花粉症のある人の特徴と花粉症症状の強さと関連する特徴を解明～スマートフォンアプリ「アレルサーチ®」を用いた医療ビッグデータ解析

2022-04-01

2022-03-31 順天堂大学,日本医療研究開発機構

概要

順天堂大学大学院医学研究科眼科学の猪俣武範准教授らの研究グループは、スマートフォンアプリケーション(スマホアプリ)「アレルサーチ^®︎」^*1によるクラウド型大規模臨床研究^*2を実施した結果、スマホアプリから収集した個々人の花粉症患者の特徴、花粉症のある人の特徴や花粉症症状の強さと関連する特徴^*3を明らかにしました。本解析により、花粉症症状の強さと関連する特徴は「若年齢・女性・呼吸器疾患・ドライアイ・トマトアレルギー・花粉症シーズン中のコンタクトレンズ装用の中断^*3・喫煙習慣・ペット飼育」であることがわかりました。この成果から、花粉症の特徴や症状のさらなる多様性の理解の推進が期待されます。

本研究はアレルギー免疫分野の医学雑誌Allergology Internationalのオンライン版に掲載されました。

本研究成果のポイント

スマホアプリ「アレルサーチ®」を用いて 11,284名の医療ビッグデータを検証した。
花粉症のある人の特徴として「若年齢・女性・アトピー性皮膚炎・ドライアイ・花粉症シーズン中のコンタクトレンズ装用の中断^*3・排便回数が多いこと・短い睡眠時間」が明らかになった。さらに、花粉症症状の強さと関連する特徴として「若年齢・女性・呼吸器疾患・ドライアイ・トマトアレルギー・花粉症シーズン中のコンタクトレンズ装用の中断^*3、喫煙習慣、ペット飼育」が明らかになった。
この成果から、個々人の花粉症の特徴や症状のさらなる多様性の理解の推進が期待できる。

背景

花粉症は国内で約3,000万人が罹患する日本で最も多いアレルギー疾患であり、現在も患者数は増加し続けています。花粉症はアレルギー性鼻炎、アレルギー性結膜炎、アトピー性皮膚炎など多様な病態を呈するとともに、その発症年齢、重症度、治療の有効度等は個々人によって大きく異なります。ところが、これまで複数の診療科における花粉症に対する診療連携は未だ達成されておらず、多様な花粉症の症状に対し、最適化された花粉症診療が進まないことが課題となっていました。さらに、花粉症の原因には、花粉以外にも大気汚染物質等の環境要因、食事・喫煙・運動等の生活習慣、家族歴・年齢などが無数に関連しているため、従来の疫学研究では、これらの特徴と花粉症との関連を十分に検証することができていませんでした。そこで本研究では、スマホアプリ「アレルサーチ®」を用いたクラウド型大規模臨床研究を通じて花粉症に関する包括的なデータを収集・解析し、花粉症のある人の特徴や花粉症症状の強さと関連する特徴^*3を明らかにすることを目的としました。

内容

今回の研究では、Apple社のResearchKitを利用したiPhoneアプリ「アレルサーチ^®️」を対象期間中(2018年2月1日～2020年5月1日)にダウンロードし、同意を得た11,284名の方を対象としました。花粉症の重症度は、各4点満点の5項目の鼻症状スコア、4項目の非鼻症状スコアを用いて36点満点で評価しました。また「アレルサーチ^®️」によって収集した、年齢や性別といった基本情報や、既往歴、生活習慣、花粉症の有無といった情報と、花粉症のある人の特徴および花粉症症状の強さと関連する特徴を検証しました。さらに、花粉症に対して行う予防行動について調査を行いました。研究参加者の年齢は中央値34歳(四分位範囲23-46歳)で、56.4%が女性でした。居住地域は東京が2,510人(22.2%)、神奈川1,070人(9.5%)、大阪957人(8.5%)でした。また、研究参加者11,284名のうち、80.1% (9,041名)に花粉症の既往がありました。

①花粉症のある人の特徴

花粉症の人と非花粉症の人を比較した結果、若年齢・女性・アトピー性皮膚炎・ドライアイ・花粉症シーズン中のコンタクトレンズの装用中断^*3・排便回数が多いこと・短い睡眠時間が、花粉症のある人の特徴であることが明らかになりました(図1)。

