早期精神病におけるマルチモダル脳指標は認知機能軌跡を予測するか：アジア多施設研究

• 研究課題/領域番号: 22K15745
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分52030:精神神経科学関連
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 笹林 大樹 富山大学, 学術研究部医学系, 講師 (80801414)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2026年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2025年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 早期精神病 / 認知機能障害 / MRI / FEP / ARMS / ACMP / 早期介入 / バイオマーカー / 精神病発症危険群 / 初回エピソード精神病 / アジア精神病MRI研究コンソーシアム / 認知機能

研究開始時の研究の概要

精神病性障害における認知機能障害は発症以前から存在して臨床症状や機能的転帰と関連し、患者の生活機能に対し強い影響力を持つ。疾患経過中の認知機能の軌跡は症例毎に異なっており、病態の進行を反映しているかもしれない。本研究では、アジア精神病MRI研究コンソーシアムで集積した多数例の初回エピソード精神病群および精神病発症危険群を対象に、構造方程式モデリングを用いて認知機能の軌跡を軸に脳形態/脳波所見を含むマルチモダル脳指標および臨床/機能転帰との因果関係を調べる。本研究の成果は精神病性障害において病態の進行を予測できるバイオマーカーを同定し、プレシジョン精神医学の実現に近づける可能性がある。

研究実績の概要

精神病性障害における認知機能障害は発症以前から存在して臨床症状や機能的転帰と関連し、患者の生活機能に対し強い影響力を有する。認知機能障害は固定的 変化ではなく疾患経過中の 認知機能の軌跡は症例毎に異なっており、病態の進行を反映している可能性がある。精神病性障害における早期介入は治療臨界期の 進行性脳変化を防ぐことで長期予後の改善に導く可能性があるものの、現時点では前駆期や病初期において病態の進行を予測できるバイオマーカーは存在しない。本研究では、アジア精神病MRI研究コンソーシアム (ACMP) で集積した多数例の初回エピソード精神病群および精神病性障害の発症危険群を対象に、構造方程式モデリングを用いて認知機能の軌跡を軸に脳形態/脳波所見を含むマルチモダル脳指標および臨床/機能転帰との因果関係を調べることを目的とする。本研究の成果を得ることで、精神病性障害において病態の進行を予測できるバイオマーカーを同定し、プレシジョン精神医学の実現に近づける可能性がある。
2022年度、研究代表者は、ACMPと連絡を取り合って解析パイプラインの確認を行い、本研究計画に必要な臨床およびMRIデータの欠損の確認および 欠損しているデータの補充を行った。また、先行研究の著者 (研究協力者:東京大学 小池進介) とオンラインミーティング等で複数回打ち合わせを行い、MRI機種間差を克服するためのharmonization技術や構造方程式モデリングなどの統計手法について習熟を進めた。
2023年度、研究代表者は、米国ハーバード大学ブリガムアンドウィメンズ病院精神画像研究所に長期出張し、本研究に用いる脳構造指標の選択肢を増やすべく、最先端の拡散テンソル技術の習得およびマルチモダリティ脳画像研究に従事した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2019年後半より顕在化した新型コロナウイルス感染症拡大の影響が中国をはじめとしたアジア諸国に認められており、依然として収束には至っていないことか ら、人的交流などが十分行えておらず、ACMPのデータ構築が遅延している。
一方で、harmonization技術、統計手法、拡散テンソル解析技術、およびマルチモダリティ研究の運用など、本研究の遂行の準備段階となる技術蓄積は着実に進めている。

今後の研究の推進方策

オンラインでのやりとりなどを通して、ACMPのデータ構築を推進させ、まずは本研究の遂行に必要十分なデータセットを揃える。関連機関の多さ、国際共同研究であることなどから、当初の予定よりもデータセット構築に苦慮しているが、粘り強く交渉を進める。
また、近年のマルチモダリティ解析はどんどん解析が高度化していることから、最先端技術にキャッチアップできるよう、引き続き広い視野で解析技術蓄積を進めていく。

