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リキッドバイオプシー
―体液中腫瘍マーカーの検出・解析技術―  
 
Liquid Biopsy: Detection and Analysis of Tumor Markers in Body Fluids
[コードNo.2017T042]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■監修/ 落谷孝広
■体裁/ B5判 290ページ
■発行/ 2017年8月31日 (株)シーエムシー出版
■定価/ 86,400円(税・送料込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-1259-0

 
★血液や唾液などを利用し、低侵襲/非侵襲に病気の早期診断やコンパニオン診断を行うリキッドバイオプシー!
★各種バイオマーカーごとの検出技術、開発状況や課題、臨床応用に関する最新知見を解説!
★診断用キット、チップ、デバイス、機器、試薬等の開発に有用な情報をまとめた一冊!

キーワード

リキッドバイオプシー/早期診断/低侵襲・非侵襲/がん/アルツハイマー病/コンパニオン診断/CoDx/体外診断用医薬品/IVD/ポイントオブケア/POCT/血中循環腫瘍細胞/CTC/血中循環腫瘍DNA/ctDNA/エクソソーム/miRNA/メタボローム/マイクロ流体デバイス/検査チップ/セルソーター/PCR/微量計測


刊行にあたって

 我が国のがん検診の受診率は欧米諸国の先進国と比較して、非常に低迷している。科学的根拠に基づいた、意味のあるがん検診の優れた検査方法は残念ながらどうしても侵襲を伴ったり、痛みがあるなど、敬遠されがちである。またそれぞれのがん種ごとに、特定の医療機関を複数回らざるを得ないこともあり、多くの受診を敬遠する人がその第一にあげる、時間がない、という理由も受診率を向上できない大きな要因となっている。近年、疾患部位のニードルによる組織採取を行わず、体液を用いることで、低侵襲的にバイオマーカーを測定し、診断するリキッドバイオプシー(liquid biopsy:体液診断)が注目されている。現在、これまでの腫瘍マーカーの概念を覆す新しいマーカーや診断システムか゛多く開発され、検診の場に導入されようとしている。本書ではこうした体液診断の新潮流とも言える、新規診断マーカーや微量診断装置が切り開くリキッドバイオプシーの現状と、課題、将来展望を各分野の専門家が詳述する。

本書「はじめに」より一部抜粋

著者一覧

落谷孝広国立がん研究センター研究所
前川真人浜松医科大学
洪泰浩和歌山県立医科大学
加藤菊也奈良先端科学技術大学院大学
田原栄俊広島大学;(株)ミルテル
前田瑞夫理化学研究所
細川和生理化学研究所
北森武彦東京大学
一木隆範東京大学
馬渡和真東京大学
今井靖自治医科大学
黒田雅彦東京医科大学
村上善基大阪市立大学
湯川博名古屋大学
菊池春人慶應義塾大学
戸塚実東京医科歯科大学
丹羽修埼玉工業大学
植松美幸国立医薬品食品衛生研究所
野村祐介国立医薬品食品衛生研究所
`島由二国立医薬品食品衛生研究所
畑中豊北海道大学病院
吉野知子東京農工大学
根岸諒東京農工大学
伊藤博史アークレイ(株)
金秀R東京大学
藤井輝夫東京大学
大永崇富山県工業技術センター
清水一憲名古屋大学
本多裕之名古屋大学
高井まどか東京大学
小林太朗(株)池田理化
二見達東ソー(株)
石毛真行(株)オンチップ・バイオテクノロジーズ
木下紗也香ソニーイメージングプロダクツ& ソリューションズ(株)
山田秀直浜松ホトニクス(株)
二階堂愛理化学研究所
久木田洋児奈良先端科学技術大学院大学
上田由美(株)DNAチップ研究所
好岡美津子シスメックス(株)
林海美子ロシュ・ダイアグノスティックス(株)
沖田規幸ロシュ・ダイアグノスティックス(株)
酒井和郎(株)理研ジェネシス
新城恵子名古屋大学
近藤豊名古屋大学
吉岡祐亮国立がん研究センター研究所
安井隆雄名古屋大学
小野島大介名古屋大学
馬場嘉信名古屋大学
田畑美幸東京医科歯科大学
宮原裕二東京医科歯科大学
近藤哲司東レ(株)
長谷川和貴東京理科大学
生田幸士東京大学
保皓大東京農工大学
平谷萌恵東京農工大学
川野竜司東京農工大学
杉本昌弘東京医科大学;慶應義塾大学
安東敏彦味の素(株)

