PubCaseFinder：
症例報告を活用した希少疾患診断補助システムの構築
ライフサイエンス統合データベースセンター、東京大学大学院

ライフサイエンス統合データベースセンター

ライフサイエンス統合データベースセンター

◯藤原豊史

山本泰智

金進東

東京大学

fujitoyo

高木利久

fujiwara@dbcls.rois.ac.jp

希少疾患は、診断率の向上が課題になっている。そこで近年では、エキソーム解析などの次世代シーケンサーを用いた遺伝学的検査が実施され診断率が向上しているが、結果の解釈は容易ではない。特に、疾患候補を数十から数百に絞り込んだ後に、患者の症状と類似性の高い症状が報告されている疾患をOrphanetやOMIMなどのデータベースで調べる必要があり、多くの手間を必要とする。また、調べたとしても、Orphanetなどは疾患に関連する症状を手動で集めているためにカバー率が低いことが問題となっている。そこで我々は、PubMedに登録されている100万件以上の症例報告から希少疾患に関連する症状を集め、そのデータを活用し患者の症状と類似する疾患を素早く検索できる「PubCaseFinder」を開発した。また、新規の疾患原因変異を同定するためには同じ症状・変異を持つ複数の症例を集める必要があるが、希少疾患の症例を集めるのは容易ではない。そこで、希少疾患名を含む30万件以上の症例報告を、症状・遺伝子名・変異情報を利用して効率的に検索できる機能も開発した。開発したシステム、その評価、外部との連携、および今後の展望について報告する。

[ 類似疾患検索結果ページ ][ トップページ ][ 類似症例報告検索結果ページ ]患者の症状を入力（複数可）
患者の症状は、表現型の異常に関する用語をまとめたHuman PhenotypeOntology（HPO）の用語を入力します。任意の文字列を入力すると、その文字列を含む全てのHPO用語がサジェスト表示されるので、簡単に症状を入力することができます。

患者の症状と類似する「希少疾患」が類似度順に表示される患者の症状と類似する「症例報告」が類似度順に表示される「患者の症状」と「疾患に紐付けられた症状」との類似度を計算し、類似度順に希少疾患を表示します。また、各疾患には疾患原因遺伝子が紐付けられているので、遺伝学的検査結果の候補遺伝子で対象疾患を絞り込むことがで「類似疾患検索結果ページ」で希少疾患名をクリックすると、その疾患に関連づけられた症例報告を対象に、「患者の症状」と「症例報告に含まれる症状」きます。との類似度を計算し、類似度順に症例報告を表示します。また各症例報告は、タイトル・アブストラクトに含まれる症状、遺伝子名、変異情報が紐付けられているので、それらを利用し対象症例報告を絞り込むことができます。

希少疾患に関するデータの不足
6,000 Diseases (Orphanet)
AREDYLD syndrome

Moyamoya disease

Matchmaker Exchangeとの連携「疾患ー症状」データの抽出結果
6,000 Diseases (Orphanet)

Wagner disease

Moyamoya disease

AREDYLD syndrome

PubCaseFinderの検索機能はREST APIとしても提供されている。同APIは症例交換のための世界的ネットワークであるMatchmaker Exchange (MME) に

Wagner disease

・・・・・・

採用され、症例交換プラットフォームであるPhenomeCentralおよびPatientArchiveで利用されている。

症状の類似度を計算

症状の類似度を計算

Patient

Patient

PhenomeCentral

https://phenomecentral.org「疾患ー症状」データの比較症例報告を活用したデータ収集
症例報告は、未知の症状、薬剤の副作用などを素早く報告するような場合に極めて有効な手段で、約180万件が出版済み（2017年9月時点）。

Orphanetデータ

症例報告データ

52,00070,000「疾患ー症状」
データ数

Distribution of number of case reports published per year in PubMed from 1905 to 2017

１つ以上の症状が割り当てられた希少疾患数

70000

50000

Orphanetデータ

Orphanetdデータ +症例報告データ

2,300

4,100

40000
30000

希少疾患数

20000

Patient Archive

http://patientarchive.org10000※ 希少疾患の総数は6,300

01905
1907
1909
1911
1913
1915
1917
1919
1921
1923
1925
1927
1929
1931
1933
1935
1937
1939
1941
1943
1945
1947
1949
1951
1953
1955
1957
1959
19611963
1965
1967
19691971
1973
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
2009
2011
2013
2015
2017

# of case reports

60000

Year

テキストマイニング手法を用いて、症例報告のタイトルとアブストラク

PubCaseFinderの類似疾患検索精度を評価

トから「疾患ー症状」データを抽出

情報抽出例 PMID: 26450280

青：希少疾患名、赤：表現型の異常

Title:
Pial Synangiosis Ameliorates Movement Disorders in the Absence of Prior Stroke inMoyamoya Disease.
Abstract:
Moyamoya disease is a rare cerebrovascular disease characterized by progressive
stenosis of the bilateral distal internal carotid arteries and their proximal branches. Bothchorea and dystonia have been reported as the initial presentation of moyamoya
disease. The objective was to define the clinical presentation and describe the disease
course following pial synangiosis of 3 patients with dyskinesias. A retrospective chart
review of 3 cases of patients presenting with movement disorders and ultimately
diagnosed with moyamoya disease was performed.
…

Moyamoya DiseasechoreaMyGene2から取得した114症例（症状、診断結果あり）を取得し、PubCaseFinderとOrphamizerの類似疾患検索精度を比較# 𝑜𝑓 𝐶𝑎𝑠𝑒𝑠 𝑤ℎ𝑖𝑐ℎ 𝑎𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑡ℎ𝑐𝑒𝑑 𝑤𝑖𝑡ℎ𝑖𝑛 𝑋
𝑅𝑒𝑐𝑎𝑙𝑙𝑋 =# 𝑜𝑓 𝐶𝑎𝑠𝑒𝑠

今後の予定

70%
60%

Orphamizer

PubCaseFinder

50%
40%
30%

•OMIMに含まれている遺伝性疾患を検索対象にする•

日本語で症状を入力できるように、PubCaseFinderの日本語対応•

複数の評価用データセットを用いて、症状のマッチングアルゴリズムを改良Ø

PhenomeCentralに登録されているCare4Rareの症例を利用Ø東京医科歯科大学の症例を利用

20%
10%

同じセンテンスに含まれる「疾患ー症状」データを抽出

dystonia

Licensed under a Creative Commons表示4.0国際 ©201７ 藤原豊史 (ライフサイエンス統合データベースセンター)
0%

Recall1

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