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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-04
(54)【発明の名称】画像誘導放射線療法のための方法
(51)【国際特許分類】
A61K 41/00 20200101AFI20230627BHJP
A61K 49/18 20060101ALI20230627BHJP
A61K 9/51 20060101ALI20230627BHJP
A61K 47/34 20170101ALI20230627BHJP
A61K 47/69 20170101ALI20230627BHJP
A61P 35/00 20060101ALI20230627BHJP
A61N 5/00 20060101ALI20230627BHJP
【ＦＩ】
A61K41/00
A61K49/18
A61K9/51
A61K47/34
A61K47/69
A61P35/00
A61N5/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022569575
(86)(22)【出願日】2021-05-11
(85)【翻訳文提出日】2022-11-14
(86)【国際出願番号】 EP2021062502
(87)【国際公開番号】W WO2021228867
(87)【国際公開日】2021-11-18
(31)【優先権主張番号】20305503.3
(32)【優先日】2020-05-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】512089645
【氏名又は名称】ウニヴェルシテ クロード ベルナール リヨン １
【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＥ ＣＬＡＵＤＥ ＢＥＲＮＡＲＤ ＬＹＯＮ １
【住所又は居所原語表記】４３ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ ｄｕ １１ ｎｏｖｅｍｂｒｅ １９１８，Ｆ－６９６２２ Ｖｉｌｌｅｕｒｂａｎｎｅ Ｃｅｄｅｘ，Ｆｒａｎｃｅ
(71)【出願人】
【識別番号】519433399
【氏名又は名称】エヌアッシュ テラギ
(71)【出願人】
【識別番号】522444911
【氏名又は名称】ソントゥル ジョルジュ フランソワ ルクレール
(71)【出願人】
【識別番号】503146324
【氏名又は名称】ザ ブリガム アンド ウィメンズ ホスピタル インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｒｉｇｈａｍ ａｎｄ Ｗｏｍｅｎ’ｓ Ｈｏｓｐｉｔａｌ， Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】リュクス，フランソワ
(72)【発明者】
【氏名】ティユモン，オリヴィエ
(72)【発明者】
【氏名】ル デュク，ジェラルディーヌ
(72)【発明者】
【氏名】メイゾ，オレリアン
(72)【発明者】
【氏名】ルフィアック，マガリ
(72)【発明者】
【氏名】ミルジョレ，セリーヌ
(72)【発明者】
【氏名】キャグニー，ダニエル
(72)【発明者】
【氏名】ベルベコ，ロス
(72)【発明者】
【氏名】ビラニ，ニーダ
【テーマコード（参考）】
4C076
4C082
4C084
4C085
【Ｆターム（参考）】
4C076AA65
4C076AA95
4C076BB13
4C076CC50
4C076EE27
4C076EE59
4C082AC00
4C082MA01
4C082PL05
4C084AA11
4C084NA14
4C084ZB261
4C084ZB262
4C085HH07
4C085JJ02
4C085JJ03
4C085KA09
4C085KA28
4C085KB02
4C085KB12
4C085KB56
4C085KB72
4C085LL18
(57)【要約】
本開示は、腫瘍を治療する方法に関する。特に、本開示は、それを必要とする対象において、磁気共鳴画像誘導放射線療法によって腫瘍を治療する方法であって、前記方法は、以下の工程：
（ｉ）磁気共鳴画像法のためのコントラスト増強および放射線療法のための放射線増感特性の両方を有する、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする対象に投与すること、ならびに
（ｉｉ）ＭＲ－Ｌｉｎａｃの手段によって、前記対象を、磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露することを含み、
前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は、４０より大きい、好ましくは５０より大きい原子Ｚ番号を有する元素を含むナノ粒子であり、前記ナノ粒子は、２０ｎｍ未満、例えば１～１０ｎｍ、好ましくは２～８ｎｍの平均流体力学的直径を有する、方法に関する。
（ｉ）磁気共鳴画像法のためのコントラスト増強および放射線療法のための放射線増感特性の両方を有する、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする対象に投与すること、ならびに
（ｉｉ）ＭＲ－Ｌｉｎａｃの手段によって、前記対象を、磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露することを含み、
前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は、４０より大きい、好ましくは５０より大きい原子Ｚ番号を有する元素を含むナノ粒子であり、前記ナノ粒子は、２０ｎｍ未満、例えば１～１０ｎｍ、好ましくは２～８ｎｍの平均流体力学的直径を有する、方法に関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
高Ｚ元素含有ナノ粒子であって、それを必要とする対象の腫瘍を治療する方法における使用のためのナノ粒子であって、前記方法が、（ｉ）磁気共鳴画像法のためのコントラスト増強および／または放射線療法のための放射線増感特性を有する、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする対象に投与すること、ならびに
（ｉｉ）磁気共鳴画像誘導線形加速器（ＭＲ－Ｌｉｎａｃ）の手段によって、前記対象を、磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露することを含み、
前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は、４０より大きい、好ましくは５０より大きい原子Ｚ番号を有する元素を含むナノ粒子であり、
前記ナノ粒子は、２０ｎｍ以下、例えば１～１０ｎｍ、好ましくは２～８ｎｍの平均流体力学的直径を有し、
前記対象は、前記高Ｚ含有ナノ粒子の有効量の単回投与後に、磁気共鳴画像誘導放射線療法の２以上のセッション、例えば２～７セッションに曝露される、ナノ粒子。
【請求項2】
前記ＭＲ－Ｌｉｎａｃが、好ましくは、０．５Ｔまたはそれ以下（例えば、０．３５Ｔ）の磁場強度を有するＭＲ－Ｌｉｎａｃの中から選択される、請求項１に記載の使用のためのナノ粒子。
【請求項3】
前記ナノ粒子が、高Ｚ元素として、希土類金属、または希土類金属の混合物を含む、請求項１または２に記載の使用のためのナノ粒子。
【請求項4】
前記ナノ粒子が、高Ｚ元素として、ガドリニウム、ビスマス、またはそれらの混合物を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の使用のためのナノ粒子。
【請求項5】
前記ナノ粒子が、高Ｚ元素のキレート、例えば希土類元素のキレートを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の使用のためのナノ粒子。
【請求項6】
前記ナノ粒子が、以下を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の使用のためのナノ粒子。・ポリオルガノシロキサン、
・前記ポリオルガノシロキサンに共有結合したキレート、
・前記キレートによって錯化された高Ｚ元素。
【請求項7】
前記ナノ粒子が、以下を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の使用のためのナノ粒子。・前記ナノ粒子の全重量の少なくとも８％、好ましくは８％～５０％のシリコン重量比率を有するポリオルガノシロキサン、
・ナノ粒子当たり５～１００、好ましくは５～２０を含む割合で、前記ポリオルガノシロキサンに共有結合したキレート、および、
・前記キレートと錯体を形成する高Ｚ元素。
【請求項8】
前記ナノ粒子が、前記ナノ粒子上に以下のキレート剤：ＤＯＴＡ、ＤＴＰＡ、ＥＤＴＡ、ＥＧＴＡ、ＢＡＰＴＡ、ＮＯＴＡ、ＤＯＴＡＧＡ、およびＤＴＰＡＢＡ、またはそれらの混合物のうちの１つ以上をグラフトすることによって得られる、前記高Ｚ元素を錯化するためのキレートを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の使用のためのナノ粒子。
【請求項9】
前記ナノ粒子が、下記式のガドリニウムキレート化ポリシロキサンナノ粒子である、請求項１～８のいずれか一項に記載の使用のためのナノ粒子。【化1】
式中、ＰＳはポリシロキサンのマトリックスであり、かつ、
ｎは５～５０、好ましくは５～２０であり、流体力学的直径は１～１０ｎｍ、例えば２～８ｎｍである。
【請求項10】
前記方法が、放射線療法への最初の曝露前の２～１０日間、好ましくは２～７日間の期間内に、放射線増感剤として、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする前記対象に投与することを含む、第１の腫瘍予備充填工程を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の使用のためのナノ粒子。
【請求項11】
前記対象が、磁気共鳴画像のための造影剤をさらに投与することなく、磁気共鳴画像誘導放射線療法の少なくとも１つ以上の追加セッションに曝露される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の使用のためのナノ粒子。
【請求項12】
前記対象が、５～７日間以内の磁気共鳴画像誘導放射線療法の２以上のセッションに曝露され、典型的には、各セッションの間に２日間または３日間の最小所要時間を伴う、請求項１～１１のいずれか一項に記載の使用のためのナノ粒子。
【請求項13】
前記対象が、磁気共鳴画像誘導放射線療法の１セッションにつき、約３Ｇｙ～約２０Ｇｙの線量の電離放射線に曝露され、総線量が、好ましくは最高１０分割で、例えば１～１０分割で、典型的には４～１０分割で投与される、請求項１～１２のいずれか一項に記載の使用のためのナノ粒子。
【請求項14】
前記腫瘍が、固形腫瘍であり、好ましくは、以下から選択される、請求項１～１３のいずれか一項に記載の使用のためのナノ粒子。（ｉ）子宮頸癌、直腸癌、肺癌、頭頸部癌、前立腺癌、結腸直腸癌、肝臓癌、および膵臓癌の原発腫瘍、ならびに
（ｉｉ）典型的には分画内移動を起こす、胸骨などの骨転移。
【請求項15】
前記ナノ粒子が、５０～１５０ｍｇ／ｍＬ、好ましくは８０～１２０ｍｇ／ｍＬ、例えば１００ｍｇ／ｍＬの濃度の注射液として投与され、好ましくは静脈注射によって投与される、請求項１～１４のいずれか一項に記載の使用のためのナノ粒子。
【請求項16】
磁気共鳴画像誘導放射線療法のために投与される治療有効量が、５０ｍｇ／ｋｇ～１５０ｍｇ／ｋｇ、典型的には８０～１２０ｍｇ／ｋｇ、例えば１００ｍｇ／ｋｇである、請求項１５に記載の使用のためのナノ粒子。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【0001】
〔技術領域〕
本開示は、腫瘍を治療する方法に関する。特に、本開示は、それを必要とする対象において、磁気共鳴画像誘導放射線療法によって腫瘍を治療する方法であって、前記方法は、以下の工程：
（ｉ）磁気共鳴画像法のためのコントラスト増強および／または放射線療法のための放射線増感特性を有する、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする対象に投与すること、ならびに
（ｉｉ）磁気共鳴画像誘導線形加速器（ＭＲ－Ｌｉｎａｃ）の手段によって、前記対象を、磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露することを含み、
前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は、４０より大きい、好ましくは５０より大きい原子Ｚ番号を有する元素を含むナノ粒子であり、前記ナノ粒子は、２０ｎｍ未満、例えば１～１０ｎｍ、好ましくは２～８ｎｍの平均流体力学的直径を有する、方法に関する。
本開示は、腫瘍を治療する方法に関する。特に、本開示は、それを必要とする対象において、磁気共鳴画像誘導放射線療法によって腫瘍を治療する方法であって、前記方法は、以下の工程：
（ｉ）磁気共鳴画像法のためのコントラスト増強および／または放射線療法のための放射線増感特性を有する、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする対象に投与すること、ならびに
（ｉｉ）磁気共鳴画像誘導線形加速器（ＭＲ－Ｌｉｎａｃ）の手段によって、前記対象を、磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露することを含み、
前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は、４０より大きい、好ましくは５０より大きい原子Ｚ番号を有する元素を含むナノ粒子であり、前記ナノ粒子は、２０ｎｍ未満、例えば１～１０ｎｍ、好ましくは２～８ｎｍの平均流体力学的直径を有する、方法に関する。
【0002】
〔背景技術〕
放射線療法（radiation therapy）（radiotherapyとしても知られる）は、最も用いられている抗腫瘍戦略の１つである。全ての癌患者のうち半数を超える患者が、電離放射線（ＩＲ）単独または手術もしくは化学療法との併用で治療している。医学物理学において実現された近年の進歩（低／高エネルギー放射線の開発、単分割スケジュール、少分割スケジュール、多分割スケジュールの実施、および使用線量率の多様化）並びに革新的な医療技術（３Ｄ－コンホメーション放射線療法（３Ｄ－ＣＲＴ）、強度変調放射線療法（ＩＭＲＴ）、定位放射線手術（ＳＲＳ）、および機能的イメージングなど）の開発が、放射線療法の最も一般的な副作用である周囲の健康な組織への影響を低減しながら、腫瘍に対する効率的な放射線量のより良い送達に寄与している。
放射線療法（radiation therapy）（radiotherapyとしても知られる）は、最も用いられている抗腫瘍戦略の１つである。全ての癌患者のうち半数を超える患者が、電離放射線（ＩＲ）単独または手術もしくは化学療法との併用で治療している。医学物理学において実現された近年の進歩（低／高エネルギー放射線の開発、単分割スケジュール、少分割スケジュール、多分割スケジュールの実施、および使用線量率の多様化）並びに革新的な医療技術（３Ｄ－コンホメーション放射線療法（３Ｄ－ＣＲＴ）、強度変調放射線療法（ＩＭＲＴ）、定位放射線手術（ＳＲＳ）、および機能的イメージングなど）の開発が、放射線療法の最も一般的な副作用である周囲の健康な組織への影響を低減しながら、腫瘍に対する効率的な放射線量のより良い送達に寄与している。
【0003】
磁気共鳴（ＭＲ）スキャナと線形加速器とを単一の機械に組み合わせることは、癌放射線療法の結果を大幅に改善することができる最近の開発である。特に、ＭＲイメージングは、とりわけ軟組織癌のための腫瘍描写を改善する機会を提供する。ＭＲイメージングと電離放射線による治療とを同時に行う可能性は、経時的な腫瘍の空間的発展を考慮に入れることを可能にする。さらに、リアルタイムＭＲイメージングは、呼吸によるリスクにさらされている腫瘍および臓器の動きを補正することができる。
【0004】
しかしながら、これらの新たな治療プロトコルの１つの制限は、市販の造影剤をその状況で使用することが困難であることである。それらは腫瘍において短い残留磁気（remanence）を有し、これは、リアルタイムイメージングのコントラストを改善するために、放射線療法のそれぞれのフラクションの前に１回の注射を実施しなければならないことを意味する。患者および介護者に過度の負担を生じさせることに加えて、これは、市販の造影剤が、患者への限られた曝露について開発および検証されているので、安全性の問題であり得る。
