超高線量率はフラッシュで放射線療法を変革しますか?

FLASH 放射線療法 – 超高線量率で治療用放射線を照射する – は、世界中の研究者や医師から大きな注目を集めています。 この技術は、がん細胞を効果的に殺傷しながら健康な組織を温存する可能性を提供しますが、FLASH 効果がどのように機能するか、放射線照射を最適化する方法、および FLASH 治療を診療所に導入する方法 (およびその有無) について多くの疑問が残ります。

かかとの上で熱い FRPT2022 バルセロナで開催された会議に続いて、物理学研究所はロンドンで XNUMX 日会議を主催しました。 超高線量率: フラッシュで放射線治療を変える? イベントのスピーカーは、上記の質問のいくつかに答え、英国での最新の FLASH 研究について聴衆に最新情報を提供することを目的としていました。

我々は何を知っていますか？

その日の最初のスピーカーは ベサニー・ロスウェル マンチェスター大学とマット・ロウから クリスティー氏は、FLASH の概念を紹介し、この技術について現在わかっていることとわかっていないことを説明しました。 「FLASH の大きな問題は、なぜスペアリング効果が発生するのか、そのメカニズムは何なのかということです。」 ロスウェルは言った。

これまでに実施された数多くの前臨床研究 (最初は電子ビームを使用し、次に陽子と光子に移行し、最近では炭素イオンとヘリウムイオンも含まれていました) を見て、Rothwell 氏は、実験は、さまざまなレベルの正常組織温存を示し、線量変更係数はさまざまであると指摘しました。約 1.1 から 1.8 の間であり、腫瘍修飾効果はありません。 研究では、FLASH を誘発するには 10 Gy 以上の高線量が必要であり、酸素化が重要な役割を果たしていることも示唆されています。

陽子ベースの FLASH に焦点を当てて、Lowe は臨床翻訳の実際的な考慮事項のいくつかを検討しました。 「FLASH に関して満たす必要のある条件がありますが、満たさなければならない臨床要件もあります」と彼は説明しました。 彼は、高い線量率を要求し、潜在的に線量閾値を満たす必要があることの意味のいくつかを説明しました。

たとえば、ペンシル ビーム走査では、ディグレーダーを使用して陽子ビームのエネルギーを変化させます。 しかし、結果として生じる散乱と必要な視準は、送達される線量率に影響を与える可能性があります。 Lowe 氏は、世界初のヒト内 FLASH 臨床試験である FAST-01 試験では、透過モード (ビームがブラッグ ピークで停止するのではなく患者を通過するモード) で陽子を使用したことを指摘しました。 「高い線量率を維持するために、等角性の一部を放棄しました」と彼は説明しました。

Lowe 氏は、装置がすでに高い線量率を生成するのに適しているため、陽子は FLASH を送達するための有望なモダリティであると強調しました。 しかし、現在の計画と実施のアプローチが依然として適切かどうかについては、慎重な検討が必要です。 FLASH 放射線治療は何回に分けて行うべきですか? 各フラクションで異なる方向からビームを届けることはできますか? 「既存の利点を失わないように、既存の臨床手順に基づいて構築する必要があります」と彼は言いました。 「やらなければならない仕事がたくさんあります。」

電子を使った研究

クリストファー・ピーターソン オックスフォード大学で進行中の研究について聴衆に語った. 彼はまた、FLASH を臨床に導入する際のいくつかの課題についても説明しました。これには、FLASH を誘発するために必要な特定のビーム パラメータの定義や、根底にある放射線生物学的メカニズムの理解が含まれます。また、より多くの前臨床データの必要性を強調しました。

この目標に向けて、オックスフォードのチームは、前臨床 FLASH 実験を行うために、数 Gy/min から数 kGy/s までの線量率で電子ビームを送達できる専用の 6 MeV 電子線形加速器を使用しています。 Petersson は、正常な腸組織の FLASH 温存を確認したマウスの腹部全体の照射を含む、システムで実行されたいくつかの研究例について説明しました。 さまざまなパラメーターが治療結果に与える影響を調査した結果、FLASH の配信に使用されるパルス構造が影響を与える可能性がありますが、最も重要なパラメーターは平均線量率であることが明らかになりました。

さらに先を見据えて、Petersson は別のアプローチを検討しています。 「FLASH が臨床に大きな影響を与えるには、メガボルテージの光子ビームに移行する必要があると思います」と彼は言いました。 チームの現在のセットアップでは、メガボルトの光子による FLASH が可能であり、FLASH 線量率は 0 ～ 15 mm の深さで達成されます。 新しい三極管銃の設置により、より高く、より柔軟な出力が可能になると彼は指摘しました。

応答監視

会議の他のスピーカーが含まれています デビッド・フェルナンデス＝アントラン 革新的な方法を説明したケンブリッジ大学から ビトロ FLASH 治療に対する短期および長期の反応を分析するための 3D 培養システム。 上皮様体として知られるこれらの 3D 培養は、癌性および正常なマウスおよびヒトの上皮組織を含むさまざまな細胞から作成でき、XNUMX 年間にわたって維持できます。 Fernandez-Antoran は、マンチェスター大学のチームと協力して、陽子 FLASH 照射がサンプルに与える影響をテストしています。

