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機械学習を用いた腫瘍免疫活性化と放射線治療効果の予測モデルの確立

研究課題

研究課題/領域番号 22K07671
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52040:放射線科学関連
研究機関札幌医科大学

研究代表者

長谷川 智一  札幌医科大学, 医学部, 助教 (80631168)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード放射線治療 / 腫瘍免疫 / 機械学習
研究開始時の研究の概要

近年、腫瘍免疫機構のメカニズムが詳しく調べられ、腫瘍細胞がいかにして宿主の免疫細胞からの攻撃を避けて増殖、進行するメカニズムが解明されつつある。また、放射線治療により免疫応答を惹起し、腫瘍細胞を細胞死に至らせる免疫原性細胞死(Immunogenic cell death)の誘導の有無が放射線治療成績に影響を与えている可能性が指摘されている。そこで人工知能(AI)を活用し、高精度で臨床応用が容易な放射線治療による腫瘍免疫活性化の予測モデルを作成して、個別化した放射線治療の実現を目的とする。

研究成果の概要

CD8/FoxP3陽性細胞数の免疫組織染色が完了し、治療成績のデータが揃っている子宮頸癌の術前照射の症例を用いて、専用のソフトを用いた解析による定量評価と従来の目視による判定とを比較して、差異がないことを証明、また、ソフトを用いた判定が優れている可能性について検討した。同様にCD8の免疫組織染色が完了し、治療成績のデータが揃っている中咽頭癌の症例を用いて、ソフトを用いた判定の妥当性について検討した。子宮頸癌、中咽頭癌いずれにおいても専用のソフトを用いた定量評価は従来の目視による判定と比較して差異がないことが確認された。また、ソフトを用いることで短時間での解析が可能になることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、放射線治療を受けた子宮頸癌および中咽頭癌の症例において、CD8/FoxP3陽性細胞の免疫組織染色を専用ソフトで定量解析し、従来の目視判定と同等の妥当性を持つこと、かつ短時間での解析が可能であることを示した。これにより、放射線治療後の免疫環境の客観的評価が可能となり、病理診断の効率化や標準化に加え、免疫反応に基づく個別化放射線治療の推進にも貢献する学術的・社会的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Identification and Quantification of Radiotherapy-related Protein Expression in Cancer Tissues Using the Qupath Software and Prediction of Treatment Response2024

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa T, Someya M, Tsuchiya T, Kitagawa M, Fukushima Y, Gocho T, Mafune S, Okuda R, Kaguchi J, Ohguro A, Kamiyama R, Ashina A, Toshima Y, Hirohashi Y, Torigoe T, Sakata KI
    • 雑誌名

      In Vivo

      巻: 38 号: 3 ページ: 1470-1476

    • DOI

      10.21873/invivo.13593

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prediction of Treatment Response Based on Nutritional Status and Tumor Immunity in Oropharyngeal Cancer Patients Treated With Chemoradiotherapy2024

    • 著者名/発表者名
      KITAGAWA MIO、KAGUCHI JUNO、SOMEYA MASANORI、FUKUSHIMA YUKI、HASEGAWA TOMOKAZU、TSUCHIYA TAKAAKI、GOCHO TOSHIO、MAFUNE SHOH、IKEUCHI YUTARO、OKUDA RYU、OHGURO ATSUYA、KAMIYAMA RYO、ASHINA AYATO、TOSHIMA YUKA、HIROHASHI YOSHIHIKO、TORIGOE TOSHIHIKO、SAKATA KOH-ICHI
    • 雑誌名

      Cancer Diagnosis & Prognosis

      巻: 4 号: 6 ページ: 789-796

    • DOI

      10.21873/cdp.10397

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 頭頸部化学放射線療法中のリンパ球数予測.2024

    • 著者名/発表者名
      戸島有香,眞船翔,芦名彩斗,上山凌央,新田健一朗,後町俊夫,土屋高旭,長谷川智一,北川未央,染谷正則.
    • 学会等名
      第150回日本医学放射線学会北日本地方会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 中・下咽頭癌に対する放射線治療における急性期有害事象の検討.2024

    • 著者名/発表者名
      芦名彩斗,眞船翔,後町俊夫,土屋高旭,長谷川智一,北川未央,染谷正則.
    • 学会等名
      第150回日本医学放射線学会北日本地方会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 頸部食道癌に対する放射線治療成績についての検討.2024

    • 著者名/発表者名
      兵頭杏奈,藤井收,池内佑太郎,大内敦,長谷川智一,土屋高旭.
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第37回学術大会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2026-01-16  

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