Development of a Bladder Cancer Recurrence Prediction System after BCG Injection Based on Medical Big Data

• Project/Area Number: 16K11031
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Urology
• Research Institution: Nippon Medical School
• Principal Investigator: KIMURA GO 日本医科大学, 医学部, 教授 (20234354)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 陽一朗 国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, チームリーダー (00573247) ; 齋藤 彰 東京医科大学, 医学部, 特任教授 (10504615)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 表在性膀胱癌 / BCG / 機械学習 / 予後因子 / 再発 / 免疫組織化学染色 / データベース / 膀胱癌 / PD-L1 / ビッグデータ / 膀胱癌再発予測システム

Outline of Final Research Achievements

木村 剛
BCG intravesical instillation therapy is considered the most successful urologic immunotherapy for treating early stage bladder cancer. Transurethral resection of bladder tumor and BCG intravesical instillation therapy are currently the first-line treatment for non-muscle invasive bladder cancer. However, bladder cancer recurrence is frequent (approximately 50%), and the details of the tumor immune mechanism have not yet been clarified. In this study, we aimed to develop a highly accurate predictive system for bladder cancer recurrence and to elucidate the tumor immune mechanism. As a result, we were able to construct a database of clinical big data, develop a pathological image machine learning system with an attention mechanism, and select features through medical exploration of predictive factors.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

20 世紀初頭には結核患者は癌に罹患しにくいことが知られていた。そして現在、BCG 膀胱内注入療法は早期膀胱癌を治療するために最も成功した泌尿器科の免疫療法と考えられているが、膀胱癌再発は約50％と多く、その腫瘍免疫メカニズムの詳細は未だ明らかになっていなかった。本研究では新たな機械学習システムの構築に成功した。また膀胱癌再発予測システムの特徴量に対する医学的な検討を行うことで、システムの改良およびその医学面での理解の深化につなげることができた。

Research Products

• [Journal Article] 話題の抗PD-1抗体薬の膀胱癌治療における役割とは？ (2018)
  • Author(s): 木村 剛
  • Journal Title: 癌と化学療法 Volume: 45 Pages: 38-43
• [Journal Article] Post hoc analysis of Japanese patients from the placebo-controlled PREVAIL trial of enzalutamide in patients with chemotherapy-naive, metastatic castration-resistant prostate cancer-Updated results． (2017)
  • Author(s): Kimura G, Ueda T.
  • Journal Title: Jpn J Clin Oncol Volume: 47 Pages: 262-264
  • DOI: 10.1093/jjco/hyw187
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Patient preferences for treatment of castration-resistant prostate cancer in Japan: a discrete-choice experiment. (2017)
  • Author(s): 1.Uemura H, Matsubara N, Kimura G, Yamaguchi A, Ledesma DA, DiBonaventura M, Mohamed AF, Basurto E, McKinnon I, Wang E, Concialdi K, Narimatsu A, Aitoku Y.
  • Journal Title: BMC Urol Volume: 16 Issue: 1 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1186/s12894-016-0182-2
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Enzalutamide in men with chemotherapy-naive metastatic castration-resistant prostate cancer: Extended analysis of the phase 3 PREVAIL Study. (2017)
  • Author(s): Beer TM, Armstrong AJ, Rathkopf D, Loriot Y, Sternberg CN, Higano CS, Iversen P, Evans CP, Kim C-S, Kimura G, Miller K, Saad F, Bjartell AS, Borre M, Mulders P, Tammela TL, Parli T, Sari S, van Os S, Theeuwes A, Tombal B.
  • Journal Title: Eur Urol Volume: 71 Issue: 2 Pages: 151-154
  • DOI: 10.1016/j.eururo.2016.07.032
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 進行性腎細胞癌に対するニボルマブ -ASCO 2016のデータを踏まえて．- 泌尿器癌における免疫治療の新展開-免疫チェックポイント阻害薬による治療 (2017)
  • Author(s): 木村 剛．
  • Journal Title: 泌尿器外科 Volume: 30 Pages: 9-16
• [Journal Article] Primary Outcomes by Site and Extent of Baseline Disease for Enzalutamide-treated Men with Chemotherapy-naive Metastatic Castration-resistant Prostate Cancer (2016)
  • Author(s): Evans CP, Higano CS,Keanec T, Andriole G, Saad F, Iversen P,Miller K, Kim C-S, Kimura G,Armstrong AJ,Sternberg CN,Loriot Y,de Bono J, Noonberg SB, Mansbach H,Bhattacharya S,Perabo F,Beer TM, Tombal B.
