心機能の生化学的検査における脳性ナトリウム利尿ペプチドの使用について

  脳性ナトリウム利尿ペプチド(BNP)は.B型ナトリウム利尿ペプチドとも呼ばれ.1988年にSudohらによってブタの脳から初めて単離されたANPに続くナトリウム利尿ペプチド系の一種であります。 BNPは.ナトリウム排泄と排尿を促進し.強い拡張作用を持ち.レニン-アンジオテンシン-アルドステロン系(RAAS)の血管収縮作用を相殺し.ANPとともに体積過多と高血圧に対する生体防御の主要な内分泌系であることから.病態生理学的に重要な意味を持ちます。 心機能障害はナトリウム利尿ペプチド系を大きく活性化させ.心室負荷の増大によりBNPの放出につながる。  BNPの産生・代謝・測定 1.1 BNPの構造・合成・分泌: BNPはANPと同様に17個のアミノ酸が一対のジスルフィド結合を介してリング状になった構造を持ち.このジスルフィド結合はBNPの生物活性に重要であるとされています。 ヒトBNP遺伝子断片は.1番染色体短腕の遠位端に位置し.その上流のANP断片と連結しており.その逆転写デオキシリボ核酸(cDNA)は1900ヌクレオチド.メッセンジャーリボ核酸(mRNA)は900-1000ヌクレオチドからなり.N末端のシグナルペプチドを剥ぎ取ってBNP前駆プロとして発現できる.BNP前駆体を含有するものです 分泌顆粒には貯蔵されず.主に心室から分泌され.分泌の途中で生理活性のあるBNP(32個のアミノ酸を含むC末端断片)とN末端断片(NT-BNP.図参照)に分解され.血液中に排出されます。 BNPの放出は.左心室伸展と心室壁の張力によって基本的に制御されている。  1.2 BNPの分布.受容体.分解:BNPは脳.脊髄.心臓.肺に広く分布しており.心臓で最も高い値を示す。 脳では延髄に最も多く含まれ.中枢神経系ではANPよりもBNPが多く含まれる。 脳と脊髄のBNPの量はANPの約13倍であるという。 心臓のBNPは主に左右の心房に存在し.右心房は左心房の3倍以上.心室は心房の20分の1以下である。 心室のBNP量は少ないが.これはBNP前駆体が心室に貯蔵されず.心室壁の緊張が高まったときのみ急激に刺激され.BNP遺伝子が高発現して大量のBNPが合成されて血中に分泌されるからである。 また.中隔.房室弁.大動脈.肝動脈.肺静脈壁にも少量のBNPが認められる。 ナトリウレシスペプチド系にはA.B.Cの3種類の受容体があり.いずれも膜貫通型の受容体である。 BNPは主に二つのルート.第一にC受容体を介したエンドサイトーシスによりBNPが細胞内に入り.リソゾーム酵素で分解されるルート.第二に肺と腎で高濃度に認められる中性ペプチド鎖エンドヌクレアーゼにより浄化されるルートである。 ANPはBNPよりも中性ペプチド鎖エンドヌクレアーゼに対する親和性がはるかに高いが.それでもBNPの代謝は第2経路が主であり.ANPのC受容体の親和性もBNPより高いため.BNPの生物学的半減期(20分)はANPのそれ(約3分)に比べて長くなってしまうのだ。  1.3 BNP の測定:血漿中 BNP 濃度の測定は有用な臨床情報を提供することができ.主に使用される方法は.放射免疫測定法(IRA).免疫 ラジオ測定法(IRMA).電気化学発光測定法(ECLA)である。 このアッセイシステムは.BNPのC末端配列を認識する抗体と環状構造を認識する抗体の2種類の抗ヒトBNPモノクローナル抗体を用いています。すなわち.サンドイッチ法により血漿中BNP濃度を測定し.最小測定値は2pg/ml.バッチ間の変動係数(CV)は5.9%.5.3%と.感度.精度.実施しやすさが向上しています。 ECLAは.バッチ間CVが5.8%.バッチ内CVが3%と.より高感度で高精度ですが.コストが高いです。 近年.BNPの迅速検査やPOCT用の酵素免疫測定法(ELISA)が臨床の場で使用されているが.これらは迅速.簡便.安価であり.ELISAのバッチ間CVは14%以下.バッチ内CVは5%以下である。  BNPとANPはともにレニン-アンジオテンシン-アルドステロン系(RAAS)の天然拮抗薬で.後葉のプレッサーや交感神経のナトリウムや水の貯留.高血圧作用に抵抗します。 BNPはANPと異なり.主に心房で合成され.心房に負荷がかかったり拡張したりすると分泌が増加し.主に肺血管圧の変化を反映して血漿中濃度が高くなります。 BNPは主に心室で合成され.心室に負荷がかかったり拡張したりすると増加する。したがって.BNP前駆体は分泌顆粒に貯蔵されず.BNP合成と分泌の迅速な調節は遺伝子発現レベルで行われるので.心室機能の変化をより敏感に.特異的に反映することができる。  2.2 心機能に対するBNPの診断価値:心不全は多くの疾患の最終段階である。 心不全は急性心不全と慢性心不全(CHF)に分けられ.ニューヨーク心臓協会(NYHA)の心機能分類によりクラスI.II.III.IVに分類される。 心機能クラスIは.臨床的な心不全の症状がほとんどなく.