図1 花粉症のある人の特徴花粉症と非花粉症の人を比較した際のオッズ比※を示しています。
各特徴のオッズ比は、年齢 :0.98倍(花粉症のある人の方が若い)、女性:1.33倍、アトピー性皮膚炎:1.40倍、ドライアイ:1.36倍、花粉症シーズン中のコンタクトレンズ装用中断^*3:3.34倍、排便回数:1.03倍(花粉症のある人では排便回数が多い)、睡眠時間:0.91倍(花粉症のある人では睡眠時間が短い)でした。
※オッズ比とは、疾患の発症等との関連を示す尺度です。
オッズ比が1より大きい場合、それがある(または大きい)ことが花粉症のある人の特徴であることを示しており、オッズ比が1より小さい場合、それがある(または大きい)ことが花粉症のない人の特徴であることを示しています。

②花粉症症状の強さと関連する特徴

花粉症症状の強さと関連する特徴を検証した結果、「若年・女性・呼吸器疾患・ドライアイ・トマトアレルギー・花粉症シーズン中のコンタクトレンズ装用中断^*3・喫煙習慣・ペット飼育」が、花粉症の重症度と正の関連を示すことが明らかとなりました(図2)。

図2 花粉症症状の強さと関連する特徴花粉症症状の強さと各特徴の関連を示しています。
※偏回帰係数が0より大きい場合、その特徴と花粉症症状の強さの増加が関連することを示し、偏回帰係数が0より小さい場合、その特徴の減少が花粉症症状の強さの増加と関連することを示します。

③花粉症の予防行動

花粉症に対する予防行動を行う割合は、マスクの使用が最も多く、次いで内服薬、点眼薬、点鼻薬、空気清浄機、洗顔剤の使用、メガネ・ゴーグル着用の順で多くなっていました(図3)。

図3 花粉症の予防行動
非花粉症の人と花粉症の人が行う花粉症予防行動の割合を示しています。

以上の結果より、従来の疫学調査では難しかった花粉症のある人の特徴や花粉症症状の強さと関連する特徴を明らかにすることができました。

今後の展開

本研究では、スマホアプリから収集した花粉症関連ビッグデータを検証し、花粉症のある人の特徴や花粉症症状の強さと関連する特徴の解明に成功しました。この成果から、花粉症の特徴や症状のさらなる多様性の理解の推進が期待されます。さらに研究を進めることで、花粉症の症状管理、重症化抑制や予防・治療が可能なスマホアプリの開発を目指していきます。当研究グループの開発したスマホアプリが、将来のスマホアプリによる予測・予防・個別化・参加型医療を推し進める原動力となることを期待しています。

患者・市民委員からのコメント

本研究においては、患者・市民参画(Patient and Public Involvement; PPI)を取り入れながら研究を進めました。具体的には、患者/患者家族に研究チームの一員「患者・市民委員」として参画していただき、意見交換会(図4、5)を開催し、患者経験もしくはそれに近い経験を踏まえて研究に助言をしていただく実践を重ねました。今回の成果について、患者・市民委員からコメントを頂戴しましたので、掲載いたします。

図4 第1回意見交換会(2019年10月21日)

図5 第7回意見交換会 (2021年3月22日)

[コメント1]: 患者は、季節ごとの花粉症の症状に悩まされ普段の生活の質が保てなくなります。予防・治療の効果が向上し、症状ならびに花粉症による様々なアレルギー発症の軽減などに大きな期待を持っています。スマホアプリ「アレルサーチ^®」は、今症状が起きている患者にももちろん貢献してくれますが、次世代にも大変有用なものだと考えています。また、プレスリリースで研究成果をわかりやすく発信いただくことにより、少しずつ研究が進んでいることがよくわかります。このように患者・市民にもわかりやすい形で発信していただくと、患者の希望にもなり、プレスリリースを読む人も、PPIに協力してくださる患者・市民も増えるのではないかと期待します。
[コメント2]: PPIに参加したことで、スマホアプリを使った医学的研究は今後ますます広がっていくものではないかと、より強く思うようになりました。一方で、スマホアプリという限られた画面のスペースのなかで、研究に参加して下さる市民の方によりわかりやすく、しかもあまり負担のかけないように必要な情報を継続的に入力してもらう必要があると感じました。ユーザーエクスペリエンスを良くしていくことで、研究への参加者が増え、結果的によりよい研究成果につながると思います。スマホアプリにおけるPPIは、市民の声を研究開発に取り入れやすいため、スマホアプリのユーザーエクスペリエンス向上にはとても有用な研究手法だと思います。今後ますます社会に取り入れられていくことを期待しております。

