# 献腎ドナーにおける移植前クレアチニンによる評価と移植後腎機能への影響

東京女子医科大学病院腎藏外科（指導：渕之上昌平准教授）

(受理 2020 年 6 月 20 日)
## Donor Creatinine Levels as Factors in Graft Function in Deceased-Donor Kidney Transplantation: A Single-Center Report

\author{
Keiko Kutsunai, Ichiro Koyama, Ichiro Nakajima, \\ Shohei Fuchinoue, and Satoshi Teraoka \\ Department of Surgery, Kidney Center, Tokyo Women’s Medical University Hospital, Tokyo, Japan
}

Progress in dialysis therapy has widely improved the prognosis of chronically ill dialysis patients, but kidney transplantation is particularly known to improve patient prognosis significantly. However, the shortage of organ transplant donors remains a global issue. Additionally, the donor's pre-transplant serum creatinine ( $\mathrm{sCr}$ ) is a known indicator of post-transplant kidney function, but the time point of $\mathrm{sCr}$ measurement has not been sufficiently reported. In this study, we defined 2 time points of pre-transplantation donor $\mathrm{sCr}$ measurement: (1) $\mathrm{sCr}$ taken just before surgical resection (final $\mathrm{sCr}$ ) and (2) $\mathrm{sCr}$ taken on admission to the hospital ( $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ ). Thus, we investigated the level of pre-transplantation $\mathrm{sCr}$ in the donor and post-transplantation renal function in the transplant patients.

In this single-center study, we included 157 patients who underwent donated kidney transplantation between January 1995 and December 2015 at the Department of Surgery, Kidney Center, Tokyo Women's Medical University Hospital. We compared the postoperative renal function with $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ and final $\mathrm{sCr}$ before transplantation. Donor $\mathrm{sCr}$ may be affected by acute renal failure or acute tubular necrosis under various situations, such as reduction in organ blood flow in the period from admission to organ donation. Therefore, donor $\mathrm{sCr}$ was highly likely to change depending on the time point in the treatment.

The comparison showed a significant difference between the levels of $\mathrm{sCr}$ and postoperative renal function ( $\mathrm{sCr}$ of more than $1.0 \mathrm{mg} / \mathrm{dl}$ and lower). However, there was no correlation between higher final $\mathrm{sCr}$ and lower postoperative renal function. We believed that donor $\mathrm{SCr}_{\text {min }}$ reflected the original renal function of the donor, and we obtained a significant difference in the multivariate analysis to designate it as a prognostic factor.

We concluded that that $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ values are a better reflection of the donor's original renal function as compared to final $\mathrm{sCr}$. Our findings are significant because they address the current research gap on preoperarive $\mathrm{sCr}$ values and prove that $\mathrm{sCr}$ taken on admission can accurately predict the donor's post-transplant kidney health, which could lead to better post-operative care for the donor.

Key Words: deceased donor kidney transplantation, warm ischemic time, total ischemic time, graft function

## 緒言

わが国における 2017 年末時の透析導入患者数は 40,959 人であり，慢性透析患者は 334,505 人と増加 の一途を辿っている ${ }^{11}$. 透析療法の進歩により慢性透析患者の予後は改善してきたが，腎代替療法の中で は特に腎移植が予後を大きく改善することが知られ ている。世界的に末期腎臟病患者に対するドナー不足がある中，わが国において expanded criteria donor（ECD）からの腎移植も貴重なドナーソースと なっている. わが国の生体・献腎移植の 5 年生着率 （2010～2016 年) は献腎移植 $88.0 \%$, 生体 $94.3 \%$ と良好である2が， ECD からの提供も多くドナー条件と 移植後経過の関係を解析することは重要であると考 える. ドナーの臟器提供前の血清クレアチニン值 （sCr）は移植後腎機能を予測する因子3)であること が知られており，これまでも 2009 年に提唱された the Kidney Donor Risk Index(KDRI), KDRI を基に 作成された the Kidney Donor Profile Index (KDPI)等，ドナー $\mathrm{sCr}$ を始めとしたドナー因子と移植条件 を考虑した予後予測式が考案されてきた4) 6). 一方 で，これらの計算式は人種や搬送，診療システムの 違いにより，結果が変わりうることも指摘されてき た7). ドナー条件の中で特にドナー $\mathrm{sCr}$ は藏器提供 までの死戦期が長い場合, 血圧低下による臟器血流 の低下などにより容易に急性腎障害をきたすため，採血の時点によって測定値が大きく変動し得る。今回われわれは, 東京女子医科大学病院腎臟外科（当科）における献腎移植症例について，当院および日本藏器移植ネットワーク (JOTNW) のデータをもと に, ドナー条件, 特にドナー入院期間中の最小 $\mathrm{sCr}$ $\left(\mathrm{sCr}_{\mathrm{min}}\right)$ および摘出直前の最終 $\mathrm{sCr}$ (final $\mathrm{sCr}$ ) と移植後腎機能について後ろ向きコホート研究として検討した.

## 対象および方法

1995 年 1 月から 2015 年 12 月の間に当科におい て献腎移植を行った 157 症例（男性 93 例/女性 64 例, 平均移植時年齢 $54 \pm 16$ 歳, 待機期間 $10.9 \pm 10.1$年）を対象とした。このうち，心臟が停止した死後 の（心停止下）献腎移植は 128 例, 脳死下献腎移植 は 29 例であった. これらの症例について, ドナー年齢, 性別, 死因, 摘出条件, 温阻血時間（warm ischemic time: WIT), 総阻血時間（total ischemic time : TIT), $\mathrm{sCr}$ (ドナー入院期間中の $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ および 摘出直前の final $\mathrm{sCr}$ ), 無尿の有無とその期間, レシ ピエント年齢, 性別, 原疾患, 免疫抑制療法などの条件による生着率の差の有無および術前 $\mathrm{sCr}$ と術後 $\mathrm{sCr}$ の経過について解析を行った。 なお WIT お よび TIT の基準については厚生労働省 第 49 回臓器移植委員会参考資料「図 3 透析離脱不能原因及び 温・総阻血時間 $]^{8}$ を参考に設定を行った。

## 1. 手術および免疫抑制療法

手術については，搬送後腎を灌流し，標準術式に より左あるいは右腸骨窩に移植した。移植腎静脈は レシピエントの外腸骨静脈に, 移植腎動脈はレシピ エントの外あるいは総腸骨動脈にそれぞれ端側吻合 し，移植腎尿管を膀胱に吻合した. 免疫抑制療法に ついては，当科の献腎移植プロトコールに則り，カ ルシニューリンインヒビターとしてシクロスポリン またはタクロリムスを, 代謝拮抗薬として 2000 年ま ではアザチオプリン, 2001 年からはミコフェノール 酸モフェチルを，ステロイド製剂としてメチルプレ ドニゾロンを用い，これらに抗 IL-2R $\alpha$ 鎖単抗体(抗 $\mathrm{CD} 25$ 抗体）であるバシリキシマブを加えた 4 剂併用療法を行っている. 拒絶反応の診断は, $\mathrm{sCr}$ の上昇, 尿量の減少, ドップラー超音波検査による血流 パターン, 移植腎生検による病理診断で行った. 拒絶反応時にはメチルプレドニゾロンによるパルス療法, 抗ヒト胸腺細胞グロブリンであるサイモグロブ リン等, 拒絶反応の経過により追加加療を行った. なお, 本研究は東京女子医科大学倫理委員会により 後乃向き観察研究として承認を得た (承認番号 4954).

## 2. 統計学的検討

統計解析については Mathematica version 9.0 （Wolfram Research Inc., Campaign, IL, USA）を用 いた. 生存率および生着率については Kaplan-Meier 法により算出し, log-rank test にて有意差検定を行 い, $\mathrm{p}$ 值は 0.05 未満を有意とした。その際移植後維持透析開始日を移植腎機能亚失となった日と定義し 生存率および生着率を求め, また, 移植腎生着率に ついては, death with functioning graft の場合を除 いて比較するため, 死亡日を移植腎機能表失 (graft loss)とは扱わず，死亡日をもって観察期間を打ち切 り (death censored graft survival) とした. また,

Table 2 4では条件ごとに反復測定分散分析（repeated measures analysis of variance) を行い, 要因 による移植後の $\mathrm{sCr}$ の差を比較した. また, Table 5 においては移植腎生着における複数の要因を評価 するため, Stepwise 法による多変量解析を行った結果を示した。

Table 1 Patient background.

HLA: human leukocyte antigen.

## 結果

## 1. 患者背景

対象となった献腎移植症例の患者背景を Table 1 に示す. 移植条件としては脳死下腎移植 29 症例, 心停止下腎移植 128 症例，レシピエントの性別は男性 93 症例, 女性 64 症例, ドナー性別は男性 93 症例,女性 64 症例であった. WIT の中央値 (四分位範囲) は $2(0 \sim 5)$ 分, TIT の中央値（四分位範囲）は 470 (370～757) 分であった。なお，平均観察期間は 10.5 $\pm 5.8$ 年であった.

Table 2 Post-transplantation changes in $\mathrm{SCr}$ according to the WIT period and the TIT period when WIT $\geq 31$ minutes.

Repeated measures ANOVA $\mathrm{p}<0.001$.

Table 3 Differences in post-transplantation changes in $\mathrm{sCr}$ according to donor age.

Repeated measures ANOVA $\mathrm{p}<0.001$.

Table 4 (Correct) Differences in post-transplantation changes in $\mathrm{sCr}$ due to minimum donor $\mathrm{sCr}\left(\mathrm{sCr}_{\min }\right)$ and final donor $\mathrm{sCr}$ (final $\mathrm{sCr}$ ).

Repeated measures ANOVA * $\mathrm{p}<0.001$; **Group 1 vs Group $4 \mathrm{p}=0.005$; Group 2 vs Group $4 \mathrm{p}<0.001$; Group 3 vs Group $4 \mathrm{p}=0.029$.

Table 5 Stepwise and multivariate Cox regression to calculate the graft survival risk factor.

 & 6.13 & 0.0038 & 4.90 & 0.016 \\

Stepwise HR, adjusted hazard ratio of graft failure.

## Graft survival rate

Figure 1 Graft survival rates of donated kidneys following transplantation.

The 1-year survival rate of the transplanted donated kidneys $(\mathrm{n}=157)$ was $91.72 \%(\mathrm{n}=$ $145)$ and the 5 -year survival rate was $85.49 \%(n=118)$.

Figure 2 Comparison of graft survival rates of kidneys from donors who died due to cardiac arrest and brain death.

The 5-year graft survival rate was $96.55 \%$ for kidneys from brain dead donors $(\mathrm{n}=29$, mean observation period: $4.09 \pm 1.37$ years) and $84.12 \%$ for kidneys from cardiac arrest donors ( $\mathrm{n}=128$, mean observation period: $4.32 \pm 1.47$ years).

Figure 3A Kidney graft survival rates according to recipient age. The 5 -year graft survival rate was $90.90 \%$ in recipients aged 30 years or younger $(n=22)$, $85.0 \%$ in those aged $31-60$ years, and $82.60 \%$ in those aged 61 years or older.

Figure 3B Differences in kidney graft survival rates by donor age.

The 5 -year graft survival rate was $100 \%$ in kidneys from donors aged 30 years or younger, $85.60 \%$ for those aged $31-60$ years, and $71.60 \%$ for those over the age of 61 years. The pvalue by log-rank test between donors aged 30 years or younger and 31-60 years is 0.021, between donors aged 30 years or younger and aged 61 years and older is $<0.001$, and between donors aged 31-60 years and aged 61 years and older is 0.060 .

## 2. 移植腎生着率

対象症例全体の移植腎生着率を示す。 1 年生着率 は $91.7 \% ， 5$ 年生着率は $85.5 \%$ であった (Figure 1). また, 心停止ドナー 128 症例および脳死ドナー 29 症例からの移植における移植腎生着率を Figure 2 に示す。 心停止ドナーにおける移植腎の 1 年生着率 $90.6 \%, 5$ 年生着率 $84.1 \%$, 脳死ドナーは 1 年生着率 $96.6 \%, 5$ 年生着率 $92.8 \%$ であったが, 両群間に有意差を認めなかった。

レシピエントの年齢ごとの生着率においては,

Figure 3A で示されるように，3群間に統計学的な 有意差は認めなかった. ドナーの年齢ごとの生着率 においては, Figure 3B で示されるように, ドナー年齢が上がるにつれ生着率の低下を認めた. ドナー年齢 30 歳以下では 5 年生着率は $100 \%$, ドナー年齢 31 歳 60 歳では $85.4 \%$, ドナー年齢 61 歳以上では

Figure 4 Kidney graft survival rates by donor cause of death. The 5 -year graft survival rate was $76.20 \%$ in kidneys from donors whose cause of death was cerebrovascular disease. The p-value by log-rank test between the cerebrovascular disease group and other causes group was $<0.001$.

