新規血小板 PET 放射性トレーサーである 18F-GP1 による in vivo 血栓イメージング (iThrombus)

心血管血栓症の状態は、2010 年に世界中で 4 人に 1 人の死亡を占めると推定され、世界の死亡率の主要な原因です。 動脈血栓症と静脈血栓症に分けられ、虚血性心疾患と虚血性脳卒中が主要な動脈血栓症を構成し、深部静脈血栓症と肺塞栓症が主要な静脈血栓症を構成します。 動脈血栓と静脈血栓は病因と病態生理学の両方で異なりますが、多くの共通点が残っています。

血栓症は、血管壁の損傷から始まります。 生理的止血は、基礎となるコラーゲンが、コラーゲン特異的糖タンパク質表面受容体を有するコラーゲンに直接結合する循環血小板にさらされると引き起こされます。 血小板バインダーのフォン・ヴィレブランド因子の放出を伴う最初のシグナル伝達カスケードの後、血小板が活性化され、損傷部位への付着が可能になります。 活性化に続いて、ホスホリパーゼ A2 はインテグリン膜糖タンパク質 IIb/IIIa (GP IIb/IIIa) を修飾し、血小板がフィブリノーゲンに結合する能力を高めます。 活性化された血小板は球状から星状に形状を変化させ、フィブリノーゲンは糖タンパク質 IIb/IIIa と架橋して、より多くの血小板の凝集を助け、一次止血を完了します。 二次止血は、外因性経路および内因性経路を介した凝固カスケードの活性化を伴い、架橋フィブリン沈着および成熟血栓で終了します。

止血プロセスは流動的かつ動的であり、活性化された膜タンパク質と凝固因子の発現が全体的に変化します。 GP IIb/IIIa の血小板発現は、血栓が成熟するにつれて低下するため、なぜそれが抗血栓療法の薬理学的標的となるのか。 研究者は、動脈系と静脈系の両方にまたがる、以下にリストされている一連の血栓症状態における GP IIb/IIIa 受容体の発現と分布を調査することを目指しています。 適切な抗血栓療法を決定する際には、臨床症状がさまざまな条件で血小板活性化にどのように関連するかについての理解を深めることが非常に重要です。

1.2.1 冠状動脈性心疾患と心筋梗塞 冠状動脈性心疾患は世界の主要な死因であり、2012 年には 1,750 万人、つまりすべての非感染性死亡の 46% を占めています。 心血管疾患の罹患率と死亡率の大部分は、冠動脈アテローム性動脈硬化症と血栓症に起因しています。 アテローム性動脈硬化は、動脈壁内に脂肪質のプラークが沈着することにより、心臓の動脈が狭くなり硬化する中心的なプロセスです。 このプロセスは、心筋への血流を部分的または完全に閉塞し、それによって心筋梗塞を引き起こす可能性のある血栓（血餅）を動脈内に形成させる可能性のある動脈の内層に損傷を与える可能性があります. これは、心臓発作の最も一般的な形態であり、心臓突然死の大部分を占めています。 心筋梗塞の血栓は、主に血小板で構成されていると古典的に考えられています。 しかし、最近の研究では、心筋梗塞の血栓の 56% がフィブリンで構成されており、血小板はわずか 17% であることが示されています。 虚血時間は、血栓フィブリン含有量と正の相関があり、血栓血小板成分と負の相関がありました。 これは、血小板とフィブリンの間の経時的な動的相互作用を示しています。

1.2.2 バイオプロテーゼ心臓弁血栓症 バイオプロテーゼ心臓弁血栓症は、ますます認識されている弁置換の合併症です。 患者のリスクには、再手術を必要とする早期のプロテーゼの失敗、および脳卒中または他の全身性塞栓症が含まれます。 メタアナリシスによると、バイオプロテーゼ血栓症の発生率は 100 患者年あたり 0.03 であると推定されており、塞栓症のリスクは移植後最初の 3 か月で最も高くなります。 人工弁血栓症の構成は、弁の種類と挿入からの時間によって異なります。 興味深いことに、MISTRAL-C 無作為対照試験では、経カテーテル大動脈弁挿入から 3 日以内の急性血栓塞栓イベントの 50% が、大動脈基部からの石灰化破片ではなく、血小板フィブリン血栓でした。 血栓塞栓症は、フィブリン優位性を示唆する抗血栓治療ではなく、抗凝固治療を受けている患者ではあまり一般的ではありませんでした. 同様の結果は、外科的生体弁挿入を受けている 25,000 人を超える患者の大規模なレジストリで発見されました。 ワルファリンとアスピリンの併用は、アスピリン単独よりも血栓塞栓症と死亡の予防に効果的でした。

