学 位 論 文 の 内 容 の 要 旨

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学 位 論 文 の 内 容 の 要 旨

学 位 論 文 題 目 薬 剤 師 業 務 に お け る ゲ ノ ム 情 報 に 基 づ い た 個 別 化 医 療 の 発 展 に 関 す る 研 究

論 文 指 導 教 授 黒 澤 菜 穂 子

学 位 申 請 者 守 屋 寛 之

個 人 の ゲ ノ ム 情 報 を も と に 行 う Perso nalized Medicine （ 個 別 化 医 療 ） の 実 現 に 向 い た 大 き な 潮 流 は 、全 世 界 的 な も の で あ る と い っ て も 過 言 で は な い 。ま た 、 近 年 の ゲ ノ ム 科 学 の 進 歩 に よ る 分 子 標 的 薬 の 開 発 を は じ め 、遺 伝 子 多 型 診 断 法 の 承 認 に よ る 医 薬 品 添 付 文 書 の 改 訂 な ど の よ う に 、こ の 流 れ は 薬 剤 師 を 取 り 巻 く 医 療 環 境 を 徐 々 に 変 化 さ せ て い る 。し か し な が ら 、こ の 個 別 化 医 療 は ま だ 過 渡 期 に あ り 、今 後 、明 ら か に さ れ る 未 知 の 事 象 だ け で な く 、現 実 に は 、い ま だ 検 証 が 必 要 な 課 題 も 多 い 。し た が っ て 、ゲ ノ ム 科 学 の 分 野 に お け る 研 究 成 果 の 積 み 重 ね が 、将 来 の 個 別 化 医 療 実 現 に つ な が っ て い く も の と 考 え ら れ る 。一 方 で 、が ん 化 学 療 法 と そ の 支 持 療 法 だ け で な く 、緩 和 ケ ア な ど に 薬 剤 師 が 携 わ る 機 会 が 今 後 さ ら に 増 加 す る こ と が 明 ら か で あ る 。こ の よ う な 状 況 の 中 、薬 剤 師 自 身 が 薬 物 治 療 の 個 別 化 に つ い て の 理 解 を 深 め 、積 極 的 に 参 画 し な け れ ば な ら な い こ と も 周 知 の 事 実 で あ る 。そ の 反 面 、個 別 化 医 療 へ 密 接 に 関 わ る 薬 理 遺 伝 学 や ゲ ノ ム 薬 理 学 な ど に つ い て 、現 在 実 務 に 携 わ る 薬 剤 師 に お け る 知 識 の 深 さ や 理 解 度 に つ い て の 詳 細 は 不 明 で あ る 。

こ れ ら を 背 景 に 、ゲ ノ ム 情 報 に 基 づ く 薬 物 治 療 の 個 別 化 、お よ び 、薬 剤 師 業 務 へ の 個 別 化 医 療 の 浸 透 に 寄 与 す る た め 、今 回 、本 研 究 は 以 下 の 3 点 に つ い て 検 討 を 行 っ た 。（ １ ） 多 数 知 ら れ る 薬 物 感 受 性 遺 伝 子 の う ち 、 UGT1A1 遺 伝 子 と FCGR 遺 伝 子 の 日 本 人 で 不 足 し て い る 一 塩 基 多 型（ SNP ）お よ び コ ピ ー 数 多 型 （ CNV） の 情 報 に つ い て 検 討 す る 。（ ２ ） 遺 伝 子 多 型 診 断 の 先 駆 け と な っ た UGT1A1 遺 伝 子 変 異 に つ い て 、血 清 ビ リ ル ビ ン 値 の 変 動 、お よ び 抗 が ん 剤 イ リ ノ テ カ ン に よ る 重 篤 な 好 中 球 減 少 発 現 の 個 人 差 と の 関 連 に つ い て 精 査 す る 。

（ ３ ）個 別 化 医 療 に 関 わ る 薬 理 遺 伝 学・ゲ ノ ム 薬 理 学 に つ い て の 開 局 薬 剤 師 に

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お け る 知 識 や 意 識 、お よ び 大 学 に お け る ゲ ノ ム 関 連 科 目 の 教 育 効 果 を 調 査 す る 。 な お 、本 研 究 に お け る 遺 伝 子 解 析 は 、札 幌 医 科 大 学 倫 理 委 員 会 お よ び 北 海 道 が ん セ ン タ ー 倫 理 委 員 会 の 承 認 と 、全 て の 被 験 者 お よ び 患 者 か ら 書 面 に よ り 同 意 を 得 て 行 っ た 。

