Loading article…
画像バイオマーカーとは、画像で検出可能な生物学的特徴、またはバイオマーカーのことです。 [ 1 ]医学では、画像バイオマーカーとは、患者の診断に関連する画像の特徴のことです。医療診断では、ラジオミクスとも呼ばれます。たとえば、肺結節の肺がんリスクを判断するために、多くのバイオマーカーが頻繁に使用されます。まず、 X線、CT、またはMRIで検出された肺の単純な病変は、腫瘍の疑いにつながる可能性があります。病変自体がバイオマーカーとして機能しますが、病変の微細な詳細もバイオマーカーとして機能し、まとめて腫瘍のリスクを評価するために使用できます。肺結節の評価に使用される画像バイオマーカーには、サイズ、棘状構造、石灰化、空洞化、肺内の位置、成長速度、および代謝速度などがあります。画像からの各情報は確率を表します。棘状構造は、病変が癌である確率を高めます。成長速度が遅い場合は良性である可能性が高い。これらの変数は、患者の病歴、身体診察、臨床検査、病理検査の結果に加えて、診断の目安となる情報とすることができる。画像バイオマーカーは、CT、PET、SPECT、超音波検査、脳波検査、脳磁図検査、MRIなど、複数の手法を用いて測定できる。
画像バイオマーカーは、 X線そのものと同じくらい古い歴史を持つ。何らかの病理を表すレントゲン写真の特徴は、X線の発見者であるヴィルヘルム・レントゲンにちなんで「レントゲン徴候」と名付けられた。 [ 2 ]医用画像分野が発展し、多数の画像診断法を含むように拡大するにつれて、画像バイオマーカーも量と複雑さの両面で成長し、最終的には化学画像診断へと至った。
定量的画像バイオマーカー(QIB) は、生体内の画像から得られる客観的な特性であり、正常な生物学的プロセス、病原性プロセス、または治療介入への反応の指標として、比率または間隔尺度で測定されます。[ 3 ] QIB の定性的画像バイオマーカーに対する利点は、患者のフォローアップや臨床試験での使用に適していることです。よく使用される QIB の初期の例としては、 RECIST基準、がん患者の治療反応を評価するために腫瘍サイズの変化を測定すること、出生前スクリーニングに使用される頸部スキャン、多発性硬化症患者の病変負荷と脳萎縮の評価などがあります。その後の QIB は、物理的測定量または同じものから得られる無次元量 (例: z スコア) に焦点を当てています。この流れの QIB の例には、見かけの拡散係数[ 4 ] 、温度、磁化率、標準取り込み値 (SUV) [ 5 ] 、せん断波速度などがあります。これらの新しいQIBは計量トレーサビリティを可能にし、測定精度と精密さの基準を引き上げる。
臨床試験は、エビデンスに基づいた医療において最も貴重なデータソースの一つとして知られています。米国で医薬品、医療機器、または処置が日常的に使用されるためには、臨床試験で厳密に試験され、十分な有効性が実証されなければなりません。残念ながら、臨床試験は非常に費用がかかり、時間もかかります。罹患率や死亡率などのエンドポイントは、臨床試験内のグループを比較するための指標として使用されます。臨床試験で使用される最も基本的なエンドポイントである死亡率は、十分に評価するために数年、場合によっては数十年の追跡調査が必要です。罹患率は、死亡率よりも測定が速い可能性がありますが、非常に主観的であることが多いため、臨床的に測定するのが非常に難しいエンドポイントでもあります。これらの理由から、臨床的に検出される前に生理機能や病理の微妙な変化を検出するために、臨床試験でバイオマーカーがますます使用されるようになっています。バイオマーカーは代替エンドポイントとして機能します。代替エンドポイントの使用は、臨床試験で使用される時間とリソースを大幅に削減することが示されています。代替エンドポイントを用いることで、研究者は患者ではなくマーカーを評価できるため、参加者自身が対照群として機能することが可能になり、多くの場合、盲検化が容易になる。
代替エンドポイントに加えて、画像バイオマーカーは予測分類器としても使用でき、特定の治療に適した候補者を選択するのに役立ちます。予測分類器は、治療に対する酵素反応を確実にするために、分子イメージングにおいて頻繁に使用されます。
