病院設置型加速器ホウ素中性子捕捉療法に向けた基礎的研究と治療適格条件の検討

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K10410
• 研究機関: 国立研究開発法人国立がん研究センター
• 研究代表者: 井垣 浩 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 医長 (90361344)
• 研究分担者: 中村 哲志 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 医学物理士 (20638374) ; 伊丹 純 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 科長 (40505377)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ホウ素中性子捕捉療法 / 直線加速器

研究実績の概要

国立がん研究センターに設置されているBNCT用中性子照射装置（2016年2月設置完了予定）は2.5MeVの陽子加速器、リチウムターゲット系および中性子減速材で構成され、この組み合わせでのBNCT用機器が病院に設置されるのは世界初である。このためまず、装置から出力される中性子の物理データおよび生物データを取得することを本研究の第1段階とした。
ビーム特性の物理データのうち、中性子のエネルギーのスペクトルの測定は、金線を用いた多重放射化箔法により行う。放射化により前述の金線から放出される特定エネルギーのγ線をHPGe半導体検出器で測定したデータを基にアンフォールディングコードを用いて開始したが、当初想定していた以上に、安定した中性子出力に手間取っている。このため、正式な生物データ取得を開始できておらず、当初予定していたよりもやや研究進捗が遅れている。しかし、平成29年度中には、基本的な一連の生物データ取得を終えることが出来る見込みであり、今年度の進捗の遅れを取り戻すことは可能と考えている。
また、当初は臨床試験対象と想定していた悪性黒色腫だけでなく、BPA集積腫瘍全般を対象とした臨床試験を行うことにより、BNCTの開発速度を更に早め、臨床研究開発を促進することを現在検討している。臨床試験対象疾患が広がることを想定して検討を行っているため、本研究の最終的なゴールである、臨床試験プロトコールの準備に関してもやや遅れがみられる。ただし、平成30年度中には、対象を拡大したプロトコールの作成～完成には到達できる見込みである。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当センターに設置されたBNCT用中性子照射装置は世界初の装置であり、安定した中性子の出力と、装置から出力される中性子の物理データおよび生物データの取得は、将来行われる臨床試験の線量評価の基準になるきわめて重要なステップである。上述の通り、平成28年度末時点では、中性子出力が十分に安定できておらず、まずは安定した中性子出力が得られる機器運用条件およびリチウムターゲットの蒸着条件の検討に時間を要している。
安定した機器の稼働と正確なデータに基づく臨床試験実施のためにも、このステップを正確に行うことが極めて重要であり、これが安定しないと正確な生物データの取得ができない。更には、正確で安定した装置稼働がないと正確な臨床試験データの取得にも支障をきたすことになるとの認識で、平成28年度中に開始する予定であった生物データの取得作業の大半を、平成29年度に延期することとし、安定した中性子出力条件の設定に注力しているのが、進捗がやや遅れている原因である。
また、臨床試験に関しては当初、悪性黒色腫を対象とした臨床試験を行う予定であったが、これ以外に、BPA集積腫瘍全般を対象とした臨床試験によって、BNCTの開発速度を更に早めることを検討しており、これによって臨床試験対象疾患を広げた検討を行っているため、本研究の最終的なゴールである、臨床試験プロトコールの検討についてもやや遅れている。

