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2017 Fiscal Year Annual Research Report

個別化医療の開発のための統計的方法論の構築とその実践に関する総合的研究

Research Project

Project/Area Number 16H06299
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

松井 茂之  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (80305854)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 角田 達彦  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (10273468)
山下 智志  統計数理研究所, データ科学研究系, 教授 (50244108)
服部 聡  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (50425154)
Project Period (FY) 2016-05-31 – 2021-03-31
Keywords個別化医療 / 臨床試験 / 研究デザイン / 統計解析 / 診断法開発
Outline of Annual Research Achievements

二年目にあたるH29年度は、初年度で同定した研究テーマのうち、基本的で扱いやすいテーマから順次取り組んだ。

A) 診断法の開発と評価については、診断法の開発について検討を開始し、ゲノムデータを用いた疾患関連遺伝子多型の検出、予後因子・治療効果予測因子の検出、多層オミクスデータの各種クラスター解析、ネットワーク解析において統計的手法・ツールの開発研究を行った。併せて、多発性骨髄腫のランダム化臨床試験での薬剤効果予測、心停止後症候群患者の神経学的予後予測、乳がんの予後予測、リウマチ、循環器、精神疾患等のゲノムワイド関連研究の事例研究を実施した。B) 診断法を用いた治療法の有効性と安全性の評価(臨床試験)については、適応的デザイン、薬剤組合せの探索、中間解析の方法、試験後の治療効果の推定について統計的手法・ツールの開発を行った。併せて、非小細胞肺がん等の臨床試験の事例研究を実施した。C)診断法のエビデンス統合と医療現場での治療の意思決定に関しては、連続的マーカーを用いた診断法のメタ解析、多重傾向スコアモデルによる推定、がん登録での生存率推定、複雑なメタ解析のための統計的手法を開発した。

一方で、より解決が困難と考えられるテーマ(疾患異質性のモデリング、学習曲線の推定等)については、基本的なアプローチについて検討を開始した。また、一部これと関連するが、がん領域に限定して国際ワークショップを開催し、診断法開発、臨床試験、メタアナリシス、疫学研究、オミクスデータ解析等の幅広い領域において、海外研究者と最新の研究動向と研究課題について共有し、一部の研究テーマ(疾患異質性のモデリング、観察研究での治療効果予測解析等)については国際共同研究として行うこととなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

二年目にあたる今年度は、初年度に同定した研究テーマの70-80%程度に着手できており、その半分程度については論文化、あるいは、その見通しが立っている。これに付随して多くの関連テーマの検討も進んでいる。本年度は、比較的扱いやすい研究テーマを優先したが、より困難なテーマについてもその解決に向けていくつかのアプローチを見いだすことができた。これは次年度以降の検討対象となる。特定の研究テーマに関する論文のみならず、研究分野全体に関する最新の動向をまとめた書籍の出版や国際ワークショップの開催を海外の研究者と共に行い、国際共同研究の立ち上げのみならず、国際的な業績を目に見える形で着実に蓄積できている。以上より、おおむね順調に進展していると判断する。

Strategy for Future Research Activity

次年度は5年間のプロジェクトのうち、丁度、真ん中の年にあたる。次年度までの3年間、つまり、プロジェクトの前半部分は、(プロジェクト当初には確立していなかった)個別化医療の臨床開発のための統計的方法論の基本を確立することが主な目標である。今年度着手した(比較的扱いやすい)研究テーマの多くがこれに該当するものであり、すでに論文化できているものもあわせて、大半のテーマを論文化(あるいは、その前段階)まで達成することで、プロジェクト後半への折り返しを迎えたい。一方、プロジェクトの後半は、前半で得られた研究成果をもとに、よりチャレンジングな研究テーマに取り組む。特に、A) 診断法開発・評価における多層オミクスデータの統合解析、疾患異質性のモデリングと予測解析、判別・予測解析における学習曲線の推定等に対して一定のソリューションを得ることはこの分野のブレークスルーに結びつくはずである。B) 診断法に基づく治療法の有効性・安全性の検証(臨床試験)については,診断法開発の方法論と仮説検証(検定)の方法論の融合、薬剤耐性への対処も含めた逐次的な治療変更を伴う動的治療レジメンを評価するための臨床試験のデザインと解析等がより高度な研究テーマの例である。また、C)エビデンス統合解析と臨床現場での治療の意思決定については、効用関数の定義と強化学習等を用いた効用最適化が含まれる(動的治療レジメンの評価とも関係)。また、プロジェクト後半では、事例研究の比率をより高め、開発した統計的方法論を現場でより使いやすく、より役に立つような形に変えていくような検討も本格化させる。

