こんにちは。がん専門のアドバイザー、本村ユウジです。
がんの治療法として手術、薬物療法と並んで重要な位置を占める放射線治療ですが、「なぜ放射線ががん細胞を攻撃できるのか」「どのような仕組みで効果を発揮するのか」について、詳しく理解している患者さんは多くありません。
放射線治療を受ける前、あるいは治療の選択肢として検討する段階で、その作用メカニズムを知っておくことは、治療への理解を深め、不安を軽減することにつながります。
この記事では、放射線治療ががん細胞に効く理由、正常細胞への影響、実際の治療スケジュール、そして骨転移や緩和ケアにおける効果まで、放射線治療の基本的なメカニズムと作用について分かりやすく解説します。
放射線ががん細胞を破壊するメカニズム
細胞とDNAの基本的な仕組み
人間の体を構成している細胞は、生命活動を維持するために常に分裂と増殖を繰り返しています。この分裂のプロセスで中心的な役割を果たすのが、遺伝情報の担い手である「DNA」です。
DNAは細胞の設計図として機能しており、細胞が分裂する際にはこのDNAが複製されます。正常細胞は必要に応じて分裂し、古くなった細胞と入れ替わることで、組織や臓器の機能を保っています。
一方、がん細胞も同じくDNAを複製して分裂しますが、正常細胞との決定的な違いがあります。正常細胞の分裂回数には限度があるのに対して、がん細胞は無限に分裂を続ける能力を持っているのです。
放射線がDNAを損傷させる仕組み
放射線治療の基本原理は、このDNAを損傷させることにあります。体内に照射された放射線は、細胞を通過する際に、細胞内のDNAにぶつかります。
このとき放射線は、DNAを構成する分子から電子を弾き飛ばします。電子が失われたDNAは化学的に不安定な状態となり、二重らせん構造が切断されるなどの損傷を受けます。
DNAが傷ついた細胞は、正常に分裂することができなくなります。分裂できなくなった細胞は、やがて細胞死(アポトーシス)に至り、体内から排除されます。これが放射線ががん細胞を破壊する基本的なメカニズムです。
なぜがん細胞により効果的なのか
放射線によるDNA損傷の効果は、細胞の分裂速度に大きく依存します。活発に分裂している細胞ほど、放射線の影響を強く受けるのです。
がん細胞は正常細胞と比較して、分裂のスピードが速く、頻繁に分裂を繰り返しています。そのため、同じ量の放射線を照射した場合、がん細胞の方が正常細胞よりも大きなダメージを受けやすくなります。
また、がん細胞は遺伝子の異常によってDNA修復機能が低下していることが多く、一度損傷を受けると回復しにくいという特徴もあります。
正常細胞への影響と保護の仕組み
正常細胞も影響を受ける理由
放射線治療では、がん細胞だけでなく正常細胞も放射線の影響を受けます。これは放射線が体内を通過する際に、経路上のすべての細胞に作用するためです。
ただし、正常細胞はがん細胞ほど激しく分裂しないため、受けるダメージは相対的に小さくなります。さらに正常細胞には、がん細胞にはない重要な能力があります。
正常細胞の修復能力
正常細胞は、DNAが損傷を受けても、それを修復する能力を持っています。細胞内には複数のDNA修復機構が備わっており、放射線による損傷を検知して修復することができます。
一方、がん細胞は組織としてのまとまりがなく、細胞同士の連携も弱いため、損傷の修復が困難です。この修復能力の差が、放射線治療において正常細胞を守りながらがん細胞を攻撃できる理由の一つとなっています。
分割照射による正常細胞の保護
正常細胞への影響を最小限に抑えるため、現代の放射線治療では「分割照射」という方法が標準的に用いられています。
一度に大量の放射線を照射するのではなく、総線量を複数回に分けて照射することで、正常細胞が損傷から回復する時間を確保します。この間にがん細胞はダメージが蓄積していきますが、正常細胞は修復能力によって回復することができます。
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がん専門アドバイザー 本村ユウジ
放射線治療の実際のスケジュールと線量
グレイ(Gy)という単位について
放射線の量を表す単位として「グレイ(Gy)」が使用されます。1グレイは、1キログラムの物質が1ジュールのエネルギーを吸収したときの線量です。
放射線治療では、この単位を用いて照射する線量を計画します。がんの種類や進行度、治療目的によって必要な総線量は異なりますが、一般的には40〜70グレイ程度が照射されることが多くなっています。
1回2グレイの標準的な照射方法