１ ． 健 常 日 本 人 に お け る UGT1A1 お よ び FCGR 遺 伝 子 の SNP と CNV 解 析 対 象 は 日 本 人 の 健 常 人 で 、そ の 人 数 は Table 1 お よ び Table 2 に 示 し た 。SNP の 判 定 は 、 UGT1A1 遺 伝 子 で は DNA ダ イ レ ク ト シ ー ク エ ン シ ン グ 法 、 FCGR 遺 伝 子 で は TaqMan

SNP Genotyping Assay 法 を 用 い た 。ま た 、 CNV の 判 定 は 、 両 者 と も に TaqMan

Copy Number Assay 法 に て 行 っ た 。

そ の 結 果 、各 SNP の 遺 伝 子 型 の 人 数 は 、そ れ ぞ れ Table 1 に 示 す 通 り で 、既 報 の 健 常 日 本 人 の 頻 度 分 布 と の 間 に 違 い は 認 め ら れ な か っ た 。 一 方 、 UGT1A1 お よ び FCGR2A の CNV は 被 験 者 全 員 が 2 コ ピ ー で あ っ た が 、 FCGR3A は 105 名 の 被 験 者 が 2 コ ピ ー 、 3 名 が 1 コ ピ ー 、お よ び 5 名 が 3 コ ピ ー と 判 定 さ れ た

（ Table 2 ）。 な お 、 FCGR3A の CNV の コ ピ ー 数 と rs396991 の 遺 伝 子 型 と の 関 係 は 以 下 の 通 り で 、 1 コ ピ ー の 3 名 は T/T; 2 コ ピ ー の 60 名 は T/T 、 40 名 が T/G お よ び 5 名 が G/G; 3 コ ピ ー の 1 名 は T/T お よ び 4 名 は T/G で あ っ た 。

Table 1 Number o f genotypes in UGT1A1, FCGR2A and FCGR3A in this study.

Gene SNP N Genotype

UGT1A1 *6 93 G/G G/A A/A

64 28 1

*28 93 TA

/TA

TA

/TA

TA

/TA

70 21 2 FCGR2A rs1801274 113 A/A A/G G/G

79 33 1 FCGR3A rs396991 113 T/T T/G G/G

64 44 5

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Table 2 Number o f CNVs in UGT1A1, FCGR2A and FCGR3A in this study.

Gene TaqMan

Copy N CNV Number Assay ID 1 copy 2 copy 3 copy

UGT1A1 Hs01964514_cn 89 0 89 0 FCGR2A Hs00103511_cn 113 0 113 0 FCGR3A Hs00139300_cn 113 3 105 5

こ の よ う な 健 常 人 で の 検 討 に よ っ て 、日 本 人 に お け る UGT1A1 お よ び FCGR 遺 伝 子 に お け る SNP と CNV 情 報 の 概 要 が 明 ら か に さ れ た 。こ の 基 礎 的 な 知 見 は 、こ れ ら の 基 質 と な る 薬 物 の 効 果 や 副 作 用 予 測 の 遺 伝 的 な バ イ オ マ ー カ ー 研 究 の 更 な る 発 展 に 寄 与 し う る も の で あ る と 考 え ら れ る 。

２ ． 個 別 化 医 療 に お け る UGT1A1 遺 伝 子 変 異 の 重 要 性 の 精 査

① 健 常 人 の 血 清 総 ビ リ ル ビ ン 値 に 対 す る 影 響

血 清 総 ビ リ ル ビ ン 値 は 、UGT1A1 遺 伝 子 の *6 や *28 変 異 に よ り 上 昇 し 、こ れ ら の ホ モ 接 合 体（ *6/*6 お よ び *28/*28）は 体 質 性 黄 疸 の 原 因 と な る 。し か し な が ら 、ヘ テ ロ 接 合 体（ *1/*6 、*1/*28 お よ び *6/*28）の 影 響 は 、ほ と ん ど 検 討 さ れ て い な い 。 対 象 は 20～ 30 歳 の 健 康 な 日 本 人 92 名 （ 男 性 37 名 、 女 性 55 名 ） で あ る 。こ れ ら 被 験 者 の 血 清 総 ビ リ ル ビ ン 値 を 男 女 お よ び UGT1A1 の 遺 伝 子 型 間 で 比 較 し た 。さ ら に 、血 清 総 ビ リ ル ビ ン 値 の 個 体 差 と UGT1A1 の 遺 伝 子 変 異 や 性 別 等 の 関 連 に つ い て 重 回 帰 分 析 を 行 っ た 。

