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

2020 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。研究期間2年目は線量や線量率などを変えて照射実験を実施し、細胞生残率に加えてRBEやLETが線量率に影響を受けて変化することを確認した。現在ここまでのデータを論文化している段階である。

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ったが、2020年度の当初からコロナウイルス肺炎が蔓延したため、研究室の制限と使用休止があり、新規の研究が開始ができない期間があった。全体としては遅れがあるものの概ね順調ではありますが、コロナの影響が継続しており、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ったが、研究進捗に遅れが認められている。研究2年目で完了すべき項目について、再度実施計画を練り直し3年目に持ち越す項目と計画から外しても最終的な成果に影響しない項目については、その優先順位を付けて実施をしていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

コロナの影響により、学会がWEB開催となった為、旅費の使用が無かったため。及び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、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もあり、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] FOLFIRINOX in advanced pancreatic cancer patients with the double-variant type of UGT1A1 *28 and *6 polymorphism: a multicenter, retrospective study (2021)
  • 著者名/発表者名: Umemoto Kumiko、Takahashi Hideaki、Morizane Chigusa、Yamada Ikuhiro、Shimizu Satoshi、Shioji Kazuhiko、Yoshida Yukio、Motoya Masayo、Mizuno Nobumasa、Kojima Yasushi、Terashima Takeshi、Uesugi Kazuhiro、Ueno Makoto、Furuse Junji、Akimoto Tetsuo、Ikeda Masafumi
  • 雑誌名: Cancer Chemotherapy and Pharmacology 巻: 87 ページ: 397～404
  • DOI: 10.1007/s00280-020-04206-w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the mutation signature of the cancer genome caused by irradiation (2021)
  • 著者名/発表者名: Kageyama Shun-Ichiro、Du Junyan、Kaneko Syuzo、Hamamoto Ryuji、Yamaguchi Shigeo、Yamashita Riu、Okumura Masayuki、Motegi Atsushi、Hojo Hidehiro、Nakamura Masaki、Tsuchihara Katsuya、Akimoto Tetsuo
  • 雑誌名: Radiotherapy and Oncology 巻: 155 ページ: 10～16
  • DOI: 10.1016/j.radonc.2020.10.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between the microvascular patterns observed by magnifying endoscopy with narrow-band imaging and the depth of invasion in superficial pharyngeal squamous cell carcinoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Sunakawa Hironori、Hori Keisuke、Kadota Tomohiro、Shinmura Kensuke、Yoda Yusuke、Ikematsu Hiroaki、Tomioka Toshifumi、Akimoto Tetsuo、Hayashi Ryuichi、Fujii Satoshi、Yano Tomonori
  • 雑誌名: Esophagus 巻: 18 ページ: 111～117
  • DOI: 10.1007/s10388-020-00754-5
• [雑誌論文] Induction chemotherapy in locally advanced squamous cell carcinoma of the head and neck (2020)
  • 著者名/発表者名: Okano S, Homma A, Kiyota N, Tahara M, Hanai N, Asakage T, Matsuura K, Ogawa T, Saito Y, Sano D, Kodaira T, Motegi A, Yasuda K, Takahashi S, Tanaka K, Onoe T, Yokota T, Imamura Y, Ariizumi Y, Akimoto T, Hayashi R
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Oncology 巻: 51 ページ: 173～179
  • DOI: 10.1093/jjco/hyaa220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dose?Volume and Radiobiological Model-Based Comparative Evaluation of the Gastrointestinal Toxicity Risk of Photon and Proton Irradiation Plans in Localized Pancreatic Cancer Without Distant Metastasis (2020)
  • 著者名/発表者名: Raturi Vijay P.、Tochinai Taku、Hojo Hidehiro、Rachi Toshiya、Hotta Kenji、Nakamura Naoki、Zenda Sadamoto、Motegi Atsushi、Ariji Takaki、Hirano Yasuhiro、Baba Hiromi、Ohyoshi Hajime、Nakamura Masaki、Okumura Masayuki、Bei Yanping、Akimoto Tetsuo
  • 雑誌名: Frontiers in Oncology 巻: 10 ページ: 517061
  • DOI: 10.3389/fonc.2020.517061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinction of surgically resected gastrointestinal stromal tumor by near-infrared hyperspectral imaging (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato Daiki、Takamatsu Toshihiro、Umezawa Masakazu、Kitagawa Yuichi、Maeda Kosuke、Hosokawa Naoki、Okubo Kyohei、Kamimura Masao、Kadota Tomohiro、Akimoto Tetsuo、Kinoshita Takahiro、Yano Tomonori、Kuwata Takeshi、Ikematsu Hiroaki、Takemura Hiroshi、Yokota Hideo、Soga Kohei
