PET/CTにおける染色体異常への放射線影響：FDGとCTどちらが主因か？

July 20, 2026 · 論文解説

🎧 この記事を音声で聴く（AI生成Podcast）

解説対象論文: Biological effects of 18F-FDG administration and CT dose during PET/CT: chromosomal aberrations in a two-center prospective observational study
European Radiology｜被引用数: 0（2026年7月19日時点）

近年、がん診断に欠かせないPET/CT検査は、内部からの放射線（FDG）と外部からの放射線（CT）を組み合わせるため、その生物学的影響について関心が高まっています。特に、診断精度を維持しつつ放射線被ばくを最小限に抑える「ALARAの原則」は重要です。今回ご紹介する論文は、PET/CTにおけるFDG投与とCTスキャンが末梢血リンパ球の染色体に与える影響を詳細に調査し、CT線量最適化の生物学的根拠を提供しています。

研究サマリー（FINER & PICO）

Feasible実施可能性	既存のPET/CTプロトコルと高感度な染色体異常解析法を組み合わせ、多施設で実施されており、実行可能である。
Ethical倫理面	研究は施設倫理委員会の承認を得て実施され、インフォームドコンセントも取得されており、倫理的課題は低い。
Interesting面白さ	FDGとCTそれぞれの放射線被ばくの生物学的影響を区別し、CT線量最適化の根拠を提供する点で興味深い。
Novel新規性	FDGとCTの相互作用がないことを示し、既存研究のギャップを埋める新たな知見を提供する。
Relevant切実さ	PET/CTにおける放射線被ばくの懸念に対し、線量最適化の具体的な生物学的根拠を提示し、臨床的意義が高い。
Measurable測定可能性	染色体異常（CA）の頻度を定量的に測定可能であり、線量反応関係を評価できる。
Modifiable派生・改善	CT線量プロトコルは変更可能であり、本研究結果は臨床実践への影響が期待される。
Structured文章構造	前向き2施設共同観察研究であり、複数の時点で血液サンプルを採取する構造化されたデザインである。
PICO / PECO対象・介入・比較・結果	対象者(P): PET/CTを受ける対象者、介入(I): FDG投与と標準線量CT、比較(C): 低線量CT、結果(O): 染色体異常の増加。

はじめに：PET/CTと放射線被ばくの課題

どうも、Beyond the Pixelです。近年、がんの発見や評価に不可欠な画像診断モダリティであるPET/CT検査は、同時に放射線被ばくを伴うため、その安全性と生物学的影響の正確な把握は重要な課題です。特に、PET/CTでは、体内に投与される放射性薬剤18F-FDG（フルオロデオキシグルコース）による内部被ばくと、CTスキャンによる外部被ばくの両方があります。これまでの疫学的研究では、医用画像検査ががんリスク増加に寄与する可能性が示唆されており、合理的に達成可能な限り低く抑える（ALARA）原則に基づいた線量低減の努力が続けられています。しかし、PET/CTにおける最適なCT線量設定に関する明確なコンセンサスはまだありませんでした。また、FDGとCTによる放射線が体内でどのように相互作用するのかも不明な点が多く残されていました。本研究は、これらの疑問に対し、染色体異常（CA）解析という高感度な手法を用いて、FDGとCTそれぞれの生物学的寄与を定量的に評価し、PET/CTにおけるCT線量最適化戦略のための生物学的基盤を提供することを目的としています。

研究デザインと方法：2施設共同前向き観察研究

本研究は、2つの施設で実施された前向き観察研究です。一方の施設（Center RD）では低線量CTプロトコルが、もう一方の施設（Center SD）では標準線量CTプロトコルが日常的にPET/CT検査に用いられていました。合計101名の対象者（Center RD）と56名の対象者（Center SD）が組み入れられました。末梢血リンパ球（PBL）における不安定型染色体異常（CAs）を定量するため、血液サンプルは3つの時点で採取されました。具体的には、FDG投与前（”pre”）、FDG投与後（”＋FDG”）、そしてCTスキャン後（”＋FDG＋CT”）です。これにより、FDG単独とCTスキャン後のそれぞれの影響を分けて評価することが可能になりました。

