방사능 요법: ​​암 치료 개선을 위한 빛 활용 – Physics World

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타임 스탬프 : 2 년 2023 월 8 일 오전 00:XNUMX

방사능 요법 후 대조 마우스와 마우스의 PET 스캔
RDT 효능 시각화 대조군 마우스(A)와 방사능 요법으로 치료한 마우스(B)의 PET 스캔, 치료 XNUMX주일 후. 화살표는 원발성 종양 부위를 나타냅니다. 점선 원은 전이를 나타냅니다. (제공: DM 양 et al Biomed. 물리학 공학 표현하다 10.1088/2057-1976/ac9b5c)

종양은 여러 가지 방법으로 파괴될 수 있습니다. 방사선 요법은 전리 방사선 빔을 사용하여 DNA를 손상시키고 종양 세포를 파괴합니다. 덜 일반적인 접근 방식은 미토콘드리아 손상을 통해 암세포를 죽이기 위해 빛 활성화 약물을 사용하는 광역학 요법입니다. 그런 다음 방사선 역학 치료(RDT)라는 새로운 기술이 있습니다.

"방사선 요법은 방사선 요법과 광역학 요법의 조합"이라고 설명했습니다. 찰리 마 Fox Chase Cancer Center의 최근 연설에서 AAPM 연례 회의.

광역동 요법은 일반적으로 가시 레이저 광선을 사용하여 종양 세포 내에 우선적으로 국한되는 감광성 약물을 활성화합니다. 활성화된 약물은 세포 사멸을 유발하는 고도의 세포독성 일중항 산소를 생성합니다. 그러나 레이저 광선이 조직으로 침투하는 데 제한이 있다는 것은 이 기술이 주로 표재성 종양이나 내시경 접근이 가능한 부위를 치료하는 데 사용된다는 것을 의미합니다. 광역학 요법이 도달할 수 없는 깊은 종양을 치료하기 위해 RDT는 고에너지 광자 빔을 사용하여 광감작제를 활성화합니다.

"RDT에서 우리는 방사선 치료 선량의 20~30%를 사용합니다."라고 Ma는 설명했습니다. "그리고 Cherenkov 조명도 사용합니다." 그는 치료용 빔이 환자의 조직과 상호 작용하면서 방사선 치료 중에 생성되는 이 Cherenkov 방사선은 치료 방사선 선량 분포와 거의 동일한 배광 분포를 가지므로 쉽게 계획할 수 있다고 언급했습니다.

원발성 종양에 축적되는 것 외에도 약물은 분산된 전이성 세포에 의해 흡수되며 매우 적은 양의 Cherenkov 광을 사용하여 죽일 수 있습니다. "이제 처음으로 RDT는 방사선 치료를 국부 및 국소 치료뿐만 아니라 전신 치료 기술로 만듭니다."라고 Ma는 말했습니다.

Fox Chase 팀은 RDT에 5-아미노레불린산(5-ALA)이라는 약물을 사용하고 있습니다. 5-ALA는 암세포의 미토콘드리아에 의해 흡수되며 정상 조직보다 종양에서 10~20배 더 많이 흡수됩니다. 일단 암세포 내부에 들어가면 5-ALA는 약 380-430nm에서 흡수 스펙트럼 피크를 갖는 감광제인 프로토포르피린 IX(PpIX)로 대사됩니다. 이는 광역학 요법에 자주 사용되는 적색 레이저 광에는 적합하지 않습니다. 그러나 370-430nm에서 Cherenkov 흡수 피크와 잘 일치합니다.

전임상 증거

지난 몇 년 동안 Ma와 그의 팀은 다양한 종양 세포주와 다양한 방사선 에너지를 사용하여 많은 전임상 연구를 수행했습니다. 그는 100 mg/kg 5-ALA 및 6, 15 또는 45 MV 광자 조사를 사용하여 종양 보유 마우스의 RDT를 평가하는 대규모 연구(수백 마리의 동물)의 일부 결과를 공유했습니다.