$71.6 \%$ であり, log-rank test において 30 歳以下の群 と 31 歳 60 歳群間では $\mathrm{p}=0.021,30$ 歳以下群と 61 歳以上群間では $\mathrm{p}<0.001$ と有意差を認めた。また, ドナーの死因ごとの生着率を Figure 4 に示す. ド ナーの死因ごとの 5 年生着率の比較では, 頭部外傷 $97.1 \%$, 心血管障害 $100 \%$, 脳血管障害 $76.0 \%$, その他 の内因死（脳腫瘍，呼吸器疾患を含む） $100 \%$ ，その 他の外因死 (窒息を含む) $91.5 \%$ であった．脳血管障害群が他の群に比較して生着率が低い傾向を示し，脳血管障害群とそれ以外の死因群の 5 年生着率の差 は log-rank testにて $\mathrm{p}<0.001$ と有意差を認めた.次に，WITを 30 分以下， 31 分以上の群に分けた 生着率をFigure 5A に，TITを 12 時間未満, 12 時間以上に分けて比較した各群の生着率を Figure 5Bに，さらにWIT30 分以下と 31 分以上, TIT12 時間未満と 12 時間以上を組み合わせて 4 群に分け た生着率を Figure 5C に示す. WIT が 31 分以上の 群では移植後早期の移植腎不全がみられたものの,生着率としては統計学的有意差を認めなかった。

## 3. 移植腎機能

腎移植後の 5 年生着率の比較に加え，移植後早期 の移植腎機能の推移についても検討を行った. 今回 WIT と TIT, ドナー年齢, ドナー入院中の $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$, ドナーの臟器摘出前の final $\mathrm{sCr}$ ごとに変動要因と して分類し，移植後の $\mathrm{sCr}$ の時間経過による推移を 結果として比較を行った. Table 2A W WIT 毎によ る移植後 $\mathrm{sCr}$ の推移を示したが，移植後の $\mathrm{sCr}$ の值
は移植後時間の推移とともに差が開いており，2 群間で $\mathrm{p}<0.001$ と有意差を認めた。さらに WIT が 31 分を超過した場合, TIT が 12 時間を超えるかどう かで比較した場合も, 移植後 $\mathrm{sCr}$ の推移では $\mathrm{p}<$ 0.001 と有意差を認めた. Table 3 にドナーの年齢ご との $\mathrm{sCr}$ の推移を示した. ドナー年齢が上昇するご とに移植後 $\mathrm{sCr}$ は有意に高値を示し $(\mathrm{p}<0.001)$, こ の傾向は移植後 1 か月から 12 か月までの期間を通 して変わらなかった。また，摘出前のドナー腎機能 と移植後腎機能を比較する目的として， $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ およ び final sCr について検討した. Table 4 にドナーの 入院時における $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ または final $\mathrm{sCr}$ ごとの移植後 $\mathrm{sCr}$ ，移植後 5 年までの推移を示したが， $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ では $\mathrm{sCr}_{\mathrm{min}} \leq 1$ と $\mathrm{sCr}>1$ の群で有意差を認めており $(\mathrm{p}<0.001)$, final $\mathrm{sCr}$ については final $\mathrm{sCr}>5$ とそれ 以外の群の間に有意差を認めた。また，この 2 つの 要因についてピアソンの相関係数 $(\mathrm{r})=0.303$ と弱い 相関のみ示されたが，移植腎生着に影響する複数の 要因を評価するためCox 回帰分析, Stepwise 法に よる多変量解析を行った結果 (Table 5) では, 前述 の単変量解析においても有意差を認めたドナー年齢 $(\mathrm{p}=0.013)$ ， ドナー死因の脳血管障害 $(\mathrm{p}=0.016)$ に加 えて, $\mathrm{sCr}_{\text {min }}(\mathrm{p}=0.016)$ が移植腎生着に影響する因子 として挙げられた.このとき, final $\mathrm{sCr}$ は危険因子と して有意ではなかった.

## 考 察

本研究は，献腎ドナーにおける移植前 $\mathrm{sCr}$ による

A Graft survival rates

B Graft survival rates

C Graft survival rates

Figure 5 Kidney graft survival rates according to (A) WIT period, (B) TIT period, (C) WIT and TIT periods.
評価と移植後腎機能への影響を検討することを目的 とした. その結果, final $\mathrm{sCr}$ と比較し, $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ が, 移植後腎機能をより反映している可能性が示唆され た。また，献腎移植において移植後腎機能に及ぼす 影響をWIT と TITを用いて検討したところ，可能 な限りWIT を短縮すること（30 分以内）が望まし く, WIT が 31 分を超える場合は，TITをできる限 り短縮することが重要と考えられた. さらに, ドナー 死因において, 脳血管障害はその他の疾患と比較し 移植後生着率は不良であり，61 歳以上の高齢ドナー での移植腎生着率も不良であった。

ドナーの移植前 $\mathrm{sCr}$ が移植後腎機能に及ほすす影響を検討した過去の報告 ${ }^{344}$ では，摘出時のドナーの 移植前 $\mathrm{sCr}$ として final sCr が用いられているが, final $\mathrm{sCr}$ と $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ のどちらがより有用な指標である か検討されておらず，本研究で両者を用いて生着率 を比較した結果， $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ が final $\mathrm{sCr}$ よりも移植後の 腎機能をより反映していると考えられた. final $\mathrm{sCr}$ より $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ が移植後腎機能をより反映している理由 として, final $\mathrm{sCr}$ はももとの腎機能に加えドナー の死戦期における阻血低酸素状態から組織障害を受 け，その結果として急性尿細管壊死 (acute tubular necrosis：ATN）の影響を受けている9110) ことが考え られた. 生着率についての多変量解析において final $\mathrm{sCr}$ よりも $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ において有意差が示されたことも これを支持する結果と考えられた，今回の検討にお いて final $\mathrm{sCr} \geqq 3.0 \mathrm{mg} / \mathrm{dl}$ の症例は 157 症例中 40 症例存在していたが, その中で $\mathrm{sCr}_{\text {min }} \geq 1.5 \mathrm{mg} / \mathrm{dl}$ の症例は 2 症例 (5\%) のみであり, final $\mathrm{sCr}$ と $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ の差が大きい症例も少なくないことから, final $\mathrm{sCr}$ が高値な症例においても $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ が保たれている場合 は術後の腎機能回復が期待できることが考えられ た.これまでも final sCr (at the time of harvest) が 高値のドナー腎の移植において術後腎機能が良好に 発現する場合 ${ }^{7 / 11}$ が報告されているが, final sCr 高値 であっても $\mathrm{sCr}_{\mathrm{min}}$ 低値の症例であれば良好な移植後腎機能が期待できると考えられた． final $\mathrm{sCr}$ が高値 のドナーにおいても $\mathrm{sCr}_{\text {min }}$ を含めた詳細な評価・検討を行うことが限られたドナーソースを有効に生か すことにつながると考えられた。

WIT および TIT の組み合わせによる比較検討で は，生着率について有意差を認めなかった，今回の 解析では WIT 31 分以上の症例数が少なくサンプル サイズの偏りがあったためと考えられた。過去には TIT は 24 時間以上, WIT と TIT の両因子の組み合
わせでは WIT が 30 分以内でも総阻血時間が 24 時間以上で生着率が低下したとする報告12) や, WIT が 31 分以上となった場合など一定以上の温阻血傷害がある場合は TIT が 12 時間を超えると生着率が 低下するという報告 ${ }^{13}$, TIT については 12 時間以内 の場合がもっとも生着率が優れているという報告が 存在しており ${ }^{14)}$, 今回の解析においても, 移植後腎機能については有意差がみられていることから，観察期間を延長することで長期的な生着率に影響が出る 可能性は否定できない.

なお, WIT と TIT の組み合わせによる移植腎機能の比較検討について, WIT30 分以下の群は WIT 31 分以上の群と比較し移植後 1 か月から 12 か月ま での期間を通して有意に低い $\mathrm{sCr}$ を示した。また WIT30 分以下の群では移植後, 時間の推移ともに $\mathrm{sCr}$ が改善したのに対し, WIT31 分以上の群におい ては移植後 12 か月の時点においても $\mathrm{sCr}$ の改善の 程度は少なかった。一定時間以上の虚血に曝される と, 移植後における虚血傷害からの改善には限界が あることを示唆しているものと考えられた。

WIT31 分以上/TIT 12 時間未満の症例では 12 時間以上の症例と比較して $\mathrm{sCr}$ は有意に低值で経過 L, WIT31 分以上/TIT12 時間以上の群では移植後 12 か月の時点においても高値で推移した. 温阻血傷害に一定時間以上の冷阻血が加わると，術後速やか な移植腎機能の回復が困難となり移植腎機能発現遅延 (delayed graft function：DGF) となると考えられ る. 移植後早期の生着率に有意差は認めなかったが, DGF は急性拒絶反応 (acute rejection：AR) の危険因子であることが知られており，長期の生着率には AR が危険因子であることから ${ }^{15}$, 長期的には透析再導入までの期間に影響を与えうると考えられた。虚血による障害は WIT, 冷阻血時間（cold ischemic time：CIT）を組み合わせた結果であり，その曝露時間の遷延は腎臟に慢性的あるいは遷延する影響を与 えうる ${ }^{3}$. 移植腎機能にとっては, WITを可能な限り 短縮することが最も重要であるが, 虚血障害が WIT および CIT の総合的な影響の結果 ${ }^{3}$ であることを考慮し, WIT が一定時間 (今回の検討では 31 分)を超 えた場合は可能な限りTITを短縮することが望ま しいと考えられた。

$\mathrm{ECD}$ は年齢 60 歳以上, 脳血管疾患による死亡, $\mathrm{sCr} 1.5 \mathrm{mg} / \mathrm{dl}$ 以上というドナー条件をもとに規定 されている. 本研究においても, ドナーの年齢毎に 移植後腎機能を比較したところ, 30 歳以下, 31 歳〜

60 歳, 61 歳以上とドナー年齢が高いほど移植後 12 か月の期間を通して $\mathrm{sCr}$ が高値で経過しているこ とから， ドナー年齢は移植後腎機能に強く影響する 因子と考えられた．理由としては腎の加齢による変化が挙げられ, 病理学的には糸球体硝子化, 足細胞 の萎縮，有効ネフロン数の減少，尿細管の萎縮・消失, 間質拡大, 髄質の脂肪・石灰沈着, 微小血管の 消耗や粗化 ${ }^{1016}$ が知られている. 特に糸球体は 40 歳以上または 55 歳以上で総数の $10 \%$ 以上に硬化 $か ゙ ~^{17718)}, 60$ 歳以上のドナー腎は移植直前の腎生検 $(0$ hour biopsy）の時点で糸球体の 10～20\% に硬化性病変が認められる ${ }^{19)}$ と報告されている。本研究にお いても 61 歳以上のドナー腎には上記の加齢性変化 が内在すると推定され，さらに腎摘出から腎移植の 過程における温虚血傷害, 冷阻血傷害, 再灌流傷害 が加わることでATN の影響を受けやすく回復が遅 れる可能性が考えられた。多変量解析においてド ナー年齢が移植腎生着率の有意なりスク因子であっ たこともこれを支持する結果と考えられた. ドナー 死因についての検討では，脳血管障害群が他の群に 比較して生着率が低い傾向を示し, 頭部外傷群と脳血管障害群の 5 年生着率の差を認めた。脳血管障害群では頭部外傷群に比較し不安定な血行動態や脳死 に至った原因の多くが動脈硬化性疾患によることが 挙げられ，臟器血流も動脈硬化の影響を受けている ことが理由の一つとして考えられた20).

本研究の限界として, 1 施設での後ろ向き観察研究であるため総症例数が少ないこと, 症例数の偏り による解析の限界が挙げられる。腎移植の生着率や 移植後腎機能はドナー要因・レシピエント要因・環境要因と様々な要因の影響を受けた結果であり21),今後他施設との連携を行った上で長期的な移植成績 についての検討を行っていきたい。

## 結 論

ドナー腎機能の評価を行うにあたり， final sCrに 比べ $\mathrm{sCr}_{\mathrm{min}}$ がドナー本来の腎機能をより反映してい る因子であることが示唆された.

開示すべき利益相反はない.

## 文 献

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# 炎症性疾患
## （4）動脈硬化と炎症のかかわり

東京女子医科大学医学部内分泌内科学講座

（受理 2020 年 8 月 31 日）

Inflammatory Disease

(4) Atherogenesis and Inflammation

\author{
Daisuke Watanabe, Satoshi Morimoto, and Atsuhiro Ichihara \\ Department of Endocrinology, School of Medicine, Tokyo Women's Medical University, Tokyo, Japan
}

Atherosclerosis is a lipid deposition disease that eventually leads to myocardial infarction, stroke, and ischemic gangrene. Furthermore, it is a chronic inflammatory condition characterized by smooth muscle cell proliferation, apoptosis, necrosis, fibrosis, and local inflammation. The atherosclerotic process is initiated when cholesterolcontaining low-density lipoproteins accumulate in the intima and thereby activate the endothelium. Leukocyte adhesion molecules and chemokines contribute to monocyte recruitment, which in turn deteriorates atherosclerosis. Therefore, inflammation plays a key role in all stages of atherosclerosis progression. Anti-inflammatory cytokines ameliorate the disease, whereas pro-inflammatory cytokines accelerate atherosclerosis progression. Inflammatory markers are widely used to control the disease, and anti-inflammatory molecules are therapeutic targets for atherosclerotic diseases. Here, we review the potential role of the inflammatory system in accelerated atherosclerosis of cardiovascular diseases and several endocrine disorders and address drug discovery based on anti-inflammatory strategies in these diseases.

