WO2022059602A1 - 生体情報の取得方法 - Google Patents

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敦郎 巽
優 高橋
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    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
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    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting

Definitions

  • the present invention relates to a method for acquiring biometric information.
  • the candidate compounds that can be used as pharmaceuticals only the compounds evaluated to be effective are selected by screening.
  • Drugs often bind to target substances such as receptors, enzymes, ion channels, and transporters in the body. Then, the drug reaches the cell, binds to the target substance, and then acts on the cell to show its medicinal effect. Therefore, the judgment as to whether the medicine has reached the target substance or whether the medicine that has reached the target substance has a medicinal effect is an important criterion in screening.
  • a method for investigating the efficacy of anticancer drugs a method for measuring the size of a tumor mainly by a nuclear medicine test is known.
  • imaging methods for measuring tumor size include positron emission tomography (PET), computed tomography (CT), and magnetic resonance imaging (MRI).
  • PET positron emission tomography
  • CT computed tomography
  • MRI magnetic resonance imaging
  • IHC immunohistochemistry
  • Patent Document 1 describes a method for detecting the distribution of a predetermined substance in a living body.
  • a specific probe compound and a radioactive substance are administered to a living body, and an image is taken with a PET device after a lapse of a predetermined time. Then, the distribution of a predetermined substance in a living body is detected from the acquired image.
  • Patent Document 2 describes a method for detecting a specific substance in a living body by an immunohistochemical staining method.
  • tissue cells of breast cancer tissue are collected from a breast cancer patient, and the breast cancer-related protein in the collected sample is labeled with fluorescent nanoparticles. Images labeled with breast cancer-related proteins are used to predict the complete pathological response of preoperative breast cancer therapy.
  • Patent Document 1 although the rough distribution of the drug in the body can be grasped, it is difficult to determine whether or not the drug has actually reached the target cell or the target protein, and it is also difficult to determine. It is not possible to determine whether or not the drug is effective against the target cells.
  • Patent Document 2 although it may be possible to determine whether or not a drug has a medicinal effect by detecting a substance or the like related to the action and effect of the drug from the collected tissue cells, which part of the body the drug is in the body. Unless the distribution of the drug in the body, such as whether it has reached the site, cannot be determined, it is not possible to determine from which site in the body the cell tissue should be collected.
  • An object of the present invention is to provide a method for acquiring biological information that can both confirm the existence of a drug and evaluate the action of the drug.
  • the method for acquiring biological information as one means for solving the above-mentioned problems includes a step of acquiring the first information regarding the distribution of the first substance in the living body or a part of the living body, and the living body or a part of the living body. Regarding the step of acquiring the second information regarding the distribution of the second substance in the region of interest, and the action and effect of either the first substance or the second substance based on the first information and the second information. It has a process of acquiring a third information.
  • FIG. 1 is a flowchart for explaining a method for acquiring biometric information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a flowchart for explaining a method for acquiring biometric information according to an embodiment of the present invention.
  • the method for acquiring biological information includes a step (S110) of acquiring first information regarding the distribution of a first substance in a living body or a part of a living body, and a living body.
  • first substance or the second substance is obtained based on the step (S120) of acquiring the second information regarding the distribution of the second substance in the region of interest in a part of the living body and the first information and the second information.
  • step (S130) of acquiring a third information regarding the action and effect of one substance is acquiring a third information regarding the action and effect of one substance.
  • the first substance is labeled with a radioactive substance or a magnetic substance, and the first information regarding the distribution of the first substance in a living body or a part of the living body is acquired.
  • the first information regarding the distribution of the first substance in a living body or a part of the living body is acquired.
  • a first substance labeled with a radioactive substance or a magnetic substance is photographed using a medical tomography device, and the distribution of the first substance in a living body or a part of the living body is measured.
  • the indicated image is acquired as the first information.
  • tomographic photographs of the first substance labeled with fluorescent dyes or fluorescent proteins, and image processing and reconstruction of them are performed to obtain the distribution of the first substance throughout the living body.
  • the image shown in 3D may be acquired as the first information.
  • the medical tomography apparatus is not particularly limited as long as it can acquire the first information regarding the distribution of the first substance.
  • the medical tomography apparatus is, for example, an X-ray CT apparatus, an MRI apparatus or a PET apparatus.
  • a radioactive substance is used to label the first substance
  • an MRI device is used, a magnetic substance is used to label the first substance.
  • the target for acquiring the first information may be the whole living body (whole body), or a part of the living body such as the upper body, the lower body, and the periphery of a specific organ.
