東京大学医学系大学院生体物理医学専攻放射線医学講座
佐々木 康人
この時間は医学部は2年生（Ｍ２）が受ける臨床放射線医学の最初の講義です。本来｢放射線医学の現状と展望｣と題して臨床放射線医学とはどういうものか、その現状と動向をお話する筈でした。たまたま私にとって東京大学での、そしておそらく大学教授としての最後の講義となりました。そこで最初に、2世紀目に入ったばかりの臨床放射線医学の３つの分野、放射線診断学、放射線治療学、核医学がどのように始まったかを振り返った後、本題の炭素同位体の医学応用のお話をしたいと思います。この話題は私自身は過去30年余り常に関心を持ち続け大切な研究テーマとしてきたことなのですが、正規の講義や実習の中では一度も話したことがありません。本日は私個人の貴重な経験を懐古しながらこの愛着の深いテーマについて話すことをお許し下さい。
原子番号が等しく、質量数が異なり化学的性質がほとんど変わらない元素を同位元素（同位体、Ｉｓｏｔｏｐｅ）と名付けたのはフレデリック・ソディでした。自然界にある炭素（Ｃ）の同位体は１２Ｃ（９８．９％）と１３Ｃ（１．1％）です。その他、人工的に作られる放射性同位体として１４Ｃ（β−ｅｍｉｔｔｅｒ）と１１Ｃ（ｐｏｓｉｔｏｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ）があります。
最初に私が用いることになった炭素同位体は１４Ｃでした。１４Ｃ標識化合物を投与して、簡便な呼気中炭酸ガス（ＣＯ２）補集装置を用いて呼気中１４ＣＯ２を測定して診断を行ったのです。１９６５年のことでした。乳糖（Ｌａｃｔｏｓｅ−１−１４Ｃ）を経口投与して成人の乳糖分解酵素欠損症を診断しました。次いで１４Ｃグリココール酸を経口投与して、腸内細菌による胆汁酸脱抱含の検出を行いました。
１９７０年以降は安定同位体である１３Ｃ化合物を用いてグリココール酸呼気テストをおこなって来ました。近年
Ｈｅｌｉｃｏｂａｃｔｅｒ Ｐｙｌｏｒｉの感染と胃炎、胃潰瘍との関連が注目されていますが、１３Ｃ−尿素呼気テストはピロリ菌感染を検出し、除菌を判定するのに簡便で信頼性のある検査法です。１３Ｃ標識脂肪及び脂肪酸を用いて脂肪吸収障害の診断に呼気テストを応用できます。
１９８０年以降
急速な発展を遂げた磁気共鳴画像（ＭＲＩ）は、今や画像診断の花形といえます。もともと核磁気共鳴（ＮＭＲ）装置は質量分析（ｍａｓｓ
ｓｐｅｃｔｒｏ ｍｅｔｅｒ）と共に１３Ｃ化合物の測定に使用されてきました。現在、用いられているより高い磁場のＭＲＩ装置を生体内１３Ｃの測定に応用する可能性があります。マウスに１３Ｃ−エタノールを投与した後に７テスラＭＲ装置で測定した１３Ｃスペクトルと１３Ｃ画像を供覧します。
ポジトロン放出核種である１１Ｃは様々な化合物に標識してポジトロン断層像（ＰＥＴ）の撮像に用いられます。１１Ｃ−メチオニンを用いた腫瘍のＰＥＴ像、１１Ｃ−レセプターリガンドを用いた受容体画像とその臨床診断への応用をお示しします。血中薬物濃度を測定して患者毎に薬物治療設計をすることをＴｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ
Ｄｒｕｇ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ（ＴＤＭ）と言いますが、受容体イメージはＴＤＭの精度の向上、薬物治療効果判定、新薬の開発にも将来用いられる可能性があります。
以上のように１４Ｃ，１３Ｃ，１１Ｃという炭素同位体で標識した化合物の様々な医学応用を紹介致します。