Radiomicsを用いた肝癌に対する”個別化”陽子線治療法の確立

• 研究課題/領域番号: 16K10379
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 加藤 徳雄 北海道大学, 医学研究院, 准教授 (80572495)
• 研究分担者: Tha KhinKhin 北海道大学, 医学研究院, 准教授 (20451445) ; サザランド ケネス・リー 北海道大学, 医学研究院, 助教 (70643914)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 陽子線治療 / 肝癌 / 個別化 / MRI画像 / 体幹部定位放射線治療 / 肝細胞癌 / みかけの拡散係数 / 正常組織障害発生率 / 放射線治療 / MRI / ADC / Radiomics / 肝がん / 個別化治療 / 腫瘍不均一性

研究成果の概要

画像データ情報から肝癌の放射線抵抗性を治療前に明らかにする方法を開発し、患者毎・腫瘍毎に個別化した陽子線治療法の確立を目指した。肝癌放射線治療成績の解析では、2cm以下の腫瘍に対して一定以上の高線量で治療すれば再発は殆どみられなかった。2cm超の腫瘍における陽子線治療前MRIのADC画像と照射部位再発の関連を解析し、腫瘍ADC値が基準よりも低い場合に再発がしやすく、陽子線治療前の効果予測に有用であることが示唆された。陽子線治療の個別化には5cm以下の腫瘍におけるX線治療と陽子線治療の使い分けが必要と考え、選択モデル開発を行い、選択基準に必要な三つ腫瘍因子（サイズ、部位、個数）を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

