脳画像にもとづく精神疾患の「臨床病期」概念の確立と適切な治療・予防法の選択への応用についての研究

文献情報

• 文献番号: 201027048A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 脳画像にもとづく精神疾患の「臨床病期」概念の確立と適切な治療・予防法の選択への応用についての研究
• 課題番号: H20-こころ・一般-001
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 福田 正人(国立大学法人 群馬大学 大学院医学系研究科 神経精神医学分野)

研究分担者(所属機関)

• 住吉　太幹(富山大学大学院医学系研究科神経精神医学)
• 笠井　清登(東京大学医学部附属病院精神医学)
• 檀　一平太(自治医科大学医学部先端医療技術開発センター脳科学)
• 根本　清貴(筑波大学大学院人間総合科学研究科精神病態医学)
• 山末　英典(東京大学医学部附属病院精神医学)
• 橋本　謙二(千葉大学社会精神保健教育研究センター神経科学)
• 鈴木　道雄(富山大学大学院医学系研究科神経精神医学)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 障害者対策総合研究
• 研究開始年度: 平成20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)年度
• 研究費: 14,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

　脳画像にもとづいた臨床病期概念の普及を図るため、脳画像検査ための基盤を整備し、それにもとづいた検討を行なった。

研究方法

　脳構造画像としてのMRIについては、多施設共同研究に向けた共通画像解析システムとしてUbuntu LinuxをベースにしたUSBメモリから起動できる統合画像解析システムを開発した。起動速度、処理速度において通常のシステムと遜色のない実用に足りるシステムを構築することができた。
　脳機能画像としてのNIRSについては、データ解析に必要となる光路長についてTRSによる全頭計測を行ない、NIRSデータについて領域やチャネル毎の統計解析は適切であるが、領域間の比較は左右半球間の比較を除いては慎重である必要があることを明らかにした。

結果と考察

　MRI研究からは、統合失調症の発症早期（臨床病期の2?3a期）に視床下部－下垂体－副腎皮質系の機能が亢進しており、治療臨界期におけるストレス脆弱性の成立機序として重要であること、下前頭回の形態面・機能面について統合失調症の発症前後から慢性期にかけて病態が進行し、言語関連の認知機能障害や妄想等の症状の形成・進行の病態生理を反映している可能性があることが示唆された。初回エピソード統合失調症患者、双極性障害患者、健常者のMRI脳画像を用いると、80%を超える精度の判別関数を得ることができた。
　NIRS研究からは、両側の腹外側前頭前野（VLPFC）・前頭極・側頭葉前部においてはアットリスク群ARMS(1b期)の時点で有意な機能減衰があり、両側の背外側前頭前野（DLPFC）では臨床病期に沿った賦活の減少を認めることを明らかにした。それらをもとに、精神疾患の臨床病期の判定に有用なNIRS検査を実用化し、その標準検査法を確立し、データ解析法を含めて冊子『NIRS波形の臨床判読－先進医療「うつ症状の光トポグラフィー検査」ハンドブック』としてまとめた。

結論

　脳画像にもとづいた臨床病期概念の普及を図ることができる汎用システムを、MRIについておよびNIRSについて確立することができた。本研究の成果にもとづいて、臨床応用や多施設研究が進展すると期待できる。

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-20
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201027048B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 脳画像にもとづく精神疾患の「臨床病期」概念の確立と適切な治療・予防法の選択への応用についての研究
• 課題番号: H20-こころ・一般-001
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 福田 正人(国立大学法人 群馬大学 大学院医学系研究科 神経精神医学分野)

研究分担者(所属機関)

• 住吉　太幹(富山大学大学院医学薬学研究部神経精神医学)
• 笠井　清登(東京大学医学部附属病院精神医学)
• 檀　一平太(自治医科大学医学部先端医療技術開発センター脳科学)
• 根本　清貴(筑波大学大学院人間総合科学研究科精神病態医学)
• 山末　英典(東京大学医学部附属病院精神医学)
• 橋本　謙二(千葉大学社会精神保健教育研究センター神経科学)
• 鈴木　道雄(富山大学大学院医学薬学研究部神経精神医学)
• 高柳　陽一郎(東京都立松沢病院精神科)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 障害者対策総合研究
• 研究開始年度: 平成20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

　脳構造画像（磁気共鳴画像MRI）・脳機能画像（近赤外線スペクトロスコピィNIRS）・神経生理画像（事象関連電位ERP）などの発展・普及を踏まえて、それら検査所見を利用することで統合失調症や双極性障害についての臨床病期clinical staging概念を確立し、それぞれの臨床病期に適切な治療・予防法の選択と計画立案に応用することを目的とした。

