山梨県域をバーチャル診療機関とした緑内障プレシジョンメディシンの推進

• 研究課題/領域番号: 20K09786
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分56060:眼科学関連
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 柏木 賢治 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (30194723)
• 研究分担者: 坂本 雅子 山梨大学, 医学部附属病院, 医員 (70758846) ; 北村 一義 山梨大学, 大学院総合研究部, 講師 (80535617)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 緑内障 / 人工知能 / precision medicine / 眼科地域連携 / ビッグデータ / プレシジョンメディシン / 診療データ共有化 / 地域医療

研究開始時の研究の概要

失明原因第1位である緑内障は慢性疾患に共通する課題を有しているる。緑内障の治療は眼圧下降であるがその治療反応性はには個人差が大きい。この対策として、本研究では全国的に収集した眼科ビッグデータ・ＡＩ研究を活用した緑内障診療アルゴリズムの成果を、山梨県域をモデルとして構築しているバーチャル診療ネットワークに導出、地域における実際的な緑内障のプレシジョンメディシンにつなげることを目標に有効性と課題を明確にする。

研究成果の概要

緑内障診患者の早期発見のため人工知能(AI)を用い緑内障を検出するアルゴリズムを構築した。さらに臨床的に頻度が高い眼底疾患も含めた包括的スクリーニングシステムを構築し、健診センターを中心として活用を開始した。緑内障の発症・進行には個体差が大きいため、緑内障関連遺伝子の解析研究を行った。これらAI、遺伝子解析により高度な緑内障治療（precision medicine）に向けての取り組みを進めている。さらに緑内障precision medicineを進めるための基盤的組織として眼科医、教育関係、行政、患者会の組織（甲斐ひとみネット）を構築、眼科医療向上のための取り組みを開始した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高齢社会において緑内障患者数は増加するが専門医は不十分のため、未受診や診療から脱落する患者が少なくない。このような症例を発見し、適切な治療を行うためには人工知能の活用は非常に意義が高い。また緑内障は個人差が大きいため、個別化医療が重要であるが、このためには遺伝情報と臨床情報の活用が必須である。さらに眼科医療向上のためには眼科医のみではなく、地域行政、教育、患者の協力などが必須である。以上から今回の成果は非常に社会的意義が高い。