陽子線治療前のMRI画像における肝癌のADC値と治療後の再発との関連性についてはこれまで報告されたことはなく、本研究成果が初の報告となる。この結果により、陽子線治療前の画像情報から治療抵抗性の可能性のある腫瘍を事前に見いだすことが可能となり、ADC値の低い腫瘍への線量増加など、患者毎・腫瘍毎に個別化した陽子線治療の確立に寄与できると考える。また、5cm以下の肝癌における放射線治療方法の選択に必要な腫瘍因子が明らかとなったことにより、これまで確立されていなかったX線治療と陽子線治療の使い分けに必要な選択モデルを示すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] 症例 S-1併用陽子線治療後conversion surgeryを行った切除不能局所進行膵癌の1例:症例報告と文献レビュー (2021)
  • 著者名/発表者名: 小泉 富基、加藤 徳雄、中村 透、川本 泰之、高尾 聖心、阿保 大介、清水 伸一、青山 英史
  • 雑誌名: 臨床放射線 巻: 66 号: 8 ページ: 827-833
  • DOI: 10.18888/rp.0000001682
  • ISSN: 0009-9252
  • 年月日: 2021-08-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Treatment outcomes of stereotactic body radiation therapy using a real‐time tumor‐tracking radiotherapy system for hepatocellular carcinomas (2021)
  • 著者名/発表者名: Uchinami Yusuke、Katoh Norio、Abo Daisuke、Taguchi Hiroshi、Yasuda Koichi、Nishioka Kentaro、Soyama Takeshi、Morita Ryo、Miyamoto Naoki、Suzuki Ryusuke、Sho Takuya、Nakai Masato、Ogawa Koji、Kakisaka Tatsuhiko、Orimo Tatsuya、Kamiyama Toshiya、Shimizu Shinichi、Aoyama Hidefumi
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 51 号: 8 ページ: 870-879
  • DOI: 10.1111/hepr.13649
  • 査読あり
• [雑誌論文] 肝細胞癌の陽子線治療 (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤 徳雄
  • 雑誌名: Medical Science Digest 巻: 43 ページ: 324-327
• [学会発表] Factors predicting benefits of proton therapy in liver tumors of ≦ 5cm based on the hepatic toxicity (2022)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Uchinami, Norio Katoh, Ryusuke Suzuki, Takahiro Kanehira, Seishin Takao, Hiroshi Taguchi, Isao Yokota, Keiji Kobashi, Hidefumi Aoyama
  • 学会等名: ESTRO2022
  • 国際学会
• [学会発表] サイズの小さな複数の肝腫瘍に対する陽子線とX線VMATの探索的な線量分布比較 (2021)
  • 著者名/発表者名: 打浪雄介、加藤徳雄、鈴木隆介、田口大志、高尾聖心、宮本直樹、松浦妙子、清水伸一、青山英史
  • 学会等名: 第80回日本医学放射線学会総会
• [学会発表] 当院における肝細胞がんに対するX線体幹部定位照射の治療成績 (2021)
  • 著者名/発表者名: 打浪雄介、加藤徳雄、田口大志、安田耕一、西岡健太郎、青山英史、森田亮、曽山武士、阿保大介、鈴木隆介、宮本直樹、中井正人、荘拓也、小川浩司、柿坂達彦、折茂達也、神山俊哉
  • 学会等名: 北海道肝癌研究会
• [学会発表] Pre-treatment apparent diffusion coefficient histogram metrics as a predictor of local tumor control after proton beam therapy in patients with hepatocellular carcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Fujita, Norio Katoh, Yusuke Uchinami, Hiroshi Taguchi, Kentaro Nishioka, Takashi Mori, Koichi Yasuda, Hideki Minatogawa, Fuki Koizumi, Manami Otsuka, Seishin Takao, Masaya Tamura, Sodai Tanaka, Kenneth Sutherland, Khin Khin Tha, Yoichi M. Ito, Shinichi Shimizu, Hidefumi Aoyama
  • 学会等名: ASTRO's 63rd Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 肝細胞癌陽子線治療予後予測における治療前ADC値の有用性の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 藤田祥博、加藤徳雄、打浪雄介、田口大志、西岡健太郎、森崇、安田耕一、小泉富基、大塚愛美、高尾聖心、田村昌也、Kenneth Sutherland、Khin Khin Tha、伊藤陽一、青山英史
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第34回学術大会
• [学会発表] 肝細胞癌陽子線治療効果予測おけるADC値指標の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 藤田祥博、加藤徳雄、打浪雄介、田口大志、西岡健太郎、森崇、安田耕一、小泉富基、大塚愛美、高尾聖心、田村昌也、Kenneth Sutherland、Khin Khin Tha、伊藤陽一、青山英史
  • 学会等名: 第145回日本医学放射線学会北日本地方会
• [学会発表] 肝細胞癌陽子線治療前MRIにおけるばらつきの小さいADC値指標の検討: 治療効果予測に向けた前段階の研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 藤田祥博、加藤徳雄、田口大志、打浪雄介、西岡健太郎、森崇、湊川英樹、安田耕一、清水伸一、青山英史
  • 学会等名: 第34回高精度放射線外部照射部会学術大会
• [学会発表] 腫瘍径3cm以上5cm以下の肝細胞癌症例におけ陽子線治療とX線VMATの線量比較 (2020)
  • 著者名/発表者名: 打浪雄介、加藤徳雄、鈴木隆介、田口大志、高尾聖心、宮本直樹、松浦妙子、清水伸一、青山英史
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第33回学術大会
• [学会発表] 北海道大学病院における動体追跡放射線治療～動きを追いかけて20年～ (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤徳雄
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第33回学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] 肝細胞癌の陽子線治療 (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤徳雄
  • 学会等名: 第56回日本肝癌研究会
  • 招待講演
• [学会発表] S-1併用陽子線治療後conversion surgeryを行った切除不能局所進行膵癌の1例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小泉富基、加藤徳雄、中村 透、川本泰之、高尾聖心、打浪雄介、田口大志、田村昌也、松浦妙子、清水伸一、青山英史
  • 学会等名: 第142回日本医学放射線学会北日本地方会
• [学会発表] 肝細胞癌の陽子線治療 (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤徳雄、打浪雄介、阿保大介、田口大志、高尾聖心、田村昌也、曽山武士、森田 亮、橋本孝之、清水伸一、白土博樹、青山英史
  • 学会等名: 第56回日本肝癌研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 肝細胞癌に対して動体追跡放射線治療を施行した症例の治療成績 (2019)
  • 著者名/発表者名: 打浪雄介、加藤徳雄、阿保大介、田口大志、森田亮、曽山武士、鬼丸力也、清水伸一、白土博樹
  • 学会等名: 第28回日本定位放射線治療学会
• [学会発表] X線治療の発展なくして、陽子線治療の発展なし (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤徳雄
  • 学会等名: 第28回日本定位放射線治療学会
  • 招待講演
• [学会発表] Initial Clinical Outcomes of Real-Time-Image Gated Spot-Scanning Proton Beam Therapy for Hepatocellular Carcinomas (2019)
  • 著者名/発表者名: Katoh N, Uchinami Y, Abo D, Takao S, Inoue T, Taguchi H, Morita R, Soyama T, Hashimoto T, Onimaru R, Prayongrat A, Tamura M, Matsuura T, Shimizu S, Shirato H.
  • 学会等名: American Society for Radiation Oncology (ASTRO) 61st 2019 meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 肝細胞癌に対して動体追跡放射線治療を施行した症例の治療成績 (2019)
  • 著者名/発表者名: 打浪雄介、加藤徳雄、阿保大介、田口大志、森田亮、曽山武士、鬼丸力也、清水伸一、白土博樹
  • 学会等名: 日本定位放射線治療学会
• [学会発表] Analysis of Threshold Doses for Radiation Induced Liver Parenchymal Changes on MRI After Real-Time-Image Gated Spot-Scanning Proton Beam Therapy of Hepatocellular Carcinoma (2017)
  • 著者名/発表者名: Norio Katoh, Yusuke Uchinami, Seishin Takao, Koichi Yasuda, Keiichi Harada, Tetsuya Inoue, Taeko Matsuura, Takayuki Hashimoto, Shinichi Shimizu, Hiroki Shirato
  • 学会等名: ASTRO 59th Annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Stereotactic Body Radiation Therapy Using a Real-time Tumor-tracking Radiotherapy System for Hepatocellular Carcinomas (2016)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Uchinami, Norio Katoh, Daisuke Abo, Keiichi Harada, Tetsuya Inoue, Hiroshi Taguchi, Rikiya Onimaru, Shinichi Shimizu, Yusuke Sakuhara, Koji Ogawa, Toshiya Kamiyama, Hiroki Shirato
  • 学会等名: ASTRO 58th Annual meeting
  • 発表場所: Boston Convention and Exhibition Center (Boston, USA)
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] 肝癌に対する体幹部定位放射線治療と陽子線治療 (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤徳雄
  • 学会等名: 第75回日本医学放射線学会総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-04-14
• [学会発表] 肝がんに対する陽子線治療 (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤徳雄
  • 学会等名: 第27回北海道肝がん研究会
  • 発表場所: ホテルニューオータニイン札幌（北海道札幌市）
  • 招待講演