Japanese Journal of Biological Psychiatry Vol.31, No.1, 2020

12

特集 1

アジア圏で国際共同臨床研究を行う意義：Asian Consortium on MRI studies in Psychosis, ACMP

3 ．Why are collaborative studies in Asian countries needed? The concept andframework of the Asian Consortium on MRI studies in Psychosis（ACMP）
小池 進介，森田健太郎，植松 明子 ，北島 和俊 ，平野 羊嗣 ，
8）
8）
8）
9）
4，5）
笹林 大樹 ，高橋努 ，高柳陽一郎 ，佐久間 篤 ，岡田 直大
，
1）
1）
9）
7）
8）
2 〜 5）
伸哉 ，上野 雄己 ，松本 和紀 ，鬼塚 俊明 ，鈴木 道雄
笠井 清登
1 〜 4）

吉野

5，6）

1）

7）

7）

抄録：これまでの MRI 多施設共同メガスタディで，統合失調症脳病態について一般化可能性のある結果が得られるようになってきた。しかし，これらの共同研究のほとんどは欧米諸国から発信されてきた。アジア精神病 MRI 研究コンソーシアム（ACMP）は 2018 年に立ち上げ，2019 年現在，14 施設が参加を表明している。アジア諸国で多施設共同 MRI 研究を行う意義として，生物学的類似性，大きなサンプルサイズ，小さい違法薬物の影響，似た医療環境・社会学的背景，精神科医と研究者の距離の近さ，が挙げられる。予備集計では，初回エピソード精神病 700 名および健常対象者 1,000 名の T1 強調画像が解析可能である見積りである。大規模データに対応して，データベースと前処理パイプライ
ン，倫理的配慮に関する管理体制，研究者間コミュニケーションの促進を構築してきた。今後，統合失調症の生物学的基盤を新たに見いだし，バイオマーカー候補を臨床応用できることを期待している。
日本生物学的精神医学会誌 31（1）：12‑19, 2020
Key words：multi‑center study，schizophrenia，magnetic resonance imaging，
first‑episode psychosis，ultra‑high risk for psychosis，Asian ethnicity

Why are collaborative studies in Asian countries needed? The concept and framework of the Asian Consortium on MRI studies in
Psychosis（ACMP）
1）東京大学大学院総合文化研究科進化認知科学研究センター（〒 153‑8902 東京都目黒区駒場 3‑8‑1）Shinsuke Koike, Akiko
Uematsu, Shinya Yoshino, Yuki Ueno：Center for Evolutionar y Cognitive Sciences, Graduate School of Art and Sciences, The
University of Tokyo. 3‑8‑1, Komaba, Meguro‑ku, Tokyo 153‑8902, Japan
2）東京大学こころの多様性と適応の統合的研究機構（〒 153‑8902 東京都目黒区駒場 3‑8‑1）Shinsuke Koike, Kiyoto Kasai：
University of Tokyo Institute for Diversity & Adaptation of Human Mind（UTIDAHM）. 3‑8‑1, Komaba, Meguro‑ku, Tokyo 153‑8902,
Japan3）東京大学人間行動科学研究拠点（〒 153‑8902 東京都目黒区駒場 3‑8‑1）Shinsuke Koike, Kiyoto Kasai：University of Tokyo
Center for Integrative Science of Human Behavior（CiSHuB）. 3‑8‑1, Komaba, Meguro‑ku, Tokyo 153‑8902, Japan
4）東京大学ニューロインテリジェンス国際研究機構（〒 113‑8654 東京都文京区本郷 7‑3‑1）Shinsuke Koike, Naohiro Okada,Kiyoto Kasai：The International Research Center for Neurointelligence（WPI‑IRCN）, Institutes for Advanced Study（UTIAS）,
University of Tokyo. 7‑3‑1, Hongo, Bunkyo‑ku, Tokyo 113‑8654, Japan
5）東京大学大学院医学系研究科精神医学分野（〒 113‑8655 東京都文京区本郷 7‑3‑1）Kentaro Morita, Naohiro Okada, Kiyoto
Kasai：Department of Neuropsychiatry, Graduate School of Medicine, University of Tokyo. 7‑3‑1, Hongo, Bunkyo‑ku, Tokyo 113‑
8655, Japan
6）東京大学医学部附属病院リハビリテーション科（〒 113‑8655 東京都文京区本郷 7‑3‑1）Kentaro Morita：Department of
Rehabilitation, University of Tokyo Hospital. 7‑3‑1, Hongo, Bunkyo‑ku, Tokyo 113‑8655, Japan
7）九州大学大学院医学研究院精神病態医学（〒 812‑8582 福岡市東区馬出 3‑1‑1）Kazutoshi Kitajima, Yoji Hirano, Toshiaki
Onitsuka：Department of Neuropsychiatry, Graduate School of Medical Sciences, Kyushu University. 3‑1‑1, Maidashi, Higashiku,
Fukuoka 812‑8582, Japan
8）富山大学大学院医学薬学研究部神経精神医学講座（〒 930‑0194 富山市杉谷 2630）Daiki Sasabayashi, Tsutomu Takahashi,
Yoichiro Takayanagi, Michio Suzuki：Department of Neuropsychiatr y, University of Toyama Graduate School of Medicine andPharmaceutical Sciences. 2630, Sugitani, Toyama 930‑0194, Japan
9）東北大学大学院医学系研究科精神神経学分野（〒 980‑8575 宮城県仙台市青葉区星陵町 2‑1）Atsushi Sakuma, Kazunori
Matsumoto：Department of Psychiatry, Tohoku University Hospital. 2‑1, Seiryomachi, Aoba‑ku, Sendai, Miyagi 980‑8575, Japan【小池 進介 E ─ mail：skoike‑tky@umin.ac.jp】

