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最終更新日: 2026年6月30日
著者: Alex P. Zijdenbos, Ph.D., Jean-Philippe Coutu, Ph.D., Simone P. Zehntner, Ph.D., Cecile Monpays, M.Sc., Carolann McNicoll, M.Sc., Barry J. Bedell, M.D., Ph.D., Parkinson’s Precision Medicine Initiative (PPMI) 向け..
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主なポイント

  • DaT SPECTは、ドーパミントランスポーター密度に関する貴重な知見を提供する、確立された広く利用可能な臨床ツールである。SBRを測定するための2つの異なるデータ処理方法により、臨床研究のデザインに最適な処理技術を選択することが可能となる。

  • 被験者来院時の3DT1 MRI登録を伴うDaT SPECTと、被験者来院時の3DT1 MRI登録を伴わないDaT SPECTのいずれの画像処理法も、パーキンソン病(PD)の進行を確実に追跡することができ、疾患修飾療法を評価する臨床試験において有用なバイオマーカーとなり得る。

  • 被験者来院時の3DT1登録画像処理を伴うDaT SPECTも、これを伴わないDaT SPECTも、いずれも臨床データと組み合わせて、患者スクリーニングおよび無作為化時の診断確定に活用することができる。

DaTscan([123I]イオフルパン)SPECTイメージングは、ドーパミン輸送体に結合することで、線条体内のシナプス前ドーパミン作動性神経終末を可視化することを可能にする。 この検査法は、本態性振戦(ET)など、ドーパミン作動性機能障害を伴わない疾患と区別することで、パーキンソン病(PD)を含むパーキンソン症候群の診断を支援するために広く利用されている。 定量分析は通常、線条体結合比(SBR)に基づいて行われます。SBR は、特異的取り込みと非特異的取り込みの比率として定義され、後者は通常、後頭葉に基づいて算出されます。

臨床試験では、SBRは被験者の選定、層別化、無作為化、および有効性評価に頻繁に用いられる。スクリーニング段階においてドーパミン作動性機能障害を正確に特定することは、疾患の初期段階でよく見られるフェノコピー(類似症状)の組み入れを最小限に抑えるために極めて重要である。 標準的なSBR推定には、解剖学的関心領域(ROI)の定義が必要であり、これは通常、DaTscan画像を被験者固有のT1強調(3DT1)MRIにレジストレーションすることで行われる。しかし、MRI撮影はコスト、実施上の複雑さ、患者の負担を増大させるほか、一部の被験者では禁忌となるか、実施が現実的でない場合もある。 したがって、DaTscanのみを用いたワークフローは、アクセスのしやすさと効率性を向上させることができる。

我々は以前、被験者固有の解剖学的位置合わせに適した、剛体変換に基づく堅牢で完全自動化されたDaTscan-MRI登録法を開発した。本研究では、このアプローチを拡張して9パラメータのアフィン変換を推定し、DaTscan画像を被験者とは異なる解剖学的基準に登録することを可能にした。 テンプレートに基づくROIの配置は被験者間の解剖学的変動の影響を受ける可能性があるが、DaTscan SPECT画像の空間解像度は比較的低いため、信頼性の高いSBRの推定は依然として可能であると考えられる。

パーキンソン病進行マーカー・イニシアチブ(PPMI)研究から得られたDaTscan SPECTおよび解剖学的MRIデータ(被験者101名からの305スキャン)を用いて、被験者固有のMRIレジストレーションによって導出されたSBR値と、我々の「MRIレス」なテンプレートベースの手法を用いて得られたSBR値とを比較した。

すべてのスキャンは、被験者固有のMRIデータを用いずに、124件のPPMIスキャンから構築された解剖学的テンプレートのみに基づいて正常に処理された。被験者固有のMRIデータを使用した場合と使用しなかった場合で算出されたSBR値は、後頭葉を基準領域として用いた際に強い線形相関(r = 0.94)を示し、極めて良好な一致が見られた。

解剖学的テンプレートへのアフィン登録を用いた「MRIレス」DaTscan SBR定量化は実行可能であり、MRIに基づく解析と同等の結果が得られる。このアプローチにより、コスト、物流面での負担、および患者への不便が大幅に軽減され、パーキンソン病の臨床試験におけるDaTscan定量化のより広範な導入が促進されるだろう。

