腫瘍の病理・遺伝・免疫・分子診断

🧠 全体像：腫瘍診断は単一の手法で完結せず、形態学的手法で組織を確認し、免疫学的手法immunological methods 免疫学的手法（immunological methods）immunological methods（免疫学的手法） とマーカーで由来・活動性を絞り込み、分子診断molecular diagnostics 分子診断（molecular diagnostics）molecular diagnostics（分子診断） で予後・治療標的・微小残存病変measurable residual disease, MRD 微小残存病変（measurable residual disease, MRD）measurable residual disease, MRD（微小残存病変） までを追う、という階層構造 hierarchical structure 階層構造（hierarchical structure） hierarchical structure（階層構造） で理解すると整理しやすい。腫瘍マーカーtumor markers 腫瘍マーカー（tumor markers）tumor markers（腫瘍マーカー） は単独では診断的でなくスクリーニング・モニタリング・再発検出に用いる点が要注意。

概念

腫瘍診断は形態学的、免疫学的、遺伝的、分子的手法を組み合わせ、悪性を確認し、腫瘍を分類し、治療・予後を導く。

形態学的・細胞学的手法

⚠️ 迅速凍結切片Frozen section 迅速凍結切片（Frozen section）Frozen section（迅速凍結切片） には精度の限界がある。 卵巣腫瘤を対象にした系統的レビュー（38研究・11,181例）では、浸潤癌のみを陽性とした場合の迅速凍結切片診断 frozen section diagnosis 迅速凍結切片診断（frozen section diagnosis） frozen section diagnosis（迅速凍結切片診断） の感度は平均90.0%・特異度は平均99.5%であった一方、迅速凍結切片Frozen section 迅速凍結切片（Frozen section）Frozen section（迅速凍結切片） で境界悪性 borderline malignant 境界悪性（borderline malignant） borderline malignant（境界悪性） と判定された症例のうち最終的な永久標本診断で浸潤癌であったものが平均21%含まれており、境界悪性borderline malignant 境界悪性（borderline malignant）borderline malignant（境界悪性） の判定は術中診断と最終診断の間で最も食い違いやすいことが示されている¹。

免疫学的手法

• 免疫組織化学immunohistochemistry (IHC)免疫組織化学（immunohistochemistry (IHC)）immunohistochemistry (IHC)（免疫組織化学） — 標識モノクローナル抗体：PSA（前立腺癌由来の確認）、エストロゲン受容体estrogen receptor (ER)エストロゲン受容体（estrogen receptor (ER)）estrogen receptor (ER)（エストロゲン受容体）（乳癌の予後・治療）、サイトケラチンcytokeratinサイトケラチン（cytokeratin）cytokeratin（サイトケラチン）（癌腫carcinoma 癌腫（carcinoma）carcinoma（癌腫） とリンパ腫の鑑別）。
• 免疫組織化学immunohistochemistry (IHC) 免疫組織化学（immunohistochemistry (IHC)）immunohistochemistry (IHC)（免疫組織化学） マーカーと由来系統の対応 — サイトケラチンcytokeratinサイトケラチン（cytokeratin）cytokeratin（サイトケラチン）＝上皮系 epithelial lineage 上皮系（epithelial lineage） epithelial lineage（上皮系） （癌腫carcinoma癌腫（carcinoma）carcinoma（癌腫））、ビメンチンvimentinビメンチン（vimentin）vimentin（ビメンチン）＝間葉系 Mesenchymal 間葉系（Mesenchymal） Mesenchymal（間葉系） （肉腫）、S100・SOX10・HMB-45＝メラノサイト melanocyte メラノサイト（melanocyte） melanocyte（メラノサイト） 系（悪性黒色腫）、CD45（白血球共通抗原）＝造血系 Hematopoietic System 造血系（Hematopoietic System） Hematopoietic System（造血系） （白血病・リンパ腫）、デスミンdesminデスミン（desmin）desmin（デスミン）＝筋原性 myogenic 筋原性（myogenic） myogenic（筋原性） （横紋筋肉腫rhabdomyosarcoma横紋筋肉腫（rhabdomyosarcoma）rhabdomyosarcoma（横紋筋肉腫）・平滑筋肉腫leiomyosarcoma平滑筋肉腫（leiomyosarcoma）leiomyosarcoma（平滑筋肉腫））、GFAP＝グリア系（星細胞腫等）、クロモグラニンchromograninクロモグラニン（chromogranin）chromogranin（クロモグラニン）・シナプトフィジンsynaptophysinシナプトフィジン（synaptophysin）synaptophysin（シナプトフィジン）＝神経内分泌系 neuroendocrine system神経内分泌系（neuroendocrine system） neuroendocrine system（神経内分泌系）。組織像だけでは系統を決められない低分化腫瘍の鑑別で中心的な役割を持つ。
• Ki-67（増殖マーカー） — 免疫染色で腫瘍細胞の増殖分画 growth fraction 増殖分画（growth fraction） growth fraction（増殖分画） を評価する。乳癌領域の国際ワーキンググループのコンセンサスでは、染色前処理・判定法を標準化すれば分析的妥当性 validity 妥当性（validity） validity（妥当性） は確保できるものの、臨床的な有用性はエストロゲン受容体 estrogen receptor (ER) エストロゲン受容体（estrogen receptor (ER)） estrogen receptor (ER)（エストロゲン受容体） 陽性・HER2HER2（human epidermal growth factor receptor 2）陰性の早期乳癌（T1-2, N0-1）で術後化学療法 adjuvant chemotherapy 術後化学療法（adjuvant chemotherapy） adjuvant chemotherapy（術後化学療法） を省ける患者を見分ける予後推定に限られ、その集団でもKi-67 5%以下または30%以上の場合に予後推定に使えるとされる²。
• 原発不明unknown primary (occult primary tumor) 原発不明（unknown primary (occult primary tumor)）unknown primary (occult primary tumor)（原発不明） 癌（CUP）における免疫染色の限界 — 全悪性腫瘍の3〜5%を占め、免疫染色と臨床像で腺癌を中心とする組織亜型や予後良好・不良群への分類はできても、多くの症例で発生臓器そのものは同定できないまま治療方針 treatment strategy 治療方針（treatment strategy） treatment strategy（治療方針） を決めることになる³。
• フローサイトメトリーflow cytometryフローサイトメトリー（flow cytometry）flow cytometry（フローサイトメトリー） — 表面マーカー・分化抗原で白血病・リンパ腫を分類。