研究成果

• [雑誌論文] Repeated Measurements Are Necessary for Evaluating Accurate Diurnal Rhythm Using a Self-Intraocular Pressure Measurement Device (2023)
  • 著者名/発表者名: Shigemoto Yumi、Hasebe Yuka、Kitamura Kazuyoshi、Fukuda Yoshiko、Sakamoto Masako、Matsubara Mio、Minaguchi Shinya、Kashiwagi Kenji
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 12 号: 7 ページ: 2460-2460
  • DOI: 10.3390/jcm12072460
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mid-Term Results of Ab Interno Trabeculectomy among Japanese Glaucoma Patients (2023)
  • 著者名/発表者名: Kitamura Kazuyoshi、Fukuda Yoshiko、Hasebe Yuka、Matsubara Mio、Kashiwagi Kenji
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 12 号: 6 ページ: 2332-2332
  • DOI: 10.3390/jcm12062332
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Astrocyte Immune Functions and Glaucoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Shinozaki Youichi、Kashiwagi Kenji、Koizumi Schuichi
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 24 号: 3 ページ: 2747-2747
  • DOI: 10.3390/ijms24032747
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ocular P2 receptors and glaucoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Shinozaki Youichi、Saito Kozo、Kashiwagi Kenji、Koizumi Schuichi
  • 雑誌名: Neuropharmacology 巻: 222 ページ: 109302-109302
  • DOI: 10.1016/j.neuropharm.2022.109302
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulatory-approved deep learning/machine learning-based medical devices in Japan as of 2020: A systematic review (2022)
  • 著者名/発表者名: Aisu Nao、Miyake Masahiro、Takeshita Kohei、Akiyama Masato、Kawasaki Ryo、Kashiwagi Kenji、Sakamoto Taiji、Oshika Tetsuro、Tsujikawa Akitaka
  • 雑誌名: PLOS Digital Health 巻: 1 号: 1 ページ: e0000001-e0000001
  • DOI: 10.1371/journal.pdig.0000001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic variants associated with glaucomatous visual field loss in primary open-angle glaucoma (2022)
  • 著者名/発表者名: Mabuchi Fumihiko、Mabuchi Nakako、Sakurada Yoichi、Yoneyama Seigo、Kashiwagi Kenji、Yamagata Zentaro、Takamoto Mitsuko、Aihara Makoto、Iwata Takeshi、Hashimoto Kazuki、Sato Kota、Shiga Yukihiro、Nakazawa Toru、Akiyama Masato、Kawase Kazuhide、Ozaki Mineo、Araie Makoto
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 20744-20744
  • DOI: 10.1038/s41598-022-24915-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Astrocytic dysfunction induced by ABCA1 deficiency causes optic neuropathy (2022)
  • 著者名/発表者名: Shinozaki Youichi、Leung Alex、Namekata Kazuhiko、Saitoh Sei、Nguyen Huy Bang、Takeda Akiko、Danjo Yosuke、Morizawa Yosuke M.、Shigetomi Eiji、Sano Fumikazu、Yoshioka Nozomu、Takebayashi Hirohide、Ohno Nobuhiko、Segawa Takahiro、Miyake Kunio、Kashiwagi Kenji、Harada Takayuki、Ohnuma Shin-ichi、Koizumi Schuichi
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 8 号: 44 ページ: 1081-1081
  • DOI: 10.1126/sciadv.abq1081
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Japan Ocular Imaging Registry: a national ophthalmology real-world database (2022)
  • 著者名/発表者名: Miyake Masahiro、Akiyama Masato、Kashiwagi Kenji、Sakamoto Taiji、Oshika Tetsuro
  • 雑誌名: Japanese Journal of Ophthalmology 巻: 66 号: 6 ページ: 499-503
  • DOI: 10.1007/s10384-022-00941-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] METTL23 mutation alters histone H3R17 methylation in normal-tension glaucoma (2022)
  • 著者名/発表者名: Pan Yang、Suga Akiko、Kimura Itaru、Kimura Chojiro、Minegishi Yuriko、Nakayama Mao、Yoshitake Kazutoshi、Iejima Daisuke、Minematsu Naoko、Yamamoto Megumi、Mabuchi Fumihiko、Takamoto Mitsuko、Shiga Yukihiro、Araie Makoto、Kashiwagi Kenji、Aihara Makoto、Nakazawa Toru、Iwata Takeshi
  • 雑誌名: Journal of Clinical Investigation 巻: 132 号: 21
  • DOI: 10.1172/jci153589
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Mlc1 Promoter Directs M?ller Cell-specific Gene Expression in the Retina (2022)
  • 著者名/発表者名: Danjo Yosuke、Shinozaki Youichi、Natsubori Akiyo、Kubota Yuto、Kashiwagi Kenji、Tanaka Kenji F.、Koizumi Schuichi
  • 雑誌名: Translational Vision Science & Technology 巻: 11 号: 1 ページ: 25-25
  • DOI: 10.1167/tvst.11.1.25
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 【眼科の人工知能】緑内障における人工知能の活用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柏木賢治
  • 雑誌名: 眼科手術 巻: 35 ページ: 24-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Medical Costs of and Changes in Glaucoma Treatment among Patients Newly Starting Glaucoma Care (2021)
  • 著者名/発表者名: Fukuda Y, Kume A, Kashiwagi K.
  • 雑誌名: Curr Eye Res 巻: 46 ページ: 1695-1702