スライドプレゼンテーション

背景

DaTscan([123I]イオフルパン)は、シナプス前ニューロンのドーパミン輸送体(DaT)に結合する放射性医薬品であり、線条体内のドーパミン作動性神経終末を可視化することを可能にする。 この方法は、パーキンソン病(PD)や多系統萎縮症(MSA)などのパーキンソン症候群の診断において、本態性振戦(ET)やその他の非変性疾患など、類似した症状を示すがドーパミン作動性ニューロンの喪失を伴わない疾患と区別するために特に有用である。 DaTscan(本発表ではDaT SPECTとも呼ばれる)は広く利用可能であり、臨床的有効性が実証されている。

神経終末の図解

パーキンソン病(PD)におけるドーパミン作動性系の研究で使用される放射性トレーサーを示す神経終末。ドーパミントランスポーター(DaT)は、[123I]FP-CIT(DaTscan SPECT)によって標識される。 パーキンソン病における[18F]DOPA PETの臨床試験より転載 。

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データソース

本プレゼンテーションの作成に使用されたデータは、 パーキンソン病進行マーカー・イニシアチブ(PPMI)から得られたものです 。PPMIは2010年に発足し、米国、欧州、イスラエル、オーストラリアで実施されています。 本研究は 、マイケル・J・フォックス・パーキンソン病研究財団(The Michael J. Fox Foundation for Parkinson’s Research )の支援を受けており 、パーキンソン病治療薬開発に関わる関係者のコンソーシアムから同財団への指定寄付によって実現しています。PPMIは、コネチカット州ニューヘイブンにある神経変性疾患研究所(Institute for Neurodegenerative Disease)の所長兼上級科学者であるケン・マレク医学博士(Principal Investigator)が主導しています。 PPMIの主な目的は、パーキンソン病のリスク、発症、進行に関する生物学的マーカーを特定すること(これらは、より優れた新規治療法の開発に不可欠なツールである)とともに、広範な研究コミュニティに包括的かつ標準化された縦断的データセットと生体試料ライブラリを提供し、画期的な成果を加速させ、新たな知見の臨床応用に向けた検証を可能にすることである。


キーワード

アフィン登録: 並進、回転、拡大・縮小、せん断を許容する画像登録法。

DaTscan SPECT: [123I]イオフルパネを用いて線条体におけるドーパミン輸送体の利用能を可視化し、パーキンソン症候群の評価を支援する核医学画像診断法。

DaT SPECT イメージング: パーキンソン病の診断、スクリーニング、および臨床試験研究において、ドーパミン輸送体の結合を測定するために用いられる単一光子放出コンピュータ断層撮影(SPECT)。

ドーパミン作動性欠損: シナプス前ドーパミン作動性神経終末の喪失または機能障害を示す、ドーパミン輸送体シグナルの低下。

MRIを必要としないDaTscan解析: 被験者固有の解剖学的MRIスキャンを必要とせずにSBRを推定する、DaT SPECTの画像処理ワークフロー。

神経画像バイオマーカー: 脳内の疾患に関連する生物学的変化を定量化するために用いられる、画像から導出された指標。

パーキンソン病(PD): ドーパミン作動性ニューロンの喪失および、振戦、固縮、運動緩慢、姿勢不安定性などの関連する運動症状を特徴とする進行性神経変性疾患。DaT SPECT イメージングは、パーキンソン症候群におけるドーパミン作動性欠損の評価を支援することができる。

パーキンソン病の進行イメージング: パーキンソン病におけるドーパミン作動性機能の経時的変化を、画像に基づいて評価すること。

PIANO™画像処理: DaT SPECTを含む神経画像データの高スループット解析に使用される、モジュール式の自動画像処理プラットフォーム。

PPMI研究: パーキンソン病進行マーカー・イニシアチブ(Parkinson’s Progression Markers Initiative)。パーキンソン病のリスク、発症、および進行に関するバイオマーカーを特定することを目的とした縦断的研究。

関心領域(ROI)解析: 線条体、被殻、尾状核、淡蒼球などのあらかじめ定義された解剖学的領域に基づく定量解析。

SBR定量化: DaT SPECT画像から線条体結合比SBR 値を算出し、ドーパミン作動性機能障害を評価し、疾患の進行をモニタリングすること。

線条体結合比(SBR): 線条体領域における特異的トレーサー取り込みを、参照領域における非特異的取り込みと比較する定量的画像測定値。

SWEDD: ドーパミン作動性機能障害の証拠が見られないスキャン(Scans Without Evidence of Dopaminergic Deficit)。パーキンソン病の症状はあるものの、DaT イメージングにおいて予想されるドーパミン作動性神経細胞の喪失が認められない症例。

ボクセル単位のSBR解析: あらかじめ定義された領域だけでなく、脳のボクセル全体にわたるSBRの変化を評価する画像解析。


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