2021 Fiscal Year Annual Research Report
Interdisciplinary study for the development of dosimetry system for targeted alpha therapy
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21H02872
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
佐藤 達彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究主席 (30354707)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡部 直史 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (90648932)
兼田 加珠子 (中島加珠子) 大阪大学, 放射線科学基盤機構, 特任准教授(常勤) (00533209)
樺山 一哉 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (00399974)
佐々木 秀隆 大阪大学, 医学部附属病院, 診療放射線技師 (10738628)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 標的核医学治療 / 線量評価 / α線 / マイクロドジメトリ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
α線放出核種を用いた核医学治療(Targeted Alpha Therapy, 以下TAT)は、隣接臓器浸潤や遠隔転移など進行性の難治性がんに対して極めて有望な治療法として社会の大きな注目を集めている。TATの高い治療効果はα線が短飛程かつ高電離密度であることに起因するが、TAT研究は臨床や創薬が先行して放射線生物学や医学物理のような基礎研究が遅れており、それらα線の特性が治療効果に与える影響の定量的な評価はほとんど行われていない。そこで本研究では、これまで異なる分野で活躍してきた研究者らが連携し、数理モデルと実験を組み合わせTATの高い治療効果を細胞スケールのミクロ線量の不均一性から推定する手法の確立を目指す。また、その結果を元にTATにも適用可能な線量評価システムを開発し、その妥当性を臨床研究で検証する。
令和３年度は、大阪大学附属病院で過去において実施したTAT臨床研究の患者SPECT/CT画像を研究代表者らが開発を進める放射線挙動解析コードPHITSの入力形式に変換する手法を構築した。その際、使用したSPECT/CT機種独自のデータフォーマットを読み込むアルゴリズムを開発した。また、大阪大学附属病院に並列計算機を導入し、短時間で患者の線量評価を行う準備を整えた。実験面では、蛍光プレートリーダー等を購入し、薬剤の細胞内分布を測定する実験系を構築した。また、α核種でラベルした様々な抗体の細胞への内在化率を測定し、DNA二重鎖切断との相関を測定した。さらに、α核種とβ核種を用いた細胞生存率測定を実施し、両者の違いを比較した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度の研究計画は、主に、研究環境の整備とそれを使った予備的な線量評価方法の開発及び実験プロトコルの策定であった。線量評価方法の開発に関しては、阪大病院で使用しているSPECT/CT機種のデータフォーマットが特殊であったため特別なチューニングを必要としたものの、最終的には、そのデータを読み込み可能とし、PHITS入力ファイルに変換することができた。測定に関しては、α線とβ線の細胞生存率をぞれぞれ測定したが、その正確な線量評価方法が確立できなかったため、生物学的効果比（RBE）の導出には至らなかった。また、α核種でラベルした様々な抗体の細胞への内在化率を測定し、DNA二重鎖切断との相関を測定した。ただし、β線やX線などを用いた比較実験が行えておらず、こちらもRBEの導出には至らなかった。これら実験からRBEの導出が、今後の課題となっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
TAT患者のSPECT/CT画像から作成したPHITS入力ファイルを用いて、全身の吸収線量分布を計算するアルゴリズムを開発する。そのためには、まず、少ない撮像数から薬剤の体内動態を推定する手法を構築する必要がある。測定に関しては、α線とβ線核種を用いた細胞生存率測定の線量評価手法を構築し、RBEを導出する。また、X線照射の実験も実施し、RBEを導出する際に基準となる細胞生存率やDSB生成数などを推定する。
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