研究成果

• [国際共同研究] Peking University Sixth Hospital/Shanghai Mental Health Center/Sichuan University(中国)
• [国際共同研究] CHA Bundang Medical Center/Chonbuk National University Hospital/Seoul National University Hospital(韓国)
• [国際共同研究] National Cheng Kung University Hospital/National Taiwan University Hospital(その他の国・地域)
• [国際共同研究] Harvard Medical Schoool(米国)
• [国際共同研究] Peking University Sixth Hospital/Shanghai Mental Health Center/Sichuan University(中国)
• [国際共同研究] CHA Bundang Medical Center/Chonbuk National University Hospital/Seoul National University Hospital(韓国)
• [国際共同研究] National Cheng Kung University Hospital/National Taiwan University Hospital(その他の国・地域)
• [雑誌論文] Increased prevalence of the Heschl's gyrus duplication pattern common to various first-episode psychoses (2023)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Tsutomu、Sasabayashi Daiki、Wood Stephen J.、McGorry Patrick D.、Suzuki Michio、Velakoulis Dennis、Pantelis Christos
  • 雑誌名: Schizophrenia Research 巻: 252 ページ: 36-38
  • DOI: 10.1016/j.schres.2022.12.020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Resting state hyperconnectivity of the default mode network in schizophrenia and clinical high-risk state for psychosis (2023)
  • 著者名/発表者名: Sasabayashi Daiki、Takahashi Tsutomu、Takayanagi Yoichiro、Nemoto Kiyotaka、Ueno Maya、Furuichi Atsushi、Higuchi Yuko、Mizukami Yuko、Kobayashi Haruko、Yuasa Yusuke、Noguchi Kyo、Suzuki Michio
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 巻: 33 号: 13 ページ: 8456-8464
  • DOI: 10.1093/cercor/bhad131
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Anatomical variations in the insular cortex in individuals at a clinical high-risk state for psychosis and patients with schizophrenia (2023)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Tsutomu、Sasabayashi Daiki、Takayanagi Yoichiro、Higuchi Yuko、Mizukami Yuko、Akasaki Yukiko、Nishiyama Shimako、Furuichi Atsushi、Kobayashi Haruko、Yuasa Yusuke、Tsujii Noa、Noguchi Kyo、Suzuki Michio
  • 雑誌名: Frontiers in Psychiatry 巻: 14 ページ: 1192854-1192854
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2023.1192854
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Metabolic changes in the plasma of mild Alzheimer’s disease patients treated with Hachimijiogan (2023)
  • 著者名/発表者名: Kainuma Mosaburo、Kawakatsu Shinobu、Kim Jun-Dal、Ouma Shinji、Iritani Osamu、Yamashita Ken-Ichiro、Ohara Tomoyuki、Hirano Shigeki、Suda Shiro、Hamano Tadanori、Hieda Sotaro、Yasui Masaaki、Yoshiiwa Aoi、Shiota Seiji、Hironishi Masaya、Wada-Isoe Kenji、Sasabayashi Daiki、et al
  • 雑誌名: Frontiers in Pharmacology 巻: 14 ページ: 1203349-1203349
  • DOI: 10.3389/fphar.2023.1203349
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Analysis of polyunsaturated fatty acids in antipsychotic-free individuals with at-risk mental state and patients with first-episode schizophrenia (2023)
  • 著者名/発表者名: Le Anh Thi Phuong、Higuchi Yuko、Sumiyoshi Tomiki、Itoh Hiroko、Sasabayashi Daiki、Takahashi Tsutomu、Suzuki Michio
  • 雑誌名: Frontiers in Psychiatry 巻: 14 ページ: 1188452-1188452
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2023.1188452
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Gross anatomical variations of the insular cortex in first-episode schizophrenia (2023)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Tsutomu、Sasabayashi Daiki、Takayanagi Yoichiro、Furuichi Atsushi、Kobayashi Haruko、Yuasa Yusuke、Noguchi Kyo、Suzuki Michio
  • 雑誌名: Schizophrenia Research 巻: 260 ページ: 23-29
  • DOI: 10.1016/j.schres.2023.07.032
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Birth season and gross brain morphology associated with early neurodevelopment in schizophrenia spectrum patients and healthy subjects (2023)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Tsutomu、Sasabayashi Daiki、Takayanagi Yoichiro、Kobayashi Haruko、Torigoe Misako、Sakamoto Kazumi、Yuasa Yusuke、Tsujii Noa、Noguchi Kyo、Suzuki Michio
  • 雑誌名: Psychiatry Research: Neuroimaging 巻: 335 ページ: 111714-111714
  • DOI: 10.1016/j.pscychresns.2023.111714
