放射性医薬品製造：医療画像診断と介入療法のための学際的な取り組み

核医学は、放射性核種または放射性トレーサーを高度に専門化された画像診断装置と組み合わせて使用し、放射性核種の経口、吸入、または静脈内投与後の体内放出を検出する医学的専門分野である。放射性トレーサーは、短寿命の医療用アイソトープをキャリア分子に強固に結合させた薬剤である。キャリア分子は放射性同位元素を特定の臓器、組織、細胞に輸送する。放射性物質が特定の臓器や組織にどの程度吸収されるかは、研究対象の臓器や組織の機能レベルを示す。これは、核医学の分野で使用される2つの最も一般的な画像モダリティ、すなわち単光子放出コンピュータ断層撮影（SPECT）と陽電子放出断層撮影（PET）スキャンによって検出することができます。この記事では、放射性医薬品の製造について詳しく説明します。

放射性トレーサーは、日常的な臨床使用に供される前に、患者の体内で無害であることと、治療目的に対する有用性を証明しなければならない（従来の医薬品と同様）。この実証プロセスは、米国では食品医薬品局（FDA）、欧州では欧州医薬品庁（EMA）によって厳しく規制されている。承認されると、これらの放射性トレーサーは放射性医薬品となります。

放射性医薬品 製造の用途

放射性医薬品は主に核医学の分野で治療と診断の両方の目的で使用されるが、以下に簡単に説明する：

A. 治療目的

過去数十年間、診断用放射性医薬品と並んで、製薬部門は治療用核医薬品にも広く注目しています。治療用核医薬品には、非侵襲的治療や標的アプローチなど、いくつかの利点があります。標的アプローチでは、アルファ線やベータ線を放出する短距離粒子によって、特定の疾患部位に治療量の電離放射線を照射する一方、周囲の健康な細胞への放射線量を最小限に抑えることができる。放射性医薬品はその有効性が証明されているため、主に腫瘍性疾患の治療に用いられている。さらに、放射性医薬品は骨疼痛の緩和にも使用され、骨転移に伴う疼痛に苦しむがん患者のQOLを大幅に改善し、関節リウマチに見られるような関節痛の治療にも用いられている。次世代の薬物複合体の中には、神経内分泌腫瘍治療のためのペプチド受容体放射性核種療法など、放射性核種を使用するものもある。

B. 核医学イメージング／診断

診断用途では、放射性標識からの放出により検出可能な低濃度の放射性分子を放射性トレーサーとして生体系に添加し、これらの分子の代謝、生体内動態、生体内分布を調べる。この濃度は、調査中のプロセスの構成を変化させないような方法で生物系に添加される。通常、イメージングに使用されるアイソトープから放出される放射線は、放射性崩壊と通常の体内排泄により、1日後には完全に消滅する。

一般的に使用される放射線画像法-SPECTとPET

以下のセクションでは、業界で使用されているSPECTとPET技術に関する簡単な情報を提供する：

A. A．単一光子放射コンピュータ断層撮影法

SPECTスキャンでは、コンピュータが患者の体内に注入された放射性医薬品の分布の三次元（3D）（断層）画像を生成する。注入された放射性医薬品は、可視光よりも比較的波長の低いガンマ線を放出する。そのため、SPECTイメージャーには、トレーサーから放出される電磁放射を検出し、3D画像を生成するのに役立つカメラ検出器が装備されています。カメラは回転ガントリーに取り付けられ、検出器はパレットに横たわった患者の周囲を狭い円を描くように移動する。放射性医薬品の製造によく使われるSPECT放射性核種には、Ga-67、Cu-67、Tc-99m、In-111、Gd159などがある。

B. 陽電子放射断層撮影法

SPECTと同様に、PETスキャンも放射性医薬品を利用して3D画像を作成する。しかし、患者の体内に注入される放射性薬剤の種類は両画像診断法で異なる。PET画像診断法では少量の放射性トレーサーを使用しますが、この放射性トレーサーは崩壊を開始し、陽電子として知られる小さな粒子を生成します。この陽電子は患者の体内の電子と消滅し、2つの光子という形で少量のエネルギーを発生させ、反対方向に飛び出します。PETスキャナーの検出器は、光子によって放出されたエネルギーを測定し、この情報を使用して内臓の画像を生成します。放射性医薬品の製造によく使用されるPET放射性核種には、C-11、N-13、O-15、F-18などがあります。

放射性医薬品製造のダイナミクス-放射性同位元素と医薬品の組み合わせ

放射性医薬品の製造は、医療用画像診断や治療に使用される放射性医薬品の製造に関わる高度に専門化された分野です。放射性医薬品の製造プロセスには、放射性同位元素の製造、医薬製剤への組み込み、最終製品の品質管理試験など、いくつかの重要なステップが含まれる。製造工程では通常、原子炉や粒子加速器が使用され、安全性と品質を確保するために厳格な規制ガイドラインの下で実施されなければならない。放射性同位元素が製造されると、様々な化学化合物と組み合わされ、患者に投与できる放射性医薬品製剤が作られる。最終製品の安定性と純度を確保するため、製剤化プロセスは慎重に管理されなければなりません。下図は放射性医薬品製剤の概略図である。

放射性医薬品製造における受託・カスタムメーカーの必要性

放射性医薬品開発の全プロセスは多面的であり、さまざまな業務をアウトソーシングするために適切な受託製造機関（CMO）を選択することは、この分野の関係者が直面する主要な課題の1つである。この分野の受託サービスプロバイダーの多くは、製造する放射性医薬品の種類が異なるという点で、ニッチな分野や新たな分野で深い経験を持っていることは注目に値する。加えて、生来の専門知識と必要な能力を備えているため、このようなサービスプロバイダーは、最先端の機器や設備、費用対効果の高いソリューションなど、より広範な専門知識を顧客に提供することができる。下図は、潜在的なCMOパートナーの専門知識と能力を評価するために一般的に考慮される特定のパラメータについて説明したものである。

将来の展望

近年、様々な慢性疾患の検出や治療のための新規診断・治療用放射性医薬品の開発に注目が集まっています。その結果、医療専門家は、効果的で安全かつ汎用性の高い放射性医薬品／放射性トレーサーの開発に広く注力している。現在、さまざまな地域で、さまざまな疾患の治療を目的とした200以上の臨床試験が進行中であることは注目に値する。このことは、この分野の関係者が広範な開発努力を行っていることを示している。これらの医薬品の成功は、放射性医薬品製造市場全体の成長の原動力となるだろう。

さらに、より多くの新規実体を開発するための最近のイニシアティブの中で、セラノスティック放射性医薬品は、広範な疾患の同時検出と治療のための有望なツールとして浮上してきた。診断用分子と治療用分子を単一の部位に統合することで、核医学・放射性医薬品市場に新時代が到来し、薬剤の生体内分布がより良好になり、副作用も少なくなる。

これらの進歩は、放射性医薬品製造に携わる関係者に大きな機会をもたらすと予想される。近年、北米地域における放射性医薬品の需要が大幅に増加している。しかし、今後数年間は、アジア太平洋地域が他の地域よりもはるかに速い速度で成長する可能性が高い。放射性医薬品分野における研究活動の活発化と技術進歩の継続、慢性疾患の負担増により、放射性医薬品製造市場は予測期間中に飛躍的な市場成長を遂げることが予想される。

執筆者：Rupali Bhardwaj（Roots Analysis社）

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