  • Journal Title: Eur Urol Volume: 70 Issue: 4 Pages: 675-683
  • DOI: 10.1016/j.eururo.2016.03.017
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Tumor and immune cell dynamics explain the PSA bounce after prostate cancer brachytherapy. (2016)
  • Author(s): Yamamoto Y, Offord C, Kimura G, Kuribayashi S, Takeda H, Tsuchiya S, Shimojo H, Kanno H, Bozic I, Nowak M, Bajzer Z, Dingli D.
  • Journal Title: Br J Cancer Volume: 115 Issue: 2 Pages: 195-202
  • DOI: 10.1038/bjc.2016.171
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Enzalutamide in Japanese patients with chemotherapy-naive, metastatic castration-resistant prostate cancer: A post-hoc analysis of the placebo-controlled PREVAIL trial. (2016)
  • Author(s): Kimura G, Yonese J, Fukagai T, Kamba T, Nishimura K, Nozawa M, Mansbach H, Theeuwes A, Beer TM, Tombal B, Ueda T.
  • Journal Title: Int J Urol Volume: 23 Issue: 5 Pages: 395-403
  • DOI: 10.1111/iju.13072
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 膀胱癌に対する分子標的薬．特集「婦人科がん・泌尿器癌に対する新治療」． (2016)
  • Author(s): 遠藤勇気，木村 剛，近藤幸尋．
  • Journal Title: 腫瘍内科 Volume: 18 Pages: 145-153
• [Journal Article] 超音波検査．VIII．前立腺癌の検査・診断．画像診断．新前立腺癌学 -最近の基礎研究と診断-． (2016)
  • Author(s): 木村 剛．
  • Journal Title: 日本臨牀 Volume: 74 Pages: 310-317
• [Journal Article] 進行性腎がんに対する免疫チェックポイント阻害薬．特集 ここまで進歩した腎がん診療． (2016)
  • Author(s): 木村 剛．
  • Journal Title: 医学のあゆみ Volume: 257 Pages: 931-937
• [Journal Article] ハイリスク腎癌に対する術後アジュバント治療．特集 進行性腎細胞癌に対する治療の最前線． (2016)
  • Author(s): 木村 剛．
  • Journal Title: 泌尿器外科 Volume: 29 Pages: 959-967
• [Presentation] Early switching to pembrolizumab (Pe) during first-line platinum-based chemotherapy (PCT) in patients (pts) with metastatic urothelial carcinoma (mUC). (2023)
  • Author(s): Yuki Endo, Go Kimura, Jun Akatsuka, Hayato Takeda, Masato Yanagi, Hikaru Mikami, Hiroya Hasegawa, Mami Taniuchi, Akifumi Katsu, Ryota Funato, Yuka Toyama, Yukihiro Kondo
  • Organizer: ASCO GU, 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Two cycles of 1st line platinum combined chemotherapy followed by maintenance avelumab in patient with metastatic urothelial cancer: Initial results (2022)
  • Author(s): Yuki Endo, Go Kimura, Jun Akatsuka, Hayato Takeda, Hikaru Mikami, Hiroya Hasegawa, Masato Yanagi, Yuka Toyama, Yukihiro Kondo
  • Organizer: 第60回日本癌治療学会，2022
• [Presentation] Can urine cytology predict variants of bladder cancer? (2022)
  • Author(s): Mikami H, Kimura G, Taniuchi M, Katsu A, Hasegawa H, Yanagi M, Endo Y, Takeda H, Akatsuka J, Toyama Y, Kondo Y.
  • Organizer: ESMO Asia, 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 転移性尿路上皮癌pembrolizumab療法における前治療化学療法と予後の検討 (2022)
  • Author(s): 遠藤勇気，木村剛，長谷川裕也，赤塚純，武田隼人，柳雅人，三神晃，戸山友香，井熊俊介，西川佳宏，近藤幸尋
  • Organizer: 第109回日本泌尿器科学会総会
• [Presentation] Prognostic impact of serum cytokeratin 19 fragments in patient with metastatic urothelial cancer treated with immune checkpoint inihibitors. (2022)
  • Author(s): Endo Y, Kimura G et al.
  • Organizer: ASCO Genitourinary Cancers Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Diagnostic performance and identification of factors for misdiagnosis in Vesical Imaging-Reporting and Data System (VI-RADS). (2022)
  • Author(s): 2.Ikuma S, Kimura G et al.
  • Organizer: ASCO Genitourinary Cancers Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] How can we reduce the rate of incomplete resection in patients with non-muscle-invasive bladder cancer (NMIBC) undergoing first transurethral resection of bladder tumor (TURBT)? -Impact of two-loop wide resection of surrounding tumor tissue-. (2021)
  • Author(s): 3.Yanagi M, Kimura G et al.