腫瘍マーカー

単独では診断的でない — スクリーニング、治療反応のモニタリング、再発の検出に用いる：

• PSA（前立腺特異抗原prostate-specific antigen (PSA)前立腺特異抗原（prostate-specific antigen (PSA)）prostate-specific antigen (PSA)（前立腺特異抗原）） → 前立腺癌（前立腺肥大症benign prostatic hyperplasia (BPH)前立腺肥大症（benign prostatic hyperplasia (BPH)）benign prostatic hyperplasia (BPH)（前立腺肥大症）や前立腺炎でも上昇）。
• CEA → 大腸癌、膵、胃、乳房。
• AFP → 肝細胞癌hepatocellular carcinoma, HCC肝細胞癌（hepatocellular carcinoma, HCC）hepatocellular carcinoma, HCC（肝細胞癌）、卵黄嚢・胎児性腫瘍embryonal tumor胎児性腫瘍（embryonal tumor）embryonal tumor（胎児性腫瘍）。
• CA125 → 卵巣癌（子宮内膜症endometriosis子宮内膜症（endometriosis）endometriosis（子宮内膜症）・腹膜炎・妊娠などでも上昇）。
• CA19-9 → 膵癌pancreatic cancer膵癌（pancreatic cancer）pancreatic cancer（膵癌）・胆道癌biliary tract cancer 胆道癌（biliary tract cancer）biliary tract cancer（胆道癌） （胆管閉塞bile-duct obstruction 胆管閉塞（bile-duct obstruction）bile-duct obstruction（胆管閉塞） でも上昇）。

💡 なぜ単独で診断できないのか： 腫瘍マーカーtumor markers 腫瘍マーカー（tumor markers）tumor markers（腫瘍マーカー） の多くは正常組織や良性疾患でも産生されるため特異度が低く、早期の小さな腫瘍では上昇しないことも多い（感度も低い）。一方、診断が確定した患者で治療前に高値だったマーカーは、腫瘍量tumor burden 腫瘍量（tumor burden）tumor burden（腫瘍量） の推移を追う指標として役に立つ。

