臨床核医学

リレー講座

核医学技術の基礎「ジェネレータの原理と臨床への適用
9999m68（ Mo/ Tc, Ge/68Ga を中心に）」
中山守雄

NAKAYAMA Morio《はじめに》性医薬品に利用できる放射性核種のうちで，最も臨床で使用される放射性医薬品のうち，世界的理想的といわれる所以である。に最も用いられている放射性同位元素（RI）
は，テ（１）
物理学的半減期が6.02時間と短い。

クネチウム -99m
（99mTc）
で，国土が狭い日本にお（２）γ線のみを放出する。

123

いても， I などの SPECT 用核種の利用も目立つ（３）
放出γ線のエネルギーが141keV であるため，ものの，昨年度，医療機関に供給された RI のうち，99m

精度よく測定でき，被ばく線量が少ない。

Tc 製剤として供給されたものだけでも60% 以

さらに加えて，99mTc は，ジェネレータシステム上を占めている１）。このような，非常に高い普及により簡便かつ安価に入手できるという大きな利率を占める最大の要因は，99mTc がジェネレータ点を有したことが，その普及に大きく貢献した。

で産生することができることと，臨床診断に極めて有用な 99mTc 放射性医薬品が開発されたことに《ジェネレータの原理》

ほかならない。歴史的に見ると，現在の核医学の比較的半減期の長い親核種の放射壊変によって礎は，99 Mo/ 99mTc ジェネレータの開発によって生成した娘核種が放射性であって，この娘核種の築かれたといっても言い過ぎではない。ここでは，半減期が親核種と較べて十分に短い場合，親核種

99

この Mo/99m

Tc ジェネレータの過去から未来，の量に対応する娘核種が生成され平衡状態（永続そして今後期待される PET 用ジェネレータにつ平衡あるいは過渡平衡）に達する（図１）。この平いても言及する。

衡時に，親核種から娘核種を単離し，娘核種のみを利用するための装置をジェネレータという。

《Tc の発見とその性質》

このようなジェネレータの概念が広く認識されTc は原子番号43番目にあたる元素で，安定同位体は存在しない。周期表発表以来，多くの研究者がこの元素の発見をめざしたが，最終的に，
1 9 3 7 年，イ タ リ ア の パ レ ル モ 大 学 の Perrier とSegrè が，バークレー サイクロトロンにおいて重陽子線照射された金属モリブデンから分離することに成功した。人工的に作られた元素としては最初のものであるため，1947年，ギリシャ語のテクニトスにちなんでテクネチウムと名づけられた。
β- 崩壊後の原子核は，不安定な状態（励起状態）となるが，通常，励起状態は極めて短時間しか持続しない。ところが，99 Mo のβ- 崩壊によって産生 さ れ た 9 9 Tc の 原 子 核 は，励 起 状 態 が 準 安 定（metastable）な状態として比較的長く続くため，エネルギー状態が異なることを示す m をつけて区別している。以下に示す 99mTc の特性が，放射長崎大学大学院医歯薬学総合研究科
TEL：095-819-2441〒852-8521

FAX：095-819-2893

図１

長崎市文教町１−14

E-mail：morio@nagasaki-u.ac.jp

Graduate School of Biomedical Sciences, Nagasaki University─ 88 ─

99

Mo と99mTc の過渡平衡2014 Vol. 47 No.６
るようになったのは，99 Mo/ 99mTc ジェネレータの開発とその臨床使用が始まってからである。
99Mo/ 99mTc ジェネレータはアメリカのブルックヘブン国立研究所で1960年に開発に成功したとされている。
現在，医療用に製造販売されているジェネレータは，原子炉での98Mo（n, γ）反応または核分裂生成物から分離した半減期66時間のβ- 壊変
核種 99 Mo を，アルミナのカラムに，MoO4 2- の化学形で吸着させ，99 Mo のβ- 壊変により産生した
半減期6.01時間の 99mTc を，生理食塩水を用いて，99m

