Pan-Cancer プロジェクトに関するよくある質問
- Pan-Cancer プロジェクトとは？
- Pan-Cancer プロジェクトの目的は？
- なぜ Pan-Cancer プロジェクトが必要だったのか？
- 主要な研究機関はどこか？
- どのがんを研究したか？
- データを分析する上で技術的に困難だったことは何か？
- データはどこから来たか？
- Pan-Cancerプロジェクトから分かった主要事項は何か？
- パン・キャンサー・プロジェクトは他に何を明らかにしましたか？
- この結果はがん研究にどう役立ちますか？
- パン・キャンサー・プロジェクトはがん患者にどう役立ちますか？
パン・キャンサー・プロジェクトとはなんでしょうか？
The ICGC/TCGA Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes project（通称Pan-Cancerプロジェクト）は、国際がんゲノムコンソーシアム（ICGC）とがんゲノムアトラス（TCGA）の2600以上のがん全ゲノムから共通の変異パターンを特定することを目的とした国際共同研究プロジェクトです。 このプロジェクトは、主にゲノムのタンパク質をコードする領域に焦点を当てた、これらのイニシアチブの以前の仕事を基礎としています。
汎癌プロジェクトの目的は、癌の原因、予防、診断、治療に関するさらなる研究を可能にするために、世界中の多くの癌におけるゲノムの変化を理解することです。 Pan-Cancerプロジェクトでは、がん細胞のDNAにある両方のタイプの変異を調査しました。 科学者たちは、制御部位（他の遺伝子の活性に影響を与えるゲノムの領域）、非コードRNA（遺伝子発現を制御するなどの機能を持つ分子）、およびゲノムの大規模な構造変化について研究しました。 がんの発症につながるゲノムの複雑な変化を理解するためには、膨大な量のデータが必要だったのです。 これは、共同作業とデータの共有によってのみ達成することができました。 このプロジェクトでは、プロジェクト開始時に公開されていた世界中のほぼすべてのがんゲノムを分析しました。
汎癌プロジェクトは、37カ国、70以上の機関から1300人以上の科学者と臨床医が参加した共同研究でした。 科学運営委員会には、欧州分子生物学研究所、オンタリオ癌研究所、MITとハーバードのブロード研究所、ウェルカムサンガー研究所、カリフォルニア大学サンタクルーズ校の5つの主要機関の代表者が含まれていました。 その研究内容は以下の通りです。
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中枢神経系（CNS）がん（膠芽腫、髄芽腫、乏突起膠腫、毛様細胞性星細胞腫、錐体細胞性星細胞腫。 悪性黒色腫）
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皮膚がん
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胆道がん
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膀胱がん
大腸がん
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食道がん
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肝がん
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肺がん（肝細胞がん。 肝細胞癌・胆管癌複合体、fibrolamellar肝細胞癌、腺癌、in situ腺癌、粘液性腺癌、扁平上皮癌、扁平上皮癌。 基底膜扁平上皮癌
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膵臓癌（腺癌、針状細胞癌、粘液性腺癌、腺扁平上皮癌。 神経内分泌癌）
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前立腺癌
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胃癌
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甲状腺癌
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骨癌（骨芽細胞腫、骨膜芽胞）
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癌 骨繊維異形成、軟骨芽細胞腫、軟骨様線維腫、アダマンチノーマ、脊索腫、骨肉腫、平滑筋肉腫、脂肪肉腫）
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子宮頸がん（腺がん、子宮体がん）。 扁平上皮癌）
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頭頸部癌
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腎癌（腺癌、色素性型、扁平上皮癌。 腺癌、明細胞型。 腺癌、乳頭癌）
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リンパ系癌（バーキット癌、びまん性大B細胞癌、濾胞癌、辺縁帯癌、移植後癌）
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リンパ系癌（バーキット癌、濾胞癌、辺縁帯癌、移植後癌）
- リンパ系癌 慢性リンパ性白血病）
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骨髄系がん（急性骨髄性白血病、慢性骨髄単球性白血病、環状鉄芽球性骨髄異形成症候群、必須血小板血症、骨髄異形成症候群。 3107>
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卵巣癌
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子宮癌
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乳癌（浸潤性乳管癌、乳癌）
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乳癌（乳癌）