研究方法

　MRIによる脳構造画像検査については、多施設で共通利用できるUSBメモリ起動の統合画像解析システムを開発し、信号値不均一補正などを簡便に実用化した。NIRSによる脳機能画像については、頭皮上のチャンネル位置を標準脳座標系に対応させるバーチャル・レジストレーション法と、精神疾患の検査に利用できる標準的な検査法とデータ解析を確立した。

結果と考察

　MRIを用いた検討からは、統合失調症において発症早期（臨床病期の2?3a期）にはシルビウス裂周辺に限局して進行性の脳構造変化が認められ、病期の進行とともにそれが前頭前野や側頭葉の広範な部位に拡大していくことが明らかとなった。そうした発症早期のMRI脳構造画像を用いることで統合失調症・双極性障害・健常者を高い精度で判別できた。　
　NIRSを用いた検討からは、1b期から腹外側前頭前野・前頭極・側頭葉前部の機能低下があり、臨床病期の発展に伴って背外側前頭前野の機能低下が進行することが明らかとなった。その成果を、書籍『精神疾患とNIRS－光トポグラフィー検査による脳機能イメージング』『NIRS波形の臨床判読－先進医療「うつ症状の光トポグラフィー検査」ガイドブック』にまとめた。

結論

　MRIやNIRSなどについて検査法やデータ解析法が標準化できると多施設で検査が実施できること、それにより統合失調症の臨床病期に対応した結果が得られること、そのことから統合失調症の病態生理の発展を個々の症例について明らかにすることができ、診断と治療に有用となることが示された。
本研究にもとづいた実用化技術として、精神医療分野における初めての先進医療「うつ光トポグラフィー検査を用いたうつ症状の鑑別診断補助」が2009年に厚生労働省の承認を得た。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-06-09
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201027048C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 統合失調症を始めとする精神疾患について、脳構造画像（MRI）・脳機能画像（NIRS）・神経生理学（事象関連電位）・認知機能（神経心理検査）・血中物質や脳内物質という多モダリティの手法を用いて、病態生理とその進展を明らかにして、臨床病期との対応を明らかにするとともに、それぞれの手法について検査の標準化をすすめることで、多施設共同研究や検査の普及を進めるうえでの基盤を整備することができた。
• 臨床的観点からの成果: 近赤外線スペクトロスコピィ（NIRS）の原理を用いた光トポグラフィー検査について、精神疾患の診断における応用の試みを進めることで、先進医療「光トポグラフィー検査を用いたうつ症状の鑑別診断補助」が精神医療分野としては初めて2009年に厚生労働省の承認を得ることができ、すでに10施設以上で実施されている。精神医療における診断や治療の客観性を高めるための検査の実現という点で、先駆的な取り組みとなった。
• ガイドライン等の開発: 先進医療「光トポグラフィー検査を用いたうつ症状の鑑別診断補助」について、その概要・検査法・データ解析法・症例・手続書類などの実施にあたって必要となる具体的な手順を詳述した書籍『NIRS波形の臨床判読－先進医療「うつ症状の光トポグラフィー検査」ガイドブック』をまとめ、2011年春に刊行した。またその基礎となる理論的背景を、書籍『精神疾患とNIRS－光トポグラフィー検査による脳機能イメージング』として刊行した。
• その他行政的観点からの成果: 先進医療「光トポグラフィー検査を用いたうつ症状の鑑別診断補助」への患者からのニーズは高く、国立精神・神経医療研究センター病院の「光トポグラフィー（NIRS）専門外来」など、いくつかの医療施設において専門医療の形で実施されている。いずれの施設においても受診希望が多く、予約までに数か月先を要することが多い状況である。
• その他のインパクト: 精神疾患の診断の補助検査としてNIRSを応用することについて関心が高いことを反映してマスメディアでの報道が多く、テレビ（NHKスペシャル・クローズアップ現代・ニュース7などNHKで6回）、新聞（日本経済新聞3回、朝日新聞1回、読売新聞1回）などで取りあげられた。また、先進医療の制度を誤解した不正確な記事ではあったが、2011年のNature誌でもFeature Newsとして紹介された。

