ロングリードシーケンシングを用いた点突然変異のタイミングによる腫瘍クローンのフェーズ解析

要旨 癌細胞は体細胞の異常（例えば、体細胞変異や構造変異）により正常細胞と異なります。これらの変異を調べることで腫瘍の進化をより深く理解でき、より効果的な治療戦略の道が開かれます。癌細胞は単一腫瘍内でも異なる集団間で異質性を示し、これらの集団はそれぞれ固有の体細胞変異によって定義されます。共有されるものもあれば一意のものもある体細胞変異のセットが与えられた場合、どの変異が共起しているのかを特定することによって腫瘍クローンのフェージングが可能になります。最終的に、バルクシーケンスデータからこれらの変異をフェージングすることは腫瘍進化の研究に不可欠です。腫瘍細胞ではSNVおよび短いインデルが最も一般的な体細胞変異であり、これらの変異は短リードで効果的に検出可能ですが、近接した変異を結び付けることはリードの性質上依然として困難です。一方、ロングリードは遠距離のSNVの連結を可能にし、ギガベーススケールのフェーズブロックに遺伝的バリアントの直接フェージングを成功させており、体細胞変異のフェージングに期待が持てます。腫瘍クローンの再構築は多対立遺伝子のフェージング問題です。検出された体細胞点変異（PM）の系統樹を得ることは、これらの変異を異なるクローンにフェージングする第一段階であり、構築された系統樹のノードは可能なクローンハプロタイプに対応します。この目的のために、両位置を覆うリードにおける共起状況とこれらのリードが参照または代替アレルを支持するかに基づいてPMペアを相互にタイミング付けする手法を提案します。2つの点変異とこれらの2箇所を覆うリード群があれば、この2変異が同一系統の同じ枝で連続的に発生したか、共起したか、異なる枝（すなわち分岐）で発生したかを推定できます。PMペアのタイミングは推移的であるため、リードで連結されていないPMペアのタイミング付けによりより長い連鎖を得ることも可能です。これらの関係性をグラフとして表現し、PMをノード、各関係タイプを異なるエッジで表しています。我々はCASTLEコレクション（https://github.com/CASTLE-Panel/castle）由来のH2009およびH1437細胞株に通常および超ロング（100kb超）Oxford Nanoporeリードを用いてこの手法を適用しました。これらの細胞株は一般的な腫瘍サンプルに比べ異質性は低いものの、体細胞変異のフェージングにより重複染色体コピーを区別可能です。H1437およびH2009細胞株でそれぞれ87,999および162,334の体細胞SNPを検出しました。これらのSNPを用いて構築したグラフには中央値102Kbおよび55Kb（最大9.5Mbおよび6.4Mb）の連結成分が含まれ、両細胞株で連結成分あたり中央値2（最大56および80）のハプロタイプが存在しました。検出されたハプロタイプのうち中央値1（最大23および46）は複数のSNPから成ります。今後は構造変異のタイミング付けも含めた手法拡張を計画しています。引用形式：Ataberk Donmez, Mikhail Kolmogorov, . Phasing tumor clones by timing point mutations using bulk long-read sequencing abstract. In: Proceedings of the American Association for Cancer Research Annual Meeting 2026; Part 1 (Regular Abstracts); 2026 Apr 17-22; San Diego, CA. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2026;86(7 Suppl):Abstract nr 6912.