日本生物学的精神医学会誌

1．多施設共同脳画像研究をする意義
磁気共鳴画像（MRI）の発展により精神疾患の脳病態が徐々に明らかとなってきた。例えば統合失調症では，特に前頭側頭葉領域や皮質下領域に脳構造・
7，26，28，34）。
機能の異常があることが明らかとなった
しかしながら，現在の脳画像計測・解析技術では，

31 巻 1 号

13

計測環境，臨床アウトカム取得などのノウハウが共有しやすい，（2）精神科医が臨床研究を並行して行っていることが多く，臨床に資する仮説が立て共有しやすい，などが挙げられる。
ア ジ ア 精 神 病 MRI 研 究 コ ン ソ ー シ ア ム（TheAsian Consor tium on MRI studies in Psychosis：
ACMP，http：//asia‑mri‑consortium.net/） は
2018 年に立ち上がった。当初は，これまでの多施
設共同研究をベースにした FEP や UHR の MRI 研

時間的，空間的分解能がどちらも十分ではなく，病態や疾患異種性の解明というところまでは至ってい12）ない 。そのため，鑑別診断や病状把握などの臨床で用いられるバイオマーカーの開発には至っていなが，現在は統合失調症
スペクトラム全般に拡げている。2019 年 8 月現在，

い。近年，機械学習や深層学習の手法が身近になっ19）
たが ，十分な検出力を得るためには，サンプリン
グバイアスや測定バイアスを除外し，汎化可能な結4 か国／地域から，14 施設が参加を表明している（表1）。予備的な推計だと，FEP 700 名および健常対照
1,000 名の T1 強調画像が利用可能となる見込みで果を得て，さらには疾患異種性を明らかにするため
1）に，多施設の大規模データが必須である 。
近 年，2 つ の 多 施 設 大 規 模 研 究（Enhancing
Neuro Imaging Genetics through Meta‑Analysis（ENIGMA，n ＝ 4,568） お よ び Cognitive Genetics
Collaborative Research Organization in Japan（COCORO，n ＝ 2,564））の発表から，統合失調症の皮質下体積特徴について極めて一貫した結果が得7，26）られた 。一般健常と比して統合失調症では，海馬，
扁桃体，視床，側坐核の体積が減少している一方，淡蒼球の体積が増大していることがわかった。この程度の大規模サンプルによる結果から，人種，医療や社会的背景，疾患異種性を超えた統合失調症の特徴が見いだされることがわかった。さらに，淡蒼球
体積の左右差は，初回エピソード等精神病（First
Episode Psychosis：FEP），精神病ハイリスク（Ultraある。このコンソーシアムに向け筆者らは，（1）デー
タ共有および前処理パイプラインの確立，（2）プロ
ジェクトおよび倫理審査状況の管理，（3）ACMP内 の 研 究 者 交 流 の 促 進 を 行 っ て き た。 さ ら に，ACMP の利点を生かすため，臨床アウトカムデー
タの追加取得を行う予定である。そのため，ACMPは統合失調症の病態を新たに明らかにできるだけでなく，臨床現場に即したバイオマーカーの発見ができるのではないかと考えている。本稿では，ACMPの紹介を行うとともに，今後の発展性について議論したい。

