Basic study for the realization of intensity-modulated carbon-ion beam therapy.

Research Project

Project/Area Number	21K07700
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	皆巳和賢大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (90634593)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	玉利慶介大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (30718995) 高橋豊大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (40353461) 金井達明大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教授 (80161149)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords	IMPT / 炭素イオン線 / 強度変調炭素イオン線治療 / 重粒子線 / 正常組織 / 癌
Outline of Research at the Start	炭素イオン線治療は、X線や陽子線に比べて殺細胞効果が高い反面、正常組織への線量漏洩がもたらす副作用も大きい。現在の臨床では、設定されている難治性固形癌の至適線量の多くが、近接した正常組織（リスク臓器）の耐用線量によって決まっている。この改善策として、強度変調炭素イオン線治療の開発が望まれている。本課題の目的は、独自の照射系の確立と実験系を駆使し強度変調炭素イオン線治療を世に出すための生物学的根拠を提示することにある。本研究が、世界をリードする日本の重粒子線治療の更なる治療成績向上と、これまで炭素イオン線治療が有効な腫瘍と分かりながらも治療を断念せざるを得ない症例に対する解答への一助となる。
Outline of Annual Research Achievements	炭素イオン線治療は、X線や陽子線に比べて殺細胞効果が高い反面、正常組織への線量漏洩がもたらす副作用も大きい。現在の臨床では、設定されている難治性固形癌の至適線量の多くが、近接した正常組織（リスク臓器）の耐用線量によって決まっている。近年、細い粒子ビームを用いて照射野内を塗りつぶす様に照射できるスポットスキャニング照射法の出現により不整形照射野への線量集中性は改善されたが、依然として照射野辺縁に無視できない線量域が形成されてしまう。この改善策として、強度変調炭素イオン線治療の開発が望まれている。本研究の目的は、スポットスキャニング照射法の発展型である強度変調炭素イオン線療法に対する細胞応答を細胞死、遺伝子・タンパク質発現変化から総合的に解析して、強度変調炭素イオン線療法を含む炭素イオン線治療における生物学的評価と治療計画への応用を図る基礎研究とすることである。本年度は、これまでに構築した強度変調炭素イオン照射系と臨床で用いられているSFUD（通常）照射系での治療計画を作成し、その堅牢性を評価した。その結果、我々の構築した強度変調炭素イオン照射系は従来の治療計画と精度面で同等であった。さらに、細胞実験にて両法の照射系による殺細胞効果を検討したところ、有意な差は認められず、強度変調炭素イオン線照射の有用性を確認することができた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 炭素線治療計画装置を利用し、患者データを用いて強度変調治療計画を立て、実際に患者に用いられたSFUD治療計画との差を検証できた事と、細胞実験により開発した照射系の有用性が確認できた為。
Strategy for Future Research Activity	最終年度は、これまで得られたデータのまとめを行い、論文化することで世の中に成果を発信する。