遺伝性網膜疾患の起源同定と人工知能を用いた世界三大民族基盤遺伝型表現型相関の解明

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22KJ2665
• 配分区分: 基金
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 藤波 優 慶應義塾大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2023-03-08 – 2024-03-31
• キーワード: 遺伝性網膜疾患 / 人工知能

研究実績の概要

本研究の目的は、7大陸27カ国の多民族に渡る遺伝性網膜疾患コホートにおいて、病的バリアントの起源・分散・民族性を同定すると伴に、人工知能を活用した遺伝型表現型相関構築を通じて、各民族を対象とした病態解明を世界規模で推し進める事である。
機械学習により、臨床画像から疾患重症度診断、原因遺伝子予測を構築し、日本人コホートにおいて、罹患率の高い遺伝子に対して、遺伝型表現型関連解析を実践する。本研究で構築される、世界規模でのゲノムデータを活用しての、疾患理解の推進、人口知能を活用する事により可能となる民族基盤遺伝型表現型相関の構築は、治療法が確立されていない難病解決モデルとして、大きなインパクトが予想され近未来では、遠隔医療の現場等で、APIを用いた一時スクリーニングが実現する事で、医療の質向上、医療費の削減の両者に大きく寄与する事が期待される。本研究はこれまでに、研究代表者が参画しているEast Asia Retinal Disease Consortium を含めた、Global Inherited Retinal Disease Consortium を活用し、症例リクルートが完了した。得られたデータの標準化が行われ、人工知能を用いた遺伝型相関の構築が実践された。対象として抽出された原因遺伝子群ごとに、重症度カテゴリーをアウトカムとして、画像のデイープラーニングが行われた。その結果、世界で初めてバリアントレベルでの診断支援システムが確立され、結果が成果として公表された。本研究に関連してこれまでに論文32報、著書10報、学会発表53回、招待講演8回が行われている。

研究成果

• [国際共同研究] SNUBH/SNUCM/Hanyang University College of Medicine(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: SNUBH/SNUCM/Hanyang University College of Medicine
  • 他の機関数: 12
• [国際共同研究] UCL Institute of Ophthalmology/Oxford Eye Hospital/Royal Liverpool University Hospitals(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: UCL Institute of Ophthalmology/Oxford Eye Hospital/Royal Liverpool University Hospitals
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] Peking Union Medical College Hospital/Third Military Medical University/Henan Provincial Eye Hospital(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: Peking Union Medical College Hospital/Third Military Medical University/Henan Provincial Eye Hospital
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] University of Nairobi(ケニア)
  • 国名: ケニア
  • 外国機関名: University of Nairobi
• [国際共同研究] Lions Eye Institute(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: Lions Eye Institute
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 2
• [雑誌論文] Distinct Clinical Effects of Two RP1L1 Hotspots in East Asian Patients With Occult Macular Dystrophy (Miyake Disease): EAOMD Report 4 (2024)
  • 著者名/発表者名: Fujinami-Yokokawa Yu、Joo Kwangsic、Liu Xiao、他
  • 雑誌名: Investigative Opthalmology & Visual Science 巻: 65 ページ: 41～41
  • DOI: 10.1167/iovs.65.1.41
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Quantification of Fundus Autofluorescence Features in a Molecularly Characterized Cohort of More Than 3000 Inherited Retinal Disease Patients from the United Kingdom (2024)
  • 著者名/発表者名: Woof William、de Guimares...、Fujinami-Yokokawa Yu、他
  • 巻: -
  • ページ: -
  • DOI: 10.1101/2024.03.24.24304809
• [雑誌論文] IQCB1 (NPHP5)-retinopathy: Clinical and Genetic Characterization and Natural History (2024)
  • 著者名/発表者名: Sen Sagnik、Fabozzi Lorenzo、Fujinami Kaoru、Fujinami-Yokokawa Yu、Wright Genevieve A.、Webster Andrew、Mahroo Omar、Robson Anthony G.、Georgiou Michalis、Michaelides Michel
  • 雑誌名: American Journal of Ophthalmology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.ajo.2024.03.009
• [雑誌論文] “Congenital Stationary Night Blindness: Structure, Function and Genotype ? Phenotype Correlations in a cohort of 122 patients.” (2024)
