次世代型マルチ粒子線治療の臨床応用のための基盤研究

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04901
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 櫻井 英幸 筑波大学, 医学医療系, 教授 (50235222)
• 研究分担者: 奥村 敏之 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50241815) ; 石川 仁 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (70344918) ; 松本 孔貴 筑波大学, 医学医療系, 助教 (70510395) ; 大西 かよ子 筑波大学, 医学医療系, 講師 (60529832) ; 沼尻 晴子 (橋井晴子) 筑波大学, 附属病院, 講師 (00712845)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 放射線腫瘍学 / 粒子線治療 / 陽子線 / 中性子線

研究実績の概要

27年度実績として，次世代型粒子線治療のための基盤研究として，以下の４つのテーマを実行し，基礎と臨床をつなぐトランスレーショナルリサーチを行った．
現在，難治癌については集学的治療のなかで化学療法と放射線治療が行われているが，強力な薬剤と広い範囲の放射線による合併症が問題となっている．「粒子線による高次の抗腫瘍効果発現メカニズムの解明」では，化学療法と陽子線治療の併用について検討した．3種類のヒトがん細胞株を用いてX線と陽子線の化学療法併用による効果の違いについて検討している．
「粒子線による正常組織障害発現メカニズムの解明」においては，中性子捕捉療法での正常組織への影響の検討のため，チャイニーズハムスター由来細胞（SCCVII、V79）および悪性黒色細胞に対して、フリービーム照射条件で中性子線を照射し，生存率曲線から各スペクトルを有する中性子線のRBEを算出する予定であるが，今年度はコントロールとなるX線でのデータ取得をほぼ終了した．
「BNCTの細胞死予測とサバイバルマッピングによる治癒率予測プログラム作成」では，治療計画装置をほぼ完成し，データ入力準備が可能となった．今後は，生物データを具体的に取得する段階に入ってゆく．
「基盤研究シーズから出てくる新しい臨床試験の立案」において，陽子線治療については，脳動静脈奇形に対する臨床試験の継続，新たに保険適応となった小児腫瘍に対する全国的なレジストリの検討を行った．肝癌，および肝内胆管癌に対する臨床試験については臨床研究計画書を完成させた．中性子捕捉療法においては，皮膚悪性腫瘍を対象として，医師主導治験を行うための臨床研究計画書がほぼ完成している．

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

3年間の基盤研究であるが，初年度はおおむね順調に計画を遂行した．
「粒子線による高次の抗腫瘍効果発現メカニズムの解明」では，化学療法と併用した陽子線治療の効果を検証した．3種類のヒトがん細胞株を用いてX線と陽子線の化学療法併用による効果の違いについて検討した．現在は細胞死の形態ついて検討を加えている．また，子宮頸癌の組織をもちいて，既知の放射線感受性因子，特に転移浸潤に関する因子をタンパクレベルで解析を行った．
「粒子線による正常組織障害発現メカニズムの解明」においては，中性子捕捉療法での正常組織への影響の検討に関わる，コントロールとなるX線でのデータ取得をほぼ終了した．X線と陽子線治療の比較検討では，臨床的に陽子線治療患者の治療経過の詳細を調査し，DVH解析，背景因子解析により有害事象発生の臨床的要因を探った．この結果，食道癌，肺癌においては陽子線治療において正常組織線量が少なく，有害事象も少ないことが明らかになった．
「BNCTの細胞死予測とサバイバルマッピングによる治癒率予測プログラム作成」では，治療計画装置はほぼ完成しており，画像内に予測される細胞死の確率をインプットする準備が可能となった．
「基盤研究シーズから出てくる新しい臨床試験の立案」において，陽子線治療については，脳動静脈奇形に対する臨床試験の継続，新たに保険適応となった小児腫瘍に対する全国的なレジストリの検討を行った．肝癌，および肝内胆管癌に対する臨床試験については臨床研究計画書を完成させた．中性子捕捉療法においては，皮膚悪性腫瘍を対象として，医師主導治験を行うための臨床研究計画書がほぼ完成している．