【0005】
したがって、ＭＲ画像誘導放射線療法を使用するプロトコルを改善する必要がある。
【0006】
本発明者らは、特定の高Ｚ元素含有ナノ粒子が、数日間、ＭＲイメージングおよび／または放射線増感特性のための、腫瘍内で適切なコントラストを提供するという予期せぬ発見を行った。本ヒト腫瘍におけるこのようなナノ粒子の予想外に長い残留磁気は、本発明者が磁気共鳴画像誘導放射線療法に造影剤および／または放射線増感剤としてのこのような高Ｚ元素含有ナノ粒子の使用を組み合わせた新しい治療法をデザインすることを可能にし、ここで、ナノ粒子の単回投与は、それを必要とする対象における腫瘍の治療のための磁気共鳴画像誘導放射線療法の多数の分割を可能にする。
【0007】
〔簡単な説明〕
したがって、本開示は、高Ｚ元素含有ナノ粒子であって、それを必要とする対象の腫瘍を治療する方法における使用のためのナノ粒子であって、前記方法が、
（ｉ）磁気共鳴画像法のためのコントラスト増強および／または放射線療法のための放射線増感特性を有する、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする対象に投与すること、ならびに
（ｉｉ）磁気共鳴画像誘導線形加速器（ＭＲ－Ｌｉｎａｃ）の手段によって、前記対象を、磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露することを含み、
前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は、４０より大きい、好ましくは５０より大きい原子Ｚ番号を有する元素を含むナノ粒子であり、前記ナノ粒子は、２０ｎｍ以下、例えば１～１０ｎｍ、好ましくは２～８ｎｍの平均流体力学的直径を有する、ナノ粒子である、方法に関する。
したがって、本開示は、高Ｚ元素含有ナノ粒子であって、それを必要とする対象の腫瘍を治療する方法における使用のためのナノ粒子であって、前記方法が、
（ｉ）磁気共鳴画像法のためのコントラスト増強および／または放射線療法のための放射線増感特性を有する、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする対象に投与すること、ならびに
（ｉｉ）磁気共鳴画像誘導線形加速器（ＭＲ－Ｌｉｎａｃ）の手段によって、前記対象を、磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露することを含み、
前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は、４０より大きい、好ましくは５０より大きい原子Ｚ番号を有する元素を含むナノ粒子であり、前記ナノ粒子は、２０ｎｍ以下、例えば１～１０ｎｍ、好ましくは２～８ｎｍの平均流体力学的直径を有する、ナノ粒子である、方法に関する。
【0008】
特定の実施形態では、前記ＭＲ－Ｌｉｎａｃが、好ましくは、０．５Ｔまたはそれ以下（例えば、０．３５Ｔ）の磁場強度を有するＭＲ－Ｌｉｎａｃの中から選択される。
【0009】
特定の実施形態では、前記ナノ粒子が、高Ｚ元素として、希土類金属、または希土類金属の混合物を含む。例えば、前記ナノ粒子は、高Ｚ元素として、ガドリニウム、ビスマス、またはそれらの混合物を含み得る。
【0010】
特定の実施形態では、前記ナノ粒子が、高Ｚ元素のキレート、例えば希土類元素のキレートを含む。典型的には、前記ナノ粒子が、以下を含む
（ｉ）ポリオルガノシロキサン、
（ｉｉ）前記ポリオルガノシロキサンに共有結合したキレート、
（ｉｉｉ）前記キレートによって錯化された高Ｚ元素。
（ｉ）ポリオルガノシロキサン、
（ｉｉ）前記ポリオルガノシロキサンに共有結合したキレート、
（ｉｉｉ）前記キレートによって錯化された高Ｚ元素。
【0011】
特定の実施形態では、前記ナノ粒子が、以下を含む
（ｉ）前記ナノ粒子の全重量の少なくとも８％、好ましくは８％～５０％のシリコン重量比率を有するポリオルガノシロキサン、
（ｉｉ）ナノ粒子当たり５～１００、好ましくは５～２０を含む割合で、前記ポリオルガノシロキサンに共有結合したキレート、および
（ｉｉｉ）前記キレートと錯体を形成する高Ｚ元素。
（ｉ）前記ナノ粒子の全重量の少なくとも８％、好ましくは８％～５０％のシリコン重量比率を有するポリオルガノシロキサン、
（ｉｉ）ナノ粒子当たり５～１００、好ましくは５～２０を含む割合で、前記ポリオルガノシロキサンに共有結合したキレート、および
（ｉｉｉ）前記キレートと錯体を形成する高Ｚ元素。
【0012】
特定の実施形態では、前記ナノ粒子が、前記ナノ粒子上に以下のキレート剤：ＤＯＴＡ、ＤＴＰＡ、ＥＤＴＡ、ＥＧＴＡ、ＢＡＰＴＡ、ＮＯＴＡ、ＤＯＴＡＧＡ、およびＤＴＰＡＢＡ、またはそれらの混合物のうちの１つ以上をグラフトすることによって得られる、前記高Ｚ元素を錯化するためのキレートを含む。
【0013】
特に好適な実施形態では、前記ナノ粒子が、ガドリニウムキレート化ポリシロキサンナノ粒子であり、より好ましくは、下記式：
【0014】
【化1】
【0015】
式中、ＰＳはポリシロキサンのマトリックスであり、かつ、ｎ
は５～５０、好ましくは５～２０であり、流体力学的直径は１～１０ｎｍ、例えば２～８ｎｍである。
は５～５０、好ましくは５～２０であり、流体力学的直径は１～１０ｎｍ、例えば２～８ｎｍである。
【0016】
特定の実施形態では、前記治療する方法が、放射線療法への最初の曝露前の２～１０日間、好ましくは２～７日間の期間内に、放射線増感剤として、前記高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする前記対象に投与することを含む、第１の腫瘍予備充填工程を含む。
【0017】
有利なことに、前記対象が、磁気共鳴画像のための造影剤をさらに投与することなく、磁気共鳴画像誘導放射線療法の少なくとも１つ以上の追加セッションに曝露され得る。
【0018】
典型的には、前記対象が、前記高Ｚ含有ナノ粒子の有効量の単回投与後、磁気共鳴画像誘導放射線療法の２以上のセッション、例えば、２～７セッションに曝露される。より具体的な実施形態では、前記対象が、５～７日間以内の磁気共鳴画像誘導放射線療法の２以上のセッションに曝露され、典型的には、各セッションの間に２日間または３日間の最小所要時間を伴う。
【0019】
特定の実施形態では、対象が、磁気共鳴画像誘導放射線療法の１セッションにつき、約３Ｇｙ～約２０Ｇｙの線量の電離放射線に曝露され、総線量が、好ましくは最高１０分割で、例えば１～１０分割で投与される。
【0020】
本開示の方法により標的とされる腫瘍が、固形腫瘍であり得、好ましくは、以下から選択され得る
・子宮頸癌、直腸癌、肺癌、頭頸部癌、前立腺癌、結腸直腸癌、肝臓癌、および膵臓癌の原発腫瘍、ならびに
・典型的には分画内移動を起こす、胸骨などの骨転移。
・子宮頸癌、直腸癌、肺癌、頭頸部癌、前立腺癌、結腸直腸癌、肝臓癌、および膵臓癌の原発腫瘍、ならびに
・典型的には分画内移動を起こす、胸骨などの骨転移。
【0021】
特定の実施形態では、前記ナノ粒子が、５０～１５０ｍｇ／ｍＬ、好ましくは８０～１２０ｍｇ／ｍＬ、例えば１００ｍｇ／ｍＬの濃度の注射液として投与され、好ましくは静脈注射によって投与される。例えば、磁気共鳴画像誘導放射線療法のために投与される治療有効量は、５０ｍｇ／ｋｇ～１５０ｍｇ／ｋｇ、典型的には８０～１２０ｍｇ／ｋｇ、例えば１００ｍｇ／ｋｇである。
【0022】
〔図の説明〕
図１．投与量に対するＭＲＩ増強。グラフ上の各点は、１ｃｍを超える最長径を有する転移において測定されたＭＲＩ増強値に相当する。ＭＲＩ増強は、各用量、プールされた１５～３０ｍｇ／ｋｇ用量、プールされた５０～７５ｍｇ／ｋｇおよび１００ｍｇ／ｋｇの間で統計学的に異なっていることがわかった。
図１．投与量に対するＭＲＩ増強。グラフ上の各点は、１ｃｍを超える最長径を有する転移において測定されたＭＲＩ増強値に相当する。ＭＲＩ増強は、各用量、プールされた１５～３０ｍｇ／ｋｇ用量、プールされた５０～７５ｍｇ／ｋｇおよび１００ｍｇ／ｋｇの間で統計学的に異なっていることがわかった。
【0023】
図２．ＡＧｕＩＸ濃度に対するＭＲＩ増強。グラフ上の各点は、患者＃１３の１ｃｍを超える最長径を有する転移において測定されたＭＲＩ増強およびＡＧｕＩＸ濃度値に相当する。黒い曲線は、一連の点に適用される線形回帰に相当する。破線の曲線は９５％信頼帯に相当する。
【0024】
図３．ナノ粒子投与１週間後のＭＲＩ増強。患者＃１３のシグナル増強マップ（色分け）の一部を、患者への静脈注射の２時間後（左側画像）および１週間後（右側画像）に得られた元の３Ｄ Ｔ１強調画像に重ね合わせる。矢印はＡＧｕＩＸ増強転移を指している。
【0025】
図４．ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎを用いたＭｕｌｔｉｈａｎｃｅ（Ａ）およびＡＧｕＩＸ（Ｂ）のＭＲＩ陽性シグナル。
【0026】
図５．ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎを用いたＭｕｌｔｉｈａｎｃｅおよびＡＧｕＩＸのシグナルの強度。
【0027】
図６．ＡＧｕＩＸ（Ａ）およびＢｉ－ＡＧｕＩＸ（５０／５０）（Ｂ）のＭＲＩシグナルの比較。
【0028】
図７．ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎを用いた平均シグナル強度（Ｃ）の定量化。
【0029】
図８．ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎおよびＴｒｕｅＦＩＳＰ（Ａ）またはＴ１強調（Ｂ）を用いた、ＡＧｕＩＸナノ粒子の静脈内投与後の皮下ＮＳＣＬＣ腫瘍の画像（腫瘍は白色の丸で囲まれている）。ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎおよびＴｒｕｅＦＩＳＰシークエンス（Ｃ）を用いたＡＧｕＩＸナノ粒子の腫瘍内投与後の皮下ＮＳＣＬＣ腫瘍の画像。
【0030】
〔詳細な説明〕
本開示は、一部には、特定のナノ粒子のヒト腫瘍における長い残留磁気、ならびにＭＲ画像誘導放射線療法の複数回のセッションを伴う癌治療におけるＭＲ造影剤および／または放射線増感剤としての使用のためのそれらの優位性という、発明者らによって示された驚くべき知見に基づいている。
本開示は、一部には、特定のナノ粒子のヒト腫瘍における長い残留磁気、ならびにＭＲ画像誘導放射線療法の複数回のセッションを伴う癌治療におけるＭＲ造影剤および／または放射線増感剤としての使用のためのそれらの優位性という、発明者らによって示された驚くべき知見に基づいている。
【0031】
本明細書で使用される場合、用語「造影剤」は、隣接構造または非病理学的構造に対して、特定の解剖学的構造（例えば、特定の組織または器官）または病理学的解剖学的構造（例えば、腫瘍）の視覚化を可能にするコントラストを人工的に増加させる目的で、医療用イメージングにおいて使用される任意の製品または組成物を意味することを意図する。用語「イメージング剤」は隣接構造または非病理学的構造に対して、特定の解剖学的構造（例えば、特定の組織または器官）または病理学的解剖学的構造（例えば、腫瘍）を視覚化することを可能にするシグナルを生じさせる目的で、医療用イメージングで使用される任意の製品または組成物（以下、コントラスト増強とも称される）を意味することを意図する。造影剤またはイメージング剤の作用原理は、使用されるイメージング技術に依る。
【0032】
イメージングは、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）、コンピュータ断層撮影画像法、陽電子放出断層撮影画像法、またはそれらの任意の組み合わせを使用して実行され得る。本明細書で使用される場合、用語「ＭＲ造影剤」は、磁気共鳴画像法においてコントラストを増強することを可能にする造影剤をいう。
【0033】
本明細書で使用される場合、用語「放射線増感」は当業者によって容易に理解される。一般に、放射線増感は放射線療法（例えば、光子放射線、電子放射線、陽子放射線、重イオン放射線など）に対する癌細胞の感受性を増加させる工程をいう。
【0034】
〔本開示の治療方法における使用のための高Ｚ含有ナノ粒子〕
いかなる特定の理論にも拘束されるものではないが、本開示の治療方法の有利な効果は、特にナノ粒子の２つの特徴に結び付けられると考えられる：
（ｉ）それらは、ＭＲイメージングのための、放射線増感特性および／またはコントラスト増強特性を有する高Ｚ元素、典型的には高Ｚカチオンの錯体を含有する；
（ｉｉ）それらは、小さい平均流体力学的直径を有する。
いかなる特定の理論にも拘束されるものではないが、本開示の治療方法の有利な効果は、特にナノ粒子の２つの特徴に結び付けられると考えられる：
（ｉ）それらは、ＭＲイメージングのための、放射線増感特性および／またはコントラスト増強特性を有する高Ｚ元素、典型的には高Ｚカチオンの錯体を含有する；
（ｉｉ）それらは、小さい平均流体力学的直径を有する。
【0035】
本明細書で使用される前記高Ｚ元素は、４０より大きく、例えば５０より大きい原子Ｚ数を有する元素である。
【0036】
特定の実施形態では、前記高Ｚ元素が重金属から選択される。前記高Ｚ元素は、より好ましくは、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｃｅ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｂｉ、Ｈｆ、Ｈｏ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｉｎ、およびＧｄ、ならびにそれらの混合物である。
【0037】
高Ｚ元素は、酸化物および／またはカルコゲニドまたはハロゲン化物として、または有機キレート剤などのキレート剤との錯体として、ナノ粒子中に含まれるカチオン性元素であることが好ましい。
【0038】
ナノ粒子のサイズ分布は、例えば、ＰＣＳ（光子相関分光法）に基づくＭａｌｖｅｒｎ
Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ Ｎａｎｏ－Ｓ粒子径測定器などの市販の粒子径測定器を用いて測定する。
Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ Ｎａｎｏ－Ｓ粒子径測定器などの市販の粒子径測定器を用いて測定する。
【0039】
本開示の目的のために、用語「平均流体力学的直径」または「平均直径」は、粒子の直径の調和平均を意味することが意図される。このパラメータを測定する方法は、規格ＩＳＯ１３３２１：１９９６にも記載されている。
【0040】
例えば、２０ｎｍ未満、特に１～１０ｎｍ、さらにより好ましくは、１～８ｎｍ、または例えば、２～８ｎｍ、または典型的には約５ｎｍの平均流体力学的直径を有するナノ粒子が本明細書中に開示される方法に好適である。特に、静脈注射後の腫瘍において、優れた受動的標的化、および迅速な腎排泄（したがって、低い毒性）を提供することが示されている。
【0041】
好ましくは、前記ナノ粒子が、少なくとも５０重量％のガドリニウム（Ｇｄ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ビスマス（Ｂｉ）またはホルミウム（Ｈｏ）、またはそれらの混合物（ナノ粒子中の高Ｚ元素の総重量に対して）、例えば少なくとも５０重量％のガドリニウムを、ナノ粒子中の高Ｚ元素として含む。
【0042】
特に好ましい実施形態では、本開示の方法で使用する前記ナノ粒子がガドリニウムをベースにしたナノ粒子である。
【0043】
特定の実施形態では、前記高Ｚ元素が、例えば、カルボン酸、アミン、チオール、またはホスホネート基を有するキレート剤から選択される、有機キレート剤と錯体を形成するカチオン性元素である。
【0044】
好ましい実施形態では、ナノ粒子が高Ｚ元素、および、任意に、キレート剤に加えて、生体適合性コーティングをさらに含む。このような生体適合性に好適な薬剤は、生体適合性ポリマー（例えば、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、生体ポリマー、多糖類、またはポリシロキサン）を含むが、これらに限定されない。
【0045】
特定の実施形態では、ナノ粒子は、５０～５０００ｍＭ－１・ｓ－１（３７℃および１．４Ｔで）の粒子当たりの緩和率ｒ１、および／または少なくとも５％、例えば５％～３０％のＧｄ重量比率を有するように選択される。
【0046】
１つの特定の実施形態では、前記ナノ粒子は非常に小さい流体力学的直径、例えば１～１０ｎｍ、好ましくは２～８ｎｍを有し、高Ｚ元素のキレート、例えば希土類元素のキレートを含むナノ粒子である。特定の実施形態では、前記ナノ粒子がガドリニウムまたはビスマスのキレートを含む。