  • the first substance examples include antibodies, antibody-drug conjugates (ADCs), drugs such as ordinary pharmaceutical compounds, substances on which drugs act (target substances), or substances produced by the action of drugs. Substances (medicinal efficacy markers) are included. Pharmaceuticals include substances that inhibit the replication of DNA in cells. Examples of pharmaceuticals include therapeutic agents for various diseases, especially anti-cancer agents.
  • the first substance may be one kind or a plurality of kinds. Examples of the first substance include a substance specifically expressed in a target cell (for example, cancer cell or immune cell) on which a drug acts, and a substance specifically expressed in cells other than the target cell involved in the action of the drug. Also included are cell markers such as substances that are specifically expressed in other cells present in the vicinity of the target cell.
  • the first information examples include which tissue and which tissue the first substance is transferred to, how much the first substance is accumulated, and to what extent the first substance is spread.
  • the number of times the first information is acquired is not particularly limited. The number of acquisitions of the first information may be once or may be a plurality of times.
  • the timing of acquiring the first information in the case of acquiring the first information once is after the administration of the first substance.
  • the timing of acquiring the first information may be once before the administration of the first substance and once after the administration of the drug, or may be multiple times after the administration of the first substance.
  • the distribution of the drug before the drug is administered to the living body and the distribution of the drug after the drug is administered to the living body can be obtained as the first information. Further, by acquiring the first information a plurality of times and comparing each of them, it is possible to obtain information on the change over time of the first substance.
  • a radioactive substance such as a radioactive isotope is modified for an antibody or a drug that specifically binds to a target substance (for example, cancer cells). Then, it is administered to a subject (living body) such as a human or an animal.
  • a subject living body
  • radioactive isotopes include 64 Cu, 124 I, 89 Zr. Then, after a lapse of a predetermined time after administration, the subject is photographed with a PET device to acquire an image.
  • the radioisotope to be used and the time from the administration of the drug to the acquisition of an image by the PET device are appropriately set according to the half-life of the radioisotope to be used and the purpose of observation or inspection.
  • the amount of the first substance may be further calculated from the acquired image.
  • a first region of interest for example, a region corresponding to an organ in which a target substance is present
  • the amount of the drug in the first region of interest is determined by the intensity of the corresponding radiation signal. It may be calculated from.
  • a calibration curve is used to convert the signal strength into the amount (weight) of the drug.
  • the first region of interest may be one directly designated by the user, or may be one extracted from an image taken by a PET device by image processing. When setting the first region of interest, the image taken by the X-ray CT apparatus of the subject may be further referred to.
  • the tumor area is calculated by combining the radioisotope signal based on the image taken by the PET device and the image taken by the X-ray CT device.
  • the amount of the medicine may be the amount of the radiation signal itself without being converted into the actual amount, or may be the amount per unit area instead of the total amount in the region of interest.
  • the tumor area can be calculated from the image taken by the PET device and the image taken by the X-ray CT device. , Increases and decreases in tumor area can be detected.
  • the first region of interest can be similarly set in the images obtained by the X-ray CT apparatus and the MRI apparatus, and the amount of the drug and the tumor area can be calculated.
  • the tumor region is set as the first region of interest.
  • the second information regarding the distribution of the second substance in the second area of interest in the living body or a part of the living body is acquired.
  • the second region of interest is determined based on the first information. For example, a place where the first substance is most accumulated (for example, a region where the amount of medicine is the highest: first information) or a place where the first substance is least accumulated (for example, a region where the amount of medicine is the lowest: first information). 1) Based on the information), the second area of interest for which the second information is acquired is specified.
  • the example of the second substance is the same as the example of the first substance, but the first substance and the second substance are not the same substance. That is, for example, when the first substance is a drug, the second substance is a substance involved in the action of the drug (for example, a substance on which the drug acts, a substance produced by the action of the drug, etc.). When the first substance is a substance on which a drug acts or a substance produced by the action of a drug, the second substance is a drug.
  • the second information can be observed, for example, by labeling with a fluorescent substance.
  • the method of labeling and observing with a fluorescent substance include a method by immunohistochemical staining with fluorescent nanoparticles (HSTT; High Sensitive Tissue Testing).
  • HSTT High Sensitive Tissue Testing
  • the sections taken out from the second region of interest were immunostained, and the second substance was visualized by a fluorescent label. Obtain an immunostained image.
  • fluorescent nanoparticles can be used as the fluorescent label.
  • Fluorescent integrated particles are based on particles made of organic or inorganic substances, and have a structure in which multiple phosphors (for example, fluorescent dyes and semiconductor nanoparticles) are contained therein and / or adsorbed on the surface thereof. It is a nano-sized particle.