今後の研究の推進方策

平成29年度には、安定した中性子出力条件を確定し、正確な中性子のエネルギーのスペクトルの測定を行う。その上で、①培養細胞でのコロニー形成法による生存率、②マウスを用いた中性子線照射後の皮膚放射線障害スコアおよび口腔粘膜障害反応、③マウスに移植した腫瘍片の中性子照射後の増殖遅延効果、を指標として熱外中性子のrelative biological effectiveness (RBE)算出を平成29年度の主な目標とし、これらによって得られたデータに基づいて、臨床試験の基盤となる中性子線量評価法を確立する。中性子出力が安定していない原因が現在ほぼ特定できてきたため、安定して中性子出力ができるようになることを今後確認したうえで生物データ取得を行う。安定した中性子出力を得ることにこれまで注力してきたため、今後のエネルギースペクトル測定と生物データ取得は比較的順調に進められる見込みであり、平成28年度の研究進捗の遅れを取り戻すことは十分に可能である。
また、臨床試験に関しては、悪性黒色腫を対象とした試験を行う計画から、BNCTの原理に基づく対象疾患概念として、BPA集積腫瘍を対象とした試験を行うことを現在検討している。このため、従来の臨床試験概念からいえば対象疾患を拡大することになるため、多くの疾患に対するBNCT適応の検討が必要になることから、臨床試験プロトコール作成という観点ではやや遅れが出ている。平成29年度も引き続き、プロトコール作成に向けて継続して適応条件および除外条件の検討を行ってゆく。対象疾患が拡大したことで検討すべき項目が増えることになる一方で、物理データ・生物データ取得を安定して進めてゆくことが出来るようになる見込みであることから、プロトコール作成のための検討に十分な時間を割くことによって、平成28年度の研究進捗の遅れを取り戻して研究を進めてゆくことが可能である。

次年度使用額が生じた理由

安定した中性子出力が平成28年度中には十分に得られなかったことにより、中性子のエネルギースペクトル取得および生物データ取得を平成28年度中に行うことが出来なかった。このため、当初予定していたよりも研究費の使用額が減り、次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