  • 著者名/発表者名: Katta Mohamed、de Guimaraes Thales AC.、Fujinami-Yokokawa Yu、Fujinami Kaoru、Georgiou Michalis、Mahroo Omar A.、Webster Andrew R.、Michaelides Michel
  • 雑誌名: Ophthalmology Retina 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.oret.2024.03.017
• [雑誌論文] Genetics, Clinical Characteristics, and Natural History of PDE6B-Associated Retinal Dystrophy (2024)
  • 著者名/発表者名: Hashem Shaima Awadh、Georgiou Michalis、Fujinami-Yokokawa Yu、Laich Yannik、Daich Varela Malena、de Guimaraes Thales A.C.、Ali Naser、Mahroo Omar A.、Webster Andrew R.、Fujinami Kaoru、Michaelides Michel
  • 雑誌名: American Journal of Ophthalmology 巻: 263 ページ: 1～10
  • DOI: 10.1016/j.ajo.2024.02.005
• [雑誌論文] Best Vitelliform Macular Dystrophy Natural History Study Report 1 (2024)
  • 著者名/発表者名: Laich Yannik、Georgiou Michalis、Fujinami Kaoru、Daich Varela Malena、Fujinami-Yokokawa Yu、Hashem Shaima Awadh、Cabral de Guimaraes Thales Antonio、Mahroo Omar A.、Webster Andrew R.、Michaelides Michel
  • 雑誌名: Ophthalmology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.ophtha.2024.01.027
• [雑誌論文] Phenotyping and genotyping inherited retinal diseases: Molecular genetics, clinical and imaging features, and therapeutics of macular dystrophies, cone and cone-rod dystrophies, rod-cone dystrophies, Leber congenital amaurosis, and cone dysfunction syndromes (2024)
  • 著者名/発表者名: Georgiou Michalis、Robson Anthony G.、Fujinami Kaoru、de Guimar?es Thales A.C.、Fujinami-Yokokawa Yu、Daich Varela Malena、Pontikos Nikolas、Kalitzeos Angelos、Mahroo Omar A.、Webster Andrew R.、Michaelides Michel
  • 雑誌名: Progress in Retinal and Eye Research 巻: 100 ページ: 101244～101244
  • DOI: 10.1016/j.preteyeres.2024.101244
• [雑誌論文] RBP3-Retinopathy?Inherited High Myopia and Retinal Dystrophy: Genetic Characterization, Natural History, and Deep Phenotyping (2024)
  • 著者名/発表者名: Georgiou Michalis、Fujinami Kaoru、Robson Anthony G.、Fujinami-Yokokawa Yu、Shakarchi Ahmed F.、Ji Marco H.、Uwaydat Sami H.、Kim Angela、Kolesnikova Masha、Arno Gavin、Pontikos Nikolas、Mahroo Omar A.、Tsang Stephen H.、Webster Andrew R.、Michaelides Michel
  • 雑誌名: American Journal of Ophthalmology 巻: 258 ページ: 119～129
  • DOI: 10.1016/j.ajo.2023.09.025
• [雑誌論文] Occult Macular Dysfunction Syndrome: Identification of Multiple Pathologies in a Clinical Spectrum of Macular Dysfunction with Normal Fundus in East Asian Patients: EAOMD Report No. 5 (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujinami-Yokokawa Yu、Yang Lizhu、Joo Kwangsic、Tsunoda Kazushige、Liu Xiao、Kondo Mineo、Ahn Seong Joon、Li Hui、Park Kyu Hyung、Tachimori Hisateru、Miyata Hiroaki、Woo Se Joon、Sui Ruifang、Fujinami Kaoru
  • 雑誌名: Genes 巻: 14 ページ: 1869～1869
  • DOI: 10.3390/genes14101869
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Stargardt macular dystrophy and therapeutic approaches (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujinami Kaoru、Waheed Nadia、Laich Yannik、Yang Paul、Fujinami-Yokokawa Yu、Higgins Joseph J、Lu Jonathan T、Curtiss Darin、Clary Cathryn、Michaelides Michel
  • 雑誌名: British Journal of Ophthalmology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1136/bjo-2022-323071
• [雑誌論文] KCNV2-associated retinopathy: genotype-phenotype correlations KCNV2 study group report 3 (2023)
