加速器中性子利用99Mo等医学用RI生成開発研究

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23000005
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 永井 泰樹 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力エネルギー基盤連携センター, 客員研究員 (80028240)
• 研究分担者: 橋本 和幸 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力エネルギー基盤連携センター, 研究主幹 (80414530) ; 初川 雄一 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力エネルギー基盤連携センター, 研究主幹 (40343917) ; 塚田 和明 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究主幹 (30343916) ; 飯田 靖彦 鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 教授 (60252425) ; 上田 真史 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (40381967)
• 研究期間 (年度): 2011-05-31 – 2015-03-31
• キーワード: 実験核物理 / 加速器 / 核医学 / 放射線 / 医療・福祉

研究実績の概要

短半減期の放射性同位体(RI)を含む医薬品は核医学診断及び癌治療に利用。^<99m>Tc医薬品は我が国で年間70～90万件利用。^<99m>Tcの親核^<99>Moは輸入されているが、海外の^<99>Mo製造用原子炉の計画外停止で^<99>Mo不足が生じ、加速器等による^<99>Moの代替生成法開発が世界の喫緊の課題。癌治療用^<90>Yも輸入。一方、診断治療用RIとして期待が高い^<67>Cuはその生成法の開発が30年来模索中。^<64>Cuは半減期(13時間)の長い新PET核として利用拡大の可能性を持つ。我々は、加速器で得られる中性子(加速器中性子)で^<99>Mo, ^<90>Y, ^<67>Cu, ^<64>Cuを生成する革新的方法を提案、これらRIの医療利用を実現すべく、生成、分離、精製法の開発が目的。
加速器中性子で生成される^<99>Moの比放射能は市販の^<99>Moに比べ数千分の1と低い。この低比放射能^<99>Moから^<99m>Tcを分離するため長年熱分離法が開発されてきたが克服すべき課題「^<99m>Tc分離効率が2回目以降のミルキングで激減し、溶融MoO_3試料厚が0.8mm程度より厚い場合低い」があった。我々は4.0及び8.5mm厚の試料で5日間のミルキングで90及び70%の高分離効率を達成し、これら課題を克服。更に湿気酸素ガスの流入で熱分離性能が格段に向上する現象を発見。本研究で得た^<99m>Tc医薬品によるマウス画像は市販品による画像と同等であることを実証し、実用化に向け大きく前進。^<90>Yの効率的生成法を検証し、医薬品候補薬に対し90%の標識率を達成、実用化に大きく前進。^<67>Cu及び^<64>Cuの加速器中性子による生成では、従来生成法の課題を解決した。また、高品質^<67>Cu及び^<64>Cuを得る分離法を確立し、医薬品モデル化合物への高い標識率を得、高純度の^<67>Cu及び^<64>Cuを製造する方法を確立。^<64>Cu標識用の化合物の開発に成功し、担がんマウスを用いた腫瘍PETイメージングを達成。腫瘍微小環境に発現する抗体を^<64>Cuで標識したプローブを開発し、担がんマウスを用いた腫瘍PETイメージングに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] SPECT Imaging of Mice with ^<99m>Tc-Radiopharmaceuticals Obtained from ^<99>Mo Produced by ^<100>Mo(n, 2n)^<99>Mo and Fission of^<235>U (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Hashimoto, Yasuki Nagai, Masako Kawabata, Nozomi Sato, Yuichi Hatsukawa, Hideya Saeki, Shoji Motoishi, Masayuki Ohta, Chikara Konno, Kentaro Ochiai, Yukimasa Kawauchi, Akio Ohta, Takayuki Shiina, Nobuhiro Takeuchi, Hiroki Ashino, and Yuto Nakahara
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 84 ページ: 043201-1, 043201-4
  • DOI: 10.7566/JPSJ.84.043202
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Phenomenon Observed in Thermal Release of ^<99m>Tc from Molten ^<100>MoO_3 (2015)
  • 著者名/発表者名: Masako Kawabata, Yasuki Nagai, Kazuyuki Hashimoto, Hideya Saeki, Shoji Motoishi, Nozomi Sato, Akio Ohta, Takayuki Shiina, and Yukimasa Kawauchi
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 84 ページ: 023201-1, 023201-4
  • DOI: 10.7566/JPSJ.84.023201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production and separation of ^<64>Cu and ^<67>Cu using 14 MeV neutrons (2015)
  • 著者名/発表者名: Masako Kawabata, Kazuyuki Hashimoto, Hideya Saeki, Nozomi Sato, Shoji Motoishi, Kosuke Takakura, Chikara Konno, and Yasuki Nagai
  • 雑誌名: J. Radioanal. Nucl. Chem. 巻: 303 ページ: 1205-1209
  • DOI: 10.1007/s10967-014-3488-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of neutron yield by multiple-foil activation unfolding method for medical radioisotopes production using accelerator neutrons (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Kawagoe, T. Kin, S. Araki, and Y. Watanabe
