細菌増殖活性を反映した細菌感染症の画像診断法および核医学治療法の開発

• 研究課題/領域番号: 23K14862
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分52040:放射線科学関連
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 水谷 明日香 金沢大学, 保健学系, 助教 (00828452)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023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); 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 細菌感染症画像診断 / 細菌感染イメージング / 細菌感染画像診断薬 / 細菌感染症治療薬

研究開始時の研究の概要

全身感染症の感染部位の診断及び治療効果判定に有用な細菌感染症の画像診断法の確立を最優先課題として，特に病原性細菌の増殖活性に基づく核医学画像診断薬を探索するとともに，細菌への集積量と抗菌薬治療効果との相関性を検証する．加えて，細菌への画像診断薬の取り込み・排出機序を明らかにすることで，それらの知見を利用した病原性細菌に高集積を示す新たな細菌感染画像診断薬および核医学細菌感染症治療薬の開発を試みる．

研究実績の概要

本申請研究では，重症化・難治化する症例の多い細菌感染症において，迅速に効果的な治療を行うためには起因菌および感染部位の特定，治療効果の判定が重要であると考え，細菌の増殖活性を反映した感染部位の特定と治療効果判定を行う核医学細菌感染画像診断法および効果的な治療を行うことのできる核医学治療法（内用ラジオアイソトープ放射線治療法）の開発を目的としている．
1年目である今年度は，既に臨床で用いられている放射性医薬品を対象に，細菌感染部位の診断に有用なものの探索を行った．一般的な放射性医薬品として現在臨床で用いられているPET製剤である2-deoxy-2-[18F]fluoro-D-glucose (18F-FDG) および約20種類のSPECT製剤を黄色ブドウ球菌および緑膿菌へ投与し，その集積率を評価した．その結果，既に感染症画像診断として着目されている18F-FDGだけでなく，肝胆道シンチグラフィ製剤である99mTc-N-pyridoxyl-5-methyltryptohan (99mTc-PMT)や肝受容体シンチグラフィ製剤である99mTc-DTPA-galactosyl human serum albumin (99mTc-GSA)など複数の放射性医薬品が黄色ブドウ球菌や緑膿菌に集積することが明らかになった．さらに，それらの放射性医薬品において黄色ブドウ球菌および緑膿菌での取り込み機序の評価を行った結果，加熱殺菌処理を施した細菌には集積しないなど，生命活動や活性を反映した集積であることを確認した．

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本申請研究は3年の計画であり，1年目では細菌感染部位の診断に有用な放射性医薬品の探索および集積機序評価を行うことができたことからおおむね順調である．

今後の研究の推進方策

2024年度(2年目)：細菌感染症モデル動物での放射性画像診断薬の有用性の検証を行う．細菌感染症モデル動物を作成し，核医学画像診断薬や新規放射性トレーサの有用性を評価する．さらに，モデル動物に対して抗菌薬による化学療法を行い，経日的に体内分布およびイメージングを実施することで，細菌への画像診断薬の集積量と抗菌薬による治療効果の相関を評価し，核医学画像診断薬を用いた細菌感染症の画像診断法の有用性を検証する．
2025年度(3年目)：核医学治療薬の開発および細菌感染症モデル動物での核医学治療薬の治療効果の検証を行う．アミノ酸や脂質など，細菌に取り込まれやすく排出されにくい構造を母体化合物とする核医学細菌感染症治療薬を新たに開発する．さらに，多剤排出ポンプに特異的な阻害剤などの他薬剤を負荷することで病原性細菌への取り込みおよび排出をコントロールし，細菌内への核医学治療薬の滞留性を高めることで，治療効果を向上させる検証を行い，核医学治療薬の有用性を検証する．さらに，得られた結果を学会発表および論文にまとめる．