PET試験 | 株式会社マイクロン | Molecular Imaging CRO Network

参考資料:PET試験　PETの原理

PETを用いた分子イメージング技法とその関連技術の進展を常に視野に入れながら、分子イメージング技法を医薬品開発に活用することで、開発成功確率の向上、研究開発投資の効率化と研究開発期間の短縮に貢献します。

PETの原理

PET（陽電子放射断層撮影法）の原理

PET（陽電子放射断層画像撮影法）の原理nの図

PETは、陽電子（ポジトロン）を放出する放射性同位元素で標識した放射性薬剤を放射線源にしています。陽電子は近くの電子と結合して消滅しますが、消滅時に透過力の強いガンマ線を180度対向方向に放出します。この一対の放射線を人体周囲に並べた検出器で同時に計数することで、放射線源のあった方向と位置を特定し、計算によって、放射線源の体内集積度を3次元的に再構成します。最小10^-18（atto mol）の濃度まで検出可能です。

PETに使われる放射性核種

適用放射核種	半減期
¹¹C	20.4分
¹⁵O	2.04分
¹³N	9.96分
¹⁸F	109.8分

PETに主に使われる放射性核種にはこのようなものがあります。
これらの元素は生体内の生理活性物質や医薬品の構成元素の放射性同位体であるため、
その活性を低下させることなく標識が可能であり、受容体、酵素活性などの
多様な生体反応を描出、定量することができます。

PETの活用

医薬品研究開発の成功確率とPET臨床試験の活用

医薬品研究開発の成功確率とPET臨床試験の活用の図

現在ひとつの医薬品が発売されるまでには、基礎研究、動物を用いた非臨床試験、ヒトによる臨床試験という過程を経て、
10年以上の期間と、数百億円の開発費が必要とされています。
そこには「種差」という大きな壁があります。臨床試験に入ってからも、有効性が確認できない、思わぬ副作用が出た、
などの理由で脱落する薬剤があり、実際に承認に至る確率は10％にも満たないといわれています。
欧米では既に臨床開発の各ステージにおいてクリティカルパスツールとしてPET臨床試験が活用されており、
その有用性は広く知られています。

何故PETをお勧めするのか？

PETには以下のような特徴があります。

物理的な感度、分解能、画質、定量性がよい
生体元素をトレーサーとして使えるため、受容体、酵素、イオンチャネル、トランスポーター、
糖代謝、酸素代謝等を描出、定量することが可能
放射性核種の半減期が短いため、減衰を待って繰り返し検査することができる

PETを用いることにより、ヒト体内で、より精度の高い薬剤PK／PD測定が可能となります。 PET試験は、
成功確率の向上、研究開発費用の節約、時間の短縮において非常に有益なツールとなります。
これらのことからPET試験は、ポートフォリオマネージメントの実践に大きく貢献します。

PETで用いられる放射性薬剤の例

PETに用いられる放射性薬剤としては、たとえば以下のものがあります。

PETで用いられる放射性薬剤の例	対象
¹⁵O-二酸化炭素ガス（Ｃ¹⁵Ｏ₂）	脳血流
¹⁵O-酸素ガス（¹⁵Ｏ₂）	脳酸素代謝
¹³N-アンモニア水（¹³NH₃）	心筋血流
¹¹C-酢酸	心筋好気性代謝
¹⁸F-フルオロデオキシグルコース（FDG）	ブドウ糖代謝、腫瘍
¹¹C-メチオニン	アミノ酸代謝、腫瘍
¹⁸F-フルオロチミジン（FLT）	DNA合成、細胞増殖
¹⁸F-FMISO（ニトロイミダゾール誘導体）	腫瘍；低酸素細胞イメージング剤
¹¹C-DASB	セロトニントランスポーター受容体
¹¹C-PE2I	ドーパミントランスポーター受容体
¹⁸F-フルオロドーパ	ドーパミン系節前機能
N-¹¹C-メチルスピペロン	ドーパミンD₂受容体
N-¹¹C-メチル-4-ピペリジニルアセテート（MP4A）	アセチルコリンエステラーゼ活性
¹¹C-フルマゼニル等	ベンゾジアゼピン受容体

PETの活用例（1）

理化学研究所等との連携により、候補薬物の放射性同位元素標識/適切なトレーサーの探索、設計・合成をいたします。

創薬・開発で用いられるトレーサーの例	対象
¹⁸F-フルオロドーパ	ドーパミン系節前機能
N-¹¹C-メチルスピペロン	ドーパミンD₂受容体
¹¹C-SCH23390	ドーパミンD₁受容体
¹¹C-フルマゼニル	ベンゾジアゼピン受容体
¹¹C-ドキセピン	ヒスタミンH₁受容体
N-¹¹C-メチル-4-ピペリジルアセテート（MP4A）	アセチルコリンエステラーゼ活性
¹¹C-WAY100635	セロトニン5-HT_1A受容体
¹⁸F-Setoperone	セロトニン5-HT_2A受容体
⁶⁸Ga/⁶⁴Cu標識抗体・ペプチド・核酸	各標的物質

新規標的に対するトレーサーは、理化学研究所等との連携によって新たに開発いたします。ご相談ください。

標識された臨床移行候補化合物の分布をPETで確認

放射性同位元素で標識した臨床移行候補化合物をヒトに微量投与することで、目的とする組織に候補化合物に移行しているかが確認できます。これによって、Phase1移行化合物の選定が行えるとともにプロジェクトのGo/No Go 決定の有益なツールとなります。

候補薬物の標的への結合率などをPETで確認


A．薬剤の血中濃度を確認するとともに、PETを用いて受容体占拠率も確認する →上記の例では、血中濃度からの判断だけでは投与回数を誤る可能性があります。 [TPP (Target Product Profile) が検証できない]	B．治療効果が現れる受容体占拠率がわかっている薬剤の場合、適切な薬剤投与量を判断できます。