1.2.3 静脈血栓塞栓症 肺塞栓症は、罹患率と死亡率が高い一般的な心血管疾患です。 下肢または骨盤の深部静脈からの静脈血栓症の塞栓形成は、90% 以上のイベントの病因です。 血栓形成は、凝固の血管内活性化およびトロンビン媒介管腔内フィブリン沈着によって引き起こされる。 赤血球 (RBC) は、成長するフィブリン ネットワークの受動的トラップを介して静脈血栓に取り込まれ、最終的に RBC とフィブリンに富む静脈血栓が生成されると考えられています。 DVT と PE の両方の治療は死亡率を低下させ、抗凝固療法による二次予防はさらなるイベントの予防に効果的です。 PE の疑いを視覚化するために臨床的に最も頻繁に適用される画像検査は、CT 肺血管造影法 (CTPA) です。 DVT の場合、さまざまな画像診断法 (US、CT、または MR) を使用でき、最も一般的な第一選択検査は超音波です。

1.2.4 脳卒中および一過性脳虚血発作 (TIA) 脳卒中および TIA は、世界中で予防可能な死亡および罹患率の主な原因となっています。 血栓の組成は、原因（心腔または頭頸部動脈）およびイベントからの時間に依存すると考えられています。 フィブリン優勢の血栓は、内皮化や石灰化などの血栓に慢性的な組織病理学的特徴が存在するため、血栓溶解薬に対してより不応性である可能性があります。 診断は臨床所見に基づいており、その後脳の CT または MRI を行い、その後、将来のイベントリスクを確認するために頸動脈狭窄の US または MR 評価を行います。

1.2.5 COVID-19 COVID-19 のパンデミックにより、死亡率と罹患率が大幅に増加しました。 発表された文献、報道機関、ソーシャル メディアでは、微小血管系や大血管に影響を与える血栓塞栓症に関する一貫した臨床上の懸念が提起されています。 これは広く注目されており、臨床的利益の確固たる証拠がないにもかかわらず、標準的なプロトコルや適応症を無視して、予防的または治療的な抗凝固療法、さらには線溶療法の使用が報告されており、懸念されています. 活性化血小板を検出する感度を考えると、18F-GP1 PET-CT は、COVID-19 と血栓塞栓症の関連性を調べる適切な方法を提供する可能性があります。

1.3 血小板生物学の理解 血小板凝集は動脈血栓と静脈血栓の両方の主要な構成要素であるため、研究者らは、糖タンパク質 IIb/IIIa (GPIIb/IIIa) 受容体の放射性標識リガンド (18F-GP1) が血栓上の活性化血小板を検出できるかどうかを調査することを提案しています。 . GPIIb/IIIa 受容体は、血小板の付着と凝集を仲介します。 それらはより多く発現し、フォン・ヴィレブランド因子やフィブリノゲンなどのタンパク質リガンドに結合する活性化により、より多くのリガンド結合コンホメーションをとります。 これにより、血小板架橋および凝集が可能になります。 したがって、それらは急性血栓イメージングの魅力的なターゲットとなります。 上記の 5 つのグループで活性化血小板を特定したいと考えています。 すべての状態で活性化された血小板を特定することで、動脈血栓症と静脈血栓症の両方におけるこの受容体の役割と、抗血栓療法が発現にどのように影響するかについての理解がさらに深まります。

1.4 糖タンパク質 IIb/IIIa 阻害 3 つの静脈内投与血小板糖タンパク質 (GP) IIb/IIIa 阻害剤が広く研究されており、臨床使用に利用できます: アブシキシマブ、チロフィバン、およびエプチフィバチド。 アブシキシマブは受容体に対するモノクローナル抗体であり、チロフィバンとエプチフィバチドは高親和性の非抗体受容体阻害剤です。

静脈内 GP IIb/IIIa 阻害剤による抗血小板療法は、急性冠症候群 (ACS) の患者、および冠動脈内ステント留置術と脳卒中を受けているが、DVT/PE または人工弁留置術を受けていない患者で評価されています。

メタ分析では、冠動脈疾患に関連するさまざまな状況での静脈内糖タンパク質 (GP) IIb/IIIa 阻害剤の使用が評価されています。 臨床転帰に対する GP IIb/IIIa 阻害剤の静脈内投与の影響は、虚血性心疾患患者のさまざまなグループを含む 21 件の試験のプール分析で評価されました。 GP IIb/IIIa 阻害剤は、以下の患者群において 30 日での死亡、致命的ではない心筋梗塞 (MI)、または緊急血行再建術の複合エンドポイントを減少させました。