  • Research Products

    (53 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (24 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Peer Reviewed: 24 results,  Open Access: 9 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 14 results) Book (2 results) Remarks (1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Cancer Research and Biostatistics/University of Washington/National Cancer Institute(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Cancer Research and Biostatistics/University of Washington/National Cancer Institute
    • # of Other Institutions
      5
  • [Int'l Joint Research] EORTC(ベルギー)

    • Country Name
      BELGIUM
    • Counterpart Institution
      EORTC
  • [Int'l Joint Research] Gustave Roussy & INSERM CESP(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      Gustave Roussy & INSERM CESP
  • [Journal Article] Personalized dynamic prediction of death according to tumour progression and high-dimensional genetic factors: Meta-analysis with a joint model2018

    • Author(s)
      Emura Takeshi、Nakatochi Masahiro、Matsui Shigeyuki、Michimae Hirofumi、Rondeau Virginie
    • Journal Title

      Statistical Methods in Medical Research

      Volume: 27 Pages: 2842~2858

    • DOI

      10.1177/0962280216688032

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] IMSindel: An accurate intermediate-size indel detection tool incorporating de novo assembly and gapped global-local alignment with split read analysis2018

    • Author(s)
      Shigemizu Daichi、Miya Fuyuki、Akiyama Shintaro、Okuda Shujiro、Boroevich Keith A、Fujimoto Akihiro、Nakagawa Hidewaki、Ozaki Kouichi、Niida Shumpei、Kanemura Yonehiro、Okamoto Nobuhiko、Saitoh Shinji、Kato Mitsuhiro、Yamasaki Mami、Matsunaga Tatsuo、Mutai Hideki、Kosaki Kenjiro、Tsunoda Tatsuhiko
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-018-23978-z

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Success: evolutionary and structural properties of amino acids prove effective for succinylation site prediction2018

    • Author(s)
      Lopez Yosvany、Sharma Alok、Dehzangi Abdollah、Lal Sunil Pranit、Taherzadeh Ghazaleh、Sattar Abdul、Tsunoda Tatsuhiko
    • Journal Title

      BMC Genomics

      Volume: 19 Pages: -

    • DOI

      10.1186/s12864-017-4336-8

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Empirical Bayes estimation of semi-parametric hierarchical mixture models for unbiased characterization of polygenic disease architectures2018

    • Author(s)
      Nishino J, Kochi Y, Shigemizu D, Kato M, Ikari K, Ochi H, Noma H, Matsui K, Morizono T, Boroevich K, Tsunoda T, Matsui S.
    • Journal Title

      Frontiers in Genetics

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Power and sample size calculation incorporating misspecifications of the variance function in comparative clinical trials with over-dispersed count data2018

    • Author(s)
      Igeta M, Takahashi K, Matsui S.
    • Journal Title

      Biometrics

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1111/biom.12878

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] オミクス研究における検証的解析と探索的解析:多重検定とP値を中心に2018

    • Author(s)
      松井茂之
    • Journal Title

      計量生物学

      Volume: 38 Pages: 127-139

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of administration of ramelteon, a melatonin receptor agonist, on the duration of stay in the ICU: A single-center randomized placebo-controlled trial2018

