神経回路網アルゴリズムを用いた非結核性抗酸菌の統合的オミックス解析と病態予測

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18KT0019
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 菊地 利明 新潟大学, 医歯学系, 教授 (10280926)
• 研究分担者: 阿部 貴志 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (30390628)
• 研究期間 (年度): 2018-07-18 – 2021-03-31
• キーワード: 非結核性抗酸菌

研究実績の概要

非結核性抗酸菌 (NTM) は環境中に広く生息しており、その吸入曝露によって、慢性呼吸器感染症であるNTM症を発症する。このNTM症の臨床上課題は、病態分類が不明確な点である。感染症は一般に、病原微生物と宿主との相互関係によって成立する。そこで「NTM症患者の起因菌の性状は、菌株固有の性状に加え、患者の病態も反映しており、起因菌から病態を分類できるのではないか？さらに、その分類された患者群から病態的特徴を明らかにし、起因菌から病態を予測できるようになるのではないか？」という問いを掲げる。これに対する答えを求めて、本研究では、一括学習型自己組織化マップ (BLSOM) と深層学習の二種類の神経回路網アルゴリズムを用いて、NTM症患者からの病態と起因菌のバイオデータを解析し、NTM症の病態分類群とその特徴を明らかにして、その病態を起因菌から予測する数理モデルを構築する。研究初年度は、患者病態データの収集を主に行った。NTM症患者の起因菌とその病態との関連を明らかにしていくために、NTM症の患者を集積し、その患者病態データを収集した。対象は、新潟大学医歯学総合病院でNTM症と診断された18歳以上の成人例である。所属研究機関 (新潟大学) の倫理委員会で承認を受けた研究計画(承認番号：2016-0106)に従って、診療情報 (年齢、性別、生活歴、既往歴、現病歴、臨床検査値、X線/CT画像、治療経過、予後) に加え、炎症性因子 (38種類のサイトカインと鉄代謝マーカー) の血中濃度を、患者病態データとして収集を進めた。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究計画通りに、研究初年度に当たる今年度は、患者病態データの収集を主に行った。所属研究機関 (新潟大学) の倫理委員会で承認を受けた研究計画(承認番号：2016-0106)に従って、診療情報や患者病態データの収集を進めた。

今後の研究の推進方策

研究二年度に当たる今年度は、患者菌株の菌オミックスデータの取得を主に行う。NTM症患者から得られたNTM菌株の菌オミックスデータを取得するために、ゲノム、転写、代謝レベルで網羅的解析を行う。NTM菌株の全ゲノムおよび全転写産物の解析は、北海道システム・サイエンス社 (札幌市) に委託し、マルチプレックス法でIllumina HiSeq 2500を用いてデータを取得する。全ゲノム解析の先行研究は、暫定増悪/安定群5患者ずつのNTM菌株を用いて開始している。メタボローム解析は、全代謝産物をCE-TOFMSにより測定し、ヒューマンメタボローム・テクノロジーズ (鶴岡市) に委託して初期解析を行う。メタボローム解析についても暫定増悪/安定群5患者ずつのNTM菌株を用いて先行研究を開始している。暫定増悪群の菌株が類似の代謝パターンを示す傾向が認められ、NTM症の病態と菌代謝経路との関連が示唆された。