当初は平成28年度中に行う予定であった中性子のエネルギースペクトル取得および生物データ取得に次年度使用額を用いる予定である。安定した中性子出力が得られるようになれば、データ取得が順調に進むことになるため、研究進捗の遅れを取り戻すことが可能となる見込みであり、予定通りに研究費を使用することが可能になると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] A management method for the statistical results of patient-specific quality assurance for intensity-modulated radiation therapy. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Okamoto H, Wakita A, Umezawa R, Takahashi K, Inaba K, Murakami N, Kato T, Igaki H, Ito Y, Abe Y, Itami J.
  • 雑誌名: J Radiat Res. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiation absorbed dose estimates for 18F-BPA PET. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kono Y, Kurihara H, Kawamoto H, Yasui N, Honda N, Igaki H, Itami J.
  • 雑誌名: Acta Radiol. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1177/0284185116688378.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling the detection efficiency of an HP-Ge detector for use in boron neutron capture therapy. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Wakita A, Ito M, Okamoto H, Nishioka S, Iijima K, Kobayashi K, Nishio T, Igaki H, Itami J.
  • 雑誌名: Appl Radiat Isot. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2017.03.027.
  • 査読あり
• [雑誌論文] New onset of myasthenia gravis 10 years after proton beam therapy for thymoma. (2016)
  • 著者名/発表者名: Karasaki T, Murakawa T, Nagayama K, Nitadori JI, Anraku M, Kikuchi Y, Shinozaki-Ushiku A, Igaki H, Nakajima J.
  • 雑誌名: Gen Thorac Cardiovasc Surg 巻: 64 ページ: 290-293
  • DOI: 10.1007/s11748-014-0484-9.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Outcomes of Volume-Staged Radiosurgery for Cerebral Arteriovenous Malformations Larger Than 20 cm(3) with More Than 3 Years of Follow-Up. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hanakita S, Shin M, Koga T, Igaki H, Saito N.
  • 雑誌名: World Neurosurg 巻: 87 ページ: 242-249
  • DOI: 10.1016/j.wneu.2015.12.020.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Patterns of recurrence after selective postoperative radiation therapy for patients with head and neck squamous cell carcinoma. (2016)
  • 著者名/発表者名: Murakami N, Matsumoto F, Yoshimoto S, Ito Y, Mori T, Ueno T, Tuchida K, Kashihara T, Kobayashi K, Harada K, Kitaguchi M, Sekii S, Umezawa R, Takahashi K, Inaba K, Igaki H, Itami J.
  • 雑誌名: BMC Cancer 巻: 16 ページ: 192
  • DOI: 10.1186/s12885-016-2229-x.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Log-file analysis of accuracy of beam localization for brain tumor treatment by CyberKnife. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto H, Hamada M, Sakamoto E, Wakita A, Nakamura S, Kato T, Abe Y, Takahashi K, Igaki H, Itami J.
  • 雑誌名: Pract Radiat Oncol. 巻: 6 ページ: e361-e367
  • DOI: 10.1016/j.prro.2016.01.008.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Risk Reduction of Cerebral Stroke After Stereotactic Radiosurgery for Small Unruptured Brain Arteriovenous Malformations. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hanakita S, Shin M, Koga T, Igaki H, Saito N.
  • 雑誌名: Stroke. 巻: 47 ページ: 1247-1252
  • DOI: 10.1161/STROKEAHA.116.013132.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Salvage High-dose-rate Interstitial Brachytherapy for Pelvic Recurrent Cervical Carcinoma After Hysterectomy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Murakami N, Kato T, Miyamoto Y, Nakamura S, Wakita A, Okamoto H, Tsuchida K, Kashihara T, Kobayashi K, Harada K, Kitaguchi M, Sekii S, Takahashi K, Umezawa R, Inaba K, Ito Y, Igaki H, Itami J.
  • 雑誌名: Anticancer Res. 巻: 36 ページ: 2413-2421
  • 査読あり
• [雑誌論文] After low and high dose-rate interstitial brachytherapy followed by IMRT radiotherapy for intermediate and high risk prostate cancer. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Murakami N, Inaba K, Wakita A, Kobayashi K, Takahashi K, Okamoto H, Umezawa R, Morota M, Sumi M, Igaki H, Ito Y, Itami J.
  • 雑誌名: BMC Cancer. 巻: 16 ページ: 296
  • DOI: 10.1186/s12885-016-2329-7.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dose reconstruction technique using non-rigid registration to evaluate spatial correspondence between high-dose region and late radiation toxicity: a case of tracheobronchial stenosis after external beam radiotherapy combined with endotracheal brachytherapy for tracheal cancer. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Murakami N, Inaba K, Wakita A, Nakamura S, Okamoto H, Sato J, Umezawa R, Takahashi K, Igaki H, Ito Y, Shigematsu N, Itami J.
