がんにおける次世代シーケンシング（NGS）の理解


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病理報告書に分子検査の項目がある場合、次世代シーケンシング（NGS）を用いた検査が行われた可能性が高いです。NGSは、がんの遺伝子コードを読み取り、診断、治療、予後に影響を与える多くの遺伝子の変化を一度に調べることができる強力な検査方法です。NGSの検査結果は、遺伝子名の長いリスト、聞き慣れない略語、「意義不明の変異」といった用語など、一見すると難解に思えるかもしれません。この記事では、NGSとは何か、何を調べるのか、結果はどのように報告されるのか、そしてその結果が治療にどのような意味を持つのかを、分かりやすい言葉で解説します。これは一般的なガイドであり、このセクションの個々のバイオマーカーに関する記事では、特定のがんにおける具体的な結果の意味について詳しく説明しています。

次世代シーケンシングとは何か

次世代シーケンシング（NGS）は、細胞の成長や挙動に関する指示を担う分子であるDNAを構成する化学配列を読み取る手法です。DNAはわずか4種類の塩基で記述されており、これらの塩基の正確な配列が各遺伝子の指示を決定づけています。がんは、この遺伝情報に変化が生じ、細胞が制御不能に増殖することで発生するため、遺伝情報を読み取ることで、特定のがんの原因を解明することができます。

NGSが「次世代」と呼ばれる所以は、その規模の大きさにあります。従来の方法では一度に1つの遺伝子しか読み取れず、処理速度が遅く、貴重な組織を大量に消費していました。NGSはDNAを多数の小さな断片に分割し、数百万個の断片を一度に読み取り、コンピューターでそれらを再構成して参照配列と比較します。これにより、検査機関は1回の検査で、1つの小さなサンプルから数十個、あるいは数百個もの遺伝子を検査することが可能になります。また、一部のNGS検査では、DNAと密接に関連する分子であるRNAも読み取ります。RNAは、この記事の後半で説明する遺伝子融合と呼ばれる特定の種類の変化を検出するのに特に役立ちます。

NGSが癌で探しているもの

次世代シーケンシングは、がんの遺伝子コードを読み取り、がんを引き起こす変化を特定します。これらの変化は、病理報告書では分子検査またはバイオマーカー検査という項目でまとめられることがありますが、いくつかの種類があり、NGSは同じサンプルからそれらすべてを検出することができます。

  • 突然変異 — 単一遺伝子の配列における小さな変化で、1つまたは数個の文字が変更、追加、または削除される。 突然変異 成長遺伝子を恒久的に活性化させたり、保護遺伝子を無効化したりすることができる。例としては、肺がんにおけるEGFR遺伝子変異や、膵臓がんおよび大腸がんにおけるKRAS遺伝子変異などが挙げられる。
  • 遺伝子融合 — 2つの別々の遺伝子が結合して異常な複合遺伝子が生成され、がんの増殖を促進する大きな変化。融合遺伝子は、次世代シーケンシング（NGS）検査のRNAベースの部分を用いることで最もよく検出されることが多い。例としては、ALK融合遺伝子とNTRK融合遺伝子が挙げられる。
  • コピー数変化（増幅）— 遺伝子のコピー数の変化。通常、細胞には各遺伝子が2コピーずつ存在しますが、一部のがんでは、遺伝子が増幅されて多数のコピーが生成され、そのタンパク質が過剰に産生されます。HER2遺伝子の増幅はそのよく知られた例です。
  • 広範なゲノム測定 — 結果の中には、単一の遺伝子に関するものではなく、腫瘍全体を要約したものもあります。腫瘍変異負荷（TMB）は、がん全体における変異の総数をカウントし、マイクロサテライト不安定性（MSI）は、細胞のDNA修復システムの機能不全を反映します。どちらも免疫療法への反応を予測するのに役立ちます。

すべての検査がすべての種類の変化を検出するわけではありません。検査機関は、検査対象となる癌に適した遺伝子パネルを選択するため、肺癌のNGSレポートは結腸癌のレポートとは異なるものになります。