  • 雑誌名: Proceedings of 2014 Symposium on Nuclear Data ページ: 6
  • 説明: 【掲載確定】 印刷中
• [雑誌論文] High Thermo-Separation Efficiency of ^<99m>Tc from Molten ^<100>MoO_3 Samples by Repeated Milking Tests (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuki Nagai, Masako Kawabata, Nozomi Sato, Kazuyuki Hashimoto, Hideya Saeki, and Shoji Motoishi
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 83 ページ: 083201-1, 083201-4
  • DOI: 10.7566/JPSJ.83.083201
  • 査読あり
• [雑誌論文] First Measurement of the Radionuclide Purity of the Therapeutic Isotope ^<67>Cu Produced by ^<68>Zn(n, x) Reaction Using ^<nat>C(d, n)Neutrons (2014)
  • 著者名/発表者名: Nozomi Sato, Kazuaki Tsukada, Satoshi Watanabe, Noriko S. Ishioka, Masako Kawabata, Hideya Saeki, Yasuki Nagai, Tadahiro Kin, Futoshi Minato, Nobuyuki Iwamoto, and Osamu Iwamoto
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 83 ページ: 073201-1, 073201-4
  • DOI: 10.7566/JPSJ.83.073201
  • 査読あり
• [雑誌論文] 小型加速器から得られる中性子による^<99>Mo等医療用RI生産に向けて (2014)
  • 著者名/発表者名: 永井泰樹、橋本和幸
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 巻: 69 ページ: 370-375
• [雑誌論文] 核医学診断・治療用RIと新RI製造法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永井泰樹、橋本和幸
  • 雑誌名: Isotope News 巻: 719 ページ: 7-13
• [雑誌論文] ^<64>Cu-DOTA-anti-CTLA-4 mAb enabled PET visualization of CTLA-4 on the T-cell infiltrating tumor tissues (2014)
  • 著者名/発表者名: Higashikawa K, Yagi K, Watanabe K, Kamino S, Ueda M, Hiromura M, Enomoto S
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 ページ: e109866
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0109866
  • 査読あり
• [学会発表] 加速器中性子による^<99>Mo/^<99m>Tc生成分離研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 永井泰樹, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-23
• [学会発表] 加速器中性子によるがん治療用^<67>Cuの生成・分離研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川端方子, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-23
• [学会発表] 重陽子加速器中性子源設計に必要な重陽子核データに関する研究(4)九大タンデム施設における医療用RIの製造テスト実験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 金政浩、川越敬也、渡辺幸信, 石井裕也
  • 学会等名: 日本原子力学会2015年春の年会
  • 発表場所: 茨城大学 日立キャンパス
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] がんの分子標的治療の効果予測・効果判定のための放射性銅標識抗体プローブの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 上田真史
  • 学会等名: 公開シンポジウム 「加速器中性子を用いた^<99>Mo等医療用放射性同位体の生成研究」
  • 発表場所: TKP神田ビジネスセンター(東京都)
  • 年月日: 2015-02-21
• [学会発表] 加速器を用いた^<99m>Tcの生成法開発と国産化への取組 (2015)
  • 著者名/発表者名: 永井泰樹
  • 学会等名: 第7回呼吸機能イメージング研究会学術集会
  • 発表場所: 東京慈恵会医科大学
  • 年月日: 2015-02-07
• [学会発表] Measurement of neutron yield by multiple-foil activation unfolding method for medical radioisotopes production using accelerator neutrons (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kawagoe, T. Kin, S. Araki, and Y. Watanabe
  • 学会等名: 2014 Symposium on Nuclear Data
  • 発表場所: 北海道大学 学術交流会館
  • 年月日: 2014-11-27
• [学会発表] ATCUNモチーフに基づいたイメージング用^<64>Cuペプチドキレーターの有用性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吹野佑太、宮本昂明、神野伸一郎、上田真史、榎本秀一
  • 学会等名: 第4回メタロミクス研究フォーラム
  • 発表場所: 武蔵野大学(西東京市)
  • 年月日: 2014-11-07
• [学会発表] Tumor imaging with ^<64>Cu labeled Hematoporphyrin derivatives in MDA-MB-231 bearing mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujisawa Y., Iida Y.