【0047】
上述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる特定の実施形態では、前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は以下を含む
・ポリオルガノシロキサン、
・前記ポリオルガノシロキサンに共有結合したキレート剤、
・前記キレート剤によって錯化された高Ｚ元素。
・ポリオルガノシロキサン、
・前記ポリオルガノシロキサンに共有結合したキレート剤、
・前記キレート剤によって錯化された高Ｚ元素。
【0048】
本明細書で使用される場合、用語「キレート剤」は、１つ以上の金属イオンを錯化することが可能な１つ以上の化学部分をいう。
【0049】
例えば、キレート剤には１，４，７，－トリアザシクロノナン三酢酸（ＮＯＴＡ）、１，４，７，１０－テトラアザシクロドデカン－１，４，７，１０－四酢酸（ＤＯＴＡ）、１，４，７－トリアザシクロノナン－１－グルタル酸－４，７－二酢酸（ＮＯＤＡＧＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、シクロヘキシル－１，２－ジアミン四酢酸（ＣＤＴＡ）、エチレングリコール－０，０’ビス（２－アミノエチル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－四酢酸（ＥＧＴＡ）、Ｎ，Ｎ－ビス（ヒドロキシベンジル）エチレンジアミン－Ｎ，Ｎ’－二酢酸（ＨＢＥＤ）、トリエチレンテトラミン六酢酸（ＴＴＨＡ）、ヒドロキシエチルジアミン三酢酸（ＨＥＤＴＡ）、１，４，８，１１－テトラアザシクロテトラデカン－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’’－四酢酸（ＴＥＴＡ）、および１，４，７，１０－テトラアザ－１，４，７，１０－テトラ－（２－カルバモイルメチル）－シクロドデカン（ＴＣＭＣ）および１，４，７，１０－テトラアザシクロドデカン、１－（グルタル酸）－４，７，１０－三酢酸（ＤＯＴＡＧＡ）が含まれるが、これらに限定されない。
【0050】
好ましい実施形態では、前記キレート剤が以下の中から選択される：
【0051】
【化2】
【0052】
式中、波状結合はナノ粒子を形成する生体適合性コーティングの連結基にキレート剤を連結する結合を示す。
【0053】
上述の実施形態と好適に組み合わせることができる特定の実施形態では、希土類元素の前記キレートが、ガドリニウムおよび／またはビスマスのキレート、好ましくはＤＯＴＡまたはＤＯＴＡＧＡキレート化Ｇｄ３＋および／またはＢｉ３＋である。より具体的な実施形態では、希土類元素の前記キレートが、（ガドリニウムのモル）／（ビスマスのモル）の比率が１であるガドリニウムおよびビスマスのキレートである。
【0054】
特定の好ましい実施形態では、ナノ粒子当たりの高Ｚ元素の比率、例えばナノ粒子当たりの希土類元素、例えばガドリニウム（任意でＤＯＴＡＧＡでキレート化されている）の比率は、３～１００、好ましくは５～５０、例えば５～２０、典型的には約１０である。このような比率で、ナノ粒子は、０．３５Ｔまたは０．５ＴのＭＲ－Ｌｉｎａｃなどの低い磁場強度を有するＭＲ－Ｌｉｎａｃと共に使用される場合でさえ、ＭＲイメージングのための優れた緩和性およびコントラスト増強特性を有する。
【0055】
特定の実施形態では、ハイブリッドナノ粒子はコアシェル型である。希土類酸化物および任意に官能化されたポリオルガノシロキサンマトリックスからなるコアをベースにしたコアシェル型のナノ粒子が知られている（特に、ＷＯ２００５／０８８３１４、ＷＯ２００９／０５３６４４参照）。
【0056】
ナノ粒子はさらに、特定の組織へのナノ粒子の標的化を可能にする分子で官能化されてもよい。前記薬剤は共有結合によってナノ粒子に結合されてもよいし、例えば、カプセル化または親水性／疎水性相互作用による、またはキレート剤を使用する、非共有結合によってトラップされてもよい。
【0057】
１つの特定の実施形態では、以下を含むハイブリッドナノ粒子が使用される：
－希土類カチオンＭｎ＋を含むポリオルガノシロキサン（ＰＯＳ）マトリックスであって、ｎは２～４の整数であり、任意に部分的に金属酸化物および／またはオキシ水酸化物の形態であり、任意にドープカチオンＤｍ＋と結合し、ｍは２～６の整数であり、Ｄは好ましくはＭ以外の希土類金属、アクチニドおよび／または遷移元素である；
－共有結合－Ｓｉ－Ｃ－を介して前記ＰＯＳに共有結合したキレート
－前記Ｍｎ＋カチオンおよび好適なＤｍ＋カチオンが前記キレートによって錯化される。
－希土類カチオンＭｎ＋を含むポリオルガノシロキサン（ＰＯＳ）マトリックスであって、ｎは２～４の整数であり、任意に部分的に金属酸化物および／またはオキシ水酸化物の形態であり、任意にドープカチオンＤｍ＋と結合し、ｍは２～６の整数であり、Ｄは好ましくはＭ以外の希土類金属、アクチニドおよび／または遷移元素である；
－共有結合－Ｓｉ－Ｃ－を介して前記ＰＯＳに共有結合したキレート
－前記Ｍｎ＋カチオンおよび好適なＤｍ＋カチオンが前記キレートによって錯化される。
【0058】
コアシェル型構造の場合、ＰＯＳマトリックスは、金属カチオンベースのコアを取り囲む表面層を形成する。その厚さは、０．５～１０ｎｍの範囲となり得、総体積の２５％～７５％に相当し得る。
【0059】
ＰＯＳマトリックスは外部媒介物に対するコアの保護（特に、加水分解に対する保護）として作用し、造影剤の特性（例えば、ルミネセンス）を最適化する。それはまた、キレート剤および標的分子のグラフト化を介して、ナノ粒子の官能化を可能にする。
【0060】
本開示の治療方法において使用するための超微細ナノ粒子
特に好ましい実施形態では、前記ナノ粒子が以下の式のガドリニウムキレート化ポリシロキサンナノ粒子である
特に好ましい実施形態では、前記ナノ粒子が以下の式のガドリニウムキレート化ポリシロキサンナノ粒子である
【0061】
【化3】
【0062】
式中、ＰＳはポリシロキサンのマトリックスであり、かつｎは５～５０であり、典型的には５～２０であり、かつ流体力学的直径は１～１０ｎｍ、例えば２～８ｎｍ、典型的には約５ｎｍである。
【0063】
より具体的には、上記式に記載される前記ガドリニウムキレート化ポリシロキサンナノ粒子が、次のセクションに記載されるＡＧｕＩＸ超微細ナノ粒子である。
【0064】
本開示の方法にしたがって使用し得る上述の超微細ナノ粒子は、以下の工程からなるトップダウン合成経路によって得られてもよく、または得ることができる：
ａ．金属（Ｍ）酸化物コアを得る工程であって、Ｍが上述の高Ｚ元素であり、好ましくはガドリニウムである工程、
ｂ．例えばゾルゲル法によりＭ酸化物コアの周りにポリシロキサンシェルを添加する工程、
ｃ．キレート剤をＰＯＳシェルにグラフト化し、前記キレート剤が－Ｓｉ－Ｃ－共有結合によって前記ＰＯＳシェルに結合され、それによってコアシェル前駆体ナノ粒子を得る工程、および、
ｄ．金属酸化物コアの溶解のためにコアシェル前駆体ナノ粒子を水溶液中で精製および移動させる工程。
グラフト化剤は、（Ｍ）のカチオン性形態を錯化するのに十分な量であり、コアの溶解後の得られた超微細ナノ粒子の平均流体力学的直径は、１０ｎｍ未満、例えば１～１０ｎｍ、典型的には８ｎｍ未満、例えば２～８ｎｍである。
ａ．金属（Ｍ）酸化物コアを得る工程であって、Ｍが上述の高Ｚ元素であり、好ましくはガドリニウムである工程、
ｂ．例えばゾルゲル法によりＭ酸化物コアの周りにポリシロキサンシェルを添加する工程、
ｃ．キレート剤をＰＯＳシェルにグラフト化し、前記キレート剤が－Ｓｉ－Ｃ－共有結合によって前記ＰＯＳシェルに結合され、それによってコアシェル前駆体ナノ粒子を得る工程、および、
ｄ．金属酸化物コアの溶解のためにコアシェル前駆体ナノ粒子を水溶液中で精製および移動させる工程。
グラフト化剤は、（Ｍ）のカチオン性形態を錯化するのに十分な量であり、コアの溶解後の得られた超微細ナノ粒子の平均流体力学的直径は、１０ｎｍ未満、例えば１～１０ｎｍ、典型的には８ｎｍ未満、例えば２～８ｎｍである。
【0065】
金属酸化物コアの完全な溶解を伴う好ましい実施形態では、上述の方法にしたがって得られたこれらのナノ粒子は、少なくとも１つのコーティングによってカプセル化された金属酸化物のコアを含まない。これらのナノ粒子の合成に関するさらなる詳細を以下に示す。
【0066】
このトップダウン合成法は、典型的には１～８ｎｍ、より具体的には２～８ｎｍの観測サイズを生ずる。したがって、本明細書で使用される用語は、超微細ナノ粒子である。
【0067】
あるいは、１０ｎｍ未満、例えば１～８ｎｍ、典型的には２～６ｎｍの平均直径を有する前記超微細ナノ粒子を調製するための別の「ワンポット」合成方法を以下に記載する。
【0068】
これらの超微細ナノ粒子またはコアフリーナノ粒子に関するさらなる詳細、それらを合成するための工程および使用は、特許出願ＷＯ２０１１／１３５１０１、ＷＯ２０１８／２２４６８４、またはＷＯ２０１９／００８０４０に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。
【0069】
本開示の治療する方法における使用のためのナノ粒子の好ましい実施形態を得るための方法
一般に、当業者は、本開示にしたがって使用されるナノ粒子を容易に製造することができるであろう。より具体的には、以下の要素に留意されたい：
ランタニド酸化物またはオキシ水酸化物のコアベースのコアシェル型ナノ粒子について、例えば、P. Perriat et al., J. Coll. Int. Sci, 2004, 273, 191; O. Tillement et al., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 5076およびP. Perriat et al., J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 4038に記載されているように、溶媒としてアルコールを使用する製造工程で使用することができる。
一般に、当業者は、本開示にしたがって使用されるナノ粒子を容易に製造することができるであろう。より具体的には、以下の要素に留意されたい：
ランタニド酸化物またはオキシ水酸化物のコアベースのコアシェル型ナノ粒子について、例えば、P. Perriat et al., J. Coll. Int. Sci, 2004, 273, 191; O. Tillement et al., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 5076およびP. Perriat et al., J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 4038に記載されているように、溶媒としてアルコールを使用する製造工程で使用することができる。
【0070】
ＰＯＳマトリックスについて、Ｓｔｏｅｂｅｒ(Stoeber, W; J. Colloid Interf Sci 1968, 26, 62）によって開始されたこれらに由来するいくつかの技術を使用してもよい。また、Ｌｏｕｉｓら（Louis et al., 2005, Chemistry of Materials, 17, 1673-1682）または国際出願ＷＯ２００５／０８８３１４に記載されているようなコーティングに用いられる工程を使用してもよい。
【0071】
実際には、超微細ナノ粒子の合成が、例えばMignot et al. Chem. Eur. J. 2013, 19, 6122-6136に記載されている：典型的には、コア／シェル型の前駆体ナノ粒子が（修飾ポリオール経路を介して）ランタニド酸化物コアおよび（ゾル／ゲルを介して）ポリシロキサンシェルで形成される；この物体は、例えば、約５～１０ｎｍの流体力学的直径を有する。したがって、非常に小さなサイズ（１０ｎｍ未満に調整可能）のランタニド酸化物コアは、以下の刊行物に記載されている手法の１つによって、アルコール中で製造することができる：P. Perriat et al., J. Coll. Int. Sci, 2004, 273, 191; O. Tillement et al., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 5076およびP. Perriat et al., J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 4038。
【0072】
これらコアは、例えば、以下の刊行物に記載されているプロトコルにしたがって、ポリシロキサンの層でコーティングされることができる：C. Louis et al., Chem. Mat., 2005, 17, 1673およびO. Tillement et al., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 5076。
【0073】
意図した金属カチオンに特異的なキレート剤（例えば、Ｇｄ３＋用のＤＯＴＡＧＡ）をポリシロキサンの表面にグラフトする；その一部を層の内側に挿入することもできるが、ポリシロキサンの形成の制御は複雑であり、簡単な外部グラフトはこれら非常に小さなサイズで、グラフトに充分な割合を与える。
【0074】
ナノ粒子は透析法または接線濾過法といった手段によって、例えば、好適な大きさの細孔を含む膜上で、合成残渣から分離することができる。
【0075】
コアは溶解によって（例えば、ｐＨを変更することによって、または溶液中に錯化分子を導入することによって）破壊される。したがって、コアのこの破壊は、ポリシロキサン層を散乱させ（緩慢な腐食または崩壊のメカニズムによる）、最終的に複雑な形態を有するポリシロキサン物を得ることを可能にする。その特徴的な大きさは、ポリシロキサン層の厚さの規模である。すなわち、これまでに製造された物よりもはるかに小さい。
【0076】
したがって、コアを除去することにより、直径が約５～１０ｎｍから８ｎｍ未満の粒子の大きさ、例えば２～８ｎｍの粒子の大きさに縮小することが可能になる。さらに、この作業により、同じ大きさではあるがＭ（例えば、ガドリニウム）を表層のみに含む理論的なポリシロキサンナノ粒子に比べて、１ｎｍ３当たりのＭ（例えば、ガドリニウム）の数を増加させることができる。ナノ粒子の大きさに対するＭの数は、ＥＤＸで測定したＭ／Ｓｉ原子比によって評価できる。典型的には、超微細ナノ粒子当たりのこのＭの数が５～５０であり得る。
【0077】
１つの特定の実施形態では、本開示によるナノ粒子が酸官能基を有するキレート剤、例えばＤＯＴＡまたはＤＯＴＡＧＡを含む。ナノ粒子の前記酸官能基は、例えば、ＥＤＣ／ＮＨＳ（１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド／Ｎ－ヒドロスクシンイミド）を用いて、適正量の標的化分子の存在下で活性化される。次いで、このようにグラフトされたナノ粒子は、例えば接線濾過によって精製される。
【0078】
あるいは、本開示によるナノ粒子が、生理学的ｐＨで負に帯電している少なくとも１つのヒドロキシシランまたはアルコキシシラン、および、ポリアミノポリカルボン酸から選択される少なくとも１つのキレート剤を以下と混合することを含む合成方法（「ワンポット合成方法」）によって得られてもよく、または得ることができる。
【0079】
－生理学的ｐＨで中性である少なくとも１つのヒドロキシシランまたはアルコキシシラン、および／または、
－生理学的ｐＨで正に帯電し、アミノ官能基を含む少なくとも１つのヒドロキシシランまたはアルコキシシラン、
ここで：
－中性のシラン対負に帯電したシランのモル比Ａは、以下のように定義される：０≦Ａ≦６、好ましくは０．５≦Ａ≦２；
－正に帯電したシラン対負に帯電したシランのモル比Ｂは、以下のように定義される：０≦Ｂ≦５、好ましくは０．２５≦Ｂ≦３；
－中性および正に帯電したシラン対負に帯電したシランのモル比Ｃは、以下のように定義される：０＜Ｃ≦８、好ましくは１≦Ｃ≦４。
－生理学的ｐＨで正に帯電し、アミノ官能基を含む少なくとも１つのヒドロキシシランまたはアルコキシシラン、
ここで：
－中性のシラン対負に帯電したシランのモル比Ａは、以下のように定義される：０≦Ａ≦６、好ましくは０．５≦Ａ≦２；
－正に帯電したシラン対負に帯電したシランのモル比Ｂは、以下のように定義される：０≦Ｂ≦５、好ましくは０．２５≦Ｂ≦３；
－中性および正に帯電したシラン対負に帯電したシランのモル比Ｃは、以下のように定義される：０＜Ｃ≦８、好ましくは１≦Ｃ≦４。
【0080】
このようなワンポット合成方法のうちより特定の実施形態では、この方法は、生理学的ｐＨで負に帯電している少なくとも１つのアルコキシシラン（ＡＰＴＥＳ－ＤＯＴＡＧＡ、ＴＡＮＥＤ、ＣＥＳＴ、およびこれらの混合物の中から選択される前記アルコキシシラン）を、以下と混合することを含む
