Histotripsy to Destroy Liver Tissue Tumors Granted FDA Approval
https://journals.lww.com/oncology-times/fulltext/2023/12050/histotripsy_to_destroy_liver_tissue_tumors_granted.9.aspx
現在、一般的ながんの一次治療および補助治療には、手術、化学療法、放射線療法、ホルモン療法が含まれます。しかし、これらの治療法は、疲労から脱毛、吐き気や下痢に至るまで、さまざまな副作用を引き起こすことがしばしばあります。これらの結果を避けるために、ミシガン大学の研究者たちは、腫瘍を機械的に分解する音波を使用する非侵襲的な治療代替法であるヒストトリプシーを開拓しています。その成功を示すように、FDAは最近、肝腫瘍の治療用としてヒストトリプシーに承認を与えました。
この技術の背後にある研究は、ミシガン大学の生体医工学者であるZhen Xu博士が20年前に卒業研究を行っていたときに始まりました。彼女は最初に超音波キャビテーション現象を使用して、研究室で標的組織を無細胞性の破片に機械的かつ正確に分画することができることを発見しました。その後、ヒストトリプシーのメカニズムとその背後にある物理に関する基礎的な基礎研究を行いました。
元々、この研究は良性前立腺肥大を対象として設計されていましたが、成功した動物研究の結果は人間の試験にうまく移行しませんでした。時間が経つにつれて、研究は生体組織の治療を探求するように進化しました。2015年頃、Xuは肝組織および肝腫瘍のキャビテーション/アブレーションに焦点を当てることに切り替えました。
「その時私は博士課程の学生で、Charles Cainが私の博士課程の指導教官でした。彼は私たちの生体超音波グループが超音波を使用して非侵襲的な手術を行い、患者を開けずに組織を取り除くことができるかどうかを尋ねました」とXuは説明しました。「それが機械的組織アブレーションを行う非侵襲的アプローチを探すというこのアイデアに触発されました。」
彼女のチームが最初に肝腫瘍に焦点を当てた理由は、多くの肝がん患者が損なわれた肝機能を経験しているためです。彼女は、患者の約15％だけが手術の候補であり、追加の約15％がアブレーションの候補であると説明しました。さらに、移植を追求することは、長い待機リスト期間を引き起こす可能性があります。
「肝がん患者にはそれほど多くの良い治療オプションが少ないためです」とXuは述べました。「ヒストトリプシーを使用すれば、患者を開腹する必要がなく、肝臓に触れることなく腫瘍を治療できます。また、通常は到達できない高リスクの位置も治療できます。」
2021年、彼女は「Hope4Liver」と名付けられた多施設、非無作為化前向き試験を推進するのを手伝いました。この試験は米国の8か所、ヨーロッパの5か所で行われ、UM Rogel Cancer Centerが試験患者数の最も多い施設でした。研究中、彼らはヒストトリプシー手術後36時間以内の画像を分析して、参加者の技術的成功を判定しました。
試験参加者は定期的にデータ収集のためにフォローアップされ、ヒストトリプシーが一次および転移性肝腫瘍の患者を成功裏に治療できる能力が示されました。この技術は効果的で安全であることが証明され、2023年初頭にFDAの申請提出につながりました。
「人間での試験—”Hope4Liver”は現在、募集を終了しています。試験結果は、一次的な効果（つまり、腫瘍を適切に標的にする能力）および一次的な安全性エンドポイントが達成され、これは成功した試験であったことを示しています」と、試験の主任研究者でありミシガン大学の放射線科教授であるMishal Mendiratta-Lala MDは説明しました。
ヒストトリプシーの仕組み:
基本的に、ヒストトリプシーは、腫瘍に高圧焦点超音波の音波を当てることで、腫瘍内に微小気泡を形成します。音波が腫瘍を標的にした焦点で収束すると、機械的キャビテーションが発生し、細胞死を引き起こします。これにより、免疫システムが腫瘍の破片を識別し、「掃除」する環境が作られます。
「私たちの組織にはガスのポケットがあり、それが機械的圧力で膨張したり収縮したりして最終的には破裂します」とMendiratta-Lalaは説明しました。「泡を吹くことを考えてみてください。それが大きくなると、風が壁に張力を与え、最終的にはそれが破裂します。これが超音波キャビテーションについて考える簡単な方法です—細胞が破裂して無細胞または液体の均一物になります。」
Mendiratta-Lalaは、他の療法とは異なり、マイクロ波やラジオ周波アブレーションでは腫瘍が壊死するのに対し、ヒストトリプシーの細胞破壊は治療部位で無細胞性のホモジネートを形成すると説明しています。腫瘍血管が破壊された後、炎症性メディエーターが治療部位に到達し、その後破壊された腫瘍細胞を抗原として検出します。
「体はこの抗原に対して攻撃を仕掛けることができますが、これはヒストトリプシー装置によって直接標的にされない場合でもあります。これは臨床研究で見られていますが、臨床ケアと成果データに与える影響を理解するためにはさらなる研究が必要です」とMendiratta-Lalaは述べています。「現時点では、臨床設定での腫瘍反応にこの外挿を行うには十分なデータがありません。」
現在の研究によると、ヒストトリプシーは放射線や化学療法に関連する身体的負担も軽減します。このプロセスは、薬剤の互換性に関する問題が少なく、回復時間が短く、全体的な治療の不快感が少ないことが示されています。これは、ヒストトリプシーが周囲の健康な組織に影響を与えることなく、より直接的に腫瘍を標的にし、攻撃できる能力に起因しています。