  • 著者名/発表者名: de Guimaraes Thales A C、Georgiou Michalis、...、Fujinami-Yokokawa Yu、他
  • 雑誌名: British Journal of Ophthalmology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1136/bjo-2023-323640
• [雑誌論文] CERKL-Associated Retinal Dystrophy (2023)
  • 著者名/発表者名: Daich Varela Malena、Duignan Emma S.、De Silva Samantha R.、Ba-Abbad Rola、Fujinami-Yokokawa Yu、Leo Shaun、Fujinami Kaoru、Mahroo Omar A.、Robson Anthony G.、Webster Andrew R.、Michaelides Michel
  • 雑誌名: Ophthalmology Retina 巻: 7 ページ: 918～931
  • DOI: 10.1016/j.oret.2023.06.007
• [雑誌論文] CRB1-Associated Retinal Dystrophies: Genetics, Clinical Characteristics, and Natural History (2023)
  • 著者名/発表者名: Daich Varela Malena、Georgiou Michalis、Alswaiti Yahya、Kabbani Jamil、Fujinami Kaoru、Fujinami-Yokokawa Yu、Khoda Shaheeni、Mahroo Omar A.、Robson Anthony G.、Webster Andrew R.、AlTalbishi Alaa、Michaelides Michel
  • 雑誌名: American Journal of Ophthalmology 巻: 246 ページ: 107～121
  • DOI: 10.1016/j.ajo.2022.09.002
• [学会発表] 遺伝性網膜疾患患者における角膜電気刺激誘発電気反応 (2024)
  • 著者名/発表者名: 藤波（横川）優, 鈴木 泰賢, Jeffrey Farmer, 篠田啓, 角田和繁, 三宅養三, 藤波 芳
  • 学会等名: 第70回 日本臨床視覚電気生理学会
  • 国際学会
• [学会発表] Electrically Evoked Responses Elicited by Transcorneal Electrical Stimulation in Patients with Retinitis Pigmentosa. (2023)
  • 著者名/発表者名: Yu Fujinami-Yokokawa, Oscar Onyango, Yasutaka Suzuki1, Motosh Yamamoto, Kayoko Komatsu, Natsuki Maetani, Hisateru Tachimori, Hiroaki Miyata, Jeffrey Farmer, Kei Shinoda, Kazushige Tsunoda, Yozo Miyake, Kaoru Fujinami.
  • 学会等名: 60th Symposium of the International Society for Clinical Electrophysiology of Vision (ISCEV) 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Dark-adapted Full-field Stimulus Threshold in Ultra-low vision Patients with Retinitis Pigmentosa (2023)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Fujinami, Yu Fujinami-Yokokawa, Yasutaka Suzuki, Jeffrey Farmer, Kazushige Tsunoda
  • 学会等名: 60th Symposium of the International Society for Clinical Electrophysiology of Vision (ISCEV) 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Deep phenotyping of NR2E3 G56R-retinopathy in a Japanese patient (2023)
  • 著者名/発表者名: Kayoko Komatsu, Yu Fujinami-Yokokawa, Oscar Onyango, Yasutaka Suzuki, Gavin Arno, Nikolas Pontikos, Motoshi Yamamoto, Natsuki Maetani, Kazushige Tsunoda, Kaoru Fujinami
  • 学会等名: 60th Symposium of the International Society for Clinical Electrophysiology of Vision (ISCEV) 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Deep phenotyping of RBP3-retinopathy; inherited pathological myopia and retinal dystrophy (2023)
  • 著者名/発表者名: Motoshi Yamamoto, Yu Fujinami-Yokokawa, Oscar Onyango, Yasutaka Suzuki, Gavin Arno, Nikolas Pontikos, Kayoko Komatsu, Natsuki Maetani, Kazushige Tsunoda, Michel Michaelides, Kaoru Fujinami
  • 学会等名: 60th Symposium of the International Society for Clinical Electrophysiology of Vision (ISCEV) 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Full-Field Pupillary Light Responses in Patients with Retinitis Pigmentosa and Healthy Subjects. (2023)
  • 著者名/発表者名: Natsuki Maetani, Yu Fujinami-Yokokawa, Oscar Onyango, Yasutaka Suzuki, Motoshi Yamamoto, Kayoko Komatsu, Jeffrey Farmer, Kazushige Tsunoda, Kaoru Fujinami.