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Prediction of causative genes in inherited retinal disorder from fundus photography and autofluorescence imaging using deep learning techniques. (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujinami-Yokokawa Y, Ninomiya H, Liu X, Yang L, Pontikos N, Yoshitake K, Iwata T, Sato Y, Hashimoto T, Tsunoda K, Miyata H, Fujinami K; Japan Eye Genetics Study (JEGC) Group.
  • 雑誌名: Br J Ophthalmol 巻: - 号: 9 ページ: 1272-1279
  • DOI: 10.1136/bjophthalmol-2020-318544
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Investigation of visual and physical factors associated with inadequate instillation of eyedrops among patients with glaucoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Kashiwagi K, Matsuda Y, Ito Y, Kawate H, Sakamoto M, Obi S, Haro H
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 14 号: 5 ページ: e0251699-e0251699
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0251699
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Loss of P2Y ₁ receptors triggers glaucoma‐like pathology in mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Hamada Kentaro、Shinozaki Youichi、Namekata Kazuhiko、Matsumoto Mami、Ohno Nobuhiko、Segawa Takahiro、Kashiwagi Kenji、Harada Takayuki、Koizumi Schuichi
  • 雑誌名: British Journal of Pharmacology 巻: 178 号: 22 ページ: 4552-4571
  • DOI: 10.1111/bph.15637
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 次世代を見据えた新たな眼科学への挑戦 緑内障を対象に (2021)
  • 著者名/発表者名: 柏木賢治
  • 雑誌名: 山梨医科学雑誌 巻: 36 ページ: 11-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] 【AIと網膜関連疾患】JOIレジストリと今後の展開 (2021)
  • 著者名/発表者名: 柏木賢治
  • 雑誌名: RetinaMedicine 巻: 10 ページ: 102-106
  • 査読あり
• [雑誌論文] 【眼科疾患レジストリーの現状と未来】IRIS registry (2021)
  • 著者名/発表者名: 三宅正裕、柏木賢治
  • 雑誌名: あたらしい眼科 巻: 38 ページ: 119-126
  • 査読あり
• [雑誌論文] Five-Year Outcome of Aflibercept Monotherapy for Exudative Age-Related Macular Degeneration with Good Baseline Visual Acuity (2021)
  • 著者名/発表者名: Kikushima W, Sakurada Y, Sugiyama A, Yoneyama S, Matsubara M, Fukuda Y, Kashiwagi K.
  • 雑誌名: J Clin Med 巻: 10 号: 5 ページ: 1098-1098
  • DOI: 10.3390/jcm10051098
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect and underlying mechanisms of airborne particulate matter 2.5 (PM2.5) on cultured human corneal epithelial cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Kashiwagi K, Iizuka Y.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 10 号: 1 ページ: 19516-19516
  • DOI: 10.1038/s41598-020-76651-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association between Polygenic Risk Score and One-Year Outcomes Following As-Needed Aflibercept Therapy for Exudative Age-Related Macular Degeneration (2020)
  • 著者名/発表者名: Shijo T, Sakurada Y, Yoneyama S, Kikushima W, Sugiyama A, Matsubara M, Fukuda Y, Mabuchi F, Kashiwagi K.
  • 雑誌名: Pharmaceuticals (Basel) 巻: 20 号: 9 ページ: 257-257
  • DOI: 10.3390/ph13090257
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetics of primary open-angle glaucoma and its endophenotypes (2020)
  • 著者名/発表者名: Sakurada Y, Mabuchi F, Kashiwagi K.
  • 雑誌名: Prog Brain Res 巻: 256 ページ: 31-47
  • DOI: 10.1016/bs.pbr.2020.06.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Response to photodynamic therapy combined with intravitreal aflibercept for polypoidal choroidal vasculopathy depending on fellow-eye condition:2-year results (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsubara M, Sakurada Y, Sugiyama A, Fukuda Y, Parikh R, Kashiwagi K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 15 号: 8 ページ: e0237330-e0237330
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0237330
  • 査読あり
• [雑誌論文] Title: Pachydrusen in Fellow Eyes Predict Response to Aflibercept Monotherapy in Patients with Polypoidal Choroidal Vasculopathy (2020)
  • 著者名/発表者名: Fukuda Y, Sakurada Y, Sugiyama A, Yoneyama S, Matsubara M, Kikushima W, Tanabe N, Parikh R, Kashiwagi K.
  • 雑誌名: J Clin Med 巻: 31 号: 8 ページ: 2459-2459
  • DOI: 10.3390/jcm9082459
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Systemic and ocular diseases associated with the development of diabetic macular edema among Japanese patients with diabetes mellitus (2020)
  • 著者名/発表者名: Kume A, Kashiwagi K.
  • 雑誌名: BMC Ophthalmol 巻: 20 号: 1 ページ: 309-309
  • DOI: 10.1186/s12886-020-01578-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Persistence and treatment patterns of fixed combination drugs for glaucoma: a retrospective claims database study in Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Kashiwagi K, Chono E, Koesters S, Yap PS.
  • 雑誌名: BMC Ophthalmol 巻: 10 号: 1 ページ: 223-223
  • DOI: 10.1186/s12886-020-01508-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association of CRP levels with ARMS2 and CFH variants in age-related macular degeneration (2020)