  • fluorescent dyes constituting fluorescent nanoparticles include rhodamine dyes, Cy dyes, AlexaFluor® dyes, BODIPY dyes, squarylium dyes, cyanine dyes, aromatic ring dyes, and oxazine dyes.
  • Carbopyronine dyes, pyromesene dyes are included.
  • Examples of the material of the semiconductor nanoparticles constituting the phosphor-integrated nanoparticles include a group II-VI semiconductor, a group III-V semiconductor, or a group IV semiconductor.
  • the fluorescent substance integrated particles can be produced according to a known method.
  • a recognition substance for specifically binding to the second substance is added to the phosphor-accumulated particles.
  • the recognition substance is selected so that the phosphor-accumulated particles and the second substance are directly or indirectly bound to each other.
  • recognition substances include proteins such as nucleotide chains, avidin, streptavidin, antibodies, and low molecular weight compounds such as biotin.
  • an antibody primary antibody
  • the recognition substance is an antibody (secondary) that specifically binds to an antibody (primary antibody) that specifically binds to the second substance.
  • An antibody can be used, or a substance that specifically binds to the primary antibody can be used.
  • the second substance labeled with the fluorescent substance appears as a fluorescent bright spot.
  • the number of bright spots in the HSTT image correlates with the amount of second substance in the area to be measured.
  • the amount of the second substance can be calculated from the number of bright spots in the image obtained by HSTT.
  • the second information is information on the distribution of the second substance in the second region of interest.
  • the second information is the distribution of the target substance, drug efficacy marker, cell marker, etc. in the second region of interest when the first substance is a drug.
  • the second information is the distribution of the drug in the second region of interest when the first substance is a target substance, a drug efficacy marker, a cell marker, or the like. This makes it possible to determine whether or not the drug has reached the second region of interest.
  • the third information regarding the action and effect of either the first substance or the second substance is acquired based on the first information and the second information.
  • Examples of the third information include the presence or absence of drug efficacy, the presence or absence of side effects, and the dose of the drug necessary for exerting the drug efficacy.
  • the pattern for obtaining the third information is shown below.
  • the first information the presence of a drug is detected by detecting a signal derived from the drug in the first region of interest from an image taken by a medical tomography apparatus.
  • the second information for example, a drug efficacy marker in the second region of interest is detected from the image labeled with the fluorescent substance. If the drug has reached the first region of interest (first information) and the drug efficacy marker is detected in the second region of interest (second information), the drug has the action and effect of the reached drug, so that the drug has a medicinal effect.
  • Judge third information.
  • the first information images taken before and after drug administration are acquired by a medical tomography apparatus. Further, based on the acquired images taken by the PET device before and after the administration of the drug, it is determined whether or not the area of the first region of interest is reduced before and after the administration of the drug.
  • the second information the presence of the target substance, drug efficacy marker or cell marker in the second region of interest after drug administration is detected from the image labeled with the fluorescent substance. In this case, when the area of the first region of interest is reduced before and after the administration of the drug (first information) and the presence of the drug efficacy marker is detected in the second region of interest after administration (second information), the drug is considered to have efficacy. Judgment (third information).
  • the amount of the medicine in the first region of interest is acquired from the image taken by the medical tomography apparatus.
  • the amount of the target substance, the drug efficacy marker or the cell marker in the second region of interest is calculated from the image labeled with the fluorescent substance.
  • the medicinal action or mechanism of action calculated from the amount of the drug in the first region of interest (the amount of the drug that reached the first region of interest: the accumulated amount) and the amount of the target substance, drug efficacy marker or cell marker in the second region of interest. Dosages can be determined or side effects can be predicted based on the amount (effective amount) of the confirmed drug.
  • the dose is determined, for example, by calculating the ratio of the effective dose to the dose (known) and also referring to the minimum effective dose (known) necessary for exerting the therapeutic effect. Therefore, the minimum required dose can be calculated (third information). Further, for example, in the step of acquiring the second information (S120), in addition to the second substance (target substance, drug efficacy marker, cell marker, etc.), a labeling substance different from the labeling substance that labels the second substance (for example, for example).
  • the drug in the second region of interest may also be labeled with a fluorescent substance having a different emission wavelength, etc., and the amount of the drug in the second region of interest may be obtained. In this case, since the effective amount can be calculated not from the amount of the second substance in the second region of interest but from the amount of the drug in the second region of interest, the dose can be calculated more accurately.
  • the presence of the drug in the first region of interest is detected from the image taken by the medical tomography apparatus.
  • the target substance, the drug efficacy marker or the cell marker in the second region of interest and another drug efficacy marker or another cell marker in the second interest region are detected from the image labeled with the fluorescent substance.
