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乳がんスクリーニング検査における血清TFFの可能性の検討

石橋, 祐子 東京大学 DOI:10.15083/0002001413

2021.09.08

概要

序文
日本の乳がん罹患数は年々増加しており、特に 30 歳代後半から発症し、40 歳から 50 歳代にピークがあることが知られている。2015 年の乳がん罹患者数は 89,400 人、死亡数は 13,800 人で漸増している。乳がんは、女性のがんの中で罹患率が最も高く、少なくとも 2024年まで乳がん有病者数は増加すると推察されている。日本の乳がん検診では、視触診、マンモグラフィ、乳腺エコーが主なモダリティである。40 歳以上の女性を対象として各自治体が行っているが、検診受診率は 34.2%(2013 年)と非常に低い。マンモグラフィでは、高濃度乳腺において小さな腫瘤を発見することが難しく、乳腺エコーでは、検査実施者の診断力に差があることなどの課題があり、被検者および検査実施者の要因に結果が左右されることがある。もし、マンモグラフィや乳腺エコーの代わりに、血液検査で乳がん検診を行うことができれば、乳がん検診は簡便になり、検診受診者の精神的負担、時間的制約が減り、乳がん検診受診率の向上も期待される。乳がんの腫瘍マーカーとして CEA、CA15-3 などが知られているが、早期発見には有用ではない。そこで、我々は、新たなバイオマーカーの探索を行い、Trefoil Factor Family(TFF) にたどり着き、乳がんと診断された未治療の患者の TFF 値を、乳がんを含めがんに罹患していない検診受診者の TFF 値 (コントロール) と比較し、乳がん早期発見に有効なバイオマーカーであるか否かを検討した。

Trefoil Factor Family (TFF)は三つ葉のクローバー様（trefoil）構造を有する分子量 6-12 kDa の安定した小さなペプチドであり、消化管などの粘液産生細胞より分泌されている。体内で組織特異的に広く存在し、TFF1, TFF2 および TFF3 のサブタイプがあり、組織特異的に発現しており、消化管粘膜損傷の治癒過程で粘膜修復の役割を果たしている。TFF1, TFF2 およびTFF3 をコードする遺伝子は第 21 染色体上（21q22. 3）に存在し、それぞれ近接している。TFF はジスルフィド結合をもち、酸、熱、消化酵素などの元でも安定して存在している。

当教室では、乳がんに先立って、血清 TFF3 が胃がん、膵がんのよいバイオマーカーになりうることを報告した。乳がん患者と検診受診者の血清乳がん患者と検診受診者（非がん患者）の比較で、血清 TFF1, TFF2 および TFF3 の値に差があれば、血清 TFF 値は乳がんのバイオマーカーとなることが期待できる。すなわち、乳がん検診のスクリーニング検査として血清 TFF を活用できるということになる。

方法
非担がん者でがんの既往がないが、乳がんと診断された 116 名の未治療の患者と、過去にがんの罹患歴がない検診受診者（非がん患者）84 名をコントロール群として、血清 TFF1, TFF2 および TFF3 を測定し比較した。また、血清 TFF1, TFF2 および TFF3 の分泌源を探るために、46 名の乳がん患者の血清 TFF 値と手術検体の免疫染色を比較した。免疫染色標本の評価法については、さらに正確を期すために、ヒストスコア分析を行い免疫染色と血清 TFF の関係を確認した。

結果
乳がん患者の血清 TFF1、TFF3 値は検診受診者より有意に高値を示し、乳がん患者の血清 TFF2 値は検診受診者より有意に低値を示した。

ROC 曲線を描き、血清 TFF1, TFF2 およびTFF3 の採血による乳がんのスクリーニング検査の可能性を検討したところ、乳がん患者のスクリーニングの精度は、TFF2, TFF3, TFF1 の順に高く、血清 TFF1, TFF2 およびTFF3 の AUC はそれぞれ、0.69、0.83 および
0.73 であった。乳がんである確率を P としたときの予測式を用い、血清 TFF1, TFF2 および TFF3 の組合せの AUC が高値になるように統計学的手法で組み合わせると、AUC 0.97 が得られた。

乳がん患者の特徴がどのように TFF1, TFF2 および TFF3 に反映されているかを調べるために、血清 TFF1, TFF2 およびTFF3 値と乳がんの病理学的因子を比較した。血清 TFF1において、核グレードのみが統計学的有意差を示し、核グレード II が核グレード I, III より有意に高値であった。

がん部、非がん部の正常組織に対して、TFF1, TFF2 および TFF3 の免疫染色 (IHC) を行うと、がん部の陽性発現率は TFF1 では 56.5%、TFF2 では 0％、TFF3 は 73.9%であった。非がん部での陽性発現率は、TFF1 では 8.7%、TFF2 では 0％、TFF3 は 21.7%であった。