TcO4- の化学形でアルミナカラムから溶出させる 方 法 が と ら れ て い る（ 図 ２ ）。ア ル ミ ナ は，2-MoO4 に対しては強い吸着性を示すが

99m

図２

Mo-99mTc

99ジェネレータの原理-

TcO4 に対しては非常に弱い吸着性しか示さないため
99m

TcO4- のみを分離することができる。この分離操作は，牛の乳を親牛から絞る操作になぞらえてミルキングという。１度ミルキングを行うと，約1 日 後 に は，9 9 Mo と 9 9 mTc は 放 射 平 衡 に 達 し，
99m

Tc の量は最大になるので，毎日ミルキングを行えば，99mTc を連日入手することができるわけである。
《99mTc 放射性医薬品の開発と臨床への応用》
ジェネレータから溶出される

99m

図３

標識キットによる99mTc 放射性医薬品の調製-

TcO4 は，非常に安定な反応性の低い無機イオンで，それ自身，断は，一回の検査で全身の骨転移をチェックでき過テクネチウム酸ナトリウムという放射性医薬品

る非常に画期的な検査法として 99mTc 標識放射性として承認されているが，診断上の用途は極めて医薬品の地位を確立した。本来，99mTc 錯体は，限定される。この＋7価の99mTc をいったん低原子生体にとって異物であるため，排泄臓器である腎価（＋5価，＋４価，+3価，＋1価）に還元すれば，臓や胆肝系の機能能診断薬剤としての開発が行わいろいろな配位子と錯体を形成する。得られた錯れたが，1980年代にはいって，相次いで，99mTc体は，その性質に基づき，99mTcO4- とは異なった標識脳血流，心筋血流測定剤が開発された。脳血生体内挙動を示すため，多様な診断に対応するこ流測定剤では，無電荷でコンパクトな脂溶性の高とが可能となる。現在，99mTc の還元剤としては，い錯体の中から血液脳関門透過性が比較的良く，塩化第一スズ（SnCl2）が最も一般的で，多くの場合，脳内に保持される 99mTc 錯体を目標に開発が進め還元剤と適当な配位子とをあらかじめバイヤルにら れ た。9 9 mTc-ethyl cysteinate dimer（ ECD ）は，入れた cold キットと呼ばれるものに，ジェネレー

脳内滞留性を高めるため，エステラーゼによる代タから溶出した99mTcO4- を注入し振とうするだけ謝分解が容易なエステル基を配位子に導入した化で，目的とする 99mTc 標識放射性医薬品を得るこ合物である。99mTc- ECD は血液脳関門透過後，とができる（図３）。その際の安全管理・安全使用

脳組織内で膜透過性の低い水溶性化合物に変わりのための放射性医薬品取り扱いガイドライン ２）

滞留し，脳血流量に比例する画像を得ることがで99mも最近策定された。また，日本では，

Tc 標識きる（図４）。

放射性医薬品を調製後，医療機関に届けられるこ以上述べたように，99mTc で標識された生理学とも多くなったが，国土が広大な国においては，的イメージング薬剤は創出されたが，18F-FDG のジェネレータとキットの使用が依然主流となってような代謝イメージングやレセプターイメージンいる。

グのための99mTc 標識薬剤が，市販されるには至っ

1971年，Subramanian 博士らの開発した99mTcていない。低分子物質を 99mTc で標識する際には，標識リン酸化合物は，その骨組織への取り込み具

18合により骨疾患を診断することができる。その化量の配位子を物質内に導入する必要があり，低分学的性状や骨への集積機構はいまだ不明な点が多子物質本来の性質と異なった化合物になることが，いにもかかわらず，悪性腫瘍の骨転移巣の画像診その開発を困難にする要因の一つとなっている。

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F や 123 I のような RI とは異なり，かさ高い分子臨床核医学表１ PET 用ジェネレータで使用される放射性核種の特性５）流れといえる。表１には，これまでに報告された臨床応用が期待される PET 用ジェネレータに使用される３組の親核種・娘核種を示す。この中でも，68Ge/68Ga ジェネレータでは，半減期271日の長寿命核種である68Ge とその電子捕獲崩壊によって産生される半減期68分の短寿命β + 放出核種である68Ga が，理想的な放射平衡の関係にある。従っ図４