• 経皮的冠動脈インターベンション（PCI）を受けている方
• 非ST上昇型心筋梗塞（NSTEMI）の方
• 経皮経管冠動脈形成術 (PTCA) で治療された ST 上昇 MI (STEMI) の患者 しかし、これらの試験は主に、日常的に薬剤溶出ステントを使用し、アスピリンと血小板 P2Y12 受容体遮断薬による二重経口抗血小板療法を使用する前に実施されました。 要約すると、P2Y12 阻害剤の役割により、冠状動脈性心疾患における GP IIb/IIIa 療法の役割が減少しましたが、患者の一部のサブグループでは引き続き重要です。 私たちは、安定型および不安定型冠動脈疾患の両方における活性化血小板の発現と、PCI および抗血栓薬 (P2Y12 および GPIIb/IIIa 阻害剤) の使用がどのように発現を媒介するかを調査することを目指しています。

脳卒中疾患では、中等度の虚血性脳卒中で実施された単一のランダム化比較試験（SaTIS）で、プラセボと比較した場合、チロフィバンで 5 か月の死亡率が大幅に減少することが示されました。 研究チームは、脳卒中および TIA における GPIIb/IIIa の発現を調査し、原因プラークと比較した場合に塞栓血栓でどのように異なるかを調査することを目指しています。

最近の生体弁挿入および DVT/PE における GPIIb/IIIa 阻害の有効性は不明です。 GPIIb/IIIa 阻害が潜在的に有用な治療法であるかどうかについての洞察を得るために、両方の条件で活性化された血小板発現を調査することを目指しています。

1.5 18F-GP1 の背景 GP1 は、糖タンパク質 IIb/IIIa 受容体に高い親和性を持つ分子のフィバン クラスのリガンドです。活性化血小板に高発現。 これは、活性化された血小板成分が大きい動脈血栓をイメージングするための優れたターゲットです。 2 段階の放射性フッ素化に続く精製プロセスの後、18F-GP1 を PET イメージングに使用できます。

18F-GP1 は、前臨床および第 1 相臨床評価を受けており、血小板凝集の主要な受容体である GPIIb/IIIa に対する高い親和性を示しています。 生体内の動脈、静脈、および心臓内のヒト血栓に安定かつ特異的に結合します。 結合は、抗凝固療法 (アスピリンとヘパリン) によって決定的に変更されません。

最近の第 1 相研究では、18F-GP1 は、最近形成された深部静脈血栓 (DVT) および肺血栓塞栓症の 20 人の患者で血栓塞栓病巣の高い検出率を示しました。 トレーサーは、代謝、薬物動態、および線量測定プロファイルに関しても良好な結果を示しました。 募集された20人の参加者のいずれにも重大な有害事象はありませんでした。

1.6 研究の目的

糖タンパク質 IIb/IIIa 受容体の発現を調べることを目的としています。

1. 自然発生心筋梗塞後の冠動脈内血栓
2. 通常のステント挿入後の冠動脈内血栓。
3. バイオプロテーゼ心臓弁血栓症 (外科的または経カテーテル弁)。
4. 最近確認された深部静脈血栓症および肺塞栓症の患者における静脈血栓塞栓症。
5. 脳卒中およびTIA患者における頸動脈および脳血栓。 これは、心血管血栓症における血小板活性化の発生率、結果、および自然史の理解を深めるでしょう。

1.7 研究仮説

GPIIb/IIIa 受容体の発現は、静脈 (DVT/PE) 対動脈 (MI/脳卒中)、in situ (MI) 対塞栓 (脳卒中、PE)、および人工器官 (ステントおよび弁) 対罹患した自然組織 ( MI、脳卒中、DVT/PE)。

1.8 研究の理論的根拠 今日まで、研究者は放射性トレーサー (18F-フッ化ナトリウム) をヒトのアテローム性動脈硬化症における壊死性炎症のマーカーとして首尾よく採用しています。 静脈および動脈血栓中の活性化血小板への 18F-GP1 の結合は、前臨床試験およびヒトでの第 1 相試験ですでに実証されています。 この研究が成功すれば、一連の心血管疾患における in vivo 血栓症における糖タンパク質 IIb/IIIa 受容体の役割が明らかになるでしょう。