“生細胞での有機合成化学”による新しい乳がん術中迅速診断法（CTS法）の臨床試験を開始

大阪大学 大学院医学系研究科 乳腺・内分泌外科の多根井智紀講師、島津研三教授らの研究グループは、東京工業大学が開発した化学プローブの試薬を用いて、乳がんの乳腺温存切除断端の生組織に直接染色を行う、生細胞を用いた新しい乳がん術中迅速診断法（Click-To-SENSE^[用語2]、以下CTS法）を開発しました。また、2024年3月末よりKBCSG-TR^[用語3]グループの関連施設にて乳がんの乳房温存手術に対して多施設臨床性能試験を開始しました^（※1）。

この化学プローブ（CTSプローブ）は、東京工業大学 物質理工学院 応用化学系の田中克典教授（理化学研究所 開拓研究本部 田中生体機能合成化学研究室 主任研究員、応用化学系ライフエンジニアリングコース 主担当）が開発した、がん細胞内で高濃度に発生するアクロレイン^[用語4]に対して、複数の有機合成化学反応を選択的に行うことにより、がんの有無を特異的に蛍光染色できるものです^（※2）。

現在、手術中の迅速診断を行う場合には、病理医が顕微鏡でがん細胞の有無を診断する必要があり、その手術の間、病理医は待機する必要があります。また1回の検査には数十分を要し、この間、全身麻酔の状況の患者と執刀医も結果を待つ必要があります。今回のCTS法は、病理医による診断を必要としない新技術であり、手術中に生組織を直接染色して得られた捺印スライドを蛍光顕微鏡にて撮影を行い、その蛍光画像を判定する診断法です。

また、今回の臨床試験と並行して、大阪大学 大学院情報科学研究科 瀬尾茂人准教授と共同研究を行い、人工知能（AI）を用いた画像診断の手法を開発することで、病理医を必要としない現状の乳がん手術手技を超える効率的な術中迅速診断法の確立を目指しています。これにより、今後、このCTS法が実用化されることになれば、病理医が不在の病院での術中迅速診断が可能となることが期待されます。また、CTS法は、さまざまながんに対する迅速診断へ応用できる可能性があると考えられています。

多施設臨床試験の詳細については、以下の臨床研究等提出・公開システム（JRCT）にて公開されています。

• アジドプローブを用いた生細胞染色による乳がんの乳房温存手術の切除断端に対する術中迅速診断「CTS（Click-to-sense）法」の多施設共同による前向き臨床試験｜臨床研究等提出・公開システム（JRCT）

現在のところ、手術中にがんの有無を診断する場合には、病理医が顕微鏡で診断する必要があります。この検査方法では、病理医は手術の間、待機する必要があります。また1回の検査には数十分程度を要してしまい、この結果が返ってくるまで、全身麻酔の状況の患者と執刀医も結果を待つ必要があります。

これまで、研究グループはがん細胞でアクロレインが異常に高濃度で発生することを発見しています。そこでがん細胞内でアクロレインと複数の有機合成化学反応を選択的に実施することにより、がん細胞のみを蛍光染色できる化学プローブ（Click-To-SENSE（CTS）プローブ（技術））を開発しました。このCTSプローブは、手術中に採取した患者の乳がん組織においても、直接振りかけるだけで生組織内のがん細胞のみを迅速に染色することが可能であり、病理診断と同様のがん細胞の形態を確認することに成功しています。

研究グループでは、2024年3月末よりKBCSG-TRの関連施設にてシスメックス株式会社の製造したCTSプローブを用いた乳がんの乳房温存手術の切除断端に対する捺印スライドによる診断に関する多施設共同臨床試験を開始しました。

今回の臨床試験では、130例の乳がん手術（術前薬物療法後手術30例を含む）を対象にCTS法の診断結果と、実臨床の病理診断結果（術後永久病理組織診断・術中迅速凍結組織診断）と比較することによってCTS法の診断精度を確認します。

さらに大阪大学大学院情報科学研究科の瀬尾准教授の下、CTS法の蛍光画像を用いて、AIを用いたDeep Learningでの解析を行いCTS法の蛍光画像診断システムの構築を目指します。

多施設臨床試験により、術中迅速診断に対してCTS法が高い診断精度を持つことが分かり、AIを用いたCTS法の蛍光画像診断システムを構築することができれば、今後、実臨床への導入の可能性が期待されます。またCTS法が実用化することにより、病理医を必要としない診断が可能になり、病理医が不在の病院での術中迅速診断が可能となることが期待されます。「生細胞内での有機合成化学」という画期的なコンセプトのもとに実現されたCTS法は、将来さまざまな他のがんに対する迅速診断へ応用できる可能性があります。

• 特記事項

• 用語説明

[用語1] 術中迅速診断 : 手術中の限られた時間内に、身体の病変が腫瘍であるかどうか、腫瘍であればそれが良性か悪性か等を調べたり、がんの病変の取り残しがないか等について「病理組織学」という学問に基づいた調査を行うことを指す。

[用語2] Click-To-SENSE : 3つの窒素が直線に並んだ構造をアジドというが、このアジドが細胞内でアクロレインと複数の有機合成化学反応を起こし、最終的に細胞内に共有結合を起こす。これを利用して、蛍光基や放射線をがん細胞に留めてがんを染色する報告者らの化学技術。

• 有機合成反応で乳がん手術を改革～迅速・簡易・安価な
  手術中がん診断技術を世界基準へ～｜大阪大学医学系研究科・医学部

[用語3] KBCSG-TR : Kinki Breast Cancer Study Group-Translational Research。関連施設および参加者：大阪府立病院機構大阪国際がんセンター 中山貴寛 乳腺外科主任部長、大阪警察病院 吉留克英 乳腺内分泌外科部長。

[用語4] アクロレイン : アルデヒド基が二重結合（または三重結合）と炭素―炭素結合を介してつながった構造を持つ化合物を不飽和アルデヒドといい、アルデヒド基につながる二重結合が、全て水素に置換されている分子がアクロレインである。2016年に報告者らは、患者様の検体を含め、さまざまながんでアクロレインが高濃度で普遍的に発生していることを世界に先駆けて発見した。

• アクロレインの可視化に成功｜理化学研究所