Development of a new diagnostic method for uveitis using artificial intelligence and omics analysis

利用人工智能和组学分析开发葡萄膜炎新诊断方法

• 批准号: 22K09840
• 负责人: 臼井 嘉彦
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K09840/
• 关键词: ぶどう膜炎; オミックス解析; 人工知能

ぶどう膜炎は視力障害の主要な原因疾患の１つであるが、診断や治療効果判定に確立したバイオマーカーや治療法は未だない。様々な種類のぶどう膜炎において単一マーカーでの診断には限界があり、ぶどう膜炎の多様性を正確に評価した個々の特徴と治療方針が重要となる。本研究では、各ぶどう膜炎の診断に重要なマルチバイオマーカーやプロファイルを明らかにするために、様々なオミックス解析（プロテオミクス、トランスクリプトミクス、メタボロミクス）を人工知能（機械学習）により解析することである。そして複数の情報を活用した高精度な診断システムを構築することで、マルチバイオマーカー探索と診断の数理モデルの方法論を同時に開発する。先行研究として、世界に先駆けてオミックス解析と人工知能解析を融合させ、バイオマーカー探索を行ってきたため、既に得られているオミックスデータを活用することができ、さらにぶどう膜炎の種類や症例数を増やしてオミックス解析を行う。人工知能によるぶどう膜炎診断を最適化し、個別化医療を実現するためには患者の層別化が必要である。マルチオミックス解析と治療反応性や生命予後などの臨床情報を統合解析し、これらの網羅的データを非階層クラスター解析などの解析手法を用いて次元圧縮し、WGCNAで機能的モジュール情報に変換するアプローチを用いることで、旧来の解析手法では解明できなかった診断へのアプローチが可能であると考える。クロスバリデーションのような評価試験（内部評価）だけでなく、独立して採取した検体および測定データを用いた外部評価も行い、精度検証を行い、その数理指標の汎用性の評価と一般化に向けた取り組みを行う。

葡萄膜炎是视力障碍的主要原因之一，但仍然没有确定的生物标志物或治疗方法用于诊断或治疗效果。使用单一标志物诊断各种类型的葡萄膜炎存在局限性，准确评估葡萄膜炎的多样性并制定个体特征和治疗策略非常重要。在本研究中，我们将使用人工智能（机器学习）来分析各种组学分析（蛋白质组学、转录组学、代谢组学），以阐明对每种类型葡萄膜炎的诊断重要的多生物标志物和概况。通过构建利用多种信息的高精度诊断系统，我们将同时开发多生物标志物发现方法和诊断数学模型。作为初步研究，我们在全球率先将组学分析和人工智能分析结合起来寻找生物标志物，因此我们能够利用已经获得的组学数据进一步调查葡萄膜炎病例的类型和数量. 增加样本数量并进行组学分析。患者分层对于利用人工智能优化葡萄膜炎诊断和实现个性化医疗是必要的。我们认为，一种将多组学分析与治疗反应和生命预后等临床信息相结合的方法，利用非层次聚类分析等分析方法降低这种综合数据的维度，并利用WGCNA将其转换为功能模块信息。通过使用它，可以进行使用传统分析方法无法阐明的诊断。除了交叉验证（内部评估）等评估测试外，我们还使用独立收集的样本和测量数据进行外部评估，以验证准确性，旨在评估数学指标的通用性并推广它，我们将开展新的举措。 。

项目成果

Adenovirus-Associated Uveitis with Necrotizing Retinitis.

腺病毒相关葡萄膜炎伴坏死性视网膜炎。

• DOI: 10.1016/j.ophtha.2022.12.020
• 发表时间: 2023
• 作者: Sugita S; Usui Y; Watanabe H; Panto L; Iida M; Suginoshita K; Koyanagi KO; Nishida A; Kurimoto Y; Takahashi M; Shindo T; Nishioka H; Takano M; Kezuka T; Goto H; Kitaichi N.
• 通讯作者: Kitaichi N.

Efficacy and Safety of Adalimumab for Exacerbation or Relapse of Ocular Inflammation in Patients with Vogt-Koyanagi-Harada Disease: A Multicenter Study

阿达木单抗治疗 Vogt-Koyanagi-Harada 病患者眼部炎症恶化或复发的疗效和安全性：一项多中心研究

• DOI: 10.1080/09273948.2022.2092007
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 3.3
• 作者: Nakai S; Takeuchi M; Usui Y; Namba K; Suzuki K; Harada Y; Kusuhara S; Kaburaki T; Tanaka R; Takeuchi M; Mizuki N; Nakai K; Goto H; Herbort CP Jr.
• 通讯作者: Herbort CP Jr.

Anti-TNF-α Therapy for Refractory Uveitis Associated with Behçet's Syndrome and Sarcoidosis: A Single Center Study of 131 Patients

抗 TNF-α 疗法治疗与白塞氏综合征和结节病相关的难治性葡萄膜炎：一项针对 131 名患者的单中心研究

• DOI: 10.1080/09273948.2020.1791346
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 3.3
• 作者: Kunimi K; Usui Y; Asakage M; Maehara C; Tsubota K; Mitsuhashi R; Umazume A; Kezuka T; Sakai JI; Goto H.
• 通讯作者: Goto H.

血清を用いた眼サルコイドーシスのプロテオミクス解析

使用血清对眼结节病进行蛋白质组学分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 小松紘之;臼井嘉彦;山川直之;後藤浩
• 通讯作者: 後藤浩

Adalimumab treatment for chronic recurrent Vogt-Koyanagi-Harada disease with sunset glow fundus: A multicenter study

阿达木单抗治疗伴有日落辉光眼底的慢性复发性 Vogt-小柳-原田病：一项多中心研究

• 发表时间: 2022
• 影响因子: 0.4
• 作者: Takeuchi M; Nakai S; Usui Y; Namba K; Suzuki K; Harada Y; Kusuhara S; Kaburaki T; Tanaka R; Takeuchi M; Mizuki N; Nakai K; Goto H; Herbort CP Jr.
• 通讯作者: Herbort CP Jr.