology for bladder cancer non-invasive detection in urine.

• Cheng Zhao
• Yi Pan
• Yinhuai Wang
• Yuanwei Li
• Weiqing Han
• Li Lu
• Wei Tang
• Pei Li
• Zhenyu Ou
• Mengda Zhang
• Zhuang Xiong
• Ran Xu
• Qiang Lu
• Zhenzhou Xu
• Lin Qi
• Long Wang
• Genming Xu

抄録

背景:

膀胱がんの臨床診断法は膀胱鏡検査であり、侵襲的で高価で不便な臨床検査である。尿中無細胞DNA（cfDNA）を用いた膀胱がんの非侵襲的検査法の開発は、液体生検が有望視されていた。

Background: The clinical diagnostic method for bladder cancer is cystoscopy, an invasive, expensive and inconvenient clinical test. Using urinary cell-free DNA (cfDNA) to develop non-invasive test for bladder cancer was a promising liquid biopsy.

方法:

尿中cfDNAを用いた液体生検におけるcfDNAテンプレートの使用率を向上させ、PCRバイアスを低減するために、膀胱癌患者の尿中cfDNAと腫瘍DNAをマッチさせた29例のサンプルを対象に、無細胞単分子ユニークプライマー伸長再配列法（cf-SUPER）を開発し、突然変異プロファイルの一貫性を評価した。次に、突然変異頻度の高い22の遺伝子を選択してウリプライアパネルを作成し、100人の膀胱癌患者（47人の膀胱癌患者と53人の対照患者）を対象にcf-SUPER技術を用いて解析した。この技術の性能をバイオインフォマティクスツールと臨床サンプルを用いて評価した。

Methods: To improve the using rate of cfDNA template and decrease the PCR bias for liquid biopsy using urinary cfDNA, we developed a cell-free single-molecule unique primer extension resequencing (cf-SUPER) technology which was done for 29 matched urinary cfDNA and tumor DNA samples of bladder cancer patients to evaluate consistency of mutation profiles. Then, a 22 high mutational frequence genes was selected to form an uriprier panel, which was analyzed in 100 patients (47 bladder cancer cases and 53 controls) using cf-SUPER technology. This performance of the technology was evaluated using bioinformatic tools and clinical samples.

結果:

本研究では、cf-SUPER技術は、対立遺伝子割合が0.01%と低くても、1 ngのDNA入力でも正確に突然変異を検出できることが示された。cf-SUPER技術を用いた29例のマッチした尿中cfDNAと腫瘍DNAの間の突然変異プロファイルと臨床病理診断の一貫性はそれぞれ82.76％と89.66％であった。cf-SUPER技術を用いた非侵襲的検査におけるウリプライヤーパネルの感度は98%、特異度は94%であった。

Results: The study showed that cf-SUPER technology can accurately detect mutations with allele fractions even low as 0.01% and the DNA input as low as 1 ng. The consistency of mutation profiles and clinical pathological diagnose between 29 matched urinary cfDNA and tumor DNA samples was respectively 82.76% and 89.66% by using cf-SUPER technology. Using cf-SUPER technology, the sensitivity and specificity were 98%, 94% respectively for uriprier panel in non-invasive test.

結論:

予備的な研究により、cf-SUPER技術が液体生検の有望な方法になることが示された。尿中のcfDNAに着目し、膀胱がんの非侵襲的診断・モニタリングを実現する技術です。

Conclusions: The preliminary work shows that cf-SUPER technology will be a promising method for liquid biopsy. Focusing urinary cfDNA, the non-invasive diagnose and monitoring of bladder cancer can come true by using cf-SUPER technology.

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