脊柱靭帯骨化症の骨化進展メカニズムと進展抑制に関する解析

• Project/Area Number: 22K16763
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 勝見 敬一 新潟大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (20422595)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 後縦靭帯骨化症 / 画像解析 / 骨化進展 / メカニズム / 脊柱靭帯骨化症 / 骨化進展メカニズム / 縦断的解析

Outline of Research at the Start

脊柱靭帯が進行性に骨化する脊柱靭帯骨化症の病態の解明,特に骨化進展メカニズムの把握は,本疾患の治療戦略を確立する為に重要である.しかし,骨化発症・進展の機序はいまだ解明されていない.申請者らは,頚椎後縦靭帯骨化症(OPLL)において,骨化増加率や増加危険因子を報告してきた.
本研究ではこれら成果を発展させ,これまでの2年程の間隔を開けた計2回の骨化巣計測による横断的研究に,新たに初回計測から5～10年開けた計測を追加し,世界に先駆け100例,平均観察期間7年を目標とした縦断的解析を行う.

Outline of Annual Research Achievements

我々は、CTから骨化巣を3次元的に切り出し、解析する3次元画像解析法を確立した。これにより、骨化巣の形態変化や、体積の定量評価が可能になった。これまで、後縦靭帯骨化症の骨化進展危険因子の検討や、骨代謝動態も含めた解析を行ってきた。本研究ではこれまでの約2年の間隔をあけた計2回の骨化巣計測による横断的研究に、新たに初回計測から5～10年の間隔をあけた3ないし4回目の計測を追加し、縦断的な検討を加える。症例100例、平均観察期間7年を目標とした中長期的な解析を行い、将来的には150例、観察期間10年を見据えた基礎データの蓄積を行う。2023年度は、新潟大学病院並びに新潟大学地域医療教育センター魚沼基幹病院、新潟中央病院に通院する脊柱靭帯骨化症患者さんに対し、研究計画に従い、以下の項目を調査した。
①年齢、体型、既往症、家族歴、生活様式などの患者基礎データ。②日本整形外科学会頚髄症判定基準(JOAスコア)および日本整形外科学会頚髄症評価質問票(JOACMEQ)を用いた臨床症状と患者QOL評価。③X線による全脊柱アライメントと頚椎～腰椎の動態撮影による脊柱可動性の評価。④全脊椎CT撮影のDICOMデータから3次元画像解析ソフトを用いて骨化巣を3次元画像化し、骨化巣の形態および体積定量評価。骨化巣計測間隔は、基準となる1回目から約2年で2回目の計測を行い、さらに5～10年で3回目以降の計測を行い、縦断的な解析を行う。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2023年度は、新規症例登録と既存症例の経過観察の蓄積を行い、画像解析にて骨化巣体積計測を進めた。現在までに2回以上のCTを撮影できた登録症例は182例となり、その内、2回の骨化巣体積計測を完了し、横断評価が可能となった症例は173例となった。さらに、初回CTより5年以上の期間で計3回以上のCTを撮影できた症例は118例となり、その内、3回の骨化巣体積計測を完了し、縦断評価が可能となった症例は97例となった。今後頸椎後縦靭帯骨化症で縦断評価100例を目標とし、計測を進めていく。

これまでの途中報告として、「頚椎後縦靱帯骨化症における骨化進展の3次元画像解析：病態別骨化進展の違い」というタイトルで、2024年4月に行われた脊椎脊髄病学会にて報告した。
また、胸椎後縦靭帯骨化症では、後方固定術を施行した17例の3次元画像解析による、横断評価にて骨化巣の体積変化の特徴について英語論文を投稿した。

Strategy for Future Research Activity

2024年度は、CT撮影3回以上の症例を現在の118例から140例をめどに増やし、骨化巣計測を現在の97例から新規に20例ほどの解析を進める予定である。画像解析の進捗にて、今年度中に全体の解析を行うことが目標である。最終的な解析症例は100例前後を見込んでいる。