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: 21852
  • DOI: 10.1038/s41598-020-79021-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neoadjuvant S-1 With Concurrent Radiotherapy Followed by Surgery for Borderline Resectable Pancreatic Cancer: A Phase II Open-Label Multicenter Prospective Trial (JASPAC05) (2020)
  • 著者名/発表者名: Takahashi S, Ohno I, Ikeda M, Konishi M, Kobayashi T, Akimoto T, Kojima M, Morinaga S, Toyama H, Shimizu Y, Miyamoto A, Tomikawa M, Takakura N, Takayama W, Hirano S, Otsubo T, Nagino M, Kimura W, Sugimachi K, Uesaka K
  • 雑誌名: Ann Surg 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-world clinical outcomes and prognostic factors in Japanese patients with recurrent or metastatic squamous cell carcinoma of head and neck treated with chemotherapy plus cetuximab: a prospective observation study (JROSG12-2) (2020)
  • 著者名/発表者名: Yokota Tomoya、Ota Yosuke、Fujii Hirofumi、Kodaira Takeshi、Shimokawa Mototsugu、Nakashima Torahiko、Monden Nobuya、Homma Akihiro、Ueda Shinya、Akimoto Tetsuo
  • 雑誌名: International Journal of Clinical Oncology 巻: 26 ページ: 316～325
  • DOI: 10.1007/s10147-020-01817-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphological, immune and genetic features in biopsy sample associated with the efficacy of pembrolizumab in patients with non-squamous non-small cell lung cancer (2020)
  • 著者名/発表者名: Sakai Tetsuya、Udagawa Hibiki、Matsumoto Shingo、Yoh Kiyotaka、Nosaki Kaname、Ikeda Takaya、Zenke Yoshitaka、Kirita Keisuke、Niho Seiji、Akimoto Tetsuo、Goto Koichi、Ishii Genichiro
  • 雑誌名: Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 巻: 147 ページ: 1227～1237
  • DOI: 10.1007/s00432-020-03413-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diagnostic Value of Model-Based Iterative Reconstruction Combined with a Metal Artifact Reduction Algorithm during CT of the Oral Cavity (2020)
  • 著者名/発表者名: Kubo Y.、Ito K.、Sone M.、Nagasawa H.、Onishi Y.、Umakoshi N.、Hasegawa T.、Akimoto T.、Kusumoto M.
  • 雑誌名: American Journal of Neuroradiology 巻: 41 ページ: 2132～2138
  • DOI: 10.3174/ajnr.A6767
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radial incision and cutting for dilation before endoscopic submucosal dissection in patients with esophageal cancer on the distal side of severe benign esophageal strictures (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakajo K, Yoda Y, Kadota T, Murano T, Shinmura K, Ikematsu H, Akimoto T, Yano T
  • 雑誌名: Dis Esophagus 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficacy and safety of accelerated fractionated radiotherapy without elective nodal irradiation for T3N0 glottic cancer without vocal cord fixation (2020)
  • 著者名/発表者名: Okumura Masayuki、Motegi Atsushi、Zenda Sadamoto、Nakamura Naoki、Hojo Hidehiro、Nakamura Masaki、Hirano Yasuhiro、Kageyama Shun‐ichiro、Arahira Satoko、Parshuram Raturi Vijay、Kuno Hirofumi、Hayashi Ryuichi、Tahara Makoto、Itoh Yoshiyuki、Naganawa Shinji、Akimoto Tetsuo
  • 雑誌名: Head & Neck 巻: 42 ページ: 1775～1782
  • DOI: 10.1002/hed.26092
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical impact of radiofrequency ablation and stereotactic body radiation therapy for colorectal liver metastasis as local therapies for elderly, vulnerable patients (2020)
  • 著者名/発表者名: Gotohda Naoto、Nomura Shogo、Doi Manami、Karasawa Katsuyuki、Ohki Takamasa、Shimizu Yasuhiro、Inaba Yoshitaka、Takeda Atsuya、Takaki Haruyuki、Anai Hiroshi、Ikeda Masafumi、Sugimoto Motokazu、Akimoto Tetsuo
