2014 Fiscal Year Annual Research Report

光イメージングによる腫瘍血管・低酸素を標的とした抗癌剤反応性バイオマーカーの開発

Research Project

Project/Area Number	26282144
Research Institution	Hamamatsu University School of Medicine
Principal Investigator	阪原晴海浜松医科大学, 医学部, 教授 (10187031)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	上田重人埼玉医科大学, 医学部, 助教 (20646947) 佐伯俊昭埼玉医科大学, 医学部, 教授 (50201512) 小倉廣之浜松医科大学, 医学部, 助教 (50402285) 久慈一英埼玉医科大学, 医学部, 教授 (90283142) 芳澤暢子浜松医科大学, 医学部附属病院, 助教 (10402314)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords	画像診断システム / 拡散光イメージング / 乳癌
Outline of Annual Research Achievements	同意の得られた原発性乳癌患者を登録し、術前化学療法前後で拡散光スペクトロスコピーを用いた光学パラメータの測定、FDG-PET/CT、MRIを行い、化学療法による変化を検討した。手術が行われた症例では組織学的治療効果を確認した。浜松医科大学では平成26年度に6例登録し、埼玉医科大学では平成25年度以前の症例も含め90例が登録された光学パラメータは浜松ホトニクス社の近赤外光時間分解分光装置を用いて、3波長を同時計測した。3波長の吸収係数、散乱係数から酸素化ヘモグロビン濃度、脱酸素化ヘモグロビン濃度を計算し、総ヘモグロビン濃度、酸素飽和度を求めた。腫瘍側は腫瘍を中心に複数箇所測定し、健常側は対応する領域を中心に複数箇所測定した。総ヘモグロビン濃度の分布を画像化した後、関心領域を設定し、病変部および健常側のそれぞれの総ヘモグロビン濃度の平均値を求めた。総ヘモグロビン濃度は治療前、化学療法1サイクル後、2サイクル後に測定した。FDG-PET/CTは治療前および化学療法2サイクル後に行い、腫瘍へのFDGの集積程度 (SUVmax)を測定した。MRIは治療前および化学療法2サイクル後に行い、腫瘍径を測定した。化学療法後の総ヘモグロビン濃度、FDGの集積程度を治療前と比較し、病理学的完全奏効群（pCR）の予測能を分析した。予測能の評価にはreceiver operating characteristic (ROC) curve 解析法によるROC曲線下面積を用いた。現在までの中間解析では、治療後の総ヘモグロビン濃度の低下が著しい症例、SUVmaxの低下が著しい症例において病理学的完全奏功を示す傾向が見られた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 研究責任者、上記2施設の研究分担者および浜松ホトニクスの連携研究者で随時検討会を行い、測定方法の確認やデータの解析方法の検討を行ってきた。これにより、良好なデータの収集ができ、2年間で乳癌患者50例の検討を目標としていたが、既に2施設で約100症例を登録し、登録は完了した。最後の登録患者の手術は平成27年8月頃に予定されており、全例において病理結果が得られる見込みである。現在、これまでに得られたデータの解析を進めており、今後病理結果のデータが揃った後、全例を対象に総ヘモグロビン濃度の変化、SUVmaxの変化と病理学的完全奏功の関係を明らかにし、学会発表、論文作成の予定である。なお、これまでの測定により、乳房の後方に存在する胸壁が総ヘモグロビン濃度の測定に影響することを明らかにした。皮膚胸壁間距離が近いほど総ヘモグロビン濃度が高く計算されており、胸壁の筋肉内に存在するミオグロビンが近赤外光を吸収するためと考えられた。より正確な評価を行うため皮膚胸壁間距離を考慮に入れたデータの解析を検討中である。また、総ヘモグロビン濃度のみならず、酸素飽和度や散乱係数についても、今後腫瘍の性質や化学療法の効果判定において有用な情報となる可能性があり、既に得られているこれらのデータについて解析、検討を予定している。埼玉医科大学では遺伝子の網羅的解析が可能であり、乳癌組織検体をDNA gene チップを用いて、時間分解分光装置により推測される総ヘモグロビン量すなわち腫瘍の血管量に関連する遺伝子群の同定を行っている。
Strategy for Future Research Activity	測定を終えた約100症例の結果のまとめ、検討および解析結果の発表を予定している。また埼玉医科大学ではDNA gene チップを用いた遺伝子の網羅的解析により、時間分解分光装置により推測される腫瘍血管量に関連する遺伝子群の同定を進める。加えて、原発性乳癌3期あるいは4期の進行乳癌を対象に、血管新生阻害剤であるベバシズマブを加えた化学療法前後に光学パラメータを測定し、乳癌のヘモグロビン濃度や酸素飽和度の変化を検討する。ベバシズマズの効果はFDG-PET画像やMRI画像で評価し、光学パラメータの変化が治療効果予測にどの程度寄与できるか検討する。腫瘍血管を標的とする治療においてヘモグロビン濃度の測定は治療効果を鋭敏に捉えられると期待される。低酸素細胞イメージング製剤である18F-fluoromisonidazole(FMISO)を用いるPET検査も行い、FMISOの集積程度とヘモグロビン濃度や酸素飽和度などの光学パラメータの関係を調べる。埼玉医科大学ではすでにFMISOを用いる臨床試験を開始しており、浜松医科大学では臨床試験レベルのFMISOの合成が完了次第、学内の倫理委員会に申請予定である。さらに、浜松医科大学、埼玉医科大学とも平成25年度以前から本研究とは別の研究テーマで拡散光スペクトロスコピーを用いて乳癌の光学パラメータを測定しており、かなりの数の症例の蓄積がある。これらの症例の予後調査を行い、ヘモグロビン濃度や酸素飽和度が予後に関係しているか検討する。
Causes of Carryover	浜松医科大学では症例の登録を10例予定していたが、6例の登録となり、FDG検査費用、患者謝礼などが当初の予定額を下回った。埼玉医科大学ではデータ整理のための研究補助員の雇用が9月以降となったため、人件費が当初の計画より少なくなった。また、乳癌患者の組織検体を用いた遺伝子の網羅的解析を行う予定であったが、検体の収集に時間を要し、当初予定していた実験と解析の開始が11月以降になったため、諸経費が少なくなった。
Expenditure Plan for Carryover Budget	浜松医科大学では平成27年度、化学療法後の低酸素状態の評価に、18F-fluoromisonidazole（FMISO）を用いるPETを追加する予定である。繰り越された助成金はFMISOの合成、検査費用、患者謝礼などの一部に充てる。埼玉医科大学では平成27年度、組織検体を用いた分子生物学的実験と解析について集中的に取り組むため、平成27年度に配分される経費に繰り越された助成金を加え、研究を遂行する。また両大学とも、繰り越された助成金の一部は学会報告のため旅費や論文報告のために要する諸経費に追加する。