Research Products

• [Journal Article] Deep learning-based prediction model for postoperative complications?of cervical posterior longitudinal ligament ossification (2023)
  • Author(s): Ito S, Nakashima H, Yoshii T, Egawa S, Sakai K, Kusano K, Tsutui S, Hirai T, Matsukura Y, Wada K, Katsumi K, Koda M, Kimura A, Furuya T, Maki S, Nagoshi N, Nishida N, Nagamoto Y, Oshima Y, Ando K, et al.
  • Journal Title: European Spine Journal Volume: － Issue: 11 Pages: 3797-3806
  • DOI: 10.1007/s00586-023-07562-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison of Surgical Outcomes of Anterior and Posterior Fusion Surgeries for K-line (?) Cervical Ossification of the Posterior Longitudinal Ligament (2023)
  • Author(s): Nagoshi N, Yoshii T, Egawa S, Sakai K, Kusano K, Tsutsui S, Hirai T, Matsukura Y, Wada K, Katsumi K, Koda M, Kimura A, Furuya T, Sato Y, Maki S, Nishida N, Nagamoto Y, Oshima Y, Ando K, Nakashima H, et al.
  • Journal Title: Spine Volume: Publish Ahead of Print Pages: 937-943
  • DOI: 10.1097/brs.0000000000004634
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Residual Neuropathic Pain in Postoperative Patients With Cervical Ossification of Posterior Longitudinal LigamentRisk Factors for Residual Neuropathic Pain (2023)
  • Author(s): Ito S, Nakashima H, Yoshii T, Egawa S, Sakai K, Kusano K, Tsutui S, Hirai T, Matsukura Y, Wada K, Katsumi K, Koda M, Kimura A, Furuya T, Maki S, Nagoshi N, Nishida N, Nagamoto Y, Oshima Y, Ando K, et al.
  • Journal Title: Clinical Spine Surgery: A Spine Publication Volume: Publish Ahead of Print Issue: 6 Pages: E277-E282
  • DOI: 10.1097/bsd.0000000000001449
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Factors Associated With Loss of Cervical Lordosis After Laminoplasty for Patients With Cervical Ossification of the Posterior Longitudinal Ligament (2023)
  • Author(s): Nakashima Hiroaki、Imagama Shiro、Yoshii Toshitaka、Katsumi keiichi, et al
  • Journal Title: Spine Volume: 48 Issue: 15 Pages: 1047-1056
  • DOI: 10.1097/brs.0000000000004706
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preoperative Symptom Duration Influences Neurological Recovery and Patient-Reported Outcome Measures After Surgical Treatment of Cervical Ossification of the Posterior Longitudinal Ligament. (2023)
  • Author(s): Yu Matsukura, Satoru Egawa, Hiroyuki Inose, Kei Yamada, Tomohiro Banno, Yoshiharu Kawaguchi, Katsushi Takeshita, Masaya Nakamura, Morio Matsumoto, Masashi Yamazaki, Atsushi Okawa, Toshitaka Yoshii.
  • Journal Title: Spine (Phila Pa 1976) Volume: 48 Pages: 1259-1265
  • DOI: 10.1097/brs.0000000000004762
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Predictive biomarkers of ossification progression and bone metabolism dynamics in patients with cervical ossification of the posterior longitudinal ligament (2023)
  • Author(s): Katsumi Keiichi、Watanabe Kei、Yamazaki Akiyoshi、Hirano Toru、Ohashi Masayuki、Mizouchi Tatsuki、Sato Masayuki、Sekimoto Hiroyuki、Izumi Tomohiro、Shibuya Yohei、Kawashima Hiroyuki
  • Journal Title: European Spine Journal Volume: 32 Issue: 4 Pages: 1282-1290
