ランダムフォレストモデルとK平均法クラスタリングを用いたランダム化試験における急性オキシトシン投与への異なる反応を示す自閉症スペクトラム障害の生物学的に関連のあるサブタイプの生成

科学分野:

• 神経科学
• 遺伝学
• 精神医学

背景:

• 自閉症スペクトラム障害（ASD）は、著しい異質性を持つ複雑な神経発達障害です。
• 現在の診断基準ではASDの多様な現れ方を完全には捉えきれておらず、生物学的に関連のあるサブタイプの特定が必要とされています。
• ASDサブタイプの理解は、標的を絞った介入の開発と治療成績の向上に不可欠です。

研究 の 目的:

• 多次元的アプローチを用いて自閉症スペクトラム障害（ASD）と定型発達者（NT）を区別すること。
• 社会的欠損、陰性情動価、共感機能不全に基づいて明確なASDサブタイプを生成すること。
• 行動的、臨床的、生物学的な包括的尺度を用いてこれらのサブタイプを検証すること。

主な方法:

• ランダムフォレストアプローチを用いて、性格特性（NEO-PI-r）とアイトラッキングデータ（RMET）を使用してASDとNTを分類しました。
• Shapley Additive Explanation値に対してK平均法クラスタリングを適用してASDサブタイプを特定しました。
• 行動評価（IQ、自閉症指数、ADI-R）、遺伝子解析（OXTR DNAメチル化）、および安静時機能的接続性（rsFC）尺度を通じてサブタイプを検証しました。

主要な成果:

• 3つの明確なASDサブタイプが特定され、そのうち2つ（NASAおよびNADR）は行動および脳機能特性に有意な違いを示しました。NASAサブタイプは、高い神経症傾向、低い温かさ、および社会的認知ネットワークにおけるrsFCの変化を特徴とします。NADRサブタイプは、高いOXTR DNAメチル化、デフォルトモードおよび報酬ネットワークにおける過剰な接続性、認知障害、および硬直性の増加を示します。

結論:

• 本研究は、ASD内の異質性を強調する、2つの明確なASDサブタイプ（NASAおよびNADR）を生成し、検証することに成功しました。
• 本研究の結果は、鼻腔内オキシトシン（IN-OXT）が特定の脳接続パターンを調節することにより、NASAサブタイプに異なる影響を与える可能性を示唆しています。
• 特定されたこれらのサブタイプは、個別化された治療戦略とASDの神経生物学的基盤に関するさらなる研究の基盤を提供します。