そ の 結 果 、女 性 の 血 清 総 ビ リ ル ビ ン 値 は 男 性 に 比 べ 有 意 に 低 く な っ た 。ま た 、 血 清 総 ビ リ ル ビ ン 値 は *1/*1 と *1/*28 、*1/*1 と *6/*28 、*1/*6 と *1/*28 、お よ び

*1/*6 と *6/*28 と の 間 に 有 意 差 が 認 め ら れ た （ Fig. 1 ）。 さ ら に 重 回 帰 分 析 の 結 果 、性 別 、 *1/*28 お よ び *6/*28 は 血 清 総 ビ リ ル ビ ン 値 の 変 動 に 有 意 に 関 連 し て お り 、こ の 重 回 帰 式 は 血 清 総 ビ リ ル ビ ン 値 の 個 体 間 変 動 を 44.3％ 説 明 し て い た

（ Table 3）。

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Fig. 1 Serum total-bilirubin levels according to the UGT1A1 genotype.

The horizontal lines indicate the mean serum total-bilirubin levels.

**P<0.01, ***P<0.001

Table. 3 Correlat ions of ln-transformed serum total-bilirubin level wit h sex and the

*1/*28 and *6/*28 genotypes by stepwise mult iple regressio n analysis.

Factors β 95% CI P Partial R

R

Intercept -0.378 -0.498 to -0.259 1.33×10

0.443 Sex -0.292 -0.436 to -0.149 1.15×10

0.133

*1/*28 0.504 0.315 to 0.693 8.85×10

0.175

*6/*28 0.643 0.359 to 0.927 2.18×10

0.134

β , standardized coeffic ient; 95% CI, 95% confidence interval

こ の よ う に 、体 質 性 黄 疸 の 原 因 と な る *6/*6 や *28/*28 だ け で な く 、健 常 人 に

お け る 血 清 総 ビ リ ル ビ ン 値 は *1/*28 や *6/*28 を 有 す る 場 合 に も 高 く な る こ と

が 示 さ れ た 。こ の こ と は 、 *6/*6 や *28/*28 の 関 与 が 示 唆 さ れ て い る ニ ロ チ ニ ブ

に よ り 誘 発 さ れ る 高 ビ リ ル ビ ン 血 症 に は 、 *1/*28 や *6/*28 も 影 響 を 及 ぼ す こ と

を 疑 わ せ る も の で あ り 、UGT1A1 の 遺 伝 子 型 を 判 定 す る こ と の 重 要 性 を 示 し て

い る と 考 え ら れ る 。

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② 婦 人 科 領 域 に お け る イ リ ノ テ カ ン に よ る 重 篤 な 好 中 球 減 少 と の 関 連

イ リ ノ テ カ ン （ CPT-11 ） に よ る 重 篤 な 好 中 球 減 少 の 発 現 の 遺 伝 的 要 因 は 、 UGT1A1 の *6 や *28 で あ る こ と が 示 唆 さ れ て い る 。し か し 、 CPT-11 の 低 用 量 レ ジ メ ン に よ る 重 篤 な 好 中 球 減 少 の 発 現 と こ れ ら の 変 異 と の 関 連 に つ い て の 婦 人 科 領 域 に お け る 検 討 は 十 分 で な い 。 対 象 は 日 本 人 の 婦 人 科 癌 患 者 44 名 で あ る 。 こ れ ら の 患 者 に お け る CPT-11 総 投 与 量 と 最 低 好 中 球 数 （ ANC nadir ） 値 、 UGT1A1 遺 伝 子 型 と ANC nadir 値 の 関 係 を 検 討 し た 。 ま た 、 グ レ ー ド 4 の 好 中 球 減 少 発 現 に 関 与 す る 要 因 の 検 討 は 、単 変 量 解 析 に よ る 要 因 の 絞 込 み を 行 っ た 後 、 多 変 量 ロ ジ ス テ ィ ッ ク 回 帰 分 析 に よ る 解 析 で 行 っ た 。

ANC nadir 値 と CPT-11 の 総 投 与 量 に 相 関 性 は 認 め ら れ な か っ た （ Fig. 2）。

ANC nadir 値 は UGT1A1 *1/*1 群 と *6/*6 、 *6/*28 群 と の 間 に 有 意 差 が 認 め ら れ た （ Fig. 3 ）。 多 変 量 解 析 の 結 果 、 *6/*6 お よ び *6/*28 は グ レ ー ド 4 の 好 中 球 減 少 の 発 現 と 有 意 に 関 連 し て い た（ P=0.029; odds rat io, 6.90; 95% CI, 1.22-38.99）。

