非虚血性心疾患における心筋トロポニンの診断的有用性

  トロポニン(Tns)は.1965年にEbaslinらによって発見・命名された横紋筋の構造タンパク質で.筋収縮に関わる重要な制御タンパク質であり.複合体で存在する。 心筋壊死後に血中に放出され.急性心筋梗塞の診断指標として使用されることがある。 トロポニン複合体は.遺伝的に異なる3つのサブユニットで構成されている。トロポニンC(TnC)は.筋収縮時にカルシウムを結合して筋繊維を活性化する。トロポニンI(TnI)は.筋収縮を阻止する。トロポニンT(TnT)は.プロミオシンと結合し.ほとんどが細い筋繊維の中で結合した状態で.フリー体の割合は6〜8%と言われている。 細胞質には6-8%程度しかフリーフォームで存在しない。 TnCは骨格筋と心筋で構造的に同じであるが.TnTとTnIは骨格筋と心筋で構造的に異なる。  心筋トロポニン(cTns)は.急性冠症候群(ACS)の予後の指標となる高感度かつ特異的な心筋壊死マーカーです。cTnsは心筋壊死後4〜6時間で血中に現れ.cTnTでは5〜14日.さらには21日.cTnIでは7〜10日間上昇したままとなります。 cTnsは診断の “窓 “が長いため.より進行したST上昇型心筋梗塞(STEMI)の診断指標として使用でき.微小心筋梗塞の診断にも十分な感度を有しています。cTnIはそのユニークなアミノ酸配列から高い心筋特異性を有しており.今のところ唯一の心筋特異的タンパク質として知られています。 cTnIは.小さな局所的可逆性心筋傷害の存在に敏感である。cTnTも心筋細胞のみに存在し.骨格筋TnTとの交差反応はモノクローナル抗体で測定すると5%未満であるが.一部の腎不全透析患者の血中TnTが上昇する。 多発性筋炎.進行性筋ジストロフィー.横紋筋などの疾患では.cTnTアイソフォームの存在が確認されています。  cTnの上昇は虚血性心疾患による心筋傷害だけでなく.心筋傷害を引き起こすあらゆる要因やその他の病的要因がcTnの上昇を引き起こすことがある。 例えば.PTCAや腎不全におけるcTnsの上昇は.心臓の有害事象の増加と関連している。 その他.小さな心内膜の損傷.心筋外傷や心筋毒物による損傷.機械的損傷.ウイルス感染などは.すべてcTnsの上昇を引き起こす可能性がある。  I. cTnsと腎不全:末期腎不全(ESRD)患者は.透析を受けても年間死亡率が23%と高く.その約半数は心臓に起因する死亡である。 ESRD患者における狭心症の発症率は低い(15-20%)ものの.最大で73%に冠動脈疾患を発症する可能性があります。 透析を受けているESRD患者では.左室肥大(LVH)や伝導系病変が存在するため.心電図による心筋虚血の診断は信頼できないことが多く.循環心筋トロポニンの著しい上昇は腎不全進行の予後マーカーとして用いられています。 臨床的に心筋梗塞が疑われない場合でも.腎不全の患者ではトロポニンの上昇が見られ.即座に予後を左右する。 第二世代の血清cTnT検査では.臨床的な心筋壊死を伴わない腎不全患者の53%でcTnTが上昇し.約7%でcTnIが上昇することがさらに確認されている。cTnTとcTnIは.有害事象の予測能力が同程度であることが確認されている。  腎不全におけるcTns上昇のメカニズムは不明である。 腎不全におけるcTns上昇は骨格筋由来であるという仮説があるが.エビデンスは十分でない。 最小限の心筋梗塞もこの上昇を説明することができる。 腎不全患者には顕微鏡的な心筋梗塞の病理学的証拠があり.cTnTの約6〜8%.cTnIの約3〜5%が細胞質内に遊離型で存在するため.急性心筋梗塞時には遊離トロポニンが早期に血中に放出され.軽度の上昇を示すと考えられる。 さらに.心不全は腎不全を併発することが多く.重度の心筋虚血や梗塞がなくても.重度の心不全はcTnsの上昇を引き起こすことがあります。 しかし.心筋からcTnsが小さく放出されるメカニズムは不明であり.