| Project/Area Number |
23K07158
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
生島 仁史 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (90202861)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芳賀 昭弘 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (30448021)
山下 理子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 准教授 (40793071)
工藤 隆治 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (10263865)
佐々木 幹治 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (00885600)
大谷 環樹 徳島大学, 放射線総合センター, 助教 (40709557)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 放射線治療 / レディオミクス / MRI / 再発予測 / 治療効果予測 / 治療効果判定 / 非小細胞肺癌 |
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| Outline of Research at the Start |
ヒト非小細胞肺癌由来の培養細胞を用いて小動物のがんモデルを作成し、放射線照射前と照射後約10日経過したがんのMRI像を撮像する。がんのMRI像からレディオミクスの手法で抽出した特徴量と、免疫組織化学的に評価した細胞損傷度との関連性を網羅的に解析する。放射線治療前後で有意に変化した特徴量に免疫組織化学的に評価した細胞損傷度との関連係数を乗じ、 それを加算した腫瘍細胞損傷予測値により放射線治療効果を定量化する。最終的に、分子生物学的根拠に裏付けされたMRIレディオミクス解析により、早期放射線治療効果診断モデルを開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究の第一段階では，MRIのradiomics解析により，従来捉えられなかった画像情報を抽出できる可能性を確かめるため動物実験を行った．ヒト由来の肺腺癌細胞を用いたマウスがんモデルをX線照射群(20Gy/2回/2日)と対照群に分け，照射前後でMRIを撮像しradiomics特徴量の変化を比較した．照射直前と9日後に撮像したMRI-T2強調像と拡散強調像から476のradiomics特徴量を抽出し，照射前後で有意な変化を生じた特徴量に関し2群間で比較し結果，一致率はHistogram特徴量で0%，Texture特徴量で0～2％であった．画像診断医の評価では，両群間に差は認められなかった．Radiomics解析は，従来の方法では捉えられない画像診断情報を検出することが可能であり臨床でも応用できると考えた．この研究と併行して，日本放射線腫瘍学研究グループ(Japanese Radiation Oncology Study Group: JROSG)の多施設共同後方視的調査研究で集積した204例の子宮頸癌新鮮例を対象とし， MRI-T2強調像のradiomics解析を行い，抽出した476の特徴量の中から根治的化学放射線療後の照射野外再発と関連する画像特徴量を検出し，臨床情報を合わせた照射野外再発予測multi-radiomic modelを作成， ROC解析のAUC＝0.734という結果を得た．次に，開発したモデルの診断制度を前方視的に検証する必要があると考えた．そして，局所進行子宮頸癌に対する化学放射線療法後の照射野外再発予測精度を検証する前方視的研究プロトコールを立案し，JROSGに申請した．現在，JROSGの承認を経て徳島大学病院生命科学・医学系研究倫理審査委員会での審査中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2024度の目標は，がん化学放射線療法後の照射野外再発を予測するmulti-radiomic model開発を行うことであった．日本放射線腫瘍学研究グループ(JROSG)の多施設共同後方視的調査研究で集積した204例の子宮頸癌新鮮例のMRI-T2強調像と臨床情報，経過観察情報を用い，根治的化学放射線療法後の照射野外再発を予測するためのmulti-radiomic modelを開発した．次に，同モデルの診断精度を検証するため，前方視的研究が必要と考え，研究プロトコール申請を行った．プロトコールでは，IIB～IVA期子宮頸癌に対して根治的化学放射線療法を施行する患者を対象とし，multi-radiomic modelを用いた解析を行い，局所進行子宮頸癌に対する化学放射線療法後の照射野外再発予測精度を前方視的に検証すると共に，より予測精度の高いmodel開発を行うことを目的とした．照射野外再発予測に関するROC解析のAUCを0.7，δ=0.1(期待値AUC=0.8)とした．α=0.05，1-β=0.8で必要な症例数は108例となり若干の脱落例を見込んで目標症例数は120例とした．研究プロトコールはJROSGで承認され(JROSG-235)，全国14施設が共同研究施設となった．2025年4月20日時点で，徳島大学病院生命科学・医学系研究倫理審査委員会における倫理審査中である．以上よりおおむね順調に進展していると評価した．
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| Strategy for Future Research Activity |
開発したmulti-radiomic modelの診断精度を検証するため，日本放射線腫瘍学研究機構(JROSG)による前方視的多施設共同観察研究を開始する予定である．徳島大学生命科学・医学系研究倫理審査委員会による承認後，患者登録を開始する．
適格条件は，1)初診時の年齢が18歳以上，2) 病理組織学的に子宮頸癌と診断され，かつ組織型が扁平上皮癌，腺癌，腺扁平上皮癌のいずれかであること，3) IIB期III期IVA期(日産婦2020，FIGO 2018)と診断された症例，4) 2024年（倫理審査委員会による承認後）～2025年（研究開始1年後）に，根治的化学放射線療法を開始する症例で，併用化学療法はプラチナ製剤を含むレジメンに限定する，5) 放射線治療開始前1月以内に骨盤部MRIのDWIおよびT2WIを撮像する症例，6) 化学放射線療法開始後2年間，経過観察を実施する症例とする．主要評価項目はMulti-radiomic modelで算出した照射野外再発発生予測値を独立変数，照射野外再発を従属変数としたreceiver operating characteristic(ROC)解析のarea under the curve (AUC)で照射野外再発は，照射野外に発生したリンパ節転移，血行性転移または播種性転移とする．初発のみをイベントとし，局所再発後の遠隔再発は含めない．また，照射野内に限局して生じた血行性転移・播種性転移は含めない．副次評価項目は，Multi-radiomic modelで算出した局所再発・増悪発生予測値を独立変数，再発・増悪を従属変数としたROC解析のAUCとする．
症例集積と並行し，初期の解析結果をまとめ，これまでの研究で得られた結果とともに，学会発表や論文として報告していく．
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