  • 雑誌名: JGH Open 巻: 4 ページ: 722～728
  • DOI: 10.1002/jgh3.12325
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved efficacy of taxanes and ramucirumab combination chemotherapy after exposure to anti-PD-1 therapy in advanced gastric cancer (2020)
  • 著者名/発表者名: Sasaki Akinori、Kawazoe Akihito、Eto Testuya、Okunaka Mashiro、Mishima Saori、Sawada Kentaro、Nakamura Yoshiaki、Kotani Daisuke、Kuboki Yasutoshi、Taniguchi Hiroya、Kojima Takashi、Doi Toshihiko、Yoshino Takayuki、Akimoto Tetsuo、Shitara Kohei
  • 雑誌名: ESMO Open 巻: 5 ページ: e000775～e000775
  • DOI: 10.1136/esmoopen-2020-000775
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimal Androgen Deprivation Therapy Combined with Proton Beam Therapy for Prostate Cancer: Results from a Multi-Institutional Study of the Japanese Radiation Oncology Study Group (2020)
  • 著者名/発表者名: Murakami Motohiro、Ishikawa Hitoshi、Shimizu Shosei、Iwata Hiromitsu、Okimoto Tomoaki、Takagi Masaru、Murayama Shigeyuki、Akimoto Tetsuo、Wada Hitoshi、Arimura Takeshi、Sato Yoshitaka、Gosho Masahiko、Nakamura Katsumasa、Sakurai Hideyuki
  • 雑誌名: Cancers 巻: 12 ページ: 1690～1690
  • DOI: 10.3390/cancers12061690
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiobiological model-based approach to determine the potential of dose-escalated robust intensity-modulated proton radiotherapy in reducing gastrointestinal toxicity in the treatment of locally advanced unresectable pancreatic cancer of the head (2020)
  • 著者名/発表者名: Raturi Vijay P.、Hojo Hidehiro、Hotta Kenji、Baba Hiromi、Takahashi Ryo、Rachi Toshiya、Nakamura Naoki、Zenda Sadamoto、Motegi Atsushi、Tachibana Hidenobu、Ariji Takaki、Motegi Kana、Nakamura Masaki、Okumura Masayuki、Hirano Yasuhiro、Akimoto Tetsuo
  • 雑誌名: Radiation Oncology 巻: 15 ページ: 157
  • DOI: 10.1186/s13014-020-01592-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Review of early endoscopic findings in patients with local recurrence after definitive chemoradiotherapy for esophageal squamous cell carcinoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Yoichi、Kadota Tomohiro、Yoda Yusuke、Hori Keisuke、Hatogai Ken、Kojima Takashi、Fujii Satoshi、Akimoto Tetsuo、Yano Tomonori
  • 雑誌名: Esophagus 巻: 17 ページ: 433～439
  • DOI: 10.1007/s10388-020-00734-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] A phase II study of adaptive two-step intensity-modulated radiation therapy (IMRT) with chemotherapy for loco-regionally advanced nasopharyngeal cancer (JCOG1015) (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y, Ishikura S, Shibata T, Kodaira T, Ito Y, Tsuchiya K, Murakami Y, Saitoh JI, Akimoto T, Nakata K, Yoshimura M, Teshima T, Toshiyasu T, Ota Y, Ishikawa K, Shimizu H, Minemura T, Nakamura K, Hiraoka M
  • 雑誌名: International Journal of Clinical Oncology 巻: 25 ページ: 1250～1259
  • DOI: 10.1007/s10147-020-01665-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] End-to-end delivery quality assurance of computed tomography?based high-dose-rate brachytherapy using a gel dosimeter (2020)
  • 著者名/発表者名: Tachibana Hidenobu、Watanabe Yusuke、Mizukami Shinya、Maeyama Takuya、Terazaki Tsuyoshi、Uehara Ryuzo、Akimoto Tetsuo
  • 雑誌名: Brachytherapy 巻: 19 ページ: 362～371
  • DOI: 10.1016/j.brachy.2020.02.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced tumor response to radiotherapy after PD-1 blockade in metastatic gastric cancer (2020)
  • 著者名/発表者名: 16.Sasaki A, Nakamura Y, Togashi Y, Kuno H, Hojo H, Kageyama S, Nakamura N, Takashima K, Kadota T, Yoda Y, Mishima S, Sawada K, Kotani D, Kawazoe A, Kuboki Y, Taniguchi H, Kojima T, Doi T, Yoshino T, Yano T, Kobayashi T, Akimoto T, Nishikawa H, Shitara K