High Risk：UHR）（Sasabayashi et al., underreview），一般人口中の精神病様症状でも見られる
27）
ことがわかった 。そのため，こうした大規模研究の結果は，統合失調症の幅広い臨床病期スペクトラ
ムに対応する可能性をもつ。

2．アジア諸国で多施設共同研究を行う意義
これまでの多施設共同 MRI 研究は，米国や欧州
30）が主導して行われてきた 。アジア諸国で多施設共同 MRI 研究を行う意義として（1）ほぼすべての被験者がアジア人種であり生物学的な類似点が多く，正確な脳病態を捉えやすい可能性がある，（2）特に欧州と比較して大きなサンプルサイズを得やすい，
6）（3）違法薬物の影響がほとんどない ことが挙げられる。また，臨床研究全般にいえることとして，（1）
医療環境や社会学的背景が近く，被験者リクルート，究に着目していた

表1

日本

韓国

台湾

中国

計

14，23，26，33）

立ち上げ時点のMRIデータ推計
初発統合失調症

健常対照群

Kyushu56

92

Tohoku

45

33

Tokyo

30

250

Tokyo

10

100

Toyama64

64

Toyama

26

50

小計

231

589

Chonbuk

65<

50

Seoul

40

40

小計

105

90

Cheng Kung

50<

100<

Nat. Taiwan

60

130

小計

110

230

Huaxi

NA

NA

Peking200

70

Shanghai

70<

100<

小計

270

170

715<

1070<

Japanese Journal of Biological Psychiatry Vol.31, No.1, 202014

3．アジア精神病 MRI 研究コンソーシアム（ACMP）
a．参加施設現在日本，韓国，中国，台湾の 14 施設が ACMPに参画している（表 1）。ACMP の事務組織，取りまとめ，各種サーバーが東京大学に置かれている。
各国から 1 〜 3 名の Executive Committee（EC）委員が選出されており，年数回進捗について Web 会
議を行っている。2019 年より日本から各国へのサ
イトビジットや，国際学会などでの Face‑to‑faceの会議が開始され，具体的なデータのやり取りが始まった。
b．適格基準と除外基準

ACMP は各施設で実施している既存の MRI デー
タを集める形なので，明確な適格基準および除外基
準は定められていない。しかしこれまでの議論で，
年 齢， 性 別， 利 き 手， 診 断 名 と 診 断 方 法（ 例．
DSM‑IV‑TR，ICD‑10 等），診断日，入院の有無，
MRI 計測時の服薬量などは登録することになっている。特に FEP の基準として，MRI 計測時に（1）15 〜 45 歳，（2）60 か月以内の罹病期間，（3）初回治療であり，2 回以上の入院ではないこと，としてサンプルサイズの集計を行った。UHR について
も， 各 施 設 で の 判 断 方 法 の 確 認 を 行 っ た（ 例．
21，37））。
SIPS/SOPS，CAARMS 等除外基準についても，現在もしくは過去の頭部外傷，重症の脳血管性障害，治療を有する精神症状を伴う身体疾患，アルコール乱用および依存，違法薬物の使用および依存，けいれん発作，5 分以上の意
識障害，
電気けいれん療法や磁気刺激治療の治療歴，精神発達遅滞や病前推定 IQ が 70 以下と確認されたもの，などを記録することにした。
c．資料