  • Organizer: European Multidisciplinary Congress on Urological Cancers
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Lipid cell variant of urothelial carcinoma - Evaluation of tumor aggressiveness and demonstration of lipid component. (2020)
  • Author(s): Hayashi T, Kimura G, Shibasaki M, Hasegawa H, Hodotsuka N, Amakawa R, Endo Y, Akatsuka J, Takeda H, Kondo Y.
  • Organizer: Amriacan Urological association, Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] BCG膀胱内注入療法で投与時間の長短は膀胱内再発と関係するか (2020)
  • Author(s): 林 達郎, 木村 剛, 高崎 水仙, 西川 佳宏, 井熊 俊介, 長谷川 裕, 香山 重軌, 三神 晃, 柳 雅人, 赤塚 純, 武田 隼人, 遠藤 勇気, 近藤 幸尋．
  • Organizer: 第58回日本癌治療学会学術集会
• [Presentation] 尿細胞診による術前膀胱癌亜型予測に関する検討 (2020)
  • Author(s): 三神 晃, 木村 剛, 渡會 泰彦, 林 達郎, 井熊 俊介, 長谷川 裕, 香山 重軌, 柳 雅人, 赤塚 純, 遠藤 勇気, 武田 隼人, 石井 英昭, 近藤 幸尋．
  • Organizer: 第58回日本癌治療学会学術集会
• [Presentation] 治療前の血清cytokeratin 19 fragment levelは転移性尿路上皮癌の予後を規定する (2020)
  • Author(s): 遠藤 勇気, 木村 剛, 赤塚 純, 井熊 俊介, 西川 佳宏, 高﨑 水仙, 長谷川 裕, 香山 重軌, 三神 晃, 柳 雅人, 林 達郎, 武田 隼人, 近藤 幸尋
  • Organizer: 第58回日本癌治療学会学術集会
• [Presentation] Prognostic impact of serum cytokeratin 19 fragments in patient with metastatic urothelial cancer (mUC) treated with first-line chemotherapy. (2020)
  • Author(s): Endo Y, Kimura G, Akatsuka J, Yanagi M, Mikami H, Takeda H, Hasegawa H, Toyama Y, Ikuma S, Nishikawa Y, Takasaki S, Hayashi T, Kondo Y.
  • Organizer: ASCO Genitourinary Cancers Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 筋層非浸潤性膀胱癌Ta腫瘍に対する2nd TURBTの必要性の検討 (2019)
  • Author(s): 天河 亮, 林 達郎, 遠藤 勇気, 赤塚 純, 濱崎 務, 木村 剛, 近藤 幸尋
  • Organizer: 日本泌尿器科学会総会 2019年4月
• [Presentation] 当科におけるTURBT+拡大リンパ節郭清+全身化学療法による膀胱温存療法の治療成績 (2019)
  • Author(s): 三神 晃, 木村 剛, 林 達郎, 上田 貴之, 柴崎 幹生, 長谷川 裕也, 天河 亮, 大林 康太郎, 佐野 雅之, 赤塚 純, 遠藤 勇気, 武田 隼人, 近藤 幸尋
  • Organizer: 日本泌尿器科学会総会 2019年4月
• [Presentation] Lipid cell change of urothelial carcinoma is a sign of tumor aggressiveness and worst prognosis. (2019)
  • Author(s): Hayashi T, Kimura G, Nozaki S, Shibasaki M, Hasegawa H, Hodotsuka N, Amakawa R, Minaguchi S, Mikami H, Yanagi M, Akatsuka J, Takeda H, Endo Y, Ishi H, Kondo Y
  • Organizer: European Multidisciplinary Congress on Urological Cancers 2019年11月
• [Presentation] Evaluation of perioperative serum cytokeratine 19 fragment levels to predict prognosis in patients with upper tract urothelial carcinoma (UTUC) who received nephroureterectomy (NU) (2019)
  • Author(s): Yuki Endo, Go Kimura, Hiroya Hasegawa, Mikio Shibazaki, Ryo Amakawa, Naoto Hodotsuka, Jun Akatsuka, Hayato Takeda, Tatsuro Hayashi, Hikaru Mikami, Masato Yanagi, Yukihiro Kondo
  • Organizer: 日本癌治療学会 2019年10月
• [Presentation] Can urine cytology predict bladder cancer subtypes? (2019)
  • Author(s): Mikami H, Kimura G, Watarai Y, Hayashi T, Yanagi M, Akatsuka J, Endo Y, Takeda H, Kondo Y