－少なくとも生理学的ｐＨで中性であるアルコキシシランであって、前記アルコキシシランは、ＴＭＯＳ、ＴＥＯＳおよびそれらの混合物の中から選択される、アルコキシラン、および／または
－生理学的ｐＨで正に帯電したＡＰＴＥＳ、
ここで：
－中性シラン対負に帯電したシランのモル比Ａは、以下のように定義される：０≦Ａ≦６、好ましくは０．５≦Ａ≦２；
－正に帯電したシラン対負に帯電したシランのモル比Ｂは、以下のように定義される：０≦Ｂ≦５、好ましくは０．２５≦Ｂ≦３；
－中性および正に帯電したシラン対負に帯電したシランのモル比Ｃは、以下のように定義される：０＜Ｃ≦８、好ましくは１≦Ｃ≦４。
－少なくとも生理学的ｐＨで中性であるアルコキシシランであって、前記アルコキシシランは、ＴＭＯＳ、ＴＥＯＳおよびそれらの混合物の中から選択される、アルコキシラン、および／または
－生理学的ｐＨで正に帯電したＡＰＴＥＳ、
ここで：
－中性シラン対負に帯電したシランのモル比Ａは、以下のように定義される：０≦Ａ≦６、好ましくは０．５≦Ａ≦２；
－正に帯電したシラン対負に帯電したシランのモル比Ｂは、以下のように定義される：０≦Ｂ≦５、好ましくは０．２５≦Ｂ≦３；
－中性および正に帯電したシラン対負に帯電したシランのモル比Ｃは、以下のように定義される：０＜Ｃ≦８、好ましくは１≦Ｃ≦４。
【0081】
特定の実施形態によれば、ワンポット合成方法は、生理学的ｐＨで負に帯電したＡＰＴＥＳ－ＤＯＴＡＧＡを以下と混合することを含む
－生理学的ｐＨで中性である少なくとも１つのアルコキシシランであって、前記アルコキシシランは、ＴＭＯＳ、ＴＥＯＳ、およびそれらの混合物の中から選択される、アルコキシシラン、および/または
－生理学的ｐＨで正に帯電したＡＰＴＥＳ、
ここで:
－中性シラン対負に帯電したシランのモル比Ａは、以下のように定義される：０≦Ａ≦６、好ましくは０．５≦Ａ≦２；
－正に帯電したシラン対負に帯電したシランのモル比Ｂは、以下のように定義される：０≦Ｂ≦５、好ましくは０．２５≦Ｂ≦３；
－中性および正に帯電したシラン対負に帯電したシランのモル比Ｃは、以下のように定義される：０＜Ｃ≦８、好ましくは１≦Ｃ≦４。
－生理学的ｐＨで中性である少なくとも１つのアルコキシシランであって、前記アルコキシシランは、ＴＭＯＳ、ＴＥＯＳ、およびそれらの混合物の中から選択される、アルコキシシラン、および/または
－生理学的ｐＨで正に帯電したＡＰＴＥＳ、
ここで:
－中性シラン対負に帯電したシランのモル比Ａは、以下のように定義される：０≦Ａ≦６、好ましくは０．５≦Ａ≦２；
－正に帯電したシラン対負に帯電したシランのモル比Ｂは、以下のように定義される：０≦Ｂ≦５、好ましくは０．２５≦Ｂ≦３；
－中性および正に帯電したシラン対負に帯電したシランのモル比Ｃは、以下のように定義される：０＜Ｃ≦８、好ましくは１≦Ｃ≦４。
【0082】
ＡＧｕＩＸナノ粒子
より特に好ましい実施形態では、前記ガドリニウムキレート化ポリシロキサンベースのナノ粒子が下記式の超微細ＡＧｕＩＸナノ粒子である
より特に好ましい実施形態では、前記ガドリニウムキレート化ポリシロキサンベースのナノ粒子が下記式の超微細ＡＧｕＩＸナノ粒子である
【0083】
【化4】
【0084】
式中、ＰＳはポリシロキサンであり、かつｎは平均して約１０であり、かつ５±２ｎｍの流体力学的直径であり、かつ約１０±１ｋＤａの質量を有する。
【0085】
前記ＡＧｕＩＸナノ粒子は平均化学式によって記載することもできる：
（ＧｄＳｉ３－８Ｃ２４－３４Ｎ５－８Ｏ１５－３０Ｈ４０－６０、１－１０Ｈ２Ｏ）ｎ
本開示の方法による使用のためのナノ粒子の医薬製剤
医薬として使用される場合、本明細書中で提供される使用のための前記高Ｚナノ粒子を含有する組成物は、ナノ粒子の懸濁液の医薬製剤の形態で投与することができる。これらの製剤は、本明細書中または他に記載されるように調製することができる。これらの製剤は、局所的または全身的治療が所望されるかどうか、および治療部位によって、種々の経路から投与されることができる。
（ＧｄＳｉ３－８Ｃ２４－３４Ｎ５－８Ｏ１５－３０Ｈ４０－６０、１－１０Ｈ２Ｏ）ｎ
本開示の方法による使用のためのナノ粒子の医薬製剤
医薬として使用される場合、本明細書中で提供される使用のための前記高Ｚナノ粒子を含有する組成物は、ナノ粒子の懸濁液の医薬製剤の形態で投与することができる。これらの製剤は、本明細書中または他に記載されるように調製することができる。これらの製剤は、局所的または全身的治療が所望されるかどうか、および治療部位によって、種々の経路から投与されることができる。
【0086】
特に、本明細書に記載されるような使用のための前記医薬製剤は、活性成分として、本明細書で提供される高Ｚ含有ナノ粒子の懸濁液を、１つ以上の薬学的に許容可能な担体（賦形剤）と組み合わせて含有する。本明細書で提供される医薬製剤を製造する際に、ナノ粒子組成物は、例えば賦形剤と混合され得るか、または賦形剤によって希釈され得る。賦形剤が希釈剤として機能する場合、賦形剤は、ナノ粒子組成物のためのビヒクル、担体、または媒体として作用する固体、半固体、または液体材料であってもよい。
【0087】
したがって、医薬製剤は、粉末、錠剤、エリキシル、懸濁液、エマルジョン、溶液、シロップ、エアゾール（固体として、または液体媒体中で）、滅菌注入溶液、滅菌包装粉末などの形態であってもよい。
【0088】
特定の実施形態では、本明細書に記載されるような使用のための前記医薬製剤は、例えば静脈注射用の水溶液中に溶解される予備充填バイアル中に含有される滅菌凍結乾燥粉末である。特定の実施形態では、前記凍結乾燥粉末が活性成分として、有効量の前記高Ｚ含有ナノ粒子、典型的にはガドリニウムキレート化ポリシロキサンベースのナノ粒子、およびより具体的には本明細書に記載されるようなＡＧｕＩＸナノ粒子を含む。ある特定の実施形態では、前記凍結乾燥粉末がバイアル当たり約２００ｍｇ～１５ｇ、例えば、バイアル当たり２８０～３２０ｍｇのＡＧｕＩＸ、典型的にはバイアル当たり３００ｍｇのＡＧｕＩＸ、または約８００ｍｇ～１２００ｍｇ、例えば、バイアル当たり１ｇのＡＧｕＩＸのいずれかを含有する。
【0089】
前記粉末はさらに、１つ以上の追加賦形剤、特にＣａＣｌ２、例えば、０．５～０．８０ｍｇのＣａＣｌ２、典型的には０．６６ｍｇのＣａＣｌ２を含み得る。
【0090】
前記凍結乾燥粉末は、水溶液中、典型的には注射用の水の中で溶解することができる。したがって、特定の実施形態では、本開示による使用のための前記医薬溶液が活性成分として、本明細書に記載されるような有効量の前記高Ｚ含有ナノ粒子、典型的にはガドリニウムキレート化ポリシロキサンベースのナノ粒子、およびより具体的にはＡＧｕＩＸナノ粒子を含む注入用溶液である。
【0091】
例えば、本明細書に開示される方法で使用するための前記注入用溶液は、ガドリニウムキレート化ポリシロキサンベースのナノ粒子の溶液であり、典型的にはＡＧｕＩＸナノ粒子溶液である。前記注入用溶液は、５０～１５０ｍｇ／ｍＬ、例えば８０～１２０ｍｇ／ｍＬ、典型的には１００ｍｇ／ｍＬの溶液であり、１つまたは複数の追加の薬学的に許容される賦形剤、例えば０．１～０．３ｍｇ／ｍＬのＣａＣｌ２、典型的には０．２２ｍｇ／ｍＬのＣａＣｌ２を任意で含む。
【0092】
〔本開示の治療方法〕
本開示は、腫瘍の治療を必要とする対象の腫瘍を治療する方法であって、前記方法が、
（ｉ）磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）のためのコントラスト増強および／または放射線増感特性を有する、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする対象に投与すること、ならびに
（ｉｉ）ＭＲ－Ｌｉｎａｃの手段によって、前記対象を、磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露することを含み、
前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は、４０より大きい、好ましくは５０より大きい原子Ｚ番号を有する元素を含むナノ粒子であり、前記ナノ粒子は、２０ｎｍ未満、例えば１～１０ｎｍ、好ましくは８ｎｍ未満、より好ましくは２～８ｎｍの平均流体力学的直径を有する、方法に関する。
本開示は、腫瘍の治療を必要とする対象の腫瘍を治療する方法であって、前記方法が、
（ｉ）磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）のためのコントラスト増強および／または放射線増感特性を有する、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする対象に投与すること、ならびに
（ｉｉ）ＭＲ－Ｌｉｎａｃの手段によって、前記対象を、磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露することを含み、
前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は、４０より大きい、好ましくは５０より大きい原子Ｚ番号を有する元素を含むナノ粒子であり、前記ナノ粒子は、２０ｎｍ未満、例えば１～１０ｎｍ、好ましくは８ｎｍ未満、より好ましくは２～８ｎｍの平均流体力学的直径を有する、方法に関する。
【0093】
本開示はまた、高Ｚ元素含有ナノ粒子であって、それを必要とする対象の腫瘍を治療する方法における使用のためのナノ粒子であって、前記方法が、
（ｉ）磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）のためのコントラスト増強および／または放射線増感特性を有する、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする対象に投与すること、ならびに
（ｉｉ）ＭＲ－Ｌｉｎａｃの手段によって、前記対象を、磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露することを含み、
前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は、４０より大きい、好ましくは５０より大きい原子Ｚ番号を有する元素を含むナノ粒子であり、前記ナノ粒子は、２０ｎｍ未満、例えば１～１０ｎｍ、好ましくは８ｎｍ未満、より好ましくは２～８ｎｍの平均流体力学的直径を有する、ナノ粒子に関する。
（ｉ）磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）のためのコントラスト増強および／または放射線増感特性を有する、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする対象に投与すること、ならびに
（ｉｉ）ＭＲ－Ｌｉｎａｃの手段によって、前記対象を、磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露することを含み、
前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は、４０より大きい、好ましくは５０より大きい原子Ｚ番号を有する元素を含むナノ粒子であり、前記ナノ粒子は、２０ｎｍ未満、例えば１～１０ｎｍ、好ましくは８ｎｍ未満、より好ましくは２～８ｎｍの平均流体力学的直径を有する、ナノ粒子に関する。
【0094】
本開示はさらに、高Ｚ元素含有ナノ粒子であって、それを必要とする対象の腫瘍を治療するための薬物の製造における使用のためのナノ粒子であって、前記治療が、
（ｉ）磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）のためのコントラスト増強および／または放射線増感特性を有する、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする対象に投与すること、ならびに
（ｉｉ）ＭＲ－Ｌｉｎａｃの手段によって、前記対象を、磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露することを含み、
前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は、４０より大きい、好ましくは５０より大きい原子Ｚ番号を有する元素を含むナノ粒子であり、前記ナノ粒子は、２０ｎｍ未満、例えば１～１０ｎｍ、好ましくは８ｎｍ未満、より好ましくは２～８ｎｍの平均流体力学的直径を有する、ナノ粒子に関する。
（ｉ）磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）のためのコントラスト増強および／または放射線増感特性を有する、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする対象に投与すること、ならびに
（ｉｉ）ＭＲ－Ｌｉｎａｃの手段によって、前記対象を、磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露することを含み、
前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は、４０より大きい、好ましくは５０より大きい原子Ｚ番号を有する元素を含むナノ粒子であり、前記ナノ粒子は、２０ｎｍ未満、例えば１～１０ｎｍ、好ましくは８ｎｍ未満、より好ましくは２～８ｎｍの平均流体力学的直径を有する、ナノ粒子に関する。
【0095】
本明細書で使用される場合、用語「高Ｚ元素含有ナノ粒子」は、前のセクションに記載されたナノ粒子をいう。
【0096】
好ましい実施形態では、前記高Ｚ元素含有ナノ粒子は、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）のためのコントラスト増強および放射線増感特性の両方を有する。この点に関して、本開示の治療方法における使用のための好ましい実施形態は、超微細ナノ粒子であり、より好ましい実施形態は、前のセクションに記載したように、ＡＧｕＩＸナノ粒子であり、これは、腫瘍を受動的に標的とし、ＭＲイメージング、顕著な放射線増感特性のために特に良好なコントラスト増強を示す。
【0097】
本明細書で使用される場合、用語「治療すること」または「治療」は（１）疾患を阻害すること；例えば、疾患、状態または障害の病理または症状に見舞われているまたは呈している個体における疾患、状態または障害を阻害すること（すなわち、病理および／または症状のさらなる進行を阻止すること）；および（２）疾患を改善すること；例えば、疾患、状態または障害の病理または症状に見舞われているまたは呈している個体における疾患、状態または障害を改善すること（すなわち、病理および／または症状を一変させること）、例えば、疾患の重症度を低減させること、または１つ以上の疾患の症状を軽減すること、または緩和することのうち、１つ以上を指す。特に、腫瘍の治療に関して、用語「治療」は、腫瘍の増殖の阻害、または腫瘍のサイズの縮小を指すことができる。
【0098】
本明細書で互換的に使用される用語「患者」および「被験者」は、哺乳動物および無脊椎動物を含む動物界の任意のメンバーをいう。例えば、マウス、ラット、他の齧歯類、ウサギ、イヌ、ネコ、ブタ、ウシ、ヒツジ、ウマ、霊長類、魚類、およびヒトが挙げられる。好ましくは、前記被験者は哺乳動物、または例えば腫瘍を有する被験者を含むヒトである。
【0099】
特定の実施形態では、前記腫瘍が固形腫瘍である。
【0100】
明らかに、前のセクションに記載されたナノ粒子と共にＭＲ画像誘導放射線療法を用いた本方法は、病変のより良好な可視化および追跡を可能にし、健康な組織に対する有害な影響を最小限に抑えながら、放射線療法によって治療される腫瘍の体積を最大限にすることを可能にする。
【0101】
当該方法は、胸部、腹部、および骨盤などの、分画間および分画内運動によって影響を受ける部位における腫瘍を治療するのに特によく適している。
【0102】
したがって、好ましい実施形態では、前記腫瘍は、以下の部位のうちの１つ以上に局在している：
・腹部、特にオリゴメタスタシス、膵臓／十二指腸、肝胆道、胃、肉腫、または腹部の他の部位
・骨盤および下肢、特に下部胃腸管、前立腺、膀胱、オリゴメタスタシス、四肢、
・頭部および頸部および脳、ならびに中枢神経系、
・胸部、特に肺および縦隔、食道、オリゴメタスタシス、骨、乳房。
・腹部、特にオリゴメタスタシス、膵臓／十二指腸、肝胆道、胃、肉腫、または腹部の他の部位
・骨盤および下肢、特に下部胃腸管、前立腺、膀胱、オリゴメタスタシス、四肢、
・頭部および頸部および脳、ならびに中枢神経系、
・胸部、特に肺および縦隔、食道、オリゴメタスタシス、骨、乳房。
【0103】
具体的な実施形態では、前記固形腫瘍は、