**Figure 1.** Fig. 1 Patient ﬂow and PET/CT blood-sampling schedule. a Flowchart of patient enrollment at the two centers. Center RD and Center SD denote the reduced‑dose and standard‑dose PET/CT centers, respectively. Peptide nucleic acid ﬂuorescence in situ hybridization (PNA-FISH) was used to detect chromosomal aberrations (CAs) in peripheral blood lymphocytes (PBLs). Patients included in PNA-FISH analysis were considered CA-evaluable patients. b PET/CT procedure and blood‑sampling schedule. Peripheral blood was collected immediately before 18 F‑ﬂuorodeoxyglucose (18F‑FDG) administration (“pre”), 50–60 min after FDG administration (“+FDG”), and 30–60 min after CT acquisition (“+FDG + CT”)**解説:** 本図は、PET/CT検査における血液サンプル採取スケジュールを示しています。FDG投与前（"pre"）、FDG投与50〜60分後（"＋FDG"）、CTスキャン30〜60分後（"＋FDG＋CT"）の3つの時点で採血が行われました。これにより、FDG投与とCTスキャンそれぞれの影響を評価することが可能となります。⚠ 自動抽出画像の検証で一致を確認できませんでした。正確な内容は元論文のFigure 1をご参照ください。

CAsの定量には、ペプチド核酸蛍光in situハイブリダイゼーション（PNA-FISH）という手法が用いられ、各時点でのPBLsにおける二動原体染色体や環状染色体などの不安定型CAsが分析されました。統計解析にはノンパラメトリック検定と一般化線形混合効果モデルが使用され、放射線線量パラメータとCAsの変化との関連が評価されました。

研究結果：CT線量が染色体異常の主要な要因

本研究では、Center RDから101名（平均年齢70±9歳）、Center SDから56名（平均年齢64±11歳）の対象者が参加しました。両センターの対象者の基本特性を見ると、Center RDの方が平均年齢と血糖値が有意に高かったものの、他のベースライン特性に大きな違いは見られませんでした。

**Table 1.** Table 1 Baseline characteristics of enrolled participants解説: 本表は、研究に参加した対象者のベースライン特性を、低線量CTプロトコル施設（Center RD）と標準線量CTプロトコル施設（Center SD）で比較しています。年齢や性別、BMI、基礎疾患の有無などが含まれており、Center RDの対象者は平均年齢と血糖値がCenter SDより有意に高いことが示されています。

FDG投与量はCenter RDで中央値249MBq、Center SDで222MBqでした。CTの線量については、Dose-Length Product（DLP）の中央値がCenter RDで260 mGy·cmに対し、Center SDでは706 mGy·cmと有意に高値でした。その結果、PET/CTからの総実効線量は、Center SDで中央値13.3mSv、Center RDで8.3mSvとなり、Center SDの方が有意に高い線量を受けていました。

**Table 2.** Table 2 FDG and CT dose parameters of enrolled participants解説: 本表は、両センターにおけるFDG投与量およびCT線量パラメータの比較を示しています。FDG投与量、CTのDose-Length Product（DLP）、CTからの実効線量、PET/CTからの総実効線量などが含まれており、Center SDのCTおよび総実効線量がCenter RDより有意に高いことが示されています。

CAsのベースライン（FDG投与前）頻度にセンター間で有意な差はありませんでした。FDG投与後（”＋FDG”）では、Center RDとCenter SDのいずれにおいても、CAsに有意な増加は認められませんでした。これは、FDG単独ではリンパ球の染色体異常に検出可能な影響を与えないことを示唆しています。しかし、CTスキャン後（”＋FDG＋CT”）の変化を見ると、Center RDの低線量プロトコルではCAsの有意な増加は観察されなかった一方で、Center SDの標準線量プロトコルではCAsが有意に増加しました（p = 0.016）。