今後の研究の推進方策

「粒子線による高次の抗腫瘍効果発現メカニズムの解明」では，化学療法と併用した陽子線治療における細胞死の形態ついて検討を加えるとともに，これまでのX線，陽子線治療の患者腫瘍検体をもちいて，既知の放射線感受性因子をタンパクレベルで解析を行う．子宮頸癌，食道癌を主たる疾患とし，放射線感受性に関与する分子について解析を行うとともに臨床での治療効果との相関を検討する．
「粒子線による正常組織障害発現メカニズムの解明」においては，中性子捕捉療法での正常組織への影響の検討のため，チャイニーズハムスター由来細胞（SCCVII、V79）および悪性黒色細胞に対して、フリービーム照射条件で中性子線を照射し，生存率曲線から各スペクトルを有する中性子線のRBEを算出する予定である．
「BNCTの細胞死予測とサバイバルマッピングによる治癒率予測プログラム作成」では，生物学的データの取得が課題となるため，まずホウ素化合物（BPA）に対する生物効果（CBE）の評価を行うこととした．今後の装置の開発状況に応じて，がん細胞と正常細胞におけるCBEの算出（細胞），抗腫瘍効果におけるRBE及びCBEの算出（マウス），正常組織障害におけるRBE及びCBEの算出（マウス），を検討して行く．
「基盤研究シーズから出てくる新しい臨床試験の立案」において，陽子線治療についての臨床研究を先進医療Bとして推進するとともに，中性子捕捉療法においては，皮膚悪性腫瘍を対象とした医師主導治験を行うための多施設協議に入る予定である．