Key Words: atherosclerosis, inflammation, inflammatory biomarkers, angiotensin II receptor blocker

## はじめに

心筋梗塞や狭心症などの冠動脈疾患を含む心疾患 や脳梗塞や脳出血などの脳血管疾患などによる死亡 は，悪性新生物による死亡と並んで近年，本邦にお いて大きな位置を占める．死亡に至らないまでもこ れらの疾患は後遺症を残すこともあり, 予防や治療法の確立は非常に重要である。そのためには，動脈硬化リスクを包括的に管理し動脈硬化の進展を予防
することが求められる。内臟脂肪が蓄積することに より引き起こされるメタボリックシンドロームも動脈硬化進展に関連するため管理が必要である。

動脈硬化の危険因子として加齢や性差といった治療介入しがたいものもあるが, 脂質異常症, 喫煙,高血圧，糖尿病といった因子については，近年それ ぞれについて様々な薬物治療法が確立されている.多くの疫学調査が示すとおり，例えば low density

lipoprotein (LDL) コレステロール上昇は，冠動脈疾患の発症や死亡に密接に関連しうる上 ${ }^{11}$, 喫煙は冠動脈疾患のみならず脳卒中の危険因子にもなってい る。また至適血圧を超えた場合や糖尿病患者には適切な加療が必要であることは言うまでもない。また 減量は血清脂質を改善させ, 日常的な身体活動の増加や有酸素運動は動脈硬化性疾患の発症予防に有用 である。このように薬物療法のみならず，食事・運動療法を包括的に組み合わせることで，我々は動脈硬化性疾患の予防を目指している。

動脈硬化を背景とした疾患の発症前に，日常臨床 ではその予防の観点から非侵襲的な検査により動脈硬化の程度が評価できる。頸動脈エコーや MRアン ギオグラフィーをはじめとした画像診断および足関節上腕血圧比 (ABI), 心臟足首血管指数 (CAVI) お よび血管内皮機能検查 (FMD) をはじめとした血管機能検查などが代表的なものであり，現在，幅広く 日常臨床で使用されている。

このように動脈硬化は様々な疾患のリスクになり えるが，その形成やプラークの不安定化には慢性炎症が深く関与していることが報告され2), 結果的に肥満や生活習慣病から惹起される心血管疾患の発症に は慢性炎症を基盤とした病態が関連していると考え られている。具体的には粥状動脈硬化の形成機序に は，血管細胞と免疫細胞を含む様々な細胞の複雑な 応答と活動が関与することから, 動脈硬化性疾患は 言い換えれば慢性炎症疾患とも捉えられている。

本稿では, 動脈硬化形成における慢性炎症の過程, メタボリックシンドロームや高血圧と慢性炎症の関 わり，動脈硬化と炎症マーカーとの関連，また慢性炎症からみた動脈硬化への治療戦略，また内分泌疾患（とくに成長ホルモン分泌不全，原発性アルドス テロン症, クッシング症候群）と動脈硬化の関連に つき日常の臨床学的な観点から概略する。

## 動脈硬化と慢性炎症

動脈硬化は强状硬化、メンケベルグ型硬化（中膜石灰化硬化症)，および細動脈硬化の総称であり，血管の硬化を特徴としている3). また心血管リスクと関連することが知られている血管の石灰化は，弰状硬化性石灰化とメンケベルグ型中膜石灰化に大別さ れ，それぞれ異なる誘導因子や環境因子が関係する。血管石灰化には動脈硬化の終末像の変性過程でな く, マクロファージなどの炎症メカニズムが関与し ており, とくに弹状硬化病巣では変性壊死した細胞 に対しての炎症反応が存在している。一方で動脈中膜石灰化における炎症反応の役割は明らかではない 点も多いが, この石灰化にもマクロファージや T リンパ球が炎症性サイトカインの分泌を介して血管石灰化に関与していることが報告されている4).また 透析患者においては，炎症マーカーと血管石灰化が 有意な相関を示しており ${ }^{5}$, 動脈硬化の炎症過程が,平滑筋細胞は筋線維芽細胞の形質転換を促進して,骨芽細胞様に変化させるものと考えられる $。$ 。

生活習慣病でみられる慢性炎症は, 炎症反応が長期に渡って持続, 遷延化していることが特徴的であ る. 粥状動脈硬化では血管壁の内皮細胞の機能障害 を誘発し，微小血栓の形成や白血球の血管壁内への 侵入が促進される”、マクロファージやリンパ球と いった単核球を主体とした炎症細胞の浸潤・集積が 動脈硬化の進展を引き起こし, これらの細胞から放出される炎症性サイトカインは様々な細胞応答を示 す. 特に，動脈硬化病変にみられるマクロファージ の多くは単球由来であり, 動脈硬化病変の形成に，初期からプラーク破綻に至るまで，重要な役割を 担っている。つまり，炎症細胞，とくに血管壁に浸潤した単球から変化した炎症性マクロファージは,動脈硬化病変の病態形成に重要な役割を担ってお り，慢性炎症が動脈硬化の進展に広く寄与している ことが知られている $(\text { Figure 1 })^{8)}$. 臨床的には, 虚血性心疾患の原因となる弹状硬化巣（プラーク）の不安定化, 破綻には炎症性刺激によるマクロファージ の活性化が関与している。動脈硬化巣では，マクロ ファージは泡沫化し, 細胞死を起こしており, こう した死細胞をマクロファージが処理しきれないよう になると，残存物は炎症を促進し，プラークの不安定化をもたらすと考えられている》。 . 病理学的にみる と, プラークは平滑筋細胞, マクロファージなどの 慢性炎症細胞, そのほか細胞外基質が混在している. これらの成分の度合いによりプラークも様々な形態 を示すが，特に虚血性心疾患の発症においては冠動脈プラークの破綻が重要な役割を果たしている9). 急性冠症候群の多くはプラークの破綻により発症し，

脂質コアが大きく, 線維性被膜が薄く, マクロファー ジや T リンパ球などの炎症細胞の強い浸潤を伴う， いわゆる不安定プラークに生じやすい。つまりプ ラークは単なる脂質の蓄積ではなく, それに伴う炎症により不安定化し, 線維性被膜の菲薄化から破綻 に至り，急性冠症候群をきたすと考えられている。 プラークの破綻については，プラーク側の原因もし くは外的因子の関与が示唆されている。 アテローム

Figure 1 Roles of M1 and M2 macrophages. (Adapted from reference 8)

血栓性脳梗塞の原因も頸動脈におけるプラークの存在が, その発症に関与しており, 虚血性心疾患の発症メカニズムと類似している点も多い. これらの点 を踏まえると，慢性炎症を制御することが，虚血性心疾患や脳血管系疾患などの発症予防に寄与するこ とが予想される。

## 高血圧やメタボリックシンドロームと

## 炎症の関わり

高血圧は脳卒中, 心臟病および腎臟病に対する原因疾患である，薬物治療のみならず，減塩や肥満の 是正, 運動などの生活習慣の是正が高血圧の発症予防に重要であり, 看護師や栄養士など多職種の介入 が必要とされている. 特定検診, 特定保健指導でも 血圧管理は重要な項目である。また高血圧の発症に はストレスや睡眠障害, 生活習慣の悪化などに加え,炎症反応の増加が関与している。加齢や酸化ストレ スにより誘発される炎症は血管内皮障害を惹起し，小血管のリモデリングを進展させる ${ }^{10}$. 血管内腔の 狭小化により血管抵抗が増大し, 結果として血圧が 上昇する.このような状況で起こりうる血圧の上昇 をもっとも鋭敏に捉えられるのは早朝であり，早朝高血圧の原因となることが報告されている ${ }^{11} . ま た$血管障害の発症機序については, 炎症により血管内皮障害を引き起こし，血管保護因子である一酸化窒素の産生低下や中膜における平滑筋細胞の形質変化
を引き起こすことが知られており，血管保護因子の 低下および障害因子の増加は, サイトカイン, ケモ カイン, 接着分子, 増殖因子の変動をもたらし, こ れらが最終的に炎症細胞浸潤を引き起こす原因と考 えられている ${ }^{12}$ 。つまり血管炎症は高血圧性の臟器障害を引き起こし, 最終的に心血管イベントの発症 リスクを増大させることが予想される。

また，メタボリックシンドロームをはじめとした 生活習慣病では, 複数の臟器障害が併発しうるが,慢性炎症がこれら臟器障害に関与していると考えら れる。内臟組織に始まる慢性炎症が動脈硬化を促進 する可能性も示唆されている. とくに脂肪組織にお いては, アディポサイトカインなど生理活性物質を 分泌しており, これらは生体内の炎症にも重要な役割を果たしている ${ }^{13}$. つまり肥大化した脂肪細胞は 炎症性サイトカインを産生し, 高血圧や動脈硬化の 発症・進展に関与することが示唆されている.また 動脈硬化の血管では, 組織レニンーアンジオテンシン 系（RAS）が活性化されており，血管の炎症や，リ モデリングの進展に重要な役割を果たしていると推測される。脂肪組織の慢性炎症が血管の炎症に大き な影響を与えるが，血管の炎症もまた慢性炎症に影響することも示唆されており, 複雑な相互作用を有 している.

Figure 2 Cell-specific mechanisms underlying atheroprotective effect of IGF-1. (Adapted from reference 21 )

Figure 3 Pathophysiology of aldosterone-induced endothelial dysfunction. (Adapted from reference 23)

治療戦略一高血圧・脂質異常症の観点から 動脈硬化への治療法の多くは血管を構成する血管内皮細胞や平滑筋細胞, 炎症細胞をターゲットとし ているが，近年，動脈硬化病変では炎症に伴い血液凝固系の活性化，つまり凝固系の方進も指摘されて いる。リバーロキサバンの心血管疾患抑制作用は,

炎症による血液凝固系の活性化を阻害することで発揮された可能性もある ${ }^{14)}$. コレステロール低下作用 を有するスタチンは冠動脈疾患の発症を抑制させる
ことは広く知られているが, スタチンは脂質低下作用を介さず抗炎症作用を発揮し，スタチンの抗炎症効果が血管イベントの発生抑制・予防効果につなが ることが報告されている ${ }^{15)}$.また RAS 阻害薬の心血管イベントの抑制効果も示されており，降圧効果と は独立して抗炎症効果を示し，プラークを安定化さ せる ${ }^{16)}$. 血管内皮は正常である場合, 炎症細胞に対す る接着浸潤に対してのバリア機能を有するが，アン ジオテンシン II (Ang II) などの炎症起因分子の標的

Figure 4 Key molecular mechanisms involved in immune cell dysfunction associated with Cushing's syndrome. (Adapted from reference 25)

となった場合は，内皮機能が減弱し，血管のリモデ リングが進展する ${ }^{17}$.つまりその進展を抑制するこ とが重要であり，とくにアンジオテンシン II 受容体拮抗薬は Ang IIによる AT1 受容体の活性化を阻害 することで, すぐれた臟器保護作用を発揮している. つまりRASは心血管疾患の進展において重要な役割 を果たしているが，抗動脈硬化および抗炎症におい ては, RASをブロックすることで, 様々な薬理作用を 発揮していると推測される. Ang IIと炎症は動脈硬化の初期から心血管イベント発症の過程において関与しており，それらを十分に抑制していくことが将来的な動脈硬化の進展阻止には求められている.

## 動脈硬化のリスク管理における炎症マーカー

動脈硬化のリスク管理に, 炎症の観点から様々な 血中バイオマーカーが探索, 研究され日常臨床で広 く用いられており, とくに高感度 CRP は体内での微小な炎症を検出しうる. 高感度 CRP と心血管イベン トの関連については大規模臨床試験にて広く報告さ れており ${ }^{18}$, 炎症の抑制が血管疾患の発症につなが ることが示唆されている。またCRP は単なる炎症 マーカーとしてではなく, 血管内皮細胞や平滑筋細胞に作用してサイトカインなどの発現立進につなが り，動脈硬化の促進に関連している。ただ，単に感染などにより上昇することもあり，結果の解釈には

Figure 5 sTNF-R1 levels in cured Cushing's syndrome (CS) patients without coronary calcifications [Agatston score $(A S)=0$ ] and those with coronary calcifications (AS $>0$ ) and the normal reference values. ${ }^{*} \mathrm{p}<0.05$ between $\mathrm{AS}=0$ and reference values, between $\mathrm{AS}>0$ and reference values, and between $A S=0$ and $A S>0$. (Adapted from reference 26 )

十分配慮する必要がある。またペントラキシン 3 （PTX3）も CRP と同様に急性炎症性反応蛋白であ り，様々な炎症刺激により血管内皮細胞や平滑筋細胞から産生され, CRP と比較して心血管疾患特異的 なバイオマーカーの役割が期待されている19. これ ら炎症性バイオマーカーを組み合わせて測定し，心血管疾患進展リスクを層別化し, 予後予測していく ことが，早期の冠動脈治療介入などの判断に役立つ と考えられている.