  • Other medicinal markers or other cellular markers are substances for inferring side effects. If a drug is detected in the first region of interest (first information) and a drug efficacy marker or cell marker and another drug efficacy marker or other cell marker are detected in the second region of interest (second information), side effects occur. It can be evaluated that it may occur (third information).
  • the medicine in another first interest area (for example, other organs) other than the first interest area originally to be reached by the medicine is also detected from the image taken by the medical tomography apparatus.
  • the target substance, the drug efficacy marker or the cell marker in the other second interest region determined based on the other first interest region is also detected from the image labeled with the fluorescent substance. For example, a drug is detected in the first region of interest and another region of interest (first information), but a target substance is detected in the second region of interest, whereas the target substance is detected in the other region of interest. If the target substance is not detected (second information), it can be evaluated that side effects may occur (third information).
  • the drug may be further detected as the second information.
  • the drug was detected as the first information and the target substance, drug efficacy marker or cell marker was detected as the second information, but the target substance, drug efficacy marker or cell marker was detected as the first information.
  • the cell marker may be detected and the drug may be detected as the second information. Even in this case, the third information indicating the action and effect of the medicine can be obtained.
  • the second information regarding the action mechanism of the drug is acquired based on the first information of the first substance, and the action and effect of the drug are related based on the first information and the second information.
  • the action and effect of the drug can be evaluated.
  • the method for confirming the effect of a drug according to the present embodiment is useful for, for example, screening of a drug, proof of the mechanism of action of a drug, evaluation of toxicity of a drug, and the like.

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Abstract

