Prediction of clinical outcome by multimodal probability model in young patients with psychiatric disorders

• Project/Area Number: 20H03598
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52030:Psychiatry-related
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 鈴木 道雄 富山大学, 学術研究部医学系, 教授 (40236013)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 努 富山大学, 学術研究部医学系, 准教授 (60345577) ; 樋口 悠子 富山大学, 学術研究部医学系, 講師 (60401840) ; 西山 志満子 富山大学, 学術研究部教育研究推進系, 講師 (70649582) ; 笹林 大樹 富山大学, 学術研究部医学系, 助教 (80801414)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000); Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
• Keywords: 初回エピソード精神病 / 精神病発症危険状態 / 転帰予測 / マルチモーダル確率モデル / 前駆期 / 統合失調症 / 磁気共鳴画像 / 皮質下構造

Outline of Research at the Start

精神疾患の多くは若年に発症するが、若年者に初めて出現する精神症状は非特異的で、その後に明らかとなる臨床診断や社会機能などの転帰を早期に予測することは難しい。そこで本研究では、精神疾患の早期段階にある若年者において、臨床症状、認知機能、脳画像、神経生理機能、血中バイオマーカーを用いたマルチモーダル確率モデルによって臨床転帰を予測する方法を開発する。種々の精神疾患に発展しうる早期症状を示す状態において、診断的転帰や機能的転帰をなるべく正確に予測することにより、それぞれの症例に適した治療や支援をより早期から提供でき、患者の個別性に基づくプレシジョン精神医学の実現に近づくことが可能となる。

Outline of Annual Research Achievements

精神病発症危険状態（at-risk mental state, ARMS）の患者を主な対象として、磁気共鳴画像（MRI）による大脳皮質下構造の体積変化を検討した。
第一の研究（Sasabayashi et al, 2020）では、107人のARMS患者と104人の健常者において、FreeSurferにより皮質下構造（視床、尾状核、被殻、側坐核、淡蒼球、海馬、扁桃体、および側脳室）の体積を測定した。ARMSでは、健常者に比較して、左側の尾状核と両側の側脳室が大きく、右側の側坐核が小さかった。また男性において、ARMSでは左側の淡蒼球が大きかった。ARMSのうち、後に精神病に移行した者としなかった者の間に、有意な差はなかった。
第二の研究（Takahashi et al, 2020）では、62人の統合失調症患者、38人のARMS患者、61人の健常者において、Multiple Automatically Generated Templates（MAGeT）による脳分割法を用いて、皮質下構造（視床諸核、尾状核、被殻、側坐核、淡蒼球）の体積を測定した。統合失調症患者では、ARMS患者および健常者に比較して、視床の背内側核と腹外側核が小さく、また腹外側核体積の減少は認知機能の低下と相関していた。
これらの結果から、対象や症例数の違いから一致しない部分はあるものの、大脳皮質下の構造変化が精神病性障害のごく早期段階から存在しており、脆弱性の一因となっているとともに、発症・転帰予測に役立てうる可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ禍による影響で、被験者のリクルートや検査の施行に制限が生じたため。

Strategy for Future Research Activity

コロナ禍が継続しているため、研究遂行がある程度制限されることは予想されるが、この1年間において、コロナ禍でも安全に施行できる方法を工夫することができたので、それに従って実行していきたい。

