2024年9月23日
オーロラにある、コロラド大学（UC）病理学部のColorado Molecular Correlates Laboratory（CMOCO）は、UC Health病院システムをサポートする主要な院内分子診断施設です。CMOCOは、固形腫瘍解析のための幅広い検査メニューを提供し、毎週、臨床サンプルの数十の次世代シーケンス（NGS）評価を実行します。また、血液悪性腫瘍、感染症、体質性（生殖系列）障害の検査も行います。
CMOCOは、複雑で費用のかかるアッセイを日常的に実施する大学のラボとして、可能な限り、可能な限りコストを削減することを目指しています。2018年、CMOCOのディレクターであるDara L. Aisner医学博士、PhDは、学術研究室が次世代シーケンス試薬を大規模にグループで購入できるように、ゲノミクス研究室（GOAL）を共同設立しました。
GOALコンソーシアムの設立と定期的な会合を通じて、メンバーラボは、研究での共同研究、教育機会の創出、技術知識の共有など、購買力に加えて無数の恩恵を実現しました。GOALを通じて、メンバーはデータ分析について他のメンバーに質問したり、特定のアッセイバリデーションに使用できるサンプルを共有している人を見つけたりするための一元的な連絡手段を利用できます。設立から6年後の現在、GOALは40近くの会員サイトを抱える成長中の国際コンソーシアムとなっています。
CMOCOは、病院システムの臨床試験の実施に加えて、コロラド大学がんセンターの共有リソースとして活動し、研究コミュニティーに臨床アッセイを提供しています。「私たちが実施する検査の約10%は研究目的です」と、病理学部の助教授であり、CMOCOの主任アッセイ開発サイエンティストであるKurtis Davies博士は述べています。「私たちはは、前臨床および臨床サンプルの特性評価を求める研究者に、ゲノムバリアント情報を効率的に提供するのに最適です。」
最近、チームは低悪性度の子宮内膜がんサンプルの変異スペクトルを調べる数百サンプル規模の研究プロジェクトを完了しました。その他の最近の問い合わせには、膵臓がんにおける医師主導の臨床試験をサポートするDroplet Digital PCRによる残存病変の評価、およびまれで攻撃的な炎症性筋線維芽腫の症例からのサンプルの遺伝子融合および変異解析が含まれます。
CMOCOの研究者は、2023年6月にイルミナのNextSeq 500システムから2台のNextSeq 2000システムに移行して以来、より大規模なプロジェクトに取り組み、これまで以上に柔軟性を保てるようになりました。また、この購入により、シーケンス帯域幅を大幅に高めることに加え、長期的にコストが節約できると計算しています。
ワークフローの刷新
CMOCOの大規模NGSアッセイはGOAL – Solid Tumorと呼ばれ、498のがん関連遺伝子を調べ、Illumina Connected AnalyticsでイルミナDRAGEN（バージョン4.2.4）を使用してデータ解析を行います。
このアッセイでは、ハイブリッドキャプチャーケミストリーを使用して、NextSeq 2000でシーケンスされた濃縮ライブラリーを生成します。次に、Connected AnalyticsのDRAGENが生NGSデータをバリアントコールに処理します。DRAGENからの出力データは、バリアントコールを表示するためのインターフェースとなる別のプログラムに入力されます。このインターフェースは、バイオインフォマティシャンでありインストラクターであるCarolyn Lawrence博士が開発を支援しました。このプログラムは、元々シカゴ大学で開発された分子病理学研究所のインフォマティクスのためのオープンソースシステム（SIMPL）に基づいています。病理学者、理事会認定博士、医学研修医、フェローのチームが、すべてのバリアントコールを解釈し、各症例のレポートを作成します。
当初、チームはクラウドベースのプラットフォーム上でカスタム設計されたバイオインフォマティクスパイプラインを使用しましたが、商業環境で十分に精査され管理された商業オプションに移行することを決定しました。以前のバイオインフォマティクスワークフローでは、ランの完了に最大24時間以上かかることがありますが、Connected Analyticsの解析は多くの場合、数時間で完了します。 「ですから、基本的にはターンアラウンドタイムを1日短縮することができ、1日早くレポートを入手することは非常に貴重なことです」と、Davies博士は述べています。
速度改善に加えて、DRAGENによるパイプライン性能の向上にも気づきました。以前のパイプラインでは、予想よりも低いバリアントアリル頻度（VAF）でDNAの挿入欠失イベントが見られることがあります。DRAGENでは、このような種類の変異の呼び出しは、予想されるVAFとより一致するようになりました。
Lawrence氏は、カスタムパイプラインを構築することなく、アッセイの開発と検証がはるかに高速だったと述べています。また、カスタムパイプラインを開発していた他の時代に比べて、非常にスムーズに進みました。過去には、トラブルシューティング、デバッグ、サンプルコホートの再実行など、さまざまな作業が行われており、そのほとんどを回避することができました。
データをさらに活用する
CMOCOは学術病理学ラボであるため、Davies博士と彼のチームはキャンパスの腫瘍学者と親密で相互に有益な関係を享受しています。Davies博士は、特定の検査に使用するかどうかについて、腫瘍学者から専門家のフィードバックを求めることができ、腫瘍学者はDavies博士が検査に加える可能性のある遺伝子に直接影響を与えることができると述べています。CMOCOは、臨床での状況や医療実践の過程で生じる質問に応じて、研究や試験の柔軟な対応が可能であるため、研究、臨床試験、出版において医師との連携が非常に円滑に進められています。
「当院のシステムにおける臨床ミッションのニーズに合わせ、完全なアッセイバリデーションプロセスを経てテストを調整することができます」と、Davies博士は述べています。「一方で、外部のリファレンスラボでは、これほど迅速な対応や、小規模な腫瘍専門医グループを支援するためのカスタマイズは難しいでしょう。」
将来的には、CMOCOはGOALコンソーシアムを通じて購入した試薬に基づく血液悪性腫瘍のNGSアッセイを開始する予定です。また、相同組換え修復欠損（HRD）やその他の変異シグネチャーを検査することで、臨床管理の指針となることにも関心があります。
「長期的には、すでに生成しているデータについて、より複雑で最先端の評価を行いたいと考えています。それが次の目標です。」と、Davies博士は述べています。 ◆