「ヒストトリプシーには画像ガイダンスがあり、ガスポケットによって作成された微小気泡を非常にはっきりと視覚化できます」とXuは説明します。「これにより、事前治療のターゲティングが可能になり、治療中の腫瘍の下にターゲットを配置していることを確認できます。治療中、微小気泡は臨床超音波画像によって明確に視覚化され、治療の進行を監視できます。治療直後には画像モダリティで評価を行い、適切な腫瘍体積を治療していること、および肝臓への損傷がないことを確認します。」
Mendiratta-Lalaと彼女のチームが腫瘍を治療するとき、彼らは超音波を使ってリアルタイムで正確な位置を確認しながら、腫瘍を治療していることを確認できます。彼女は、顕微鏡のスライド上でのみ確認できる顕微鏡的な腫瘍を治療できるように、腫瘍の周囲の健康な組織の小さな縁を治療することが重要であると指摘しています。
チームの治療経験は限られていますが、観察された副作用は非常に少ないです。主な副作用は患者が経験する軽度の腹痛で、アセトアミノフェンまたはイブプロフェンで治療可能です。
ミシガン大学によると、FDAは最近、臨床設定で肝腫瘍を標的にして破壊するためにヒストトリプシーを使用するためのクリアランスも付与しました。
「ヒストトリプシーはFDA承認を受けており、したがって現在は肝がん治療のためにのみ、肝腫瘍を標的にすることができます。他の腫瘍の治療に関する有効性と安全性のデータが得られるまでは、これが限定されます」とMendiratta-Lalaは強調しました。
免疫システムの反応:
肝がん患者にヒストトリプシーを試験するだけでなく、研究者たちはその再発を減少させる可能性も評価しました。これは、ローデントを使用した前臨床動物研究から推測されました。彼らの発見から、気泡が腫瘍を分解すると、免疫システムが腫瘍を脅威として識別し始め、体全体の破片を「掃除」し始める能力が高まるとされています。これにより、がんと戦うための自然な免疫応答が高まります。
この発見は、サウンドウェーブがマウスでどのようにしてこのような免疫応答を誘発するかについての第二のUM前臨床研究によって支持されています。研究では、サウンドウェーブを使用して細胞壁の「クローク」を分解し、そうでなければ隠されていて体内の免疫防御を引き起こすことができない腫瘍抗原を露出させるプロセスが記述されています。
研究者たちは、細胞壁がサウンドウェーブによって分解されると、体ががん抗原を識別し、がん細胞に対する免疫システムの攻撃を開始することを発見しました。これは、研究チームが一匹のマウスの腫瘍をヒストトリプシーで分解し、その材料を均一化して別のマウスに注射したときに示されました。その結果、両方のマウスががんからの免疫保護を発達させました。
ヒストトリプシー治療の未来:
Mendiratta-Lalaは、彼女のチームがFDAの承認を受けているのは一次および転移性疾患の肝治療のみであるため、「理想的な候補者」はまだ完全には特定できないと述べています。この情報が利用可能になる前に、彼らはより多くの患者を治療し、より多くの臨床試験を完了し、追加の質問に答える必要があります（例：全体的な生存率は本当に改善されていますか？）。
「FDAの承認以来、私たちは数ヶ月以内にデバイスが配送されるのを待っています。しかし、同じくらい重要なのは、ヒストトリプシー治療の対象となる患者集団を特定することです」とMendiratta-Lalaは共有しました。
追加の研究について、Xuは彼女のチームが免疫応答研究を拡張し、免疫療法に反応しないか、またはそれに適さない患者を治療するためにヒストトリプシーをどのように組み合わせるかを探求することを望んでいると述べました。彼らは、ローカルな腫瘍治療だけでなく、体系的に腫瘍を治療することもできるようになり、他のがんタイプへの治療を拡張することを望んでいます。
「私は非侵襲的な新技術を提供できることに非常に興奮しています。さらに、私たちが前臨床動物モデルで刺激された免疫論的効果の可能性についてもさらに興奮しています」とMendiratta-Lalaは付け加えました。「これが患者のがん治療に移行するかどうかはわかりませんが、もしそうなれば、私はこの治療ががんケアの未来を変えると信じています。」
Mendiratta-Lalaは、ミシガン大学がこの技術を購入することにも非常に興奮していると表現しています。これは、研究者たちが既に世界で最も多くの患者を治療しており、デバイスを受け取った直後に患者の治療を開始できる優れた多職種チームを持っているためです。
Xuが最も興奮しているのは、患者が最小限の痛みしか報告せず、回復期間なしに家に帰ることができるということです。これにより、治療中も患者の生活の質が維持されます。研究者たちは、ヒストトリプシーが多くのがん患者にとって新しく、最適な治療オプションを提供することを期待しています。
この技術についてどのように感じましたか？
ヒストトリプシー技術についての考えは、医療技術の進化として非常に興味深いと感じます。この技術が非侵襲的で、患者に対する身体的負担を軽減できる可能性がある点は特に注目に値します。がん治療における従来の方法（手術、放射線療法、化学療法など）は、しばしば重篤な副作用を伴いますが、ヒストトリプシーはこれらの副作用を避け、より速い回復を可能にするかもしれません。
また、この技術が腫瘍だけでなく、体の免疫応答を刺激し、がん細胞に対する体の自然な戦いを強化する可能性を持っていることも非常に興味深いです。これは、がん治療のパラダイムを変える可能性があります。
しかし、新しい医療技術として、ヒストトリプシーはまだ多くの臨床試験と研究が必要です。効果の持続性、治療の安全性、広範ながんタイプへの応用可能性など、解明すべき多くの問題があります。この技術の将来的な発展に注目しています。
