英国バイオバンクが世界最大の全身スキャンプロジェクトを完了

UKバイオバンクは、世界最大規模の全身スキャンプロジェクトを完了しました。これは、病気の検出と診断方法に既に影響を与えている画期的な成果です。10万人のボランティアの脳、心臓、腹部、血管、骨、関節をスキャンしました。この規模で実施されたスキャンは、加齢に伴う人体の状況を明らかにし、私たちがどのように、なぜ、いつ病気になるのかを理解する助けとなります。

2015年以降、英国バイオバンクの画像データは一括公開されており、世界中の科学者が心臓病、認知症、がんといった生命を脅かす疾患の診断検査の改善に役立てています。まもなく、承認された研究者は10万人のボランティアから収集された10億枚以上の匿名化された画像にアクセスできるようになります。この画像データを、過去15年間に同じボランティアから収集されたライフスタイル、病歴、遺伝情報、血液タンパク質に関する英国バイオバンクの既存の情報と併用することで、研究者はこれまで不可能だった方法で、私たちの生活のあらゆる側面が健康にどのように影響するかを解明できるようになります。

これまでに、UKバイオバンクの画像データを用いた査読付き科学論文が1,300本以上発表されています。この研究成果は、NHS（英国国民保健サービス）内外の医療の質の向上に既に役立っています。例えば、

• 英国全土のNHS記念病院は現在、英国バイオバンクで開発されたプロセスを使用して脳のMRI画像を分析し、認知症のより正確な診断に役立てている。
• 医師が英国バイオバンクのデータを使用して開発されたAIツールを使用することで、心臓スキャンを1秒未満で分析できるようになり（以前は約15分かかっていた）、90か国以上で心臓ケアが改善され、最も注意が必要な症例に集中できるようになりました。

11 年間の作業、1 回あたり約 5 時間に及ぶ 10 万回のスキャン セッション、および 6,000 万ポンドを超える投資を経て、UK バイオバンクはこの重要なマイルストーンに到達しました。

この前例のない規模の画像化プロジェクト（これまでの10倍以上）により、科学者はこれまで検出できなかった疾患のパターンを観察することが可能になります。10万人のボランティアからスキャン画像を収集するなど、まるで夢物語のように思えました…中には、誤ってゼロを一つ追加したのではないかと疑問を呈する専門家もいました。この大規模な画像化プロジェクトは、目に見えないものを可視化します。さらに、様々な部位の画像とボランティアから得られた遺伝情報や生体情報を組み合わせることで、科学者は私たちの体の仕組みをより深く理解することができます。

サー・ロリー・コリンズ、教授、英国バイオバンク主任研究員兼CEO

各セッションでは、参加者1人あたり1万2000枚以上の脳、心臓、腹部のMRI画像が収集されたほか、骨密度と体脂肪を測定するための全身スキャン、頸動脈の超音波スキャンも実施されました。また、各ボランティアは、約15年前にUKバイオバンクに初めて参加した時と同じ詳細な情報（ライフスタイルデータ、身体的特徴（身長、体重、握力など）、血液サンプルなど）を提供しました。

「私たち全員にとってより健康な未来を築くため、このスキャンに申し込みました。15年以上前に英国バイオバンクのボランティアになったのも、未来の世代のために懸命に働く科学者たちの役に立ちたいと思ったからです」と、英国バイオバンク参加者諮問グループのメンバーであるアリソンさんは語りました。

この規模の画像データは、希少疾患や一般的な疾患の様々な段階について、より多くの情報を提供します。また、科学者は健康な体と複数の疾患を持つ人の体をより正確に比較することができ、最終的にはより強力な疾患マーカーを発見できるようになります。

「英国バイオバンクの画像研究は、生物医学研究のあり方を永遠に変えました。膨大な量のデータにより、コンピューター画像解析における大きな進歩がもたらされました。研究者は、これまで一人当たり数時間かかっていた体内のほぼすべての臓器や組織の大きさ、形状、組成を数秒で測定できるようになりました」と、ウェストミンスター大学の代謝イメージング教授、ルイーズ・トーマス教授は述べています。

