A novel class of radiopharmaceuticals has proven effective in non-invasively identifying nearly 30 types of malignant tumors. Using ⁶⁸Ga-FAPI positron emission tomography/computed tomography (PET/CT), researchers were able to image a wide variety of tumors with very high uptake and image contrast, paving the way for new applications in tumor characterization, staging and therapy.（Gigazine６月１２日）

PET診断は、放射性同位体である¹⁸F-FDGから放出されるガンマ線をPETカメラによって検出しガンの診断を行う検査手法です。ガンの早期発見に有望な手法ですが、脳や膀胱、前立腺、腎臓、肝臓などのガンは発見できないことが知られています。本研究では、新たな放射性標識薬を使用することで¹⁸F-FDGでは発見しにくかったガンの検出に成功しました。

この研究は、ドイツHeidelberg大学のUwe Haberkorn教授らのグループから発表されました。このグループでは、核医学に関する研究を行っていて、放射性同位体を使ったがんのイメージに関する論文を多数発表しています。さっそく論文の内容に移りますが、ガリウム同位体標識した線維芽細胞活性化タンパク質阻害剤（⁶⁸Ga-FAPI）を使ってガン細胞の検出を行いました。⁶⁸Ga-FAPIは、下記のようなステップでリガンドが合成され、このリガンドと放射性同位体発生器から得られた⁶⁸Ga塩酸溶液を混合し固体抽出することで合成されます。先行研究では、異なる構造のリガンドで評価を行っていて脳や口腔内のガンについてはピロリジン環に二つのフッ素が結合したFAPI-04のほうが感度良く検出されています。そのため、本論文でも⁶⁸Ga-FAPI-04を使用したようです。

実際の評価では、ガン患者にこの⁶⁸Ga-FAPI-04を投与し一時間後にPET画像を測定しました、ガンを的確に検出できているかどうかはSUV (tissue radioactivity concentration [Bq/ml] / injected dose[Bq] /body weigh[g]) という値で評価しました。結果、多くのガンにおいてバックグラウンドよりも高い放射線量を検出することができ、特に肉腫・食道ガン・乳ガン・胆管細胞ガン・肺ガンなどで高いSUVが記録され、肝細胞ガン・大腸ガン・頭頸部ガン・卵巣ガン・すい臓ガン・前立腺ガン・腎細胞ガン・分化型甲状腺ガン・腺様嚢胞ガン・胃ガンといったガンも識別することができたそうです。また、全体のバックグラウンドの値が低いため、1-2mmほどの小さな腫瘍も検出できるようになったそうです。この高感度の応用例として放射線治療の前に腫瘍の位置、大きさを見積り、ガンにピンポイントで放射線を照射する方法が提案されています。

¹⁸F-FDGはグルコースをたくさん取り込むガンに対しては有効な標識となります。しかしながら、グルコースをあまり取り込まないガンには有効ではありませんし、脳などはガンの有無に関係なしに積極的にグルコースを取り込んでいるため、脳内の腫瘍は発見できません。事実、先行研究にて⁶⁸Ga-FAPIと¹⁸F-FDGのレスポンスを比較したPET画像では、脳全体が黒く検出されています。一方で、FAPIは、ガンの増殖などに関連しているといわれている線維芽細胞活性化タンパク質の活性を抑制する薬であるため、多くのガンに選択的に結合し標識できているようです。以前にも線維芽細胞活性化タンパク質をターゲットにした標識剤は研究されていて¹³¹I-mAb-F19という放射性標識薬が開発されましたが、最適な画像が撮影できるまで3から５日もかかるという欠点がありました。一方⁶⁸Ga-FAPIは１時間と非常に短時間で最適なイメージングができる利点があります。実用的な面においても¹⁸F-FDGは空腹時に投与する必要がありましたが、⁶⁸Ga-FAPIは血糖値に関係ないので時間の制約がないようです。

⁶⁸Ga-FAPIを使ったこの技術は、現行のPET診断よりも好感度に多種のガンを検出できるとのことでがん予防の観点から実用化が期待される技術だと思います。¹⁸F-FDGとは異なり⁶⁸Ga-FAPIは放射性の金属錯体であり、錯形成反応によって放射性物質となるため合成もより簡便であると予想されます。一方で、FAPIはガンの治療薬である一方、PETはガンを早期発見するための診断手法なので、健康な人にFAPIを投与した時の影響が気になるところです。また、⁶⁸Gaは放射性崩壊によって安定な⁶⁸Znになりますが、体内のZnのバランスが変わることで健康に問題がないのかも気になります。放射化学として原発事故以降、効率的に放射性物質を回収する技術が開発されていますが、このような新しい放射性物質によって世の中をより便利にする技術の開発も行われているようです。

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関連リンク

• ⁶⁸Ga-FAPI PET/CT: Tracer Uptake in 28 Different Kinds of Cancer：原著論文
• ⁶⁸Ga-FAPI PET/CT: Biodistribution and Preliminary Dosimetry Estimate of 2 DOTA-Containing FAP-Targeting Agents in Patients with Various Cancers：いくつかの標識剤を比較した論文