（ｉ）子宮頸癌、直腸癌、肺癌、乳癌、頭頸部癌、前立腺癌、膀胱癌、結腸直腸癌、肝臓癌、および膵臓癌の原発腫瘍、または
（ｉｉ）骨転移または肝転移、典型的には分画内移動を起こす、胸骨などの骨転移
からなる群から選択される。
（ｉ）子宮頸癌、直腸癌、肺癌、乳癌、頭頸部癌、前立腺癌、膀胱癌、結腸直腸癌、肝臓癌、および膵臓癌の原発腫瘍、または
（ｉｉ）骨転移または肝転移、典型的には分画内移動を起こす、胸骨などの骨転移
からなる群から選択される。
【0104】
癌を治療するための本開示の方法は、上述した高Ｚ含有ナノ粒子の有効量を対象の腫瘍に投与する工程を含む。投与される量は、ＭＲ画像誘導放射線療法中にＭＲ造影剤および／または放射線増感剤としてナノ粒子を使用するのに十分であるべきである。好ましくは、ナノ粒子は、ＭＲ画像誘導放射線療法中にＭＲ造影剤および放射線増感剤として組み合わせて使用するのに十分な量で投与される。
【0105】
前記ナノ粒子は、局所経路（腫瘍内経路（ＩＴ）、動脈内経路（ＩＡ））、皮下経路、静脈内経路（ＩＶ）、皮内経路、気道経路（吸入）、腹腔内経路、筋肉内経路、鞘内経路、眼内経路、または経口経路などの種々の投与可能な経路を用いて被験者に投与することができる。
【0106】
特定の実施形態では、高Ｚ含有ナノ粒子は静脈内に投与される。実際に、本明細書に開示されるナノ粒子は受動的標的化によって、例えば、透過性および保持効果を高めることによって、ヒト腫瘍を有利に標的とする。
【0107】
ナノ粒子は、治療される腫瘍を有する対象に、放射線治療の第１のセッションの投与より、例えば、５分、１５分、３０分、４５分、１時間、２時間、４時間、６時間、１２時間、または２４時間前に投与され得る。
【0108】
特定の実施形態では、本方法は、任意の放射線増感剤を使用しない放射線療法の１回以上のセッションが事前に行われてもよい。これは、例えば、前立腺癌において使用され得、ここで、前立腺を標的とする１つ以上の放射線療法は、放射線増感剤としてナノ粒子を投与し放射線を送達する前、より具体的には、磁気共鳴画像誘導放射線療法によって腫瘍に放射線を送達する前に実施される。
【0109】
別の特定の実施形態では、本方法が、腫瘍の第１の腫瘍予備充填工程を含む。
【0110】
そのような予備充填工程は、放射線療法への最初の曝露前の２～１０日間、好ましくは２～７日間の期間内に、放射線増感剤として、高Ｚ元素含有ナノ粒子の有効量を、それを必要とする前記対象に投与することを含む。
【0111】
実際に、本腫瘍のナノ粒子の残留磁気を考慮すると、２～１０日間の期間内に高Ｚ元素含有ナノ粒子を腫瘍に「予備充填」し、次いで、治療される腫瘍を有する対象に、放射線療法の第１の放射の投与より、例えば、５分、１５分、３０分、４５分、１時間、２時間、４時間、６時間、１２時間、２４時間）前に、ナノ粒子を再度投与することが有益であり得る。
【0112】
したがって、特定の実施形態では、本方法は、
（ｉ）放射線増感剤として、高Ｚ元素含有ナノ粒子の第１の有効量を、それを必要とする前記対象に、腫瘍の第１の照射前の２～１０日間、好ましくは２～７日間の期間内に注入すること、
（ｉｉ）腫瘍の第１の照射前の１時間～１２時間の期間内に、同じかまたは異なる高Ｚ元素含有ナノ粒子の第２の有効量を注入すること、および
（ｉｉｉ）磁気共鳴画像誘導放射線療法の１回以上のセッションに対象を曝露すること、
を含む。
（ｉ）放射線増感剤として、高Ｚ元素含有ナノ粒子の第１の有効量を、それを必要とする前記対象に、腫瘍の第１の照射前の２～１０日間、好ましくは２～７日間の期間内に注入すること、
（ｉｉ）腫瘍の第１の照射前の１時間～１２時間の期間内に、同じかまたは異なる高Ｚ元素含有ナノ粒子の第２の有効量を注入すること、および
（ｉｉｉ）磁気共鳴画像誘導放射線療法の１回以上のセッションに対象を曝露すること、
を含む。
【0113】
前記の実施形態と組み合わせ得る他の実施形態では、ナノ粒子のさらなる注入または投与は、適切な場合、放射線療法の１回以上のセッションの後に行うことができる。
【0114】
典型的には、分割放射線療法を使用する場合、ナノ粒子は、放射線療法の複数のセッションの間、毎週１回さらに注入され得る。例えば、具体的な実施形態では、本明細書に開示される方法は、分割ＭＲ画像誘導放射線療法の１回以上のセッション後５～１０日以内に、例えば、分割ＭＲ画像誘導放射線療法の第１のセッションのための前記注入工程の７日後に、同じかまたは異なる高Ｚ元素含有ナノ粒子の治療有効量を注入する、少なくとも１つの追加のステップをさらに含む。
【0115】
好ましい実施形態では、前記ナノ粒子が、ガドリニウムキレート化ポリシロキサン系ナノ粒子（例えば、ＡＧｕＩＸナノ粒子）であり、それぞれの注入工程で静脈内投与される治療有効量は、５０ｍｇ／ｋｇ～１５０ｍｇ／ｋｇ、典型的には８０～１２０ｍｇ／ｋｇ、例えば、１００ｍｇ／ｋｇである。
【0116】
〔画像誘導放射線療法のステップ〕
本開示の方法によれば、対象は、磁気共鳴画像誘導線形加速器（ＭＲ－Ｌｉｎａｃ）による磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露される。
本開示の方法によれば、対象は、磁気共鳴画像誘導線形加速器（ＭＲ－Ｌｉｎａｃ）による磁気共鳴画像誘導放射線療法に曝露される。
【0117】
本明細書で使用される場合、用語「放射線療法」は、電離放射線に相当する照射を用いた腫瘍学的性質の疾患治療のために使用される。電離放射線は、治療部位（標的組織）内の細胞の遺伝物質を損傷することによって、前記細胞を損傷または破壊するエネルギーを蓄積し、前記細胞が増殖し続けることを不可能にする。典型的には、前記電離放射線は光子、例えばＸ線である。電離放射線が有するエネルギーの量に依存して、光線は、身体の表面上の、またはより深い癌細胞を破壊するために使用することができる。Ｘ線ビームのエネルギーが高いほど、Ｘ線はより深く標的組織に入ることができる。
【0118】
線形加速器は、ますます大きなＸ線エネルギーを発生させる。放射線（Ｘ線など）を癌部位に集束させるための機械の使用は、外部ビーム放射線療法と呼ばれる。
【0119】
電離放射線は、典型的にはＭＲ－Ｌｉｎａｃで２ＭｅＶ～２５ＭｅＶであり、特に４ＭｅＶ～１８ＭｅＶ、典型的には４ＭｅＶまたは６ＭｅＶである。
【0120】
本明細書で使用される場合、用語「磁気共鳴画像誘導放射線療法」は、磁気共鳴画像ユニットを放射線療法ユニットと組み合わせて使用することをいい、治療送達の前または最中に標的の体積およびリスクにさらされている臓器をリアルタイムで画像化することを可能にし、必要に応じて再計画することを可能にする。磁気共鳴画像誘導放射線療法は、胸部、腹部、および骨盤などの分画間および分画内運動によって影響を受ける部位において特に有用である。典型的には、リスクにさらされている臓器および標的の可視化は、磁気共鳴画像誘導放射線療法を用いて、コーンビームコンピュータ断層撮影法と比較して改善することができ、これは計画の適応および有害性の低減を可能にすることができる。この技術は、正確（precise）かつ正確（accurate）な投与のために自動ビームゲートを使用し得る。腫瘍が動くと、ビームが自動的に止まる。したがって、臨床医は放射線量を増加させながら、自信を持ってマージンを縮小することができる。
【0121】
画像誘導放射線療法のための任意のＭＲ－Ｌｉｎａｃは、本開示の治療方法において使用され得る。
【0122】
現在使用されているＭＲ－Ｌｉｎａｃは、現在市販されている製品である垂直ビームフィールドシステム（例えば、ＥｌｅｋｔａおよびＶｉｅｗｒａｙ）を含む。他のシステムは、インライン配向性（Ａｕｒｏｒａ－ＲＴ）ならびに垂直配向性およびインライン配向性の両方（Ａｕｓｔｒａｌｉａｎ）を含む。現行のＭＲ－Ｌｉｎａｃシステムの磁場強度は、０．３５Ｔ；例えば、ＭＲＩｄｉａｎ（Ｖｉｅｗｒａｙ）、０．５Ｔ（Ａｕｒｏｒａ－ＲＴ、ＭａｇｎｅＴｘ）、および１．５Ｔ（Ｕｎｉｔｙ、Ｅｌｅｋｔａ）と異なる。ＭＲ－Ｌｉｎａｃシステムおよびその使用方法のさらなる詳細は、Liney et al Clinical Oncology 30 (2018) 686-691に記載されている。
【0123】
好ましい実施形態では、本開示の方法で使用されるＭＲ－Ｌｉｎａｃは、０．５Ｔ以下、例えば０．３５Ｔの磁場強度を有する。このような実施形態は、先のセクションに記載されているような超微細ナノ粒子またはＡＧｕＩＸナノ粒子を用いると特に好ましい。
【0124】
典型的には、ＭＲ－Ｌｉｎａｃを用いた磁気共鳴画像誘導放射線療法のセッションは、以下の工程を含む：
１．シミュレーション工程
典型的には、ＭＲ画像誘導放射線療法の前に、治療前のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）およびＭＲＩが取得される。標的およびリスクにさらされている臓器は、治療前のデータに基づいて、放射線腫瘍医によって輪郭を描かれ得る。
１．シミュレーション工程
典型的には、ＭＲ画像誘導放射線療法の前に、治療前のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）およびＭＲＩが取得される。標的およびリスクにさらされている臓器は、治療前のデータに基づいて、放射線腫瘍医によって輪郭を描かれ得る。
【0125】
２．再配置工程、必要に応じて適応計画工程
各治療セッションの開始時に、患者が治療台上に配置される。新たなＭＲＩスキャンが行われ、放射線治療計画を作成するために使用された元のスキャンと比較される。走査上の何かが変化した場合、放射線治療計画は、腫瘍および器官の動きを考慮するように適応され得る。
各治療セッションの開始時に、患者が治療台上に配置される。新たなＭＲＩスキャンが行われ、放射線治療計画を作成するために使用された元のスキャンと比較される。走査上の何かが変化した場合、放射線治療計画は、腫瘍および器官の動きを考慮するように適応され得る。
【0126】
３．治療送達ステップ
高度な専門化チームが放射線治療計画および標的化に満足すると、患者は治療を受ける。
高度な専門化チームが放射線治療計画および標的化に満足すると、患者は治療を受ける。
【0127】
ＭＲ－ＬＩＮＡＣ上の放射線送達は、ＭＲＩと完全に統合される。この技術は、システムが、治療用放射線ビームを送達し、同時に標的領域をモニターすることができることを意味する。放射線ビームは、周囲の健康な組織への投与を最小にしながら、標的への投与を最大にするように正確に成形される。
【0128】
放射線ビームが照射されている間、ＭＲ－ＬＩＮＡＣは、そのＭＲＩを用いて、腫瘍および／または近くの臓器の一定の映像を取り込み、サブ秒スピードでそれらに作用している。腫瘍または重要臓器が医師によって定義された境界を越えて移動する場合、放射線ビームは自動的に停止し、標的が移動して所定の境界内に戻ると、治療は自動的に再開する。したがって、正しい量の放射線が正しい位置に送達される。
【0129】
腫瘍を治療するための磁気共鳴画像誘導放射線療法におけるＭＲ－Ｌｉｎａｃの使用のためのプロトコルの例は、Fischer-Valuck et al, 2017 (Advances in Radiation Oncology, 2, 485-493), Henke LE, et al., Magnetic Resonance Image-Guided Radiotherapy (MRIgRT): A 4.5-Year Clinical Experience, Clinical Oncology (2018), https://doi.org/10.1016/j.clon.2018.08.010に開示されている。
【0130】
現在の実践によれば、標準ＭＲＩ造影剤は、コントラスト増強を改善するために、各セッションで磁気共鳴画像誘導放射線療法の前に投与される。ＭＲ－Ｌｉｎａｃと共に使用されているそのような標準造影剤の例として、循環剤、例えば、ガドベン酸（Ｍｕｌｔｉｈａｎｃｅ）、ガドテリ酸（Ｄｏｔａｒｅｍ）、およびガドブトロール（Ｇａｄｏｖｉｓｔ）が挙げられる。
【0131】
本開示の方法において、画像誘導放射線療法の前に対象に投与される高Ｚ含有ナノ粒子は、ＭＲイメージングのための造影剤もしくは放射線療法のための放射線増感剤のいずれかとして、または、好ましくは、ＭＲイメージングのための造影剤および放射線増感剤の両方として使用される。
【0132】
先行技術で使用される標準造影剤とは対照的に、本発明者らは、本明細書に開示される高Ｚ含有ナノ粒子（より具体的には、ＡＧｕＩＸナノ粒子または他のＧｄ系超微細ナノ粒子）が以下の利点を有することに実際に気付いた：
・それらは、ＭＲイメージングのための造影剤として、および放射線増感剤として使用することができ、放射線療法の前の単一の注入工程を可能にする。
・それらは、ＭＲイメージングのための造影剤として、および放射線増感剤として使用することができ、放射線療法の前の単一の注入工程を可能にする。
【0133】
・それらは、腫瘍中に、数日間という特に長い残留磁気を有し、そのようなナノ粒子の各セッションの投与を回避することを可能にする。
【0134】
・それらは、粒子あたりのＧｄの数が多いこと（通常、Ｄｏｔａｒｅｍなどの他の従来の造影剤を１として比較したときに５～５０の間）により、高い緩和性を有し、これにより、高品質のＭＲイメージングが可能になり、好ましくは、例えば、０．５Ｔ以下、典型的には、０．３５Ｔの低磁場強度のＭＲ－Ｌｉｎａｃとの使用に特に適している。
【0135】
好ましい実施形態では、単回静脈注射後の腫瘍中の高Ｚ含有ナノ粒子の観察された残留磁気を考慮すると、対象はＭＲＩのための造影剤をさらに投与することなく、磁気共鳴画像誘導放射線療法の複数セッションに曝露され得る。典型的には、前記対象は、ＭＲＩのための造影剤をさらに投与することなく、磁気共鳴画像誘導放射線療法の少なくとも２セッションに曝露される。
【0136】
特定の実施形態では、前記対象は、前記高Ｚ含有ナノ粒子の有効量の単回投与後に、磁気共鳴画像誘導放射線療法の２、３、４、５、６、または７セッションに曝露される。例えば、前記対象は、５～７日以内の磁気共鳴画像誘導放射線療法の２以上のセッションに曝露され得る。特定の実施形態では、各セッションの間に２日間または３日間の最小所要時間が観察され得る。
【0137】
ＭＲ画像誘導放射線療法の分野の当業者であれば、疾患の性質および患者の体質による適切な投与および適用のスケジュールを決定する方法を知っているであろう。特に、用量制限毒性（ＤＬＴ）の評価方法や、それに応じた最大耐量（ＭＴＤ）の決定方法を知っているであろう。
【0138】
光子放射線療法で使用される放射線の量はグレイ（Ｇｙ）で測定され、治療対象となる癌の種類や病期によって異なる。治癒例では、固形腫瘍に対する典型的な総線量は２０～１２０Ｇｙであり、典型的には２５～１００Ｇｙである。
【0139】
放射線腫瘍医が線量を選択する際には、患者が化学療法を受けているかどうか、患者の併存疾患、放射線療法が手術の前後に実施されているかどうか、および手術の成功度合いなど、他の多くの因子が考慮される。
【0140】
総線量は、一般的には分割する（時間を分散する）。量およびスケジュール（電離放射線の計画および送達、分割線量、分割送達計画、総投与単独、または他の抗癌剤との組み合わせなど）は、任意の疾患／解剖学的部位／疾患段階の患者設定／年齢について定義され、任意の特定の状況についてのケアの基準を構成する。
【0141】
本開示の方法に関して成人の典型的な従来の分割スケジュールは、１週間に５日、１日当たり１．８～３．０Ｇｙであってもよく、例えば２～８週間連続であってもよい。特定の実施形態では、前記放射線療法は総線量２５～８０Ｇｙの電離放射線、例えば総線量３０Ｇｙの電離放射線に被験者を曝露することからなる。
【0142】
高線量の電離放射線を用いて得られる、本開示の方法によるナノ粒子と電離放射線との複合作用を考慮すると、具体的な一実施形態では、患者の腫瘍に曝露される電離放射線の線量が有利に低分画化される。例えば、画分当たり少なくとも３Ｇｙ、例えば、約３Ｇｙ～約２０Ｇｙ、または５～７Ｇｙの線量が患者の腫瘍に曝露され、総放射線量は、少数の画分（典型的には１０画分以下、例えば、１～１０画分であるが、必ずしもそうではない）で送達される。
【0143】
対象が膵臓癌を患っている特定の実施形態では、本明細書に開示される方法で適用される放射線療法は、１セッションにつき８Ｇｙの画分で、ＭＲ－Ｌｉｎａｃシステムを用いてＭＲ画像誘導放射線療法の６セッションに対象を曝露することを含む。
【0144】
対象が前立腺癌を患っている他の特定の実施形態では、本明細書に開示される方法で適用される放射線療法は、放射線増感剤を用いずに前立腺に適用される１セッションにつき９Ｇｙの画分で、ＭＲ－Ｌｉｎａｃシステムを用いてＭＲ画像誘導放射線療法の５セッションに対象を曝露し、次いで、典型的には１セッションにつき１０Ｇｙの画分で、ＭＲ－Ｌｉｎａｃシステムを用いたＭＲ画像誘導放射線療法のみを用いて前立腺腫瘍を治療するための４回の追加セッションのブーストに対象を曝露することを含む。高Ｚ含有ナノ粒子（例えば、超微細ナノ粒子またはＡＧｕＩＸナノ粒子）は、最後の４セッションのみ投与される。