すでに患者に恩恵をもたらしている利点に加え、これらの画像データは基礎科学を刺激し、新たな診断検査や治療法の開発につながる可能性を秘めています。これらの進歩には以下のようなものがあります。

• 患者の実際の心臓と健康な心臓モデルとの違いを検出し、心臓病の早期兆候を検出するために使用できる、健康な心臓のパーソナライズされたバージョン（個人の年齢、性別、体重、身長に基づく）を作成する AI モデルの開発。
• 私たちの臓器は実年齢よりも生物学的に古い可能性があるという発見により、医師は体のスキャンと臨床データからどの臓器が病気を発症するリスクがあるかを把握し、これを予防する方法を見つけ、最終的には寿命を延ばすことができるようになります。
• 心臓と脳の新たなつながりを発見する。例えば、心臓の構造変化がうつ病を含む精神疾患のリスクを高める仕組みなど。これは脳疾患を理解する上で重要です。
• 一般的な病気である脂肪肝の診断とモニタリングにおいて、侵襲的な外科手術を MRI に置き換える方法を説明します。
• MRI画像と他の健康データを組み合わせ、AIを活用することで38種類の病気の早期発症を予測し、症状が現れるずっと前に健康リスクを予測する先進技術の威力を実証しました。
• 1日に1～2単位のアルコールを飲むと、脳の大きさと構造が潜在的に有害なほど縮小し、記憶喪失や認知症のリスクが高まる可能性があるという調査結果。
• 同じ BMI を持つ人でも、遺伝的要因により脂肪の蓄積の仕方が大きく異なることが実証されています。ある人では糖尿病や心臓病などの病気のリスクが高まりますが、他の人ではリスクが軽減されます。
• DEXAスキャンを使用すると、他の症状のない中年者の10人に1人が腹部大動脈（体内の主な血管）に石灰化を起こしていることが明らかになった。これは、広く診断されていないが致命的な病気である。

この規模のデータにより、機械学習を使用して、症状が現れる何年も前に病気を予測できる可能性が開かれます。

「UKバイオバンクが寛大なボランティアの方々からこれほど豊富なデータを収集できたことは素晴らしいことです。スキャンデータは、より詳細な情報を加えてくれます。最近の研究では、2万人の参加者の脳スキャンデータ、活動データ、そして遺伝子情報を用いて、アルツハイマー病やパーキンソン病のリスクが高い人を予測するAIツールを開発しました。10万人のスキャンデータからどのようなことが明らかになるのか、今から楽しみです！」と、UKバイオバンク画像ワーキンググループの議長、ポール・マシューズ教授は述べています。

このプロジェクトは、MR 画像を、リソースの少ない国の科学者を含む、画像分野以外の研究者が使用できるデータに変換することで、画像データへのアクセスの世界的な民主化にも貢献しました。

「世界中の研究者から、この画像化プロジェクトが、これまでボディスキャンデータの使用を検討していなかった科学分野で結果をどのように活用しているかについて、素晴らしいフィードバックを受け取っています」と、UKバイオバンクの最高科学責任者、ナオミ・アレン教授は述べた。

UKバイオバンク・イメージング・プロジェクトは、2014年にパイロットプロジェクトとして開始され、当時としては記録的な7,000人以上のボランティアが参加しました。主要フェーズは2016年に開始され、UKバイオバンクの50万人のボランティアのうち10万人が、全国4か所の専用センターのいずれかで5時間のイメージングセッションに参加しました。このプロジェクトは、参加者数が10万人という目標を達成した後も、イメージングセッションへのボランティアの募集を継続しています。

プロジェクトの第2フェーズは2022年に開始され、10万人の参加者のうち6万人を、初回の撮影から2年以内に再スキャンすることを目指しています。このプロジェクトは現在も進行中で、2029年までに完了する予定です。

UKバイオバンクのデータは、安全なクラウドベースのUKバイオバンク研究分析プラットフォーム（UKB-RAP）を通じて、承認された研究者に一括で提供されます。2025年末までに、参加者10万人全員の画像データが研究者に提供される予定です。