陽子線治療における可変RBEの生物学的評価と治療計画への応用に関する研究

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K08190
• 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: 秋元 哲夫 国立研究開発法人国立がん研究センター, 先端医療開発センター, 分野長 (10261851)
• 研究分担者: 北條 秀博 国立研究開発法人国立がん研究センター, 東病院, 医員 (60638774)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 陽子線治療 / 放射線生物 / 生物効果

研究実績の概要

本研究の目的は、これまでのパッシブ照射を用いた陽子線照射の3次元的な空間的位置の影響を基礎にスキャニング照射法およびその発展型であるIMPTに対する細胞応答、特にRBEへの影響とその機序を明らかにし、更に化学療法などの併用による増感効果や細胞応答の修飾などを総合的に解析して、IMPTを含む陽子線治療における可変RBEの生物学的評価と治療計画への応用を図る基礎研究とすることである。最終的には上記の臨床試験で得られる医学物理学的なデータを基にした線量計算で実施されたIMPTの臨床データ（制御・再発、有害事象、など）と生物学的研究で得られたRBEに基づく線量評価との相関を解析することで、陽子線の物理学的な特性に依存している治療計画法や線量分割、併用療法などを陽子線の生物学的特性を加味した治療法開発に発展させて、集学的治療における陽子線治療の有効性確立の基礎にすることである。研究初年度は１）スキャニング照射およびIMPTに対するがん細胞の細胞応答の検討　２）薬剤併用による細胞応答の修飾とその機序の解析について、培養細胞を用いて実施した。まずブロードビームにより細胞応答を基準にするため、そのデータを取得し、スキャニング照射およびIMPTによる照射を正確にするための照射条件やボーラスなどの器具作成を実施した。その上で、スキャニング照射およびIMPTとブロードビームによる細胞応答の相違を、細胞生残率を指標に評価した。その結果では、照射部位に関わらず細胞生残率については大きな相違はなかった。現在、線量や線量率などを変えて照射実験を継続中で、細胞生残率に加えてRBEやLETについて評価を加える予定である。

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

１）スキャニング照射およびIMPTに対するがん細胞の細胞応答の検討　２）薬剤併用による細胞応答の修飾とその機序の解析　３）移植腫瘍を用いた照射実験を研究期間の2年目で完了する予定であるが、研究初年度は照射条件とその器具作成にやや時間を要したこと、また2月下旬からコロナウイルス肺炎の状況から、研究室の制限と使用休止があり、現在（2020年5月末）まで新規の研究が開始ができない状況です。全体としては概ね順調ではありますが、コロナの影響次第では、若干の遅れに繋がる可能性もあります。

今後の研究の推進方策

１）スキャニング照射およびIMPTに対するがん細胞の細胞応答の検討　２）薬剤併用による細胞応答の修飾とその機序の解析　３）移植腫瘍を用いた照射実験を研究期間の2年目で完了する予定であるが、研究初年度は照射条件とその器具作成にやや時間を要したこと、また2月下旬からコロナウイルス肺炎の状況から、研究室の制限と使用休止があり、現在（2020年5月末）まで新規の研究が開始ができない状況です。そのため、研究進捗に遅れが認められている。研究室の使用が再開され次第、再度研究計画を練り直して進める予定です。

次年度使用額が生じた理由

１）スキャニング照射およびIMPTに対するがん細胞の細胞応答の検討　２）薬剤併用による細胞応答の修飾とその機序の解析　３）移植腫瘍を用いた照射実験を研究期間の2年目で完了する予定であったが、研究初年度は照射条件とその器具作成にやや時間を要したこと、また2月下旬からコロナウイルス肺炎の状況から、研究室の制限と使用休止があり、現在（2020年5月末）まで新規の研究が開始ができない状況であり、研究進捗に遅れが認められている。そのため、次年度に使用額が生じた。