し か し 、*1/*6、*1/*28、レ ジ メ ン の 種 類 、お よ び 年 齢 と グ レ ー ド 4 の 好 中 球 減 少 の 発 現 と の 関 連 は 示 さ れ な か っ た 。

日 本 人 に お け る 婦 人 科 が ん 患 者 に お い て 、*6/*6 お よ び *6/*28 変 異 が CPT-11 に よ り 誘 発 さ れ る 重 篤 な 好 中 球 減 少 の 発 現 に 関 与 す る こ と が 明 ら か と な っ た 。 こ の 知 見 は 、大 腸 が ん や 肺 が ん と 同 様 、 UGT1A1 遺 伝 子 多 型 の 診 断 が 婦 人 科 領 域 の CPT-11 に よ る 化 学 療 法 に お い て も 有 用 で あ る こ と を 示 唆 す る も の で あ る 。

Fig. 2 The correlat ion between the total dose of CPT-11 recieved in the first cyc le

and the abso lute neutrophil count (ANC) nadir values (R

=0.006, P=0.185) in 44

patients with gyneco logic cancer treated with regimens containing CPT-11.

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Fig. 3 The relat io nship between UGT1A1 genotype and abso lute neutrophil count (ANC) nadir values during lo w-dose irinotecan (CPT-11) administration. The horizontal line for each genotypes indicates median o f ANC nadir values. The dotted line indicates the ANC at which grade 4 (G4) neutropenia is observed. **P<0.01.

３ ． 開 局 薬 剤 師 に 対 す る ゲ ノ ム 薬 学 に 関 す る ア ン ケ ー ト 調 査

本 学 で は 2004 年 以 降 、 3 年 生 を 対 象 と し た 「 ゲ ノ ム 薬 学 」 を 開 講 し て い る こ と か ら 、本 学 卒 業 生 で 北 海 道 在 住 の 開 局 薬 剤 師 976 人 を 対 象 に 遺 伝 子 に 対 す る 理 解 度 を ア ン ケ ー ト 調 査 し 、「 ゲ ノ ム 薬 学 」 の 未 履 修 群 と 履 修 群 の 比 較 検 討 を 行 っ た 。 138 人 が 回 答 し 、有 効 回 収 数 率 は 12.9％ だ っ た 。設 問 は 薬 理 遺 伝 学 ・ ゲ ノ ム 薬 理 学 に 関 す る 問 題 15 問 、遺 伝 子 多 型 と 薬 効 に 関 す る 問 題 7 問 、興 味・

関 心 、 薬 剤 師 業 務 へ の 必 要 性 や 学 習 の 必 要 性 に 関 す る 問 題 3 問 と し た 。

そ の 結 果 、薬 理 遺 伝 学・ゲ ノ ム 薬 理 学 に 関 す る 問 題 は 9 問 、遺 伝 子 多 型 と 薬 効 に 関 す る 問 題 は 6 問 、興 味 ・ 関 心 の 程 度 に お い て 、 2 群 間 で 有 意 差 が 認 め ら れ た （ Table 4）。 ま た 、 今 回 の 結 果 か ら 、 未 履 修 群 と 履 修 群 と も 薬 理 遺 伝 学 ・ ゲ ノ ム 薬 学 に 対 す る 学 習 意 欲 は あ る も の の 、薬 剤 師 業 務 で は そ れ ら の 知 識 を 活 用 し に く い こ と が 判 明 し た 。

以 上 の こ と か ら 、開 局 薬 剤 師 は 将 来 、こ の よ う な 薬 理 遺 伝 学 や ゲ ノ ム 薬 学 の

知 識 が 必 要 な も の で あ る と 理 解 し 、勉 強 す る 意 欲 を 持 っ て い る も の の 、こ れ ら

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の 内 容 が 難 解 で あ り 、実 際 の 薬 剤 師 業 務 に は 取 り 入 れ に く い 内 容 で あ る と 捕 え て い る こ と が う か が え た 。今 後 、こ の よ う な 知 識 が 在 宅 医 療 な ど の 地 域 医 療 に 関 わ る 薬 剤 師 に も 重 要 と な っ て い く こ と は 必 然 で あ り 、こ れ ら に つ い て 理 解 し や す い よ う 、卒 前 の 教 育 だ け で な く 、卒 後 の 教 育 に お い て も 十 分 に 支 援 し て い く 必 要 性 の あ る こ と が 示 唆 さ れ た 。