Tc 錯体による局所脳血流量の測定原理

99mて，68Ge のみを吸着した吸着剤から，68Ge の壊変によって生成した68Ga のみを溶離できれば，簡単

しかし，Kung らは，ドーパミントランスポーターイメージングのための99m

Tc-TRODAT-1を開発し，ヒトにおける線条体の描出に成功している３）。こ99m

な操作でβ + 放出核種を製造するための，いわゆるジェネレータが完成する。現在市販されているジェネレータでは，68Ge の吸着剤としてチタン酸

Tc 錯形成部位を，トロパン

68が，Gaのみを溶出させるための溶離剤として，0.1（tropane）
骨格のトランスポーターへの結合に影mol/L 塩酸が用いられている。68 Ge/ 68 Ga ジェネ響を与えにくい位置に導入することによって達成レータと 68 Ga 標識 PET 用薬剤は表裏一体の関係された例である。にあり，68 Ge/68 Ga ジェネレータが普及するためれについては，99m

Tc 標識薬剤調製のために，通常，過には，99mTc 標識リン酸化合物のように，臨床上剰の配位子が加えられており，がん細胞表面等の極めて有益な68Ga 標識放射性薬剤の開発が期待さ

また，標的分子への結合を意図した

99m

Tc 標識薬剤では，れている。現在，18F-FDG の腫瘍診断機能を補完

この過剰に存在する非標識配位子が 99mTc 薬剤のする意味で，68Ga-DOTATOC 等の薬剤が開発され，集積を阻害してしまうことになる。しかし，この製造装置も発売されているが，ジェネレータは欠点を克服するための努力も現在続けられている。

キットによる多様な放射性薬剤が製造できること

さらに，99mTc の汎用性の高さを考えれば，今後が特徴の一つである。その意味では，PET 用ジェ

患者数の急増が予想されるアルツハイマー病診断

ネレータは，まだ，その臨床応用の緒に就いた所のための A βイメージング薬剤への適用が期待と言えよう。

される。脳内 A βへの高い結合性，BBB の透過性と迅速な脳からのクリアランスを達成できる新参考文献

たな骨格の 99mTc 錯体の開発が期待されるところ

１）公益社団法人日本アイソトープ協会 , 放射線利用統計2013: 41

である。
すでに述べたように，現在もなお，臨床現場で

２）放射性医薬品取り扱いガイドライン（第2版）

利用される放射性医薬品の大部分は，99mTc 製剤

2 0 1 2 : 1 3 - 1 7（
, URL: http://www.jsnm.org/であるため，99mTc の親核種である99Mo の製造用

guideline/2013-03-23）

原子炉のトラブル等に伴って発生した 99mTc 製剤

３ ）Kung H F, Kim H-J. Kung M-P. Imaging ofの供給不足は，非常に深刻な問題となっている。

dopamine transporters in humans with

現在，国産化も含め，その安定供給への解決策がtechnetium-99m TRODAT 1 . Eur J Nucl

模索されている４）。

Med 1996 ; 23: 1527-1530.
４）モリブデン -99／テクネチウム -99m の安定供《PET 用ジェネレータ》

給のための官民検討会 ,「我が国のテクネチ

21世紀に入り，日本では，臨床用 PET が急速ウム製剤の安定供給」に向けてのアクションな勢いで普及を遂げたが，多くの PET 施設では，

プラン , 第28回原子力委員会資料第2-1号（平18F-FDG にのみ依存しているという状況の中で，PET 検査においても，サイクロトロン産生核種だけでなく，ジェネレータ産生核種による PET用薬剤の開発が期待されるようになるのは当然の─ 90 ─

成23年7月7日）．
５）WWW Table of Radioactive Isotopes.（URL:
http://ie.lbl.gov/toi/）