## 内分泌疾患および動脈硬化，炎症との関連

成長ホルモン (GH) は単に骨や筋の成長を促進す るのみならず, 糖や脂質への代謝作用も有している. とくに成人 GH 久損症 (AGHD) 患者では, 易疲労感 やうつなどの自覚症状のみならず内臟脂肪型肥満を 伴うことが多く, 内臟脂肪の蓄積は, 結果的に AGHD 患者におけるインスリン抵抗性や脂質異常症などの病態と関連しうる. さらに $\mathrm{GH} の$ 分泌低下 は, 脂肪分解の低下を引き起こし体脂肪の貯留を促進するとともに筋肉量の低下も惹起する。こうした 背景から, AGHD 患者に GH 補充療法を行うと体脂肪の減少や筋肉量の増加がみられ, 代謝改善効果を 通じて心血管イベントのリスクを減少させることが報告されている ${ }^{20}$. またいくつかの研究では, insulinlike growth factor-1（IGF-1）は抗炎症作用を有して いることが示唆されており, 例えば，血中の interleukin (IL)-6 と IGF-1 レべルは逆相関すること，ま た AGHD 患者では, 血中 IGF-1 レベルの低下が, マ クロファージにおける tumor necrosis factor (TNF)発現の増加に関連しているという報告もある（Figure 2 $)^{21}$. しかし, 現状では IGF-1 の炎症過程に及ぼ すプロセスについては未解明な部分も多く, さらな る研究が必要とされている.

アルドステロンはヒトにおける代表的なミネラル コルチコイドであり, 主に電解質や水分バランスの 調節に重要な役割を果たしている。アルドステロン が自律的過剩分泌を示す病態が原発性アルドステロ ン症である. 特に低カリウム血症を示した高血圧患者では, 必ず疑うべき疾患の一つであり, 本態性高血圧患者に比べ心血管系疾患発症のリスクが高いこ とが知られている ${ }^{22}$. アルドステロンの藏器障害の メカニズムの一つとして, 血管障害の本態が, 血管壁での炎症細胞の集積, それに伴う線維化であるこ とが知られている，心血管系に発現したミネラルコ ルチコイドレセプターを介してアルドステロンは血圧上昇とは独立して血管障害を惹起し， 心，腎にお ける血管壁での炎症細胞の集積を介し, 血管壁の局所において様々な向炎症因子の発現を増加させ，ま た血管周囲で酸化ストレスマーカーを増強させるこ とが知られている $(\text { Figure 3 })^{23}$. すなわち, アルド ステロンは血圧上昇とは独立して直接的な心血管障害作用，つまりアルドステロン誘導性の血管炎を惹起しうる ${ }^{24)}$.こうした観点から，アルドステロン拮抗薬は, 酸化ストレスを軽減させ, また血管内皮機能 の保護などに役立つことが報告されており, 現在,日常臨床で幅広く使用されている薬物の一つであ る.一方, グルココルチコイド作用をもつコルチゾー ルが過剩に分泌される疾患が, クッシング症候群で ある. 体脂肪分布の変化 (中心性肥満, 野牛肩, 満月様顔貌), 糖脂質代謝異常, 高血圧, 骨粗髢症など を引き起こす. 本来は抗炎症に働くはずのグルココ ルチコイド過剰状態が, クッシング症候群ではむし ろ動脈硬化を促進し，心血管イベントのリスクを高 めることが知られている。炎症の観点からは, 慢性的な高コルチゾール血症の場合, 健常者に比ベア ディポネクチン值が低下する一方で, 炎症性サイト カインである可溶性 TNF- $\alpha$ 受容体や IL-6 さらには $\mathrm{CRP}$ が上昇することが知られている $(\text { Figure 4 })^{25}$.

Table 1 Single correlation analyses with organ damage indices. (Adapted from reference 27)

CAVI, cardio-ankle vascular index; eGFR, estimated glomerular filtration rate; hsCRP, high-sensitivity C-reactive protein; BMI, body mass index; SBP, systolic blood pressure; DBP, diastolic blood pressure; UAE, urinary albumin excretion; BNP, brain natriuretic peptide; HbAlc, hemoglobin Alc; LDL-chol, low-density lipoprotein cholesterol; HDL-chol, highdensity lipoprotein cholesterol; RAAS, renin-angiotensin-aldosterone system; PRA, plasma renin activity; PAC, plasma aldosterone concentration; $\mathrm{s}(\mathrm{P}) \mathrm{RR}$, soluble (pro)renin receptor.

臨床的にクッシング症候群における血中可溶性 TNF- $\alpha$ 受容体濃度は, 冠動脈石灰化の程度を反映す ることが示されており，炎症がクッシング症候群に おける心血管イベントのリスクになっている可能性 が示唆されている (Figure 5) ${ }^{26)}$.

2002 年, ヒト腎臓 cDNA ライブラリーから, 組織 RAS 調節因子である (プロ) レニン受容体 $[(\mathrm{P}) \mathrm{RR}]$ が同定された。また近年, 可溶性 (P) RR の血中濃度を簡便に測定できるようになり, 我々は PA での 動脈硬化に起因する血管障害を示す新たな指標とし て報告した $\left(\right.$ Table 1 ${ }^{27}$. (P) RR は脳, 心臟, 腎臟な ど広く臟器に分布しており, 心, 腎疾患の発症, 進展に深く関与する可能性が示唆され, さらに糖尿病 に起因する心筋症や網膜症においては, それぞれの病態に起因する炎症に関与していることが報告され $た^{2829)}$. 現在我々は糖尿病や脂質異常症をはじめ, 内分泌疾患など様々な病態と (P) RR との関連性を探索し，最終的に $\mathrm{P}) \mathrm{RR}$ 制御することを創薬のター ゲットとし研究を進めている.

## おわりに

動脈硬化性疾患の発症・進展には炎症が関与して いることが報告されて以来，今日ではそれらに対す る基礎・臨床研究の成果の多くが, 実際の臨床の場 に応用されるに至っている. しかし一方で, 心血管疾患は依然, 日本人の死因のなかでも大きな位置を 占めており，血管炎症をターゲットとした動脈硬化症への新しい予防法や治療法のさらなる確立が期待 されている.
開示すべき利益相反はない.

$
\text { 文 献 }
$

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# 第 86 回東京女子医科大学学会総会 シンポジウム「ロボット手術の最前線」
呼吸器外科ロボット手術の現状
## 東京女子医科大学呼吸器外科

カンザギ神崎正人ト

（受理 2020 年 10 月 15 日）

## The 86th Annual Meeting of the Society of Tokyo Women's Medical University's Symposium on "Up-to-Date Robotic Surgery" Current Status of Robot-Assisted Endoscopic Surgery in Thoracic Surgery

## Masato Kanzaki

Department of Thoracic Surgery, Graduate School of Medicine, Tokyo Women’s Medical University, Tokyo, Japan

The National Health Insurance (NHI) has started to cover robot-assisted thoracoscopic surgery (RATS) for malignant lung tumors (LTs) and mediastinal tumors in 2018 in Japan. The number of domestic RATS is increasing rapidly in thoracic surgery. Our department has started performing RATS in April 2012 as clinical research. A total of 214 patients received RATS between April 2012 and February 2020. After NHI coverage, all cases judged to be resectable by video-assisted thoracoscopic surgery (VATS) were performed as RATS. One hundred thirtyeight cases were LTs, 74 cases were mediastinal tumors, and 4 cases were LTs with mediastinal tumors. As RATS procedures have several variations, we performed RATS lobectomy with four-port incisions and a 3-cm utility thoracotomy or a CO2 insufflation combined assistant port and RATS resection of mediastinal tumors with three-port incisions by CO2 insufflation. Only 1 patient with thymoma converted to VATS. In the near future, RATS will become the best surgical technique for open surgery and/or VATS in the field of thoracic surgery. This new surgical technique is beneficial both to our patients as well as to the surgeons.

Keywords: robot-assisted thoracoscopic surgery, video-assisted thoracoscopic surgery, thoracic surgery, lung cancer, mediastinal tumor

## はじめに

呼吸器外科における最初のロボット手術の報告 は, 2001 年の前縦隔腫瘍である ${ }^{11}$. 翌年には肺癌手術 が報告され，本邦では遅れること 7 年, 肺癌肺葉切除が施行された ${ }^{23)}$. 本邦における呼吸器外科ロボッ
ト手術は臨床研究として行われていたが，2018 年 4 月に肺悪性腫瘍, 悪性縦隔腫瘍, 良性縦隔腫瘍に対 する手術が保険適応となった。その後 2 年間で, 国内での呼吸器外科ロボット手術は約 3,000 例と急増 した。さらに，今年度から新たに肺悪性腫瘍に対し

Corresponding Author: 神崎正人 ₹162-8666 東京都新宿区河田町 8-1 東京女子医科大学呼吸器外科 kanzaki.masato @twmu.ac.jp

doi: $10.24488 /$ jtwmu.91.1_102

Copyright (C) 2021 Society of Tokyo Women's Medical University. This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution License (CC BY), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original source is properly credited.

ての区域切除術，重症筋無力症に対する拡大胸腺摘除術が追加収載され, 症例数はさらに増加すると予想されている。

当科では低侵襲である胸腔鏡下手術（videoassisted thoracic/thoracoscopic surgery: VATS) を長らく行ってきた. VATSでは視野および手術器械の動きには制限が加わることから，これらの問題点を改善すべくいち早くロボット手術を導入した。臨床研究として, 2012 年より縦隔腫瘍, 2013 年より 原発性肺癌にロボット支援胸腔鏡下手術 (robotassisted thoracoscopic surgery：RATS）を行ってき た. 本稿では, 呼吸器外科におけるRATS の現状を 当科中心に報告する. なお, 本研究は東京女子医科大学倫理委員会で承認されている (承認番号 5601).

## 呼吸器外科ロボット手術の現状

国内の呼吸器外科にてRATS が長らく普及しな かった要因の 1 つに保険適応でなかったことが挙げ られる。手技等の観点からは, 呼吸器外科の主体は 切除手術で再建等の手技が少なく, 胸腔内, 縦隔に は血流に富む血管が多く存在し, 手術に際し操作す る範囲が広いなども要因である。呼吸器外科手術の 対象疾患の多数はVATS の適応であるが，VATS のラーニングカーブは遅く，完全鏡視下にVATS を施行している施設は思いのほか少ない4).このよう な背景から国内でRATS はなかなか広まらなかっ た. 一方, RATSは開胸術など従来の術式と比較し,根治性, 安全性は同等で, VATS に比ベラーニング カーブが短いとの報告がある ${ }^{344}$.

呼吸器外科手術における RATS の転機は，2018 年度に一挙 3 疾患が保険適応となってからである. 2018 年度に保険適応となった術式は, (1)胸腔鏡下肺悪性腫痬手術(肺葉切除または 1 肺葉を超えるもの) (内視鏡手術用支援機器を用いる場合), (2)胸腔鏡下縦隔悪性腫瘍手術および(3)胸腔鏡下良性縦隔腫瘍手術(いずれも内視鏡手術用支援機器を用いる場合)の 3つである. これらの手術を保険適応とするための 施設基準が定められ, (1)では, 術者として当該手術 10 例以上の経験と年間 50 例以上の肺悪性腫瘍手術 (その内，20 例以上のVATS), (2)および(3)は, 術者 として当該手術 5 例以上の経験と年間 10 例以上の 縦隔腫瘍手術 (その内， 5 例以上の VATS)の実施を 必要としている. 当科では, 保険適応となった 2018 年 4 月から 3 つの手術を保険診療として行ってい る.

2020 年度に追加となった術式は, 胸腔鏡下肺悪性腫瘍手術 (区域切除で内視鏡手術用支援機器を用い る場合）と胸腔鏡下拡大胸腺摘出術（内視鏡手術用支援機器を用いる場合）の 2 つである。 区域切除の 施設基準は, 当該手術または術式(1)を術者として 10 例以上の経験が必要で, 拡大胸腺摘出術では, 術者 として当該手術または術式(1)～(3)を手術 5 例以上の 経験と胸腺関連疾患に係る手術を年間 5 例以上施行 しており，そのうち胸腔鏡下手術または当該手術を 3 例以上経験していること, となっている.いずれの 術式も当科では保険診療が可能である.

ロボット手術に関して，デバイスの誤動作が最も 多い有害事象であり，胸部ならびに頭頸部領域での grade 4 以上の有害事象の発生は多領域に比ベリス ク比 2.2 倍と高いことから, 日本呼吸器外科学会で は, 円滑で安全な RATS の導入，普及および進歩を 目的として，プロクター（手術指導医）制度を導入 している ). プロクターの条件には, RATSを術者と して 40 例以上執刀していることが含まれており， 5 年ごとに更新が必要である．具体的には，RATS を始めるにあたり，依頼病院は日本呼吸器外科学会 ホームページからプロクターを選定し，手術日を決定し, 学会の呼吸器外科ロボット支援手術検討部会 に連絡し，プロクター立会いで手術を行う。プロク ターは術後 1 か月に報告書を呼吸器外科ロボット支援手術検討部会に提出し, 症例によっては総合診療対策委員会の審議を経て学会の理事会に報告とな る。順調にプロクター制度は運用され，国内での RATS は安全に導入，普及している。な扔，手術実施前には National Clinical Database（NCD）に術前症例登録を行っている.

## ロボット支援胸腔鏡下肺悪性腫瘍手術

肺悪性腫瘍に対する低侵襲手術とし, VATS は実臨床で広く普及している。肺癌診療ガイドライン上 では，VATSは行うことを提案する（グレードB2） となっているが, RATS は推奨度決定不能である ${ }^{6}$. しかしながら, RATS は新たな魅力的な手術手技と してVATS の欠点を補うことが期待されている.こ れまでにVATS とRATS の比較は後方視的解析が 行われ，安全性と有用性に関してほぼ同等の成績が 示されている7).一方, 初期段階での解析ではあるが,米国ではRATS は術中の医原性合併症が多いとの 報告がある ${ }^{8}$. 今後症例の蓄積により, 正確なデバイ スコントロール，周術期成績が改善し, 術後のQOL が向上する可能性がある.