    • Author(s)
      Nishikimi M, Numaguchi A, Takahashi K, Miyagawa Y, Matsui K, Higashi M, Makishi G, Matsui S, Matsuda N
    • Journal Title

      Critical Care Medicine

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1097/CCM.0000000000003132

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two-stage approach based on zone and dose findings for two-agent combination phase I/II trials2018

    • Author(s)
      Shimamura F, Hamada C, Matsui S, Hirakawa A
    • Journal Title

      Journal of Biopharmaceutical Statistics

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1080/10543406.2018.1434190.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A dose-response meta-analysis to coffee consumption and colorectal cancer risk in the Japanese population: Application of a cubic-spline model2018

    • Author(s)
      Horisaki K, Takahashi K, Ito H, Matsui S
    • Journal Title

      Journal of Epidemiology

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biomarker-stratified phase III clinical trials: Enhancement with a subgroup-focused sequential design2018

    • Author(s)
      Matsui S, Crowley J
    • Journal Title

      Clin Cancer Res

      Volume: 24 Pages: 994-1001

    • DOI

      10.1158/1078-0432.CCR-17-1552

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Multi-subgroup gene screening using semi-parametric hierarchical mixture models and the optimal discovery procedure: Application to a randomized clinical trial in multiple myeloma2018

    • Author(s)
      Matsui S, Noma H, Qu P, Sakai Y, Matsui K, Heuck C, Crowley J
    • Journal Title

      Biometrics

      Volume: 74 Pages: 313-320

    • DOI

      10.1111/biom.12716. 6

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Sensitivity analysis for publication bias of diagnostic studies for a continuous biomarker2018

    • Author(s)
      Hattori S, Zhou XH
    • Journal Title

      Statistics in Medicine

      Volume: 37 Pages: 327-342

    • DOI

      10.1002/sim.7510

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Estimation of the average causal effect vis multiple propensity score stratification2018

    • Author(s)
      Nomura T, Hattori S
    • Journal Title

      Communications in Statistics, Simulation and Computation

      Volume: 47 Pages: 48-62

    • DOI

      10.1080/03610918.2016.1208230

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An efficient and flexible test for rare variant effects2017

    • Author(s)
      Sugasawa S, Noma H, Otani T, Nishino J, Matsui S
    • Journal Title

      Eur J Hum Genet

      Volume: 25 Pages: 752-757

    • DOI

      10.1038/ejhg.2017.43

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Correcting estimation bias in randomized clinical trials with a test of treatment-by-biomarker interaction2017

    • Author(s)
      Toyoizumi K, Matsui S
    • Journal Title

      Statistics in Biopharmaceutical Research

      Volume: 9 Pages: 172-179

    • DOI

      10.1080/19466315.2016.1255252

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatial analysis for regional behavior of patients with mental disorders in Japan2017

    • Author(s)
      Takahashi K, Tachimori H, Kan C, Nishi D, Okumura Y, Kato N, Takeshima T
    • Journal Title

      Psychiatry Clin Neurosci

      Volume: 71 Pages: 254-261

    • DOI

      10.1111/pcn.12488

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Epidemiology of overdose episodes from the period prior to hospitalization for drug poisoning until discharge in Japan: An exploratory descriptive study using a nationwide claims database2017

    • Author(s)
      Okumura Y, Sakata N, Takahashi K, Nishi D, Tachimori H
    • Journal Title

      J Epidemiol

      Volume: 27 Pages: 373-380

    • DOI

      10.1016/j.je.2016.08.010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 2D-EM clustering approach for high-dimensional data through folding feature vectors2017

    • Author(s)
      Sharma A, Kamola PJ, Tsunoda T
    • Journal Title

      BMC Bioinformatics

      Volume: 18 Pages: 547

    • DOI

      10.1186/s12859-017-1970-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Divisive hierarchical maximum likelihood clustering2017

