包括的な胸部腫瘍学データベースの世代 - トランスレーショナルリサーチのためのツール

現代のがん研究のパラダイムの一つに、がんを引き起こす遺伝的変異を理解することで、予防、早期発見、予後マーカーの特定、および標的療法の開発を向上させることができるという考え方があります。このMicrosoft Accessによる腫瘍学データベースは、臨床情報を格納した患者テーブル、タンパク質発現データを格納したTMAテーブル、およびDNA検体テーブルを含む7つの主要テーブルで構成されています。変異データを活用してテーブル間のリレーションシップを構築することで、特定の患者に属する組織のラボ研究結果を、その患者の臨床歴と関連付けることが可能になります。

その後、データベースへのクエリを介してリンクされたデータを取得し、統計的に分析することで、タンパク質発現、DNA、変異、および臨床転帰の間の関係を決定することができます。最終的に、臨床データと検査データをリンクさせることで、がん患者における臨床エンドポイントの観点から、遺伝子異常とタンパク質発現の研究を促進することが可能になります。トランスレーショナルリサーチの重要な要素は、臨床データと基礎科学研究データを蓄積し、それら2つを有意義な関係性において統合できる能力にあります。

しかしながら、これを実現するために必要なバイオインフォマティクスツールは、多くの場合に限定的であり、施設に依存しています。本データベースは、患者の遺伝学的およびプロテオミクス的な構成が、治療反応性や生存率などの特定の臨床エンドポイントにどのように寄与するかといった、トランスレーショナルがん研究に関連する重要な疑問に研究者が答えられるよう開発されました。本データベースは胸部悪性腫瘍に関わる研究者および臨床医向けに開発されましたが、このモデルは他の疾患にも適用でき、他の研究者や施設のニーズに合わせることが可能です。

このプロトコルを皆様自身のデータベースプロジェクトで活用していただければ幸いです。トランスレーショナルデータベースプロジェクトを開始する前に、IRB（機関審査委員会）の承認を得たプロトコルを策定することが不可欠です。患者の機密性を保護するため、収集したすべての検体、組織、血液、またはその他の体液にはバーコード付きの固有識別子を付してラベルを貼り、サンプル調達フォームに適切に記録してください。

データベースの開発を始めるには、まず、患者サンプルデータ、組織マイクロアレイ、DNA検体などの関心領域を記録するためのプライマリテーブルを作成します。その他の関心テーブルには、胸部腫瘍カンファレンス、細胞株、およびgansテーブルなどが含まれます。Microsoft Accessでテーブルを作成するには、［作成］タブに移動し、［テーブル］を選択します。

最初は、テーブルがデータシートビューで表示されています。しかし、関心のある変数を入力するには、テーブルをデザインビューで表示させる必要があります。「ホーム」タブで「表示」から「デザインビュー」を選択し、患者テーブルのデザインビューに関心のある変数を入力して記述します。

これには、診療録番号、姓、名、生年月日などが含まれます。デザインビューにおいて、診療録番号は7桁の数字であるため、フィールドの日付はデータ型で指定する必要があります。この変数は数値型として定義します。

名字の変数はテキストであるため、自由形式のテキスト変数としてリストされます。また、変数に説明を付けることも有用です。例えば「性別」という変数については、データ入力者が男性を1、女性を2として入力すべきであることを把握しておくことが重要であり、冗長性を抑えるようにテーブルを設計します。

患者テーブルは、患者、その癌、臨床経過、リスク要因、および転帰に関する詳細な情報をデータベース内で保持する唯一の場所とする必要があります。各患者から複数の検体が採取される可能性があるため、病理標本をその由来患者に紐づけるサンプルデータテーブルを作成してください。このテーブルでは、各検体の識別番号を患者の診療録番号に紐づけます。TMAテーブルでは、組織マイクロアレイ免疫組織化学解析から得られたタンパク質発現データを収集します。

研究対象となったタンパク質をラベル付けし、標準化されたスコアリングシステムを用いてそのタンパク質の発現レベルを特定します。また、腫瘍組織や正常組織など、解析した組織の種類を特定し、変異解析が行われたすべてのDNA検体をリストアップします。DNA検体テーブルでは、正確な変異の内容、変異のある遺伝子、およびそのような変異による最終的な結果などの遺伝子改変を明確に注記してください。

