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Establishment of hypoxia imaging biomarkers for prediction and evaluation of efficacy in immunotherapy.

Research Project

Project/Area Number 20K16781
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

WATANABE Shiro  北海道大学, 大学病院, 助教 (10802415)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords核医学 / デジタルPET / FDG / 定量評価 / 低酸素 / FMISO / 免疫治療 / 治療効果予測 / 画像診断
Outline of Research at the Start

癌に対する免疫治療の発展が目覚ましいが、どのような患者さんに効果があるのかはわかっていない。またこのような薬剤は高額であり、患者さんおよび医療財政に与える負担は大きい。がんにおいて、内部の酸素が不足している領域(低酸素領域)では、がんの生存のために様々なシグナルが過剰発現していることがわかっており、PET(陽電子放出断層撮影)を用いた可視化により抵抗性克服の研究が進んでいる。
本研究は、最新のデジタル半導体検出器搭載PET/CTシステムを用いて、がんにおける免疫治療の治療効果予測及び治療効果判定に有用な非侵襲的画像診断マーカーを確立し、免疫治療の有効な使用を促すことを目標とする。

Outline of Final Research Achievements

With the goal of establishing non-invasive imaging markers useful for predicting/assessing the therapeutic effect of immunotherapy using hypoxic imaging agents and semiconductor PET, we conducted the following basic studies on quantitative evaluation in small structures using the latest full digital PET/CT system equipped with a digital semiconductor detector. (1) We quantitatively evaluated the activity of inflammatory plaques in small vessels (coronary artery, carotid artery) using FDG PET and showed that the reproducibility was moderate. We also showed that active inflammation in small arteries is present in 33-50% of patients with coronary artery disease. (2) The quantitative evaluation of physiological accumulation in small structures was shown to be improved compared to conventional analog PET/CT systems.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、半導体素子を用いたデジタルPET/CTスキャナーを用いた定量評価は、既存のアナログPET/CTスキャナーと比較して、向上していることが明らかになった。特に小構造においては、SUVの値が有意に高値となる。そのため、これまでに報告されている臨床的に有用である閾値は、デジタルPETでの評価において過大評価されることとなり、偽陽性が増えることが予想されるため、専門家による診断能の向上が期待できる。
また今後の研究において、小病変の評価も可能であることがわかり、低酸素イメージングにおける定量評価にもデジタルPET/CTスキャナーが有用であることが明らかとなった。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2024 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Comparative study of physiological FDG uptake in small structures between silicon photomultiplier-based PET and conventional PET2024

    • Author(s)
      Shiro Watanabe, Kenji Hirata, Keiichi Magota, Junki Takenaka, Naoto Wakabayashi, Daiki Shinyama, Koichi Yasuda, Akihiro Homma, Kohsuke Kudo
    • Journal Title

      Annals of Nuclear Medicine

      Volume: 38 Issue: 2 Pages: 131-138

    • DOI

      10.1007/s12149-023-01884-3

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] SiPM-PETと従来型PETによる小構造生理的集積の比較検討2023

    • Author(s)
      渡邊史郎, 平田健司, 竹中淳規, 孫田惠一, 新山大樹, 工藤與亮
    • Organizer
      第82回日本医学放射線学会総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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