本発明の生体情報の取得方法は、生体または生体の一部における第１物質の分布に関する第１情報を取得する工程と、生体または生体の一部のうちの関心領域における第２物質の分布に関する第２情報を取得する工程と、第１情報および第２情報に基づいて、第１物質および第２物質のどちらか一方の作用効果に関する第３情報を取得する工程と、を有する。

Description

生体情報の取得方法
　本発明は、生体情報の取得方法に関する。
　医薬となる候補の化合物からは、スクリーニングにより、有効と評価された化合物のみ選定される。医薬は、生体内の受容体、酵素、イオンチャネル、トランスポーターなどの標的物質に結合することが多い。そして、医薬は細胞に到達し、標的物質に結合した後、細胞に作用することで薬効を示す。したがって、医薬が標的物質に到達したか、または到達した医薬が薬効を示すかなどの判断は、スクリーニングにおいて重要な判断基準である。
　抗がん剤などの薬効を調べる方法として、主に腫瘍の大きさを核医学的な検査により測定する方法が知られている。腫瘍の大きさを測定するための撮影方法の例には、陽電子放出断層撮影法（ＰＥＴ：Ｐｏｓｉｔｒｏｎ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ：Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｉｍａｇｉｎｇ）が含まれる。また、医薬投与後の組織中に含まれる医薬の局在を調べる方法として、免疫組織染色（ＩＨＣ：Ｉｍｍｕｎｏｈｉｓｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）法が用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。また、生体内における特定の物質（例えば前述した標的物質など）の存在を検出するための方法として、蛍光ナノ粒子や蛍光体集積粒子を用いた方法が知られている。
　特許文献１には、生体における所定の物質の分布を検出する方法が記載されている。特許文献１の方法では、特定のプローブ化合物および放射線物質を生体に投与し、所定時間経過後にＰＥＴ装置により撮影する。そして、取得した画像から、所定の物質の生体における分布を検出している。
　特許文献２には、生体内における特定の物質を免疫組織染色法により検出する方法が記載されている。特許文献２の方法では、乳がん患者から乳がん組織の組織細胞を採取し、採取した検体中の乳がん関連タンパク質を蛍光ナノ粒子で標識している。乳がん関連タンパク質が標識された画像は、乳がん術前療法の病理学的完全奏効の予測に使用される。
米国特許出願公開第２０１９／０１９２６９７号明細書 特開２０１８－０８４５６８号公報
　しかしながら、上述したように特許文献１では、医薬の体内における大まかな分布を把握できるが、医薬が実際に標的細胞または標的タンパク質などに到達したか否かを判定することが困難であり、また、標的細胞に薬効を示しているか否かを判定できない。一方、特許文献２では、採取した組織細胞から、医薬の作用効果に関わる物質などを検出することにより、医薬が薬効を示しているか否かを判定できる可能性はあるものの、医薬が体内のどの部位に到達したかなどの医薬の体内における分布を把握できない限り、体内のどの部位から細胞組織を採取すればよいかを判断できない。また、特許文献２の方法により医薬の体内における大まかな分布を把握しようとすれば、体内における複数の部位（例えば複数の臓器など）から組織細胞を採取する必要がある。この場合、工数が膨大になるとともに、実験動物や受検者への負担も大きくなるため、現実的ではない。このように、従来の方法では、医薬の存在（体内における分布など）の確認と、当該医薬の作用の評価（医薬作用の有無の確認や、作用メカニズムの発揮の有無の確認など）とを両立させることが困難であった。
　本発明の目的は、医薬の存在の確認と、医薬の作用の評価とを両立して行える生体情報の取得方法を提供することである。
　上記の課題を解決するための一手段としての生体情報の取得方法は、生体または生体の一部における第１物質の分布に関する第１情報を取得する工程と、前記生体または前記生体の一部のうちの関心領域における第２物質の分布に関する第２情報を取得する工程と、前記第１情報および前記第２情報に基づいて、前記第１物質および前記第２物質のどちらか一方の作用効果に関する第３情報を取得する工程と、を有する。
　本発明によれば、医薬の存在の確認と、医薬の作用の評価とを両立できる。
図１は、本発明の一実施の形態に係る生体情報の取得方法を説明するためのフローチャートである。
　以下、本発明の一実施の形態に係る生体情報の取得方法について、添付した図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明の一実施の形態に係る生体情報の取得方法を説明するためのフローチャートである。
　図１に示されるように、本発明の一実施の形態に係る生体情報の取得方法は、生体または生体の一部における第１物質の分布に関する第１情報を取得する工程（Ｓ１１０）と、生体または生体の一部のうちの関心領域における第２物質の分布に関する第２情報を取得する工程（Ｓ１２０）と、第１情報および第２情報に基づいて、第１物質および第２物質のどちらか一方の物質の作用効果に関する第３情報を取得する工程（Ｓ１３０）とを有する。