Research Products

• [Journal Article] Differentiation of schizophrenia using structural MRI with consideration of scanner differences: A real-world multi-site study. (2020)
  • Author(s): Nemoto K, Shimokawa T, Fukunaga M, Yamashita F, Tamura M, Yamamori H, Yasuda Y, Azechi H, Kudo N, Watanabe Y, Kido M, Takahashi T, Koike S, Okada N, Hirano Y, Onitsuka T, Yamasue H, Suzuki M, Kasai K, Hashimoto R, Arai T.
  • Journal Title: Psychiat Clin Neurosci Volume: 74(1) Pages: 56-63
  • DOI: 10.1111/pcn.12934
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Increased brain gyrification in the schizophrenia spectrum (2020)
  • Author(s): Sasabayashi Daiki、Takayanagi Yoichiro、Takahashi Tsutomu、Nemoto Kiyotaka、Furuichi Atsushi、Kido Mikio、Nishikawa Yumiko、Nakamura Mihoko、Noguchi Kyo、Suzuki Michio
  • Journal Title: Psychiatry Clin Neurosci Volume: 74 Pages: 70-76
  • DOI: 10.1111/pcn.12939
  • NAID: 40022427818
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Reduced Cortical Thickness in Schizophrenia and Schizotypal Disorder (2020)
  • Author(s): Takayanagi Yoichiro、Sasabayashi Daiki、Takahashi Tsutomu、Furuichi Atsushi、Kido Mikio、Nishikawa Yumiko、Nakamura Mihoko、Noguchi Kyo、Suzuki Michio
  • Journal Title: Schizophr Bull Volume: 46 Pages: 387-394
  • DOI: 10.1093/schbul/sbz051
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Subcortical Brain Volume Abnormalities in Individuals With an At-risk Mental State (2020)
  • Author(s): Sasabayashi Daiki、Takayanagi Yoichiro、Takahashi Tsutomu、Katagiri Naoyuki、Sakuma Atsushi、Obara Chika、Katsura Masahiro、Okada Naohiro、Koike Shinsuke、Yamasue Hidenori、Nakamura Mihoko、Furuichi Atsushi、Kido Mikio、Nishikawa Yumiko、Noguchi Kyo、Matsumoto Kazunori、Mizuno Masafumi、Kasai Kiyoto、Suzuki Michio
  • Journal Title: Schizophr Bull Volume: - Pages: 834-45
  • DOI: 10.1093/schbul/sbaa011
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Pineal Gland Volume in Major Depressive and Bipolar Disorders (2020)
  • Author(s): Takahashi Tsutomu、Sasabayashi Daiki、Yucel Murat、Whittle Sarah、Lorenzetti Valentina、Walterfang Mark、Suzuki Michio、Pantelis Christos、Malhi Gin S.、Allen Nicholas B.
  • Journal Title: Front Psychiatry Volume: 11 Pages: 450-450
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2020.00450
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Thalamic and striato-pallidal volumes in schizophrenia patients and individuals at risk for psychosis: A multi-atlas segmentation study (2020)
  • Author(s): Takahashi T, Tsugawa S, Nakajima S, Plitman E, Chakravarty MM, Masuda F, Wada M, Kurose S, Ochi R, Matsushita K, Sasabayashi D, Nakamura M, Nishikawa Y, Takayanagi Y, Nishiyama S, Higuchi Y, Mizukami Y, Furuichi A, Kido M, Hashimoto R, Noguchi K, Fujii S, Mimura M, Noda Y, Suzuki M
  • Journal Title: Schizophr Res. Volume: -
  • DOI: 10.1016/j.schres.2020.04.016
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Gray Matter Changes in the Insular Cortex During the Course of the Schizophrenia Spectrum (2020)
  • Author(s): Takahashi Tsutomu、Kido Mikio、Sasabayashi Daiki、Nakamura Mihoko、Furuichi Atsushi、Takayanagi Yoichiro、Noguchi Kyo、Suzuki Michio