乳がん患者の TFF1 および TFF3 の陽性発現率と病理学的因子を比較すると、TFF1 における PgR (PR) のみが有意に相関を示し、TFF3 には相関する病理学的因子はなかった。

乳がん患者における血清 TFF1 および TFF3 とその免疫染色陽性発現率の関係から TFFの分泌源について検討した。乳がん患者の血清 TFF1 と免疫染色 TFF1 陽性の関係は、血清 TFF1 と免疫染色 TFF1 陰性の関係とよく相関した (P=0.017) が、乳がん患者の血清 TFF3 と免疫染色 TFF3 陽性の関係は、血清 TFF3 と免疫染色 TFF3 陰性の関係と相関しなかった (P=0.446)。

免疫染色標本の評価法についてさらに正確を期すために、ヒストスコア分析を行い、免疫染色と血清 TFF タンパク値の関係を確認したが、血清 TFF と免疫染色の間には、TFF1 のみ正の相関を示し (R = 0.493, p = 0.0005)、TFF2 (R = 0065, p = 0.669)および TFF3 (R = 0.091, p = 0.546)には相関を認めなかった。

考察
乳がん患者の血清TFF1、TFF3 はコントロールである検診受診者より有意に高値であり、乳がん患者の血清TFF2 はコントロールより有意に低値であった。さらに血清 TFF1, TFF2および TFF3 の組合せの AUC は、0.97 と非常に高値であった。乳がん患者の血清 TFF1,TFF2 およびTFF3、免疫染色の結果は、病理学的因子とは相関しなかった。

乳がん患者において、血清 TFF2 値が低値となる分子機構についてこれまで報告はなく、担がん状態になると血清TFF が低下するという逆の相関は、本研究が第一報となる。他のがんでもまだ報告がない。体内には、TFF アイソフォームの発現量/バランスを制御するシステムがあり、乳がんでは血清 TFF1, TFF3 高値のとき血清 TFF2 値を上昇させない機構があるのかもしれない。TFF1(pS2)はエストロゲン応答配列をもつことが報告されており、乳がん患者における TFF1(PS2)の発現は ER 陽性と相関し、TFF1(pS2)の組織での発現はホルモン療法のためのバイオマーカーとして報告されている。また、TFF1 (pS2), TFF2 および TFF3 は同一の染色体上にあり、その遺伝子座は近接しているが、それぞれ独立した遺伝子である。エストロゲンが ER と結合すると、ER は活性化してエストロゲン応答遺伝子プロモーター領域のエストロゲン応答配列に結合し、PgR(PR)遺伝子が転写される。本研究では TFF1 と PgR(PR)の関連は見られたが TFF1 と ER の関連を見出すには至らなかった。TFF1 は ER とは関係なく PgR(PR)の機能を制御していることも想定される。

TFF3 は、胃がん、膵がんのスクリーニングのよいバイオマーカーになるだけではなく、肺がん、前立腺がん、胆管がんのバイオマーカーとなることも報告されている。がんスクリーニングに対する血清TFF1, TFF2 およびTFF3 測定が実用化された場合には、血清 TFF1,TFF3 が高値で血清TFF2 が低値であれば、その検診受診者は乳がん疑いとして拾い上げられ、乳がんに特化した精査を進めていくことができる。

TFF1 でのがん部の免疫染色陽性発現率は血清 TFF1 の動向によく相関し、高い血清 TFF1 の分泌源は乳がん組織そのものである可能性が示唆された。しかし、TFF3 でのがん部の免疫染色陽性発現率は血清 TFF3 の動向にあまり相関しなかった。それは、TFF3 の陽性発現をみるのに、乳がん組織すべてを検討することができないため、一部だけを免疫染色して見ていたからかもしれない。TFF は消化管粘膜で分泌されているが、これが血清 TFFの分泌源となっている可能性もある。

血清 TFF の分泌源を探るために免疫染色を行い、乳がん患者の術前血清 TFF 値と手術検体の TFF 発現率を比較した。さらにヒストスコア分析にて血清 TFF 値と比較したが、関連を認めたのはTFF1 におけるPgR（PR）のみで、TFF2, 3 では相関しなかった。非がん部で陽性発現をしている TFF1 は、乳がん患者の 8.7%であり、同様に陽性発現している TFF3 は乳がん患者の 21.7%を占めていた。乳がん患者における血清 TFF3 高値の分泌源も、乳がん組織そのものではなく他の臓器である可能性もある。

これらより血清TFF1, TFF2およびTFF3測定が、乳がん検診のための有効なスクリーニング法となる可能性があり、血清TFF1, TFF2およびTFF3を適切に組み合わせた演算式を用いることにより、乳がんのよいバイオマーカーとなる可能性が示唆された。さらに、TFF2が有意に低値であれば乳がんである可能性が考えられ、病理学的因子を考慮せずに行える乳がんスクリーニング検査であると示唆される。

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