英国出身のアンナ・スビールとラッセル・トーマス 国立物理研究所 陽子ビームの絶対線量測定のための世界初のポータブル一次標準熱量計の NPL の最近の開発について代表団に語った。 カロリメータは、線量率に依存せず、超高線量率範囲で線量に線形であるため、FLASH などの高線量で短時間の線量送達を測定するのに理想的です。 実際、Subiel 氏が説明したように、FAST-01 臨床試験の開始前に、シンシナティ小児病院の FLASH 陽子ビームで NPL プライマリ標準陽子熱量計が正常に使用されました。

エリーゼ・コンラッドソン スウェーデンのルンド大学の博士らは、自然発生がんのペットを治療するための FLASH 放射線療法の使用について話しました。 「私たちは、臨床的に関連する設定で FLASH を検証したかったので、獣医患者を治療するための共同作業を開始しました」と彼女は説明し、犬は人間と同様の放射線品質と照射野サイズで治療できることを指摘しました。 彼女は、このアプローチの二重の利点を指摘しました。患者は高度な診断と治療を受け、研究者は有用な臨床情報を得ることができます。

ルンドのチームは、10 Gy/s を超える線量率で 400 MeV の電子ビームを供給するために、修正されたライナックを使用しています。 Konradsson は、FLASH の単一フラクションを使用した犬の癌患者における線量漸増試験について説明し、このアプローチは実行可能で安全であり、ほとんどの患者で反応があり、最大耐量は 35 Gy であると結論付けました。

Konradsson はまた、犬の患者の FLASH 治療中の運動管理のための表面誘導放射線療法の使用についても説明しました。 「獣医患者は、私たちが翻訳のギャップを埋めるのを助けることができると本当に思っています」と彼女は聴衆に語った.

クリニックに？

この日は、FLASH が臨床で使用できる状態にあるかどうかを検討する討論で締めくくられました。 最初のスピーカー、 ラン・マッケイ クリスティーから、そうではないと思います。 彼は聴衆に、FLASH の根底にあるメカニズムを理解することを望んで FRPT 2022 に参加したと語ったが、実際には、フリーラジカル組換えから DNA 損傷、活性酸素種、局所酸素の影響に至るまで、潜在的な選択肢の「トップ 10」を挙げて戻ってきた.消費。 「では、FLASH メカニズムに関する不確実性がすべてある中で、FLASH 放射線療法を実施できますか?」 彼は尋ねた。

FLASH は、皮膚がん患者 01 人の治療や骨転移の FAST-XNUMX プロトン FLASH 試験など、患者に処方されていますが、Mackay 氏は「これらはかなり安全な出発点です」と述べています。

Mackay は、現時点では、効果的な FLASH 放射線療法のコースを処方する方法が明確ではなく、FLASH を誘発するために必要な線量率や治療計画を最適化するための重要なパラメーターについて十分に理解していないと主張した. 非常に多くの質問が残っているため、彼は、正常な組織の温存のために FLASH に依存する処方に移行する準備ができているかどうかを尋ねました. 「FLASH 放射線療法のより広範な適用に向けてどのように前進するかについては、慎重にならなければなりません」と彼は言いました。

もう XNUMX つの問題は、関連する治療機器が不足しており、FLASH を配信するための CE マーク付きの臨床機器がないことです。 「私たちは、あるメーカーのプロトンマシンに対して米国で認められた治験用デバイスの免除の下でのみ提供できます」と Mackay 氏は述べています。 彼はまた、現在 FLASH 配信を確認する方法がないことも指摘しました。 インビボの. 「実際には、私たちは高い線量率を提供し、FLASH を誘発することを望んでいます」と彼は説明しました。 「しかし、FAST-01 には、私たちが FLASH を配信した証拠を示すものは何もありません。FLASH が誘発されていることを願っていますが、証拠はありません。」

光子、陽子、または電子: FLASH 放射線治療を臨床にもたらすのはどれか?

FLASH がクリニックの準備ができているという主張は、 リッキーシャルマ バリアンから、 ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン、以前に代表者に FAST-01 および FAST-02 臨床試験.

Sharma氏は、FLASHの根底にある正確なメカニズムを知らないかもしれないが、早期実装の前にこれを完全に理解する必要はないかもしれないと示唆した. 治験患者へのリスクに関する懸念は規制機関によって対処されると彼は述べ、臨床試験はすでに規制当局の承認を受けており、これらの研究には長期的な追跡調査が組み込まれていることを指摘しました. 彼は、影響力の大きいジャーナルの査読済み論文を含め、200 以上の前臨床研究が発表されていることを指摘しました。 これらの研究のいずれも、FLASH が腫瘍温存のリスクをもたらす可能性があることを示していませんでした。

「では、FLASH はクリニックで使用する準備ができていますか? 私はそれがすでに診療所にあると主張します. 「CE または FDA の承認の準備はできていますか? いいえ、ちがいます。 しかし、臨床試験の準備は整っており、最初のステップはすでに行われています。」

そして、聴衆は Sharma に同意し、FLASH が実際に臨床の準備ができていると結論付けた挙手投票を行いました。 非常に有益な XNUMX 日を締めくくります。