Ma는 종양이 매우 공격적이어서 4Gy의 방사선 요법만으로는 종양 세포의 약 10%만 죽일 뿐이라고 언급했습니다. 또한 6MV의 RDT는 치료 효과를 크게 증가시키지 않았습니다. "그래서 사람들은 Cherenkov 조명이 충분하지 않다고 걱정했습니다."라고 그는 지적했습니다. “그러나 15 및 45 MV에서는 훨씬 더 많은 종양 성장 지연을 볼 수 있습니다. 에너지로 인해 왜 이렇게 극적인 변화가 일어나는지 아직 연구 중이며 정확한 메커니즘을 찾아야 합니다.”

팀은 PET를 사용하여 RDT 후 종양 수축을 시각화했습니다. 치료 3주일 후, 대조군 마우스의 종양은 성장하고 전이된 반면, RDT로 치료받은 마우스는 병변이 훨씬 작고 전이가 없었습니다. Ma는 또한 토끼의 매우 공격적인 갑상선암에 대한 연구를 설명했습니다. 3Gy의 방사선 치료 5주일 후, 종양은 여전히 ​​자라고 있었습니다. "하지만 XNUMX-ALA와 함께 XNUMXGy에서 RDT를 사용하면 PET 이미지에서 종양이 보이지 않았습니다." 그는 PET가 조기 치료 평가를 수행하는 훌륭한 방법을 제공하고 RDT가 환자에게 효과적인지 여부를 결정하는 데 도움이 될 수 있다고 강조했습니다.

Fox Chase는 현재 RDT에 대한 임상 시험을 수행하고 있으며 연구의 첫 번째 단계에서는 말기 종양에서 선량 증가(방사선 선량과 약물 선량 모두)를 조사합니다. 이 단계는 이제 단 XNUMX명의 환자만 남아 있는 최종 용량 수준에 도달했다고 Ma는 말하면서 지금까지 어떤 경우에도 독성이 발생하지 않았다고 지적했습니다. 다른 곳에서는 뮌스터 대학 병원의 두 번째 RDT 시험이 교모세포종의 첫 번째 재발 환자를 검사하고 있습니다.

실제 사례

마지막으로 Ma는 여러 실제 사례의 결과를 발표했습니다. 그는 청중들에게 "당신은 이것들을 보게 되면 흥분할 것입니다"라고 말하면서 "일반적으로 사람들은 CT, MR 또는 PET로 한 달간 영상을 찍지 않으면 그것이 효과가 있다고 믿지 않습니다"라고 말했습니다.

첫 번째 예인 간 전이 치료에서 그는 RDT XNUMX개월 후 PET 영상에서 종양이 남아 있지 않은 것으로 나타났습니다. 다음으로 그는 전이가 있는 폐암 사례를 제시했습니다. "RDT 후 종양이 비활성화되어 매우 극적인 결과를 볼 수 있습니다."라고 그는 말했습니다.

다른 성공적인 RDT 치료에는 식도암, 여러 뼈 전이가 있는 폐 종양, 화학 요법에 실패했지만 RDT XNUMX일 후 좋은 반응을 보인 환자가 포함되었습니다. Ma는 대부분의 환자가 말기 암에 걸렸고 다른 치료에 실패했다고 언급했습니다. "우리는 효과를 보았고 그들의 생존을 향상시킬 수 있기를 바랍니다."라고 그는 덧붙였습니다.

"RDT는 방사선 요법과 광역학 요법을 결합한 국소, 지역 및 전신 치료가 될 수 있습니다."라고 Ma는 결론지었습니다. “우리는 많은 체외에서 및 생체내에서 임상 실험은 적지만 앞으로 더 많은 결과가 나오고 정말 유용한 것으로 만들어졌으면 좋겠습니다.”

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