DNAパネルとRNAパネル

次世代シーケンシングでは、組織サンプル中の2種類の遺伝物質、DNAとRNAを検出することができ、それぞれ異なる種類の変化を検出するのに適しています。この違いを理解することで、なぜ一部の報告書で両方が言及されているのかが分かります。

DNAベースのシーケンス解析は、ほとんどのNGS検査の基盤であり、変異やコピー数変化の検出に優れています。RNAベースのシーケンス解析は、2つの遺伝子の接合部がDNAよりもRNAレベルで検出されやすいため、遺伝子融合の検出に特に優れています。このため、包括的なNGSパネルでは、特に融合が重要な治療標的となる肺がんなどの癌において、DNAとRNAの両方を検査することがよくあります。癌に融合が存在する可能性が強く疑われるものの、DNA検査で検出されない場合は、治療可能な融合を見逃さないよう、RNAベースの検査を追加することがあります。

NGSの結果はどのように報告されるのか

NGSレポートは、がん細胞に見られる遺伝子変化をまとめたものであり、いくつかの標準的な要素を認識できるようになれば、レポートを読みやすくなります。レポートには通常、変化した遺伝子、見つかった具体的な変化、およびその意味についての解説が記載されています。

  • 遺伝子と特定の変化 — 報告書には、遺伝子名（例えばEGFR）と、その遺伝子内の具体的な変異（例えばエクソン19の欠失またはL858R変異）が記載されています。同じ遺伝子でも変異の種類によって治療方針が異なる場合があるため、具体的な変異の種類が重要です。
  • 変異体の分類 — それぞれの変化は、研究室がその変化が意味のあるものであるという確信度によって分類されます。 病原性のつまり、無害ではなく有害であるということです。変化は 実用的 治療可能な変化は、通常、承認された標的療法と一致する場合、免疫療法の対象となる場合、または臨床試験を開始できる場合などに認められます。病原性変化は必ずしも治療可能な変化とは限りません。なぜなら、すべての有害な変化に対応する治療法が存在するわけではないからです。意味がまだ解明されていない変化は、意義不明変異（後述）と呼ばれます。
  • 変異アレル頻度（VAF）— 報告書によっては、がん細胞のうちどのくらいの割合がその変化を持っているかを示すパーセンテージが記載されているものもあります。これは、がんの主要な原因となる変化と、腫瘍のごく一部にしか存在しない変化を区別するのに役立ちます。
  • 解釈またはコメント — 多くの報告書には、変化が承認済みの標的療法、臨床試験、または予後への既知の影響を示しているかどうかを平易な言葉で説明する注記が含まれています。これは多くの場合、患者にとって報告書の中で最も役立つ部分です。
  • 特筆すべき変更は見つかりませんでした。 報告書には、パネルが有意な変化を検出しなかったと記載されている場合があり、多くの場合、「報告すべき変化なし」または「治療に役立つ変異は特定されず」といった表現が用いられます。これは検査の失敗ではなく、正当な結果です。つまり、パネル上の遺伝子は読み取られたものの、検査機関が報告できるような治療や予後に影響を与える変化は見られなかったということです。

有意な変化が見られなかったという結果は、やや拍子抜けするかもしれませんが、それでも有用な情報です。この結果は、がんがパネルに含まれる遺伝子に関連する標的薬に反応する可能性が低いことを医療チームに示し、化学療法や免疫療​​法といった他の治療法に焦点を絞るのに役立ちます。状況によっては、治療可能な変化が依然として疑われる場合、チームはより広範囲のパネル検査や別の検体の検査を検討することもあります。

意義不明変異（VUS）の意味

次世代シーケンシングの報告書で頻繁に登場し、しばしば懸念を引き起こす用語の一つに、「意義不明変異」（通常VUSと略される）があります。VUSとは、遺伝子コードに見られる変化で、その影響がまだ解明されていないものです。科学者たちは、それが癌の原因となるのか、あるいは単に無害な変異であり、誰もが多数保有しているものなのかを判断するのに十分な証拠をまだ集めていません。