  • 学会等名: 60th Symposium of the International Society for Clinical Electrophysiology of Vision (ISCEV) 2023
  • 国際学会
• [学会発表] The electrophysiological and clinical features of CERKL-associated retinal dystrophy with genotype-phenotype associations. (2023)
  • 著者名/発表者名: Anthony G. Robson, Malena Daich Varela, Samantha De Silva, Emma Duignan, Rola Ba-Abbad, Yu Fujinami-Yokokawa, Shaun Leo, Kaoru Fujinami, Omar A Mahroo, Andrew R. Webster, Michel Michaelides.
  • 学会等名: 60th Symposium of the International Society for Clinical Electrophysiology of Vision (ISCEV) 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Electrically Evoked Responses Elicited by Transcorneal Electrical Stimulation in Patients with Retinitis Pigmentosa. (2023)
  • 著者名/発表者名: Yu Fujinami-Yokokawa, Oscar Onyango, Yasutaka Suzuki, Motoshi Yamamoto, Kayoko Komatsu, Natsuki Maetani, Hisateru Tachimori, Hiroaki Miyata, Jeffrey Farmer, Kei Shinoda, Kazushige Tsunoda, Yozo Miyake, Kaoru Fujinami.
  • 学会等名: Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO) 2023 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Dark-adapted Full-field Stimulus Threshold in Ultra-low Vision Patients with Retinitis Pigmentosa. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Fujinami, Yu Fujinami-Yokokawa, Yasutaka Suzuki, Jeffrey Farmer, Kazushige Tsunoda.
  • 学会等名: Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO) 2023 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Distinct clinical effect of two RP1L1 hotspots of East Asian Patients with Occult Macular Dystrophy (Miyake disease); Identification of variant-based genotype by deep learning. (2023)
  • 著者名/発表者名: Yu Fujinami-Yokokawa, Kwangsic Joo, Xiao Liu, Kazushige Tsunoda, Mineo Kondo, Izumi Naka, Jun Ohashi, Hisateru Tachimori, Hiroaki Miyata, Se Joon Woo, Ruifang Sui, Kaoru Fujinami.
  • 学会等名: The 68th Annual Meeting of Japanese Society of Human Genetics
  • 国際学会
• [学会発表] Occult Macular Dysfunction Syndrome: Identification of multiple causative genes of macular dysfunction with normal fundus. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Fujinami, Yu Fujinami-Yokokawa, Lizhu Yang, Kwangsic Joo, Kazushige Tsunoda, Xiao Liu, Mineo Kondo, Izumi Naka, Jun Ohashi, Satomi Inoue, Kazuki Yamazawa, Tatsuo Matsunaga, Hisateru Tachimori, Hiroaki Miyata, Se Joon Woo, Ruifang Sui.
  • 学会等名: The 68th Annual Meeting of Japanese Society of Human Genetics
  • 国際学会
• [学会発表] 重度網膜色素変性症における全視野光覚閾値 (2023)
  • 著者名/発表者名: 藤波 芳, 藤波 優, 鈴木泰賢, Xiao Liu, Oscar Onyango, Jeff Farmer, Michel Michaelides, 角田和繁
  • 学会等名: 第62回 日本網膜硝子体学会総会
  • 国際学会
• [図書] 網膜色素変性症の遺伝子治療. (2023)
  • 著者名/発表者名: 藤波 芳, 藤波（横川） 優, Nikolas Pontikos.
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 日本医師会雑誌 152巻7号, 2023年10月, pp.794-796.
• [図書] 黄斑ジストロフィ (2023)
  • 著者名/発表者名: 藤波（横川） 優, 藤波 芳, Nikolas Pontikos.
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 眼科エクレール 2巻, 2023年10月, pp.272-280.
• [図書] その他の黄斑ジストロフィ (2023)
  • 著者名/発表者名: 藤波（横川） 優, 藤波 芳
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 新編眼科プラクテイス11巻, 2023年10月, pp.214-219.