【0145】
対象が肝転移を患っている他の特定の実施形態では、本明細書に開示される方法で適用される放射線療法は、１セッションにつき９Ｇｙの画分で、ＭＲ－Ｌｉｎａｃシステムを用いてＭＲ画像誘導放射線療法の６セッションに対象を曝露することを含む。
【0146】
対象がリンパ節転移を患っている他の特定の実施形態では、本明細書に開示される方法で適用される放射線療法は、１セッションにつき６Ｇｙの画分で、ＭＲ－Ｌｉｎａｃシステムを用いてＭＲ画像誘導放射線療法の５セッションに対象を曝露することを含む。
【0147】
対象が骨転移を患っている他の特定の実施形態では、本明細書に開示される方法で適用される放射線療法は、１セッションにつき９Ｇｙの画分で、ＭＲ－Ｌｉｎａｃシステムを用いてＭＲ画像誘導放射線療法の６セッションに対象を曝露することを含む。
【0148】
上記の実施形態では、典型的には、超微細ガドリニウムベースナノ粒子、より好ましくは前のセクションに記載されているＡｇｕｉｘナノ粒子は、１つ以上のＭＲ誘導放射線療法セッションのためのＭＲ造影剤および放射線増感剤として使用される。
【0149】
さらなる非限定的な詳細は、実施例において提供される。
【0150】
本開示の方法との併用療法
本明細書に開示される使用のためのナノ粒子は、例えば、上述の癌障害の治療または予防のために、唯一の活性成分として、または、例えば、他の薬物（例えば、細胞毒性剤、抗増殖剤、または他の抗腫瘍剤）に対する補助薬として、またはそれらと組み合わせて投与してもよい。
本明細書に開示される使用のためのナノ粒子は、例えば、上述の癌障害の治療または予防のために、唯一の活性成分として、または、例えば、他の薬物（例えば、細胞毒性剤、抗増殖剤、または他の抗腫瘍剤）に対する補助薬として、またはそれらと組み合わせて投与してもよい。
【0151】
好適な細胞毒性剤、抗増殖剤または抗腫瘍剤は、シスプラチン、ドキソルビシン、タキソール、エトポシド、イリノテカン、トポテカン、パクリタキセル、ドセタキセル、エポチロン、タモキシフェン、５－フルオロウラシル、メトトレキサート、テモゾロミド、シクロホスファミド、チピファルニブ、ゲフィチニブ、エルロチニブ、イマチニブ、ゲムシタビン、ウラシルマスタード、クロルメチン、イホスファミド、メルファラン、クロラムブシル、ピポブロマン、トリエチレンメラミン、ブスルファン、カルムスチン、ロムスチン、ストレプトゾシン、ダカルバジン、フロクスウリジン、シタラビン、６－メルカプトプリン、６－チオグアニン、リン酸フルダラビン、オキサリプラチン、ホリニン酸、ペントスタチン、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ビンデシン、ブレオマイシン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、エピルビシン、イダルビシン、ミトラマイシン、デオキシコホルマイシン、マイトマイシンＣ、Ｌ－アスパラギナーゼ、テニポシドを含むが、これらに限定されない。
【0152】
いくつかの実施形態では、追加の治療剤は本明細書で提供される組成物と同時に投与される。いくつかの実施形態では、追加の治療剤は本明細書で提供される組成物の投与後に投与される。いくつかの実施形態では、追加の治療剤は本明細書で提供される組成物の投与前に投与される。いくつかの実施形態では、本明細書で提供される組成物は外科手術中に投与される。いくつかの実施形態では、本明細書で提供される組成物は外科手術中に追加の治療剤と組み合わせて投与される。
【0153】
本明細書で提供される追加の治療剤は、広い用量範囲にわたって有効であり得、一般に有効量で投与される。しかし、実際に投与される治療剤の量は、通常、治療状況、選択された投与経路、投与される実際の化合物、個々の被験者の年齢、体重、および反応、被験者の症状の重篤度などを含む関連する状況にしたがって、医師によって決定されることが理解される。
【0154】
本開示の方法の他の態様および利点は、実例のみを目的として示した以下の実施例において明らかになる。
【0155】
〔実施例〕
実施例１：Ｇｄベースのセラノスティックナノ粒子のヒト初回試験：４種類の脳転移を有する患者への取り込みおよび生体内分布
１．１材料および方法
研究設計
本研究は、脳転移治療のための全脳放射線療法と併用した放射線増感ＡＧｕＩＸナノ粒子の静脈内投与の耐性を評価するための前向き用量漸増フェイズＩ－ｂ臨床試験の一部である。Ｎａｎｏ－Ｒａｄ試験（ＡＧｕＩＸガドリニウムベースナノ粒子を使用した多発性脳転移の放射線増感）は、ＮＣＴ０２８２０４５４として登録された。本明細書では、募集患者１５人に適用したＭＲＩプロトコルの所見を報告する。このＭＲＩ補助研究に与えられた目標は、ｉ）脳転移および周囲の健康な組織におけるＡＧｕＩＸナノ粒子の分布を評価すること、およびｉｉ）ＡＧｕＩＸナノ粒子の静脈内投与後の脳転移および周囲の健康な組織におけるＴ1強調コントラスト増強およびナノ粒子濃度を測定することであった（Verry C, et al. BMJ Open. 9:e023591 (2019)）。
実施例１：Ｇｄベースのセラノスティックナノ粒子のヒト初回試験：４種類の脳転移を有する患者への取り込みおよび生体内分布
１．１材料および方法
研究設計
本研究は、脳転移治療のための全脳放射線療法と併用した放射線増感ＡＧｕＩＸナノ粒子の静脈内投与の耐性を評価するための前向き用量漸増フェイズＩ－ｂ臨床試験の一部である。Ｎａｎｏ－Ｒａｄ試験（ＡＧｕＩＸガドリニウムベースナノ粒子を使用した多発性脳転移の放射線増感）は、ＮＣＴ０２８２０４５４として登録された。本明細書では、募集患者１５人に適用したＭＲＩプロトコルの所見を報告する。このＭＲＩ補助研究に与えられた目標は、ｉ）脳転移および周囲の健康な組織におけるＡＧｕＩＸナノ粒子の分布を評価すること、およびｉｉ）ＡＧｕＩＸナノ粒子の静脈内投与後の脳転移および周囲の健康な組織におけるＴ1強調コントラスト増強およびナノ粒子濃度を測定することであった（Verry C, et al. BMJ Open. 9:e023591 (2019)）。
【0156】
患者の選択
手術または定位放射線照射による局所治療に不適格な多発性脳転移患者を募集した。選択基準は以下を含む：ｉ）最低年齢１８歳、ｉｉ）組織学的に確認された固形腫瘍由来の続発性脳転移、ｉｉｉ）脳照射歴なし、ｉｖ）腎不全なし（糸球体濾過量＞６０ｍＬ／ｍｉｎ／１．７３ｍ２）、ｖ）肝機能正常（ビリルビン＜３０μｍｏｌ／Ｌ；アルカリホスファターゼ＜４００ＵＩ／Ｌ；アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ（ＡＳＴ）＜７５ＵＩ／Ｌ；アラニンアミノトランスフェラーゼ（ＡＬＴ）＜１７５ＵＩ／Ｌ）。
手術または定位放射線照射による局所治療に不適格な多発性脳転移患者を募集した。選択基準は以下を含む：ｉ）最低年齢１８歳、ｉｉ）組織学的に確認された固形腫瘍由来の続発性脳転移、ｉｉｉ）脳照射歴なし、ｉｖ）腎不全なし（糸球体濾過量＞６０ｍＬ／ｍｉｎ／１．７３ｍ２）、ｖ）肝機能正常（ビリルビン＜３０μｍｏｌ／Ｌ；アルカリホスファターゼ＜４００ＵＩ／Ｌ；アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ（ＡＳＴ）＜７５ＵＩ／Ｌ；アラニンアミノトランスフェラーゼ（ＡＬＴ）＜１７５ＵＩ／Ｌ）。
【0157】
試験設計
試験プロトコルの主な工程は以下の通りであった。患者は０日目に、０．２ｍＬ/ｋｇ体重（０．１ｍｍｏｌ／ｋｇ体重）の用量のＤｏｔａｒｅｍ（ガドテル酸メグルミン）を静脈内ボーラス注入する工程を含む、第１のイメージングセッション（次の項のＭＲＩプロトコル参照）を受けた。第１のイメージングセッションの１～２１日後（患者の都合および放射線療法の計画に応じて）、患者は１５、３０、５０、７５または１００ｍｇ／ｋｇ体重の用量のＡＧｕＩＸナノ粒子の溶液を静脈内投与された。ＡＧｕＩＸナノ粒子の投与日を１日目とする。
試験プロトコルの主な工程は以下の通りであった。患者は０日目に、０．２ｍＬ/ｋｇ体重（０．１ｍｍｏｌ／ｋｇ体重）の用量のＤｏｔａｒｅｍ（ガドテル酸メグルミン）を静脈内ボーラス注入する工程を含む、第１のイメージングセッション（次の項のＭＲＩプロトコル参照）を受けた。第１のイメージングセッションの１～２１日後（患者の都合および放射線療法の計画に応じて）、患者は１５、３０、５０、７５または１００ｍｇ／ｋｇ体重の用量のＡＧｕＩＸナノ粒子の溶液を静脈内投与された。ＡＧｕＩＸナノ粒子の投与日を１日目とする。
【0158】
ＡＧｕＩＸナノ粒子の合成
ＡＧｕＩＸナノ粒子は、６工程の合成によって得られた。最初の工程は、ジエチレングリコール中の三塩化ガドリニウム上にソーダを添加することによる酸化ガドリニウムコアの形成である。２番目の工程は、ＴＥＯＳおよびＡＰＴＥＳを添加することによるポリシロキサンシェルの発達である。熟成後、無機マトリックスの表面に存在する遊離アミノ官能基との反応のためにＤＯＴＡＧＡ無水物を添加する。水に移した後、酸化ガドリニウムコアの溶解が観察され、ガドリニウムはマトリックスの表面でＤＯＴＡＧＡによってキレート化される。次に、超小型ＡＧｕＩＸナノ粒子中のポリシロキサンマトリックスの断片化を観察した。最後の工程は、ナノ粒子の凍結乾燥である。
ＡＧｕＩＸナノ粒子は、６工程の合成によって得られた。最初の工程は、ジエチレングリコール中の三塩化ガドリニウム上にソーダを添加することによる酸化ガドリニウムコアの形成である。２番目の工程は、ＴＥＯＳおよびＡＰＴＥＳを添加することによるポリシロキサンシェルの発達である。熟成後、無機マトリックスの表面に存在する遊離アミノ官能基との反応のためにＤＯＴＡＧＡ無水物を添加する。水に移した後、酸化ガドリニウムコアの溶解が観察され、ガドリニウムはマトリックスの表面でＤＯＴＡＧＡによってキレート化される。次に、超小型ＡＧｕＩＸナノ粒子中のポリシロキサンマトリックスの断片化を観察した。最後の工程は、ナノ粒子の凍結乾燥である。
【0159】
セラノスティック剤は、ポリシロキサンマトリックスに共有グラフトされた、ガドリニウム環状配位子、ＤＯＴＡの誘導体（１，４，７，１０－テトラアザシクロドデカン酸－１，４，７，１０－四酢酸）に囲まれたポリシロキサンネットワークから構成される。セラノスティック剤の流体力学的直径は４±２ｎｍであり、質量は約１０ｋＤａであり、平均化学式（ＧｄＳｉ３－８Ｃ２４－３４Ｎ５－８Ｏ１５－３０Ｈ４０－６０，１－１０Ｈ２Ｏ）ｎによって記述される。平均して、各ナノ粒子はその表面上に、コアガドリニウムイオンをキレート化する１０個のＤＯＴＡリガンドを提示する。３テスラでの縦方向の緩和率ｒ1は、Ｇｄ３＋イオン当たり８．９ｍＭ－１．ｓ－１と等しく、ＡＧｕＩＸナノ粒子当たり約８９ｍＭ－１．ｓ－１の総ｒ1をもたらす。同じＭＲＩセッションを、ガドテル酸メグルミンの注入なしで、ナノ粒子の投与の２時間後に行った。次いで、患者は全脳放射線療法（３０Ｇｙを３Ｇｙの１０セッションで照射）を受けた。ＡＧｕＩＸナノ粒子を投与した７日後（８日目）および４週間後（２８日目）に、同様のＭＲＩセッションを各患者について行った。
【0160】
ＭＲＩプロトコル
ＭＲＩ取得は、３テスラＰｈｉｌｉｐｓスキャナーで行った。３２チャンネルのＰｈｉｌｉｐｓヘッドコイルを使用した。患者は、以下のＭＲＩシーケンスを含む同一のイメージングプロトコルを受けた：ｉ）３Ｄ Ｔ１強調グラディエントエコーシーケンス、ｉｉ）複数のフリップ角を有する３Ｄ ＦＬＡＳＨシーケンス、ｉｉｉ）磁化率強調画像（ＳＷＩ）シーケンス、ｉｖ）流体減衰反転回復（ＦＬＡＩＲ）シーケンス、ｖ）拡散強調画像（ＤＷＩ）シーケンス。これらの画像シーケンスのいくつかは、放射線療法後の脳転移奏効を評価するＲＥＣＩＳＴ（固形腫瘍における奏効評価基準）およびＲＡＮＯ（神経腫瘍学における奏効評価）基準（２４、２５）に従う場合に推奨される。３ＤＴ１強調イメージングシーケンスは、ＭＲＩ造影剤投与後の健康な組織および脳転移の高解像度コントラスト増強画像を提供する。３Ｄ ＦＬＡＳＨシーケンスは、Ｔ1緩和時間および造影剤濃度を計算するために、異なったフリップ角で数回繰り返される。ＳＷＩシーケンスは、出血の存在を検出するために使用される。ＦＬＡＩＲシーケンスは、炎症または浮腫の存在をモニタリングするために適用される。最後に、ＤＷＩシーケンスは、組織または脳転移における異常な水の拡散を検出するために適用され得る。総取得時間は、患者調整画像パラメータに応じて３０分～４０分の範囲であった。前記イメージングシーケンスの鍵となる特徴および主要な取得パラメータは、補足材料のセクションに詳述する。
ＭＲＩ取得は、３テスラＰｈｉｌｉｐｓスキャナーで行った。３２チャンネルのＰｈｉｌｉｐｓヘッドコイルを使用した。患者は、以下のＭＲＩシーケンスを含む同一のイメージングプロトコルを受けた：ｉ）３Ｄ Ｔ１強調グラディエントエコーシーケンス、ｉｉ）複数のフリップ角を有する３Ｄ ＦＬＡＳＨシーケンス、ｉｉｉ）磁化率強調画像（ＳＷＩ）シーケンス、ｉｖ）流体減衰反転回復（ＦＬＡＩＲ）シーケンス、ｖ）拡散強調画像（ＤＷＩ）シーケンス。これらの画像シーケンスのいくつかは、放射線療法後の脳転移奏効を評価するＲＥＣＩＳＴ（固形腫瘍における奏効評価基準）およびＲＡＮＯ（神経腫瘍学における奏効評価）基準（２４、２５）に従う場合に推奨される。３ＤＴ１強調イメージングシーケンスは、ＭＲＩ造影剤投与後の健康な組織および脳転移の高解像度コントラスト増強画像を提供する。３Ｄ ＦＬＡＳＨシーケンスは、Ｔ1緩和時間および造影剤濃度を計算するために、異なったフリップ角で数回繰り返される。ＳＷＩシーケンスは、出血の存在を検出するために使用される。ＦＬＡＩＲシーケンスは、炎症または浮腫の存在をモニタリングするために適用される。最後に、ＤＷＩシーケンスは、組織または脳転移における異常な水の拡散を検出するために適用され得る。総取得時間は、患者調整画像パラメータに応じて３０分～４０分の範囲であった。前記イメージングシーケンスの鍵となる特徴および主要な取得パラメータは、補足材料のセクションに詳述する。
【0161】
画像処理および定量化パイプライン
ＭＲＩ分析は、ＧＩＮ研究所（グルノーブル、フランス）が開発したＭＰ３（https:// github.com/nifm-GIN/MP3）と呼ばれる社内コンピュータプログラムを用いて行い、Ｍａｔｌａｂ（登録商標）ソフトウェアで実行した。画像分析は、転移の計数および測定、コントラスト増強の定量化、緩和時間およびナノ粒子の濃度を含む。ＲＥＣＩＳＴおよびＲＡＮＯ基準に従い、最長径が１ｃｍを超える転移のみが測定可能とみなされ、その後の分析で保持された。パーセンテージで表されるＭＲＩ増強は、造影剤投与前のＭＲＩシグナル振幅に対する造影剤投与後のＭＲＩシグナル振幅の比率として定義され、ＭＲＩシグナル振幅は３Ｄ Ｔ１強調イメージデータセットで測定された。Ｔ１緩和時間は、４つの異なったフリップ角度で得られた３Ｄ ＦＬＡＳＨ画像から導出された。脳転移におけるナノ粒子の濃度は、造影剤投与前後のＴ１緩和時間の変動およびナノ粒子の既知の緩和性に由来した。
ＭＲＩ分析は、ＧＩＮ研究所（グルノーブル、フランス）が開発したＭＰ３（https:// github.com/nifm-GIN/MP3）と呼ばれる社内コンピュータプログラムを用いて行い、Ｍａｔｌａｂ（登録商標）ソフトウェアで実行した。画像分析は、転移の計数および測定、コントラスト増強の定量化、緩和時間およびナノ粒子の濃度を含む。ＲＥＣＩＳＴおよびＲＡＮＯ基準に従い、最長径が１ｃｍを超える転移のみが測定可能とみなされ、その後の分析で保持された。パーセンテージで表されるＭＲＩ増強は、造影剤投与前のＭＲＩシグナル振幅に対する造影剤投与後のＭＲＩシグナル振幅の比率として定義され、ＭＲＩシグナル振幅は３Ｄ Ｔ１強調イメージデータセットで測定された。Ｔ１緩和時間は、４つの異なったフリップ角度で得られた３Ｄ ＦＬＡＳＨ画像から導出された。脳転移におけるナノ粒子の濃度は、造影剤投与前後のＴ１緩和時間の変動およびナノ粒子の既知の緩和性に由来した。
【0162】
ＮｅｕｒｏＳｐｉｎ（ＣＥＡ、サクレー、フランス）で開発されたＢｒａｉｎＶＩＳＡ／Ａｎａｔｏｍｉｓｔソフトウェア（http://brainvisa.info）を用いて、３Ｄ画像レンダリングを行った。異なる転移の位置をよりよく可視化するために、ＢｒａｉｎＶＩＳＡのＭｏｒｐｈｏｌｏｇｉｓｔパイプラインを使用して、各患者の脳と頭部の両方のメッシュを作製した。
【0163】
統計解析