VUS（意義不明変異）は、陽性でも陰性でもありません。治療方針の決定に用いるべきではなく、問題の証拠として扱うべきでもありません。検査機関が時間をかけてより多くのデータを収集するにつれて、意義不明変異は後に意義のあるもの、あるいは無害なものとして再分類される可能性があります。VUSの意味は変化する可能性があるため、特定のVUSが再分類のためにモニタリングされているかどうかを医療チームに尋ねることは妥当です。報告書にVUSが記載されることはよくあることであり、それ自体は心配する必要はありません。

組織検査と液体生検

次世代シーケンシングには、がんの遺伝物質のサンプルが必要であり、そのサンプルは2つの供給源から得ることができます。最も一般的には、生検または手術中に採取された腫瘍組織、つまり病理医が顕微鏡で検査するのと同じ組織を用いてNGSが実施されます。これは標準的な方法であり、検査に十分な量のサンプルが得られます。

次世代シーケンシング（NGS）は血液サンプルでも実施でき、この方法はリキッドバイオプシーと呼ばれます。がん細胞はDNAの小さな断片を血流中に放出するため、リキッドバイオプシーはこの循環腫瘍DNAを検出して配列決定します。リキッドバイオプシーは、組織サンプルの採取が困難または危険な場合、検査に十分な組織が残っていない場合、あるいは医師が繰り返し検査を行わずにがんの経過を観察したい場合などに有用です。組織検査と血液検査は多くの場合相補的であり、医療チームは状況に最適な方法、あるいはその組み合わせを選択します。

腫瘍の検査と遺伝DNAの検査

次世代シーケンシングの重要な点は、遺伝的リスクについて何がわかるのか、何がわからないのかということです。がんに対して行われるNGS検査のほとんどは腫瘍のみを対象とした検査であり、つまり、がん細胞のDNAを読み取って治療方針を決定するものです。これは、特定のがんを引き起こしている変化を見つけることを目的としており、その変化が遺伝によるものかどうかを判断するためのものではありません。

これは、BRCA1やBRCA2などの一部の遺伝子は、腫瘍内でのみ変化する（体細胞変異、遺伝性ではない）場合と、出生時から体のすべての細胞で変化する（生殖細胞系列変異、遺伝性で家族にも関係する）場合があるため重要です。腫瘍のみを対象としたNGS検査でBRCA変異が検出されたとしても、それだけではどちらのタイプかを特定することはできません。遺伝性の可能性が示唆された場合は、血液または唾液を用いて別途生殖細胞系列検査が行われ、多くの場合、遺伝カウンセラーを通じて手配されます。一部の検査機関では、腫瘍と正常DNAの両方を同時にシーケンスするペア検査を実施し、遺伝性の変化と癌で発生した変化を区別しています。体細胞検査と生殖細胞系列検査の違いについては、癌における遺伝子検査に関する記事でより詳しく説明されています。

包括的なパネル検査と単一遺伝子検査の比較

分子検査が必要な場合、遺伝子を1つずつ検査することも、複数の遺伝子を同時に検査することも可能ですが、次世代シーケンシング（NGS）技術によって後者の方法が実用的になりました。遺伝子を1つずつ検査する方法は、単一の結果のみが必要な場合には有効ですが、時間がかかり、検査ごとに組織を消費します。包括的なNGSパネルを使用すれば、1つのサンプルから多くの関連遺伝子を同時に読み取ることができます。

肺がんのように、複数の遺伝子がそれぞれ異なる治療法を示唆する可能性のあるがんの場合、包括的な遺伝子パネル検査が一般的に推奨されます。この検査では、生検で採取される限られた組織を節約でき、一度に包括的な情報が得られるだけでなく、単一遺伝子検査では検出できなかった、予期せぬ治療可能な変化を明らかにすることができます。医療チームは、がんの種類、病期、そして検査結果に基づいてどのような治療方針を決定するかなどを考慮し、適切な遺伝子パネルの範囲を決定します。

NGSの結果が治療にどのように役立つか

次世代シーケンシングの目的は、意思決定を行うことではなく、意思決定に役立つ情報を提供することです。NGSによってがんに見られる遺伝子変異は、診断、病期、患者の全身状態と併せて、治療チームが適切な治療法を検討する際に用いられます。NGSは、主にいくつかの方法で治療を支援します。

