2020 Fiscal Year Research-status Report

Development of a new serum diagnostic method for Alzheimer's disease incorporating the concept of modal analysis in vibration engineering

Research Project

Project/Area Number	19K22898
Research Institution	Nippon Medical School
Principal Investigator	山崎峰雄日本医科大学, 医学部, 教授 (10277577)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小池薫京都大学, 医学研究科, 名誉教授 (10267164) 平川慶子日本医科大学, 医学部, 非常勤講師 (30165162) 葛谷聡京都大学, 医学研究科, 准教授 (30422950) 柚木知之京都大学, 医学研究科, 助教 (50639094) 金涌佳雅日本医科大学, 大学院医学研究科, 大学院教授 (80465343)
Project Period (FY)	2019-06-28 – 2022-03-31
Keywords	アルツハイマー型認知症 / 軽度認知障害 / 血清 / モード解析 / 振動工学 / NMR
Outline of Annual Research Achievements	従来のアルツハイマー型認知症(AD)のバイオマーカーでは、アミロイドPET陽性、髄液リン酸化タウ増加を伴う髄液Aβ42の低下が、最も信頼性が高いものとして用いられてきたが、高価または侵襲性が高く、汎用性に欠ける。そのため、従来のバイオマーカーとは異なる早期診断が可能な、簡便かつ精度の高い血液を用いた検査法が望まれている。さらに、従来のADのバイオマーカーは早期診断を第一の目的で考えられており、疾患修飾薬の効果判定、すなわち、症状（重症度）を判断するという視点は考慮されていなかった。疾患修飾薬の登場の可能性も出てきた現時点では、神経心理検査に代わって症状や重症度を判定可能なバイオマーカーの登場も待ち望まれている。本研究は、このような視点で進められている。令和2年度は、令和元年から引き続き、AD、健常高齢者、軽度認知障害（MCI）の症例において、血清、髄液の採取を行い、計測を行ったが、コロナ禍の影響で検査入院は減少し、検体採取計画は大幅に遅延した。一方、計測に使用していた核磁気共鳴装置（FT-NMR装置）の交換のための予算が認められ、旧機種は廃棄された一方、FT-NMR装置の新機種が設置されたため、この新機種を用いての計測条件確認を従来の検体を用いて行い、従来のデータとの相関を確認した。この際に、令和元年度から実施していた血漿での計測も行い、一定条件下で血清と同様に、血漿も本研究の目的に使用可能であることを確認することができた。引き続き、施設によって検体保存までの管理が一様でないために計測値が変動する可能性を検討するために、症例の一部では、同一検体を一定間隔あけて計測するなど、今後多くの施設からの検体計測を行うにあたり問題となりうる点を確認・検証も実施した。今後、普遍的な検査法として普及するために必要な要件として重要と考えられ、来年度も継続して、計測条件の検討は継続する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 予定外計測に使用していた核磁気共鳴装置（FT-NMR装置）の交換があり、旧機種との相関を確認する作業が加わったため、ルーチンの検体計測が一時中断したことが一因で進捗が遅延した。また、コロナ禍の影響下、検査入院の大幅な減少もあり、事前に想定した血清、脳脊髄液同時採取した症例が少なく、年度内に予定していたデータ蓄積ができなかった。
Strategy for Future Research Activity	令和2年度は、本研究で使用するFT-NMR装置の新規機種への交換が行われ、また、新機種での計測と従来機種での計測が同等であるかの検討なども行われたため、検体の計測作業は予定より大幅に遅延した。一方で、コロナ禍の影響を受け、研究参加者の検体採取の予定も大幅に遅延したため、令和3年度以降に研究計画を改めて進めるべく、下記のように研究計画を立案した。令和3年度は、新規導入したNMR装置での検証がほぼ終了したので、新装置を使用して、引き続き、アルツハイマー型認知症(AD)と健常高齢者(NL)を識別できるかを、日本医科大学千葉北総病院と京都大学医学部附属病院神経内科において頭部MRI、脳血流SPECT検査に加えて、髄液マーカー（Aβ42、リン酸化タウ）を用いて診断したADおよびNLの血清を用いて、NMRモード解析を行って検討する。さらに軽度認知障害(MCI)を加えて検討し、3者が識別できるか検討する。令和4年度は、さらにAD、MCIの識別モデルの作成・ブラッシュアップと検証を試みる。NMR計測解析と臨床情報収集の手法としては、血清を7テスラFT-NMR装置（JEOL）にてプロトン測定を行い、時間周波数解析する。結果をスペクトログラム表示した後、数値列として出力し、PLS-DA法などパターン認識による解析を行う。各検体に付随している血液生化学検査データ、画像所見、臨床経過を含めた臨床情報に関しては、インターネット非接続の専用PCに登録して解析し、得られた結果を取りまとめ、成果の発表を行う。
Causes of Carryover	脳脊髄液を同時採取できた症例での血清での計測を相当数実施する予定で、その経費を計上していたが、新機種導入およびコロナ禍の影響下で、予想を下回る採取率のために、計測費用が残った。また、京都および東京での会議開催および国際学会出席も予定していたが、中止となったこともあり、その費用が残った。今年度は、コロナ禍の影響はまだ続くが、新機種での計測体制は万全となったため、該当症例検体の計測は順調に増加すると期待できる。さらに、後方視的に集積された検体の計測も行う計画を立てており、計測費用を相当額支出する予定である。