  • 雑誌名: Gastric Cancer 巻: 23 ページ: 893～903
  • DOI: 10.1007/s10120-020-01058-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] The “histological replacement growth pattern” represents aggressive invasive behavior in liver metastasis from pancreatic cancer (2020)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Kazuo、Mitsunaga Shuichi、Kojima Motohiro、Suzuki Hidetaka、Irisawa Ai、Takahashi Hideaki、Sasaki Mitsuhito、Hashimoto Yusuke、Imaoka Hiroshi、Ohno Izumi、Ikeda Masafumi、Akimoto Tetsuo、Ochiai Atsushi
  • 雑誌名: Cancer Medicine 巻: 9 ページ: 3130～3141
  • DOI: 10.1002/cam4.2954
  • 査読あり
• [雑誌論文] Therapeutic results of proton beam therapy with concurrent chemotherapy for cT1 esophageal cancer and salvage endoscopic therapy for local recurrence (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato Daiki、Motegi Atsushi、Kadota Tomohiro、Kojima Takashi、Bando Hideaki、Shinmura Kensuke、Hori Keisuke、Yoda Yusuke、Oono Yasuhiro、Zenda Sadamoto、Ikematsu Hiroaki、Akimoto Tetsuo、Yano Tomonori
  • 雑誌名: Esophagus 巻: 17 ページ: 305～311
  • DOI: 10.1007/s10388-020-00715-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] 強度変調放射線治療 (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 雑誌名: 泌尿器外科 巻: 33 ページ: 1397～1400
  • 査読あり
• [雑誌論文] 陽子線棟 (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 雑誌名: 泌尿器外科 巻: 33 ページ: 1406～1411
  • 査読あり
• [雑誌論文] III期非小細胞肺癌に対するIMRTおよびVMATの有効性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 雑誌名: インナービジョン 35 巻: 11 ページ: 72～73
  • 査読あり
• [雑誌論文] 肉腫に対する陽子線治療 (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 雑誌名: 日本臨床 巻: 78 ページ: 511～518
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高リスク前立腺癌に対する粒子線治療の現状と可能性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 雑誌名: 泌尿器外科 巻: 33 ページ: 707-709
  • 査読あり
• [雑誌論文] 陽子線治療がSturge-Weber症候群に伴うびまん性滲出性網膜剥離に有効であった1例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大原裕美、湯浅勇生、平田潤子、山根 健、秋元哲夫、永田 靖、木内良明
  • 雑誌名: 日本眼科学会雑誌 巻: 124 ページ: 432-440
  • 査読あり
• [雑誌論文] 陽子線治療の技術的な進歩と可能性-強度変調陽子線治療を中心に- (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 雑誌名: ライフライン21 がんの先進医療 巻: 36 ページ: 14～17
  • 査読あり
• [学会発表] 体幹部定位放射線治療の現状と可能性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 第29回日本定位放射線治療学会ウェブセミナー(WEB開催)
• [学会発表] PACIFICレジメンにおける根治の可能性～照射工夫編～ (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: Virtual Radiation Oncology Conference (WEB開催)
• [学会発表] HalcyonTM Update (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第33回学術大会(WEB開催)
• [学会発表] Radiation Oncology in esophageal cancer (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: Taiwan Esophageal Cancer Forum 2020 (WEB開催)
  • 国際学会
• [学会発表] 放射線治療に関する臨床研究推進におけるJROSGの役割と意義 (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第33回学術大会(WEB開催)
• [学会発表] 前立腺癌放射線治療 (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 第58回日本癌治療学会学術集会(WEB開催)
• [学会発表] AGREEⅡによる評価の概略 (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 第58回日本癌治療学会学術集会(WEB開催)
• [学会発表] 頭頸部がんに対する粒子線治療 ～適応と今後の可能性～ (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: Japan Cancer Forum 2020 (WEB開催)
• [学会発表] 放射線科における医師主導治験についてのノウハウ (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 第56回日本医学放射線学会秋季臨床大会(WEB開催)
• [学会発表] Novel drugs in combination with RT for head and neck cancer (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 第18回日本臨床腫瘍学会学術集会(WEB開催)
• [学会発表] New Normal時代の放射線腫瘍学 (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 第19回九州放射線治療システム研究会(WEB開催)
• [学会発表] Updated Information from Medical Physics Group of Kyoto University (2020)
  • 著者名/発表者名: 秋元哲夫
  • 学会等名: 第34回高精度放射線外部照射部会学術大会バリアン共催セミナー(WEB開催)