    • Author(s)
      Sharma A, Lopez Y, Tsunoda T
    • Journal Title

      BMC Bioinformatics

      Volume: 18 Pages: 546

    • DOI

      10.1186/s12859-017-1965-5

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Arete - candidate gene prioritization using biological network topology with additional evidence types2017

    • Author(s)
      Lysenko A, Boroevich KA, Tsunoda T
    • Journal Title

      BioData Mining

      Volume: 10 Pages: 22

    • DOI

      10.1186/s13040-017-0141-9. eCollection 2017

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The prediction models for postoperative overall survival and disease-free survival in patients with breast cancer2017

    • Author(s)
      Shigemizu D, Iwase T, Yoshimoto M, Suzuki Y, Miya F, Boroevich KA, Katagiri T, Zembutsu H, Tsunoda T
    • Journal Title

      Cancer Medicine

      Volume: 6 Pages: 1627-1638

    • DOI

      10.1002/cam4.1092

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Meta-analysis of prognostic studies evaluating time-dependent diagnostic and predictive capacities of biomarkers2017

    • Author(s)
      Hattori S, Zhou XH
    • Journal Title

      Frontiers of Biostatistical Methods and Applications in Clinical Oncology (Matsui S. and Crowley J. J., editors), Springer Monograph

      Volume: - Pages: 257-276

    • DOI

      10.1007/978-981-10-0126-0_16

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Phase III clinical trial designs incorporating predictive biomarkers: an overview2017

    • Author(s)
      Matsui S
    • Journal Title

      Frontiers of Biostatistical Methods and Applications in Clinical Oncology (Matsui S. and Crowley J. J., editors), Springer Monograph

      Volume: - Pages: 85-104

    • DOI

      10.1007/978-981-10-0126-0_7

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Efficient study designs and semiparametric inference methods for developing genomic biomarkers in cancer clinical research2017

    • Author(s)
      Noma H
    • Journal Title

      Frontiers of Biostatistical Methods and Applications in Clinical Oncology (Matsui S. and Crowley J. J., editors), Springer Monograph

      Volume: - Pages: 381-400

    • DOI

      10.1007/978-981-10-0126-0_23

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multiple Testing Based on Semi-Parametric Hierarchical Mixture Models under Dependency in Disease-Association Studies with Neuroimaging Data2018

    • Author(s)
      Ryo Emoto, Atsushi Kawaguchi, Hisako Yoshida, Shigeyuki Matsui
    • Organizer
      Eastern North American Region International Biometric Society 2018 Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluating Sample Sizes in Comparing Over-Dispersed Count Data Under Incorrect Variance Structure2018

    • Author(s)
      Masataka Igeta, Kunihiko Takahashi and Shigeyuki Matsui
    • Organizer
      Eastern North American Region International Biometric Society 2018 Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 治療効果予測マーカーを用いた第三相試験: マーカー層別デザインの改良2018

    • Author(s)
      松井茂之, John Crowley
    • Organizer
      2018年日本計量生物学会年会
  • [Presentation] 日本人におけるコーヒー摂取量と大腸がん発生リスクの用量反応関係メタアナリシス2018

    • Author(s)
      堀崎健,高橋邦彦,伊藤秀美,松井茂之
    • Organizer
      第28回日本疫学会学術総会
  • [Presentation] Prognostic impact of MSI in stage II colon cancers: An additional translational study of the SACURA trial2017

    • Author(s)
      Ishikawa T, Ishiguro M, Nakatani E, Uetake H, Ueno H, Murotani K, Matsui S, Tomita N, Shimada Y, Takahashi K, Kotake K, Watanabe M, Mochizuki H, Teramukai S, Sugihara K
    • Organizer
      American Society of Clinical Oncology (ASCO) 2017 Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Prognostic impact of tumor budding in Stage II colon cancer: A Prospective study (SACURA trial).2017

    • Author(s)
      Ueno H, Ishiguro M, Nakatani E, Ishikawa T, Uetake H, Murotani K, Matsui S, Tomita N, Shimada Y, Takahashi K, Kotake K, Watanabe M, Mochizuki H, Tramukai S, Sugihara K
    • Organizer
      American Society of Clinical Oncology (ASCO) 2017 Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Omics 研究における検証的解析と探索的解析2017