当科では，2018 年 4 月から保険診療を開始し,

Figure 1. Intraoperative view of robot-assisted thoracoscopic surgery (RATS) for lung malignancies.

(A) Port placements for portal RATS.

(B) Four-port incisions and a 3-cm utility thoracotomy (white dotted circle).

(C) An assistant utility thoracotomy/port was added to the standard setup in the fourth (for upper lobectomy) or fifth (for other lobectomies) intercostal space. This utility thoracotomy/port allowed VATS instruments to be used routinely through our VATS procedure (white dotted circle).

(D) Vascular robot stapler through a 12-mm port resected pulmonary artery.

RUL, right upper lobe; RLL, right lower lobe.

VATS で切除可能と判断した症例は, 胸腔内癒着に 関わらずすべてRATSの手術適応とした適応の拡大を図った. 2020 年 2 月までに 214 例中肺悪性腫瘍 136 例, 肺悪性腫瘍 + 縦隔腫痬 4 例に対し, RATS を施行した．胸壁, 心膜などの合併切除や糖尿病症例などには心膜脂肪織による気管支断端被覆も行っ てきた.

肺葉切除に対するRATSの一般的なポート配置 は, 第8ないし第 9 肋間に 4 つポートを置き, 下肢側で横隔膜より上位の第 10 ないし第 11 肋間にアシ ストのためのポートを追加している。ポート配置に 関しては様々な方法が報告されている) ${ }^{922}$.

当科のRATS は, 基本的には 4 アームで行い, ポート配置はVATS に準じ第8肋間にポートを作製し，アシスタントポートは第 4 もしくは第 5 肋間前方においている（Figure 1A）。患者体型や胸腔内
の癒着状態により, 両外側のポートは上下 1 肋間移動し配置している. Portal RATSではエアシール・ インテリジェント・フローシステム (AirSeal ${ }^{\circledR} \mathrm{iFS}$, CONMED, NY, USA）を使用し, 人工気胸下に行 うが，呼吸循環動態に影響を及ぼすなどデメリット もあり, 多くの症例は大気開放で針子操作を行って いる ${ }^{13}($ Figure 1B). 当科で用いているアシスタント ポートは既存の VATS 用鉗子などが使用できる点 が有用と考えている (Figure 1C). da Vinci Xi ${ }^{\circledR}$ サー ジカルシステム (Intuitive Surgical, Sunnyvale, CA, USA）の導入後からコンソール医師が専用のステー プラーで肺血管，気管支を切断している（Figure 1 D).

RATS 肺悪性腫瘍手術の内訳は, 女性 72 例, 男性 68 例, 年齢は中央値 68.5 歳 ( $43 \sim 90$ 歳), 原発性肺癌 129 例（腺癌 116 例, 扁平上皮癌 9 例, 神経内分

Table 1. Patients' characteristics of lung malignant tumors.

LCNEC, large cell neuroendocrine carcinoma; RUL, right upper lobectomy; RML, right middle lobectomy; RLL, right lower lobectomy; LUL, left upper lobectomy; LLL, left lower lobectomy.

泌腫瘍 4 例), 転移性肺腫瘍 11 例であった. 術中迅速診を 66 例 $(47.1 \%)$ に施行し，診断を得た。切除肺葉は右 88 例 (上葉 43 例, 中葉 18 例, 下葉 27 例),左 52 例（上葉 33 例, 下葉 19 例）であった（Table 1). 術中出血量は中央値 $14.5 \mathrm{~mL}(2 \sim 494 \mathrm{~mL})$, 手術時間は, 生検後に肺葉切除を行った症例が半数を占 め, 159 585 分と広範であった. RATS の手技に関 して，コンソール時間は中央值 162.5 分（79～367 分) で，切除肺葉別にコンソール時間を RATS 導入時期の初期と後期で比較すると, 右上葉 175 分から 139 分, 右中葉 196 分加 115 分, 右下葉 201 分から 129 分, 左上葉 220 分战 158 分, 左下葉 175 分战 125 分で短縮していた. 最大腫瘍径は中央値 $2.0 \mathrm{~cm}$ (0.4１1.0 cm)であった.リンパ節郭清の範囲として は，ND2a-1 以上が 110 例（78.6\%）と大半を占め，次いで ND1b27 例(19.3\%)で, ND0 は 3 例であった.胸壁 3 例, 心膜 1 例の合併切除，気管支断端被覆を 11 例に対して行った. 開胸, VATS 移行例はなかっ た.

病理病期（肺癌取扱い規約第 8 版）は，原発性肺癌 129 例 中 0 期 4 例, I 期 93 例, II 期 15 例, IIIA 14 例, IIIB 期 3 例であった.

術後合併症としては, 遷延性肺漏 12 例 (胸膜癒着術を 2 例に施行), 譫妄 2 例, 乳糜胸, 脳梗塞, 発作性心房細動各 1 例認めたが, 全例独歩退院した (Ta- ble 2).

## ロボット支援胸腔鏡下縦隔腫瘍手術

縦隔腫瘍においてもVATS は実臨床で広く普及 しているる ${ }^{14) \sim 19}$. RATS が VATS 等の従来の手技と比較し, 有用性を示すエビデンスはいまだ明らかにさ れていない. 現在までにRATSとVATSを比較し た報告では，手術時間，在院日数，術後合併症の発生率，再発率などは同等で有意差を認めていな $\left(^{20} \sim 23\right)$. 縦隔腫瘍では大きく, 前縦隔腫瘍と中・後縦隔腫瘍ではアプローチが異なる。 さらに, 前縦隔腫瘍では(1)片側アプローチと(2)剣状突起下アプローチ を行っており，無名静脈など血管処理の可能性があ る症例や拡大胸腺摘除術の場合には(2)のアプローチ

3 アームで, ポートは第 3 肋間前方, 第 5 肋間前腋窩線上，第 6 肋間鎖骨中線上にポートを置き，アシス タントポートを第 6 肋間前腋窝線上に追加すること もある。(2)では，カメラを剣状突起下に配置し，左右の胸腔それぞれに銷子を挿入し，操作を行う。一方, 中・後縦隔腫瘍では, 肺悪性腫瘍手術のポート 配置に準じ 4 アームで行っている。縦隔腫瘍手術で は，呼吸循環動態に注意しながら，炭酸ガスによる 人工気胸下に鉗子操作を行っている.

2012 年 4 月から 2020 年 2 月までに，肺悪性腫瘍 と同時切除した 4 例を含め計 78 例の縦隔腫瘍に対 しRATSを施行していた。手術の内訳を表に示す （Table 3)。女性 42 例, 男性 36 例，年齢は中央値 60 歳 (26〜90 歳), 手術時間は中央値 165 分 (49〜378 分), 術中出血量は中央值 $5 \mathrm{~mL}(1 \sim 200 \mathrm{~mL})$ であっ た.アプローチは，片側アプローチ 75 例, 剣状突起下アプローチ 3 例で，横隔膜近傍の中縦隔腫瘍では 前立腺手術時の “PELVIC” でロボットをドッキング した (Figure 3)，後縦隔発生の傍神経節腫瘍では,胸壁を合併切除した。

発生部位では, 前縦隔が 64 例で最も多く, 中縦隔 9 例, 後縦隔 3 例, 縦隔上部 2 例の順であった. 病理組織診の内訳では，胸腺腫を含めた悪性腫瘍は 36 例 (46.2\%)を占めた。胸腺関連腫瘍が最も多く, 胸腺腫 22 例 (重症筋無力症合併 5 例), 胸腺癌 7 例,胸腺囊胞 26 例であった. 中・後縦隔では, 悪性腫瘍縦隔リンパ節転移，神経原性腫瘍，気管支囊胞など であった. 最大腫瘍径は中央値 $3.2 \mathrm{~cm}(0.9 \sim 12.0 \mathrm{~cm})$ であった.

胸腺癌の 1 例のみ対側からのVATSに移行した が, 開胸症例はなかった. 3 例で術後乳糜胸を認めた

Table 2. Operative characteristics of lung malignant tumors.

ND, nodal dissection.

Figure 2. Intraoperative view of robot-assisted thoracoscopic surgery (RATS) resection of the mediastinal tumor.

(A) Port placements for RATS resection of the mediastinal tumor with three-port incisions by $\mathrm{CO} 2$ insufflation.

(B) Port placements for trans-subxiphoid RATS resection of mediastinal tumors. Subxiphoid ports are marked with a white dotted circle.

Table 3. Patients' characteristics of mediastinal tumors.

VATS, video-assisted thoracoscopic surgery.

Figure 3. Intraoperative view of the pelvic docking approach in robot-assisted thoracoscopic surgery (RATS) for the lower-middle mediastinal tumor.

(A) Port placements for the pelvic docking approach in RATS.

(B) Left-side view from the docking and positioning of the robotic system with the patient's head to the left.

が，全例独歩退院した.

## 終わりに

国内における呼吸器外科 RATS は保険適応後か ら急速に手術数が増加している. 手術では, 安全性,根治性が要求され，ロボット支援装置は既存技術に 対する優位性が期待される医療技術である。呼吸器外科における RATS は，草創期であることから， チームとして外科医，麻酔科医，看護師，臨床工学技士の協調により, 安全な手術が優先される. 現時点では, 単に従来の術式と比較するのではなく， 口 ボット支援装置のメリット・デメリットを熟知し活用し, 今後 RATS の有用性が明らかにされればと思 われる。

神崎正人は, 2019 年にインテュイティブサージカル合同会社 (Intuitive Surgical Japan) より講演等の資金提供

を受けた。

$
\text { 文 献 }
$

1) Yoshino I, Hashizume M, Shimada M et al: Thoracoscopic thymomectomy with the da Vinci computer-enhanced surgical system. J Thorac Cardiovasc Surg 122: 783-785, 2001

2) Melfi FM, Menconi GF, Mariani AM et al: Early experience with robotic technology for thoracoscopic surgery. Eur J Cardiothorac Surg 21: 864868, 2002

3）須田 隆, 杉村裕志, 北村由香ほか：肺癌に対する ロボット支援手術の経験一ダヴィンチロボット支援肺癌手術本邦第 1 例一. 日呼外会誌 $24: 727-$ 732, 2010

4) 中村廣繁：呼吸器外科におけるロボット手術の現況と上手に行うための工夫. 耳鼻展望 58 :331335, 2015

5) Alemzadeh H, Raman J, Leveson $\mathbf{N}$ et al: Adverse Events in Robotic Surgery: A Retrospective Study of 14 Years of FDA Data. PLoS One 11: e0151470, 2016

6） 1-8 胸腔鏡補助下肺葉切除, ロボット支援下肺葉切除.「肺癌診療ガイドライン 2018 版」(日本肺癌学会編), pp81-85, 金原出版, 東京 (2018)

7) Ye X, Xie L, Chen G et al: Robotic thoracic surgery versus video-assisted thoracic surgery for lung cancer: a meta-analysis. Interact Cardiovasc Thorac Surg 21: 409-414, 2015

8) Paul S, Jalbert J, Isaacs AJ et al: Comparative effectiveness of robotic-assisted vs thoracoscopic lobectomy. Chest 146: 1505-1512, 2014

9) Morgan JA, Ginsburg ME, Sonett JR et al: Thoracoscopic lobectomy using robotic technology. Heart Surg Forum 6: E167-E169, 2003

10) Bodner J, Wykypiel H, Wetscher G et al: First experiences with the da Vinci operating robot in thoracic surgery. Eur J Cardiothorac Surg 25: 844-851, 2004

11) Ashton RC, Connery CP, Swistel DG et al: Robotassisted lobectomy. J Thorac Cardiovasc Surg 126: 292-293, 2003

12) Cerfolio RJ, Bryant AS, Skylizard L et al: Initial consecutive experience of completely portal robotic pulmonary resection with 4 arms. J Thorac Cardiovasc Surg 142: 740-746, 2011

13) Kanzaki M: Current status of robot-assisted thoracoscopic surgery for lung cancer. Surg Today 49: 795-802, 2019
14) Weng W, Li X, Meng S et al: Video-assisted thoracoscopic thymectomy is feasible for large thymomas: a propensity-matched comparison. Interact Cardiovasc Thorac Surg 30: 565-572, 2020

15) Manoly I, Whistance RN, Sreekumar R et al: Early and mid-term outcomes of trans-sternal and video-assisted thoracoscopic surgery for thymoma. Eur J Cardiothorac Surg 45: e187-e193, 2014

16) Yang CJ, Hurd J, Shah SA et al: A national analysis of open versus minimally invasive thymectomy for stage I to III thymoma. J Thorac Cardiovasc Surg 160: $555-567$. e 15, 2019, doi: 10.1016 / j. jtcvs.2019.11.114

17) Jurado J, Javidfar J, Newmark A et al: Minimally invasive thymectomy and open thymectomy: outcome analysis of 263 patients. Ann Thorac Surg 94: 974-982, 2012

18) Suda T, Hachimaru A, Tochii $D$ et al: videoassisted thoracoscopic thymectomy versus subxiphoid single-port thymectomy: initial results. Eur J Cardiothorac Surg 49 (Supl 1): i54-i58, 2016

19) Maeda H, Isaka T, Mitsuboshi S et al: Minimally invasive surgery for thymic epithelial tumors: a single institutional experience. Video-Assist Thorac Surg 2: 47, 2017