  • がんの種類に合った標的療法を見つける — 多くの遺伝子変異には、その影響を阻害するように設計された薬剤が存在する。このような変異を発見することで、標的療法を受ける資格があるかどうかが判断できる。これらの薬剤の中には、がんの発生部位に関係なく、遺伝子変異に基づいて承認されるものもあり、これは腫瘍非特異的治療と呼ばれるアプローチである。
  • 免疫療法候補の特定 — 腫瘍の変異負荷が高いことやマイクロサテライト不安定性などの広範な指標は、がんが免疫療法に反応する可能性を示唆する。
  • 臨床試験の選択肢を広げる — その癌に対して承認された薬剤がない場合でも、遺伝子変異が治験治療の臨床試験に該当する可能性があり、腫瘍専門医チームがそれについて話し合うことができます。
  • 予後情報を提供する — いくつかの変化は、がんがどのように振る舞う可能性が高いかを示しており、それによって治療の集中度を判断するのに役立つ。

個々の検査結果の意味は癌の種類に大きく左右されるため、このセクションの個々のバイオマーカーに関する記事では、特定の癌において特定のNGS検査結果が何を意味するのかを解説しています。

患者がNGSに関してよく抱く実際的な質問

NGS検査を受けるには、追加の手続きが必要ですか？

通常は必要ありません。次世代シーケンシングは、がんの診断のために行われた生検や手術で既に採取された組織に対して行われることがほとんどであるため、通常は追加の手順は必要ありません。組織が不足している場合、または既存のサンプルが不適切な場合は、医療チームが新鮮な組織サンプルまたは血液ベースの液体生検を推奨する場合があります。

NGSの結果が出るまでどれくらい時間がかかりますか？

包括的な次世代シーケンシングは、多くの遺伝子を解析し、データの慎重な分析が必要となるため、単一遺伝子検査よりも時間がかかり、多くの場合1～3週間を要します。治療方針の決定が保留されている場合、この待ち時間は長く感じられるかもしれません。そのため、担当医療チームに結果が出る時期や、その間に治療を開始できるかどうかを尋ねることは妥当です。

NGSはすべての癌から何らかの発見をもたらすのだろうか？

必ずしもそうとは限りません。がんによっては、明確で治療可能な遺伝子変異が見られる場合もあれば、現在の治療法がない、あるいは検査パネルで有意な変化が検出されない場合もあります。治療可能な変化が見られないという結果も、化学療法や免疫療​​法といった他の治療法に医療チームが焦点を当てるのに役立つため、依然として有益な情報となります。

NGSの結果は、私の家族のリスクについて教えてくれますか？

通常は単独では行われません。NGSのほとんどは、治療方針の決定を目的とした腫瘍のみの検査であり、遺伝的リスクを判定するために設計されたものではありません。検査結果から遺伝性変異の可能性が示唆された場合は、遺伝カウンセラーを通して手配されることが多い別の生殖細胞系列検査を用いて、家族への影響を評価します。

医師に尋ねるべき質問

  • 私の癌に対して次世代シーケンシングは実施されましたか？また、その解析対象となった遺伝子にはどのようなものが含まれていましたか？
  • 検査は腫瘍組織に対して行われたのか、血液サンプル（リキッドバイオプシー）に対して行われたのか、それとも両方に対して行われたのか？
  • 検査ではDNA、RNA、あるいはその両方を測定したのか、また遺伝子融合が見逃された可能性はあるのか？
  • 承認された標的療法や臨床試験につながるような変化は見つかりましたか？
  • 意義不明の変異が報告された場合、再分類のために監視されていますか？
  • 私の検査結果は遺伝的リスクに何らかの影響を与えるのでしょうか？また、生殖細胞系列検査を受けるべきでしょうか？
  • 結果が出るまでどれくらい時間がかかりますか？また、結果が出るまでの間に治療を開始することはできますか？
  • 有効な変化が見られなかった場合、どのような治療選択肢が残されているのでしょうか？
  • 検査に必要な組織は十分ありますか？それとも別のサンプルが必要ですか？
  • 私のNGS検査結果は、病理報告書の他の情報とどのように組み合わされて治療計画に活用されるのでしょうか？

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