ACMP では，ACMP データセンターに MRI および臨床データを集積し，適切にクオリティチェック，
前処理を行い，許諾に応じてデータを研究者に提供する形となっている。多くは T1 強調画像および
rsfMRI の MRI データと，主な臨床症状データを想定している。T2 強調や拡散強調画像（DWI）のデー
タも管理可能である。臨床データについては各施設
で 異 な っ て い る が，the Positive and Negative
16）
Syndrome Scale お よ び the Global Assessment of
3）
Functioning を取得している施設が多い。上記以外の臨床データ，神経心理データについても，適切に保管し，提供できるデータベースを構築している。
d．ACMP データを強化する追加臨床データの取得
アジア諸国での臨床研究体制を利活用し，ACMP
では追加の臨床転帰を取得する予定である。その候補として，再入院，自殺企図／既遂，症状寛解，機能回復を検討しており，MRI 計測から 1，2，5 年
後の情報取得を目指す。取得方法はカルテ参照および現在通院中の医療機関への照会を行う。
薬物療法と脳構造・機能の関係が指摘され続けたが，これまで縦断研究で長期の薬物療法と脳構造の4，15）関係を経時的に示した研究はほとんどない。薬
物療法の換算量および脳構造・機能は，重症度，入院回数などとも相関するため，自然経過の中では真の関連を見つけるのが困難になる。しかしながら，ランダム化比較試験などの統制された条件で脳構造・機能の変化を検討することもやはり困難である
18，32），高品質の縦断臨床データを持った縦断脳ため構造・機能データは非常に有用であると考える。こ
うしたデータが十分（概算では 200 サンプル以上）
17）
20）
集まれば，共分散構造分析 ，傾向スコア分析などの高度な統計手法を用いて薬物療法と脳構造・機能の関係を明らかにできると考えられる。そのため，可能な施設に限定されるが，縦断 MRI データとその間の薬物処方歴，その他のイベントを集積する必要がある。
e．MRI 解析パイプライン
ACMP では，4 つの MRI データサーバー（データストレージ，前処理，配布，およびバックアップ）を設置する予定である（図 1）。うち前者 2 つは設
置済みで，さまざまな検証を行っており，T1 強調，T2 強調，DWI，rsfMRI 等のデータを取り扱うことが可能である。近年，特にマルチモダリティでより生物学的に意味のある情報を得る手法が開発されて2）
きており ，サンプルサイズとともにこれらの手法の重要性が注目されている。ACMP パイプライン
13）
2）
では，HCP ，UK Biobank ，その他既存の前処理
8，9，35）。
ソフトウェアを組み合わせている
f．倫理的配慮とデータ配布
現在，臨床 MRI データについてはさらなる倫理25，29，31）。特に，研究計的配慮が求められてきている
画変更時のインフォームド・コンセント，データのオープン化，個人情報の取り扱いなど，精神医学領域だけでなく脳科学領域も，欧米諸国を巻き込んで議論が繰り広げられている。

日本生物学的精神医学会誌
Komaba, UT

MRI & Clinical dataHosp, UTMRI & Clinical data

Site CMRI & Clinical data

Site D

MRI & Clinical data

Site E

MRI & Clinical data

31 巻 1 号

15

Clinical data

Data storage
Komaba, UT

Raw MRI data…

Preprocessing
Komaba, UT

Raw data

Clinical data server
Komaba, UT

dcm to bids

T1W/T2W file

DWI file

rsfMRI filejson file

Data check
Cleaning

Automatic pre QC software(Anomaly, motionartifact)

QC T1W/T2W(Hosp, UT)
Several preprocessing will
be passed into hypercomputing system in the UTPreprocess*• T1W/T2W

QC rsfMRI(Hosp, UT)

QC DWI(SNU)•

Preprocess
DWI

MRI info•

Preprocess
rsfMRI*Defacer will be implemented.