20) Marulli G, Rea F, Melfi F et al: Robot-aided thoracoscopic thymectomy for early-stage thymoma: A multicenter European study. J Thorac Cardiovasc Surg 144: 1125-1132, 2012

21) Nakamura H, Suda T, Ikeda $\mathbf{N}$ et al: Initial results of robot-assisted thoracoscopic surgery in Japan. Gen Thorac Cardiovasc Surg 62: 720-725, 2014

22) Cerfolio RJ, Bryant AS, Minnich DJ: Starting a robotic program in general thoracic surgery: why, how, and lessons learned. Ann Thorac Surg 91: 1729-1736, 2011

23) Radkani P, Joshi D, Barot T et al: Robotic videoassisted thoracoscopy: minimally invasive approach for management of mediastinal tumors. J Robot Surg 12: 75-79, 2018

24) Shidei H, Maeda H, Isaka T et al: Mediastinal paraganglioma successfully resected by robotassisted thoracoscopic surgery with en bloc chest wall resection: a case report. BMC Surg 20: 45, 2020

25) Aoshima H, Isaka T, Yamamoto T et al: Transsubxiphoid robot-assisted thoracoscopic surgery for resecting multiple thymomas: a case report. Video Assist Thorac Surg 4: 14, 2019


# 第 86 回東京女子医科大学学会総会 シンポジウム「ロボット手術の最前線」
上部消化管悪性疾患に対するロボット支援手術の現状

藤田医科大学総合消化器外科
宇山 一的
（受理 2020 年 12 月 18 日）
## The 86th Annual Meeting of the Society of Tokyo Women's Medical University's Symposium on "Up-to-Date Robotic Surgery" Current Status of Robot-Assisted Surgery for Upper Gastrointestinal Malignancies

## Ichiro Uyama \\ Department of Surgery, Fujita Health University, Aichi, Japan
}

Robot-assisted surgery for upper gastrointestinal malignancies has been covered by insurance since 2018 and the number of operations has risen rapidly since then. Unlike gastrectomy, reports on robot-assisted esophageal malignant tumor surgeries are scarce; however, it is expected that local complications will be reduced by these robot-assisted surgeries compared to that seen with conventional thoracoscopic surgery. Compared to conventional laparoscopic surgery, robot-assisted gastrectomy requires longer surgery time and higher medical costs; however, the learning curve is shorter and the incidence of postoperative complications, mainly local complications are reduced. Long-term outcomes need to be estimated.

Keywords: robotic surgery, gastric cancer, esophageal cancer

## はじめに

ロボット支援内視鏡手術は日本を含め世界中で増加傾向にある. 現在世界で最も利用されている手術支援ロボットは, Intuitive Surgical 社の da Vinci Surgical System ${ }^{\circledR}$ (DVSS）であり，すでに世界では 4,000 台以上の DVSS が，本邦では 2018 年 4 月時点 で 300 台以上が導入されている。世界的にDVSS が主に使用されている領域は前立腺癌をはじめとす る骨盤内臓器を対象とした疾患であり，本邦でもほ
かの領域に先駆けて 2012 年に前立腺全摘術におけ るロボット支援手術が保険適用となり普及が進ん た。その一方で消化器外科領域では普及が遅れてい たが，2018 年度 4 月の保険収載の改定により，従来 の内視鏡外科手術と同じ保険点数ではあるものの,胸腔鏡下食道悪性腫瘍手術，腹腔鏡下胃悪性腫瘍手術（幽門側胃切除・噴門側胃切除・胃全摘）などを 含む 8 領域 12 術式が新たにカバーされた. 保険収載以降，本邦における消化器外科領域のロボット支援

Corresponding Author: 宇山一朗 $\bar{T} 470-1192$ 愛知県豊明市沓掛町田楽ヶ窪 1-98 藤田医科大学総合消化器外科学 iuyama@mac.com doi: $10.24488 /$ jtwmu.91.1_109

Copyright (C) 2021 Society of Tokyo Women's Medical University. This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution License (CC BY), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original source is properly credited.

Table 1. Condition of the operators doing robot-assisted surgery in the upper gastrointestinal field.

術者および助手は, da Vinci Surgical System 製造販売会社の定めるトレーニングコースを受講し，ロボッ 卜支援下内視鏡手術の certification を取得していること。

○コンソール医師は, 消化器外科専門医および日本内視鏡外科学会が定める技術認定取得医であること。た だし，内視鏡外科技術認定取得前であっても，消化器外科専門医は，消化器外科領域のロボット手術 20 例の助手経験があれば，ロボット支援手術認定プロクターの指導のもと，手術を施行することができる.

—食道領域においては, 該当術式の内視鏡手術の 5 例以上の執刀経験を有すること。さらに，日本食道学会 が認定する食道外科専門医の指導のもとに行うこと。

胃領域においては，各該当術式の内視鏡手術（腹腔鏡手術）の 20 例以上の執刀経験を有すること。

Excerpt from reference 1.

下手術が急速に普及してきているが，急速な普及に 伴う医療事故の増加を防止するための抑止力とし て, 現状では保険認可されるためには術者基準，施設基準が設けられている1) (Table 1). 本稿では, 上部消化管（食道・胃）におけるロボット支援下手術の 現状につき解説する。

## 上部消化管悪性腫瘍に対する ロボット支援下手術の利点・欠点

現在の胸腔鏡ならびに腹腔鏡手術は, 開胸・開腹手術と比べて小さな傷で行うことができ, 術後疼痛 の軽減が期待される. さらには, カメラ技術の進歩 にともなう拡大視効果, 気胸・気腹による止血効果 などの恩恵もあり，低侵襲かつ精繖な手術が行える ようになってきた. しかしながら，直線的な鉗子操作やポート位置の制約などによる動作制限により，

開胸・開腹手術と比較して自在な展開が難しくなる こと, 縫合・結紮手技の難度が高いこと，手振れな どに伴い精緻な操作が困難となりうることなどが挙 げられ，これらによってラーニングカーブが長くな るといわれている2). DVSS は，鮮明なハイビジョン $3 \mathrm{D}$ 画像と 10 倍までの拡大視, 針子の多関節機能,手振れ防止機能, モーションスケール機能などを有 するため, 従来の内視鏡外科手術の技術的欠点を補 うことができ, より直感的な内視鏡外科手術操作を 可能とし, 精緻かつ臟器愛護的な手技の実践が可能 になると期待されている3). DVSS のもう一つの特徵 として, 術者が実際に操作する surgeon console, 患者側に取り付けられて術者の動きを術野で再現する patient cart, エネルギーの供給や画像の出力を行う vision cart からなっており, 患者側に取り付けられ たロボットを surgeon console に座った術者が遠隔操作を行うことにある.これにより, ergonomic に設計された console で座りながらリラックスした状態 で手術ができ，外科医に優しい環境といえる。患者 の傷の大きさや手術手順等には大きな違いはない が，患者側の術野に参加している助手が鉗子の交換
を行うため，DVSS を患者にドッキングするロール インや患者から切り離すロールアウトといった作業 が増えるほか，これまでにはなかった，アーム同士 の衝突 (干涉) が問題となりやすい. 患者の作業領域が広い上部消化管領域では, 十分なポート間距離 をとること (one hand, four finger theory)，当科に て提唱している軸理論, 体腔内で画面を縦横に 4 分割して 3 本のアームと助手の針子がそれぞれの領域 に侵入して操作しないようにする “画面 4 分割法” な どを意識した操作を心がけることで干涉回避が容易 となる3).

## 食道悪性腫瘍に対するロボット支援下手術

食道覀性腫瘍手術は, 本邦の National Clinical Database (NCD) によると周術期合併症 $41.9 \%$, 手術関連死亡率 $3.4 \%$ と, 消化器外科手術の中でも最も侵襲の高い手術のひとつである ${ }^{4)}$. 手術件数はここ数年, 年間 $5,000 \sim 6,000$ 例とほぼ横げい傾向にあるが,近年は内視鏡外科手術の割合が増加してきており， 2016 年以降は半分以上が内視鏡外科手術で行われ ている5 . 胸腔鏡手術は開胸手術よりも手術時間が長 くなるものの, 術中出血量, 術後疼痛, 術後呼吸機能など短期成績を改善し回復が早いとされるが, 術後合併症発生率や手術関連死亡率においては差がな $<^{6}$, 胸腔鏡手術の開胸手術に対する優越性は証明さ れていない. 長期予後に関しても十分な検証はなさ れていない. さらには, 本邦の NCD 登録デー夕を用 いた解析では胸腔鏡手術はむしろ開胸手術と比べて 有意に術後合併症が多い結果（胸腔鏡群 $44.3 \%$ vs 開胸群 $40.8 \%, \mathrm{p}=0.016$ )であり ${ }^{4)}$, 少なくとも胸腔鏡手術は技術的困難性が高いと考えられ，克服すべき 課題のひとつである。一方で，ロボット支援下食道悪性腫瘍手術は世界的にみても普及しているとは言 いがたく，ある程度まとまった症例の報告例は少な $い^{7)} .2017$ 年までに 100 例以上の報告があった 5 編 （いずれも retrospective study）を表に提示する (Table 2). 手術時間 381 420 分, 出血量 150 340

Table 2. Short-term outcomes from various studies in robot-assisted esophageal malignant tumor surgery (More than 100 cases).

 & 体位 &  &  &  &  \\

van der Sluis & 2015/オランダ & 108 & 左側臥位 & 381 & 340 & 66 & 5 \\
Park & $2016 /$ 韓国 & 114 & 半腹臥位 & 420 & 209 & $\mathrm{NR}$ & 2.6 \\
Park & 2017/韓国 & 115 & 腹臥位 & NR & NR & NR & 3.5 \\
Salem & 2017/アメリカ & 129 & 左側臥位 & 407 & 150 & 22.5 & 1.6 \\

Quoted from reference 7 .

$\mathrm{ml}$, 合併症率 22.5～66\%, 死亡率 1.5～5\% であっだ. 2015 年に Ruurda らが報告した 16 編 300 例をまと めたsystematic review によると，合併症は肺炎 (6 45\%), 吻合部狭窄 $(10 \sim 68 \%)$, 縫合不全 (4 $35 \%$ ), 心臟合併症 (主に心房細動 5 36\%), 反回神経麻痺（4３5\%), 死亡率（0～6\%）であった8)，以上より，症例数が少ないのはもちろんであるが，術後合併症や死亡率などにおいて改善の余地が残され ており，安全性の高い手技の確立が急務である.

## 当科におけるロボット支援下食道悪性腫瘍手術

当科ではロボットのもつ高い潜在能力に着目し,国内でいち早く 2008 年 12 月に DVSSを導入した. その時点ではロボット支援手術は保険未収載であっ たが，DVSSにより内視鏡外科手術における局所操作性を向上させ，局所合併症を減少させうるという 仮説をもとに，2009年より自費診療下に，胃悪性腫瘍手術とともに, 気胸併用下・腹卧位による食道悪性腫瘍手術に対するロボット支援下手術を開始し， その結果, 従来の内視鏡外科手術と比較して術後反回神経麻疩が有意に減少しだ. 食道切除術は操作範囲が肋骨に覆われた胸腔内でありポート位置に制限 が加わること, かつ操作範囲が上縦隔から下縦隔と 広い範囲に及んでいることなどより，十分なポート 間距離をとって干涉なくスムーズに手術を遂行する ことが課題であったが, 2015 年 5 月によりスリム化 され胸腔内・腹腔内手術への対応が容易となった新機種 DVSS-Xi が販売開始となったことで, 食道癌手術に対するセッティングの問題は大きく改善した. さらに近年では, 神経刺激装置を使用した術中神経刺激モニタリングをロボット手術に取り入れること により, さらなる合併症軽減に向けて取り組んでい る.

## 胃悪性腫瘍に対するロボット支援下手術

腹腔鏡下胃切除 (LG) は近年急速に発展, 普及し てきており, 2014 年の胃癌治療ガイドラインでは早期胃癌に対する日常診療の選択肢のひとつと位置付 けられた ${ }^{10} .2018$ 年は幽門側胃切除と胃全摘を合わ せて約 47,000 例が施行されたが，そのうちの約 3 割が腹腔鏡で行われていた. 幽門側胃切除に限ると,約半分が $\mathrm{LG}$ であった ${ }^{5}$. $\mathrm{LG}$ は, 開腹手術と比較し,手術時間は長くなるものの, 出血量は減少し, 術後疼痛の軽減による早期回復や術後在院日数の短縮な どが期待できる2). その一方で, 合併症に関しては変 わりないといわれている. そして, 鉗子の動作制限 などの技術的限界点もあり, ラーニングカーブが長 いことも課題となっている 2 . ロボット支援下胃切除術（RG）は従来の $L G$ に比べて手術時間が長く, 出血量はほほ同等, 術後在院日数もほぼ同等, リンパ 節郭清個数は同等とされているものが多い（Table 3). 術後合併症については膵液㾇を中心とした局所合併症が RG で減少する, という報告も散見される が，同等と報告している文献が多い2). 手術に関連し た死亡率に差はない. ラーニングカーブは短い可能性が高いが，医療コストは増加する，QOLに関して は十分な検討がなされていないのが現状である2).

