Radiogenomics解析による胆道癌リンパ節転移の新規高精度予測モデルの開発

• Project/Area Number: 24K11927
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55020:Digestive surgery-related
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 坂田 純 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (70447605)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 若井 俊文 新潟大学, 医歯学系, 教授 (50372470) ; 滝沢 一泰 新潟大学, 医歯学総合病院, 講師 (30706437) ; 石川 博補 新潟大学, 医歯学総合病院, 助教 (80769399) ; 廣瀬 雄己 新潟大学, 医歯学総合病院, 助教 (10737365) ; 安藤 拓也 新潟大学, 医歯学総合病院, 助教 (20745567) ; 山崎 元彦 新潟大学, 医歯学系, 講師 (30772032) ; 峠 弘治 新潟大学, 医歯学総合病院, 特任助教 (30790935)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 胆道癌 / Radiogenomics / リンパ節転移 / 予測モデル / 遺伝子変異解析

Outline of Research at the Start

研究の概要は、以下の通りである。
課題A：ロングリード・シークエンサーを用いた全ゲノム解析からリンパ節転移陽性胆道癌に特徴的な遺伝子変異プロファイルを同定する。
課題B：Radiomicsのリンパ節転移予測能を外科病理学的な観点から検証する。
課題C：Radiogenomicsにより高精度な術前リンパ節転移予測モデルを開発する。
課題A、B、Cを通じてRadiogenomics解析による胆道癌リンパ節転移の新規高精度予測モデルの開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

リンパ節転移陽性胆道癌の不良な成績を改善するためには術前化学療法を含む集学的治療の導入が必須である。胆道癌における高精度な術前リンパ節転移予測モデルの開発は、その治療成績改善のために解決すべき急務な課題である。また、技術革新により種々の疾患で新たな遺伝子変異が同定されており、リンパ節転移陽性胆道癌に特徴的な遺伝子変異プロファイルが詳細に解明されることが期待されている。近年、病変の放射線画像情報から抽出した多数の定量的な特徴量を客観的、網羅的に解析する手法（Radiomics）、およびRadiomics と遺伝子変異プロファイルとの相関関係を解析する手法（Radiogenomics）が注目されている。
令和6年度は当院で根治切除が実施された胆嚢癌症例のうち、術前造影CT画像診断と病理組織診断とが1対1対で対比可能なリンパ節を有する症例からリンパ節転移陽性例と陰性例を同数選択して対象とした。1症例から1個ずつリンパ節を抽出し，同数の転移陽性リンパ節と陰性リンパ節とを解析した．3D Slicer version 5.4.0（Harvard University, Boston, MA, USA）を用いて術前造影CT画像（水平断）におけるリンパ節を最大割面1スライスでコンツーリングし、1035のRadiomics特徴量を抽出した。機械学習（Random forest）を用いてリンパ節転移予測モデルを構築し、AUC、感度、特異度を算出した。本モデルにおけるリンパ節転移予測に寄与する重要な因子を抽出した。
また、リンパ節転移陽性胆道癌に特徴的な遺伝子変異の同定・検証に関しては、まずは、予定の約半数の症例における胆嚢癌原発巣組織検体にて全エクソーム解析を実施した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

令和6年度において、病変の画像情報から多数の定量的特徴量を抽出して、胆嚢癌におけるRadiomicsを用いたリンパ節転移予測モデルは概ね構築することができた。
リンパ節転移陽性胆道癌に特徴的な遺伝子変異プロファイルの同定に関しては、胆嚢癌原発巣組織検体を用いて、全エクソーム解析を実施し、現在、得られたデータを解析中である。

Strategy for Future Research Activity

令和7年度以降は、リンパ節転移陽性胆道癌に特徴的な遺伝子変異プロファイルの同定に関して、リンパ節転移陽性胆嚢癌と陰性胆嚢癌との間で検出される遺伝子変異を比較し、リンパ節転移と関連する遺伝子変異プロファイルを解明する。必要に応じて、胆嚢癌原発巣組織検体を用いた全エクソーム解析を追加する。