    • Author(s)
      松井茂之
    • Organizer
      2017年度統計関連学会連合大会
    • Invited
  • [Presentation] Two-level simple recourse programming problems with discrete random variables2017

    • Author(s)
      Hitoshi Yano, Ichiro Nishizaki, Kota Matsui
    • Organizer
      Modeling Decisions for Artificial Intelligence (MDAI).
    • Invited
  • [Presentation] Exploring etiologies, sub-classification, and risk prediction of diseases based on big-data analysis of clinical and whole omics data in medicine2017

    • Author(s)
      Tatsuhiko Tsunoda
    • Organizer
      CREST Big Data Fields Joint Meeting 2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Trans-omic analysis drives precision medicine2017

    • Author(s)
      Tatsuhiko Tsunoda
    • Organizer
      The 1st International Symposium for Trans-Omics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multi-omic analysis for precision cancer medicine2017

    • Author(s)
      Tatsuhiko Tsunoda
    • Organizer
      DNA sequencing technologies and their application in practice WS
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Omic analysis drives precision medicine2017

    • Author(s)
      Tatsuhiko Tsunoda
    • Organizer
      International Conference for Precision Cancer Medicine 2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multiomics and clinical analysis of cancer2017

    • Author(s)
      Tatsuhiko Tsunoda
    • Organizer
      CREST International Symposium on Big Data Application 2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 医学・医療ビッグデータによるマルチオミックス解析2017

    • Author(s)
      角田達彦
    • Organizer
      東京医科歯科大学‐早稲田大学連携ワークショップ
    • Invited
  • [Presentation] ゲノムビッグデータと人工知能による未来の医療2017

    • Author(s)
      角田達彦
    • Organizer
      市民公開講座 2017
    • Invited
  • [Presentation] Issue of selection bias in statistical analysis of observational studies2017

    • Author(s)
      服部聡
    • Organizer
      日本循環器学会
    • Invited
  • [Presentation] Doubly robust estimator for net survival rate in analyses of cancer registry data2017

    • Author(s)
      Satoshi Hattori
    • Organizer
      EcoSta2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 時間依存性要約ROC 解析によるバイオマーカーの評価2017

    • Author(s)
      服部聡
    • Organizer
      日本計算機統計学会
    • Invited
  • [Presentation] Time-dependent summary ROC analysis for meta-analysis of prognostic studies2017

    • Author(s)
      Satoshi Hattori
    • Organizer
      CMstatistics2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 国際ミクロ統計データベースの整備と利用2017

    • Author(s)
      岡本基, 山下智志
    • Organizer
      統計関連学会連合大会
  • [Presentation] 多項ロジットモデル及び主成分分析を用いた統計的マッチング手法の提案2017

    • Author(s)
      高部勲, 山下智志
    • Organizer
      統計関連学会連合大会
  • [Presentation] A new statistical matching methodology using multinomial logistic regression and multivariate analysis2017

    • Author(s)
      Takabe I, Yamashita S
    • Organizer
      International Federation of Classification Societies
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Frontiers of Biostatistical Methods and Applications in Clinical Oncology2017

    • Author(s)
      Matsui S, Crowley J.
    • Total Pages
      438
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789811001246
  • [Book] Modern Dose-Finding Designs for Cancer Phase I Trials: Drug Combination and Molecularly Targeted Agents.2017

    • Author(s)
      Hirakawa A, Sato H, Daimon T, Matsui S.
    • Total Pages
      89
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      978-4-431-55573-5
  • [Remarks] 個別化医療の開発のための統計的方法論の構築とその実践に関する総合的研究

    • URL

      http://www.nagoya-biostat.jp/kaken-s/index.html

  • [Funded Workshop] Second Pacific Rim Cancer Biostatistics Workshop2017

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-02-28  

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