次年度使用額が生じた理由

患者病態データの収集と患者菌株の準備を、計画より効率的に行うことができたために、次年度使用額が生じた。生じた次年度使用額を2019年度当初予算額と合わせて使用することにより、計画より詳細な解析を行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Association of upper and lower airway eosinophilic inflammation with response to omalizumab in patients with severe asthma (2020)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa Makoto、Koya Toshiyuki、Takeuchi Hiroyuki、Hayashi Masachika、Sakagami Takuro、Ishioka Kojiro、Gon Yasuhiro、Hasegawa Takashi、Kikuchi Toshiaki
  • 雑誌名: Journal of Asthma 巻: 57 ページ: 71～78
  • DOI: 10.1080/02770903.2018.1541357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retrospective analysis of antitumor effects and biomarkers for nivolumab in NSCLC patients with EGFR mutations (2019)
  • 著者名/発表者名: Sato Miyuki、Watanabe Satoshi、Tanaka Hiroshi、Nozaki Koichiro、Arita Masashi、Takahashi Miho、Shoji Satoshi、Ichikawa Kosuke、Kondo Rie、Aoki Nobumasa、Hayashi Masachika、Ohshima Yasuyoshi、Koya Toshiyuki、Ohashi Riuko、Ajioka Yoichi、Kikuchi Toshiaki
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 14 ページ: e0215292
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0215292
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Validation of a diagnostic score model for the prediction of Legionella pneumophila pneumonia (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyashita Naoyuki、Horita Nobuyuki、Higa Futoshi、Aoki Yosuke、Kikuchi Toshiaki、Seki Masafumi、Tateda Kazuhiro、Maki Nobuko、Uchino Kazuhiro、Ogasawara Kazuhiko、Kiyota Hiroshi、Watanabe Akira
  • 雑誌名: Journal of Infection and Chemotherapy 巻: 25 ページ: 407～412
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2019.03.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiplex cytokine analysis in Mycobacterium avium complex lung disease: relationship between CXCL10 and poor prognostic factors (2019)
  • 著者名/発表者名: Bamba Yuuki、Moro Hiroshi、Aoki Nobumasa、Koizumi Takeshi、Ohshima Yasuyoshi、Watanabe Satoshi、Sakagami Takuro、Koya Toshiyuki、Takada Toshinori、Kikuchi Toshiaki
  • 雑誌名: BMC Infectious Diseases 巻: 19 ページ: 263
  • DOI: 10.1186/s12879-019-3888-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] AXL confers intrinsic resistance to osimertinib and advances the emergence of tolerant cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi H, Yamada T, Wang R, Tanimura K, Adachi Y, Nishiyama A, Tanimoto A, Takeuchi S, Araujo L, Boroni M, Yoshimura A, Shiotsu S, Matsumoto I, Watanabe S, Kikuchi T, Miura S, Tanaka H, Kitazaki T, Yamaguchi H, Mukae H, Uchino J, Uehara H, Takayama K, Yano S.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 ページ: 259
  • DOI: 10.1038/s41467-018-08074-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An α-Lipoic acid derivative, and anti-ROS agent, prevents the acquisition of multi-drug resistance in clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa (2019)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa Sachiko、Kawamura Masato、Sato Takumi、Hirano Taizou、Kikuchi Toshiaki、Watanabe Akira、Fujimura Shigeru
  • 雑誌名: Journal of Infection and Chemotherapy 巻: 25 ページ: 28～33
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2018.10.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Baloxavir heralds a new era in influenza virus biology (2019)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi Toshiaki、Watanabe Akira
  • 雑誌名: Respiratory Investigation 巻: 57 ページ: 1～2
  • DOI: 10.1016/j.resinv.2018.10.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pneumocystis pneumonia in HIV-1-infected patients (2019)
  • 著者名/発表者名: Shibata Satoshi、Kikuchi Toshiaki
  • 雑誌名: Respiratory Investigation 巻: 57 ページ: 213～219