  • 学会等名: EANM'14-Annual Congress of the European Association of Nuclear Medicine
  • 発表場所: Gothenburg, Sweden
  • 年月日: 2014-10-20
• [学会発表] Production of ^<64>Cu and^<67>Cu for radiopharmaceuticals using Zn target irradiated with accelerator neutrons (2014)
  • 著者名/発表者名: 川端方子, 他
  • 学会等名: 第4回日米合同原子核物理学会
  • 発表場所: 米国 ハワイ
  • 年月日: 2014-10-11
• [学会発表] High quality ^<99m>Tc obtained from ^<99>Mo produced by ^<100>Mo(n, 2n)using accelerator neutrons (2014)
  • 著者名/発表者名: 永井泰樹, 他
  • 学会等名: 第4回日米合同原子核物理学会
  • 発表場所: 米国 ハワイ
  • 年月日: 2014-10-11
• [学会発表] ^<nat>C(d, n)反応による高速中性子を利用したがん治療用^<67>Cuの製造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本和幸, 他
  • 学会等名: 2014日本放射化学会年会・第58回放射化学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] 40MeV重陽子照射で発生する高速中性子による医療用放射性核種の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 塚田和明, 他
  • 学会等名: 2014日本放射化学会年会・第58回放射化学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] がん分子標的治療に資する放射性金属標識抗体 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上田真史
  • 学会等名: 第25回日本微量元素学会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 2014-07-04
• [学会発表] 加速器中性子による核医学診断・治療用RI製造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永井泰樹
  • 学会等名: 第15回放射線プロセスシンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-06-18
  • 招待講演
• [学会発表] Evaluation of the usability of ^<64>Cu-labeled antibody probe for imaging cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4 in tumor (2014)
  • 著者名/発表者名: Higashikawa K, Watanabe K, Kamino S, Ueda M, Hiromura M, Enomoto S
  • 学会等名: 第24回金属の関与する生体関連反応シンポジウム
  • 発表場所: 京都薬科大学(京都市)
  • 年月日: 2014-06-14
• [学会発表] Medical Isotope Production using High Intensity Accelerator Neutrons (2014)
  • 著者名/発表者名: 永井泰樹
  • 学会等名: 23rd Conference on Application of Accelerators in Research and Industry (Invited talk)
  • 発表場所: 米国
  • 年月日: 2014-05-26
• [図書] Radionuclide Production, Comprehensive Biomedical Physics 8 (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hashimoto & Y. Nagai
  • 総ページ数: 418(219-227)
  • 出版者: Elsevier
• [産業財産権] MoO_3から^<99m>Tcを熱分離精製する方法及びその装置 (2014)
  • 発明者名: 永井泰樹、橋本和幸、本石章司、佐伯秀也、川端方子
  • 権利者名: 独立行政法人日本原子力研究開発機構、株式会社千代田テクノル
  • 産業財産権番号: 特願2014-264756
  • 出願年月日: 2014-12-26
• [産業財産権] 放射性同位元素の製造方法及び装置 (2010)
  • 発明者名: 永井泰樹、大島真澄、初川雄一、原田秀郎、金政浩、岩本修、岩本信之、瀬川麻里子、今野力、落合謙太郎
  • 権利者名: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 第5522568号
  • 出願年月日: 2010-01-18
  • 取得年月日: 2014-04-18
• [産業財産権] 放射性モリブデンの製造方法及び装置 (2009)
  • 発明者名: 永井泰樹、大島真澄、橋本雅史、初川雄一、原田秀郎、金政浩、岩本修、岩本信之、瀬川麻里子、今野力、落合謙太郎
  • 権利者名: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 第5522563号
  • 出願年月日: 2009-11-27
  • 取得年月日: 2014-04-18
• [産業財産権] イットリウム放射性同位体からなる放射性医薬並びにその製造方法及び装置 (2009)
  • 発明者名: 永井泰樹、岩本修、岩本信之、大島真澄
  • 権利者名: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 第5522562号
  • 出願年月日: 2009-09-09
  • 取得年月日: 2014-04-18
• [産業財産権] 放射性同位元素の製造方法及び装置 (2009)
  • 発明者名: 永井泰樹、大島真澄、初川雄一、原田秀郎、金政浩、岩本修、岩本信之、瀬川麻里子、今野力、落合謙太郎
  • 権利者名: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 第5673916号
  • 出願年月日: 2009-11-09
  • 取得年月日: 2015-01-09