がん患者における放射線誘発骨髄障害に対する水素ガス吸入の保護効果：レトロスペクティブ観察研究

Protective effects of hydrogen gas inhalation on radiation-induced bone marrow damage in cancer patients: a retrospective observational study.

抄録

強度変調放射線治療（IMRT）は従来の放射線治療に代わる治療法として開発されてきたが、骨髄損傷の軽減には限界がある。したがって、IMRTによる骨髄損傷をさらに軽減するための新しい技術が必要である。水素分子は最近、ヒドロキシラジカル（-OH）とペルオキシナイトライト（ONOO）を選択的に消去する予防的・治療的抗酸化剤として報告された。この観察研究では、水素ガス治療がIMRTによるがん患者の骨髄損傷を改善するかどうかを検討することを目的とした。本研究は、2015年5月から2016年11月にかけて東京のクリニックC4で実施された。この期間中、登録された全患者は1日1回、1～4週間IMRTを受けた。IMRTの各回終了後、対照群の患者（n＝7、男性3人、女性4人、年齢範囲：26～70歳）には、ヘルスケアチャンバー内で30分間、軽度の高気圧酸素療法を行い、H群の患者（n＝16、男性8人、女性8人、年齢範囲：35～82歳）には、ヘルスケアチャンバー内で1日1回30分間、5％Hガスを投与した。放射線による骨髄障害は、IMRTの前後に採取した末梢血の血液学的検査により評価し、データは治療前に対する治療後の比率で表した。総照射回数および総照射線量は、対照群とH群で同程度であった。ヘルスケアチャンバー療法によるIMRTは、白血球と血小板を有意に減少させたが、赤血球、ヘモグロビン、ヘマトクリットは減少させなかった。対照的に、Hガス治療は白血球と血小板の減少効果を有意に緩和した（それぞれP = 0.0011とP = 0.0275）。IMRTに対する腫瘍の反応は両群間で同様であった。得られた結果から、Hガス吸入療法は、IMRTの抗腫瘍効果を損なうことなく、IMRT誘発の骨髄損傷を緩和することが示された。本研究は、Hガス吸入療法という新しいアプローチが、がん患者におけるIMRT誘発骨髄損傷に適用可能であることを示唆している。本研究実施計画書は、2019年2月1日に株式会社東京臨床医学研究所ICVS（東京、日本）の倫理委員会審査により承認され、2019年2月20日に大学病院医療情報ネットワーク（UMIN）臨床試験レジストリ（UMIN ID：UMIN000035864）に登録された。

Although intensity-modulated radiation therapy (IMRT) has been developed as an alternative to conventional radiotherapy, reducing bone marrow damage is limited. Thus, a novel technology is needed to further mitigate IMRT-induced bone marrow damage. Molecular hydrogen (H) was recently reported as a preventive and therapeutic antioxidant that selectively scavenges hydroxyl radical (·OH) and peroxynitrite (ONOO). This observational study aimed to examine whether H gas treatment improves IMRT-induced bone marrow damage in cancer patients. The study was performed at Clinic C4 in Tokyo, Japan between May 2015 and November 2016. During this period, all enrolled patients received IMRT once per day for 1 to 4 weeks. After each time of IMRT, the patients of control group (n = 7, 3 men and 4 women, age range: 26-70 years) received mild hyperbaric oxygen therapy in health care chamber for 30 minutes, and the patients of H group (n = 16, 8 men and 8 women, age range: 35-82 years) received 5% H gas in health care chamber for 30 minutes once per day. Radiation-induced bone marrow damage was evaluated by hematological examination of peripheral blood obtained before and after IMRT, and the data were expressed by the ratio after to before treatment. The total number of radiation times and total exposure doses of radiation were similar between the control and H groups. IMRT with health care chamber therapy significantly reduced white blood cells and platelets, but not red blood cells, hemoglobin and hematocrit. In contrast, H gas treatment significantly alleviates the reducing effects of white blood cells and platelets (P = 0.0011 and P = 0.0275, respectively). Tumor responses to IMRT were similar between the two groups. The results obtained demonstrated that H gas inhalation therapy alleviated IMRT-induced bone marrow damage without compromising the anti-tumor effects of IMRT. The present study suggests that this novel approach of H gas inhalation therapy may be applicable to IMRT-induced bone marrow damage in cancer patients. The study protocol was approved by an Ethics Committee Review of Tokyo Clinic and Research Institute ICVS Incorporated (Tokyo, Japan) on February 1, 2019, and was registered in the University Hospital Medical Information Network (UMIN) Clinical Trials Registry (UMIN ID: UMIN000035864) on February 20, 2019.