  • DOI: 10.1007/s00586-023-07565-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical Indicators of Surgical Outcomes After Laminoplasty for Patients With Cervical Ossification of the Posterior Longitudinal Ligament: A Prospective Multicenter Study (2022)
  • Author(s): Nagoshi N, Yoshii T, Egawa S, Sakai K, Kusano K, Tsutsui S, Hirai T, Matsukura Y, Wada K, Katsumi K, Koda M, Kimura A, Furuya T, Maki S, Nishida N, Nagamoto Y, Oshima Y, Ando K, Nakashima H, Takahata M, et al.
  • Journal Title: Spine Volume: 47 Issue: 15 Pages: 1077-1083
  • DOI: 10.1097/brs.0000000000004359
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical Characteristics of Patients with Ossification of the Posterior Longitudinal Ligament and a High OP Index: A Multicenter Cross-Sectional Study (JOSL Study) (2022)
  • Author(s): Hirai T, Yoshii T, Hashimoto J, Ushio S, Mori K, Maki S, Katsumi K, Nagoshi N, Takeuchi K, Furuya T, Watanabe K, Nishida N, Nishimura S, Watanabe K, Kaito T, Kato S, Nagashima K, Koda M, Nakashima H, Imagama S, er al.
  • Journal Title: Journal of Clinical Medicine Volume: 11 Issue: 13 Pages: 3694-3694
  • DOI: 10.3390/jcm11133694
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Impact of obesity on cervical ossification of the posterior longitudinal ligament: a nationwide prospective study (2022)
  • Author(s): Mori K, Yoshii T, Egawa S, Sakai K, Kusano K, Tsutsui S, Hirai T, Matsukura Y, Wada K, Katsumi K, Koda M, Kimura A, Furuya T, Maki S, Nagoshi N, Nishida N, Nagamoto Y, Oshima Y, Ando K, Nakashima H,et al
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12 Issue: 1 Pages: 8884-8884
  • DOI: 10.1038/s41598-022-12625-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prospective Investigation of Surgical Outcomes after Anterior Decompression with Fusion and Laminoplasty for the Cervical Ossification of the Posterior Longitudinal Ligament: A Propensity Score Matching Analysis (2022)
  • Author(s): Yoshii T, Morishita S, Egawa S, Sakai K, Kusano K, Tsutsui S, Hirai T, Matsukura Y, Wada K, Katsumi K, Koda M, Kimura A, Furuya T, Maki S, Nagoshi N, Nishida N, Nagamoto Y, Oshima Y, Ando K, Nakashima H,et al.
  • Journal Title: Journal of Clinical Medicine Volume: 11 Issue: 23 Pages: 7012-7012
  • DOI: 10.3390/jcm11237012
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Comparison of laminoplasty and posterior fusion surgery for cervical ossification of posterior longitudinal ligament (2022)
  • Author(s): Hiroaki Nakashima, Shiro Imagama, Toshitaka Yoshii, Satoru Egawa, Kenichiro Sakai, et al., Yuanying Li, Hiroshi Yatsuya, et al.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 12 Issue: 1 Pages: 748-748
  • DOI: 10.1038/s41598-021-04727-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 頚椎後縦靱帯骨化症における骨化進展の3次元画像解析：病態別骨化進展の違い (2024)
  • Author(s): 勝見敬一、大橋正幸、平野徹、渡辺慶、和泉智博、澁谷洋平、溝内龍樹、若杉正嗣、荒引剛、関本浩之、山崎昭義、川島寛之
  • Organizer: 第53回 日本脊椎脊髄病学会
• [Presentation] 頚椎後縦靭帯骨化症の骨化進展を予測するバイオマーカーの検討 (2023)
  • Author(s): 勝見敬一、渡辺慶、 平野徹、和泉智博、山崎昭義、溝内龍樹、佐藤雅之、関本浩之、大橋正幸、渋谷洋平、川島寛之
  • Organizer: 第52回 日本脊椎脊髄病学会
• [Presentation] 後縦靭帯骨化症の骨化進展を反映する骨代謝バイオマーカーの検討 (2022)
  • Author(s): 勝見敬一
  • Organizer: 厚生労働省科学研究費補助金難治性疾患等政策研究事業 【脊柱靭帯骨化症に関する調査研究】令和4年度第2回合同班会議