中性子捕捉療法におけるMRSを用いた腫瘍内ホウ素分布の非侵襲的モニタリング

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K19239
• Research Institution: Kyorin University
• Principal Investigator: 佐藤 英介 杏林大学, 保健学部, 学内講師 (00439150)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 中性子捕捉療法 / MRS / 非侵襲的モニタリング

Outline of Annual Research Achievements

ホウ素中性子捕捉療法（boron neutron capture therapy：BNCT）の治療効果は，腫瘍内に取り込まれたホウ素化合物（boronophenylalanine：BPA）のホウ素量とその分布に大きく依存する．BNCTでは，「腫瘍内のホウ素分布は均一である」という前提で治療計画が立案されているが，実際の腫瘍内（ミクロレベル）でのホウ素分布は不均一であるため，治療計画で立案された患者に付与される線量は正確ではない．そこで，本申請者は，MRS（magnetic resonance spectroscopy）を用いてホウ素量及びホウ素分布の均一性（あるいは不均一性）を評価する手法を確立し，より高精度なBNCTを達成することを目的とした．
本申請者は，生体深部の代謝情報を非侵襲的に取得できるMRSに着目した．MRSは主に脳腫瘍を対象とし，脳内代謝物（Cho，Cr，NAA）の濃度比（Cho/Crなど）を定量できる．なかでも，Choは細胞膜輸送に関係するリン脂質の材料であり，神経細胞やグリア細胞等の細胞密度に相関する場合が多い．これは，Choが細胞膜輸送の増減に関わることを示唆している．したがって，Choを定量評価することにより，細胞膜輸送で腫瘍内に取り込まれるBPA量（ホウ素量）を推定できる可能性がある．本検討を実施するにあたり，平成29年度はポリエチレングリコール（polyethylene glycol：PEG）の濃度および分子量を調節することで，任意の見かけの拡散係数を持つPEGファントムの作製に成功した．また，本PEGファントムを用いたデータ取得条件の最適化を試みた．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本申請者は，PEGを用いた脳腫瘍モデルファントムの作製に取り組み，PEG濃度およびPEG分子量を調整することによって拡散の度合いをコントロールできることを確認している．さらに，任意の見かけの拡散係数を持つPEGファントムの作製にも成功し，データ取得条件の最適化に取り組み，本研究で掲げた当初の目標は概ね達成されている．

Strategy for Future Research Activity

本申請者は，これまでに脳腫瘍モデルファントム（基礎ファントム）を作製し，データ取得条件の最適化に取り組んできた．しかし，本ファントムの特性（温度依存性，繰返し性，再現性，経時変化など）は明らかにできておらず，より精緻に評価する必要がある．特に，再現性と経時変化に関しては実験に時間を要するため，本実験を継続して行っていく予定である．また，現在の脳腫瘍モデルファントムを臨床データに近づけるための追加実験も必要であると考えている．これまでに得られた研究成果に関しては，国際学会での発表を視野に入れている．

Causes of Carryover

これまでに，本申請者は脳腫瘍モデルファントムを作製するにあたり，PEG濃度とPEG分子量が拡散の度合い（apparent diffusion coefficient：ADC）に与える影響を調査したが，本ファントムの特性（温度依存性，繰返し性，再現性，経時変化など）は明らかにできておらず，より精緻に評価する必要がある．特に，再現性に関する実験では新たにPEGファントムを作製する必要があり，脳腫瘍モデルファントムの作製に要する薬品類の購入が必要である．また，脳腫瘍モデルファントムとしての基礎特性を明らかにするとともに，臨床データに近い脳腫瘍モデルファントムの完成品を作製することを目標としている．さらに，本研究成果の旅費としての支出も計画している．以上が，次年度使用額が発生した主な理由である．