研究の限界

本研究では、スマホアプリを使った研究のため、研究参加者の偏りによる選択バイアス、質問紙票に対する回答における想起バイアスなどが生じる可能性があります。

用語解説

*1 アレルサーチ^®: 2018年2月に順天堂大学大学院医学研究科眼科学講座が開発した花粉症研究のためのスマホアプリ。花粉症の症状、アレルギー性結膜炎の充血度合い、花粉症による生活の質や労働生産性への影響などの評価が可能である。花粉の飛散量ならびにPM2.5情報、ユーザーの花粉症症状のマップ表示(みんなの花粉症マップ)、花粉症症状の日記(花粉症ダイアリー)などをアプリ上で表示することができる。アレルサーチの商標は順天堂大学発のベンチャー企業であるInnoJin株式会社が保有します。
*2 クラウド型大規模臨床研究: クラウドとはクラウドコンピューティングの略で、インターネットなどコンピューターネットワークを経由して、サービスを提供する方法です。クラウド型大規模臨床研究とは、実際の問診票や質問紙票を持たなくても、インターネットを通じて大規模に行う研究を指します。
*3 関連する特徴: 今回の解析は、両者の相関関係をみており、因果関係は示されておりません。例えば、花粉症シーズン中のコンタクトレンズ装用中断と花粉症症状の強さの間には関連を認めました(図2)が、花粉症症状が強くなったため、花粉症シーズン中のコンタクトレンズ装用中断の可能性があります。そのため、花粉症症状の悪化を防ぐために花粉症シーズン中のコンタクトレンズ装用を継続することを推奨するものではありません。なお本研究では花粉症の重症化は鼻症状スコア、非鼻症状スコアの合計スコアから算出しています。

原著論文

本研究はアレルギー免疫分野の医学雑誌Allergology International誌オンライン版に掲載(2022年1月30日付)されました。

タイトル: 「Individual characteristics and associated factors of hay fever: A large-scale mHealth study using AllerSearch.」
タイトル(日本語訳): 花粉症の個人特性と関連因子:アレルサーチを用いたモバイルヘルスによる大規模研究
著者: Inomata T¹, Nakamura M², Iwagami M³, Sung J¹, Nakamura M¹, Ebihara N¹, Fujisawa K², Muto K², Nojiri S¹, Ide T¹, Okano M⁴, Okumura Y¹, Fujio K¹, Fujimoto K¹, Nagao M¹, Hirosawa K¹, Akasaki Y¹, Murakami A¹
著者(日本語表記): 猪俣武範¹、中村正裕²、岩上将夫³、Sung Jaemyoung¹、中村真浩¹、海老原伸行¹、藤澤空見子²、武藤香織²、野尻宗子¹、井出拓磨¹、岡野光博⁴、奥村雄一¹、藤尾謙太¹、藤本啓一¹、長尾雅史¹、廣澤邦彦¹、赤崎安序¹、村上晶¹
著者所属: 順天堂大学¹、東京大学²、筑波大学³、国際医療福祉大学⁴
掲載誌: Allergology International
掲載論文のリンク先: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1323893022000016
DOI: 10.1016/j.alit.2021.12.004

協賛ならびに研究助成金

本研究は、株式会社シード、ジョンソンエンドジョンソン株式会社、InnoJin株式会社、ノバルティスファーマ株式会社、ロート製薬株式会社の助成を受け実施されました。また、国立研究開発法人日本医療研究開発機構(AMED)免疫アレルギー疾患実用化研究事業「患者・市民参画を取り入れた、診療の質の向上に資する研究」、公益財団法人一般医薬品セルフメディケーション振興財団平成31年度調査・研究助成金、順天堂大学環境医学研究所研究助成を受けました。本研究および解析は研究者が独立して実施しており、助成元が研究結果に影響を及ぼすことはありません。

本研究にご協力いただいた参加者の皆様に深謝いたします。