  • 著者名/発表者名: Shijo T, Sakurada Y, Fukuda Y, Yoneyama S, Sugiyama A, Matsubara M, Kikushima W, Tanabe N, Parikh R, Kashiwagi K.
  • 雑誌名: Int Ophthalmol 巻: 7 号: 10 ページ: 2735-2742
  • DOI: 10.1007/s10792-020-01460-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The usefulness of the Deep Learning method of variational autoencoder to reduce measurement noise in glaucomatous visual fields (2020)
  • 著者名/発表者名: Asaoka R, Murata H, Asano S, Matsuura M, Fujino Y, Miki A, Tanito M, Mizoue S, Mori K, Suzuki K, Yamashita T, Kashiwagi K, Shoji N.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 12 号: 1 ページ: 7893-7893
  • DOI: 10.1038/s41598-020-64869-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetic factors associated with response to as-needed aflibercept therapy for typical neovascular age-related macular degeneration and polypoidal choroidal vasculopathy (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoneyama S, Sakurada Y, Kikushima W, Sugiyama A, Matsubara M, Fukuda Y, Tanabe N, Parikh R, Mabuchi F, Kashiwagi K, Iijima H.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 28 号: 1 ページ: 7188-7188
  • DOI: 10.1038/s41598-020-64301-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetic variants associated with the onset and progression of primary open-angle glaucoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Mabuchi F, Mabuchi N, Sakurada Y, Yoneyama S, Kashiwagi K, Iijima H, Yamagata Z, Takamoto M, Aihara M, Iwata T, Hashimoto K, Sato K, Shiga Y, Nishiguchi KM, Nakazawa T, Akiyama M, Kawase K, Ozaki M, Araie M, Japan Glaucoma Society Omics Group (JGS-OG)
  • 雑誌名: American Journal of Ophthalmology 巻: 212 ページ: 135-140
  • DOI: 10.1016/j.ajo.2020.03.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Usefulness of data augmentation for visual field trend analyses in patients with glaucoma. (2020)
  • 著者名/発表者名: Asaoka R, Murata H, Matsuura M, Fujino Y, Miki A, Tanito M, Mizoue S, Mori K, Suzuki K, Yamashita T, Kashiwagi K, Shoji N.
  • 雑誌名: Br J Ophthalmol. 巻: ** 号: 12 ページ: 315027-315027
  • DOI: 10.1136/bjophthalmol-2019-315027
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recent epidemiological status of ocular and other major complications related to diabetes mellitus in Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Kume A, Kashiwagi K.
  • 雑誌名: Ophthalmologica 巻: 25 号: 6 ページ: 404-412
  • DOI: 10.1159/000506747
  • 査読あり
• [雑誌論文] Validating the efficacy of the binomial pointwise linear regression method to detect glaucoma progression with multicentral database (2019)
  • 著者名/発表者名: Asano Shotaro、Murata Hiroshi、Matsuura Masato、Fujino Yuri、Miki Atsuya、Tanito Masaki、Mizoue Shiro、Mori Kazuhiko、Suzuki Katsuyoshi、Yamashita Takehiro、Kashiwagi Kenji、Shoji Nobuyuki、Zangwill Linda M、Asaoka Ryo
  • 雑誌名: British Journal of Ophthalmology 巻: 104 号: 4 ページ: 569-574
  • DOI: 10.1136/bjophthalmol-2019-314136
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 緑内障実臨床へのAIの活用に向けて (2023)
  • 著者名/発表者名: 柏木賢治
  • 学会等名: 第299回広島眼科症例検討会
  • 招待講演
• [学会発表] 緑内障による個人や社会の損失を軽減するシムレスな支援体制に向けて (2022)
  • 著者名/発表者名: 柏木賢治
  • 学会等名: 第86回横浜市大・神奈川眼科医会研修会
  • 招待講演
• [学会発表] よりよい緑内障診療のための緑内障診療ガイドラインの活用と注意症例への対応 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柏木賢治
  • 学会等名: 第44回さざなみ眼科研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 医師の緑内障診断へのAIの影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 福田佳子、柏木賢治
  • 学会等名: 第33回日本緑内障学会
• [学会発表] 多施設からの眼底画像における緑内障の重症度推定 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柏木賢治
  • 学会等名: JAMIT
  • 招待講演
• [学会発表] 変わりゆく眼科医療への対応 -眼科臨床医の今後 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柏木賢治
  • 学会等名: 千葉県眼科医会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 医師による緑内障判定に対する人工知能の影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柏木賢治
  • 学会等名: 第126回日本眼科学会総会
• [学会発表] 緑内障診療におけるビッグデータ・人工知能（AI)の可能性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柏木賢治
  • 学会等名: 岩手県眼科集談会
  • 招待講演
• [図書] 眼科領域におけるオンライン診療と人工知能(AI)による診療補助 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柏木賢治
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 文光堂
• [図書] 眼科におけるビッグデータ・AIを活用した先制医療 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柏木賢治
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: 医薬品出版
• [図書] 緑内障診療におけるAIとビッグデータ (2022)
  • 著者名/発表者名: 柏木賢治
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 医学書院
• [備考] 甲斐ひとみネット
  • URL: https://yamanashi-ophthalmology.com/%e7%94%b2%e6%96%90%e7%9c%bc%e3%83%8d%e3%83%83%e3%83%88/
• [産業財産権] 温度制御により薬効解消可能な眼圧上昇剤 (2022)
  • 発明者名: 田中佑治、柏木賢治
  • 権利者名: 国立大学法人 山梨大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2022
  • 外国