客觀日本

利用砹211的α射線攻擊轉移癌,減量傷害正常組織和器官

2021年12月27日 生物醫藥

作爲主要癌症冶癒手段之一的放射冶癒不斷取得進步。從體體外曝露放射線通常使用X射線和γ射線等,千葉大學等正研究利用α射線從活體內有效殺死散布在全身各處的癌細胞。透過不斷努力,到2050年,許多目前依然難以冶癒的轉移癌有望得到冶癒。

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利用來自加速器「迴旋加速器」的離子束生成砹的設施(圖片由千葉大學提供)

來自體體外曝露放射線的冶癒通常針對身體的某個特定的部位,很難用於照射已經廣泛擴散的癌細胞。作爲使用放射性藥品的冶癒方法,釋放β射線的碘同位素等已經普及,但β射線的放射距離達數毫米,可能會傷害正常的組織和器官。

α射線能量比較高,而放射距離只有幾十微米(微米爲100萬分之一米)。如果被製成冶癒藥物,它可以只攻擊癌細胞,而不會傷害健康部位。

發射強α射線的放射性元素爲「砹211」。動物實驗使用的砹化合物在給藥後有時會發生砹脫落。砹211與形成化合物骨架的碳的鍵合力比較弱,還會受到活體內的化學反應的影響。千葉大學的鈴木博元助教表示:「脫落的砹收歛集到甲狀腺、胃和脾臟中,可能傷害健康的組織和器官。」

來自千葉大學、東京工業大學、大阪大學和量子科學技術研究開發機構組成的研究團隊,着眼於「新戊基結構」的化合物,它有2個羥基。在擁有這種結構的放射性碘中加入在活體內代謝藥物等的酶家族「細胞色素-P450」和參與解毒的肽(蛋白質片段)麩胱甘肽後,放射性碘變得難以在活體內分解。

研究團隊認爲用砹也可以做同樣的事情,於是製備了將碘換成砹的新化合物。在實驗中,將新的砹化合物和舊的砹化合物一起給予小鼠。舊化合物在24小時内聚集到了胃裏,而新化合物幾乎沒有聚集。由此發現,砹可以防止化合物在活體內分解。

然而,「新戊基結構不具備向癌細胞聚集的特性」(鈴木助教),因此需要設計將藥物遞送到活體內患處的藥物傳遞系統(DDS)。研究團隊思考了一些想法,如將附着在癌細胞分子上的抗體和肽附着到化合物上的方法等。另一個選擇是,將聯合使用α射線内用療法與抗癌藥物和免疫檢查點抑制劑。其目的是,計劃1~2年後在移植了癌細胞的小鼠身上應答效果,5~10年後起動臨牀試驗。

大阪大學2021年11月宣佈,將在醫學家的主導下起動利用砹冶癒甲狀腺癌的臨牀試驗。2024年之前,該藥將被用於多達16人的冶癒。臨牀試驗使用結構簡單的化合物砹化鈉,利用其向甲狀腺聚集的特性。如果結合千葉大學等推進的結構改良,應該還能用於甲狀腺以外的組織和器官的癌症。

如果α射線冶癒得到普及,並能與其他冶癒方法充分結合,還有望冶癒胰腺癌和膽管癌等難以冶癒的癌症,以及發生擴散的患者。

放射性物質的量產法

癌症放射線内用療法的主要歷史與未來前景
1940年代 開始利用釋放β射線的碘冶癒甲狀腺癌
2013年 針對發生骨轉移的前列腺癌推出發射α射線的冶癒藥物“多菲戈”
2021年 千葉大學等對砹化合物進行改良,使其不容易聚集在正常部位
東京都市大學和日立製作所開發錒的量產技術
2022~2023年 向小鼠施用經過改良後容易抵達患處的砹化合物,調查冶癒效果
2026~2031年 針對癌症患者實施臨牀試驗
2030~2040年代 與抗癌藥和免疫檢查點抑制劑聯合使用的冶癒方法普及
2050年 攻擊擴散到全身的癌細胞的冶癒可能普及

利用放射性碘釋放的β射線冶癒甲狀腺癌的方法早就爲人所熟知。近年來重新受到關注的背景是,2013年美國面向發生骨轉移的前列腺癌患者上市了「多菲戈(Xofigo)」。該藥使用釋放α射線的「鐳223」。2016年,使用「錒225」冶癒晚期前列腺癌患者的臨牀試驗結果在美國醫學期刊上發表。

然而,鐳很難與化合物穩定結合。因此,東京都市大學開發了利用釷量產此前難以量產的錒的技術。日立製作所、東北大學和京都大學也宣佈確立了利用鐳量產錒的技術。

新一代冶癒方法「硼中子捕獲療法(BNCT)」也與α射線有關。該療法注射僅向癌細胞聚集的硼化合物,向吸收了硼的癌細胞照射中介子後,會釋放α射線和鋰,僅殺死癌細胞。

α射線冶癒藥物「原理上也能攻擊已經擴散到全身的癌細胞」(千葉大學的鈴木助教)。在化合物上附着抗體和肽的話,藥物的價格可能會升高。根據冶癒的性價比酌情利用也非常重要。

日文:草鹽拓郎,《日經產業新聞》,2021/12/17
中文:JST客觀日本編輯部