膵臓がんを治療する新たな手法は、臨床試験において腫瘍の80%を消失させました。
この手法は、ゲル状のインプラントを用いて放射性ヨウ素を腫瘍内に挿入するものです。
ゲルは健康な組織を保護し、放射線が減衰した後に体内に吸収されます。
この手法はまだ前臨床の初期段階にあり、ヒトへの使用が可能になるのは当分先のことになりますが、研究は前進しています。
新たな治療法により、最も治療が困難とされるものを含む複数のモデルタイプにおいて、マウスの膵臓がん腫瘍の80%が完全に消失したことが新たな研究で示されました。
研究者によると、従来の化学療法薬と腫瘍への新たな照射法を組み合わせた今回の手法は、マウスモデルにおいてこれまでに記録された膵臓がんに対する治療法の中で最も効果的なものだとのことです。
マウスを用いた試験の多くでは、単に腫瘍の増殖を止めることができれば成功とみなされます。
健康な組織を通過する外部ビームから 放射線を照射する のではなく、今回の治療法では、健康な組織を保護し放射線が減衰した後に体内に吸収されるゲル状のデポー内に、放射性ヨウ素131を腫瘍へ直接埋め込みます。
本研究は、学術誌 Nature Biomedical Engineeringに掲載されています。
「前臨床モデルにおける1,100を超える治療法を深く検討しましたが、今回のように腫瘍が縮小し消失する結果は一度も見つかりませんでした」と、デューク大学で生体医工学の教授を務めるアシュトーシュ・チルコティ氏の研究室で博士課程中に本研究を行ったジェフ・シャール氏は述べています。
「文献の大半が、私たちが観察しているようなことは起こらないと述べている中で、これは極めて興味深いものだとわかりました。」
膵臓がんは、がん症例全体のわずか3.2%にすぎないものの、がん関連死の第3位の原因となっています。 腫瘍は攻撃的な遺伝子変異を起こしやすく、多くの薬剤に耐性を示すため治療が非常に困難であり、通常は体内の他の部位にすでに転移した非常に遅い段階で診断されます。
現在の主要な治療法は、細胞を放射線に対して脆弱な増殖段階に長時間留める化学療法と、腫瘍を標的とした放射線ビームを組み合わせたものです。
しかしこの手法は、一定の放射線量が腫瘍に到達しなければ効果がありません。放射線ビームの形状制御や標的化に関して近年進歩があったものの、その線量に達するには、重篤な副作用のリスクを伴わずに到達することが非常に困難です。
研究者が試みてきた別の方法は、チタンで封入した放射性試料を腫瘍内に直接埋め込むものです。しかし、チタンはガンマ線を除くすべての放射線を遮断するため、腫瘍の外まで遠くに届くガンマ線しか放出されず、周囲の組織へのダメージが治療の目的を損なうまでの間、体内に留まれる期間は短期間に限られます。
「現時点では膵臓がんを治療する有効な方法がまったくありません」とシャール氏は述べています。同氏は現在、ノースカロライナ州ダーラムのバイオテクノロジー系スタートアップ企業Cereius, Inc.で研究部門のディレクターを務めており、別の技術手法を通じて標的型放射性核種療法の商業化に取り組んでいます。
「本研究は、その潜在的な影響という点で、私たちがこれまでに行った中で最もエキサイティングなものかもしれません…」
これらの課題を回避するため、シャール氏は、エラスチン様ポリペプチド（ELP）からなる物質を用いて、同様の埋め込み法を試みることにしました。ELPは、アミノ酸が結合して形成された合成鎖であり、目的に応じた特性を持つゲル状の物質を形成します。ELPはチルコティ研究室の研究対象であるため、同氏は同僚と協力して、この目的に適した送達システムを設計することができました。
ELPは室温では液体状態で存在しますが、体温の高いヒトの体内では安定したゲル状の物質を形成します。放射性元素とともに腫瘍内に注入されると、ELPは放射性原子を包み込む小さなデポーを形成します。今回、研究者らはヨウ素131を使用することにしました。これはヨウ素の放射性同位体であり、医療現場で数十年にわたり広く用いられてきたため、その生物学的影響がよく理解されているためです。
ELPデポーはヨウ素131を包み込み、体内への漏出を防ぎます。ヨウ素131はベータ線を放出し、このベータ線はバイオゲルを透過して、そのエネルギーのほぼすべてを周囲の組織に到達させることなく腫瘍内に付与します。時間の経過とともにELPデポーは構成アミノ酸に分解され、体内に吸収されますが、その前にヨウ素131は無害なキセノンへと崩壊しています。
「ベータ線はELPバイオゲルの安定性も向上させます」とシャール氏は述べています。「これにより、デポーの持続時間が延び、放射線が消費された後にのみ分解されるようになります。」
今回の新たな論文では、シャール氏と共同研究者らが、一般的に用いられる化学療法薬であるパクリタキセルと併用して、膵臓がんのさまざまなマウスモデルに対する新たな治療法を試験しました。膵臓がんを対象としたのは、治療が困難であることで知られているためであり、短時間で作用する放射線ビーム療法では得られない、化学療法との相乗効果を、放射性腫瘍インプラントによって得られることを示すことが狙いでした。
研究者らは、膵臓がんにおいて発生することが知られているいくつかの異なる変異によって、皮膚直下に形成されたがんを持つマウスに対して、この手法を試験しました。さらに、治療がはるかに困難な膵臓内に腫瘍を持つマウスに対しても試験を行いました。
全体として、試験では全モデルにおいて100%の奏効率が確認され、モデルの4分の3において、約80%の確率で腫瘍が完全に消失しました。また、試験では化学療法単独によって生じる副作用を超える、目立った副作用は認められませんでした。
「持続的な放射線によって、薬剤が外部ビーム療法で可能な場合よりも強く放射線の効果と相互作用できるのだと考えています」とシャール氏は述べています。「そのため、この手法は他の多くのがんに対しても、外部ビーム療法より効果的である可能性があると考えています。」
ただし、この手法はまだ前臨床の初期段階にあり、ヒトへの使用が可能になるのは当分先のことです。研究者らによると、次のステップは大型動物を用いた試験であり、そこでは医師がすでに習得している既存の臨床用ツールや内視鏡技術を用いて、この技術を正確に実施できることを示す必要があるとしています。成功した場合は、ヒトを対象とした第1相臨床試験に進むことを目指しています。
「私の研究室は20年近くにわたり新たながん治療法の開発に取り組んできましたが、本研究は、その潜在的な影響という点で、私たちがこれまでに行った中で最もエキサイティングなものかもしれません。進行した膵臓がんは治療が不可能で、ほぼ例外なく致死的だからです」とチルコティ氏は述べています。
「膵臓がんの患者さんには、現在利用可能なものより優れた治療の選択肢が与えられるべきであり、私はこれを臨床現場まで確実に実現させることに強く尽力しています。」
本研究は、米国国立衛生研究所および米国国立がん研究所の助成を受けました。
出典：デューク大学