目 次

【第T編 総論】
第1章リキッドバイオプシーの国内外の現状と将来展望
1はじめに
2リキッドバイオプシーとは
3リキッドバイオプシーの臨床応用
3.1リキッドバイオプシーの臨床的意義
3.2リキッドバイオプシーの対象
3.3進化しつつあるリキッドバイオプシー
3.4ctDNAの大規模臨床研究
3.5メチル化DNAを標的とした検査法
3.6コンパニオン診断薬としてのリキッドバイオプシー
3.7CTCのPD-L1発現解析による予後推定
3.8検査を行う会社によって結果が変わる?
4検査の質保証
4.1検査の品質と施設認定
4.2NGSを用いたctDNA解析における精度管理物質の具体例
5おわりに
第2章血中循環腫瘍細胞の発生機構と臨床的意義
1はじめに
2血中循環腫瘍細胞(CTC)の発生機構
3血中循環腫瘍細胞の臨床的意義
4今後のCTC研究における展望
第3章血中腫瘍DNA〜研究開発の現状
1血中腫瘍DNAの生化学的性質
2血中腫瘍DNAの臨床上の用途
2.1コンパニオン診断への応用
2.2動態の臨床応用
2.3早期発見への応用
3血中腫瘍DNA検出技術
3.1リアルタイムPCRとデジタルPCR
3.2検出技術の現状
4研究設計
4.1血中腫瘍DNAの生物学あるいは病理学研究
4.2診断法開発
5まとめ
第4章腫瘍由来エクソソームおよびマイクロRNA診断の臨床的意義
1はじめに
2がん検診の問題点
3エクソソームとは
4体液マイクロRNAが診断ツールとなりうる
5エクソソームによる体液診断の可能性
6今後の課題と将来展望
第5章リキッドバイオプシーの臨床現場への応用
1はじめに
2リキッドバイオプシーが臨床応用できる現場
3高感度なバイオマーカー開発の必要性
4血液を用いたマイクロRNA検査の臨床応用
5最後に
第6章微量診断装置の開発・薬事承認を加速する行政的施策
1はじめに
2行政的施策の動向と微量診断装置の普及の意義
2.1次世代医療機器・再生医療等製品評価指標作成事業
2.2微量診断装置審査WGの設立
2.3微量診断装置を用いた新規診断法開発、普及の臨床的意義
3評価指標の概要
3.1対象製品
3.2評価にあたって留意すべき事項
4データの標準化に関する基本的考え方
5微量診断装置普及による波及効果
5.1バイオマーカの現状
5.2在宅および救急・災害医療への導入
6おわりに
第7章リキッドバイオプシーによるコンパニオン診断・ゲノム診断の現状と課題
1はじめに
2コンパニオン診断としてのリキッドバイオプシー検査
2.1リアルタイムPCR法
2.2droplet digital PCR法とBEAMing法
2.3超並列シークエンス法(massively parallel sequencing)
3ゲノム診断としてのリキッドバイオプシー検査
4リキッドバイオプシー検査に用いる血漿検体のプレアナリシス段階の課題
5リキッドバイオプシー検査の保険適用
6おわりに
【第U編 血中循環腫瘍細胞(CTC)】
第1章マイクロキャビティアレイ方式によるCTCの回収と遺伝子解析への応用
1はじめに
2CTCの回収原理
3MCAを用いた細胞解析技術
3.1MCAを用いたCTC回収
3.2小径CTC検出への応用
3.3臨床試験による性能評価
3.4MCA方式に基づくCTC自動回収システムの開発
4CTCの単一細胞の遺伝子解析
4.1光硬化性ゲルを用いた単一細胞分離技術(Gel-based cell manipulation(GCM)法)の開発
5終わりに
第2章誘電泳動を用いた細胞濃縮デバイスを組み込んだCTC高純度濃縮システム
1はじめに
2構成技術の開発
2.1フィルター分離技術を用いたCTC分離と染色工程
2.2免疫磁気分離技術を用いた白血球除去によるCTCの純化工程
2.3誘電泳動とマイクロ流体デバイス技術を用いたCTC濃縮・観察工程
3システム性能
4今後の展開
第3章CTCをマーカー依存/非依存で分離する樹脂マイクロ流体チップ
1はじめに
2CTCの分離方式とマイクロ流体チップ
2.1サイズによる方式
2.2細胞マーカーによる方式
3CTC分離マイクロ流体チップの素材と製法
4ポリマーCTCチップ(マーカー依存方式)
4.1ポリマーCTCチップの概要
4.2捕捉性能
4.3EpCAM以外のマーカーをターゲットとした捕捉
4.4捕捉細胞の染色・回収
4.5臨床検討
5樹脂DLDチップ(マーカー非依存方式)
