Study on the early diagnosis system for pancreatic cancer by the analysis of salivary metabolites

• Project/Area Number: 18K07262
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 板倉 淳 山梨大学, 大学院総合研究部, 特任教授 (10252032)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 市川 大輔 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (20347446) ; 杉本 昌弘 慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 教授 (30458963)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
• Keywords: メタボローム / 唾液 / 癌 / スクリーニング / 膵癌 / 定量的決定木 / new onset diabetis / 早期診断

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、データの精度を向上のため、サポート・ベクター・マシーンと定量的決定木Adtree (Alternative decision tree)の組み合わせにより、相関に関係なく幅広い変数を同時に考慮して、高精度に識別する数理モデルを開発した。データは複数に分割して多施設データを模擬した評価試験を行い、またデータ解析上での評価試験も多数行った。具体的には最初に同一検体を何度も測定し、測定装置におけるデータのバラつきを確認し、これらを仮想的にノイズとしてデータ付加し、それでも精度が劣化しにくいモデルを開発した。クロスバリデーション試験やブートストラップ検定も実施し、ノイズに強いロバストなモデルを構築した。
大規模検診センターにおける実臨床応用に向けて、本研究用検体採取キット（Salivachecker）の導入を行い、倫理上の問題、運用上（採取・保管・輸送・解析・精度・結果のフィードバック・患者のフォローアップ）に問題ない事を確認した。COVID-19の影響で、大規模スクリーニングの開始には至らなかったため、次年度には膵癌・乳癌のハイリスクグループを中心に大規模スクリーニングを開始すべく準備を進めている。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

COVID-19の影響で、連携検診センターでの検診業務の大幅な縮小、本スクリーニングシステム運用の制限があったため。

Strategy for Future Research Activity

本年度は最終年であるため可能な範囲で検体膵癌、乳癌を中心としたのハイリスクグループを対象にスクリーニング検査を実施し次期科学研究に繋げる臨床データの集積と解析を行い大規模スクリーニングに向けたエビデンスとする。

Research Products

• [Presentation] Analysis of saliva metabolites to develop early detection system for pancreatic cancer (2020)
  • Author(s): Itakura J., Sugimoto M., Sunamura M., Saito R., Hosomura N., Amemiya H., Kawaida H., Okamoto H., Kouno H., Ichikawa D., Ootaka M., Yoda Y., Shindo H., Takano S. , Fukazawa M., Satou T.
  • Organizer: 52nd Meeting of the European Pancreatic Club
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Analysis of saliva metabolites to develop early detection system for pancreatic cancer (2019)
  • Author(s): Jun Itakura, Masahiro Sugimoto, Makoto Sunamura, Kazunori Takahashi, Ryou Saito, Naohiro Hosomura, Hidetake Amemiya, Hiromichi Kawaida, Hirotaka Okamoto, Hiroshi Kohno, Daisuke Ichikawa Hiroko Shindo, Shinichi Takano, Mitsuharu Fukazawa, Tadashi Sato
  • Organizer: 51th meeting of Europian pancreatic clib
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Early diagnosis of PDAC by metabolomics with alternative decision tree-based machine learning methods (2019)
  • Author(s): Makot Sunamura, Akihiko Tsuchida, Tako Itoi, Masahiro Sugimoto, Shigeyuki Kawachi, Kyouko Shimizu, Masao Toki, Jun Itakura, Minoru Kitago
  • Organizer: 50th Anniversary meeting of American pancreatic association Japan pancreas society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Analysis of saliva metabolites to develop early detection system for pancreatic cancer (2019)
  • Author(s): Jun Itakura, Masahiro Sugimoto, Makoto Sunamura, Kazunori Takahashi, Ryou Saito, Naohiro Hosomura, Hidetake Amemiya, Hiromichi Kawaida, Hirotaka Okamoto, Hiroshi Kohno, Daisuke Ichikawa Hiroko Shindo, Shinichi Takano, Mitsuharu Fukazawa, Tadashi Sato
  • Organizer: 50th Anniversary meeting of American pancreatic association Japan pancreas society
  • Int'l Joint Research