この大きな分子が心筋の細胞調節中に放出されることはないとする研究結果もある。 心不全とLVHは.心筋のタンパク質更新の変化を反映して.トロポニン放出の動態を変化させる可能性があるが.その基礎となるメカニズムはまだ不明である。 また.腎不全におけるトロポニンの上昇は.cTnsの分子量が大きいため(cTnT 37KD, cTnI 77KD).腎外クリアランス機構(例えばCKやCK-MBをクリアする網内皮系)を経ており.腎臓でクリアされても心臓からの放出が説明できないため.腎クリアランス低下によるものではないと考えられています。 透析患者では.cTnTは分子量8-25KDの断片に分解されること.腎機能低下によりそのようなcTnT断片のクリアランスが減少し.免疫反応性を持ち.免疫測定に敏感になることが明らかにされている。 この過程は.正常な心臓が持続的に微小な心筋を失い.cTns断片のクリアランスが低下するとより顕著になり.循環するcTnsは血清CK値とは関連しなくなる。  いくつかの前向き研究で.腎不全患者の長期追跡調査において.cTnsの上昇が死亡リスクと関連することが示されている。 最近.Buetiらは.腎不全の透析患者149人を対象に.心血管死.梗塞.新規心不全.冠動脈再灌流を主要心臓イベント(MCE)として.cTn値と短期予後を検討した。15%の患者が30日以内にMCEを経験し.患者における胸痛症状の有無はMCE発生に差がなかった。 尤度比は,cTnI値0.1〜0.3ng/lで0.72,cTnI>0.3ng/lで7.8,cTnI>2ng/lで11.7となり,腎不全透析患者のcTnsレベルは臨床症状がなくても30日MCEと関連していることが示唆された.  腎不全患者ではACSがしばしば発症し.cTns値の連続的な上昇は新たな心筋障害を示すが.明確なカットオフ値はない。ESRDにおいてcTnT≧0.5ng/lは急性心筋梗塞(AMI)の可能性を示し.0.5ng/l以上の上昇後ベースラインに戻るのはAMIの強い証拠である。  心筋トロポニンと進行性心不全 1997年.Vecchiaらは臨床的AMIを伴わない進行性心不全患者において心筋トロポニン値の上昇を報告した。 非虚血性心不全患者26名のうち.6名は重症心不全でcTnsが陽性.うち2名は難治性心不全でcTnI異常が再発したが.安定心不全患者20名はフォローアップでcTnI値に異常はなかった。 cTnTも後にMissovらにより.心不全患者で心不全の重症度と同程度に上昇することが報告された。 彼らは.免疫反応性cTnTが心筋細胞質内のフリープールから漏出することとの関連性を示唆した。 佐藤らは.拡張型心筋症患者60名を対象に.従来の治療にもかかわらずcTnTが持続的に上昇している患者を17名発見した。 Horwichらは.心筋炎とAMIを除く重症心不全患者238人を対象に.最新の高感度cTnIアッセイで血行動態が悪化しBNPが上昇したcTnI上昇者117人(49.1%)を見出した。  結論として.cTnは進行性の重症心不全患者で上昇することがあり.そのメカニズムは不明であるが.予後との関連については.多くの研究者によって.心筋壊死の低レベルとの関連が示唆されている。  医療集中治療室(MICU)に入院している重症患者の死亡率は高く.そのほとんどが高齢者で.多臓器の病態を有することが多いため.病態が複雑で診断が難しい。 Guestらにより呼吸器・MICUの重症患者209人でcTnI値が測定され.cTnI上昇者のうち32(15%)の患者において 心筋障害と考えられる患者のうちAMIと診断されたのは12人(37%)だけであったが.cTns陽性患者はAMIでなくても死亡率が高く(40%).死亡率も高いことがわかった。 Ammannらは.ACSを発症していない重症患者58人のうち.cTnsが陽性で死亡率が高かった32人(55%)を対象に研究を行った。 これらの患者は主に敗血症.全身性炎症反応症候群であり.毒素性ショックでは63%がcTns陽性であった。 