  • Organizer: 日本癌治療学会 2019年10月
• [Presentation] 進行性尿路上皮癌に対するペンブロリズマブの初期治療成績 (2019)
  • Author(s): 遠藤 勇気, 木村 剛, 上田 貴之, 柴崎 幹雄, 長谷川 裕也, 三神 晃, 天河 亮, 佐野 雅之, 武田 隼人, 林 達郎, 赤塚 純, 濱崎 務, 近藤 幸尋
  • Organizer: 日本泌尿器科学会総会 2019年4月
• [Presentation] 腎淡明細胞癌の組織構築と臨床病理学的特性． (2016)
  • Author(s): 木村 剛，近藤幸尋．
  • Organizer: 第68回日本泌尿器科学会西部総会
  • Place of Presentation: 下関市
  • Year and Date: 2016-11-26
• [Presentation] アルファー線内用療法「骨転移治療の新しい選択肢のRa-223：診療科横断的な取り組み」． (2016)
  • Author(s): 木村 剛，近藤幸尋．
  • Organizer: 第56回日本核医学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋市
  • Year and Date: 2016-11-05
• [Presentation] Nivolumab (nivo) versus everolimus (eve) in advanced renal cell carcinoma (aRCC): Japanese subgroup analysis from CheckMate 025. (2016)
  • Author(s): Tomita Y, Motzer R, Shinohara N, Kitamura H, Oya M, Eto M, Saito M, Tanabe K, Kimura G, Yonese J, Yao M, McHenry MB, Berghorn E, Fukasawa S.
  • Organizer: 第54回日本癌治療学会
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2016-10-21
• [Presentation] 骨転移のある日本人の症候性去勢抵抗性前立腺癌患者への塩化ラジウム-223の第II相試験． (2016)
  • Author(s): 永森 聡，上村博司，和久本芳彰，植村天受，木村 剛，横溝晃，菊川浩明，絹谷清剛，細野眞，山口 郁，筒井弘一，松永瑛典，松原伸晃．
  • Organizer: 第54回日本癌治療学会
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2016-10-20
• [Presentation] Perspectives on CRPC treatment -enzalutamide is promised as a first option for CRPC treatment-. Workshop 1，”Controversy in treatment of advanced prostate cancer”， (2016)
  • Author(s): Go Kimura, Yukihiro Kondo.
  • Organizer: 第14回日本臨床腫瘍学会
  • Place of Presentation: 神戸市
  • Year and Date: 2016-07-29
• [Presentation] 高齢者腎癌の薬物療法．「高齢者泌尿器がんの薬物療法と看護ケア」． (2016)
  • Author(s): 木村 剛．
  • Organizer: 第29回日本老年泌尿器科学会
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2016-05-14
• [Presentation] Patient preferences for treatment of castration-resistant prostate cancer in Japan． (2016)
  • Author(s): 松原伸晃，木村 剛、山口 秋人、レデスマ ダイアン、ディボナヴェンチューラ マルコ、モハメッド アティーシャ、バスルト エンリケ、マックキノン イアン、ワン エドワード、コンシアルディ クリステン、相徳 泰子、上村 博司
  • Organizer: 第103回日本泌尿器科学会総会
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2016-04-24
• [Presentation] 根治切除不能または転移性の腎細胞癌患者に対する1st line TKI療法不応後のエベロリムスの有効性および安全性の検討 ― 多施設共同第Ⅱ相試験 ― (2016)
  • Author(s): 杉山貴之，小山政史，野澤昌弘，藤本清秀，岸田 健，木村 剛，徳田倫章，樋之津史郎，下妻晃二郎，赤座英之，大園誠一郎，Japanese Afinitor Clinical Trial Group of RCC（J-ACTOR）
  • Organizer: 第103回日本泌尿器科学会総会
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2016-04-24
• [Book] 2章 11．腎がん，がん薬物療法の現場のルール，一般臨床で役立つ薬物療法マニュアル (2016)
  • Author(s): 木村 剛
  • Publisher: 南江堂
• [Book] 2章 13．精巣・後腹膜・縦隔胚細胞腫瘍，がん薬物療法の現場のルール，一般臨床で役立つ薬物療法マニュアル (2016)
  • Author(s): 木村 剛
  • Publisher: 南江堂
• [Book] 3章 2．分子標的治療薬．D．mTOR阻害薬，がん薬物療法の現場のルール，一般臨床で役立つ薬物療法マニュアル (2016)
  • Author(s): 木村 剛
  • Publisher: 南江堂