研究成果

• [雑誌論文] Impact of intraoperative indocyanine green fluorescence angiography on anastomotic leakage after laparoscopic sphincter-sparing surgery for malignant rectal tumors. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa H, Tsukada Y, Wakabayashi M, Nomura S, Sasaki T, Nishizawa Y, Ikeda K, Akimoto T, Ito M.
  • 雑誌名: Int J Colorectal Dis. 巻: 35 ページ: 3
  • DOI: 10.1007/s00384-019-03490-0
• [雑誌論文] Proton Beam Therapy for Histologically or Clinically Diagnosed Stage I Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC): The First Nationwide Retrospective Study in Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Ohnishi Kayoko、Nakamura Naoki、Harada Hideyuki、Tokumaru Sunao、Wada Hitoshi、Arimura Takeshi、Iwata Hiromitsu、Sato Yoshitaka、Sekino Yuta、Tamamura Hiroyasu、Mizoe Jun-etsu、Ogino Takashi、Ishikawa Hitoshi、Kikuchi Yasuhito、Okimoto Tomoaki、Murayama Shigeyuki、Akimoto Tetsuo、Sakurai Hideyuki
  • 雑誌名: International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics 巻: 106 ページ: 82～89
  • DOI: 10.1016/j.ijrobp.2019.09.013
• [雑誌論文] Impact of Proton Beam Irradiation of an Anatomic Subsegment of the Liver for Hepatocellular Carcinoma (2019)
  • 著者名/発表者名: Hojo Hidehiro、Raturi Vijay、Nakamura Naoki、Arahira Satoko、Akita Tsunemichi、Mitsunaga Shuichi、Nakamura Masaki、Motegi Atsushi、Kageyama Shun-ichiro、Zenda Sadamoto、Okumura Masayuki、Ikeda Masafumi、Akimoto Tetsuo
  • 雑誌名: Practical Radiation Oncology 巻: S1879-8500 ページ: -
  • DOI: doi.org/10.1016/j.prro.2019.09.012
• [雑誌論文] Nutritional support dependence after curative chemoradiotherapy in head and neck cancer: supplementary analysis of a phase II trial (JCOG0706S1) (2019)
  • 著者名/発表者名: Imamura Yoshinori、Kiyota Naomi、Ogawa Gakuto、Akimoto Tetsuo、Fujii Masato、Hanai Nobuhiro、Iwae Shigemichi、Monden Nobuya、Matsuura Kazuto、Onozawa Yusuke、Hayashi Ryuichi、Tahara Makoto、Minami Shujiro、Eba Junko、Japan Clinical Oncology Group (JCOG) Head and Neck Cancer Study Group
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Oncology 巻: 49 ページ: 1009～1015
  • DOI: 10.1093/jjco/hyz121
• [雑誌論文] Phase II feasibility study of preoperative concurrent chemoradiotherapy with cisplatin plus 5-fluorouracil and elective lymph node irradiation for clinical stage II/III esophageal squamous cell carcinoma. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto J, Kato K, Ito Y, Kojima T, Akimoto T, Daiko H, Hamamoto Y, Matsushita H, Katano S, Hara H, Tanaka Y, Saito Y, Nagashima K, Igaki H.
  • 雑誌名: Int J Clin Oncol. 巻: 24 ページ: 60～67
  • DOI: 10.1007/s10147-018-1336-x
• [雑誌論文] Expression of Monocarboxylate Transporter 1 Is Associated With Better Prognosis and Reduced Nodal Metastasis in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma (2019)
  • 著者名/発表者名: Sukeda Aoi、Nakamura Yuka、Nishida Yasunori、Kojima Motohiro、Gotohda Naoto、Akimoto Tetsuo、Ochiai Atsushi
  • 雑誌名: Pancreas 巻: 48 ページ: 1102～1110
  • DOI: 10.1097/MPA.0000000000001369
• [雑誌論文] HER2 heterogeneity is a poor prognosticator for HER2-positive gastric cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: Kaito Akio、Kuwata Takeshi、Tokunaga Masanori、Shitara Kohei、Sato Reo、Akimoto Tetsuo、Kinoshita Takahiro
  • 雑誌名: World Journal of Clinical Cases 巻: 7 ページ: 1964～1977
  • DOI: 10.12998/wjcc.v7.i15.1964
• [雑誌論文] Extra-perigastric Extranodal Metastasis is a Significant Prognostic Factor in Node-Positive Gastric Cancer. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tonouchi A, Sugano M, Tokunaga M, Sugita S, Watanabe M, Sato R, Kaito A, Akimoto T, Ochiai A, Kinoshita T, Kuwata T.
  • 雑誌名: World J Surg. 巻: 43 ページ: 2499～2505
  • DOI: 10.1007/s00268-019-05076-x
• [雑誌論文] Frequency and predictors of detecting early locoregional recurrence/disease progression of oral squamous cell carcinoma with high-risk factors on imaging tests before postoperative adjuvant radiotherapy. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kibe Y, Nakamura N, Kuno H, Hiyama T, Hayashi R, Zenda S, Motegi A, Hojo H, Nakamura M, Ariji T, Oyoshi H, Akimoto T.
