がん組織のみを用いたがん遺伝子パネル検査の結果から 遺伝性腫瘍に関わる生殖細胞系列バリアントを高精度に予測する 機械学習モデル・ノモグラムを開発、Webアプリとして公開~日本人大規模データベース(C-CAT)を活用し、国際ガイドラインを上回る精度を実現~

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2025-12-18 国立がん研究センター,東京大学,東京都立駒込病院,九州がんセンター

国立がん研究センター、東京大学などの研究グループは、がん組織のみで実施する遺伝子パネル検査(Tumor-only)で検出された変異が、生殖細胞系列(生まれつき)か体細胞(がんで後天的)かを高精度に判別する予測モデル「U3-Nomogram」を開発し、研究用途のWebアプリとして無償公開した。C-CATに蓄積された日本人7,078例の大規模データを解析し、腫瘍細胞含有率を考慮した新指標TARとrVAFを考案。年齢・がん種・一般集団頻度なども統合してノモグラム(ロジスティック回帰)と機械学習(LightGBM等)を構築した結果、AUC0.96~0.97を達成し、ESMO規準(0.85)など既存指標を上回った。不要な確認検査を減らしつつ、遺伝性腫瘍の見逃しを抑え、適切な遺伝カウンセリングや予防策につなげる支援が期待される。

がん組織のみを用いたがん遺伝子パネル検査の結果から 遺伝性腫瘍に関わる生殖細胞系列バリアントを高精度に予測する 機械学習モデル・ノモグラムを開発、Webアプリとして公開~日本人大規模データベース(C-CAT)を活用し、国際ガイドラインを上回る精度を実現~
図1:遺伝子ごとに、病的バリアントの検出率とGermline conversion rateが大きく異なっていました。

<関連情報>

日本の臨床ゲノムデータベースに基づく腫瘍のみのシーケンスのための生殖細胞病原性変異予測モデル Germline pathogenic variant prediction model for tumor-only sequencing based on Japanese clinicogenomic database

Masachika Ikegami;Liuzhe Zhang;Makoto Hirata;Tatsuro Yamaguchi;Shinya Oda;Shinji Kohsaka;Hiroyuki Mano;Toshihide Hirai;Hiroshi Kobayashi
Clinical Cancer Research  Published:December 17 2025
DOI:https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-25-2985

Abstract

Purpose: Germline pathogenic variants (GPVs) are frequently identified as secondary findings in cancer gene panel testing. Due to limited data on germline conversion rates (GCRs) in the Japanese population, clinical decisions have relied on ESMO criteria. We aimed to develop a variant-level GCR prediction algorithm using Japanese tumor-normal matched panel database and compare its utility with existing standards. Patients and Methods: We analyzed 7,078 Japanese cases from the NCC Oncopanel dataset, focusing on 32 hereditary cancer genes. Clinical features, sample information, sequence results, and minor allele frequency (MAF) in healthy populations were incorporated int a machine learning model and nomogram. Clinical utility was assessed via decision curve analysis and validated using GenMineTOP dataset. Results: Among 3,372 cases (mean age 61; 51% male), 4,905 pathogenic variants were identified, including 491 GPVs (GCR: 10%). High disease-specific GCRs were observed in BAP1 (11% in ocular tumors), BRCA1 and/or BRCA2 (13–16% in ovarian/peritoneal cancers), and NF1 (16% in peripheral nerve tumors). Genes with >50% GCRs included RAD51C, BRCA1, PALB2, CHEK2, RET, BRCA2, and PMS2. Significant predictors included age <30, multiple cancers, gene type, cancer type, MAF, relative variant allele frequency to tumor purity, and tumor allele ratio (TAR). The model achieved a c-index of 0.96–0.97, outperforming ESMO (0.88), with a 1.2% net benefit at a 5% threshold. The results were confirmed using GenMineTOP dataset. Conclusions: Variant-level prediction models for Japanese cancer patients incorporating TAR and MAF offer improved GPV prediction over gene-level approaches and support clinical decision-making and personalized medicine.

医療・健康
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