胸部腫瘍学臨床チームの週次会議について説明するために、5つ目の胸部腫瘍学カンファレンステーブルを作成してください。病理標本の利用可能性など、これらの会議から得られた関連情報を含めてください。各患者について、研究室で使用された細胞株を記載する独立した細胞株テーブルを作成してください。研究目的のため、各細胞の重要な特性を記述してください。

最後に、オートロガス受容体、チロシンキナーゼ、および関連するneedle scoreをリストするためのCL elgan用独立テーブルを別途作成します。これはヒトタンパク質との類似性の指標となります。複数のテーブルからのクエリを容易にするため、個々のテーブルは主キーを介してリンクさせる必要があります。

各テーブルに主キーまたは一意識別子を設定します。一意識別子とは、唯一の個体のみを表し、テーブル内で重複して記載されることのない数値または単語のことです。例えば、患者テーブルにおける患者の診療録番号が主キーにあたります。

主キーを設定するには、対象となるテーブルのデザインビューを開きます。フィールドを右クリックし、主キーとして設定したい項目を選択して、「主キー」オプションをクリックします。

テーブルをリンクさせるには、「データベースツール」タブに移動し、「リレーションシップ」アイコンをクリックします。一方のテーブルの対象フィールドから、もう一方のテーブルの対応するフィールドまでマウスをドラッグします。これにより、2つのテーブルがリレーションシップで接続されます。

次に、複数のテーブルから関連情報を取得するためにクエリを実行します。「作成」タブでクエリデザインオプションを選択し、関心のあるフィールドを含むテーブルを選択して表示させます。その後、各テーブルから必要な変数を選択します。クエリを実行して結果をスプレッドシート形式で出力し、データをインポートするための適切なファイル拡張名を使用して保存します。

インポートしたデータの変数名とMicrosoft Accessの変数名が完全に一致していることを確認してください。一方にスペースがあり他方にはないなど、変数の記述が異なる場合は、データを正常にインポートできません。2つのテーブル間で対称性が確保されたら、追加クエリまたは更新クエリを使用してデータをAccessにインポートします。

追加クエリは新しい患者などの新しいデータ行を追加し、更新クエリはデータベース内の既存のエントリにあるデータを更新します。データをMicrosoft Excelスプレッドシートとしてエクスポートするには、「外部データ」タブに移動し、「Excelへエクスポート」をクリックします。また、Microsoft Accessでは、その他の一般的に使用される形式でデータをエクスポートすることも可能です。

研究者は、患者テーブル、TMAテーブル、およびDNA検体テーブルにわたるpaxinタンパク質の情報を相関させることに関心を持っています。これらのテーブルは既に診療録番号でリンクされているため、データを容易に照会できます。関連情報を取得するために、研究者は「作成」タブをクリックし、「クエリデザイン」をクリックします。そして、関心のある3つのテーブルであるpatients、TMA、およびDNA specimensをそれぞれのテーブルから選択します。

彼女は、患者テーブルから患者名、TMAテーブルからサンプルの由来およびpaxin発現量、そしてDNA検体テーブルからPaxin変異などの関心のある変数を選択します。「run query」をクリックしてクエリを実行すると、結果がクエリ用のスプレッドシートに表示されます。paxinの発現データと変異データの両方が存在するすべての患者が、このスプレッドシートに表示されます。

これにより、そのような変異の頻度を特定し、特定の変異を発現の変化と相関させたり、変異を生存率などの臨床変数に関連付けたりすることが可能です。なお、ここで示した結果はサンプル患者のものであり、データベース内で特定された実際の患者ではないことにご注意ください。結果は生データ解析のために生物統計学者へエクスポートでき、その結果が研究者と共有されます。

このようなデータベースを作成する際は、すべてのデータが一貫した方法で入力されるようにすることが重要です。データは、研究者がその妥当性を確信している場合にのみフィールドに入力されるべきです。機密性を保持し、HIPAAおよびIRBの規定を厳格に遵守したデータベースを維持することの重要性を改めて強調する必要があります。

Microsoft Accessを用いたこのトランスレーショナルデータベースプロジェクトにより、約3000人の固有患者からなるデータベースを構築し、63種類の固有タンパク質の発現データを取得することができました。このような変異の特定における進展は、壊滅的な疾患の予防、検出、および治療能力の向上につながる可能性があります。