6複合方式によるCTC分離チップ
7おわりに
第4章磁気分離とサイズ選択によるCTC回収とオンフィーダー培養
1はじめに
2磁気捕捉とサイズ選択によるCTC回収
2.1磁気カラム
2.2MCLによる細胞の磁気ラベル
2.3磁気カラム併用によるフィルターを用いたCTC回収の迅速化
2.4がん転移モデルマウス全血液からのCTC回収
3CTCのオンフィーダー培養と解析
3.1線維芽細胞上でのCTC培養
3.2CTCの単離培養
3.3CTC由来細胞株の解析
4おわりに
第5章マイクロファイバー技術を用いたCTC迅速高感度検出デバイス
1はじめに
2マイクロファイバー不織布への細胞捕捉
2.1マイクロファイバーの作製
2.2不織布への抗体固定とがん細胞の捕捉
2.3全血からのがん細胞捕捉
3まとめ
第6章CTC回収用フィルターキットScreenCell®
1緒言
2ScreenCellの原理
3CTCの分離手順
4Cytology
5Molecular Biology
6Cell Culture
7LCD device for Single cell analysis
8結言
第7章誘電泳動を応用したCTC検出・解析システム
1はじめに
2誘電泳動を応用したCTC検出・解析システムの概要
2.1血液前処理工程
2.2細胞整列工程
2.3標識・検出工程
2.4細胞単離工程
2.5CTC検出システム
3モデル検体を用いたがん細胞検出と遺伝子解析
4おわりに
第8章検体間クロスコンタミネーションフリーを実現する使い捨て交換マイクロ流路チップ型セルソーターOn-chip SortによるCTC解析
1はじめに
2On-chip Sortとは
3On-chip CTCプロトコル
4On-chip CTCの基礎データ
5On-chip CTCによる発現強度解析
6おわりに
第9章フローサイトメーターによるリキッドバイオプシーの展開
1はじめに
2CTCの検出方法
3セルソーターを用いた希少細胞のカウントと培養
4フローサイトメトリーによるCTC検出と分離の優位性
5さいごに
第10章CTCの連続モニタリングを目指したラベルフリー3次元像フローサイトメーター
1はじめに
2既存のCTC検出手法と連続モニタリング
3ラベルフリー3次元像フローサイトメーター
3.1トモグラフィック位相顕微法
3.2フローサイトメトリー
3.3ラベルフリー3次元像フローサイトメーターの撮影原理
3.4方法および結果
4将来展望
第11章1細胞オミックス計測技術
1はじめに
21細胞RNAシーケンス法
2.1ポリA tailing法:Quartz-Seq
2.2Template Switching法:Smart-Seq
2.3In vitro transcription法:CEL-Seq
31細胞RNA-Seqの実験デザイン
41細胞RNA-Seqのデータ解析
5おわりに
【第V編 血中循環腫瘍DNA(ctDNA)】
第1章塩基配列決定法NOIR-SeqS
1はじめに
2次世代シーケンサーを使ったdeep sequencing法によるctDNA解析の経験
3分子バーコード技術
4非重複統合リードシーケンスシステム(Non-Overlapping Integrated Reads Sequencing System:NOIR-SeqS)
5癌患者におけるctDNA解析
6分子バーコード技術を用いた他グループの方法
7おわりに
第2章EGFR-NGSチェック〜次世代シーケンシングによる非侵襲性肺癌遺伝子検法
1はじめに
2EGFR変異陽性肺癌とEGFR-TKI
3次世代シーケンシングによるEGFR変異定量検出システム
4性能評価
5他の研究との比較
6血中腫瘍DNA動態
7おわりに
第3章BEAMing法を中心としたDigital PCR法によるctDNA検出
1はじめに
2BEAMing法の概要
3BEAMing法によるctDNA検査の臨床応用
4BEAMing法によるctDNA検査の臨床的意義
4.1治療効果予測
4.2治療効果/再発モニタリング
4.3薬剤耐性モニタリング
5ctDNA検査の臨床応用に向けた今後の展望
第4章血漿検体を用いたcobas EGFR Mutation Test v2の技術的特徴と期待
1はじめに
2EGFR変異検査(血漿)の使用目的
3EGFR変異検査(血漿)の技術的特性
4血漿検査の結果とその解釈
5終わりに