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Editorial: Prognostic imaging biomarkers in psychotic disorders (2022)
  • 著者名/発表者名: Sasabayashi Daiki、Koike Shinsuke、Nakajima Shinichiro、Hirano Yoji
  • 雑誌名: Frontiers in Psychiatry 巻: 13 ページ: 1053836-1053836
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2022.1053836
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dopaminergic dysfunction and excitatory/inhibitory imbalance in treatment-resistant schizophrenia and novel neuromodulatory treatment (2022)
  • 著者名/発表者名: Wada M, Noda Y, Iwata Y, Tsugawa S, Yoshida K, Tani H, Hirano Y, et al
  • 雑誌名: Molecular Psychiatry 巻: in press 号: 7 ページ: 2950-2967
  • DOI: 10.1038/s41380-022-01572-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Increased brain gyrification and subsequent relapse in patients with first-episode schizophrenia (2022)
  • 著者名/発表者名: Sasabayashi Daiki、Takayanagi Yoichiro、Takahashi Tsutomu、Furuichi Atsushi、Kobayashi Haruko、Noguchi Kyo、Suzuki Michio
  • 雑誌名: Frontiers in Psychiatry 巻: 13 ページ: 937605-937605
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2022.937605
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Neuroanatomical heterogeneity and homogeneity in individuals at clinical high risk for psychosis (2022)
  • 著者名/発表者名: Baldwin Helen、...Sasabayashi Daiki、...Takahashi Tsutomu、
  • 雑誌名: Translational Psychiatry 巻: 12 号: 1 ページ: 297-297
  • DOI: 10.1038/s41398-022-02057-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Different Heschl’s Gyrus Duplication Patterns in Deficit and Non-deficit Subtypes of Schizophrenia (2022)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Tsutomu、Sasabayashi Daiki、Takayanagi Yoichiro、Furuichi Atsushi、Kobayashi Haruko、Noguchi Kyo、Suzuki Michio
  • 雑誌名: Frontiers in Psychiatry 巻: 13 ページ: 867461-867461
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2022.867461
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development and validation of a scale of self-alienation-related attributes for the early diagnosis of schizophrenia (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama Shimako、Kurachi Masayoshi、Higuchi Yuko、Takahashi Tsutomu、Sasabayashi Daiki、Mizukami Yuko、Suzuki Michio
  • 雑誌名: Journal of Psychiatric Research 巻: 147 ページ: 212-220
  • DOI: 10.1016/j.jpsychires.2022.01.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] An exploratory, open-label, randomized, multicenter trial of hachimijiogan for mild Alzheimer’s disease (2022)
  • 著者名/発表者名: Kainuma M, Ouma S, Kawakatsu S, Iritani O, Yamashita KI, Ohara T, Hirano S, Suda S, Hamano T, Hieda S, Yasui M, Yoshiiwa A, Shiota S, Hironishi M, Wada-Isoe K, Sasabayashi D, Yamasaki S, Murata M, Funakoshi K, Hayashi K, Shirafuji N, Sasaki H, Kajimoto Y, Mori Y, Suzuki M, Ito H, Ono K, Tsuboi Y.
  • 雑誌名: Frontiers in Pharmacology 巻: 13 ページ: 991982-991982
  • DOI: 10.3389/fphar.2022.991982
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Volume reduction of the dorsal lateral prefrontal cortex prior to the onset of frank psychosis in individuals with an at-risk mental state. (2022)
  • 著者名/発表者名: Takayanagi Y, Kulason S, Sasabayashi D, Takahashi T, Katagiri N, Sakuma A, Ohmuro N, Katsura M, Nakamura M, Kido M, Furuichi A, Nishikawa Y, Noguchi K, Matsumoto K, Mizuno M, Ratnanather JT, Suzuki M
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 巻: in press 号: 10 ページ: 2245-2253
  • DOI: 10.1093/cercor/bhab353
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Different Frequency of Heschl’s Gyrus Duplication Patterns in Neuropsychiatric Disorders: An MRI Study in Bipolar and Major Depressive Disorders (2022)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Tsutomu、Sasabayashi Daiki、Y?cel Murat、Whittle Sarah、Lorenzetti Valentina、Walterfang Mark、Suzuki Michio、Pantelis Christos、Malhi Gin S.、Allen Nicholas B.
  • 雑誌名: Frontiers in Human Neuroscience 巻: 16 ページ: 917270-917270
  • DOI: 10.3389/fnhum.2022.917270