  • 雑誌名: Int J Clin Oncol. 巻: 24 ページ: 1182～1189
  • DOI: 10.1007/s10147-019-01479-x
• [雑誌論文] A review of head and neck cancer staging system in the TNM classification of malignant tumors (eighth edition) (2019)
  • 著者名/発表者名: Head and Neck Cancer Study Group、Monden N、Asakage T、Kiyota N、Homma A、Matsuura K、Hanai N、Kodaira Ti、Zenda S、Fujii H、Tahara M、Yokota T、Akimoto T、Iwae S、Onitsuka T、Ogawa T、Okano S、Takahashi S、Shimizu Y、Yonezawa K、Hayashi R
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Oncology 巻: 49 ページ: 589～595
  • DOI: 10.1093/jjco/hyz052
• [雑誌論文] Liver phantom design and dosimetric verification in participating institutions for a proton beam therapy in patients with resectable hepatocellular carcinoma: Japan Clinical Oncology Group trial (JCOG1315C) (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishio T, Tachibana H, Kase Y, Hotta K, Nakamura M, Tamura M, Terunuma T, Toshito T, Yamashita H, Ishikura S, Fuji H, Akimoto T, Nishimura Y.
  • 雑誌名: Radiother Oncol. 巻: 29 ページ: 98～104
  • DOI: 10.1016/j.radonc.2019.06.005
• [雑誌論文] Hypofractionated proton beam therapy for centrally located lung cancer. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura N, Hotta K, Zenda S, Baba H, Kito S, Akita T, Motegi A, Hojo H, Nakamura M, Parshuram RV, Okumura M, Akimoto T.
  • 雑誌名: J Med Imaging Radiat Oncol. 巻: 63 ページ: 552～556
  • DOI: 10.1111/1754-9485.12901
• [雑誌論文] National survey on total-body irradiation prior to reduced-intensity stem cell transplantation in Japan: The Japanese Radiation Oncology Study Group. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi H, Soejima T, Ishibashi N, Akiba T, Hasegawa M, Isobe K, Ito H, Imai M, Ejima Y, Hata M, Sasai K, Shimoda E, Oguchi M, Akimoto T; Japanese Radiation Oncology Study Group.
  • 雑誌名: J Radiat Res. 巻: 60 ページ: 509～516
  • DOI: 10.1093/jrr/rrz028
• [雑誌論文] Usefulness of hybrid deformable image registration algorithms in prostate radiation therapy. (2019)
  • 著者名/発表者名: Motegi K, Tachibana H, Motegi A, Hotta K, Baba H, Akimoto T.
  • 雑誌名: J Appl Clin Med Phys. 巻: 20 ページ: 229～236
  • DOI: 10.1002/acm2.12515
• [雑誌論文] Organ-preserving approach via radiotherapy for small cell carcinoma of the bladder: an analysis based on the Japanese Radiation Oncology Study Group (JROSG) survey (2019)
  • 著者名/発表者名: Akamatsu Hiroko、Nakamura Katsumasa、Ebara Takeshi、Inaba Koji、Itasaka Satoshi、Jingu Keiichi、Kosaka Yasuhiro、Murai Taro、Nagata Kenji、Soejima Toshinori、Takahashi Shigeo、Toyoda Tatsuya、Toyoshima Shinichiro、Nemoto Kenji、Akimoto Tetsuo
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 60 ページ: 509～516
  • DOI: 10.1093/jrr/rrz018
• [雑誌論文] Impact of EGFR Mutation and ALK Translocation on Recurrence Pattern After Definitive Chemoradiotherapy for Inoperable Stage III Non-squamous Non?small-cell Lung Cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Masaki、Kageyama Shun-ichiro、Niho Seiji、Okumura Masayuki、Hojo Hidehiro、Motegi Atsushi、Nakamura Naoki、Zenda Sadamoto、Yoh Kiyotaka、Goto Koichi、Akimoto Tetsuo
  • 雑誌名: Clinical Lung Cancer 巻: 20 ページ: e256～e264
  • DOI: 10.1016/j.cllc.2019.02.021
• [雑誌論文] Carboplatin, S-1 and concurrent thoracic radiotherapy for elderly patients with locally advanced non-small cell lung cancer: a multicenter Phase I/II study (2019)
  • 著者名/発表者名: Niho Seiji、Hosomi Yukio、Okamoto Hiroaki、Nihei Keiji、Tanaka Hiroshi、Hida Toyoaki、Umemura Shigeki、Goto Koichi、Akimoto Tetsuo、Ohe Yuichiro
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Oncology 巻: 49 ページ: 614～619
  • DOI: 10.1093/jjco/hyz039
• [雑誌論文] Clinicopathological features and endoscopic characteristics of inverted sessile serrated adenomas/polyps (2019)
  • 著者名/発表者名: Takashima Kenji、Oono Yasuhiro、Kojima Motohiro、Ikematsu Hiroaki、Akimoto Tetsuo、Yano Tomonori
  • 雑誌名: Endoscopy International Open 巻: 07 ページ: E330～E336
  • DOI: 10.1055/a-0820-2179
• [雑誌論文] Induction TPF chemotherapy followed by CRT with fractionated administration of cisplatin in patients with unresectable locally advanced head and neck cancer. (2019)