現在、多くの放射線治療では、1回あたり2グレイを基準とした照射が行われています。この2グレイという線量は、正常細胞が回復するのに適切な量として、長年の臨床経験から確立されたものです。
例えば、総線量60グレイの治療を行う場合、2グレイずつ30回に分けて照射することになります。総線量72グレイであれば36回の照射が必要です。
週5日照射の治療スケジュール
標準的な放射線治療のスケジュールは、週5日(月曜日から金曜日)照射し、土曜日と日曜日は休むというパターンです。
1回2グレイを週5日照射すると、1週間で10グレイの線量となります。60グレイの治療であれば約6週間、72グレイであれば約7週間の治療期間が必要です。
| 総線量 | 1回線量 | 照射回数 | 週の照射日数 | 治療期間 |
|---|---|---|---|---|
| 60グレイ | 2グレイ | 30回 | 5日 | 約6週間 |
| 66グレイ | 2グレイ | 33回 | 5日 | 約6.5週間 |
| 70グレイ | 2グレイ | 35回 | 5日 | 約7週間 |
週末に休む理由
週末に照射を休むのは、正常細胞に十分な回復時間を与えるためです。2日間の休息期間を設けることで、正常細胞は損傷を修復し、次週の照射に備えることができます。
また、患者さんの体力面での負担を軽減し、治療を継続しやすくする配慮でもあります。最近では、治療効果を高めるために週末も含めて連続照射する方法や、1回の線量を増やして回数を減らす方法なども研究されています。
放射線治療の多様な役割
原発巣の根治的治療
放射線治療の主要な役割の一つは、がんが最初に発生した場所(原発巣)を治療することです。早期がんの場合、放射線治療単独で根治を目指すことも可能です。
特に喉頭がん、子宮頸がん、前立腺がんなどでは、手術と同等の治療成績が報告されており、臓器を温存できるメリットから放射線治療が選択されることも多くあります。
術後照射による再発予防
手術でがんを取り除いた後、目に見えないレベルで残存している可能性のあるがん細胞を根絶し、再発を防ぐ目的で放射線治療が行われることがあります。
乳がんの乳房温存手術後の照射や、直腸がんの術後照射などがこれに該当します。手術と放射線治療を組み合わせることで、治療成績の向上が期待できます。
転移・再発がんへの治療
がんが他の臓器や組織に転移した場合、あるいは一度治療したがんが再発した場合にも、放射線治療は重要な選択肢となります。
転移巣が限局している場合には、放射線治療によって病状をコントロールし、生存期間の延長を図ることができます。脳転移や骨転移などでは、症状の改善と生活の質の向上を目的として積極的に行われています。
骨転移に対する放射線治療の効果
骨転移による症状
がんが骨に転移すると、様々な症状が現れます。転移したがん細胞は骨の組織を破壊したり、逆に異常な骨の形成を引き起こしたりします。
その結果、強い痛みが生じることが多く、患者さんの日常生活に大きな影響を与えます。また、骨がもろくなることで骨折のリスクが高まり、脊髄が圧迫されて神経症状が出ることもあります。
放射線による痛みの緩和メカニズム
骨転移部位に放射線を照射すると、高い確率で痛みが軽減されます。これは放射線ががん細胞を破壊することで、骨の破壊が止まり、炎症が収まるためです。
照射後、骨組織は徐々に修復され、原型に近い状態に戻っていきます。痛みの軽減効果は照射後数日から数週間で現れることが多く、多くの患者さんで鎮痛薬の使用量を減らすことができます。
骨転移への照射スケジュール
骨転移に対する放射線治療では、痛みの緩和が主な目的となるため、根治治療と比べて短期間で完了するスケジュールが用いられることがあります。
| 照射方法 | 1回線量 | 照射回数 | 総線量 | 治療期間 |
|---|---|---|---|---|
| 単回照射 | 8グレイ | 1回 | 8グレイ | 1日 |
| 短期分割照射 | 4グレイ | 5回 | 20グレイ | 1週間 |
| 標準分割照射 | 3グレイ | 10回 | 30グレイ | 2週間 |
再照射の可能性
一度照射して痛みが軽減した後、時間が経過して再び痛みが出現することがあります。このような場合、条件が整えば同じ部位に再度放射線を照射することが可能です。
ただし、正常組織が受ける線量の累積を考慮する必要があるため、再照射の可否や線量については慎重な判断が求められます。
緩和ケアにおける放射線治療
症状緩和を目的とした照射
放射線治療は、がんによって引き起こされる様々な症状を緩和する「緩和的放射線治療」としても重要な役割を果たします。