- ＜4709> 乳がん 髄様癌、粘液性腺癌、管状微小乳頭癌、小葉癌）
データを分析する上で技術的に難しかったことは何ですか。
2658人のドナーから得た5000以上のゲノム（ドナーあたり2サンプル：1つはがんから、1つは健康な細胞から）の合計データセットは、800テラバイトのデータを作成しました。 計算にはクラウドや各機関が提供するハイパフォーマンス・コンピューティング・クラスターが使用されました。
Pan-Cancerプロジェクトで使用されたすべてのゲノムは、以前は他のプロジェクトで収集されたものでした。 研究者たちは、世界中の48のがんプロジェクトからの2658人のドナーの全ゲノムデータを処理しました。
Pan-Cancerプロジェクトでは、タンパク質をコードする遺伝子とタンパク質をコードしないDNA領域の両方から、ゲノム全体にわたって、がんにおけるDNA変異の性質と影響を調べました。 このため、Pan-Cancerプロジェクトは、がんゲノムの非コード領域についてこれまでに行われた最も包括的な分析となっています。
主な発見は、がんゲノムは有限で知ることができるものの、非常に複雑であるということです。 がんゲノム全体の配列決定と一連の解析ツールを組み合わせることで、がんに見られるあらゆる遺伝的変化の特徴を明らかにすることができます。 これには、それらの変化を生み出したすべてのプロセス、変化によって影響を受けたすべての生物学的経路、もともと変化していた細胞の種類、さらにはがんの生活史における重要な出来事の順序までもが含まれます。 科学的なハイライトは以下の通りです：
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EMBLの科学者は、クラウドコンピューティングによるゲノムデータの大規模解析のためのツールを発表しています。 詳細はこちら
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EMBL-EBIの科学者を含む研究者は、癌特異的RNA変化の最大かつ最も包括的なカタログを作成し、癌ゲノムへの新しい洞察を明らかにした。 詳細はこちら
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全がんゲノムの分析により、がんの遺伝的要因に関する重要な洞察が得られました。 詳細はこちら
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科学者たちは、クロモスリプシスとして知られるプロセスで起こる大規模なゲノム再配列が、これまで考えられていたよりもはるかに多く、がん全体で一般的であることを発見しました。 クロモスリプシス（または「染色体破砕」）は、染色体の大きな領域が一度に大きなゲノム再配置を受ける突然変異プロセスです。 このような変化がどのようにがんゲノムの進化を促すのか、またその生成にどのような分子機構が関与しているのかを十分に理解することは、がんゲノム進化の理解への重要なステップとなります。 詳細はこちら
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腫瘍の進行を分析することにより、科学者は多くの癌がその初期の変異パターンにおいて典型的で予測可能な結果を持っていることを発見しました。 彼らはまた、癌の進行を促す突然変異が、診断の何年も、あるいは何十年も前に起こることを発見しました。 詳細はこちら
この成果はどのようにがん研究に役立つか
汎がんプロジェクトは、科学界にとって膨大なリソースを確立しました。このリソースは、解析手法の継続的開発を支え、がんの発生に関する新しいアイデアの実験場となり、将来のシーケンス研究の比較のベンチマークとして機能することでしょう。
パンキャンサーデータは、より広い研究コミュニティが利用でき、さらなる発見を加速させるのに役立ちます。 プロジェクトで作成された一連の解析ツールは、科学界や臨床界に公開され、自由に使用したり、さらに開発したりすることができます。 このことは、データ解析ががんゲノム解析の普及を阻む大きな要因となっていることから、非常に重要なことです。
パン・キャンサー・プロジェクトの成果は、患者のがんの臨床全ゲノム配列決定がより広く採用されるようになれば、将来、より個別化された医療を可能にするでしょう。 これは、腫瘍の種類の正確な診断、臨床転帰のより良い予測、患者にとって最適な治療法の選択能力を含みます。
パンキャンサー研究者は、標準的な診断技術では特定できなかった患者のがんがどこから来たのか（「起源細胞」）を見つける方法を開発しました。 これは、将来のがんの診断や治療に影響を与える可能性があります。
この研究のおかげで、研究者は腫瘍が現れる何年も前、時には何十年も前に発生したゲノムの変異を特定できるようになり、腫瘍の年齢や通過する主要なゲノム段階を科学者が解明することができるようになりました。 これにより、多くの種類のがんの進化における最も初期の変化を明らかにすることができ、腫瘍の早期診断や早期介入のための新しい戦略を開発できる可能性があります。 私たちはまだそこに到達していませんが、これが目標です」
これまで科学者は、がんゲノムのうちタンパク質をコードする部分を主に研究し、ゲノムの99%は未調査のままでした。 Pan-Cancerプロジェクトは、何ががんを引き起こすのかについての知識のギャップを埋めました。 研究対象となった全癌の95%以上で、少なくとも1つの原因となる遺伝子変化が見つかり、多くの個々の腫瘍で5-10個以上の原因となる変異が同定されました。 原因変異がどのような種類の腫瘍を発生させるかを決定するため、この情報はより良い診断方法を見つけるのに役立つだろう。 また、将来の治療法として有用な創薬標的を示す可能性もあります。 このプロジェクトの一環として、研究者たちは、がんゲノムに変異を生じさせる多くの新しいプロセスについて説明しました。 これらのプロセスは、ゲノムに特徴的な「変異のサイン」を残し、これらのサインは、何が癌を引き起こしたかを知る手がかりとなります。 例えば、喫煙や日光浴などの生活習慣に起因する変異は、非常に特徴的なパターンを示すことがある。同様に、遺伝性の癌疾患も特徴的なシグネチャーを示すことがある。 これらのシグネチャーは、患者のがんゲノムから読み取ることができ、このプロジェクトで特定されたシグネチャーのカタログと比較することができます
世界のがん研究コミュニティに提供されたパンキャンサーデータと関連ソフトウェアツールを使って、がん生物学に対するさらなる洞察が得られると期待されます。