Development of a new analysis method that is simple, objective and applicable to various amyloid PET tracers

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K07635
• Research Institution: Research Institute, Shiga Medical Center
• Principal Investigator: 奥山 智緒 滋賀県立総合病院(研究所), 画像研究部門, 専門研究員 (40347464)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東 達也 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 分子イメージング診断治療研究部, 部長(定常) (50324629) ; 加川 信也 滋賀県立総合病院(研究所), 画像研究部門, 主任研究員 (10393191)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: アミロイドPET / 客観的解析方法 / トレーサ / C-11-PiB / F-18-FPYBF2 / F-18-florbetapir / F-18-flutemetamol

Outline of Annual Research Achievements

＜F-18-FPYBF-2を用いた検討＞F-18-FPYBF2（FPYBF2）-PET/CTを施行した86症例の検討にて、全脳ヒストグラムを作成し、Skewness, mode/mean ratio(MMR)を検討したところ、健常者ではpositive skewness, MMR<1 を呈するのに対し、アルツハイマー型認知症（AD）症例では、negative skewness、MMR>1を呈し、客観的な指標として有用であることを確認した。
次に、PET/CTのCT像を用いて標準脳に変換した画像にMRIをもとにした既存の白質（WM）probability mapを重ね合わせ、皮質と白質のヒストグラムに分離して表示する方法を開発した。健常者の皮質のヒストグラムが視覚的に急峻な一峰性であるのに対し、AD症例の皮質ヒストグラムは、二峰性を示すことを確認した。
＜FPYBF2とC-11-PiB(PiB)の比較＞FPYBF2とPiBの2製剤のPETを施行された13症例（健常ボランティア1、軽度認知機能障害3例、AD5例、そのほかの認知症症例4例）のヒストグラム解析を行った。皮質のSUVR、全脳のヒストグラムのskewnessは両薬剤で良好な相関を認めた（それぞれr^2=0.973, 0.861)。皮質ヒストグラムの形態は、両薬剤で類似していたが、AD症例においてみられる二峰性の高集積の山は、PiBがFPYBF2と比べると高集積部位に位置していることが定量的に示された。
＜FPYBF2とF-18-Flutemetamol, F-18-Florbetapirの比較＞　デリバリー薬剤とFPYBF2の2製剤を使用した検討については、症例を収集中である。
＜FPYBF2による経時変化＞数年前との比較を施行した症例では皮質ヒストグラムにより集積の変化を定性・定量的に評価と思われ今後症例を蓄積する。

Current Status of Research Progress

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

Reason

令和3年度は、補助金助成を受けることが決定したのちに院内の倫理委員会に申請し、研究開始までに数か月が必要であった。また、2製剤の薬剤を用いた検討を行ううえで、別日に検査のための受診が必要となる。認知機能障害のある患者を対象とするため、被検者のみならず付添者の日程調整も必要となる。今年度の経過としては、デリバリー薬剤を用いた検討については研究計画書の予定と比べると少し異なるが、おおむね順調な経過と考える。
特に、これまでにFPYBF2で検査を行った症例を用いた評価検討を十分に行うことができ、手技については更新を繰り返して脳内のアミロイド蓄積を客観的に評価できる新規の解析法の開発に結び付いていると考えている。
2製剤の比較からは、類似の結果から同様の評価を下すことができる一方で、薬剤の違いによるヒストグラムの形態の差異が示す薬剤ごとの集積部位の違いを客観的に抽出できる可能性を見出している。今後さらに症例数を追加して検討していく予定である。
尚、経時的変化の評価については、令和3年度には初回検査のみを計画書に記していたが、当施設にては８年前よりFPYBF2-PET検査を行っており、過去に同PET検査を施行した症例の中から、検査施行が可能な症例についても本研究の対象者とすることにして研究計画を立てることに変更し、今年度は経時的変化の1回目症例を行うのみならず、2-6年経過した2回目の検査施行症例も数例適応とした。

Strategy for Future Research Activity

FPYBF2とPiBを用いた検討で用いた評価方法を用い、FPYBF2とデリバリー薬剤（Flutemetamol、florbetapir)の比較検討についてさらに進め、薬剤の違いによる共通点と相違点を明らかにし、汎用性のある客観的評価方法を確立する。
1年以上の経過を追ってFPYBF2の経時的な変化を評価できる症例においては、個々のROI解析による定量評価と、PET画像の視覚評価、新規評価方法におけるアミロイド沈着の評価を比較検討する。
当施設においては、令和4年度に半導体装置へのPET/CT装置の機器更新が予定されている。そのため、装置の違いによる結果比較は困難なこともあるが、汎用性の高い解析方法を開発するためには、装置の違いの影響なく解析できることが重要ではあるため、更新後の装置を用いても視覚評価、関心領域（ROI）解析を含む定量解析の結果とあわせ、装置によらず堅牢な新規解析方法評価法の開発を進めていく予定である。
また、機器更新の期間には検査を施行することができないため、令和4年度においては、検査スケジュールに若干の遅れが生じることが予想されるが、更新後に対応可能となると考える。
デリバリー薬剤については、単価が高額であるため、アミロイドPETイメージング剤の適正使用ガイドライン(日本核医学会）の範囲内で購入した薬剤の最大限有効な活用を行うことで、症例数を確保することに努める。
尚、本法は、これまでのアミロイドPETの評価において、世界中で類の見ないものであるため、本年度中に特許申請を行い、申請後には、各種学会や論文での発表を行う予定である。

Causes of Carryover

令和3年度には補助金助成が決定してから、院内の倫理委員会の承認を得て研究開始までの準備期間を要したため、予定と比べるとデリバリー薬剤を用いる研究の開始が遅れたため、予定された使用額は使用しなかった。FPYBF2やPiBの院内合成薬を用いた検討は順調に進んでおり、次年度使用に回すこととする。
令和3年度には新型コロナウイルス感染症の世界的な広がりのため、遠方での学会対面出張を控えたことにより予定された旅費を用いることがなかった。
また、当該研究で開発中の新規解析方法については、特許出願を検討しているため、申請前に関連する論文発表や学会を控えているため、該当する予定使用額を用いなかった分については次年度以降に使用する計画をしている。