不安定なアテローム性プラークの検出のための細胞外ミエロペルオキシダーゼ活性を報告する活性化可能なPET放射性トレーサーの開発と検証

心臓の健康にとってなぜ重要か

多くの心臓発作や脳卒中は、最も大きな動脈の閉塞が原因というよりは、突然裂けたり侵食されたりする小さく脆い脂質沈着部位によって引き起こされます。医師は現在、どのプラークが差し迫って問題を起こすかを見分けるのに苦労しています。本研究は、特定の炎症性酵素によって駆動される「危険な」プラークだけを選択的に検出するよう設計された新しいPETイメージング剤を紹介しており、救急事態が起こる前に動脈内の高リスク領域を特定するのに役立つ可能性があります。

動脈プラーク内部に潜む危険

アテローム性動脈硬化—動脈内の脂質沈着—は、世界的に障害や早期死亡の主要な原因です。すべてのプラークが同じように危険というわけではなく、比較的安定したものもあれば、薄い被覆（キャップ）を持ち、炎症を起こして破裂しやすくなるものもあります。破裂は血栓を誘発し、心臓や脳への血流を遮断します。標準的な検査は通常、動脈の狭窄度やプラーク量を示しますが、そのプラークが現在損傷を受けていて不安定かどうかを確実に示すことはできません。既存のPETトレーサーは主に一般的な免疫活動を際立たせるものであり、有害な炎症と修復過程の一部である炎症とを明確に区別することはできません。

本当に危険な炎症を示す酵素

研究者たちはミエロペルオキシダーゼ（MPO）に着目しました。MPOは特定の白血球が攻撃的で組織を傷害する反応を行う際に放出される酵素です。MPOは微生物の殺菌に寄与しますが、プラーク周囲の空間に流出すると、保護的なキャップを薄くし、表面を侵食し、血栓形成の可能性を高めます。動物とヒトの研究は、MPO活性が高いプラークが不安定になりやすいこと、そしてMPOを阻害することで免疫細胞数を必ずしも変えずにプラークを安定化できることを示しています。したがって、細胞外でのMPO活性は、単なる炎症の存在ではなく、本当に危険なプラークの振る舞いを示す有望な指標です。

問題のある場所に「貼りつく」賢いトレーサーの設計

このシグナルを活用するために、チームは[68Ga]Ga‑IEMAと呼ばれる新しいPETトレーサーを作製しました。化学的には、このトレーサーは通常血中に溶解したままで細胞内に入らないように設計されています。試験管内のテストでは、トレーサーはヒト血清中で安定であり、細胞膜を通過しにくい性質を持つため、主に細胞外の事象を報告します。活性化されたMPOとその通常の酸化剤が存在する環境に遭遇すると、トレーサー分子は互いに結合し近傍のタンパク質に付着してより大きな複合体を形成し、局所組織に捕捉されます。この「活性化して貼りつく」挙動が、MPO活性を不安定プラーク部位で明るいPETシグナルへと変える仕組みです。

動物実験が示したこと

研究者らはまず、[68Ga]Ga‑IEMAが迅速かつきれいに合成でき、高い放射化学的純度を持つこと、そしてマウスでは主に腎臓を介して血流から排泄されることを確認しました。次に、安定なプラークと不安定なプラークの両方を異なる動脈部位に形成する確立されたマウスモデルを用いました。PET/CTスキャンは、トレーサーが不安定プラークを有することで知られる動脈領域において、安定プラークやプラークのない領域に比べてはるかに多く集積することを示しました。進行したアテローム性動脈硬化を持つウサギでは、放射性を持たないトレーサーのバージョンが破裂または侵食して血栓を形成したプラークで高いレベルで検出され、これも高いMPO活性に期待されるパターンと一致しました。

患者での使用に向けて

総じて、これらの結果は[68Ga]Ga‑IEMAが細胞外MPO活性のイメージングレポーターとして作用し、単に大きいだけでなく危険である可能性が高いプラークを強調することを示唆しています。ガリウム‑68と臨床核医学で既に馴染みのあるキレート化学を用いるため、このトレーサーは比較的控えめな規制上の障壁でヒト試験に移行でき、一般的に使用されるPET剤と同程度の被曝線量が期待されます。今後の臨床試験でヒトにおける安全性と性能が確認されれば、このトレーサーは心臓専門医が脆弱なプラークを特定し、抗炎症治療が本当に有害な動脈炎症を沈静化しているかを評価するのに役立ち、リスクに基づく精密な治療へと医療を近づける可能性があります。

引用: Keeling, G.P., Wang, X., Chen, W. et al. Development and validation of an activatable PET radiotracer reporting extracellular myeloperoxidase activity for the detection of unstable atherosclerotic plaque. npj Imaging 4, 23 (2026). https://doi.org/10.1038/s44303-026-00156-9

キーワード: アテローム性動脈硬化, PETイメージング, ミエロペルオキシダーゼ, 脆弱性プラーク, 放射性トレーサー