**Figure 2.** Fig. 2 Chromosomal aberrations at each sampling point. a Representative metaphase lymphocyte showing chromosomal aberrations. A dicentric chromosome with two centromeres (arrow) and a ring chromosome lacking telomeres (arrowhead) are indicated. Chromosomal DNA is stained with 4′,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) (blue); telomeres with ﬂuorescein isothiocyanate (FITC) (green); centromeres with Cy3 (red); the right panel shows the merged image. b, c Number of chromosomal aberrations (CAs) per 1000 cells at each sampling point in b Center RD (reduced-dose PET/CT protocol) and c Center SD (standard-dose PET/CT protocol). Within-center temporal changes were ﬁrst assessed using the Friedman test. For Center RD, “ns” indicates a non-signiﬁcant overall Friedman test. For Center SD, pairwise comparisons were performed using Wilcoxon signed-rank tests with Holm adjustment because the Friedman test was signiﬁcant. Pairwise comparisons: “pre” vs “+FDG,” “+FDG” vs “+FDG + CT,” and “pre” vs “+FDG + CT.” * p < 0.05; ns, not signiﬁcant解説: 本図は、染色体異常の代表的な画像と、各採血時点における染色体異常（CA）の頻度を示しています。aパネルでは、2つの動原体を持つ二動原体染色体と、末端が欠損した環状染色体が示されています。bパネルはCenter RD（低線量CTプロトコル）、cパネルはCenter SD（標準線量CTプロトコル）におけるCA頻度を時系列で示しており、Center SDの標準線量CT後にCAが有意に増加したことが示されています。

多変数調整後の解析では、年齢（p=0.043）とCT実効線量（p=0.008）がCA頻度と有意に関連していることが示されました。特に、以前に化学療法を受けたことがあるかどうかが、CA頻度と最も強い関連（p < 0.001）を示しました。一方で、FDG実効線量や、FDGとCT間の相乗的な相互作用は、CA頻度と有意な関連を示しませんでした。

**Table 3.** Table 3 Primary complete-case Poisson generalized linear mixed model for factors associated with CA frequency解説: 本表は、染色体異常（CA）頻度に関連する要因を評価するための多変量一般化線形混合効果モデルの結果です。年齢、化学療法歴、CT実効線量がCA頻度と有意に関連していることが示されており、特に化学療法歴が最も強い関連を示しています。FDG実効線量やFDGとCTの相互作用は有意な関連がありませんでした。

これらの知見に基づき、線量パラメータとCAsの変化との間の線量反応関係を評価したところ、FDG投与後のCAの変化とFDG実効線量の間に相関は見られませんでした。しかし、「＋FDG＋CT」と「＋FDG」間のCAsの変化とFDG（55-100分）およびCTからの実効線量の間には弱いながらも正の相関が、そして「＋FDG＋CT」と「pre」間のCAsの変化とPET/CTからの総実効線量の間には正の相関が観察されました。

**Figure 3.** Fig. 3 (See legend on next page.)**解説:** 本図は、FDG、CT、およびPET/CTの総線量と染色体異常（CA）の変化との相関関係を示しています。パネルbは、「＋FDG＋CT」と「＋FDG」間のCAの変化とFDG（55-100分）およびCTからの実効線量との相関を、パネルcは、「＋FDG＋CT」と「pre」間のCAの変化とPET/CTからの総実効線量（FDG (0-100分) + CT）との相関を示しています。FDG単独ではCA変化との相関が低い一方、CTを含む総実効線量では正の相関が見られます。⚠ 自動抽出画像の検証で一致を確認できませんでした。正確な内容は元論文のFigure 3をご参照ください。

化学療法歴がCA頻度と強く関連していたため、サブグループ解析が実施されました。その結果、両センターにおいて、化学療法歴のある対象者は、化学療法歴のない対象者と比較して、ベースラインのCAレベルが有意に高いことが判明しました。Center SDの化学療法歴のない対象者では、標準線量PET/CT後にCAsが有意に増加しました（p = 0.017）。しかし、化学療法歴のある対象者では有意な変化は認められませんでした。これは、以前の治療歴が放射線誘発性のCA変化の検出に影響を与える可能性があることを示しています。

