[論文レビュー] Mapping the Future of Particle Radiobiology in Europe: The INSPIRE Project

Nicholas T. Henthorn, Olga Sokol+27 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2020

Radiation Therapy and Dosimetry参考文献 51被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、INSPIREプロジェクトを通じてヨーロッパの放射線生物学的研究基盤をマップし、陽子および重イオンビームラインへのアクセス、実験的機能、および国際共同利用手順を詳細に記載している。in vitroおよびin vivo研究能力を有する主要な拠点を特定し、相乗効果と重複を浮き彫りにし、粒子線治療における臨床的応用を加速するために、協力の強化と投資の拡大を提言している。

ABSTRACT

Particle therapy is a growing cancer treatment modality worldwide. However, there still remains a number of unanswered questions considering differences in the biological response between particles and photons. These questions, and probing of biological mechanisms in general, necessitate experimental investigation. The Infrastructure in Proton International Research (INSPIRE) project was created to provide an infrastructure for European research, unify research efforts on the topic of proton and ion therapy across Europe, and to facilitate the sharing of information and resources. This work highlights the radiobiological capabilities of the INSPIRE partners, providing details of physics (available particle types and energies), biology (sample preparation and post-irradiation analysis), and researcher access (the process of applying for beam time). The collection of information reported here is designed to provide researchers both in Europe and worldwide with the tools required to select the optimal center for their research needs. We also highlight areas of redundancy in capabilities and suggest areas for future investment.

研究の動機と目的

• 国際的協力を支援するため、ヨーロッパの粒子線治療施設の放射線生物学的研究能力を統合・マップ化すること。
• ヨーロッパおよびそれ以上の地域の研究者に対して、ビーム時間やリソースへのアクセスのギャップを是正すること。
• 将来の放射線生物学基盤への投資を導くために、重複と未利用の能力を同定すること。
• in vivoおよびメカニズム研究の強化により、臨床前研究と臨床応用との間の連携を強化すること。
• 共同トレーニング、知識共有、共同研究活動を通じて、粒子線治療における責任ある研究とイノベーションを推進すること。

提案手法

• 17のINSPIRE参加機関における物理学的パrameter（粒子種別、エネルギー、ビームライン仕様）の体系的記録。
• in vitroおよびin vivoモデル、試料調製、照射後分析技術を含む生物学的機能の集約。
• 研究者が参加施設でのビーム時間の国際共同利用（TNA）を申請するための手順の集約。
• in vivo放射線生物学的機能を有する拠点の特定および、in vivoインfraストラクチャの拡張が予定されている施設の特定。
• ヨーロッパ全体の能力の重複とギャップを検出するために、現在の研究ポートフォリオの分析。
• 17の機関にまたがる23名の共同著者からのフィードバックを統合し、各拠点の能力を包括的かつ正確に表現すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ヨーロッパの粒子線治療施設における現在の放射線生物学的研究能力（粒子種別、エネルギー、実験的モデル）は何か？
• RQ2 ヨーロッパ全域での研究効率と公平性を向上させるために、ビーム時間への国際共同利用をどのように簡素化できるか？
• RQ3 放射線生物学的基盤における重複とギャップはどこにあり、将来の投資をどの分野に優先すべきか？
• RQ4 in vivoモデルは、粒子線治療における臨床応用に繋がる臨床前研究の成果をどのように翻訳するか？
• RQ5 臨床施設と研究機関との間の協力をどのように強化すれば、臨床的意義の高い研究課題に焦点を当てられるか？

主な発見

• 17のINSPIRE参加機関のうち13か所が国際共同利用によるビーム時間へのアクセスを提供しており、そのうち12か所がin vitroおよびin vivo研究のための専用の放射線生物学基盤を備えている。
• 12か所のTNA施設のうち8か所が現在in vivo放射線生物学的研究を実施しており、The ChristieおよびUNIMANでは追加のin vivoビームライン開発が進行中である。
• INSPIREネットワークには、陽子、炭素イオン、およびその他のイオン（例：ヘリウム）の研究を可能にする施設が含まれており、マルチイオン研究を支援している。
• 施設間で顕著な能力の重複が見られ、特にin vitro研究においては、重複を減らすために共同実験を計画する機会がある。
• このネットワークは、FLASH放射線療法や免疫療法と組み合わせた粒子線治療といった新技術の研究に適した基盤を備えている。
• 本プロジェクトは、臨床チームと臨床前研究者との間の統合を強化する必要性が極めて重要であると特定した。これは、臨床的インパクトが最も高い研究を優先するためである。