## 本邦で実施された先進医療

RGのLGに対する有用性を示すべく, 本邦で 2014 年 10 月から先進医療 B のもと多施設前向き臨床試験を行った. cStage-I/II の胃癌に対する LG 801 例 (当科, 京都大学, 佐賀大学) の術後 30 日以内の Clavien-Dindo 分 類 grade IIIa 以上 9 合併 症 （6.4\%）をヒストリカルコントロール群とし, RG で半減できることを primary endpoint に設定した。 2017 年 1 月で予定症例数 330 例の集積を完了し, 解析の結果 RG での CD grade III 以上の合併症は対象 326 例中 8 例 $(2.45 \%, \mathrm{p}=0.0018)$ であり, primary endpoint は達成された ${ }^{11)}$.この試験はランダム化比較試験（RCT）ではないことに留意する必要がある が， RGの優越性が示唆される結果であると解秋し ている.

Table 3. Comparison between short-term outcomes of robot-assisted gastrectomy (RG), laparoscopic gastrectomy (LG) and open gastrectomy (OG).

 & 研究デザイン &  &  &  &  &  &  \\

Quoted from reference 2.

Table 4. Comparison between short-term outcomes, by propensity-score matching, after the operations of robot-assisted gastrectomy (RG) and laparoscopic gastrectomy (LG) in the Department of Surgery at Fujita Health University.

Quoted from reference 12.

## 当科におけるロボット支援下胃切除手術

当科では上述の通り 2008 年 12 月に DVSSを導入し, 食道手術より先んじて 2009 年 1 月より $\mathrm{RG}$ を開始した. 保険未収載時には自費診療で, 保険診療となってからは胃悪性腫瘍手術の第一選択として $\mathrm{RG}$ を施行し，これまでに 500 例以上を施行してき た. 導入初期の短期成績は, RG は LGに比べて手術時間が長くなり出血量はやや増えたものの, 手術死亡率やリンパ節郭清個数は同等であった。膵液瘻を 中心とした局所合併症が RG で有意に少ない結果 (RG 1.1\% vs LG 9.8\%, p=0.007) であり, 術後在院日数も RG 群で短かっだ². 2009 年〜2019 年の cStageI III までの根治切除例における RG と LGの各群 354 例ずつの Propensity-score matching による解析でも, 術後合併症は RGで有意に少なく, 特に縫合不全, 膵液瘻, 腹腔内膿瘍などの腹腔内感染性合併症が有意に少ない結果（RG 2.5\% vs LG 5.9\%, p= 0.038)であった ${ }^{12}$. 単施設内での検証であるが, 導入時に当科で立てた仮説「RGの局所操作性向上によ り局所合併症が減少する」を証明できたと考える (Table 4). 長期成績においては，2009年～2012 年の導入初期の成績による比較では, 3 年生存率, 3 年無再発生存率, 再発形式のいずれにおいても 2 群間に差を認めなかった ${ }^{13}$. 現在, 蓄積された症例にて さらなる追加解析中である.

## おわりに

ロボット支援手術はこれまでの内視鏡外科手術の 限界点を克服しうる非常に有用なツールであるが，触覚の欠如やアームの干涉, 高コストなどの解決す べき問題点も未だ多い。また，その有用性を支持す るエビデンスが増えてきているもののまだまだ少な いのが現状である。手術支援ロボットの発展ととも に, ロボット手術の有用性, 従来の内視鏡外科手術 との優越性を支持するエビデンスの集積が期待され る.

宇山一朗は, 2020 年に Intuirive Surgical 社よりアド バイザリー料等の資金提供を受けた。

## 文 献

1）日本内視鏡外科学会：ロボット支援手術による学会指針に関して. 2020.http://www.jses.or.jp/ uploads/files/robot/shishin/robot_support_ 20200708.pdf (Accessed December 16, 2020)

2) Shibasaki S, Suda K, Obama K et al: Should robotic gastrectomy become a standard surgical treatment option for gastric cancer? Surg Today 50: 955-965, 2020

3) Suda K, Man-I M, Ishida Y et al: Potential advantages of robotic radical gastrectomy for gastric adenocarcinoma in comparison with conventional laparoscopic approach: A single institutional retrospective comparative cohort study. Surg Endosc 29: 673-685, 2015

4) Takeuchi H, Miyata H, Gotoh M et al: A risk model for esophagectomy using data of 5354 patients included in a Japanese nationwide web-based database. Ann Surg 260: 259-266, 2014

5) Kakeji Y, Takahashi A, Hasegawa H et al: Surgical outcomes in gastroenterological surgery in Japan: Report of the National Clinical Database 20112018. Ann Gastroenterol Surg 4: 250-274, 2020

6) Nagpal K, Ahmed K, Vats A et al: Is minimally invasive surgery beneficial in the management of esophageal cancer? A meta-analysis. Surg Endosc 24: 1621-1629, 2010

7) Nakauchi M, Uyama I, Suda K et al: Robotic surgery for the upper gastrointestinal tract: Current status and future perspectives. Asian J Endosc Surg 10: 354-363, 2017

8) Ruurda JP, van der Sluis PC, van der Horst $S$ et al: Robot-assisted minimally invasive esophagectomy for esophageal cancer: A systematic review. J Surg Oncol 112: 257-265, 2015

9) Suda K, Ishida Y, Kawamura $Y$ et al: Robotassisted thoracoscopic lymphadenectomy along the left recurrent laryngeal nerve for esophageal squamous cell carcinoma in the prone position: technical report and short-term outcomes. World J Surg 36: 1608-1616, 2012

10) Japanese gastric cancer treatment guidelines 2014 (ver. 4). Gastric Cancer 20: 1-19, 2017

11) Uyama I, Suda K, Nakauchi M et al: Clinical advantages of robotic gastrectomy for clinical stage I/II gastric cancer: a multi-institutional prospective single-arm study. Gastric Cancer 22: 377-385, 2019

12) Shibasaki S, Suda K, Nakauchi M et al: Nonrobotic minimally invasive gastrectomy as an independent risk factor for postoperative intraabdominal infectious complications: A single-center, retrospective and propensity score-matched analysis. World J Gastroenterol 26: 1172-1184, 2020

13) Nakauchi M, Suda K, Susumu $S$ et al: Comparison of the long-term outcomes of robotic radical gastrectomy for gastric cancer and conventional laparoscopic approach: a single institutional retrospective cohort study. Surg Endosc 30: 5444-5452, 2016


# 第 86 回東京女子医科大学学会総会 シンポジウム「ロボット手術の最前線」

ロボット支援下僧帽弁形成術の導入期成績

${ }^{1}$ 千葉西総合病院心臟血管外科
 }^{2}$ 東京女子医科大学大学院心臟血管外科

（受理 2020 年 12 月 18 日）

The 86th Annual Meeting of the Society of Tokyo Women's Medical University's
Symposium on "Up-to-Date Robotic Surgery"
Clinical Outcomes and Learning Curve of Robotic-Assisted Mitral Valve Plasty in Initial 100 Cases
Yoshitsugu Nakamura $^{1.2}$ and Hiroshi Niinami ${ }^{2}$
${ }^{1}$ Department of Cardiovascular Surgery, Chibanishi General Hospital, Matsudo, Japan
 }^{2}$ Department of Cardiovascular Surgery, Graduated School of Medicine, Tokyo Women's Medical University, Tokyo, Japan

Background: Robotic-assisted mitral valve plasty (RMVP) was introduced in Japan in 2018. However, its clinical outcomes and learning curve have not been fully discussed.

Objective: This study aimed to assess the clinical outcomes and learning curve of RMVP in its first 100 cases.

Methods: This study retrospectively analyzed the clinical records of 100 patients who underwent RMVP between June 2018 and October 2020.

Results: The mean age was $65 \pm 14$ years, 46 patients were female, and the body surface area was $2.0 \pm 0.2$. EuroSCORE II was $2.0 \pm 1.8$. Thirty (30\%) patients had New York Heart Association Class III or IV. The mean ejection fraction was $61.7 \% \pm 8.3 \%$. Chronic heart failure occurred in 22 patients (22\%). Diabetes medications were prescribed in 13 patients (13\%), and nine patients had infective endocarditis in ( 8 were healed and 1 was active). The median operation, cardiopulmonary bypass, and aortic cross-clamp times were $236 \pm 47,163 \pm 39$, and $131 \pm 34$ min, respectively. Concomitant procedures included maze (21\%), left arterial appendage closure (32\%), and patent foramen ovale closure (5\%). Repair techniques included the NeoChord technique (53\%), leaflet resection/suture (43\%), edge-to-edge repair (18\%), and folding plasty (24\%). No in-hospital or 30-day mortality was recorded. Complications included reexploration ( $n=1,1 \%$ ), stroke ( $n=1,3 \%$ ), subarachnoid hemorrhage $(n=1,1 \%)$, postoperative hemolysis $(\mathrm{n}=3,3 \%$ ). One patient required surgical re-intervention due to moderate mitral regurgitation ( $1 \%$ ). On echocardiography before discharge, the mitral regurgitation was graded as less than mild in 96 patients (96\%). The learning curves of the operation time, cardiopulmonary bypass time, and aortic cross-clamp time did not plateau in 100 cases.

gmail.com

doi: $10.24488 /$ jtwmu.91.1_114

Copyright (C) 2021 Society of Tokyo Women's Medical University. This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution License (CC BY), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original source is properly credited.

Conclusions: The clinical outcomes of the initial 100 cases of RMVP were satisfactory, but more than 100 cases are required to achieve a stable operative time.

Keywords: robotic assisted mitral valve plasty, minimally invasive cardiac surgery, learning curve
## はじめに

僧帽弁閉鎖不全症 (MR) に対する僧帽弁形成にお けるロボット支援下手術の導入は 1998 年に最初の 報告がされているが，その後，手技の煩雑性，高コ ストという理由で敬遠された時代が続いた。近年に なり，泌尿器科領域を中心として，ロボット支援下手術の有効性が認められ，かつロボットの改良が進 んだことで，心臟外科領域でも再注目されるように なり, 2018 年 4 月にはロボット支援下僧帽弁形成術 （RMVP）が本邦でも保険収載された。

しかしながら RMVP は人工心肺＋心停止下とい う特殊な環境下での手術である点, 利離はほとんど 必要ないが，縫合を多用した再建手術であるという 点で，他領域のロボット支援下手術と異なる複雑性 が存在する。本稿では我々が経験した単独 RMVP の初期連続 100 例の手術成績, ラーニングカーブ,問題点を検討し議論する。

## 対象と方法

2018 年 4 月の初症例から 2020 年 10 月までに RMVP を 140 例経験した. そのうち他の弁膜症手術 を併施しなかった単独の RMVP 初期 100 例を対象 とした. ただし maze 手術, 左心耳閉鎖, 卵円孔閉鎖 を行った症例は対象に含めた。

症例の選択は明確な選択基準を設けず，一例ごと に RMVP が安全に施行可能かどうかを心臟血管外

Table 1. Patients' characteristics.

EuroSCORE, European System for Cardiac Operative Risk Evaluation; NYHA, New York Heart Association.科術前カンファレンスで検討した。そのため経験の 蓄積とともにRMVP の適応は拡大する傾向にあっ た。

平均年齢 $65+$ - - 14 歳, 男性 54 例 (54\%) であっ た. 術前リスク評価である平均 euroSCORE II は 2.0 +/-1.8であった. New York Heart Association （NYHA） 3 度あるいは 4 度の症例は 30 例 (30\%),平均左室駆出率 $61.7 \pm 8.3 \%$, 心不全の既往 22 例 $(22 \%)$, 糖尿病 13 例 $(13 \%)$, 慢性腎機能障害 19 例 (19\%), 感染性心内膜炎 9 例 (9\%) (healed 8 例, active 1 例), 再手術 1 例（1\%）であった（Table 1). 導入時の初期 4 例はプロクターも手術に参加し て行い, 初期 6 例は 1 症例ごとに倫理委員会の審查・承認を受けた。またRMVP に参加する心藏外科医, 麻酔科医, 看護師, 臨床工学士でカンファレ ンスとレビューを行い, 慎重に導入を進めた。

単独 RMVP 初期 100 例に対して, 手術成績を検討するとともに，ラーニングカーブの検討として手術時間, 人工心肺時間, 大動脈遮断時間の症例の推移による変化を検討した。

## RMVP の手術方法

ロボット (内視鏡手術用支援機器) は 2020 年現在,唯一, 心臟外科領域で医療機器として認められてい る da Vinci Surgical System (Intuitive Surgical. Inc, California, USA)を使用する. コンソールからロボッ 卜を操作する外科医（コンソールサージャン）と，患者サイドでロボットのアーム操作やワーキング ポートからの操作を行う外科医（ペイシェントサイ トサージャン）の二人が必要である。

全身麻酔, 片肺換気で体位は左半側臥位とする。左第 4 肋間に $4 \mathrm{~cm}$ のメイン皮膚切開を置き，ワー キングポートを作成する。大腿動静脈カニュレー ションで人工心肺を確立する.

左房リトラクター用ポートを乳輪切開を用い第 4 肋間に, 右手用ポートを第 6 肋間に挿入する．カメ ラ用ポートをワーキングポートのメイン皮膚切開を 通して第 4 肋間に留置し, 左手用ポートを同じく ワーキングポートのメイン皮虐切開を通して 3 肋間 に挿入する（Figure 1).

この方法は創がワーキング用の $4 \mathrm{~cm}$ と右手用

Figure 1. Intraoperative port placement.