  • 著者名/発表者名: Okano S, Enokida T, Onoe T, Ota Y, Motegi A, Zenda S, Akimoto T, Tahara M.
  • 雑誌名: Int J Clin Oncol. 巻: 24 ページ: 789～797
  • DOI: 10.1007/s10147-019-01418-w
• [雑誌論文] Effect of 5-fluorouracil on cellular response to proton beam in esophageal cancer cell lines according to the position of spread-out Bragg peak (2019)
  • 著者名/発表者名: Hojo Hidehiro、Dohmae Takeshi、Hotta Kenji、Kageyama Shun-Ichiro、Baba Hiromi、Kohno Ryosuke、Motegi Atsushi、Tsuchihara Katsuya、Akimoto Tetsuo
  • 雑誌名: Acta Oncologica 巻: 58 ページ: 475～482
  • DOI: 10.1080/0284186X.2018.1555373
• [雑誌論文] Predictive factors for hyperprogressive disease during nivolumab as anti-PD1 treatment in patients with advanced gastric cancer. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sasaki A, Nakamura Y, Mishima S, Kawazoe A, Kuboki Y, Bando H, Kojima T, Doi T, Ohtsu A, Yoshino T, Kuwata T, Akimoto T, Shitara K.
  • 雑誌名: Gastric Cancer. 巻: 22 ページ: 793～802
  • DOI: 10.1007/s10120-018-00922-8
• [雑誌論文] A primary analysis of a multicenter, prospective, single-arm, confirmatory trial of hypofractionated whole breast irradiation after breast-conserving surgery in Japan: JCOG0906 (2019)
  • 著者名/発表者名: Nozaki Miwako、Kagami Yoshikazu、Shibata Taro、Nakamura Kenichi、Ito Yoshinori、Nishimura Yasumasa、Kawaguchi Yoshifumi、Saito Yoshihiro、Nagata Yasushi、Matsumoto Yasuo、Akimoto Tetsuo、Hiraoka Masahiro、Radiation Therapy Study Group, Japan Clinical Oncology Group
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Oncology 巻: 49 ページ: 57～62
  • DOI: 10.1093/jjco/hyy160
• [雑誌論文] Clinical impact of cachexia in unresectable locally advanced head and neck cancer: supplementary analysis of a phase II trial (JCOG0706-S2) (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsuzuka Takashi、Kiyota Naomi、Mizusawa Junki、Akimoto Tetsuo、Fujii Masato、Hasegawa Yasuhisa、Iwae Shigemichi、Monden Nobuya、Matsuura Kazuto、Onozawa Yusuke、Hayashi Ryuichi、Tahara Makoto、Japan Clinical Oncology Group(JCOG) Head and Neck Cancer Study Group
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Oncology 巻: 49 ページ: 37～41
  • DOI: 10.1093/jjco/hyy145
• [雑誌論文] 陽子線治療 肝細胞がん. (2019)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 雑誌名: 先進医療NAVIGATOR がん先進医療の最前線 巻: B42 ページ: 55～58
• [雑誌論文] 頭頸部癌領域の粒子線治療の適応 (2019)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 雑誌名: 日本耳鼻咽喉科学会誌 巻: 122 ページ: 246～248
• [学会発表] 頭頸部癌に対する粒子線治療の進歩と可能性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 石川一樹，古平 毅，秋元哲夫，清田尚臣，石倉 聡
  • 学会等名: 第43回日本頭頸部癌学会
• [学会発表] Clinical Efficacy of Proton beam therapy (2019)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 第1回日中先進医療技術フォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] Technical Advancement of Proton beam therapy and Radiotherapeutic technique (2019)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 第1回日中先進医療技術フォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] Current status and future direction of proton beam therapy in Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: THE 19th ANNUAL NATIONAL CANCER CONTROL CONFERENCE
• [学会発表] 救済外科療法困難な症例に対する放射線治療 (2019)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 第17回日本臨床腫瘍学会学術集会
• [学会発表] 頭頸部癌における粒子線治療の役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 日本頭頸部外科学会 第8回教育セミナー
• [学会発表] Phase I dose-escalation trial of proton beam therapy with concurrent full-dose chemotherapy for patients with cStage IB/Ⅱ/Ⅲ(non-T4) esophageal squamous cell carcinoma (2019)
  • 著者名/発表者名: Akimoto T, Kojima T, Hojo H, Onozawa M, Okumura M, Nakamura M, Motegi A, Hotta K, Baba H, Zenda S, Fujita T, Nakamura N, Daiko H
  • 学会等名: 61st ASTRO Annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Single nucleotide polymorphism (SNP) as a predictive factor for radiation-induced toxicities (2019)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 放射線治療効果の増強を目指した基礎・橋渡し・臨床研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第62回大会
• [学会発表] 高リスク前立腺癌に対する粒子線治療 (2019)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 第84回日本泌尿器学会東部総会
  • 招待講演