全ての分析は、ＧｒａｐｈＰａｄ Ｐｒｉｓｍ（ＧｒａｐｈＰａｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｉｎｃ．）を用いて行った。特記しない限り、有意性は５％確率水準で固定した。特記しない限り、全てのデータは、平均値±ＳＤとして示される。
全ての分析は、ＧｒａｐｈＰａｄ Ｐｒｉｓｍ（ＧｒａｐｈＰａｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｉｎｃ．）を用いて行った。特記しない限り、有意性は５％確率水準で固定した。特記しない限り、全てのデータは、平均値±ＳＤとして示される。
【0164】
１．２結果
投与されたＡＧｕＩＸ Ｇｄベースのナノ粒子は全４種類の脳転移においてＭＲＩコントラスト増強を誘導する
患者募集の結果、４種類の脳転移、すなわちＮＳＣＬＣ（非小細胞肺癌）Ｎ＝６、乳房Ｎ＝２、黒色腫Ｎ＝６および結腸癌Ｎ＝１が含まれた。全ての患者に、投与量（１５、３０、５０、７５および１００ｍｇ／ｋｇ体重についてＮ＝３）の各漸増工程でセラノスティックナノ粒子ＡＧｕＩＸ（材料および方法に記載されるように）を首尾よく注入した。
投与されたＡＧｕＩＸ Ｇｄベースのナノ粒子は全４種類の脳転移においてＭＲＩコントラスト増強を誘導する
患者募集の結果、４種類の脳転移、すなわちＮＳＣＬＣ（非小細胞肺癌）Ｎ＝６、乳房Ｎ＝２、黒色腫Ｎ＝６および結腸癌Ｎ＝１が含まれた。全ての患者に、投与量（１５、３０、５０、７５および１００ｍｇ／ｋｇ体重についてＮ＝３）の各漸増工程でセラノスティックナノ粒子ＡＧｕＩＸ（材料および方法に記載されるように）を首尾よく注入した。
【0165】
１日目、ＡＧｕＩＸ注入の２時間後に、ＭＲＩシグナル増強が全ての種類の脳転移、全ての患者および全ての投与量に対して観察された。各転移の周囲に描かれた関心領域内で、ＭＲＩシグナル増強は、ＡＧｕＩＸナノ粒子の投与量と共に増加することが見出された（図１）。測定可能な転移全体（１ｃｍを超える最長径）を平均したシグナル増強は、１５、３０、５０、７５および１００ｍｇ／ｋｇ体重の各々のＡＧｕＩＸ用量について、２６．３±１５．２％、２４．８±１６．３％、５６．７±２３．８％、６４．４±２６．７％および１２０．５±６８％に等しかった。前記ＭＲＩ増強は、注入量と線形的に相関することが見出された（傾き１．０８、Ｒ２＝０．９０）（図示せず）。
【0166】
Ｇｄベースのナノ粒子は、臨床使用されている造影剤と同等の脳転移のＭＲＩ増強を示す
０日目、臨床的に承認されたＧｄベースの造影剤（Ｄｏｔａｒｅｍ（登録商標），Ｇｕｅｒｂｅｔ、ヴィルパント、フランス）を各患者に注入した１５分後においても、ＭＲＩ増強を測定した。最長径が１ｃｍを超える測定可能な転移全体を平均したＭＲＩ増強は１８２．９±１１６．２％に等しかった。注入の１５分後に観察されたこのＭＲＩ増強は、最高用量のＡＧｕＩＸナノ粒子の投与の２時間後に観察されたものと同程度の大きさである。
０日目、臨床的に承認されたＧｄベースの造影剤（Ｄｏｔａｒｅｍ（登録商標），Ｇｕｅｒｂｅｔ、ヴィルパント、フランス）を各患者に注入した１５分後においても、ＭＲＩ増強を測定した。最長径が１ｃｍを超える測定可能な転移全体を平均したＭＲＩ増強は１８２．９±１１６．２％に等しかった。注入の１５分後に観察されたこのＭＲＩ増強は、最高用量のＡＧｕＩＸナノ粒子の投与の２時間後に観察されたものと同程度の大きさである。
【0167】
測定可能な脳転移におけるＭＲＩシグナル増強能力として定義されるＡＧｕＩＸナノ粒子の検出感度を全ての投与量について評価し、臨床的に使用される造影剤Ｄｏｔａｒｅｍ（登録商標）の感度と比較した。Ｄｏｔａｒｅｍの感度をパーセンテージとして表すと、ＡＧｕＩＸナノ粒子の感度は、１５、３０、５０、７５および１００ｍｇ／ｋｇ体重の注入量についてそれぞれ１２．１、１９．５、３４．２、３１．８および６１．６％に等しかった。
【0168】
ＡＧｕＩＸナノ粒子の濃度は、脳転移において定量化することができる
マルチフリップ角３Ｄ ＦＬＡＳＨ取得は、Ｔ１値（図示せず）の画素ごとのマップを計算し、関心領域にわたる縦緩和時間の定量化を可能にするために首尾よく使用された。ＡＧｕＩＸナノ粒子の取り込みによって誘導された、脳転移におけるＴ１緩和時間の低下は、これらＴ１マップに明確に示されている。予想されるように、Ｔ１値の低下は、コントラスト増強脳転移と共局在する。
マルチフリップ角３Ｄ ＦＬＡＳＨ取得は、Ｔ１値（図示せず）の画素ごとのマップを計算し、関心領域にわたる縦緩和時間の定量化を可能にするために首尾よく使用された。ＡＧｕＩＸナノ粒子の取り込みによって誘導された、脳転移におけるＴ１緩和時間の低下は、これらＴ１マップに明確に示されている。予想されるように、Ｔ１値の低下は、コントラスト増強脳転移と共局在する。
【0169】
コントラスト増強転移におけるＡＧｕＩＸナノ粒子の濃度を、それらの投与後のＴ１値の変化に基づいて計算した。ＡＧｕＩＸ濃度の測定は、１００ｍｇ／ｋｇ体重の用量で投与された患者において、１ｃｍを超える最長径を有する転移について行われた。脳転移における平均ＡＧｕＩＸ濃度は、患者＃１３、＃１４および＃１５について、それぞれ５７．５±１４．３、２０．３±６．８、２９．５±１２．５ｍｇ／Ｌと測定された。
【0170】
ＭＲＩ増強およびナノ粒子濃度の相関を、最大用量（１００ｍｇ／ｋｇ）の患者について評価した。ＮＳＣＬＣ転移を有する患者＃１３からのＭＲＩデータとの相関を図２に例示する。２つのＭＲＩパラメータ間の強い正の相関が、測定値の範囲における線形性に近い関係で観察された。
【0171】
それぞれの患者について、ＭＲＩ増強およびＴ１値を、目に見える転移のない関心脳領域（患者当たり３つの代表的な関心領域、全ての患者について同様の大きさ）において評価した。前記健康な脳領域のいずれにおいても、有意なＭＲＩ増強は観察されず、Ｔ１変動も観察されなかった。
【0172】
ナノ粒子投与の１週間後にＭＲＩ増強が観察される
最大用量（１００ｍｇ／ｋｇ体重）を投与された患者では、８日目の測定可能な転移（１ｃｍを超える最長径）においてＭＲＩ増強の持続が認められた。すなわち、図３に示すようにＡＧｕＩＸナノ粒子の投与後１週間までＭＲＩ増強の持続が認められた。転移におけるＭＲＩ増強の平均値は、患者＃１３、＃１４および＃１５で、それぞれ３２．４±１０．８％、１４±５．８％および２６．３±９．７％と測定された。比較点として、１日目の平均ＭＲＩ増強は、患者＃１３、＃１４および＃１５について、それぞれ１７５．８±４５．２％、５８．３±１８．４％および１５４．１±６１．９％に等しかった。低いＴ１変動のために、ＡＧｕＩＸナノ粒子濃度は計算できなかった。ＭＲＩ増強およびナノ粒子濃度の間に観察された相関に基づいて、脳転移における８日目のＡＧｕＩＸ濃度について１０μＭの上限値を推定することができる。ＡＧｕＩＸナノ粒子の投与から４週間後の２８日目において、いずれの患者においても顕著なＭＲＩ増強は観察されなかった。
最大用量（１００ｍｇ／ｋｇ体重）を投与された患者では、８日目の測定可能な転移（１ｃｍを超える最長径）においてＭＲＩ増強の持続が認められた。すなわち、図３に示すようにＡＧｕＩＸナノ粒子の投与後１週間までＭＲＩ増強の持続が認められた。転移におけるＭＲＩ増強の平均値は、患者＃１３、＃１４および＃１５で、それぞれ３２．４±１０．８％、１４±５．８％および２６．３±９．７％と測定された。比較点として、１日目の平均ＭＲＩ増強は、患者＃１３、＃１４および＃１５について、それぞれ１７５．８±４５．２％、５８．３±１８．４％および１５４．１±６１．９％に等しかった。低いＴ１変動のために、ＡＧｕＩＸナノ粒子濃度は計算できなかった。ＭＲＩ増強およびナノ粒子濃度の間に観察された相関に基づいて、脳転移における８日目のＡＧｕＩＸ濃度について１０μＭの上限値を推定することができる。ＡＧｕＩＸナノ粒子の投与から４週間後の２８日目において、いずれの患者においても顕著なＭＲＩ増強は観察されなかった。
【0173】
考察
脳転移の発生は癌の既往歴でよくみられる事象であり、患者の余命に負の影響を及ぼす。多発性脳転移患者に対しては、全脳放射線療法（ＷＢＲＴ）が依然として標準治療である。しかし、全生存期間の中央値は６カ月未満であり、これらの患者の治療効果を改善するために新たな手法を開発する必要がある。したがって、放射線増感剤の使用は非常に興味深い。ＡＧｕＩＸナノ粒子のインビボセラノスティック特性（放射線増感およびマルチモーダルイメージングによる診断）はげっ歯類（F. Lux, et al. Br J Radiol. 18:20180365 (2018)）および特に脳腫瘍（G. Le Duc, et al. ACS Nano. 5, 9566-9574 (2011), C. Verry C, et al. Nanomedicine 11, 2405-2417 (2016)）における８つの腫瘍モデルで実施された前臨床研究において先に実証された。脳転移に対するＡＧｕＩＸナノ粒子の診断値の臨床評価は、臨床試験Ｎａｎｏ－Ｒａｄの副次目的のうちの１つであった。患者におけるＡＧｕＩＸナノ粒子の放射線療法の適用に関する標的用量は１００ｍｇ／ｋｇである。この理由のために、本研究の結論および見地は本質的にこの用量に焦点を当てている。
脳転移の発生は癌の既往歴でよくみられる事象であり、患者の余命に負の影響を及ぼす。多発性脳転移患者に対しては、全脳放射線療法（ＷＢＲＴ）が依然として標準治療である。しかし、全生存期間の中央値は６カ月未満であり、これらの患者の治療効果を改善するために新たな手法を開発する必要がある。したがって、放射線増感剤の使用は非常に興味深い。ＡＧｕＩＸナノ粒子のインビボセラノスティック特性（放射線増感およびマルチモーダルイメージングによる診断）はげっ歯類（F. Lux, et al. Br J Radiol. 18:20180365 (2018)）および特に脳腫瘍（G. Le Duc, et al. ACS Nano. 5, 9566-9574 (2011), C. Verry C, et al. Nanomedicine 11, 2405-2417 (2016)）における８つの腫瘍モデルで実施された前臨床研究において先に実証された。脳転移に対するＡＧｕＩＸナノ粒子の診断値の臨床評価は、臨床試験Ｎａｎｏ－Ｒａｄの副次目的のうちの１つであった。患者におけるＡＧｕＩＸナノ粒子の放射線療法の適用に関する標的用量は１００ｍｇ／ｋｇである。この理由のために、本研究の結論および見地は本質的にこの用量に焦点を当てている。
【0174】
患者に投与されるＡＧｕＩＸナノ粒子の最大用量（１００ｍｇ／ｋｇ体重または１００μｍｏｌ／ｋｇ体重のＧｄ３＋）は、Ｄｏｔａｒｅｍ（登録商標）（１００ｍｏｌ／ｋｇ体重のＧｄ３＋）などの臨床的に使用されるＭＲＩ造影剤の１用量でＧｄ３＋注入されるキレート化ガドリニウムイオンの量に相当する。したがって、転移で観察されたＭＲＩ増強を、臨床業務で使用されるＧｄベースの造影剤用量に対するＡＧｕＩＸの最大用量と比較することは適切である。
【0175】
この研究では、注入への患者の反応を観測する間、ナノ粒子投与とＭＲＩ取得との間に２時間の遅延があった。約１時間の平均ナノ粒子血漿半減期では、この遅延が血漿中のナノ粒子濃度の８６％の低下をもたらす。対照的に、Ｄｏｔａｒｅｍ（登録商標）注入とＭＲＩ取得との間には１５分の遅延しかなかった。ナノ粒子のこの有意なクリアランスおよび患者の血中濃度の低下にもかかわらず、最大ナノ粒子用量でのＭＲＩ増強は、臨床造影剤で観察されるものに近い。
【0176】
脳転移におけるＭＲＩシグナルを増強するＡＧｕＩＸナノ粒子のこの顕著な診断性能は、２つの独立した因子に起因し得る。第１の因子はナノ粒子の固有の磁気特性に関係している。臨床的なＧｄベースの造影剤と比較して、それらのより大きな直径および分子量はより高い縦緩和係数ｒ１をもたらす。したがって、ＭＲＩシグナルの強度を改変する能力を増加させる。具体的には、ＡＧｕＩＸナノ粒子とＤｏｔａｒｅｍ（登録商標）のｒ１値が、３テスラの磁界で、Ｇｄ３＋イオン当たり８．９および３．５ｍＭ－１．Ｓ－１にそれぞれ等しい（B.R. Smith, S.S. Gambhir. Chem Rev. 117, 901-986 (2017)）。
【0177】
第２の因子は、ＡＧｕＩＸナノ粒子が脳転移において受動的に蓄積する能力に関連し得る。この受動的標的化現象は腫瘍におけるナノ物体の蓄積が欠陥のある腫瘍血管および漏出性の腫瘍血管の両方に起因し、かつ有効なリンパ排液がないことに起因すると仮定する、いわゆる血管透過性・滞留性亢進（ＥＰＲ）効果を利用する（A. Bianchi, et al. MAGMA. 27, 303-316 (2014)）。ＡＧｕＩＸナノ粒子による腫瘍の受動的標的化は、癌の動物モデルの先の研究において一貫して観察されている。多発性脳黒色腫転移のマウスモデルにおいて、腫瘍細胞におけるＡＧｕＩＸナノ粒子の内在化が報告され、脳転移におけるナノ粒子の存在は動物への静脈注射の２４時間後になお観察された（Kotb, A. et al. Theranostics 6(3):418-427 (2016)）。最大用量１００ｍｇ／ｋｇでは、１ｃｍを超える直径を有する全ての転移が、ナノ粒子が投与された７日後までコントラスト増強された。
【0178】
投与１週間後の転移におけるＭＲＩシグナル増強の持続は、この蓄積および転移からのナノ粒子のクリアランスの遅延を強調する。発明者の知る限りでは、臨床的に使用されるＧｄベースの造影剤の投与後に、転移においてこのような後期ＭＲＩ増強に関する文献報告はない。
【0179】
このヒト初回臨床試験の設計には用量漸増が含まれていた。したがって、患者はＡＧｕＩＸナノ粒子の用量を５段階増量して投与された。転移におけるシグナル増強および投与されたナノ粒子濃度の間で観察された線形相関から、調査された線量範囲内のナノ粒子の用量は、転移の受動的標的化のための制限因子ではないと結論付けることができる。重要なことに、この最初の臨床研究に参加した患者の数が限られているにもかかわらず、これらの最初の結果は、ナノ粒子の取り込みおよびシグナル増強がナノ粒子の注入用量にかかわらず、調査した４つの種類の転移（ＮＳＣＬＣ、黒色腫、乳房および結腸）に存在することを示している。
【0180】
ＡＧｕＩＸナノ粒子の放射線増感特性を考慮すると、転移に蓄積したナノ粒子の局所濃度を評価し、おそらく定量化することが重要である。そのために、ＭＲＩプロトコルは、ナノ粒子濃度が導出されたＴ１マッピングイメージングシーケンスを含んでいた。本臨床研究で得られた濃度値は、腫瘍の動物モデルを用いた前臨床研究で得られた濃度値とともに広い視野で考えることができる。最大用量を注入された３人の患者のＮＳＣＬＣおよび乳癌転移におけるＡＧｕＩＸナノ粒子の計算濃度は８～６３ｍｇ／Ｌの間で変化した。これは、脳転移における８～６３μＭのＧｄ３＋イオンの濃度範囲に相当する。上述の３人の患者において、％ＩＤ／ｇは８～６３％の範囲である。上記ＭＲＩ前臨床研究２件では、％ＩＤ／ｇについて同程度であり、それぞれ２８％ＩＤ／ｇおよび４５％ＩＤ／ｇであった。興味深いことに、これらの濃度は放射線療法セッションの設定と適合する注入後の遅延（数時間）で得られる。
【0181】
本研究では、ナノ粒子濃度と、強固なＴ１強調３Ｄ ＭＲＩシークエンスを用いて得られたＭＲＩシグナル増強ＳＥとの関連性も評価した。転移での測定可能なナノ粒子濃度の範囲において、ＭＲＩ増強とナノ粒子濃度との線形関係が、本研究で使用される取得プロトコルで観察される。したがって、本研究で使用される特定のプロトコルを用いて、ＭＲＩ増強は、ＡＧｕＩＸナノ粒子の濃度を評価するための強固で簡単な指標として使用することができる。
【0182】
転移標的化は診断および放射線増感の両方の目的に有益であるが、健康な周囲組織ではナノ粒子を低濃度に維持することが望ましい。この点に関して、ＡＧｕＩＸナノ粒子の最大用量を投与した２時間後に、転移のない脳組織におけるＭＲＩ増強は観察されなかった。この増強の欠如は患者の血漿中で測定されたナノ粒子の迅速なクリアランスと一致し、健康な脳に対するナノ粒子の無害性を肯定的に示している。
【0183】
要約すると、本明細書で報告される臨床試験の予備結果は、Ｇｄベースのナノ粒子の静脈注射が患者における異なる種類の脳転移を増強するために有効であることを実証する。
【0184】
これに加えて、フェイズ１臨床試験の予備結果は、本研究のために選択された１００ｍｇ／ｋｇ用量までのＡＧｕＩＸナノ粒子の静脈注射の良好な耐性を実証する。
【0185】
最後に、８日目の腫瘍中のナノ粒子の持続性は、実施例２に記載されるような画像誘導放射線療法を使用する実施例のために、最初の照射の前に造影剤および放射線増感剤などのナノ粒子の単回注射を可能にするプロトコル、ならびにナノ粒子の単回注射の５～７日間後以内のその後の放射線療法のセッションを支持する。
【0186】
実施例２：放射線増感剤および造影剤としてのＡＧｕＩＸナノ粒子の使用と組み合わせたＭＲ－Ｌｉｎａｃシステムによって送達される少分割放射線療法の実現可能性および耐性を評価するための概要