根治を目指すことが難しい進行がんであっても、症状を和らげることで患者さんの生活の質を改善し、残された時間をより快適に過ごすことができるようになります。
呼吸困難の改善
肺がんが進行して気管支や気管が圧迫されると、呼吸困難が生じます。息苦しさは患者さんにとって非常につらい症状です。
このような場合、気道を圧迫している腫瘍に放射線を照射することで、腫瘍が縮小し、気道が広がります。その結果、呼吸が楽になり、会話ができるようになるなど、日常生活の質が向上します。
出血のコントロール
がんが進行すると、腫瘍から出血することがあります。肺がんからの血痰、子宮がんや膀胱がんからの出血などが代表的です。
腫瘍組織がもろくなっている場合、手術で出血を止めることが困難なことがありますが、放射線照射によって腫瘍の血管を閉塞させ、出血を抑えることができます。
神経症状の緩和
がんが神経を圧迫したり浸潤したりすると、痛みやしびれ、麻痺などの神経症状が現れます。脊髄や末梢神経への影響は、患者さんの活動能力を低下させます。
放射線治療によって腫瘍を縮小させることで、神経への圧迫が軽減され、症状の改善が期待できます。特に脊髄圧迫症状では、早期の照射が麻痺の進行を防ぐために重要です。
放射線と免疫系の相互作用
がん細胞が免疫系から逃れるメカニズム
本来、人間の免疫系は異常な細胞を発見して排除する働きを持っています。しかし、がん細胞は体内で発生した正常細胞が変化したものであるため、免疫細胞が異物として認識しにくいという特徴があります。
さらに、がん細胞は遺伝子の変異を繰り返すことで性質を変化させ、免疫系の監視から逃れる能力を獲得します。このため、免疫系だけではがん細胞を完全に排除することが困難なのです。
放射線が免疫を助ける仕組み
近年の研究で、放射線治療には直接的にがん細胞を破壊する効果だけでなく、免疫系を活性化する作用があることが分かってきました。
放射線によってがん細胞が損傷を受けると、細胞内の物質が放出され、それが免疫細胞を刺激する信号となります。また、がん細胞の表面に「抗原」と呼ばれる目印が現れやすくなり、免疫細胞ががん細胞を認識しやすくなります。
免疫療法との併用
この免疫系への作用を利用して、放射線治療と免疫チェックポイント阻害薬などの免疫療法を組み合わせる治療法が研究されています。
放射線治療によってがん細胞が免疫系に認識されやすくなったところで免疫療法を行うことで、相乗効果が期待できます。一部のがん種では、すでに臨床試験が進められており、今後の発展が注目されています。
放射線治療を受ける際の理解のポイント
個別化された治療計画
放射線治療は、患者さん一人ひとりのがんの種類、進行度、全身状態、これまでの治療歴などを考慮して計画されます。
照射する線量、回数、照射範囲などは、治療効果と副作用のバランスを考えて決定されます。同じ病名であっても、治療計画は患者さんによって異なることを理解しておくことが大切です。
治療効果が現れるまでの時間
放射線治療の効果は、照射直後に現れるわけではありません。治療中から治療後数週間から数か月かけて徐々に効果が現れます。
これは、損傷を受けたがん細胞が分裂しようとして死滅し、体内から排除されるまでに時間がかかるためです。焦らずに経過を見守ることが重要です。
副作用への対処
放射線治療では、正常細胞へのダメージを最小限に抑える工夫がされていますが、副作用が全くないわけではありません。
照射部位によって、皮膚の赤みや乾燥、疲労感、食欲不振などの症状が現れることがあります。これらの症状の多くは治療終了後に回復しますが、症状が強い場合は医療チームに相談することが大切です。
まとめ
放射線治療は、がん細胞のDNAを損傷させることで分裂を止め、細胞死に導くという明確なメカニズムに基づいた治療法です。
がん細胞が活発に分裂する性質と、DNA修復能力が低いという特徴を利用することで、正常細胞への影響を抑えながらがん細胞を効果的に攻撃できます。
標準的な治療では、1回2グレイの分割照射を週5日行うことで、正常細胞に回復の時間を与えながら治療を進めます。
放射線治療の役割は、原発巣の根治的治療から、術後の再発予防、転移・再発がんへの治療、そして緩和ケアまで多岐にわたります。特に骨転移による痛みの緩和や、呼吸困難・出血などの症状改善において、高い効果を発揮します。
さらに、最近の研究では、放射線が免疫系を活性化する作用も明らかになっており、免疫治療との併用による新しい治療戦略も期待されています。
放射線治療を受ける際には、治療の仕組みを理解し、個別化された治療計画の意味を知ることで、より安心して治療に臨むことができます。