Maederらは.心筋収縮力の一時的障害による心機能障害は敗血症の合併症として多く.敗血症や毒素性ショックでは左室機能障害と予後不良の証拠があると指摘した。 このような患者におけるcTns陽性は.一過性の心筋細胞膜の完全性の喪失とそれに続くcTnsの漏出によるものか.あるいは冠動脈内血栓閉塞ではなく.心筋微小血管血栓症に関連している可能性がある。  cTnsと心筋炎 急性心筋炎は時にAMIと類似した症状を呈し.心筋壊死によるcTnsの上昇を伴う。 確定診断の方法は右心内膜生検のみですが.侵襲性が高いため.診断方法として日常的に行われなくなったため.臨床では不顕性で認識されていない症例がある可能性があります。 心筋炎が疑われる場合.cTnsの上昇が見られることがあるが.その期間は炎症状態の進行の度合いと平行している。 血清cTnI値は.ウイルス性心筋炎ではCK-MBの上昇よりも早く発生し.その感度と特異性から臨床医に観察の窓を提供し.その期間も長く.急性心筋炎の診断マーカーとなる。  V. cTnsと肺梗塞(PTE) Douketisらはsubmassive PTE24例を検討し.5例(20.8%)でcTnI≥0.4ug/Lを示した。 MargitらはPTEにおけるcTnTの動的変化を検討し.9例中5例(56%)で最初の検査でcTnT上昇.症状発現から最初の検査までの時間は3〜6時間であった。 cTnT値>0.1ug/Lは約30時間持続し.40時間後にも>0.01ug/Lで検出され.AMIよりピークが低く持続時間が短い。Karinらは.PETの重症度が高くなるにつれてcTnT濃度が有意に上昇し(R=0.56.P<0.001).カットオフ値TnT=0.09ug/Lにおける院内死亡予測の感度と特異度はそれぞれ80%と92%.陰性予測値と陽性予測値はそれぞれ99%と34%であったことを示した。  VI. cTnsと経皮的冠動脈インターベンション(PCI) 早期PCI手術に伴う心筋梗塞の発生率は高く.最大で5%以上の患者が緊急手術を必要とする。 手術技術の向上とステントの使用により.現在では緊急手術の発生率は約0.5%に減少しています。 しかし.PCI後も一定の割合で心酵素が上昇し.ピークCK-MBが正常上限の3倍以上をAMIと定義すると.周術期AMIの発生率は15〜20%となるが.血小板GpIIb/IIIa受容体拮抗薬を使用すると周術期AMIの発生率を50%減少させることが可能である。 今回の研究では.PCI後にCK.CK-MB.cTnsが上昇することがあり.これらの生化学マーカー(BM)の変化は心筋壊死を反映していることがわかりました。 Bonzらはまず.選択的PCI後のTnTに対するチロフィバンとプラセボの効果を検討し.術後12時間と24時間の陽性率はそれぞれ63%.40%.69%.48%(P<0.05).48時間では58%.48%(P<0.08)であった。 9ヵ月後のフォローアップでは.死亡.心筋梗塞.再灌流などの主要有害事象(MAE)は.プラセボ群に比べチロフィバン群で減少した(23% vs 13.04%.P<0.05)。 彼らの研究によると.術前TnTの上昇はMAEの独立した予測因子(HR 1.75)であり.術後TnTの上昇は1年後の主要エンドポイントイベントの予測因子(HR 2.39)である一方.追跡期間を通じて無イベント生存率の予測因子ではなかったが.5倍以上の術後TnTには予測価値があった。 PCI患者の16%がCK-MBの上昇を認め.2年後の死亡率は正常群に比べ上昇し(7.2% vs 3.8%, OR 1.9).CK-MB上昇の程度は死亡の独立した危険因子であることがわかった。一方.cTnI上昇を認めた患者は44.2%で.この群では2年後の死亡率は正常群よりわずかに高かったが.統計的有意性は認められませんでした。  心臓手術では.冠動脈が侵されていない場合でもcTnsが上昇する。