細胞内核融合反応誘発型粒子線がん治療法の開発

诱导细胞内核融合反应的粒子束癌症疗法的开发

• 批准号: 22K19930
• 负责人: 寺川 貴樹
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19930/
• 关键词: 粒子線治療; 重陽子; 放射線増感効果

本研究は、腫瘍細胞に重水素化合物薬剤を集積させた状態で重陽子線照射を行い、腫瘍細胞内で重陽子と重陽子が融合する核反応（DD反応）を誘発させて，低副作用で高い治療効果を狙う新規の重陽子線治療法の開発を目指す．重陽子線照射単独では重陽子線のブラッグピークによる治療効果であるため，陽子線治療とほぼ同様の治療効果しか期待されない．しかし，本研究の提案手法では細胞内に予め送達した重陽子とブラッグピーク形成中の照射重陽子がDD反応を起こし，反応で二次的に発生した低エネルギー陽子，三重水素，ヘリウム3（ともに高LET線に相当する）がさらなるDNA損傷を引き起こす．DD反応の断面積は入射重陽子がブラッグピークを形成する低エネルギー領域で顕著に増大するため，正常組織への影響は小さく高い腫瘍効果を実現できると期待される．令和4年度では、東北大学サイクロトロン・ラジオアイソトープセンターにおいて，治療効果を評価するための照射実験に必要となるDD反応線量シミュレーション，照射デバイスであるエネルギーフィルタ、DD反応線量計測可能なゲル線量計の開発を行った。シミュレーションではPHITSモンテカルロシミュレーションコードを用いて，DD反応による線量と線量平均された線エネルギー付与（LET）の増加効果について評価した．また、重陽子線用で拡大ブラッグピーク（SOBP）を形成するためのエネルギー変調フィルターを設計し，照射テストにおいて20mm以上の平坦な高線量域を持つSOBPなど数種類のSOBP線量分布が形成された．また，線量分布におけるDD反応の寄与を評価するため，放射線感受性ゲルを用いた線量計（ゲル線量計）と，3次元で連続的に線量分布を読出すことが可能な光CTシステムの開発を行った．

这项研究旨在开发一种新的Deuteron治疗方法，该方法旨在通过辐射杜特隆束来实现高副作用，而肿瘤细胞积累了杜特龙，从而诱导了核反应（DD反应），在该核反应中，在肿瘤细胞中，核反应（DD反应）在肿瘤细胞中融合了核反应。仅由于杜特隆束的bragg峰，仅Deuteron辐照就具有治疗作用，因此只有与质子束疗法相同的治疗作用。但是，在本研究的拟议方法中，先前在细胞中传递的杜特子和在布拉格峰中受辐照的辐照的杜特子经历了DD反应，而低能质子，trium和氦3（两者都对应于高型，对应于高的LET线），这些反应与反应进一步造成了DNA损伤。 DD反应的横截面区域在杜特龙形成Bragg峰的低能量区域显着增加，因此可以预期对正常组织的影响会很小，并且可以实现高肿瘤效应。 2022年，Tohoku University Cyclotron放射性同位素中心开发了可以测量DD反应剂量的DD反应剂量模拟，能量过滤器和凝胶剂量计，这些反应剂量是辐射实验所必需的，用于评估可以测量DD反应剂量的辐照装置和凝胶剂量分析器的疗法的有效性。在模拟中，我们使用PHITS MONTE CARLO模拟代码评估了DD反应通过DD反应评估了剂量平均线性能量的增加效果。此外，设计了一个能量调制滤波器，以形成用于Deuteron束的扩大的Bragg峰（SOBP），并在辐照测试中形成了几种类型的SOBP剂量分布，包括SOBP，其中包括SOBP，该SOBP的平坦，高剂量范围为20 mm或更多。此外，为了评估DD反应在剂量分布中的贡献，我们使用辐射敏感的凝胶和光学CT系统开发了剂量计（凝胶剂量计），该系统可以在三个维度中连续读取剂量分布。

项目成果

MAGATゲルと光CTを用いた三次元陽子線線量分布評価の基礎的検討

MAGAT凝胶和光学CT三维质子束剂量分布评估的基础研究

• 发表时间: 2022
• 作者: ZHAO LIANG;寺川貴樹;帆足莉子;佐竹大樹;桃北啓佑;鈴木荘太郎;辻元宏太;野上光博;人見啓太朗
• 通讯作者: 人見啓太朗