  • Journal Title: Front Psychiatry Volume: 11 Pages: 659-659
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2020.00659
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Support vector machine-based classification of schizophrenia patients and healthy controls using structural magnetic resonance imaging from two independent sites (2020)
  • Author(s): Yamamoto Maeri、Bagarinao Epifanio、Kushima Itaru、Takahashi Tsutomu、Sasabayashi Daiki、Inada Toshiya、Suzuki Michio、Iidaka Tetsuya、Ozaki Norio
  • Journal Title: Plos One Volume: 15 Pages: 0239615-0239615
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0239615
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Structural MRI Study of the Planum Temporale in Individuals With an At-Risk Mental State Using Labeled Cortical Distance Mapping (2020)
  • Author(s): Takayanagi Yoichiro、Kulason Sue、Sasabayashi Daiki、Takahashi Tsutomu、Katagiri Naoyuki、Sakuma Atsushi、Ohmuro Noriyuki、Katsura Masahiro、Nishiyama Shimako、Nakamura Mihoko、Kido Mikio、Furuichi Atsushi、Noguchi Kyo、Matsumoto Kazunori、Mizuno Masafumi、Ratnanather J. Tilak、Suzuki Michio
  • Journal Title: Front Psychiatry. Volume: 11 Pages: 593952-593952
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2020.593952
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 統合失調症圏における島回体積の縦断変化 (2020)
  • Author(s): 高橋 努, 木戸幹雄, 笹林大樹, 中村美保子, 古市厚志, 高柳陽一郎, 野口 京, 鈴木道雄
  • Organizer: 第50回日本神経精神薬理学会年会・第42回日本生物学的精神医学会年会・第4回日本精神薬学会総会・学術集会
• [Presentation] 統合失調症スペクトラムにおける脳幹体積の検討 (2020)
  • Author(s): 笹林大樹, 高柳陽一郎, 高橋 努, 藤本岳, 古市厚志, 木戸幹雄, 中村美保子, 野口 京, 鈴木道雄
  • Organizer: 第50回日本神経精神薬理学会年会・第42回日本生物学的精神医学会年会・第4回日本精神薬学会総会・学術集会
• [Presentation] 早期精神病研究におけるMMNの役割 (2020)
  • Author(s): 樋口悠子, 高橋 努, 立野貴大, 中島 英, 水上祐子, 西山志満子, 住吉太幹, 鈴木道雄
  • Organizer: 第116回日本精神神経学会
• [Presentation] 精神病性障害におけるバイオマーカーとしてのミスマッチ陰性電位の役割 (2020)
  • Author(s): 樋口悠子, 立野貴大, 中島 英, 水上祐子, 西山志満子, 高橋 努, 住吉太幹, 鈴木道雄
  • Organizer: 第50回日本臨床神経生理学会
• [Presentation] 統合失調症および精神病発症リスク状態におけるOmega-3不飽和脂肪酸製剤の効果 (2020)
  • Author(s): 樋口悠子, 住吉太幹, 立野貴大, 中島 英, 水上祐子, 西山志満子, 伊藤博子, 笹林大樹, 高橋 努, 鈴木道雄
  • Organizer: 第50回日本臨床神経生理学会
• [Presentation] 持続長ミスマッチ陰性電位の統合失調症発症前後における縦断的変化 (2020)
  • Author(s): 立野貴大, 樋口悠子, 中島 英, 笹林大樹, 中村美保子, 上野摩耶, 水上祐子, 西山志満子, 高橋 努, 住吉太幹, 鈴木道
  • Organizer: 第50回日本臨床神経生理学会
• [Presentation] 精神病発症リスク状態における事象関連電位の縦断変化と臨床経過との関連 (2020)
  • Author(s): 中島 英, 樋口悠子, 立野貴大, 笹林大樹, 中村美保子, 上野摩耶, 水上祐子, 西山志満子, 高橋 努, 住吉太幹, 鈴木道雄
  • Organizer: 第50回日本臨床神経生理学会
• [Presentation] Ultra High Risk者を対象とした精神病発症予測因子の検討：睡眠関連パラメータとサイトカインの計測 (2020)
  • Author(s): 北村真吾, 盛本翼, 岸本直子, 田形弘実, 根本隆洋, 樋口悠子, 大島勇人, 加藤隆郎 , 三島和夫, 石間環, 大西隆, 松木佑, 桂雅宏, 冨田博秋, 内村直尚, 鈴木道雄, 水野雅文, 岸本年史, 住吉太幹, 中込和幸
  • Organizer: 第116回日本精神神経学会
• [Presentation] Relationship between cortical thickness and functional outcome in individuals at risk of psychosis (2020)
  • Author(s): Sasabayashi D, Takayanagi Y, Takahashi T, Mizukami Y, Katagiri N, Sakuma A, Obara C, Koike S, Nakamura M, Furuichi A, Kido M, Nishikawa Y, Noguchi K, Yamasue H, Matsumoto K, Mizuno M, Kasai K, Suzuki M
  • Organizer: The 7th Biennial Schizophrenia International Research Society Conference
  • Int'l Joint Research