中性子捕捉療法

中性子捕捉療法（NCT）とは

中性子捕捉療法（Neutron Capture Therapy：NCT）は、放射線療法の一種であり、原子炉や加速器から発生する中性子を利用して、がん細胞を選択的に破壊する治療法です。この治療法の核となるのは、がん細胞に特異的に集積する元素と中性子との核反応です。この核反応によって放出される粒子放射線が、がん細胞を効果的に攻撃します。

現在、最も一般的に用いられているのは、ホウ素（10B）を増感剤とするホウ素中性子捕捉療法（Boron Neutron Capture Therapy：BNCT）です。ガドリニウム（157Gd）も増感剤として研究されていますが、臨床ではホウ素が主流です。

歴史

中性子捕捉療法の概念は、1932年に中性子が発見されたわずか4年後の1936年に提唱されました。しかし、実際に患者への治療が行われるようになったのは、1950年代にアメリカのブルックヘブン国立研究所で医療用原子炉が完成してからです。この原子炉を用いて、脳腫瘍の治療が精力的に試みられました。

日本では、1959年から基礎研究が始まり、1968年には初めての医療照射が日立製作所の原子炉で行われました。その後、がん細胞への選択的な集積に優れたホウ素化合物が開発され、悪性脳腫瘍に対する臨床試験で、アメリカの治療成績を上回る成果が得られました。

1975年には、京都大学の原子炉で高品質な医療用中性子照射場が開発され、多くの臨床研究が実施されました。また、武蔵工業大学の原子炉も医療用に改造され、悪性脳腫瘍や悪性黒色腫の治療が行われました。しかし、原子炉を必要とするため、治療可能な施設は限られていました。武蔵工大炉の廃炉後は、京都大学の原子炉と日本原子力研究開発機構の研究炉でのみ治療が行われていました。

現在、世界中で行われたBNCTの臨床研究の半分以上は日本で実施されており、日本がBNCT研究を大きくリードしています。福島第一原子力発電所の事故以降、研究用原子炉の安全対策が求められましたが、京都大学の原子炉は2017年に運転を再開し、BNCTの臨床研究も再開されました。

原子炉に頼らないBNCTを目指し、一般病院にも設置可能な小型中性子発生装置の開発が進められ、京都大学と住友重機械工業が共同で開発した加速器中性子源を用いた動物実験が2009年に開始されました。2012年からは、加速器中性子源を用いた世界初のBNCTの治験が開始され、実用化に向けた研究が進んでいます。福島県郡山市の病院では、加速器中性子源を用いた病院設置型BNCTシステムが導入され、脳腫瘍や頭頸部がんの治験が行われています。

2020年6月には、「切除不能な局所進行または局所再発の頭頸部がん」に対して保険適用が開始されました。

原理

BNCTでは、ホウ素10（10B）が中性子を捕捉すると、核反応を起こし、リチウム7（7Li）とヘリウム4（4He）の粒子を放出します。これらの粒子は、飛程が非常に短く、細胞レベルでしか移動しないため、がん細胞をピンポイントで破壊できます。また、ホウ素は中性子捕捉断面積が大きいため、効率的に核反応を起こすことができます。

ガドリニウム中性子捕捉療法（GdNCT）では、ガドリニウム157（157Gd）が中性子を捕捉すると、ガンマ線を放出します。このガンマ線は、飛程がBNCTよりも長く、BNCTで取りこぼす可能性のあるがん細胞も殺傷できる可能性があります。

中性子源

原子炉

原子炉は、中性子照射場の線質や強度が安定しているという利点がありますが、病院からの距離や法規制などの問題があります。

加速器

加速器は、原子炉に比べて病院内への設置が比較的容易で、起動停止も容易です。

化合物

中性子捕捉療法の効果を高めるためには、使用する化合物が、がん細胞に選択的に集積し、腫瘍組織内に十分な濃度で存在する必要があります。また、正常組織や血液中には低い濃度でなければなりません。そのため、高い水溶性、腫瘍組織への選択的な集積性、体外への速い排出速度が求められます。

BPA (p-Boronophenylalanine)

フェニルアラニンの誘導体であり、がん細胞に多く存在するアミノ酸トランスポーターを利用して、がん細胞に集積します。また、メラニン色素の前駆体としても集積します。血液脳関門を通過できるという特徴も持っています。

BSH (Borocaptate sodium)

ホウ素原子がカゴ状に配置された化合物で、血液脳関門が壊れた腫瘍組織に浸透し、正常な脳細胞には浸透しにくい性質があります。

利点

中性子捕捉療法は、放射線抵抗性の高い腫瘍にも効果があり、正常細胞へのダメージを最小限に抑えることができます。これは、放出される粒子の飛程が短く、エネルギー損失が大きい（高LET放射線）ためです。また、ホウ素がないと核分裂反応が起こらないため、ホウ素を取り込まない正常組織には影響が少ないです。

適応

保険適用

切除不能な局所進行または局所再発の頭頸部がん（2020年6月〜）

臨床試験・治験等

脳腫瘍（悪性神経膠腫、膠芽腫、高悪性度髄膜腫）、悪性黒色腫（メラノーマ、血管肉腫）、肺がん、胸膜中皮腫、肝臓がん、乳がん、骨肉腫など

施設

• - 京都大学複合原子力科学研究所 粒子線腫瘍学研究センター
• - 脳神経疾患研究所附属 南東北BNCT研究センター
• - 大阪医科薬科大学 関西BNCT共同医療センター
• - 社会福祉法人仁生社 江戸川病院

関連項目

腫瘍学、悪性腫瘍、放射線医学、放射線療法、ガンマナイフ、同位体

外部リンク

• - 医用原子力技術研究振興財団
• - 日本原子力研究開発機構
• - 京都大学原子炉実験所
• - 京都大学原子炉実験所 ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）
• - 東京都市大学原子力研究所 中性子捕捉療法とは
• - 脳神経疾患研究所附属 南東北BNCT研究センター
• - 原子力百科事典ATOMICA 中性子を用いたがんの治療（中性子捕捉療法）
• - 原子力百科事典ATOMICA JRR-4におけるホウ素中性子捕捉療法（BNCT）
• - 原子力百科事典ATOMICA ホウ素中性子捕捉法（BNCT）の現状と将来の展開

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