**Figure 4.** Fig. 4 Subgroup analysis according to history of chemotherapy. a Center RD; b Center SD. In each center, patients were stratiﬁed into those with a history of chemotherapy (Chemo +) and those without (Chemo −). Open symbols (circles in a, squares in b) represent Chemo +, and ﬁlled symbols represent Chemo −. The y-axis shows the number of chromosomal aberrations (CAs) per 1000 cells. Sampling time points (“pre,” “+FDG,” “+FDG + CT”) are deﬁned as in Fig. 1. Between-group comparisons at baseline (“pre”) within each center were performed with the Mann–Whitney U test; # indicates p < 0.05, ### indicates p < 0.001. Within-group changes over time were assessed using the Friedman test, followed by Wilcoxon signed-rank tests for pairwise comparisons with Holm correction. Pairwise comparisons were performed between “pre” and “+FDG,” “+FDG” and “+FDG + CT,” and “pre” and “+FDG + CT.” * p < 0.05; comparisons without an asterisk were not statistically signiﬁcant after adjustment解説: 本図は、化学療法歴の有無による染色体異常（CA）のサブグループ解析結果です。aパネルはCenter RD、bパネルはCenter SDにおける、化学療法歴のある対象者（Chemo +）とない対象者（Chemo -）でのCA頻度の推移を示しています。化学療法歴のある対象者はベースラインのCAレベルが高い傾向にあり、Center SDの化学療法歴のない対象者でのみ、PET/CT後にCAが有意に増加しました。

結論と臨床的意義：PET/CTにおけるCT線量最適化への提言

本研究の結果は、PET/CT検査における染色体異常の増加は、FDG投与ではなくCTからの放射線被ばくに強く関連していることを示唆しています。特に、標準線量CTプロトコルを用いた場合に染色体異常の有意な増加が確認された一方、低線量CTプロトコルではその増加は検出されませんでした。また、FDGとCTの間に相乗的な相互作用がないことも重要な発見です。これらの結果は、PET/CT検査においてCT線量最適化、特に低線量CTプロトコルの採用が生物学的に正当化されることを強く支持します。ALARA原則に基づき、診断上の必要性が明確な場合を除いては、CT線量の低減を積極的に検討すべきであると言えます。さらに、年齢や過去の化学療法歴といった対象者側の要因もCA頻度に影響を与えることが示されました。特に化学療法歴のない対象者では、標準線量CTによるCA増加が顕著であったことから、がんスクリーニング検査など、対象者の放射線被ばくリスクを最小限に抑える必要がある場合には、低線量CTプロトコルがより一層重要となります。本研究で用いられたCA解析は、新たな核医学画像診断薬や放射性治療薬による内部被ばくの生物学的影響を評価する高感度なツールとしても有用であり、精密放射線医療や対象者中心のリスクコミュニケーションに貢献できる可能性があります。

研究の限界と今後の展望

本研究にはいくつかの限界があります。まず、両センターで対象者の特性が異なっていたため、残存交絡因子（他の要因が結果に影響を与えること）の可能性は排除できません。また、CT線量の総括的な指標としてDLPが用いられましたが、異なるCT装置プラットフォーム間での臓器別生物学的線量が完全に同一であるとは限らない点も、センター間の比較における限界です。第二に、化学療法歴の定義が広範であり、治療薬の種類ごとの効果を評価できませんでした。第三に、採血のタイミングが対象者間で若干異なり、またFDGの薬物動態やクリアランスの個人差により、正確なFDG投与量を推定することは困難でした。最後に、CA解析は循環リンパ球に限定されており、臓器特異的な放射線影響を評価するものではありません。これらの点を考慮し、FDG関連の遺伝毒性効果や、循環していない細胞区画での影響は、本研究の条件下では検出されなかったと解釈すべきです。これらの限界を踏まえつつも、本研究はPET/CTにおける放射線安全性の観点から低線量CTプロトコルの使用を支持する重要な生物学的証拠を提供しました。今後の研究では、これらの限界を克服し、さらに詳細な知見を得ることが期待されます。

用語集

PET/CT: ポジトロン放出断層撮影とコンピュータ断層撮影を組み合わせた画像検査。
18F-FDG: 放射性のフッ素を標識したブドウ糖で、PET検査に用いられる薬剤。
染色体異常 (CA): 遺伝情報の担い手である染色体の構造や数に生じる変化。
末梢血リンパ球 (PBL): 血液中に存在するリンパ球で、放射線被ばくによる染色体異常の指標となる。
二動原体染色体: 2つの動原体を持つ異常な染色体。
環状染色体: 染色体の両端が欠損し、結合して環状になった異常な染色体。
ALARAの原則: 放射線被ばくを合理的に達成可能な限り低く抑えるという考え方。
実効線量: 放射線による全身への影響を統一的に評価するための指標。
Dose-Length Product (DLP): CT検査における放射線量の指標。
残存交絡因子: 研究で考慮しきれなかった、結果に影響を与える可能性のある他の要因。