Proton therapy targeting hypoxic cancer

• Project/Area Number: 16K19797
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Radiation science
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Yasuda Koichi 北海道大学, 大学病院, 特任助教 (00431362)
• Research Collaborator: NAM Jin Min ; Nishikawa Yukiko
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2016: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 低酸素 / 陽子線治療 / FMISO-PET

Outline of Final Research Achievements

We developed a simulation system for spot-scanning proton therapy targeting hypoxic volume in cancer. Intensity-modulated proton therapy (IMPT) plans using spot-scanning proton therapy system were generated in 10 nasopharyngeal carcinoma patients, and the plans were compared with intensity-modulated X-ray therapy (IMXT). The doses of the parotid gland and the oral cavity and the probabilities of complications were lower in IMPT than IMXT. It was shown that spot-scanning proton therapy was more useful than X-ray therapy for targeting tumor hypoxia.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

スポットスキャニング陽子線治療は臨床における最先端の放射線治療の一種であるが、今回、低酸素癌を標的とした強度変調陽子線治療が実施可能なことをシミュレーションにて示した。陽子線の特性をいかし、治療抵抗性である腫瘍内部の低酸素領域のみに高線量を投与して治療効果を高め、それ以外の治りやすい領域の線量は抑えることで、正常組織障害のリスクを最大限抑えることが可能な治療となりえる。癌の克服とQOLの維持を両立した癌治療の確立のための基礎的な研究成果と考えられる。

Research Products

• [Journal Article] PETの放射線治療への応用 特に頭頸部癌に関して (2018)
  • Author(s): 安田耕一
  • Journal Title: 臨床放射線 Japanese Journal of Clinical Radiology Volume: Sep;63(9) Pages: 961-967
• [Journal Article] Local relapse of nasopharyngeal cancer and Voxel-based analysis of FMISO uptake using PET with semiconductor detectors (2017)
  • Author(s): Nishikawa Yukiko、Yasuda Koichi、Okamoto Shozo、Ito Yoichi M.、Onimaru Rikiya、Shiga Tohru、Tsuchiya Kazuhiko、Watanabe Shiro、Takeuchi Wataru、Kuge Yuji、Peng Hao、Tamaki Nagara、Shirato Hiroki
  • Journal Title: Radiation Oncology Volume: 12 Issue: 1 Pages: 148-148
  • DOI: 10.1186/s13014-017-0886-9
  • NAID: 120006360098
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 分子イメージングを用いた放射線治療 (2017)
  • Author(s): 安田耕一
  • Journal Title: JSMI Report Volume: Vol. 10 Pages: 29-32
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Intensity-modulated Proton Therapy with Dose Painting based on Hypoxia Imaging for Nasopharyngeal Cancer. (2018)
  • Author(s): Koichi Yasuda, Seishin Takao, Yuto Matsuo, Takaaki Yoshimura, Masaya Tamura, Hideki Minatogawa, Yasuhiro Dekura, Taeko Matsuura, Rikiya Onimaru, Tohru Shiga, Shinichi Shimizu, Kikuo Umegaki, Hiroki Shirato.
  • Organizer: American Society for Radiation Oncology 60th Annual meeting, San Antonio, Texas, USA.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 上顎 放射線治療（IMRT・陽子線治療） (2018)
  • Author(s): 安田耕一
  • Organizer: 第9回頭頸部癌学会 教育セミナー
  • Invited
• [Presentation] Treatment outcome after Radiation Therapy for Mucosal Malignant Melanoma of Head and Neck. (2017)
  • Author(s): Yasuda Koichi, Tsuchiya Kazuhiko, Hatakeyama Hiromitsu, Homma Akihiro, Shimizu Yasushi, Furukawa Hiroshi, Onimaru Rikiya, Akita Hirotoshi, Fukuda Satoshi, Shirato Hiroki.
  • Organizer: The 76th Annual Meeting of the Japan Radiological Society
• [Presentation] 甲状腺癌分化癌の骨転移に対するIMRTを含めた外照射の治療成績 (2017)
  • Author(s): 安田耕一, 加藤徳雄, 岡本祥三, 木下留美子, 志賀哲, 水町貴諭, 畠山博充, 本間明宏, 田口純, 清水康, 森崇, 土屋和彦, 白土博樹.
  • Organizer: 第41回日本頭頸部癌学会
• [Presentation] 甲状腺分化癌骨転移への外照射治療成績 Clinical outcome of external radiation therapy for bone metastasis of differentiated thyroid cancer. (2017)
  • Author(s): 安田耕一, 加藤徳雄, 岡本祥三, 木下留美子1 志賀哲, 水町貴諭, 本間明宏, 田口純, 清水康, 森崇, 白土博樹.
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会 第30回学術大会
• [Presentation] PETの放射線治療への応用 - 特に頭頸部癌に関して - (2017)
  • Author(s): 安田耕一
  • Organizer: 第57回日本核医学会学術総会
  • Invited
• [Presentation] 頭頸部粘膜悪性黒色腫の放射線治療成績 (2016)
  • Author(s): 安田耕一, 土屋和彦, 鬼丸力也, 白土博樹, 水町貴諭, 畠山博充, 本間明宏, 福田諭, 清水康, 秋田弘俊, 古川洋志.
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会第29回学術大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館, 京都府京都市
  • Year and Date: 2016-11-25
• [Presentation] 上咽頭癌におけるFMISO-PETと放射線治療に関する解析 (2016)
  • Author(s): 安田耕一, 西川由記子, 岡本祥三, 伊藤陽一, 土屋和彦, 志賀哲, 鬼丸力也, 久下裕司, 玉木長良, 白土博樹.
  • Organizer: 第40回日本頭頸部癌学会
  • Place of Presentation: ソニックシティ, 埼玉県さいたま市
  • Year and Date: 2016-06-09
• [Presentation] 分子イメージングを用いた放射線治療 (2016)
  • Author(s): 安田耕一, 岡本祥三, 西川由記子, 伊藤陽一, 志賀哲, 井上哲也, 森崇, 豊永拓哉, 鬼丸力也, 渡邊史郎, 土屋和彦, 竹内渉, 加藤徳雄, 久下 裕司, 玉木長良, 白土博樹
  • Organizer: 第11回日本分子イメージング学会総会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場, 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2016-05-28
  • Invited