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TSUKUBA FRONTIER

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#011:病院で加速器が動き出す日 中性子が拓く次世代がん治療の最前線

#011 
病院で加速器が動き出す日 中性子が拓く次世代がん治療の最前線

医学医療系 熊田 博明(くまだ ひろあき)准教授

1970年 香川県生まれ
1992年 茨城大学工学部機械工学科卒業
1994年 茨城大学大学院工学研究科機械工学専攻・修士課程修了
1994年 日本原子力研究所入所研究員
2005年 筑波大学大学院人間総合科学研究科・博士課程修了(博士(医学))
2006年 日本原子力研究開発機構副主任研究員
2009年 筑波大学大学院人間総合科学研究科准教授

専門分野は医学物理学、中性子工学。これまで中性子線の線量評価/治療計画技術の研究開発を実施し、最近はBNCTを病院内で実現するため医療用加速器中性子発生技術の研究開発を実施。これらの研究開発を通じて2005年日本原子力学会賞、2006年文部科学大臣賞などを受賞。


短期間で効果を得る中性子治療

 ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)は、ホウ素と中性子が反応して生じるアルファ線とリチウム粒子によって、がん細胞を選択的に破壊する治療法です。がん細胞だけに集まる性質を持つ薬剤にホウ素を導入し、これを投与することでがん細胞にホウ素を取り込み、そこへ中性子線を照射します。がん細胞内で発生するアルファ線とリチウム粒子が飛べる距離は10ミクロン程度。ちょうど細胞1個のサイズに相当します。つまり、がん細胞のDNAだけを破壊し、そこで止まるので、周囲の正常細胞への影響はありません。
 とりわけその効果が発揮されるのは、悪性の脳腫瘍や頭頸部のがんなど、外科的に取り除くことが難しいがんです。放射線治療で一般的に使われるX線は、体内を通り抜けるため、がん細胞に集中して照射することが難しく、周囲の正常な細胞にもダメージを与えてしまいますが、BNCTを使えば、正常細胞の中に散らばったがん細胞だけを選択的に攻撃することができます。がんが再発した場合でも、正常細胞が許容できる放射線量を越えることなく、繰り返し放射線治療を施すこともできるのです。
 また、通常の放射線治療では数回の照射が必要で、治療期間も1カ月以上に及びますが、BNCTだと重篤な症例でも分程度の照射1回で十分です。BNCTの殺細胞効果はとても強力で、照射後、1カ月程度でがんが消滅していきます。BNCTは、患者にとっての負担が小さい上に、高い治療効果が得られる画期的な方法です。

加速器と医療をつなぐ

 この治療方法に不可欠なのが中性子線を発生させる装置です。その方式には、原子炉を使うものと加速器を使うものの2通りがあります。原子炉方式は、東海村と京都大学で研究されていましたが、東日本大震災後、いずれも稼働しておらず、運用面で治療方法としての実現は不可能な状況です。一方、加速器方式は、装置を病院に併設でき、原子炉のように高度な放射線管理や定期的に停止させる必要もありません。臨床研究を進め、医療の段階へとステップアップすることができます。
 開発しているのは、長さ7mほどの直線型加速器。高エネルギー加速器研究機構や企業との連携プロジェクトとして、つくば国際戦略総合特区の取り組みの一つになっています。加速器は通常、素粒子や原子を観察したり、物質の極限構造を調べるのに用いられます。この場合、瞬間的に強いビームを出すことが重要ですが、医療ではむしろ、一定の強度のビームを安定して出し続けることが求められます。また、ビームを患者に照射する際の角度や時間のシミュレーションなど、治療の条件検討も必要です。医学と物理・工学の専門知識を併せ持ち、双方の要求を満たしながら、医療器具としての加速器を開発できる人材は、とても貴重な存在です。

人材育成の拠点も担う

 BNCTの原理は1930年代にすでに提唱されていましたが、技術の進歩が追いつき、実現のめどが立ったのは最近のことです。現在、BNCTに取り組んでいる機関は国内に4カ所あります。そのうち筑波大学などが開発中のプロトタイプ装置は東海村に設置されており、まもなく完成します。中性子の出力や安全性を確認した後、来年の上期中にも患者に適用した臨床研究を開始できる見込みです。さらに薬事治験を経て、治療方法として認められると、医療として提供することが可能になります。
 将来的には、同様の加速器を附属病院に設置することを目指しています。それによって、より多くの患者が治療を受けられるようになります。外科手術や抗がん剤との併用や、すでに実施している陽子線治療との使い分けもでき、個々の症状に応じた最適な治療法が選べる、がん治療の世界的拠点となることが究極の目標です。
 この治療が普及するためには、加速器を操作・運用できる人材の育成も欠かせません。これに当てはまる資格が医学物理士です。ただし、全国に数百人いる有資格者のうち、現在、BNCTを扱えるのはわずか4人程度。筑波大学は、治療方法の確立と並行して、医療スタッフがBNCTの経験を積む場としての役割も担っています。

医学・工学・化学の力を集結

 もともとはソフトウェア開発が専門でしたが、東海村の原子炉で工学者として附属病院の医療チームと共同研究をしたことがきっかけで、BNCTという新しい治療法に出会いました。筑波大学に移って本格的に研究を始め、治療によって実際に患者が治っていく様子を見るにつれ、加速器の開発にやりがいを感じるようになりました。
 BNCTは医療ですが、そこには医学・工学・化学などさまざまな分野の最先端の知見が詰まっています。がんそのものの生理学的な性質の理解、中性子や加速器を活用する技術、中性子と反応する有効なホウ素薬剤の開発、これらが一体となってはじめて、治療方法として完成するのです。このようなコラボレーションができる環境が整っていることが筑波大学の強み。特に、臨床研究が動き出してからが、力の見せどころです。
 治療成績や適用可能ながんの種類などの面で、日本のBNCTには世界中の注目が集まっています。臨床データが蓄積されていけば、医薬メーカーの積極的な関与も期待され、一気に研究に弾みがつくことでしょう。
 この治療方法を待ち望んでいる患者は大勢います。1日も早く先進医療や保険診療の道を拓き、多くの人に提供したいという熱い思いは、医師も技術者も同じです。


 

(文責:広報室 サイエンスコミュニケーター)


(2017.6.8更新)

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