発表件数

• 原著論文（和文）: 4件
• 原著論文（英文等）: 195件
• その他論文(和文): 115件
• その他論文(英文等): 12件
• 学会発表(国内学会): 172件
• 学会発表(国際学会等): 99件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計1件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 1件
• その他成果(普及・啓発活動): 1件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Kasai K,Yamasaki S, Yamasue H,et al.; Reduced gray matter volume of pars opercularis is associated with impaired social communication in high-functioning autism spectrum disorders. ; Biol Psychiatry , 68 , 1141-1147 (2010)
• 原著論文2: Kasai K,Inoue H, Yamasue H, et al.; Association between the oxytocin receptor gene (OXTR) and amygdalar volume in healthy adults.; Biol Psychiatry , 68 , 1066-1072 (2010)
• 原著論文3: Kasai K,Sumiyoshi C, Kawakubo Y,et al.; Impaired ability to organize information in individuals with autism spectrum disorders and their siblings. ; Neurosci Res , 69 , 252-257 (2011)
• 原著論文4: Kasai K,Koike S, Takizawa R, et al.; Association between severer dorsolateral prefrontal dysfunction during random number generation and earlier onset in schizophrenia. ; Clin Neurophysiol (2011)
• 原著論文5: Kasai K,Nishimura Y, Takizawa R,et al.; Prefrontal cortex activity during response inhibition associated with excitement symptoms in schizophrenia.; Brain Res , 1370 , 194-203 (2011)
• 原著論文6: Kasai K,Inoue H, Yamasue H,et al.; Functional (GT)n polymorphisms in promoter region of N-methyl-D-aspartate receptor 2A subunit (GRIN2A) gene affect hippocampal and amygdala volumes.; Genes Brain Behav , 9 , 269-275 (2010)
• 原著論文7: Kasai K,Suga M, Yamasue H,et al.; Reduced gray matter volume of Brodmann’s Area 45 is associated with severe psychotic symptoms in patients with schizophrenia. ; Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci , 260 , 465-473 (2010)
• 原著論文8: Takayanagi Y,Kasai K, Suzuki M,et al.; Differentiation of first-episode schizophrenia patients from healthy controls using ROI-based multiple structural brain variables.; Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry , 34 , 10-17 (2009)
• 原著論文9: Hashimoto, K.; Brain-derived neurotrophic factor as a biomarker for mood disorders: an historical overview and future directions. ; Psychiatry Clin. Neurosci. , 64 (4) , 341-357 (2010)
• 原著論文10: Takayanagi Y, Takahashi T, Orikabe L, et al.; Volume reduction and altered sulco-gyral pattern of the orbitofrontal cortex in first-episode schizophrenia. ; Schizophr Res , 121 , 55-65 (2010)
• 原著論文11: Takayanagi Y, Takahashi T, Orikabe L, et al.; Classification of first-episode schizophrenia patients and healthy subjects by automated MRI measures of regional brain volume and cortical thickness.; PLoS ONE (2011)
• 原著論文12: Sumiyoshi T., Bubenikova-Valesova V., Horacek J.,et al; Serotonin1A receptors in the pathophysiology of schizophrenia: Development of novel cognition-enhancing therapeutics.; Advances in Therapy , 25 , 1037-1056 (2008)
• 原著論文13: Sumiyoshi C., Ertugrul A., Anil Yagcioglu A.E., et al.; Semantic memory deficits based on category fluency performance in schizophrenia: Similar impairments across Turkish and Japanese patients. ; Psychiatry Research , 167 , 47-57 (2009)
• 原著論文14: Sumiyoshi T., Higuchi Y., Itoh T., et al.; Effect of perospirone on P300 electrophysiological activity and social cognition in schizophrenia: A three-dimensional analysis with sLORETA. ; Psychiatry Research Neuroimaging , 172 , 180-183 (2009)
• 原著論文15: Sumiyoshi T., Tsunoda M., Higuchi Y.,et al.; Serotonin-1A receptor gene polymorphism and the ability of antipsychotic drugs to improve attention in schizophrenia. ; Advances in Therapy , 27 , 307-313 (2010)
• 原著論文16: Higuchi Y., Sumiyoshi T., Kawasaki Y.,et al.; Effect of tandospirone on mismatch negativity and cognitive performance in schizophrenia: A case report. ; Journal of Clinical Psychopharmacology , 30 , 732-734 (2010)
• 原著論文17: Sumiyoshi C. Kawakubo Y., Suga M.,; Impaired ability to organize information in individuals with autistic spectrum disorders and their siblings.; Neuroscience Research , 69 , 252-257 (2011)
• 原著論文18: Nemoto K, Dan I, Rorden C,et al.; Lin4Neuro: a customized Linux distribution ready for neuroimaging analysis.; BMC Med Imaging , 11 (2011)
• 原著論文19: Nemoto K, Mizukami K, Hori T, et al.; Hyperperfusion in primary somatosensory region related to somatic hallucination in the elderly. ; Psychiatry Clin Neurosci. , 64 (4) , 421-425 (2010)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-22
• 更新日: 2017-05-23

収支報告書

• 文献番号: 201027048Z