　第１情報を得る工程（Ｓ１１０）では、放射線物質または磁気物質を用いて第１物質を標識して、生体または生体の一部における第１物質の分布に関する第１情報を取得する。例えば、第１情報を得る工程（Ｓ１１０）では、医用断層撮影装置を用いて、放射線物質または磁気物質により標識された第１物質を撮影し、生体または生体の一部における第１物質の分布を示す画像を第１情報として取得する。また、モノクロカメラを搭載した専用装置を用いて、蛍光色素または蛍光タンパク質等により標識された第１物質を断層撮影し、それらを画像処理、再構成することにより生体全体における第１物質の分布を３Ｄで示す画像を第１情報として取得してもよい。
　医用断層撮影装置は、第１物質の分布に関する第１情報を取得できれば特に限定されない。医用断層撮影装置は、例えばＸ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置またはＰＥＴ装置である。ＣＴ装置およびＰＥＴ装置を用いる場合には放射線物質を用いて第１物質を標識し、ＭＲＩ装置を用いる場合には磁気物質を用いて第１物質を標識する。
　第１情報の取得対象は、生体の全体（全身）でもよいし、上半身や下半身、特定の臓器の周辺などの生体の一部でもよい。
　第１物質の例には、抗体、抗体薬物複合体（ＡＤＣ；ａｎｔｉｂｏｄｙ－Ｄｒｕｇ　Ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）、通常の医薬化合物などの医薬、医薬が作用する物質（標的物質）、または医薬が作用することにより生成される物質（薬効マーカー）が含まれる。医薬は、細胞内におけるＤＮＡの複製を阻害する物質を含む。医薬の例には、各種疾病の治療薬、特に抗癌剤が含まれる。第１物質は、１種類でもよいし、複数種類でもよい。また、第１物質の例には、医薬が作用する標的細胞（例えば、がん細胞または免疫細胞）に特異的に発現する物質、医薬の作用に関与する標的細胞以外の細胞に特異的に発現する物質、標的細胞の近傍に存在する他の細胞に特異的に発現する物質などの細胞マーカーも含まれる。
　第１情報の例には、第１物質がどの組織やどの組織に移行しているか、第１物質がどの程度集積しているか、第１物質がどの程度の範囲に広がっているかが含まれる。なお、第１情報を取得する回数は、特に限定されない。第１情報の取得回数は、一回でもよいし、複数回でもよい。例えば、第１物質が医薬である場合、第１情報を一回取得する場合における第１情報を取得するタイミングは、第１物質の投与後であることが好ましい。第１情報を複数回取得する場合における第１情報を取得するタイミングは、第１物質の投与前および医薬の投与後にそれぞれ一回ずつでもよいし、第１物質の投与後に複数回でもよい。具体的には、医薬が生体に投与される前の医薬の分布と、医薬が生体に投与された後の医薬の分布とを第１情報として取得できる。また、第１情報を複数回取得し、それぞれを比較することで、第１物質の経時的変化の情報を得ることができる。
　例えば、ＰＥＴ装置により撮影した画像から第１情報を得る場合には、標的物質（例えば、がん細胞）と特異的に結合する抗体や医薬などに対して放射性同位体などの放射線物質を修飾して、ヒトや動物などの被検体（生体）に投与する。放射性同位体の例には、６４Ｃｕ、１２４Ｉ、８９Ｚｒが含まれる。そして、投与して所定時間経過後、被検体をＰＥＴ装置により撮影して画像を取得する。使用する放射性同位体と、医薬の投与後からＰＥＴ装置により画像を取得するまでの時間とは、使用する放射性同位体の半減期と、観察や検査の目的とに応じて適宜設定する。
　取得した画像から、第１物質の量をさらに算出してもよい。例えば、医薬（第１物質）を含む第１関心領域（例えば、標的物質が存在する臓器に対応する領域）を設定し、第１関心領域における医薬の量を、それに対応する放射線シグナルの強さから算出してもよい。例えば、検量線を用いて、シグナルの強さを医薬の量（重さ）に換算する。第１関心領域は、ユーザーにより直接指定されたものでもよく、画像処理によりＰＥＴ装置により撮影された画像より抽出されたものでもよい。なお、第１関心領域を設定するときに、被検体のＸ線ＣＴ装置により撮影した画像をさらに参照してもよい。被検体のＸ線ＣＴ装置により撮影した画像をさらに参照した場合、ＰＥＴ装置により撮影した画像に基づく放射性同位体のシグナルと、Ｘ線ＣＴ装置により撮影した画像とを組み合わせることで、腫瘍面積を算出できる。また、医薬（第１物質）の量は、実際の量に換算せずに放射線シグナルそのものの量でもよく、また、関心領域における総量でなく単位面積当たりの量でもよい。被検体のＸ線ＣＴ装置により撮影した画像をさらに参照した場合、ＰＥＴ装置により撮影した画像およびＸ線ＣＴ装置により撮影した画像から腫瘍面積を算出できるため、第１情報を複数回取得することにより、腫瘍面積の増加および減少を検知できる。なお、Ｘ線ＣＴ装置およびＭＲＩ装置により得られた画像でも同様に第１関心領域を設定でき、医薬の量や腫瘍面積を算出できる。
　なお、第１物質として、薬効マーカーまたは細胞マーカーを用いた場合には、例えば腫瘍領域を第１関心領域として設定する。
　第２情報を取得する工程（Ｓ１２０）では、生体または前記生体の一部のうちの第２関心領域における第２物質の分布に関する第２情報を取得する。
　第２関心領域は、第１情報に基づいて決められることが好ましい。例えば、第１物質が最も集積している箇所（例えば、医薬の量が最も多い領域：第１情報）または第１物質が最も集積していない箇所（例えば、医薬の量が最も少ない領域：第１情報）に基づいて、第２情報を取得する第２関心領域を特定する。