２．１ 理論的根拠および標的患者プロファイル
磁気共鳴画像誘導線形加速器（ＭＲ－Ｌｉｎａｃ）は、軟組織内部に位置する腫瘍に特異的な優位性を有する、身体全体の癌を治療するための放射線療法と共に、磁気共鳴画像法またはＭＲＩを使用する。このシステムは、治療放射ビームを送達し、同時に対象領域をモニターすることができる。テクノロジーの組み合わせは、放射線腫瘍医が、体内の解剖学的構造および腫瘍を見ることができるので、放射線腫瘍医に、放射線の送達よりも大きな制御を与える。それらは、放射線治療計画を微調整し、各治療を個別化し、適応させることができる。しかしながら、腫瘍の種類または局在によれば、治療中に腫瘍を強調および追跡するために造影剤の使用が必要である。
２．１ 理論的根拠および標的患者プロファイル
磁気共鳴画像誘導線形加速器（ＭＲ－Ｌｉｎａｃ）は、軟組織内部に位置する腫瘍に特異的な優位性を有する、身体全体の癌を治療するための放射線療法と共に、磁気共鳴画像法またはＭＲＩを使用する。このシステムは、治療放射ビームを送達し、同時に対象領域をモニターすることができる。テクノロジーの組み合わせは、放射線腫瘍医が、体内の解剖学的構造および腫瘍を見ることができるので、放射線腫瘍医に、放射線の送達よりも大きな制御を与える。それらは、放射線治療計画を微調整し、各治療を個別化し、適応させることができる。しかしながら、腫瘍の種類または局在によれば、治療中に腫瘍を強調および追跡するために造影剤の使用が必要である。
【0187】
現在使用されている造影剤は、各ＲＴ分割の前に注射しなければならない。
【0188】
ＡＧｕＩＸ ＮＰは、腫瘍放射線感受性を増加させ、ＭＲＩスキャンのための腫瘍コントラストを増加させる能力を有する潜在的なセラノスティック剤である。さらに、ＡＧｕＩＸは、数日間の間、この腫瘍コントラストを増加させ、週に１回の注射を可能にし得る。
【0189】
２．２研究の目的
主な目的は、１週間あたり１回のＡＧｕＩＸ注入を用いて、１週間あたり２回または３回のＭＲ－Ｌｉｎａｃ装置のＭＲＩスキャンによる腫瘍を追跡するための造影剤としてのＡＧｕＩＸの使用を評価することである。
主な目的は、１週間あたり１回のＡＧｕＩＸ注入を用いて、１週間あたり２回または３回のＭＲ－Ｌｉｎａｃ装置のＭＲＩスキャンによる腫瘍を追跡するための造影剤としてのＡＧｕＩＸの使用を評価することである。
【0190】
関連エンドポイント：注入後の異なる時点（１時間～５日間）でＭＲ－Ｌｉｎａｃを用いて行われたＭＲＩスキャンからの造影剤有効性評価。
【0191】
副次目的：
ＭＲ－ｌｉｎａｃとＡＧｕＩＸとの組み合わせを用いて送達される少分割ＲＴの安全性を評価すること。（エンドポイント：放射線療法終了後３ヶ月までのＣＴＣＡＥ－Ｖ５．０による急性有害事象）
ＭＲ－ＬｉｎａｃとＡＧｕＩＸとの組み合わせを用いて送達した少分割ＲＴ後の無増悪生存期間（ＰＦＳ）を評価すること。（エンドポイント：ＰＦＳ：ＲＥＣＩＳＴ Ｖ１．１にしたがって治験責任医師によって決定された無作為化から疾患進行の最初の発生までの時間、または何らかの原因による死亡のいずれか早く生じた方。
ＭＲ－ｌｉｎａｃとＡＧｕＩＸとの組み合わせを用いて送達される少分割ＲＴの安全性を評価すること。（エンドポイント：放射線療法終了後３ヶ月までのＣＴＣＡＥ－Ｖ５．０による急性有害事象）
ＭＲ－ＬｉｎａｃとＡＧｕＩＸとの組み合わせを用いて送達した少分割ＲＴ後の無増悪生存期間（ＰＦＳ）を評価すること。（エンドポイント：ＰＦＳ：ＲＥＣＩＳＴ Ｖ１．１にしたがって治験責任医師によって決定された無作為化から疾患進行の最初の発生までの時間、または何らかの原因による死亡のいずれか早く生じた方。
【0192】
２．３適格性基準／被験者特性
選択基準
－１８歳
－ＥＣＯＧステータス：０または１
－前立腺または膵臓の原発腫瘍、リンパ節の再発、肝転移または原発部位、骨転移、典型的には胸骨などの分画内運動を受ける骨転移を有する患者。
選択基準
－１８歳
－ＥＣＯＧステータス：０または１
－前立腺または膵臓の原発腫瘍、リンパ節の再発、肝転移または原発部位、骨転移、典型的には胸骨などの分画内運動を受ける骨転移を有する患者。
【0193】
－少分割放射線療法の適応
非選択基準
－同じ対象での以前の放射線療法
－ＭＲＩスキャンの禁忌
－造影剤に対するアレルギー性
２．４研究に用いた治療
薬剤名／治療名および商品名：ＡＧｕＩＸ
化学名（ＤＣＩ）：ガドリニウムキレート化ポリシロキサンベースのナノ粒子
医薬形態：３００ｍｇのＡＧｕＩＸを活性成分として含有する滅菌凍結乾燥されたオフホワイトの粉末（３００ｍｇのＡＧｕＩＸ／バイアル）。それぞれのバイアルには、不活性成分として０．６６ｍｇのＣａＣｌ２が含まれている。製剤は、ブロモブチルゴムストッパー付きの１回使用１０ｍＬ透明ガラスバイアルに入れて供給する。
非選択基準
－同じ対象での以前の放射線療法
－ＭＲＩスキャンの禁忌
－造影剤に対するアレルギー性
２．４研究に用いた治療
薬剤名／治療名および商品名：ＡＧｕＩＸ
化学名（ＤＣＩ）：ガドリニウムキレート化ポリシロキサンベースのナノ粒子
医薬形態：３００ｍｇのＡＧｕＩＸを活性成分として含有する滅菌凍結乾燥されたオフホワイトの粉末（３００ｍｇのＡＧｕＩＸ／バイアル）。それぞれのバイアルには、不活性成分として０．６６ｍｇのＣａＣｌ２が含まれている。製剤は、ブロモブチルゴムストッパー付きの１回使用１０ｍＬ透明ガラスバイアルに入れて供給する。
【0194】
調製手順：注入用水３ｍＬを含む溶液で溶解し、１００ｍｇ／ｍＬのＡＧｕＩＸ溶液を得る。この時、溶液のｐＨは７．２±０．２である。
【0195】
注入用水で溶解した１時間後に溶解液をシリンジにとり、シリンジポンプを用いて注入する。
【0196】
溶解後、最低１時間、最長２４時間以内に投与する。
【0197】
ＡＧｕＩＸ溶液は溶解後半日以内に投与されるが、ナノ粒子は［＋２℃；＋８℃］で保存され、溶解後最長２４時間以内に投与されなければならない。
【0198】
シリンジポンプを用いた緩徐注入（２ｍＬ／分）による静脈内投与
１投与あたりの用量：１００ｍｇ／ｋｇ、１ｍＬ／ｋｇ
２．５治療および関連手順
放射線療法：
治療部位に応じた放射線療法スキーム：
－膵臓癌：８Ｇｙの６分割
－前立腺癌：前立腺における９Ｇｙの５分割、その後の腫瘍における１０Ｇｙの４分割の追加免疫（ＡＧｕＩＸは最後の４分割についてのみ使用する）
－肝転移：９Ｇｙの６分割
－リンパ節転移：６Ｇｙの５分割
－骨転移：４Ｇｙの５分割
どのような場所であっても、放射線療法は、１週間に２または３分割の比率で実施される。２セッションの間の時間は２～３日間である。
１投与あたりの用量：１００ｍｇ／ｋｇ、１ｍＬ／ｋｇ
２．５治療および関連手順
放射線療法：
治療部位に応じた放射線療法スキーム：
－膵臓癌：８Ｇｙの６分割
－前立腺癌：前立腺における９Ｇｙの５分割、その後の腫瘍における１０Ｇｙの４分割の追加免疫（ＡＧｕＩＸは最後の４分割についてのみ使用する）
－肝転移：９Ｇｙの６分割
－リンパ節転移：６Ｇｙの５分割
－骨転移：４Ｇｙの５分割
どのような場所であっても、放射線療法は、１週間に２または３分割の比率で実施される。２セッションの間の時間は２～３日間である。
【0199】
フェイズＩＢ：５人の患者を位置ごとに含める。各位置は独立して分析される。
【0200】
ｏ工程１：ＲＴ開始の１週間前に実施されるバイオアベイラビリティ試験：
１日目に５０ｍｇ／ｋｇの濃度のＡＧｕＩＸを最初に注入する。ＭＲＩスキャンは摂取腫瘍のコントラストを評価するために、２時間後、４時間後、３日後、および５日後にＭＲ－Ｌｉｎａｃを用いて実施される。
１日目に５０ｍｇ／ｋｇの濃度のＡＧｕＩＸを最初に注入する。ＭＲＩスキャンは摂取腫瘍のコントラストを評価するために、２時間後、４時間後、３日後、および５日後にＭＲ－Ｌｉｎａｃを用いて実施される。
【0201】
－１人超の患者で３日目にコントラストが失われた場合：該当する位置で試験を中止する。
【0202】
－２人超の患者で５日目にコントラストが失われた場合：５０ｍｇ／ｋｇの濃度のＡＧｕＩＸを５回注入した５人の新規患者を含める
コントラストが失われた場合、Ｄｏｔａｒｅｍ注入またはＭｕｌｔｉＨａｎｃｅ注入を用いて、腫瘍を可視化してもよい。
コントラストが失われた場合、Ｄｏｔａｒｅｍ注入またはＭｕｌｔｉＨａｎｃｅ注入を用いて、腫瘍を可視化してもよい。
【0203】
ｏ工程２：安全性研究：
－８日目にＡＧｕＩＸの２回目の注入を実施し、続いて１回目の分割放射線療法（これについては、以前のバイオアベイラビリティ研究の結果にしたがってスケジュールが確立される）を実施する。
－８日目にＡＧｕＩＸの２回目の注入を実施し、続いて１回目の分割放射線療法（これについては、以前のバイオアベイラビリティ研究の結果にしたがってスケジュールが確立される）を実施する。
【0204】
－分割放射線療法の前に、１５日目にＡＧｕＩＸの３回目の注入を実施する。
【0205】
－各セッションで実施されるＭＲＩスキャンで処理された腫瘍位置（８日目、１０日目、１２日目、１５日目＋／－１７日目＋／－１９日目）に応じて、４～６回の分割放射線療法を実施する。
【0206】
２人超の患者でグレード＞２の毒性を強調する場合：５０ｍｇ／ｋｇの濃度のＡＧｕＩＸを５回注入した５人の新規患者を含める。
【0207】
実施例３：ＶｉｅｗＲａｙ Ｌｉｎａｃ ＭＲＩのＭＲＩによるＡＧｕＩＸおよびｍｕｌｔｉｈａｎｃｅ検出の比較。
【0208】
０．３５Ｔの磁場を表示するＶｉｅｗＲａｙ Ｌｉｎａｃ ＭＲＩ（ＭＲＩｄｉａｎ ＭＲ－ｌｉｎａｃ、ＶｉｅｗＲａｙ Ｉｎｃ．、Ｏａｋｗｏｏｄ、ＵＳＡ）（S. Kluter, Clinical and Translational Radiation Oncology, 2019）のための陽性ＭＲＩ造影剤として使用されるＡＧｕＩＸナノ粒子の容量を決定するために、ガドリニウム中の様々な濃度を有する試料を試験し、トルソコイル（２面可撓性６チャネルコイルアレイ）を用いてＭｕｌｔｉｈａｎｃｅ（Ｂｒａｃｃｏ）と比較した。試料の濃度を以下の表１に示す。
【0209】
【表1】
【0210】
ＶｉｅｗＲａｙ ＭＲＩｄｉａｎシステムは、外部放射線治療の目的で臨床的に使用されるため、ＡＧｕＩＸの使用専用の非常に適切な装置である。２Ｄコロナルスピンエコーシーケンスを使用した：ＴＲ＝４００ｍｓ、ＴＥ＝２０ｍｓ、フリップ角＝９０°、帯域幅＝５７．Ｈｚ／Ｐｘ、Ｍａｔｒｉｘ＝５１２×５１２、Ｓｌｉｃｅ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ＝３ｍｍ、Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ＝３５０×３５０×２６３ｍｍ、Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ａｖｅｒａｇｅｓ＝５。総取得時間は１２：３０分であった。
【0211】
画像化の１時間前に、ｍｕｌｔｉｈａｎｃｅおよびＡＧｕＩＸの溶液を、それぞれ０．５ｍｏｌ．Ｌ－１および１００ｇ．Ｌ－１のストック溶液からＰＰＩ水中で希釈することによって調製し、エッペンドルフ中に置いた。
【0212】
いずれの造影剤も低濃度で検出でき、０．３５Ｔでも造影剤として作用することができるものの、図４（ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎを用いたＭｕｌｔｉｈａｎｃｅ（Ａ）およびＡＧｕＩＸ（Ｂ）のＭＲＩポジティブシグナル）ならびに図５（ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎを用いたＭｕｌｔｉｈａｎｃｅおよびＡＧｕＩＸのシグナル強度）から分かるように、ＡＧｕＩＸ（５μＭ［Ｇｄ３＋］）の方がＭｕｌｔｉｈａｎｃｅ（２５μＭ［Ｇｄ３＋］）に比べて感度が良い。
【0213】
実施例４：ＶｉｅｗＲａｙ Ｌｉｎａｃ ＭＲＩのＭＲＩによる様々な濃度でのＡＧｕＩＸおよびＢｉ－ＡＧｕＩＸ（５０／５０）の検出の比較。
【0214】
別の超小型ナノ粒子が試験され、ＡＧｕＩＸナノ粒子と比較されている。ＡＧｕＩＸナノ粒子は、その表面にポリシロキサンマトリックスおよび共有結合グラフト化ガドリニウムキレート（ＤＯＴＡＧＡ（Ｇｄ３＋））を示す５ｎｍ未満のナノ粒子である。酸性条件下でＡＧｕＩＸナノ粒子を処理することにより、特許出願ＷＯ２０１８／１０７０５７に記載されている方法にしたがって、ガドリニウムの５０％が除去され、次いで、等量のビスマスで置き換えられて、Ｇｄ／Ｂｉ：５０／５０の比率を有する粒子が得られる。
【0215】
次いで、ナノ粒子を、溶液中で、寒天寒天を用いて、濃度を増加させながら混合する。次いで、Ｔ１重み付けされたシグナルは、ＭＲＩｄｉａｎ ＭＲ－Ｌｉｎａｃによって定量化される（図６：ＡＧｕＩＸ（Ａ）およびＢｉ－ＡＧｕＩＸ（５０／５０）（Ｂ）についてのＭＲＩシグナルの比較、ならびに図７：ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎを用いた平均シグナル強度（Ｃ）の定量化）。Ｂｉ－ＡＧｕＩＸ（５０／５０）と比較して、ＡＧｕＩＸについて約２倍高いシグナルが得られる。シグナルがより弱い場合であっても、Ｂｉ－ＡＧｕＩＸ（５０／５０）は、ＭＲ－Ｌｉｎａｃに対する関心を強調するＭＲＩにおいて非常に低い濃度で依然として検出可能である。より高い原子番号（８３対６４）を示すビスマスによるガドリニウムの置換は、より高い放射線増感効果をもたらし得る。
【0216】
実施例５：ＶｉｅｗＲａｙ Ｌｉｎａｃ ＭＲＩのＭＲＩによる腫瘍のインビボ検出。
【0217】
皮下非小細胞肺癌（ＮＳＣＬＣ、Ａ５４９）を有するマウスをＭＲＩｄｉａｎ ＭＲ－Ｌｉｎａｃを用いてＭＲＩにより画像化した。ＡＧｕＩＸの２つの投与方法を試験した：マウスあたり約６ｍｇのＡＧｕＩＸに対応する３００ｍｇ／ｋｇの用量を用いた、静脈内投与および腫瘍内投与。両方の投与について、腫瘍は、Ｔ１－重み付けシーケンスを用いて可視化することができる（図８：ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎおよびＴｒｕｅＦＩＳＰを用いたＡＧｕＩＸナノ粒子の静脈内投与後の皮下ＮＳＣＬＣ腫瘍の画像化（Ａ）またはＴ１－重み付け（Ｂ）（腫瘍は白色で、丸で囲む）。ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎおよびＴｒｕｅＦＩＳＰシーケンス（Ｃ）を用いたＡＧｕＩＸナノ粒子の腫瘍内投与後の皮下ＮＳＣＬＣ腫瘍の画像化）。ＡＧｕＩＸナノ粒子は５ｎｍに近い大きさを示す超小型ナノ粒子であり、腎臓によるそれらの取り込みは、両方の投与について追跡することもできる。
【図面の簡単な説明】
【0218】
【図1】投与量に対するＭＲＩ増強。グラフ上の各点は、１ｃｍを超える最長径を有する転移において測定されたＭＲＩ増強値に相当する。ＭＲＩ増強は、各用量、プールされた１５～３０ｍｇ／ｋｇ用量、プールされた５０～７５ｍｇ／ｋｇおよび１００ｍｇ／ｋｇの間で統計学的に異なっていることがわかった。
【図2】ＡＧｕＩＸ濃度に対するＭＲＩ増強。グラフ上の各点は、患者＃１３の１ｃｍを超える最長径を有する転移において測定されたＭＲＩ増強およびＡＧｕＩＸ濃度値に相当する。黒い曲線は、一連の点に適用される線形回帰に相当する。破線の曲線は９５％信頼帯に相当する。
【図3】ナノ粒子投与１週間後のＭＲＩ増強。患者＃１３のシグナル増強マップ（色分け）の一部を、患者への静脈注射の２時間後（左側画像）および１週間後（右側画像）に得られた元の３Ｄ Ｔ１強調画像に重ね合わせる。矢印はＡＧｕＩＸ増強転移を指している。
【図4】ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎを用いたＭｕｌｔｉｈａｎｃｅ（Ａ）およびＡＧｕＩＸ（Ｂ）のＭＲＩ陽性シグナル。
【図5】ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎを用いたＭｕｌｔｉｈａｎｃｅおよびＡＧｕＩＸのシグナルの強度。
【図6】ＡＧｕＩＸ（Ａ）およびＢｉ－ＡＧｕＩＸ（５０／５０）（Ｂ）のＭＲＩシグナルの比較。
【図7】ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎを用いた平均シグナル強度（Ｃ）の定量化。
【図8】ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎおよびＴｒｕｅＦＩＳＰ（Ａ）またはＴ１強調（Ｂ）を用いた、ＡＧｕＩＸナノ粒子の静脈内投与後の皮下ＮＳＣＬＣ腫瘍の画像（腫瘍は白色の丸で囲まれている）。ＶｉｅｗＲａｙのＭＲＩｄｉａｎおよびＴｒｕｅＦＩＳＰシークエンス（Ｃ）を用いたＡＧｕＩＸナノ粒子の腫瘍内投与後の皮下ＮＳＣＬＣ腫瘍の画像。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】