Distribution storage
Komaba, UT

EC review and approval

Backup storage
Outside of Komaba, UT

図 1 ACMP パイプライン
略語：UT： 東京大学，T1W：T1 強調画像，T2W：T2 強調画像，rsfMRI：安静時機能結合画像，QC：クオリ
ティチェック，EC：ACMP 執行委員会（Koike, et al 17））

ACMP 設立時は大きく検討していなかったが，倫理審査状況が機関だけでなく国によって大きく異なることがわかった。例えば先に紹介した日本国内の共同研究では，新たに共同研究機関やデータベースを追加登録する際には，いわゆる研究計画の軽微修正ということで，各被験者に改めてインフォーム
ド・コンセントを必ずしも得る必要はないことが多かった。さらに近年ではオプトアウト制度によりこ
うした改訂が起こりえることを同意取得時に説明し，改訂時には研究室の Website 等に掲示することもある。しかしながら，日本以外ではオプトアウト
制度は存在しないようで，インフォームド・コンセン
トの再取得が必要な可能性もある。
日本で 2015 年に改訂された個人情報保護法では，
MRI 構造画像から再構築できる顔情報が個人情報になりうることになっている。そのため，顔情報の削除を今後検討する必要がある。
g．現在進行中のプロジェクト
ACMP ではすでに 9 つの個別プロジェクトを進行させる予定であるが，ここでは ACMP 全体にかかわるプロジェクトを紹介する。
①機種間差・プロトコル間差の補正
多施設共同研究では，計測バイアスとサンプリン

グバイアスは常に混入してくる。計測バイアスは，
たとえ MRI 機種，ヘッドコイル，プロトコルをすべて統一した場合でも生じる。近年の rsfMRI を用いた報告で，こうした計測バイアスによる信号変化
は，統合失調症やうつ病からくる信号変化よりも大36）
きいことがわかった。 そのため，これまでの多施
設共同研究では，一般線形モデル，ベイズ推定によ10，11），サンプル分割による探索的 ‑るバイアス除去
7，26）。
確証的解析，メタ解析などが用いられてきた機械学習においても，施設間クロスバリデーション（n‑1 の施設データを用いて分類器を作成し，残り1 施設のデータを用いて分類器を検証すること）によって過学習を防ぐ必要があることが提案されてい1）
る 。同じ被験者がすべて（もしくは複数の）共同研究施設を回って MRI 撮像を受け，補正データとして用いる巡業被験者のアプローチは，上記の手法
より効果的に計測バイアスやサンプリングバイアスを検出できるとされているが，非常に負担が大きい36）
ことが課題である 。
②アジア人種テンプレートの作成
現在ある MRI テンプレートの大部分は白人人種のデータから作成されている。より小さく，深部の脳領域を検討する際に，テンプレートを用いた解析の人種間差に注意する必要がある。筆者らはこれまJapanese Journal of Biological Psychiatry Vol.31, No.1, 2020

16

50 Asian Averaged image

126

150

107

MNI 152 template

129

図2

173

122

アジア人種サンプルと MNI152 テンプレートの頭蓋内サイズの比較

左右，前後，上下の比率はそれぞれ，1：1.19：0.85 と 1：1.34：0.95 である。
（Koike, et al 17））

で，既存のテンプレート から割り出した中脳腹側被蓋野の解剖学的位置はアジア人種にはマッチしないことを明らかにし，アジア人種用の ROI テン
24）
プレートを作成した 。実際，図 2 のように，アジア人種の T1 強調画像を平均化した頭蓋内サイズ
5）は，MNI 標準脳 とは異なっている。そのため，
ACMP サイトの MRI データが出そろった時点で，アジア人種テンプレートの作成を進める予定であ
る。
22）