  • DOI: 10.1016/j.resinv.2019.01.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retrospective efficacy analysis of immune checkpoint inhibitors in patients with EGFR‐mutated non‐small cell lung cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamada Tadaaki、Hirai Soichi、Katayama Yuki、Yoshimura Akihiro、Shiotsu Shinsuke、Watanabe Satoshi、Kikuchi Toshiaki、Hirose Kazuki、Kubota Yutaka、Chihara Yusuke、Harada Taishi、Tanimura Keiko、Takeda Takayuki、Tamiya Nobuyo、Kaneko Yoshiko、Uchino Junji、Takayama Koichi
  • 雑誌名: Cancer Medicine 巻: 8 ページ: 1521～1529
  • DOI: 10.1002/cam4.2037
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Increased presepsin levels are associated with the severity of fungal bloodstream infections (2018)
  • 著者名/発表者名: Bamba Yuuki、Moro Hiroshi、Aoki Nobumasa、Koizumi Takeshi、Ohshima Yasuyoshi、Watanabe Satoshi、Sakagami Takuro、Koya Toshiyuki、Takada Toshinori、Kikuchi Toshiaki
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 13 ページ: e0206089
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0206089
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Influence of Adherence to Inhaled Corticosteroids and Inhaler Handling Errors on Asthma Control in a Japanese Population (2018)
  • 著者名/発表者名: Koya Toshiyuki、Hasegawa Takashi、Takasawa Junko、Yoshimine Fumitoshi、Sakagami Takuro、Hayashi Masachika、Suzuki Eiichi、Kikuchi Toshiaki、Niigata Inhalation Treatment Study Group
  • 雑誌名: Internal Medicine 巻: 57 ページ: 3357～3363
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.0986-18
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phase I Study Evaluating the Combination of Afatinib with Carboplatin and Pemetrexed After First-line EGFR-TKIs (2018)
  • 著者名/発表者名: WATANABE SATOSHI、YAMAGUCHI OU、MASUMOTO AI、MAENO YURI、KAWASHIMA YOSUKE、ISHIMOTO OSAMU、SUGAWARA SHUNICHI、YOSHIZAWA HIROHISA、KIKUCHI TOSHIAKI、NUKIWA TOSHIHIRO、KOBAYASHI KUNIHIKO
  • 雑誌名: Anticancer Research 巻: 38 ページ: 4699～4704
  • DOI: 10.21873/anticanres.12776
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of IL-15 in interstitial lung diseases in amyopathic dermatomyositis with anti-MDA-5 antibody (2018)
  • 著者名/発表者名: Takada Toshinori、Ohashi Kazumasa、Hayashi Masachika、Asakawa Katsuaki、Sakagami Takuro、Kikuchi Toshiaki、Sato Shinji
  • 雑誌名: Respiratory Medicine 巻: 141 ページ: 7～13
  • DOI: 10.1016/j.rmed.2018.06.012
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Cluster Analysis of Bronchial Asthma Patients with Depressive Symptoms (2018)
  • 著者名/発表者名: Seino Yo、Hasegawa Takashi、Koya Toshiyuki、Sakagami Takuro、Mashima Ichiro、Shimizu Natsue、Muramatsu Yoshiyuki、Muramatsu Kumiko、Suzuki Eiichi、Kikuchi Toshiaki、Niigata Respiratory Disease Study Group
  • 雑誌名: Internal Medicine 巻: 57 ページ: 1967～1975
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.9073-17
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] In vitro activity of various antibiotics against clinical strains of Legionella species isolated in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyashita Naoyuki、Kobayashi Intetsu、Higa Futoshi、Aoki Yosuke、Kikuchi Toshiaki、Seki Masafumi、Tateda Kazuhiro、Maki Nobuko、Uchino Kazuhiro、Ogasawara Kazuhiko、Kurachi Satoe、Ishikawa Tatsuya、Ishimura Yoshito、Kanesaka Izumo、Kiyota Hiroshi、Watanabe Akira
  • 雑誌名: Journal of Infection and Chemotherapy 巻: 24 ページ: 325～329
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2018.01.018
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Phase II Study of Irinotecan for Patients with Previously Treated Small-Cell Lung Cancer (2018)