分子診断

• 転座による診断 — FISH/PCRが例えばBCR-ABL（CML）を検出。
• 予後・治療効果予測predictive治療効果予測（predictive）predictive（治療効果予測） — 癌遺伝子Oncogene 癌遺伝子（Oncogene）Oncogene（癌遺伝子） 増幅：HER2/neu（乳癌。予後因子であると同時に、トラスツズマブtrastuzumabトラスツズマブ（trastuzumab）trastuzumab（トラスツズマブ）など抗HER2療法 anti-HER2 therapy 抗HER2療法（anti-HER2 therapy） anti-HER2 therapy（抗HER2療法） の適応を決める効果予測因子）、N-MYC（神経芽腫Neuroblastoma神経芽腫（Neuroblastoma）Neuroblastoma（神経芽腫））。
• 微小残存病変measurable residual disease, MRD微小残存病変（measurable residual disease, MRD）measurable residual disease, MRD（微小残存病変） — CMLCML（chronic myeloid leukemia）治療後のBCR-ABLをPCRPCR（polymerase chain reaction）で。
• 遺伝性素因 — 生殖細胞系列の腫瘍抑制遺伝子 tumor suppressor genes 腫瘍抑制遺伝子（tumor suppressor genes） tumor suppressor genes（腫瘍抑制遺伝子） 変異（例：BRCA1。遺伝性乳癌卵巣癌症候群hereditary breast and ovarian cancer syndrome遺伝性乳癌卵巣癌症候群（hereditary breast and ovarian cancer syndrome）hereditary breast and ovarian cancer syndrome（遺伝性乳癌卵巣癌症候群））→ スクリーニング・予防。
• DNADNA（deoxyribonucleic acid）マイクロアレイ microarrayマイクロアレイ（microarray） microarray（マイクロアレイ） — 数千遺伝子の同時発現プロファイリング（正常と腫瘍のcDNAハイブリダイゼーション hybridizationハイブリダイゼーション（hybridization） hybridization（ハイブリダイゼーション））。
• 次世代シークエンスnext-generation sequencing, NGS 次世代シークエンス（next-generation sequencing, NGS）next-generation sequencing, NGS（次世代シークエンス） （NGS） — 単一遺伝子検査single-gene testing 単一遺伝子検査（single-gene testing）single-gene testing（単一遺伝子検査） を多数同時に置き換え、多数の変異・融合遺伝子・コピー数copy number コピー数（copy number）copy number（コピー数） 異常を一度に検出する。バイオマーカーBiomarkers バイオマーカー（Biomarkers）Biomarkers（バイオマーカー） 適合治療を直接導くが、検体量・核酸品質・結果解釈が律速になる⁴。
• 液体生検liquid biopsy 液体生検（liquid biopsy）liquid biopsy（液体生検） （血中循環腫瘍DNA・循環腫瘍細胞） — 組織生検tissue biopsy 組織生検（tissue biopsy）tissue biopsy（組織生検） が困難・侵襲的な場合に血液から循環腫瘍DNA（ctDNA）や循環腫瘍細胞（CTC）を検出する。免疫チェックポイント阻害薬immune checkpoint inhibitor (ICI)免疫チェックポイント阻害薬（immune checkpoint inhibitor (ICI)）immune checkpoint inhibitor (ICI)（免疫チェックポイント阻害薬）・分子標的薬・化学療法の効果と耐性の予測、術後を含む腫瘍量 tumor burden 腫瘍量（tumor burden） tumor burden（腫瘍量） の評価、生検しにくい腫瘍の分子検査に用いられ始めているが、早期腫瘍では血中に放出される腫瘍由来成分が少ないため検出感度に限界があり、高齢者では腫瘍と無関係 unrelated 無関係（unrelated） unrelated（無関係） なクローン性造血 clonal hematopoiesis クローン性造血（clonal hematopoiesis） clonal hematopoiesis（クローン性造血） 由来のDNA変異が結果を紛らわせることもある⁵。

💡 ポイント： 形態（生検、凍結切片frozen section凍結切片（frozen section）frozen section（凍結切片）、FNA、スメア）＋IHC（PSA、ER、サイトケラチンcytokeratinサイトケラチン（cytokeratin）cytokeratin（サイトケラチン））＋フローサイトメトリーflow cytometryフローサイトメトリー（flow cytometry）flow cytometry（フローサイトメトリー）（白血病・リンパ腫）。マーカー（PSA、CEA、AFP）＝ モニタリング用で診断用ではない。分子：転座のFISH/PCR（BCR-ABL/CML）、増幅（HER2、N-MYC）、MRD、BRCA1生殖細胞系列、マイクロアレイmicroarrayマイクロアレイ（microarray）microarray（マイクロアレイ）。

まとめ

• 診断は形態学的手法（生検、迅速凍結切片Frozen section迅速凍結切片（Frozen section）Frozen section（迅速凍結切片）、穿刺吸引細胞診fine-needle aspiration cytology (FNAC)穿刺吸引細胞診（fine-needle aspiration cytology (FNAC)）fine-needle aspiration cytology (FNAC)（穿刺吸引細胞診）、スメア）から始まる。
• 免疫組織化学immunohistochemistry (IHC) 免疫組織化学（immunohistochemistry (IHC)）immunohistochemistry (IHC)（免疫組織化学） （PSA、ER、サイトケラチンcytokeratinサイトケラチン（cytokeratin）cytokeratin（サイトケラチン））とフローサイトメトリー flow cytometry フローサイトメトリー（flow cytometry） flow cytometry（フローサイトメトリー） で由来・分化を同定する。
• 腫瘍マーカーtumor markers 腫瘍マーカー（tumor markers）tumor markers（腫瘍マーカー） （PSA、CEACEA（carcinoembryonic antigen）、AFPAFP（alpha-fetoprotein））は単独では診断的でなく、スクリーニング・治療反応モニタリング・再発検出に用いる。
• 分子診断molecular diagnostics 分子診断（molecular diagnostics）molecular diagnostics（分子診断） は転座の検出（FISHFISH（fluorescence in situ hybridization）/PCR、例：BCR-ABL）、癌遺伝子Oncogene 癌遺伝子（Oncogene）Oncogene（癌遺伝子） 増幅による予後評価（HER2/neu、N-MYC）、微小残存病変measurable residual disease, MRD 微小残存病変（measurable residual disease, MRD）measurable residual disease, MRD（微小残存病変） の追跡、生殖細胞系列変異germline mutation 生殖細胞系列変異（germline mutation）germline mutation（生殖細胞系列変異） （BRCA1）によるスクリーニングまで担う。