3．考察
本稿では，精神科領域で初となるアジア国際共同
研究コンソーシアムである ACMP について概説した。ACMP の強みとして，大部分がアジア人種であること，医療および社会的背景が近いこと，大規
模なサンプルサイズが見込めること，違法薬物利用歴が少ないことが挙げられる。臨床部門と研究部門
19）が綿密に連携できる利点を生かし ，臨床転帰や縦断 MRI データの追加取得を目指す。大規模な MRIおよび臨床データセットに対応するため，それぞれにデータベースおよび解析パイプラインを構築し，高品質のデータセットが迅速に提供できる仕組みを整えた。その中で，機種間・プロトコル間差，アジ
ア人種テンプレートの作成に対応していきたいと考えている。またこの仕組みを通じて，（1）統合失調症圏以外への拡張，（2）MRI 以外への拡張，が計画されている。こうした取り組みにより，統合失調症の生物学的特徴をさらに明らかにし，臨床応用可
能なバイオマーカー候補の発見に結び付けたいと考えている。
謝辞：ACMP は，日本科学技術振興会科学研究費 補 助 金（Grant No. JP19H03579；JP16H06395，
JP16H06399，JP16K21720JP & JP16H06280）および
日本医療研究開発機構（Grant No. JP19dm0107120，
JP19dm0307001，JP19dm0307004，JP19dm0207069）の支援によって行われている。
利益相反：開示すべき利益相反は存在しない。
文

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an At‑Risk Mental State：A Multicenter Study. Biol

chiatry, 39：964‑971.

Psychiatry, 82：737‑745.

日本生物学的精神医学会誌31 巻 1 号

19■ ABSTRACT
Why are collaborative studies in Asian countries needed?
The concept and framework of the Asian Consortium on MRI studies in Psychosis（ACMP）

Shinsuke Koike，Kentaro Morita

1 〜 4），Akiko Uematsu ，Kazutoshi Kitajima ，Yoji Hirano ，

5, 6）

1）

7）

7）

Daiki Sasabayashi ，Tsutomu Takahashi ，Yoichiro Takayanagi ，Atsushi Sakuma ，Naohiro Okada
8）

8）

8）

9）

，

4, 5）

Shinya Yoshino ，Yuki Ueno ，Kazunori Matsumoto ，Toshiaki Onitsuka ，Michio Suzuki ，Kiyoto Kasai
1）

1）

9）

7）

8）

2 〜 5）

1） Center for Evolutionary Cognitive Sciences, Graduate School of Art and Sciences, The University of Tokyo
2） University of Tokyo Institute for Diversity & Adaptation of Human Mind（UTIDAHM）
3） University of Tokyo Center for Integrative Science of Human Behavior（CiSHuB）
4） The International Research Center for Neurointelligence（WPI‑IRCN）, Institutes for Advanced Study（UTIAS）,
University of Tokyo
5） Department of Neuropsychiatry, Graduate School of Medicine, University of Tokyo
6） Department of Rehabilitation, University of Tokyo Hospital
7） Department of Neuropsychiatry, Graduate School of Medical Sciences, Kyushu University8） Department of Neuropsychiatry, University of Toyama Graduate School of Medicine and Pharmaceutical Sciences
9） Department of Psychiatry, Tohoku University HospitalMulti‑center mega studies using magnetic resonance imaging（MRI）have found generalizable characteristics of brain
alterations in psychiatric disorders regardless of the heterogeneity；however, most of the multi‑center MRI studies arelaunched by the institute（s）in Western‑Europe countries. The Asian Consortium on MRI studies in Psychosis（ACMP）
project was launched in 2018 and 14 institutes already agreed to participation. The strengths of the ACMP compared toexisting MRI collaborative studies in psychiatry are（1）biological similarity,（2）larger sample size,（3）less effect ofillegal drug use,（4）similar medical environment and cultural background and easier to share the methods andexperience, and（5）closer relationship between researchers and clinicians. At the preliminar y estimation, 700 T1‑
weighted images for patients with FEP and 1,000 healthy controls will be available. For the consortium, we have built up（1）data sharing and preprocessing analysis pipeline,（2）project management and support for ethical review amendment, and（3）promoting academic communication and collaborative studies in the ACMP. The ACMP is the first Asian international
multi‑center clinical neuroimaging study in psychiatry and can provide novel findings for identifying biological basis of
schizophrenia and to find the candidates for clinical applications in bed side.
（Japanese Journal of Biological Psychiatry 31（1）：12 ─ 19, 2020）