研究成果

• [雑誌論文] Proton beam therapy for pediatric malignancies: a retrospective observational multicenter study in Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Mizumoto, S. Murayama, T. Akimoto, Y. Demizu, T. Fukushima, Y. Ishida, Y. Oshiro, H. Numajiri, H. Fuji, T. Okumura, H. Shirato, H. Sakurai
  • 雑誌名: Cancer Medicine 巻: in press ページ: 1-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Proton beam therapy for a patient with large rhabdomyosarcoma of the body trunk (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Takizawa, Y. Oshiro, M. Mizumoto, H. Fukushima, T. Fukushima, H. Sakurai
  • 雑誌名: Ital J Pediatr 巻: 41 ページ: 90-90
  • DOI: 10.1186/s13052-015-0200-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Whole-body dose evaluation with an adaptive treatment planning system for boron neutron capture therapy (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Takada, H. Kumada, T. Isobe, T. Terunuma, S. Kamizawa, H. Sakurai, T. Sakae, A. Matsumura
  • 雑誌名: Radiat Prot Dosimetry 巻: 167 ページ: 584-590
  • DOI: 10.1093/rpd/ncu357
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proton beam therapy for locally advanced and unresectable (T4bN0M0) squamous cell carcinoma of the ethmoid sinus: A report of seven cases and a literature review (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Saito, H. Ishikawa, K. Ohnishi, T. Aihara, M. Mizumoto, N. Fukumitsu, K. Sugawara, T. Okumura, H. Sakurai
  • 雑誌名: Oncol Lett 巻: 10 ページ: 201-205
  • DOI: 10.3892/ol.2015.3214
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of dose-volume histograms between proton beam and X-ray conformal radiotherapy for locally advanced non-small-cell lung cancer (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ohno, Y. Oshiro, M. Mizumoto, H. Numajiri, H. Ishikawa, T. Okumura, T. Terunuma, T. Sakae, H. Sakurai
  • 雑誌名: J Radiat Res 巻: 56 ページ: 128-133
  • DOI: 10.1093/jrr/rru082
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proton beam therapy for unresectable intrahepatic cholangiocarcinoma (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Ohkawa, M. Mizumoto, H. Ishikawa, M. Abei, K. Fukuda, T. Hashimoto, T. Sakae, K. Tsuboi, T. Okumura, H. Sakurai
  • 雑誌名: J Gastroenterol Hepatol 巻: 30 ページ: 957-963
  • DOI: 10.1111/jgh.12843
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Radiation-induced bronchiolitis obliterans organizing pneumonia (BOOP) syndrome in breast cancer patients is associated with age (2015)
  • 著者名/発表者名: K. N. Murofushi, M. Oguchi, M. Gosho, T. Kozuka, H. Sakurai
  • 雑誌名: Radiat Oncol 巻: 10 ページ: 103-103
  • DOI: 10.1186/s13014-015-0393-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long-term survival after treatment of glioblastoma multiforme with hyperfractionated concomitant boost proton beam therapy (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Mizumoto, T. Yamamoto, S. Takano, E. Ishikawa, A. Matsumura, H. Ishikawa, T. Okumura, H. Sakurai, S. Miyatake, K. Tsuboi
  • 雑誌名: Pract Radiat Oncol 巻: 5 ページ: e9-16
  • DOI: 10.1016/j.prro.2014.03.012
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proton beam therapy for pediatric ependymoma (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Mizumoto, Y. Oshiro, D. Takizawa, T. Fukushima, H. Fukushima, T. Yamamoto, A. Muroi, T. Okumura, K. Tsuboi, H. Sakurai
  • 雑誌名: Pediatr Int 巻: 57 ページ: 567-571
  • DOI: 10.1111/ped.12624
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Preparation of pediatric patients for treatment with proton beam therapy (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Mizumoto, Y. Oshiro, K. Ayuzawa, T. Miyamoto, T. Okumura, T. Fukushima, H. Fukushima, H. Ishikawa, K. Tsuboi, H. Sakurai
  • 雑誌名: Radiother Oncol 巻: 114 ページ: 245-248
  • DOI: 10.1016/j.radonc.2015.01.007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Glasgow prognostic score predicts prognosis for cancer patients in palliative settings: a subanalysis of the Japan-prognostic assessment tools validation (J-ProVal) study (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Miura, Y. Matsumoto, T. Hama, K. Amano, Y. Tei, A. Kikuchi, A. Suga, T. Hisanaga, T. Ishihara, M. Abe, K. Kaneishi, S. Kawagoe, T. Kuriyama, T. Maeda, I. Mori, N. Nakajima, T. Nishi, H. Sakurai, T. Morita, H. Kinoshita
  • 雑誌名: Support Care Cancer 巻: 23 ページ: 3149-3156
  • DOI: 10.1007/s00520-015-2693-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of adverse effects of proton and X-ray chemoradiotherapy for esophageal cancer using an adaptive dose-volume histogram analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Makishima, H. Ishikawa, T. Terunuma, T. Hashimoto, K. Yamanashi, T. Sekiguchi, M. Mizumoto, T. Okumura, T. Sakae, H. Sakurai
  • 雑誌名: J Radiat Res 巻: 56 ページ: 568-576
  • DOI: 10.1093/jrr/rrv001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Verification of nuclear data for the Tsukuba plan, a newly developed treatment planning system for boron neutron capture therapy (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Kumada, K. Takada, K. Yamanashi, T. Sakae, A. Matsumura, H. Sakurai
  • 雑誌名: Appl Radiat Isot 巻: 106 ページ: 111-115
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2015.08.032