  • 著者名/発表者名: Kondo Rie、Watanabe Satoshi、Shoji Satoshi、Ichikawa Kosuke、Abe Tetsuya、Baba Junko、Tanaka Junta、Tsukada Hiroki、Terada Masaki、Sato Kazuhiro、Maruyama Yoshie、Makino Masato、Hirata Akira、Tanaka Hiroshi、Koya Toshiyuki、Yoshizawa Hirohisa、Kikuchi Toshiaki
  • 雑誌名: Oncology 巻: 94 ページ: 223～232
  • DOI: 10.1159/000486622
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of Concurrent Genomic Alterations Detected by Comprehensive Genomic Sequencing on Clinical Outcomes in East-Asian Patients with EGFR-Mutated Lung Adenocarcinoma (2018)
  • 著者名/発表者名: Sato Seijiro、Nagahashi Masayuki、Koike Terumoto、Ichikawa Hiroshi、Shimada Yoshifumi、Watanabe Satoshi、Kikuchi Toshiaki、Takada Kazuki、Nakanishi Ryota、Oki Eiji、Okamoto Tatsuro、Akazawa Kouhei、Lyle Stephen、Ling Yiwei、Takabe Kazuaki、Okuda Shujiro、Wakai Toshifumi、Tsuchida Masanori
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 ページ: 1005
  • DOI: 10.1038/s41598-017-18560-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mycophenolate mofetil as a therapeutic agent for interstitial lung diseases in systemic sclerosis (2018)
  • 著者名/発表者名: Ueda Takahiro、Sakagami Takuro、Kikuchi Toshiaki、Takada Toshinori
  • 雑誌名: Respiratory Investigation 巻: 56 ページ: 14～20
  • DOI: 10.1016/j.resinv.2017.11.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Diagnostic predictors of Legionella pneumonia in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyashita Naoyuki、Horita Nobuyuki、Higa Futoshi、Aoki Yosuke、Kikuchi Toshiaki、Seki Masafumi、Tateda Kazuhiro、Maki Nobuko、Uchino Kazuhiro、Ogasawara Kazuhiko、Kiyota Hiroshi、Watanabe Akira
  • 雑誌名: Journal of Infection and Chemotherapy 巻: 24 ページ: 159～163
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2017.12.009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] EGFR-TKI耐性症例の再生検の実施率、組織診と細胞診のCobas法による一致率を検討する観察研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小山建一、三浦理、庄子聡、佐藤和弘、石川大輔、宮林貴大、岡島正明、岩島明、牧野真人、市川紘将、野嵜幸一朗、近藤利恵、渡部聡、田中洋史、菊地利明
  • 学会等名: 第59回日本肺癌学会学術集会
• [学会発表] 新潟市における慢性閉塞性肺疾患に対する地域医療連携の取り組み (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤戸信宏、大嶋康義、坂井邦彦、横田樹也、大平徹郎、渡部聡、小屋俊之、菊地利明
  • 学会等名: 日本呼吸ケア・リハビリテーション学会学術集会
• [学会発表] 気道炎症による抗PD-1抗体の抗腫瘍効果への影響の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 有田将史、渡部聡、高橋美帆、庄子聡、野嵜幸一郎、市川紘将、近藤利恵、田中純太、小屋俊之、菊地利明
  • 学会等名: 第77回日本癌学会学術総会
• [学会発表] A phase II study evaluating continuation of EGFR-TKIs beyond progressive disease followed by the addition of CDDP+PEM+Bev (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Shoji, S. Watanabe, K. Nozaki, K. Ichikawa, R. Kondo, S. Miura, M. Okajima, T. Abe, H. Tanaka, J. Tanaka, H. Yoshizawa, H. Kagamu, T. Kikuchi;
  • 学会等名: The 19th World Conference on Lung Cancer
  • 国際学会
• [学会発表] 非結核性抗酸菌症 (2018)
  • 著者名/発表者名: 菊地利明
  • 学会等名: 第93回日本結核病学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] QuantiFERON-TB Gold® Is useful tool for estimation of neutralizing anti-IFN-g autoantibodies among patients with disseminated nontuberculous mycobacterial disease (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshizawa, T. Sakagami, A. Aoki, K. Shima, N. Aoki, T. Koya, T.Hasegawa, T. Kikuchi
  • 学会等名: American Thoracic Society International Conference
  • 国際学会
• [図書] 今日の処方（改訂第6版） (2019)
  • 著者名/発表者名: 菊地利明
  • 総ページ数: 904
  • 出版者: 南江堂
  • ISBN: 4524251197
• [図書] 呼吸器疾患最新の治療2019-2020 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小泉健、菊地利明
  • 総ページ数: 534
  • 出版者: 南江堂
  • ISBN: 978-4-524-24557-4
• [図書] 診療ガイドライン UP-TO-DATE 2018-2019 (2018)
  • 著者名/発表者名: 茂呂寛，菊地利明
  • 総ページ数: 1037
  • 出版者: メディカルレビュー社
  • ISBN: 978-4-7792-2008-1
• [備考] 新潟大学大学院医歯学総合研究科 呼吸器・感染症内科学分野
  • URL: https://www.med.niigata-u.ac.jp/resp/welcome.html