左室機能障害(LVD)と呼ばれることもあります。 急性増悪した慢性心不全の症状は.急性心不全の症状と似ています。 心不全の臨床診断は.特にプライマリーケアにおいては.非常に信頼性の低いものです。 心臓超音波検査は.心不全の診断に最も有用で信頼性の高い非侵襲的な方法である。 英国では毎年12万人が新たに心不全を疑う症例が発生しています。 このような多数の患者を心臓超音波で診断することは困難である。 BNPと心機能との密接な関係に基づき.多くの研究者によりその臨床応用が模索されてきた。 CHFの病態変化や診断におけるBNPの重要性は確認されている。  向山らは.CHF患者では血漿BNP濃度が正常より高く.心不全の重症度に正比例することを報告した。 正常群とCHF群の心筋および血漿BNP濃度を比較すると.心室BNP濃度は正常者では心房の7.2%.心臓全体の30%.CHF患者ではそれぞれ22%.52%と上昇していた。正常者の血漿BNP濃度は約0.9±0%であり.血漿BNP濃度は正常者では約30%だった。 0.07fmol/ml.BNP/ANP 値は約 0.16±0.02 であった。一方.異なる CHF 度(NYHA 分類 I-IV)の患者の BNP 濃度は.グレード I 約 14.3±1.8fmol/ml;II 約 68.9±37.9fmol/ml;III 約 155.4±39.1fmol/ml;IV 約 267.3±0.03fmol/ml であり.グレード III の患者は約 0.06±1.8fmol/ml であった。 血漿BNP/ANP値はIII度.IV度でそれぞれ1.44.1.72であり.ANPが20〜30倍であるのに対し.BNPは200〜300倍増加していたことから.CHF患者では心室のBNP合成・分泌が増加し.血漿BNPは重症化すると増加することが一因であると思われた。 彼らは.健常者.左室駆出率(LVEF)が正常な冠動脈疾患患者.程度の異なるCHF患者のANPとBNP濃度を比較し.BNP濃度は軽度の心不全(NYHA〜II)より重度の心不全(NYHA III〜IV級)で205±143pg/mlと有意に高いことを明らかにした。 (51±28pg/ml)(p<0.001).BNPのCHFと健常者.LVEFが正常な冠動脈患者の鑑別能力はANPよりも優れており(p<0.01).BNP濃度とLVEFの相関はANPよりも優れており(rBNP=-0.59, rANP=-0.30, p<0.05).ANPよりも強いCHF度決定能を示していました。 (p<0.05)であり.BNPは外来循環器疾患患者の診断に使用できることが示唆された。  現在のBNPの臨床研究は.左心室機能障害(LVD)に焦点を当てている。左心室機能とは収縮期機能のことである。 健常者.LVD患者ともに.BNPは主に左心室心筋細胞で合成.分泌され.小静脈に入り.中隔静脈に戻り.冠状静脈洞から循環器系に流入する。  現在.中等度.重度のLVDは臨床検査で診断しやすく.軽度のLVD(NYHAクラスI)は難しいが.特に心筋梗塞から回復した患者にはLVDの診断を確認することが重要。 安静時または運動3分後に測定した血漿BNP.ANPなどのペプチドホルモンとcGMP濃度は正常コントロールより高いが.BNPのみ統計的に有意であった 安静時および運動後の曲線下面積はそれぞれ0.70および0.75であった。 BNPはANPおよびcGMPよりも正常とLVDの識別に有意に優れ.ナトリウム利尿ペプチド系によるLVDの最良のマーカーであった。 彼らは.LVDとCHFの患者を放射性核種ゲートの心臓血液プールイメージングでスクリーニングし.対照として心機能が正常な健康人を選んだ。LVD群の血漿BNP(98.72±48.96ng/L)とN-ANP(1382.25±549.51ng/L)のレベルは対照群のそれ(98.72±48.96ng/L)に比べ有意に高いことがわかった。 は.対照群(39.06±18.20ng/L.422.06±255.38ng/L.p<0.05.p>0.001)より有意に高かったが.CHF群(150.90±83.66ng/L.4020.43±2090.95ng/L.p<0.05.p>0.001)に比べると有意に低く.血漿中 BNP >75.00ng/L はLVDの診断に対して感度91%.特異度94%.血漿N-ANP >923.00ng/L はLVDの診断に対して感度75%.特異度94%であり.BNP >75.00ng/L とN-ANP >923.00ng/L は診断指標として適切であることが示唆されました。 Lは適切な診断指標である。  心筋梗塞(MI)後のBNP測定を支持する文献が増えつつあり.左室収縮不全の有無を同定するだけでなく.左室リモデリングと死亡のリスクを判断する上で心エコー検査より優れている可能性がある。 臨床の現場では.BNPは心不全による息切れを他の原因による息切れと区別するのにも役立っています。 BNPが正常であれば.左心不全による息切れはほぼ除外できる。  