  • 雑誌名: J Contemp Brachytherapy. 巻: 8 ページ: 156-163
  • DOI: 10.5114/jcb.2016.59688.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long-term observations of radiation-induced creatinine clearance reduction and renal parenchymal volume atrophy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Inaba K, Okamoto H, Wakita A, Tsuchida K, Kashihara T, Kobayashi K, Harada K, Kitaguchi M, Sekii S, Umezawa R, Takahashi K, Murakami N, Ito Y, Igaki H, Uno T, Itami J.
  • 雑誌名: Radiother Oncol. 巻: 120 ページ: 145-149
  • DOI: 10.1016/j.radonc.2016.04.022.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo spatial correlation between (18)F-BPA and (18)F-FDG uptakes in head and neck cancer. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Kurihara H, Watanabe Y, Murakami N, Inaba K, Nakamura S, Wakita A, Okamoto H, Umezawa R, Takahashi K, Igaki H, Ito Y, Yoshimoto S, Shigematsu N, Itami J.
  • 雑誌名: Appl Radiat Isot. 巻: 115 ページ: 138-146
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2016.05.026.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prospective study of postoperative whole breast radiotherapy for Japanese large-breasted women: a clinical and dosimetric comparisons between supine and prone positions and a dose measurement using a breast phantom. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Morota M, Kagami Y, Okamoto H, Sekii S, Inaba K, Murakami N, Igaki H, Ito Y, Uno T, Itami J.
  • 雑誌名: BMC Cancer. 巻: 16 ページ: 757
  • DOI: 10.1186/s12885-016-2794-z.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of interstitial brachytherapy in the management of primary radiation therapy for uterine cervical cancer. (2016)
  • 著者名/発表者名: Murakami N, Kobayashi K, Kato T, Nakamura S, Wakita A, Okamoto H, Shima S, Tsuchida K, Kashihara T, Harada K, Takahashi K, Umezawa R, Inaba K, Ito Y, Igaki H, Itami J.
  • 雑誌名: J Contemp Brachytherapy. 巻: 8 ページ: 391-398
  • DOI: 10.5114/jcb.2016.62938.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 18F-BPA PETとアミノ酸トランスポーターLAT1 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井垣浩
  • 学会等名: 明治薬科大学 がん先端治療学：アルファ粒子線・免疫治療学講座 シンポジウム2017
  • 発表場所: 明治薬科大学清瀬キャンパス総合教育研究棟フロネシス（東京都清瀬市）
  • 年月日: 2017-02-09 – 2017-02-09
  • 招待講演
• [学会発表] Whole brain radiotherapy for brain metastases from melanoma in the era of molecular-targeted therapy (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Igaki, Koji Inaba, Kiyoshi Shima, Keisuke Tsuchida, Kazuma Kobayashi, Ken Harada, Rei Umezawa, Kana Takahashi, Naoya Murakami, Yoshinori Ito, Jun Itami
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第29回学術大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-11-25 – 2016-11-27
• [学会発表] 単発性脳転移の術後照射-局所照射と全脳照射の比較検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井垣浩，原田堅， 梅澤玲，宮北康二、島聖， 土田圭祐， 柏原大朗， 小林和馬，稲葉浩二，高橋加奈，村上直也，伊藤芳紀，成田善孝、伊丹純
  • 学会等名: 第54回日本がん治療学会学術集会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-10-20 – 2016-10-22
• [学会発表] Time course changes in 18F-BPA uptake dynamics by PET scan. (2016)
  • 著者名/発表者名: Igaki H, Kurihara H, Nakamura S, Fujii R, Wakita A, Tsuchida K, Kashihara T, Kobayashi K, Harada K, Takahashi K, Inaba K, Umezawa R, Murakami N, Ito Y, Okamoto H, Imahori Y, Itami J.
  • 学会等名: The 17th International Congress on Neutron Capture Therapy
  • 発表場所: Columbia, MO, USA.
  • 年月日: 2016-10-02 – 2016-10-07
  • 国際学会
• [学会発表] 動態撮影による18F-BPA集積の時間変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井垣浩、栗原宏明、中村哲志、藤井亮、脇田明尚、土田圭祐、柏原大朗、小林和馬、原田堅、高橋加奈、稲葉浩二、梅澤玲、村上直也、伊藤芳紀、岡本裕之、今堀良夫、伊丹純
  • 学会等名: 第13回日本中性子捕捉療法学会学術大会
  • 発表場所: 東京大学伊藤国際学術研究センター（東京都文京区）
  • 年月日: 2016-08-06 – 2016-08-07
• [学会発表] 国立がん研究センター中央病院におけるホウ素中性子捕捉療法の準備状況 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井垣浩
  • 学会等名: 総合南東北病院 第3回頭頸部BNCTシステム研究会
  • 発表場所: 南東北BNCT研究センター（福島県郡山市）
  • 年月日: 2016-06-29 – 2016-06-29
  • 招待講演
• [学会発表] 鼻腔悪性黒色腫に対する定位放射線治療 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井垣浩、岡本裕之、小林和馬、原田堅、髙橋加奈、稲葉浩二、梅澤玲、村上直也、伊藤芳紀、伊丹純
  • 学会等名: 第25回日本定位放射線治療学会
  • 発表場所: ハイアットリージェンシー京都 （京都府京都市）
  • 年月日: 2016-05-27 – 2016-05-27