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光線力学療法(レーザー治療)



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光線力学療法
とは、
体に入れた薬剤に光(レーザー)を当てて活性酸素を発生させ、ガンなどの病気を治療する方法。

  • 幹部に集まる性質の薬剤を静脈注射する。
  • 患部に光を当てると、その場で発生した活性酸素 ががん細胞を攻撃する。
  • 組織表面のガンに対する効果が高い。
  • 肺がん子宮ガンなど、組織を大きく切除できないガンの治療に実用化されている。








光を患部に照射してガン細胞を攻撃
  • 2010年、奈良先端科学技術大学院大学の池田篤志准教授らは、球状炭素分子「フラーレン」に植物が光合成で光を集める仕組みを導入しガン細胞を効率よく死滅させる技術を開発した。光を患部に照射してガン細胞を攻撃する「光線力学療法」として応用を目指す。
    成果は米科学会誌(電子版)に掲載。
    フラーレンの一種で60個の炭素原子が集まったC60を活用した。
  • C60はガン細胞を死滅させる活性酸素を発生する能力は高いものの、光エネルギーの吸収能力は低い。このため光合成で葉緑体の色素が太陽エネルギーをアンテナのように効率よく集光する仕組みを取り入れた。
    リポソームという微小カプセルの中に、C60と光エネルギーを吸収する能力の高い蛍光色素を入れた。
    現在の光線力学療法で使われている600〜800ナノbのレーザー光を照射すると、蛍光色素がエネルギーをとらえてC60に渡し、活性酸素が発生した。
    ヒトのガン細胞で効果を確認した。
    蛍光色素とC60が近くに無いと活性酸素は発生しない。
    光線力学療法は肺や食道・胃・子宮などの早期ガン治療に使われる。患者に光増感剤という薬剤を投与するが、体内に残っているうちに日光に当たると皮膚がタダレたりする光線過敏症が起こす。このため治療後1週間程度は暗い場所で過ごす必要があるという。



免疫をすり抜けてガン患部に集まる 新型高分子
  • 2011年、京都大学の木村俊作教授と島津製作所は、ガンの診断と治療に使える高分子を開発した。マウス実験で確認した。
  • 開発したのはガン患部に集まる性質がある「ラクトソーム」という球状の高分子(20ナノb前後)。
  • 高分子に放射性元素をつけて患者に注入すると、そのまま診断に使える。また、抗ガン剤を中に入れると治療に使える。
  • 成果は高分子討論会で発表。

プラズマ照射
  • 2013年、名古屋大学工学部の堀勝教授らは、プラズマ(電離ガス)を当てた培養液ががん細胞だけを死滅させることを、細胞実験で突き止めた。
  • 同大医学部の水野正明教授らとの共同研究。
  • プラズマを照射した後の培養液をグリオーマ脳腫瘍のガン細胞と、正常細胞にそれぞれ投与した。
  • 培養液は研究絮などでよく使われているアミノ酸や糖分の入った水溶液を使った。
  • 約3時間でガン細胞だけが死滅。
  • 正常細胞はほとんど影響を受けなかった。
  • 卵巣ガン細胞を使った実験でも、同様の結果が出た。

光線力学療法の効果を高める技術
  • 2014年、東京大学の石井和之教授らは、ガン組織に集めた薬剤に光を当ててガンを死滅させるのが光線力学療法。
  • 薬剤自体が光を妨げないようにして、ガン組織の深くまで光が届くようにした。
  • 培養したがん細胞で実験したところ、薬剤が吸収してしまう光を50%以上減らすことができた。
  • 研究グループは波長650ナノbの赤色光を当てると活性酸素が発生する「フタロシアニン」という有機物の薬剤に着目。中心にある金属元素のルテニウムに一酸化炭素をくっつけ、光の吸収率を調節できるようにした。
  • 一酸化炭素がついているときは光をたくさん吸収。
  • 一方で、パルスレーザーという強い光を当てると、一酸化炭素が外れて光の吸収が1/4になる。
  • ガン組織の表面で治療を終えた後、一酸化炭素を外して光の吸収宇を抑え、光を通りやすくなりより深くのガン組織を治療しやすくなる。
  • 実際のガン治療では、
    1. はじめに静脈にフタロシアニンを注射し、ガン組織に赤色光を当てて表面を攻撃。
    2. 次にパルスレーザーを当てて表面のフタロシアニンが光を吸収しないように透明に変えて、再び赤色光で奥を治す。






光免疫療法(PIT)
近赤外線を吸収する色素を用いる
  • 201年11nature medicine。アメリカ国立衛生研究所の光永誠博士たちは「光免疫療法」(PIT)と呼ばれるガン治療法を開発した。
    PITでは、ガン細胞にだけくっつく抗体に、近赤外線を吸収する色素を結合させた薬剤を使う。この薬剤は、特定の波長の近赤外線が当たると発熱する。
がん光療法
  • 2015年、NIH(米国立保健研究所)と契約したベンチャー企業が最初の治験を実施。
  • 手術や放射線、抗ガン剤で治らなかった頭頸部ガン患者8人のうち、3人はガンが無くなり、治療後1年以上以上生存。
  • 5人は治療後に亡くなったが、うち4人はガンが縮小していた。



レーザー活用+抗がん剤
  • 2015年、東京薬科大学の藤原泰之教授、三木雄一助教らは、ガンに対する光線力学療法の効率を高める手法を見つけた。
  • 「テモゾロミド」という既存の抗がん剤を補強物質として用いると、ガン細胞を破壊できる割合が20%アップする。
  • 光線力学療法は、ガン細胞にだけ集まる光感受性物質「タラポルフィンナトリウム」を患者に注射した上で、光ファイバーを用いて患部に赤外線レーザーを当てる治療法。
  • ガン細胞に集中した光感受性物質が光に反応して活性酸素 を出し、ガンを死滅させる。
  • テモゾロミドは2006年に認可された悪性脳腫瘍に対する抗がん剤。
  • タラポルフィンナトリウムを用いた光線力学療法は、2003年に早期肺ガンや悪性脳腫瘍に対する治療に承認され、早期の子宮頸がんや胃ガンの治療にも用いられている。

DDSを併用
  • 大阪大学の粟津邦男教授と東京工業大学の中村治之教授。
  • ウイルス「HVj-E」を使い、細胞に遺伝子を送り込む。
  • HVj-Eは、細胞膜に融合し、ガン細胞内に遺伝子や薬を効率よく届ける働きがある。

  • 島津製作所が開発した球状高分子「ICGラクトソーム」は、長波長の近赤外線と反応する「インドシアニングリーン」を取り込み、ガン細胞に到達しやすくした。

胃ガン
  • 胃がんの光線力学療法で、乳酸系の高分子微粒子に緑色の色素を組み込むと、約2倍の延命効果があることを防衛医科大学のグループが確認した。
  • 直径30〜50ナノbの微粒子。
  • ガン組織の周辺の血管は未熟で、数十〜数百ナノbの穴が開いている。微粒子はその穴に入り込んでとどまる。








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