米国議会と食品医薬品局は、画像バイオマーカーの価値を認めており、その使用を促進する最近の措置からもそれが明らかです。1997年のFDA近代化法は、医療製品の規制プロセスを改善するために制定されました。同法第112条は、臨床的利益を合理的に示す代替エンドポイントに効果があると証明された重篤な疾患を治療する医薬品に対して、迅速な承認を与える明確な権限を与えています。その他の規定では、代替エンドポイントの有効性を確保するために、市販後の製品のモニタリングを可能にし、FDAに対し、重篤な疾患に対する代替エンドポイントの開発と使用を促進するプログラムを確立することを義務付けています。同法は医療機器に対する代替エンドポイントの使用について具体的に言及していませんが、第205条では、承認において「最も負担の少ない手段」を用いることを義務付けています。[ 6 ]この文言は医薬品に関する規定よりもはるかに一般的ですが、代替エンドポイントは多くの場合「最も負担の少ない手段」として認められることが一般的に認められています。
特定のバイオマーカーの臨床的意義を理解することは、困難なプロセスとなる場合があります。代替エンドポイントが完全に確立されるには、認定の2つのステップ、すなわち適格性と検証が必要です。バイオマーカーが適格となるには、ある程度正式な適格性評価プロセスを経る必要があります。特定の用途で画像バイオマーカーの適格性評価を受けるには、IPRGに申請書を提出する必要があります。非臨床および臨床レビュー部門から選抜されたバイオマーカー適格性評価チームは、バイオマーカーに関する状況と利用可能なデータを評価します。また、適格性評価研究の戦略方法と結果を評価し、最終的に承認または却下を決定します。適格性評価後、バイオマーカーは代替エンドポイントとして限定的に使用される場合があります。第I相および第II相臨床試験で使用できますが、第III相試験では早期の無益性解析にのみ使用できます。
検証には、可能性のある検証と既知の検証の 2 つのステップがあります。「可能性のある検証」では、その有効性について医療または科学コミュニティで広く合意されている必要があります。「既知の検証」では、マーカーの有効性を明らかにすると思われる科学的枠組みまたは証拠の集合体が必要です。[ 7 ]完全な検証のためには、バイオマーカーは、治療と対照の差が臨床結果の治療と対照の差と同様であることを証明する必要があります。バイオマーカー反応者がバイオマーカー非反応者よりも長く生存することを示すだけでは十分ではありません。
臨床試験で使用するバイオマーカーの強度を決定するための品質指標は、以下の3つです。[ 8 ]
検証済みのバイオマーカーのライブラリを構築するプロジェクトには膨大なリソースが必要となるため、FDAはバイオマーカーの適格性評価と検証のためのデータ共有を促進するために、公的機関と民間機関の間でコンソーシアムを設立することを奨励している。
バイオマーカーコンソーシアムは、米国国立衛生研究所財団、米国国立衛生研究所、米国食品医薬品局、および米国製薬工業協会によって設立されました。これは、臨床バイオマーカーの認定に必要なデータ生成のための助成金を提供する、官民連携による生物医学研究パートナーシップです。
予測安全性試験コンソーシアムは、クリティカルパス研究所と米国食品医薬品局によって設立され、バイオマーカーの認定を容易にするために、加盟機関間でのデータ共有に必要な枠組みを開発することを目的としています。また、規制当局と協力して、現在体系化されていない認定プロセスを刷新する取り組みも行っています。
2001年、マサチューセッツ総合病院の放射線科は、画像バイオマーカーの開発と利用を促進することを目的としたMGH画像バイオマーカーセンターを設立しました。当初のプロジェクトは、既知のバイオマーカーを一覧化し、科学者、規制当局、業界関係者が容易に利用できるようにすることでした（現在はウェブサイトで公開されています）。この一覧には、バイオマーカーに特有の病理、バイオマーカーの作成と使用に関わった研究者、およびバイオマーカーの検出に使用されたモダリティが含まれています。
国際がんバイオマーカーコンソーシアムは、協調的な研究を促進し、リソースを活用することで、バイオマーカーの発見を支援するために設立されました。各国際チームは研究対象となるがん部位を選定し、独立して活動し、独自の資金を確保します。同組織の会長であるリーランド・ハートウェルは、 2001年にノーベル生理学・医学賞を受賞しました。
臨床試験における画像診断のための統一プロトコル（UPICT）は、米国放射線学会によって作成された。
画像診断反応評価チームは、米国国立がん研究所とAACI（米国臨床画像学会）によって設立され、治療反応評価における画像診断の役割を促進し、臨床治療試験における定量的、解剖学的、機能的、分子的な画像診断エンドポイントの適用を拡大することを目的としています。画像科学者と腫瘍研究者間の臨床連携を強化することを目指しています。
腫瘍バイオマーカー認定イニシアチブは、米国食品医薬品局（FDA）と米国国立がん研究所（ NCI）によって設立され、新たな癌バイオマーカーの認定を目的としている。彼らの最初のプロジェクトは、非ホジキンリンパ腫におけるPETイメージングに関するものである。