Radiobiological research for clinical application of variable RBE in proton beam therapy

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K08190
• 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: National Cancer Center Japan
• Principal Investigator: Akimoto Tetsuo 国立研究開発法人国立がん研究センター, 先端医療開発センター, 分野長 (10261851)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北條 秀博 国立研究開発法人国立がん研究センター, 東病院, 医員 (60638774)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 陽子線治療 / 放射線生物 / 生物効果 / 強度変調陽子線治療

Outline of Final Research Achievements

In the first year, the following research were performed using in vitro cell lines. 1) cellular response to IMPT and scanning irradiation, 2) clarification of combined drugs on cellular response. In the second year, the effect of dose rate on LET and RBE in addition to cell survival analysis, and we confirmed that dose rate influenced LET and RBE. In the last year, we analyzed the correlation between in vitro data and clinical outcomes such as treatment-related toxicities and recurrence sites using clinical data of patients who were treated with IMPT to clarify the effect of dose inhomogeneity and the difference in LET.

Free Research Field

放射線腫瘍学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

スキャニング照射法やその発展型であるIMPTは、その線量集中性と腫瘍形状に沿って線量分布実現可能なフレキシビリティ性の向上から今後の陽子線治療の標準的な照射技術になっていくことが予想され、X線による強度変調放射線治療を凌駕する臨床的有用性を秘めている。しかし、その生物効果、特にRBEについては解析が必要な状況で、更にその生物学的特性を治療計画（線量計算）に反映することが可能になれば、これらの照射技術による臨床効果や有害事象の臨床的評価の基礎になることのみならず、生物学的特性に基づいた治療戦略の大きな武器となり得る。