[論文レビュー] Cancer and electromagnetic radiation therapy: Quo Vadis?

Μersini Μakropoulou|arXiv (Cornell University)|Feb 5, 2016

Radiation Therapy and Dosimetry参考文献 25被引用数 6

ひとこと要約

本レビューは、がん放射線治療の今後の可能性を、レーザー技術と電離放射線および非電離放射線アプローチを統合することで探求し、治療の正確性を高め、正常組織への損傷を低減するため、光動態療法、光活性化薬物キャリア、およびレーザー強化プロトン線治療に注目する。バイオフォトニクス分野における相乗的進歩が、個別化され、効果的で、コスト削減が可能ながん治療への道筋を示している。

ABSTRACT

In oncology, treating cancer with a beam of photons is a well established therapeutic technique, developed over 100 years, and today over 50% of cancer patients will undergo traditional X-ray radiotherapy. However, ionizing radiation therapy is not the only option, as the high-energy photons delivering their cell-killing radiation energy into cancerous tumor can lead to significant damage to healthy tissues surrounding the tumor, located throughout the beam's path. Therefore, in nowadays, advances in ionizing radiation therapy are competitive to non-ionizing ones, as for example the laser light based therapy, resulting in a synergism that has revolutionized medicine. The use of non-invasive or minimally invasive (e.g. through flexible endoscopes) therapeutic procedures in the management of patients represents a very interesting treatment option. Moreover, as the major breakthrough in cancer management is the individualized patient treatment, new biophotonic techniques, e.g. photo-activated drug carriers, help the improvement of treatment efficacy and/or normal tissue toxicity. Additionally, recent studies support that laser technology progresses could revolutionize cancer proton therapy, by reducing the cost of the needed installations. The aim of this review is to present some laser-based future objectives for cancer radiation therapy, aiming to address the relevant advances in the ionizing and non-ionizing radiation therapy, i.e. protons and heavy ions therapy, as well as photodynamic targeted and molecular therapies.

研究の動機と目的

• 電磁放射線治療の現在の状態と今後の可能性を、特に非電離および電離モダリティに焦点を当て、評価すること。
• レーザー技術ががん治療における治療の正確性を向上させ、毒性を低減する方法を特定すること。
• 光活性化薬物キャリアなどのバイオフォトニクス技術が、治療効果の向上と正常組織の保護に果たす役割を検討すること。
• レーザー技術がプロトン線治療のコストを低減し、アクセス性を高める可能性を評価すること。
• 電離および非電離放射線治療を統合的に統合し、がん個別管理に資すること。

提案手法

• X線、プロトン、重イオンなどの電離放射線治療およびレーザーを用いた非電離療法、光動態療法などの最近の進展に関する系統的レビュー。
• がん細胞の標的破壊を目的とした、光活性化薬物キャリアを含むバイオフォトニクス技術の分析。
• プロトン線治療の効率化と装置コスト削減に向けたレーザー技術の応用の評価。
• 臨床的および技術的進歩を統合し、相乗的治療戦略を同定すること。
• 既存の文献および臨床データを用いて、電磁放射線治療分野における今後の方向性を予測すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 レーザー技術を用いた療法は、がん放射線治療の正確性と安全性をどのように向上させることができるか？
• RQ2 光活性化薬物キャリアは、腫瘍への標的性を高め、正常組織への損傷を軽減するために果たす役割は何か？
• RQ3 レーザー技術は、プロトン線治療のコストをどのように低減し、アクセス性を高めることができるか？
• RQ4 電離および非電離放射線治療は、がん治療効果を向上させるために、どのように相乗的に作用するか？
• RQ5 個別化がん医療に向け、電磁放射線治療分野で最も有望な今後の発展は何か？

主な発見

• 光動態療法や光活性化薬物送達を含むレーザー技術を用いた療法は、腫瘍への標的性を高め、周囲の正常組織への付随的損傷を低減する可能性を顕著に示している。
• バイオフォトニクス分野の最近の進歩により、がん細胞のより効果的で選択的な破壊が可能になり、周囲の正常組織が保護される。
• レーザー技術の応用により、プロトン線治療装置の設置コストが低減され、この高精度治療へのアクセスが拡大する可能性がある。
• 電離および非電離放射線治療の統合的統合は、がん個別管理のための画期的な道筋を提供する。
• レーザー技術と放射線腫瘍学の融合は、治療効果を高め、副作用を最小限に抑えることで、がん治療を根本から変革する可能性を秘めている。