放射線力学療法: 光を利用してがん治療を改善する – Physics World

腫瘍はさまざまな方法で破壊できます。 放射線療法では、電離放射線ビームを使用して DNA に損傷を与え、腫瘍細胞を破壊します。 あまり一般的ではないアプローチは、ミトコンドリア損傷を介してがん細胞を殺すために光活性化薬剤を使用する光線力学療法です。 次に、放射線力学療法 (RDT) という新たな技術があります。

「放射線力学療法は、放射線療法と光力学療法を組み合わせたものです」と説明されました。 チャーリー・マー フォックス・チェイスがんセンターの、最近の講演で AAPM年次総会.

光力学療法は通常、可視レーザー光を使用して、腫瘍細胞内に優先的に局在する光感受性薬剤を活性化します。 活性化された薬剤は、細胞死を引き起こす非常に細胞毒性の高い一重項酸素を生成します。 ただし、レーザー光の組織への透過が限られているため、この技術は主に表在性の腫瘍や内視鏡アクセスが可能な部位の治療に使用されます。 光線力学療法では到達できない深部腫瘍を治療するために、RDT は高エネルギー光子ビームを使用して光増感剤を活性化します。

「RDTでは、放射線療法による線量の20～30パーセントを使用します」とマー氏は説明した。 「それからチェレンコフ光も使います。」 同氏は、放射線治療中に治療ビームが患者の組織と相互作用する際に発生するこのチェレンコフ放射線は、治療放射線量分布とほぼ同じ配光分布を持ち、したがって容易に計画できると指摘した。

この薬剤は原発腫瘍に蓄積するだけでなく、分散した転移細胞にも吸収され、非常に低線量のチェレンコフ光を照射することで細胞を死滅させることができます。 「今回初めて、RDT は放射線療法を局所的および局所的なものだけでなく、全身的な治療技術にしました」と Ma 氏は述べました。

Fox Chase のチームは、RDT に 5-アミノレブリン酸 (5-ALA) と呼ばれる薬剤を使用しています。 5-ALA はがん細胞のミトコンドリアに取り込まれ、腫瘍では正常組織よりも 10 ～ 20 倍多く取り込まれます。 5-ALA はがん細胞に入ると、約 380 ～ 430 nm に吸収スペクトル ピークを持つ光増感剤であるプロトポルフィリン IX (PpIX) に代謝されます。 これは、光線力学療法によく使用される赤色レーザー光には理想的ではありません。 ただし、370 ～ 430 nm のチェレンコフ吸収ピークとよく一致します。

前臨床証明

過去数年間にわたり、マー氏と彼のチームは、さまざまな腫瘍細胞株とさまざまな放射線エネルギーを使用して多くの前臨床研究を実施してきました。 同氏は、100 mg/kg の 5-ALA と 6、15、または 45 MV の光子照射を使用して担癌マウスの RDT を評価した大規模研究 (数百匹の動物) の結果をいくつか共有しました。

Ma氏は、腫瘍の悪性度が非常に高く、4Gyの放射線療法だけでは腫瘍細胞の約10％しか死滅しないと指摘した。 さらに、6 MV での RDT は治療効果を有意に増加させませんでした。 「チェレンコフ光が十分ではないのではないかと人々が心配したのはそのためだ」と彼は指摘した。 「しかし、15 MV と 45 MV では、腫瘍の成長がはるかに遅れることがわかります。 私たちはエネルギーによるこの劇的な変化がなぜ起こるのかをまだ研究中であり、その背後にある正確なメカニズムを見つける必要があります。」

研究チームはPETを使用して、RDT後の腫瘍縮小を視覚化した。 治療から 3 週間後、対照マウスの腫瘍は成長して転移していましたが、RDT で治療したマウスの病変ははるかに小さく、転移はありませんでした。 Ma氏はまた、ウサギにおける悪性度の高い甲状腺がんの研究についても説明した。 3 Gy の放射線治療から 5 週間後、腫瘍は依然として成長していました。 「しかし、XNUMX-ALA を使用して XNUMX Gy の RDT を使用すると、腫瘍は PET 画像に表示されませんでした。」 同氏は、PETは早期治療評価を行う優れた方法であり、RDTが患者に有効かどうかを判断するのに役立つ可能性があると強調した。

Fox Chaseは現在、RDTに関する臨床試験を行っており、研究の第XNUMX段階では後期腫瘍における線量増加（放射線量と薬剤量の両方）を調査している。 マー氏は、この段階では最終用量レベルに達し、残りの患者はわずかXNUMX名となったと述べ、これまでのところどの症例でも毒性は発生していないと指摘した。 他の場所では、ミュンスター大学病院での XNUMX 回目の RDT 試験が、神経膠芽腫の初回再発患者を検査しています。

実際のケース

最後に、マー氏は多くの実例から得た結果を紹介しました。 同氏は聴衆に対し、「皆さんはこれを見ると興奮するでしょう」と語り、「通常、CT、MR、またはPETによる画像検査をXNUMXか月受けないと効果があるとは信じられない」と述べた。

最初の例である肝転移の治療では、RDT の XNUMX か月後、PET 画像検査で腫瘍が残っていないことが判明したことを示しました。 次に、彼は転移を伴う肺がんの症例を紹介し、「RDT後に腫瘍が不活化するという非常に劇的な結果が見られます」と述べた。

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その他の成功した RDT 治療には、食道がん、多発性骨転移を伴う肺腫瘍、化学療法に失敗したが RDT 後 XNUMX 日で良好な反応が得られた患者が含まれます。 マー氏は、患者のほとんどが末期がんを患っており、他の治療法も効果がなかったと指摘した。 「私たちは効果を確認しているので、彼らの生存率を改善できることを願っています」と彼は付け加えた。

「RDTは、放射線療法と光線力学療法を組み合わせた局所的、局所的、全身的な治療法となり得る」とMa氏は結論付けた。 「私たちはたくさん持っています ビトロ および インビボの 治療の可能性を実証するための実験が行われており、臨床試験は少ないですが、将来的にはさらに多くの結果が得られ、これが本当に役立つものになることを願っています。」

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• 情報源： https://physicsworld.com/a/radiodynamic-therapy-harnessing-light-to-improve-cancer-treatments/