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Decreased Cortical Gyrification and Surface Area in the Left Medial Parietal Cortex in Patients with Treatment-Resistant and Ultra-Treatment-Resistant Schizophrenia (2022)
  • 著者名/発表者名: Kazutoshi Kitajima, Shunsuke Tamura, Daiki Sasabayashi, et al.
  • 雑誌名: Psychiatry and Clinical Neurosciences 巻: 77 号: 1 ページ: 2-11
  • DOI: 10.1111/pcn.13482
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Recent Advances and Future Directions in Brain MR Imaging Studies in Schizophrenia: Toward Elucidating Brain Pathology and Developing Clinical Tools (2022)
  • 著者名/発表者名: Shinsuke Koike, Akiko Uematsu, Daiki Sasabayashi, Norihide Maikusa, Tsutomu Takahashi, Kazutaka Ohi, Shinichiro Nakajima, Yoshihiro Noda, Yoji Hirano
  • 雑誌名: Magnetic Resonance in Medical Sciences 巻: 21 号: 4 ページ: 539-552
  • DOI: 10.2463/mrms.rev.2021-0050
  • NAID: 130008076114
  • ISSN: 1347-3182, 1880-2206
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gross anatomical features of the insular cortex in schizophrenia and schizotypal personality disorder: Potential relationships with vulnerability, illness stages, and clinical subtypes (2022)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Tsutomu、Sasabayashi Daiki、Takayanagi Yoichiro、Furuichi Atsushi、Kobayashi Haruko、Yuasa Yusuke、Noguchi Kyo、Suzuki Michio
  • 雑誌名: Frontiers in Psychiatry 巻: 13 ページ: 1050712-1050712
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2022.1050712
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Thalamic and striato-pallidal volumes in schizophrenia patients and individuals at risk for psychosis: A multi-atlas segmentation study. (2020)
  • 著者名/発表者名: 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.
  • 雑誌名: Schizophr Res. 巻: 20 ページ: 268-275
  • DOI: 10.1016/j.schres.2020.04.016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Mega-analysis of differentiation of schizophrenia using structural MRI with consideration of scanner differences (2023)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto N, Nemoto K, Fukunaga M, Matsumoto J, Miura K, Okada N, Morita K, Koshiyama D, Ohi K, Takahashi T, Koeda M, Yamamori H, Fujimoto M, Yasuda Y, Hasegawa N, Ito S, Narita H, Yokoyama S, Mishima R, Kawashima T, Kobayashi Y, Sasabayashi D, et al
  • 学会等名: Schizophrenia International Research Society (SIRS) 2023 Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Prediction of psychotic disorder in individuals with clinical high-risk state by multimodal machine-learning. (2023)
  • 著者名/発表者名: Takayanagi Y, Sasabayashi D, Takahashi T, Higuchi Y, Nishiyama S, Tateno T, Mizukami Y, Akasaki Y, Furuichi A, Kobayashi H, Yuasa Y, Takayanagi M, Noguchi K, Tsujii N, Suzuki M
  • 学会等名: Annual Congress of Schizophrenia International Research Society
  • 国際学会
• [学会発表] 統合失調症およびARMSにおける海馬亜領域体積変化の縦断的検討. (2023)
  • 著者名/発表者名: 笹林大樹, 石井麗華, 高橋 努, 高柳陽一郎, 古市厚志, 小林春子, 湯浅悠介, 野口 京, 鈴木道雄.
  • 学会等名: 第17回日本統合失調症学会
• [学会発表] 初回エピソード統合失調症におけるその後の再燃の予測： 関連する因子の検討. (2023)
  • 著者名/発表者名: 笹林大樹, 高柳陽一郎, 高橋 努, 樋口悠子, 古市厚志, 小林春子, 野口 京, 鈴木道雄.
  • 学会等名: 第42回日本精神科診断学会
• [学会発表] At-risk mental stateおよび統合失調症 におけるdefault mode network に関連した安静時機能的結合の変化 (2022)
  • 著者名/発表者名: 笹林大樹, 高橋努, 高柳陽一郎, 根本清貴, 上野摩耶, 古市厚志, 樋口悠子, 水上祐子, 西山志満子, 小林春子, Tien Viet Pham, 野口 京, 鈴木道雄
  • 学会等名: 第16回統合失調症学会
• [学会発表] 統合失調症を脳のかたちや大きさの特徴から早期に診断することはできるか? (2022)
  • 著者名/発表者名: 笹林大樹
  • 学会等名: 第16回統合失調症学会
  • 招待講演
• [学会発表] ARMS群における大脳皮質厚の変化と 1年後の機能的転帰との関連 (2022)
  • 著者名/発表者名: 笹林大樹
  • 学会等名: 第16回統合失調症学会
  • 招待講演
• [学会発表] At-risk mental stateへの臨床的支援 ~Consultation and Support Service in Toyama (CAST)~ (2022)
  • 著者名/発表者名: 笹林大樹
  • 学会等名: 第200回北陸精神神経学会
• [学会発表] 統合失調症および妄想性障害におけるdefault mode networkに関連した安静時機能的結合性の増加 (2022)
  • 著者名/発表者名: 笹林大樹, 高橋努, 石戸憩, 白井秀昂, 高柳陽一郎, 根本清貴, 上野摩耶, 古市厚志, 小林春子, 野口京, 鈴木道雄
  • 学会等名: 第44回日本生物学的精神医学会
• [学会発表] 精神病性障害における 脳回形成の偏倚に関する研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 笹林大樹
  • 学会等名: 第44回日本生物学的精神医学会
  • 招待講演
• [学会発表] 初回エピソード統合失調症患者における脳表形態特徴とその後の再燃との関連 (2022)
  • 著者名/発表者名: 笹林大樹、高柳陽一郎、高橋努、古市厚志、小林春子、湯浅悠介、野口京、鈴木道雄
  • 学会等名: 第25回日本精神保健・予防学会学術集会