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of beryllium-based neutron target system with three-layer structure for accelerator-based neutron source for boron neutron capture therapy (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Kumada, T. Kurihara, M. Yoshioka, H. Kobayashi, H. Matsumoto, T. Sugano, H. Sakurai, T. Sakae, A. Matsumura
  • 雑誌名: Appl Radiat Isot 巻: 106 ページ: 78-83
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2015.07.033
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tailor-made treatment combined with proton beam therapy for children with genitourinary/pelvic rhabdomyosarcoma (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Fukushima, T. Fukushima, A. Sakai, R. Suzuki, C. Kobayashi, Y. Oshiro, M. Mizumoto, N. Hoshino, C. Gotoh, Y. Urita, H. Komuro, M. Kaneko, N. Sekido, K. Masumoto, H. Sakurai, R. Sumazaki
  • 雑誌名: Rep Pract Oncol Radiother 巻: 20 ページ: 217-222
  • DOI: 10.1016/j.rpor.2014.12.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proton beam therapy for metastatic liver tumors (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Fukumitsu, T. Okumura, D. Takizawa, H. Makishima, H. Numajiri, K. Murofushi, K. Ohnishi, M. Mizumoto, T. Aihara, H. Ishikawa, K. Tsuboi, H. Sakurai
  • 雑誌名: Radiother Oncol 巻: 117 ページ: 322-327
  • DOI: 10.1016/j.radonc.2015.09.011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prediction error and required internal margin provided for irregular respiratory movements: a phantom study (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Fukumitsu, H. Numajiri, K. Ohnishi, M. Mizumoto, T. Aihara, H. Ishikawa, T. Okumura, K. Tsuboi, T. Terunuma, T. Sakae, H. Sakurai
  • 雑誌名: Jpn J Radiol 巻: 33 ページ: 303-310
  • DOI: 10.1007/s11604-015-0418-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fatal carotid blowout syndrome after BNCT for head and neck cancers (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Aihara, J. Hiratsuka, H. Ishikawa, H. Kumada, K. Ohnishi, N. Kamitani, M. Suzuki, H. Sakurai, T. Harada
  • 雑誌名: Appl Radiat Isot 巻: 106 ページ: 202-206
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2015.08.007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 頭蓋底腫瘍・骨軟部腫瘍（主に脊索腫・軟骨肉腫）に対する陽子線治療の多施設共同後向き観察研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村山重行, 沖本智昭, 櫻井英幸, 秋元哲夫, 菊池泰裕, 山本和高 and 白土博樹
  • 学会等名: 第29回高精度放射線外部照射部会学術大会
  • 発表場所: 一橋大学（東京）
  • 年月日: 2016-02-27 – 2016-02-27
• [学会発表] 陽子線治療の有用性と保険収戴 -特に小児がんについて (2016)
  • 著者名/発表者名: 櫻井英幸
  • 学会等名: 第29回高精度放射線外部照射部会学術大会
  • 発表場所: 一橋大学（東京）
  • 年月日: 2016-02-27 – 2016-02-27
  • 招待講演
• [学会発表] 小児・AYA世代腫瘍に対する陽子線治療の有用性と問題点 (2015)
  • 著者名/発表者名: 櫻井英幸, 水本斉志, 福島敬, 大城佳子, 沼尻晴子, 石川仁, 奥村敏之, 須磨埼亮, 増本幸二 and 金子道夫
  • 学会等名: 第57回日本小児血液・がん学会学術集会
  • 発表場所: 甲府富士屋ホテル（山梨県）
  • 年月日: 2015-11-27 – 2015-11-29
• [学会発表] Impacts of the Rho pathways on clinical outcomes of the chemoradiotherapy for cervical cancer (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka, H. Ishikawa, Y. Matsumoto, H. Numajiri, K. Murofushi, T. Saito, R. Kanuma, T. Okumura, H. Yoshikawa and H. Sakurai
  • 学会等名: 28th Annual Meeting of JASTRO
  • 発表場所: 前橋商工会議所会館・ベイシア文化ホール（群馬県）
  • 年月日: 2015-11-19 – 2015-11-21
• [学会発表] Analysis of multiple-course of proton beam therapy for patients with hepatocellular carcinoma (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Oshiro, M. Mizumoto, T. Okumura, K. Fukuda, N. Fukumitsu, M. Abei, H. Ishikawa, K. Ohnishi, K. Tsuboi, T. Sakae and H. Sakurai
  • 学会等名: 28th Annual Meeting of JASTRO
  • 発表場所: 前橋商工会議所会館・ベイシア文化ホール（群馬県）
  • 年月日: 2015-11-19 – 2015-11-21
• [学会発表] High-dose (74 GyE) Proton Beam Therapy with Concurrent Chemotherapy for Stage III Non-Small Cell Lung Cancer (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Ohnishi, T. Okumura, H. Ishikawa, Y. Oshiro, M. Mizumoto, K. Murofushi, H. Numajiri, N. Fukumitsu, T. Aihara, K. Tsuboi and H. Sakurai
  • 学会等名: 57th Annual Meeting (ASTRO2015)
  • 発表場所: San Antonio, USA
  • 年月日: 2015-10-18 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] Oncological hyperthermia at the crossroad -Need for change of paradigma- (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Sakurai
  • 学会等名: ICRR2015
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center, Japan
  • 年月日: 2015-05-27 – 2015-05-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Proton beam therapy in Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Sakurai
  • 学会等名: ICRR2015
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center, Japan
  • 年月日: 2015-05-25 – 2015-05-29
  • 国際学会
• [学会発表] Proton beam therapy for hepatocellular carcinoma with extensive portal vein tumor thrombosis (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Okumura, N. Fukumitsu, M. Mizumoto, H. Ishikawa, K. Ohnishi, K. Murofushi, H. Numajiri, K. Fukuda, M. Abei, T. Aihara, T. Sakae and H. Sakurai
  • 学会等名: 3rd ESTRO Forum
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2015-04-24 – 2015-04-28
  • 国際学会
• [備考] 陽子線医学利用研究センター
  • URL: http://www.pmrc.tsukuba.ac.jp/research/
• [備考] 筑波大学附属病院にて陽子線治療をお考えの方へ
  • URL: http://www.pmrc.tsukuba.ac.jp/index.html
• [備考] 筑波大学附属病院放射線腫瘍科HP
  • URL: http://www3.pmrc.tsukuba.ac.jp