平均

平均

問1 ① 一塩基多型 1.44 0.59 2.48 0.87 <0.0001

② ヘテロ接合体 1.48 0.61 2.14 0.73 <0.0001

③ 遺伝子座 1.27 0.54 1.52 0.60 0.021

④ イントロン 1.31 0.61 2.19 1.03 <0.0001

⑤ アレル頻度 1.13 0.34 1.52 0.75 0.001

⑥ ハプロタイプ 1.20 0.47 1.48 0.51 0.004

⑦ コピー数多型 1.16 0.40 1.14 0.36 0.903

⑧ フレームシフト変異 1.25 0.51 2.10 1.04 <0.0001

⑨ 体細胞変異 1.49 0.64 2.00 0.89 0.006

⑩ マイクロサテライト 1.23 0.49 1.57 0.75 0.010

⑪ PCR-RFLP法 1.25 0.50 1.81 0.68 <0.0001

⑫ エピジェネティクス 1.13 0.34 1.38 0.67 0.061

⑬ KRAS変異テスト 1.16 0.42 1.33 0.58 0.109

⑭ 疾患感受性遺伝子 1.30 0.57 1.52 0.81 0.183

⑮ コンパニオン診断薬 1.21 0.43 1.29 0.46 0.402

問2 1)

とオメプラゾール 1.81 0.83 3.10 0.83 <0.0001

2)

とエファビレンツ 1.29 0.57 1.81 0.75 <0.001

3)

とワルファリン 1.71 0.82 2.90 0.89 <0.0001

4)

とタモキシフェン 1.43 0.68 1.95 0.86 0.003

5)

とワルファリン 1.29 0.53 1.90 0.94 <0.001

6)

とペグインターフェロン・リバビリン療法 1.24 0.49 1.67 0.97 0.022

7)

とイリノテカン 1.24 0.49 2.19 1.25 <0.0001

問3 興味・関心があるか？ 2.41 0.90 3.00 0.84 0.007

問5 将来の業務に知識は必要か？ 2.74 0.84 2.81 0.81 0.664

問7 学習したいか？ 2.75 0.87 3.14 0.65 0.070

問 P 値

Table 4　「ゲノム薬学」講義開講前と開講後の卒業生におけるスコアの比較

問1と 問2は説明できるを4点、少し説明できるを3点、聞いたことはあるが説明できないを2点、知らないので説明できな いを1点、問3は、あるを4点、 少しあるを3点、 あまりないを2点、ないを1点、問5と問7は、思うを4点、少し思うを3点、あま り思わないを2点、思わないを1点とした。

*：Mann-Whitneyの

検定 質問内容

履修群のスコア (n = 21) 未履修群のスコア

　(n = 105)

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５ ． ま と め

本 研 究 の SNP お よ び CNV 解 析 に よ っ て 、UGT1A1 遺 伝 子 と FCGR 遺 伝 子 の 日 本 人 に お い て 不 足 し て い る ゲ ノ ム 情 報 の 集 積 に 貢 献 す る こ と が で き た 。ま た 、 健 常 日 本 人 に お け る 血 清 総 ビ リ ル ビ ン 値 は 、UGT1A1 遺 伝 子 変 異 の ホ モ 接 合 体 だ け で な く 、 *1/*28 や *6/*28 の よ う な ヘ テ ロ 接 合 体 に よ っ て も 高 く な る こ と が 示 唆 さ れ た 。 さ ら に 、 CPT-11 に よ り 引 き 起 こ さ れ る 重 篤 な 好 中 球 減 少 の 発 現 に UGT1A1 の *6/*6 お よ び *6/*28 が 婦 人 科 領 域 に お い て も 関 与 す る こ と が 示 さ れ た 。一 方 、開 局 薬 剤 師 は 、ゲ ノ ム 薬 理 学 や 個 別 化 医 療 の 重 要 性 を 認 知 し て い る が 、こ れ ら の 知 識 が 難 解 で あ り 、実 務 に 反 映 し に く い と 感 じ て い る こ と か ら 、 こ れ ら を 考 慮 し た 教 育 の 必 要 性 が 示 さ れ た 。

以 上 の こ と か ら 、本 研 究 に よ り 得 ら れ た 知 見 は 、薬 剤 師 業 務 に お け る ゲ ノ ム

情 報 に 基 づ い た 個 別 化 医 療 の 更 な る 発 展 に 寄 与 す る こ と が 期 待 さ れ る 。