　第２物質の例は、第１物質の例と同じであるが、第１物質と第２物質とは、同じ物質ではない。すなわち、例えば、第１物質が医薬の場合、第２物質は、医薬の作用に関与する物質（例えば、医薬が作用する物質、医薬が作用することにより生成される物質など）である。また、第１物質が医薬が作用する物質または医薬が作用することにより生成される物質などの場合、第２物質は、医薬である。
　第２情報は、例えば蛍光物質で標識することで観察できる。蛍光物質で標識して観察する方法の例には、蛍光ナノ粒子による免疫組織化学染色による方法（ＨＳＴＴ；Ｈｉｇｈ　Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　Ｔｉｓｓｕｅ　Ｔｅｓｔｉｎｇ）が含まれる。蛍光ナノ粒子による免疫組織化学染色による方法は、例えば医薬を投与してから一定時間が経過した後、第２関心領域から取り出した切片を免疫染色して、第２物質が蛍光標識により可視化された免疫染色像を得る。
　また、蛍光標識としては、蛍光ナノ粒子を使用できる。蛍光体集積粒子は、有機物または無機物でできた粒子を母体とし、複数の蛍光体（例えば蛍光色素や半導体ナノ粒子）がその中に内包されているおよび／またはその表面に吸着している構造を有する、ナノサイズの粒子である。蛍光ナノ粒子を構成する蛍光色素の例には、ローダミン系色素、Ｃｙ系色素、Ａｌｅｘａ　Ｆｌｕｏｒ（登録商標）系色素、ＢＯＤＩＰＹ系色素、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、芳香環系色素、オキサジン系色素、カルボピロニン系色素、ピロメセン系色素が含まれる。蛍光体集積ナノ粒子を構成する半導体ナノ粒子の素材の例には、ＩＩ－ＶＩ族半導体、ＩＩＩ－Ｖ族半導体、またはＩＶ族半導体が含まれる。蛍光体集積粒子は、公知の方法に従って作製できる。
　蛍光体集積粒子には、第２物質と特異的に結合するための認識物質が付加される。認識物質は、蛍光体集積粒子と第２物質とが直接的にまたは間接的に結合するように選択される。認識物質の例には、ヌクレオチド鎖、アビジン、ストレプトアビジン、抗体などのタンパク質や、ビオチンなどの低分子化合物が含まれる。蛍光体集積粒子と第１物質とが直接的に結合する場合には、第１物質と特異的に結合する抗体（一次抗体）を認識物質として用いることができる。一方、蛍光体集積粒子と第２物質とが間接的に結合する場合には、認識物質としては、第２物質と特異的に結合する抗体（一次抗体）と特異的に結合する抗体（二次抗体）を用いることもできれば、一次抗体と特異的に結合する物質を用いることもできる。
　ＨＳＴＴによる免疫染色像において、蛍光物質により標識された第２物質は蛍光輝点として表れる。ＨＳＴＴによる画像における輝点数は、測定する領域における第２物質の量と相関する。ＨＳＴＴによる画像における輝点数から、第２物質の量を算出できる。
　第２情報は、第２関心領域における第２物質の分布に関する情報である。第２情報は、第１物質が医薬の場合には、第２関心領域における標的物質、薬効マーカーまたは細胞マーカーなどの分布である。これにより、第２関心領域における第２物質の存在や量を検出できるため、医薬作用の有無や、作用メカニズムを確認できる。また、第２情報は、第１物質が標的物質、薬効マーカーまたは細胞マーカーなどの場合には、第２関心領域における医薬の分布などである。これにより、第２関心領域に医薬が到達しているか否かを判断できる。
　第３情報を得る工程（Ｓ１３０）では、第１情報および第２情報に基づいて、第１物質および第２物質のどちらか一方の物質の作用効果に関する第３情報を取得する。
　第３情報の例には、薬効の有無、副作用の有無、薬効を発揮するために必要な医薬の投与量が含まれる。
　第３情報を得るパターンを以下に示す。
　（１）第１情報として、医用断層撮影装置により撮影した画像から、第１関心領域における医薬由来のシグナルを検出することで医薬の存在を検出する。第２情報として、蛍光物質で標識した画像から、第２関心領域における例えば薬効マーカーを検出する。医薬が第１関心領域に到達しており（第１情報）、かつ第２関心領域において薬効マーカーが検出されれば（第２情報）、到達した医薬による作用および効果も有するため、薬効ありと判断する（第３情報）。
　（２）第１情報として、医用断層撮影装置により、医薬投与前後において撮影した画像をそれぞれ取得する。また、取得した医薬投与前後のＰＥＴ装置により撮影した画像に基づいて、医薬投与前後で第１関心領域の面積が縮小したか否かを判断する。第２情報として、蛍光物質で標識した画像から、医薬投与後の第２関心領域における標的物質、薬効マーカーまたは細胞マーカーの存在を検出する。この場合、医薬投与前後で第１関心領域の面積が縮小し（第１情報）、かつ投与後の第２関心領域において薬効マーカーの存在が検出された場合に（第２情報）、薬効ありと判断する（第３情報）。
　（３）第１情報として、医用断層撮影装置により撮影した画像から、第１関心領域における医薬の量を取得する。第２情報として、蛍光物質で標識した画像から、第２関心領域における標的物質、薬効マーカーまたは細胞マーカーの量を算出する。第１関心領域における医薬の量（第１関心領域に到達した医薬の量：蓄積量）と、第２関心領域における標的物質、薬効マーカーまたは細胞マーカーの量から算出された医薬作用または作用メカニズムが確認された医薬の量（有効量）とに基づいて投与量を決定しまたは副作用を予測できる。投与量の決定は、例えば、投与量（既知）に対する有効量の比率を算出するとともに、治療効果を発揮するために必要最低限の有効量（既知）をも参照すれば、治療効果を発揮するために必要最低限の投与量を算出できる（第３情報）。また、例えば第２情報を取得する工程（Ｓ１２０）においては、第２物質（標的物質、薬効マーカー、細胞マーカーなど）に加えて、第２物質を標識する標識物質とは異なる標識物質（例えば、発光波長の異なる蛍光物質など）により、第２関心領域における医薬をも標識し、第２関心領域における医薬の量を取得してもよい。この場合、有効量を、第２関心領域における第２物質の量からではなく、第２関心領域における医薬の量から算出できるため、投与量をより正確に算出できる。