第5章セルフリーDNA(cfDNA)に対する遺伝子解析のための精度管理物質「HDx Synthetic plasma cfDNA標準サンプルセット」
1はじめに
2体細胞遺伝子変異解析における精度管理物質の必要性
3Horizon Diagnostics分子診断用標準サンプル
3.1標準サンプルの作製法
3.2標準サンプルの特長
3.3標準サンプルのバリデーション
4HDx Synthetic plasma cfDNA標準サンプルセット
4.1測定法
4.2考察
5おわりに
第6章血中DNAメチル化解析とがん診断
1はじめに
2がん細胞のDNAメチル化異常
3血中のDNAメチル化を利用した診断
4そのほかのcfDNAを利用したがん診断
5CTCのメチル化解析
6エクソソームのDNAメチル化解析
7cfDNAのメチル化解析法
8まとめ
【第W編 エクソソーム/マイクロRNA(miRNA)】
第1章加速するエクソソームリキッドバイオプシーの実用化
1はじめに
2エクソソームリキッドバイオプシーの利点と課題
3標的とする内包分子の選択
3.1核酸
3.2タンパク質
3.3脂質
4おわりに
第2章ナノバイオデバイスによる体液中エクソソーム解析
1はじめに
2これまでの解析方法
3ナノバイオデバイスによるエクソソーム膜タンパク質解析
4まとめ
第3章がんの簡易検査を目指した体液中循環核酸の電気化学的解析技術
1はじめに
2従来の核酸検出法
3トランジスタ型核酸定量技術
4電気的/電気化学的核酸定量センサ
4.1固相RCAを用いた電荷検出型センサによるmiRNAの定量
4.2PG-RCAを用いたEt+応答マイクロセンサによるDNA増幅の電気化学的リアルタイム検出
5おわりに
第4章RNA抽出試薬と高感度DNAチップによる血液中マイクロRNA検出技術
1はじめに
2マイクロRNA
2.1マイクロRNAのバイオマーカーとしての特徴
2.2血清・血漿中のマイクロRNA
3血液中マイクロRNAの検出方法とDNAチップ
3.1RNA抽出試薬について
3.2DNAチップの特徴と高感度化
4血液中マイクロRNAマーカーの実用化展望
5おわりに
第5章マイクロ流体チップによるマイクロRNAの検出
1緒言
2自律駆動マイクロ流体チップによるmiRNAの検出
2.1原理と検出限界
2.2検出の特異性評価
3結言
第6章早期癌発見をめざすマイクロRNA分析用ポータブルデバイスの開発
1緒言
23Dマイクロプリンターで作製する化学ICチップ
2.1マイクロ光造形法による3Dマイクロデバイス
2.2化学ICチップ構想
2.3化学ICチップファミリの開発例
2.4光硬化樹脂の細胞培養レベルでの無毒化手法の開発
3miRNA分析用化学ICチップの開発
3.1ポータブルデバイス化の必要性
3.2化学ICチップのメリット
4RT-PCR用マイクロデバイスの開発
4.1定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(qRT-PCR)の利用
4.2複数サンプル同時解析の実現
5試作デバイスによるRT-PCRの実証
6まとめと展望
第7章ナノポア計測によるマイクロRNA検出技術の現状
1はじめに
2ナノポア計測技術
3ナノポア計測によるmiRNA検出技術
4DNAコンピューティング技術を用いたmiRNAナノポア計測
5おわりに
【第X編 メタボローム】
第1章メタボローム解析を活用したがん検出技術の開発
1唾液検査の意義
2口腔内疾患を対象とした既存の唾液検査
3メタボローム解析の唾液検査への活用
4口腔がん組織検体内での代謝異常と唾液内の代謝物プロファイルの相関関係
5最後に
第2章アミノインデックス®-血中アミノ酸プロファイルによるがん検出
1なぜ血漿遊離アミノ酸は臨床検査対象として優れているのか
1.1血漿アミノ酸プロファイルは恒常性が高い
1.2アミノ酸は高い精度で測定できる代謝物
1.3アミノ酸は代謝マップの「ハブ」
2「アミノインデックス技術」を用いたがんリスク・スクリーニング法(AICS)
2.1「アミノインデックス技術」とは
2.2がん患者でのアミノ酸プロファイル変化とAICSの開発
2.3AICS検査結果の表示方法とランク別リスク
2.4AICSの各種がんに対する感度と特徴
2.5AICSのがん検診での実績
3おわりに



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