cTnsの上昇は大動脈ブロッククランプ開放後6時間でピークに達し.5〜7日目には消失するが.CK-MBの上昇は3日間と短い。 Bennoitらは.cTnI放出に影響を与える主要因は大動脈ブロックの期間であり.cTnIは大動脈ブロックと直線的に関連していると述べている。 cTnIと大動脈ブロックの間には線形関係が認められたが.CK-MBの間には認められなかった。 冠動脈バイパス術(CABG)は大動脈弁置換術よりもcTnsに大きな影響を与え.平均cTns値は高かったが.ファロー四徴症などの先天性心疾患.大きな心室欠損.左心房血栓除去を伴う心臓弁置換術など心筋障害が大きく.大動脈ブロック期間が長くなるとcTns値はより有意に上昇した。 CABG後のcTnI変化は文献で最初に報告されているが.1994年の報告で TnIは心筋の特異性が高く.CK-MBやcTnTよりも感度・特異性が高いことが確認された。 cTnTは骨格筋細胞との交差反応性.すなわち骨格筋細胞が傷害されると血中TnT濃度が上昇するため.心筋細胞傷害の診断に対する感度が低下するが.心臓手術を受けた患者におけるTnT濃度の上昇は術後予後の不良と関連することを示唆した研究もある。 周術期MIの診断も上記のcTnsの放出特性に基づいて行われるが.cTnsの上昇が周術期MIによるものか心臓手術によるものかを識別するためのカットポイント値や閾値の合意は得られていない。 術後にcTnTとcTnIの両方が上昇し.心臓超音波検査で新たな心室壁運動異常が認められた場合.周術期のMIを診断の対象とする。 viii. cTnsと心臓移植 1990年代初めには.心臓移植成功後2〜3ヵ月間cTnTの放出が続き.AMIや心臓手術後よりもかなり長く続くことが.いくつかの研究者によって見出されていた。 また.術後に早期拒絶反応を起こした患者の一部でcTnTの中等度の増加が認められたが.この感度の低さは心臓手術自体がcTnTの放出を引き起こすためである。 Wangらは心臓移植後の患者186名に心内膜生検を行い.早期拒絶反応の有無を確認するとともにCK.CK-MB.cTnT.cTnIなどの血清マーカーを測定して拒絶反応の群での増加の有無について検討した。 CK.CK-MB.cnT.cTnI.その他の血清マーカーを測定し.拒絶反応群での増加の有無を調べた。 しかし.これらのマーカーの両群間の異常は統計的に有意ではなかったので.cTnsなどの血清マーカーは心臓移植後の急性拒絶反応を予測するには不十分であると考えられた。 しかし.cTnTの検出により.特に免疫拒絶のレベルが高い場合.臨床症状の発現前に重度の拒絶反応を検出できることが示唆されており.cTnT濃度が正常な場合の陰性予測値は95%以上である。  急性心膜炎の炎症反応が心外膜に及ぶと.心筋障害が起こり.AMIと同様にcTnsが放出されることがある。急性心膜炎におけるcTnsの変化については.ほとんど研究されていない。 はST値が高く.最近全身性炎症を起こした若い患者である傾向がある。  その他.心臓電気蘇生術.ラジオ波焼灼術.腫瘍の化学療法でもcTnsの上昇が見られることがある。  以上のように.cTnsは心筋壊死の診断.心疾患のリスク層別化.予後判定に臨床的に利用されている。 特に.急性冠症候群(ACS)患者における心筋壊死の早期発見やより確実な診断の根拠となり.インターベンション治療に適した患者を合理的に選択することができるようになります。 しかし.非冠動脈病変によるcTnsの上昇は.ACSやMIとの区別が困難な場合があり.cTnsのカットポイント値を決定する必要がある。 最近の研究では.ESRD.重症進行性心不全.医療集中治療を受けている患者におけるcTnsの増加が予後不良を示唆することが明確に立証されています。 心臓手術後や急性心膜炎時の軽度のcTns増加は.予後と関連しない可能性がある。 心臓カテーテル検査(PCIなど)成功後のcTns上昇の心筋梗塞診断や予後への影響については.依然として議論の余地があり.さらなる臨床研究が必要である。