Establishment of imaging biomarkers to evaluate small airway dysfunction for asthma

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K16152
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 大石 景士 山口大学, 医学部附属病院, 診療助教(4日/週) (60771409)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 気管支喘息 / イメージングバイオマーカー / 末梢気道機能障害

Outline of Annual Research Achievements

気管支喘息は遷延する気道炎症や気道構築変化(リモデリング)が不可逆的な気道閉塞をもたらし、難治化させる病態として提唱されている。特に、末梢気道における炎症やリモデリングが難治化に関連するという報告があり、末梢気道の機能障害の評価方法確立が望まれている。
本研究は、parametric response map(以下PRM:微小な末梢気道閉塞を空間的・定量的に評価できる画像解析法)によるイメージングバイオマーカーが喘息の末梢気道機能障害の非侵襲的・簡便な評価法として有用であるとの仮説をたて、喘息患者のPRMを解析し、本評価法の有用性を明らかにすることを目的とした。
令和2年度までに喘息患者の症例を32例まで集積し、PRMと臨床所見、生理学的所見との関連性を検討した。結果として、喘息患者におけるPRM-fSAD(末梢気道病変; functional small airway disease)の中央値は27.1%であり、喘息の重症度に関わらずPRM-fSADは認められた。PRM-fSADと有意な相関がみられた指標は、BMI (ρ= -0.41, P< 0.05), %PEF (ρ= -0.46, P< 0.01) %RV (ρ= 0.70, P< 0.01), %TLC (ρ= 0.40, P< 0.05), RV/TLC (ρ= 0.38, P< 0.05) だった。また、FeNO低値群(<35ppb)と比較しFeNO高値群(>=35ppb)ではPRM-fSADは高い傾向がみられた(P = 0.07)。
本研究の結果から、PRM-fSAD は呼吸筋力の影響を受けやすい可能性が示唆された。また、PRM-fSAD は喘息患者の末梢気道閉塞を反映している可能性が示唆されたが、Type2気道炎症との関連性についてはさらなる検討が必要と考えた。

Research Products

• [Journal Article] Cytokine Adsorption to Polymyxin B-Immobilized Fiber: An in vitro Study (2021)
  • Author(s): Utsunomiya Toshiaki、Mimura-Kimura Yuka、Yamamoto Takeshi、Aoe Keisuke、Oishi Keiji、Kamei Haruhito、Matsunaga Kazuto、Yano Masafumi、Mimura Yusuke
  • Journal Title: Blood Purification Volume: 50 Pages: 230-237
  • DOI: 10.1159/000510290
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] What are key symptoms to be captured for preventing a physician's underestimation of asthma control? (2021)
  • Author(s): Chikumoto Ayumi、Matsunaga Kazuto、Oishi Keiji、Hamada Kazuki、Yamaji Yoshikazu、Hirano Tsunahiko
  • Journal Title: The Journal of Allergy and Clinical Immunology: In Practice Volume: 9 Pages: 564～566
  • DOI: 10.1016/j.jaip.2020.07.053
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Dupilumab: Basic aspects and applications to allergic diseases (2020)
  • Author(s): Matsunaga Kazuto、Katoh Norito、Fujieda Shigeharu、Izuhara Kenji、Oishi Keiji
  • Journal Title: Allergology International Volume: 69 Pages: 187～196
  • DOI: 10.1016/j.alit.2020.01.002
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Role of Type2 Inflammatory Biomarkers in Chronic Obstructive Pulmonary Disease (2020)
  • Author(s): Oishi Keiji、Matsunaga Kazuto、Shirai Toshihiro、Hirai Keita、Gon Yasuhiro
  • Journal Title: Journal of Clinical Medicine Volume: 9 Pages: 2670
  • DOI: 10.3390/jcm9082670
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Novel Role of Growth Differentiation Factor (GDF)-15 in Overlap with Sedentary Lifestyle and Cognitive Risk in COPD (2020)
  • Author(s): Hirano T, Doi K, Matsunaga K, Takahashi S, Donishi T, Suga K, Oishi K, Yasuda K, Mimura Y, Harada M, Suizu S, Murakawa K, Chikumoto A, Ohteru Y, Matsuda K, Uehara S, Hamada K, Ohata S, Murata Y, Yamaji Y, Asami-Noyama M, Edakuni N, Kakugawa T
  • Journal Title: Journal of Clinical Medicine Volume: 9 Pages: 2737
  • DOI: 10.3390/jcm9092737
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Comorbid Conditions in Chronic Obstructive Pulmonary Disease: Potential Therapeutic Targets for Unmet Needs (2020)
  • Author(s): Matsunaga Kazuto、Harada Misa、Suizu Junki、Oishi Keiji、Asami-Noyama Maki、Hirano Tsunahiko
  • Journal Title: Journal of Clinical Medicine Volume: 9 Pages: 3078
  • DOI: 10.3390/jcm9103078
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A New Dyspnea Evaluation System Focusing on Patients’ Perceptions of Dyspnea and Their Living Disabilities: The Linkage between COPD and Frailty (2020)
  • Author(s): Oishi Keiji、Matsunaga Kazuto、Harada Misa、Suizu Junki、Murakawa Keita、Chikumoto Ayumi、Ohteru Yuichi、Matsuda Kazuki、Uehara Sho、Hamada Kazuki、Ohata Shuichiro、Murata Yoriyuki、Yamaji Yoshikazu、Asami-Noyama Maki、Edakuni Nobutaka、Kakugawa Tomoyuki、Hirano Tsunahiko
  • Journal Title: Journal of Clinical Medicine Volume: 9 Pages: 3580
  • DOI: 10.3390/jcm9113580
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] コントロール不良因子とbiological signatureを組み合わせて弁別した重症喘息の臨床特性 (2020)
  • Author(s): 大石景士, 平野綱彦, 水津純輝, 原田美沙, 村川慶多, 大輝祐一, 松田和樹, 上原翔, 濱田和希, 大畑秀一郎, 山路義和, 村田順之, 浅見麻紀, 枝国信貴, 角川智之, 松永和人
  • Organizer: 第1回日本喘息学会学術大会
• [Presentation] 気管支喘息におけるParametric Response Mappingの検討 (2020)
  • Author(s): 大石景士, 平野綱彦, 濱田和希, 椎木健裕, 松田和樹, 末竹諒, 村田順之, 山路義和, 浅見麻紀, 枝国信貴, 松永和人
  • Organizer: 第60回日本呼吸器学会学術講演会
• [Presentation] Biomarker-Based Detection of Type-2 Inflammation in COPD Patients. (2020)
  • Author(s): Oishi K, Hirano T, Chikumoto A, Ohteru Y, Murakawa K, Matsuda K, Hamada K, Suetake R, Yamaji Y, Murata Y, Asami-Noyama M, Edakuni N, Matsunaga K
  • Organizer: ATS 2020
  • Int'l Joint Research