2.3 心疾患の予後評価におけるBNPの役割:心不全患者の従来の長期モニタリングは.非常に不完全である。 心不全をモニターするための安価な生化学的マーカーがあれば有利なのですが.BNPはそのようなマーカーなのでしょうか? ベッドサイドでBNP検査ができれば.心不全患者を糖尿病患者と同じようにモニターすることが可能になる。 これは.BNPが大きな可能性を持っている分野です。  Tsutamotoらは.2年間追跡した85人のCHF患者(EF<45%)を対象に.CHFの予後評価においてBNPとANPおよびcGMPを比較し.慢性CHF患者の死亡率の推定において血漿BNPがANPおよびcGMPより優れており.提供される予後情報は他のヘモダイナミクスに依存しないことを明らかにしました。 提供される予後情報は.PCWPやLVEFなどの他の血行動態パラメータに依存しない。 高齢者集団では.血漿BNP濃度の上昇は集団全体の死亡率と有意に関連しており.血漿BNPを測定することにより.明確な心血管疾患にかかわらず死亡を予測することができる。  血漿BNP値は.AMI後のLVDの程度と正の相関があり.BNP分泌の増加は.心室壁の力学的張力が最大となる梗塞領域と非梗塞領域の境界部に集中していることが研究で示されており.BNPは.梗塞サイズ.左室形態変化.心筋力学的ストレスに影響を受ける局所心室壁張力の変化を正確に反映しており.梗塞後の患者で重要であることが示されています。 血漿BNPの測定は.梗塞サイズと左心室機能の両方を予測することができる。 血漿BNP測定は.心筋梗塞後の左室リモデリングの進行を予測するための簡便かつ正確で有用な生化学的指標であり.臨床症状や心エコー検査では左室リモデリングが容易に発見できないことから.BNP測定は心筋梗塞後のリスク分類に役立つスクリーニング法であるとする報告が複数なされています。  Coweiは.BNPが心不全患者の予後の重要なマーカーであり.血漿BNP濃度が理論的に生存率と密接に関連していることを示唆している。 大規模な人口ベースの心不全調査の予備的な結果では.血漿BNPおよびNT-BNP濃度が生存および病院再入院と関連していることが示唆された。 アンジオテンシン変換酵素阻害薬治療を一連のBNP検査に適応させると.経験的治療と比較して.レニン-アンジオテンシン-アルドステロン系の抑制がよくなり.死亡率が減少する。  2.4 LVD治療におけるBNPの役割:BNPは.ナトリウム利尿作用.利尿作用.血管拡張作用.レニン-アンジオテンシン-アルドステロン系の活性化に対する拮抗作用があり.臨床応用されています。  BNPはPCWP.全身血管抵抗を低下させ.1回拍出量を増加させ.心臓の前負荷と後負荷を軽減し.心拍出量を増加させることがわかった。 また.尿量.ナトリウムと塩化物の排泄を増加させ.血漿アルドステロン濃度を減少させた。 Hopbbsらは.異なる用量の合成BNP(0.3.1.3.10.15ug/kg)を心不全患者に静脈内単独投与し.10.15ug/kgの用量でPCWP(-73%.p<0.001)と平均肺動脈圧(-41%.p<0.001)と平均房圧(-28%.p<0.001)が有意に減少したことを明らかにした。 (-28%, p<0.001).全身血管抵抗 (-53%, p<0.001).心拍数 (68%, p<0.001) および脳卒中量 (72%, p<0.001) が有意に増加した。BNPを心不全患者に静脈内単剤で使用すると心機能を改善できる可能性があるが.CHF患者に長期使用すると有効であるかどうかはさらなる試験が必要であることが示唆された。 また.BNPは主に中枢神経系に存在する神経ペプチドであるため.痛みなどの神経系への作用も期待できることから.Chenらは遺伝子工学により精製BNPを入手し.脳性ナトリウム利尿ペプチドの鎮痛作用とメカニズムについて研究を行った。  BNPと血行動態の変化の関係は広く認識されており.BNP血漿濃度は心機能状態と密接な関係があり.BNP濃度が正常であれば心機能障害の存在を大きく否定することができます。 BNPは様々な疾患のLVD診断に使用できることが多くの研究で示されていますが.得られる正常値は検査条件や測定方法.研究内容によって異なり.より精緻化する必要があります。 また.血漿BNP濃度の上昇は必ずしも心不全によるものではなく.特定の心肺疾患.腎不全.肝硬変などでも起こりうるため.臨床データとの関連で鑑別する必要があり.BNPは特定の診断手段ではないことに注意が必要である。  いくつかの制約はあるものの.BNPは心機能の診断.予後の判定.治療の指針として有望視されている。 特に.LVDのスクリーニングや心筋梗塞後のリスク評価において.明確な優位性を示している。  今後の応用では.厳密なテストと判断基準の策定が必要である。 結論として.研究の進展に伴い.血漿BNP濃度測定は心機能評価への重要な追加項目となり.簡便なルーチン検査となることが予想されます。