　（４）第１情報として、医用断層撮影装置により撮影した画像から、第１関心領域における医薬の存在を検出する。第２情報として、蛍光物質で標識した画像から、第２関心領域における標的物質、薬効マーカーまたは細胞マーカーと、第２関心領域における他の薬効マーカーまたは他の細胞マーカーを検出する。他の薬効マーカーまたは他の細胞マーカーは、副作用を推測するための物質である。第１関心領域で医薬が検出され（第１情報）、第２関心領域で薬効マーカーまたは細胞マーカーと、他の薬効マーカーまたは他の細胞マーカーとが検出されれば（第２情報）、副作用が発生する可能性があると評価できる（第３情報）。
　（５）第１情報として、医用断層撮影装置により撮影した画像から、本来医薬が到達予定の第１関心領域でない他の第１関心領域（例えば、他の臓器など）における医薬をも検出する。第２情報として、蛍光物質で標識した画像から、他の第１関心領域に基づいて決定された他の第２関心領域における標的物質、薬効マーカーまたは細胞マーカーをも検出する。例えば、第１関心領域および他の第１関心領域では医薬が検出される（第１情報）が、第２関心領域においては標的物質が検出されるのに対し、他の第２関心領域においては標的物質が検出されない場合に（第２情報）、副作用が発生する可能性があると評価できる（第３情報）。
　なお、（１）～（５）の例において、第２情報として医薬をさらに検出してもよい。
　（６）（１）～（５）の例では、第１情報として医薬を検出し、第２情報として標的物質、薬効マーカーまたは細胞マーカーを検出したが、第１情報として標的物質、薬効マーカーまたは細胞マーカーを検出し、第２情報として医薬を検出してもよい。この場合においても、医薬の作用効果を示す第３情報を取得できる。
　（効果）
　以上のように、本発明によれば、第１物質の第１情報に基づいて、医薬の作用メカニズムに関する第２情報を取得し、第１情報および第２情報に基づいて、医薬の作用効果に関する第３情報を得るため、医薬の作用効果を評価できる。
　本出願は、２０２０年９月１６日出願の特願２０２０－１５５７８９に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
　本実施の形態に係る医薬の効果の確認方法は、例えば、医薬のスクリーニング、医薬の作用機序の証明、医薬の毒性評価などに有用である。
 

Claims (10)

  1. 　生体または生体の一部における第１物質の分布に関する第１情報を取得する工程と、
    　前記生体または前記生体の一部のうちの関心領域における第２物質の分布に関する第２情報を取得する工程と、
    　前記第１情報および前記第２情報に基づいて、前記第１物質および前記第２物質のどちらか一方の作用効果に関する第３情報を取得する工程と、
    　を有する、
    　生体情報の取得方法。
  2. 　前記第１物質および前記第２物質のいずれか一方は、医薬である、請求項１に記載の生体情報の取得方法。
  3. 　前記第１物質は、前記生体に投与された前記医薬であり、
    　前記第２物質は、前記医薬が作用する物質、または前記医薬が作用することにより生成される物質である、
    　請求項２に記載の生体情報の取得方法。
  4. 　前記第１物質は、前記医薬が作用する物質、または前記医薬が作用することにより生成される物質であり、
    　前記第２物質は、前記生体に投与された前記医薬である、
    　請求項２に記載の生体情報の取得方法。
  5. 　前記第１情報を取得する工程では、前記医薬が前記生体に投与される前の前記医薬の分布と、前記医薬が前記生体に投与された後の前記医薬の分布とを前記第１情報として取得する、請求項３に記載の生体情報の取得方法。
  6. 　前記第１情報を取得する工程および前記前記第２情報を取得する工程では、どちらか一方が放射線物質または磁気物質を用いて前記第１物質または前記第２物質を標識することにより前記第１情報または前記第２情報を取得し、他方が蛍光物質を用いて前記第１物質または前記第２物質を標識することにより前記第１情報または前記第２情報を取得する、請求項１に記載の生体情報の取得方法。
  7. 　前記第１情報を取得する工程では、医用断層撮影装置を用いて、前記放射線物質または磁気物質により標識された前記第１物質を撮影することにより前記第１情報を取得する、請求項６に記載の生体情報の取得方法。
  8. 　前記第２情報を取得する工程では、蛍光顕微鏡を用いて、前記蛍光物質により標識された前記第２物質を撮影することにより前記第２情報を取得する、請求項６に記載の生体情報の取得方法。
  9. 　前記医用断層撮影装置は、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置またはＰＥＴ装置である、請求項７に記載の生体情報の取得方法。
  10. 　前記関心領域は、前記第１情報に基づいて決められる、請求項１～９のいずれか一項に記載の生体情報の取得方法。
     
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