Figure 2. Postoperative surgical scar after robotic-assisted mitral valve plasty.

ポートの創の二つだけになる点 (Figure 2) で整容性 に優れるため当院での第一選択としている。

ポート挿入後，心囊膜を切開し右側心囊膜を胸壁越しに制引する。ワーキングポートを通してルート カニュラを插入し上行大動脈を transverse sinus レベルで遮断する。 ロボットをポートにドッキング させ胸腔鏡下に手術を進める. 順行性心筋保護液を 注入し心停止後, 右側左房をロボットのバイポー ラーシザーズで切開し, 左房リトラクターで僧帽弁 を展開する．僧帽弁の形成手技は胸骨正中切開での 手技と大きく変わりはないが，人工弁輪の縫着は連続縫合(Figure 3) を好む外科医が多い。な打縫合糸 は切れにくいという理由でゴアテックス糸が多用さ れる。

形成終了後，右側左房をゴアテックス糸で二重に 縫合閉鎖し, deairing の後, patient site surgeon によ り遮断解除，経食道エコーでも問題なければルート

Figure 3. Endoscopic image of continuous annuloplasty suture.

カニュラを拔去する。縫合糸の結紮は外科医の好み により，ロボットで器械結紮する方法とペイシェン トサイトサージャンが knot pusher を使用して結紮 する方法がある．完全鏡視下の場合，この段階で胸腔鏡下に止血を確認し心膜をロボットで閉鎖後，人工心肺離脱となる。

胸壁の止血を入念に行い.チェストチューブを挿入後，閉創となる.

## 結果

全例手術完遂が可能であり, 術中に胸骨正中切開 にコンバートした症例はなかった $(0 \%)$ ） maze 21 例 $(21 \%)$, 左心耳閉鎖 32 例 $(32 \%)$ ，卵円孔閉鎖 5 例（5\%）を併施した（重複あり）形成部位は A1 11 例 $(11 \%)$, A 31 例 $(31 \%)$, A3 28 例 $(28 \%)$, P1 14 例 (14\%), P2 47 例 $(47 \%), P 32$ 例 $(42 \%)$, 交連部 18 例（18\%）であった（重複あり）。修復方法 は人工腱索 53 例 $(53 \%)$, 逸脱部切除縫合 43 例 (43\%), Edge to Edge 修 復 18 例 (18\%), folding 修復 24 例（24\%）であった（重複あり）。バンドの 縫着は水平マットレス 52 例 (52\%), interrupted 47 例 (47\%) で行った. 弁輪形成は全例 band を用い, flexible band 68 例 $(68 \%)$, rigid band 32 例 $(32 \%)$ だった。使用バンドのサイズは平均 $30.5 \pm 2.2$ mm であった（Table 2).

手術死亡はなかった $(0 \%)$ (Table 3). 術後 3 日目 に発症した脳梗塞を 1 例（1\%）に認めたが，原因は 発作性心房細動と考えられた。ワーファリンによる 抗凝固療法が治療域に達する前であり，直接経口抗凝固薬やへパリンの使用，また積極的な左心耳閉鎖 の併施など, 今後の検討の余地があると考えられた. その他の合併症として，呼吸不全 1 例 (1\%), 急性腎

Table 2. Intraoperative data.

Table 3. Clinical outcomes.

不全 0 例 $(0 \%)$, 発作性心房細動 14 例 (14\%), 出血再開胸 1 例 $(1 \%)$ であった. 再手術は MRの再発に よる弁置換が 1 例（1\%）であり，右小開胸による低侵襲手術を行った。また術後の溶血を 3 例に認めた が MR 自体は軽度であり，経過観察で改善した。そ の他の重篤な合併症はなく導入期成績としては良好 であった. 96 例 (96\%) は術後径胸壁エコーにて MR は trivial 以下であった.

$
\text { ラーニングカーブの検討として手術時間（Figure }
$

4), 人工心肺時間 (Figure 5), 大動脈遮断時間 (Figure 6) の症例の推移による変化を検討した. 手術時間は平均手術時間 $236 \pm 47$ 分であったが， $1 \sim 10$ 例 までの平均は 257 分であり, 91 100 例の平均は 213分であった. 平均人工心肺時間は $162 \pm 39$ 分であっ たが， 1 10 例までの平均は 181 分であり， $91 \sim 100$例の平均は 136 分であった. 平均大動脈遮断時間 $131 \pm 34$ 分であったが， $1 \sim 10$ 例までの平均は 145 分であり, 91 100 例の平均は 106 分であった. 手術時間，人工心肺時間，大動脈遮断時間の推移は 1 例 から 100 例まで低下していたがプラトーとはなって いなかった.

## 考 察

導入期 RMVP の手術死亡はなく, 術後合併症発生率を含め, その成績は良好であった. 2019 年発表 の日本胸部外科学会の annual report（2016）による と, 日本での単独僧帽弁形成術の 30 日以内の手術死亡は 1.0\% (34/3,252), 病院死亡は $1.5 \%(48 / 3,252)$ と報告されている1).今回の RMVP の成績は症例選択のバイアスが含まれるものの, 胸部外科学会の報告と比較しても，少なくとも劣勢ではなかったと考 えられる。

MRの制御に関しては, $96 \%$ の症例で術後は trivial 以下であり, MR 再発による再手術は 1 例 (1\%)の みであった. 短期成績としては, 過去の報告23) と比較 しても遜色はなかった.しかしながらこの点は長期成績の検討が必須になってくるため ${ }^{4)}$, 今後のフォ ローが重要である.

導入期 RMVP 100 例の時間的要素として, 平均手

Figure 4. Learning curve and trend line of the operation time.

Figure 5. Learning curve and trend line of the cardiopulmonary bypass time.

Figure 6. Learning curve and trend line of the aortic cross clamp time.
術時間は $236 \pm 47$ 分, 平均人工心肺時間は $162 \pm 39$分, 平均大動脈遮断時間 $131 \pm 34$ 分であった. Nishi らは Japan Adult Cardiovascular Surgery Database （JCVSD）を用いた右小開胸僧帽弁手術における手術時の時間的要素を報告している ${ }^{5}$. その右小開胸僧帽弁手術 3,240 例の検討によれば平均手術時間は $313 \pm 96$ 分, 平均人工心肺時間は $191 \pm 68$ 分と報告 されており, 今回の導入期 RMVP の検討の方がこ の二要素に関しては短かった。当施設では 2020 年 10 月までに RMVPを含めた右小開胸心臟手術を 680 例経験しており, その経験が RMVP 導入期でも 手術時間，人工心肺時間が Nishi らの報告より短い ことに貢献していると考えられた。しかしながら平均大動脈遮断時間は $131 \pm 54$ 分と報告されており， これは今回の導入期 RMVP の遮断時間とほぼ同等 であった。この点から RMVP で延長する時間は手術成績に一番影響のある遮断時間であると言っても 過言ではない。このことを考慮するとRMVP の導入期には遮断時間が延長することを見越して，并形成のシンプルな症例を選択することが重要である。

ラーニングカーブに関しては手術時間，人工心肺時間，大動脈遮断時間のそれぞれで $1 \sim 10$ 例目の平均時間と 91〜100 例目の平均時間を検討すると，手術時間で $17 \%$, 人工心肺時間で $25 \%$, 遮断時間で 27\%の短縮が可能であった. また, Figure 4 6を見 ると, $1 \sim 100$ 例までにどの項目でもプラトーに達し ている項目はなく, 100 例経験してもラーニング カーブの途中であるということがわかる。一般的に 時間的要素に関するラーニングカーブ期を脱するた めに必要な症例数はシンプルな手術手技であれば 25 例程度とされる. 当施設での右小開胸大動脈弁置換術の検討では 40 例がラーニングを克服するため に必要な症例数であっだ ${ }^{6}$. 右小開胸低侵襲心臟手術 という点においてはRMVP も右小開胸大動脈弁置換も共通点は多く, 同一の施設, 同一の外科メンバー や人工心肺技師で施行した手術であるが，RMVP のラーニングカーブは右小開胸大動脈弁置換と比較 しても倍以上に長かったと言える。

また，他施設からの RMVP のラーニングカーブ に関する同様の報告でも 150 例程度で時間的要素が プラトーに達したと報告されておりり7)，一般的に RMVP のラーニングカーブは他の心臟手術手技と 比較しても長いと考えられる。

手技が複雑になればなるほどラーニングカーブが 長くなることは想像に難くないが, RMVP のラーニ
ングカーブが長い理由として，その手技の複雑性以外に，あるいはその複雑性を招く要素として，以下 のことが挙げられる。(1)ロボットを使用しない右小開胸僧帽弁手術は術者一人で多くの手技が可能であ るが，RMVP ではほぼすべての手技をコンソール サージャンとぺイシェントサイトサージャンの二人 が協調して行わなければならず，ソロサージャリー からチームワークへの変更が必須となる。 (2)心臟手術では術者が血行動態の管理，人工心肺回路の管理 を含め, 麻酔科や人工心肺技師，手術室看護師など と連携をとりながら指揮することが通常である。し かし RMVP では術者がコンソールサージャンとな り, 術野から離れるために, その指揮系統が不明膫 になる。 (3)日本ではほとんどの施設で僧帽弁手術と 右小開胸手術をマスターしている外科医が一人しか いない。そのためペイシェントサイトサージャンと なる外科医は僧帽弁手術と右小開胸手術の経験が浅 いケースが大半であり，その教育に時間を要する。

しかしながら，以上の 3 の要素は，どれも経験 の蓄積とともに克服可能であり, 強固なチームワー クが構築されれば，ソロサージャリーを凌駕するこ とが可能であると考える.

## おわりに

慎重な対応とチームエフォートにより RMVP 導入期の成績は良好であった. ただし，RMVP 導入期 には大動脈遮断時間が延長するため, 形成手技のシ ンプルな症例を選択し, 大動脈遮断時間に余裕を持 てるような手術プランの構築が必要である.

開示すべき利益相反状態はない.

## 文 献

1) Committee for Scientific Affairs, The Japanese Association for Thoracic Surgery: Thoracic and cardiovascular surgery in Japan in 2016: annual report by the Japanese Assciation for Thoracic Surgery. Gen Thorac Cardiovasc Surg 67: 377-411, 2019

2) Tarui T, Ishikawa N, Horikawa T et al: First major clinical outcomes of totally endoscopic robotic mitral valve repair in Japan - a single-center experience. Circ J 83: 1668-1673, 2019

3) Kim HJ, Kim JB, Jung SH et al: Clinical outcomes of robotic mitral valve repair: a single-center experience in Korea. Ann Cardiothorac Surg 6: 9-16, 2017

4) David TE, David CM, Tsang W et al: Long-term results of mitral valve repair for regurgitation due to leaflet prolapse. J Am Coll Cardiol 74: 1044-1053, 2019

5) Nishi H, Miyata H, Motomura $\mathbf{N}$ et al: Which patients are candidates for minimally invasive mitral valve surgery? - Establishment of risk calculators using National Clinical Database. Circ J 83: 16741681, 2019

6) Masuda T, Nakamura Y, Ito $Y$ et al: The learning curve of minimally invasive aortic valve replacement for aortic valve stenosis. Gen Thorac Cardio- vasc Surg 68: 565-570, 2019

7) Goodman A, Koprivanac M, Kelava M et al: Robotic mitral valve repair: the learning curve. Innovations 12: 390-397, 2017

8) Seo YJ, Sanaiha Y, Bailey KL et al: Outcomes and resource utilization in robotic mitral valve repair: beyond the learning curve. J Surg Res 235: 258-263, 2019


# 特集 COVID-19
## SARS-CoV-2 の病態生理

\author{
${ }^{1}$ 東京女子医科大学医学部生化学 \\ ${ }^{2}$ 東京女子医科大学医学部解剖学 (顕微解剖学・形態形成学分野) \\ ナカムラ フミオ イシジ アヤコ
中村 史雄 1 石津 綾子
}

（受理 2021 年 1 月 8 日）

COVID-19 Pandemic

The Pathophysiology of COVID-19 (Coronavirus Disease 2019) Caused by the Infection of SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2)

\author{
Fumio Nakamura $^{1}$ and Ayako Nakamura-Ishizu ${ }^{2}$ \\ ${ }^{1}$ Department of Biochemistry, Tokyo Women's Medical University School of Medicine, Tokyo, Japan \\ ${ }^{2}$ Department of Microscopic Anatomy, Tokyo Women's Medical University School of Medicine, Tokyo, Japan
}

Coronavirus disease 2019 (COVID-19), caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), has a wide range of clinical manifestations, including acute respiratory distress syndrome, severe inflammation, abnormal blood coagulation, and cytokine storm syndrome. SARS-CoV-2 uniquely facilitates its entry and expansion in host cells through the spike protein consisting of S1 (receptor binding domain) and S2 (fusion peptide domain). The S1 binds to angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2), the host cell receptor. The cleavage at the boundary of S1 and S2 by Furin protease and subsequent digestion within the S2 by TMPRSS2 activate the S2 fusion peptides, which are necessary for the entry of SARS-CoV-2 into host cells. After infection, SARS-CoV-2 RNA genome encodes viral proteins including structural proteins, RNA polymerases/helicases, and modulators of hostdefense system, which inhibit type I-interferon-related immune signaling and signal transducer and activator of transcription 1 (STAT1) signaling. In contrast, SARS-CoV-2 infection activates the proinflammatory cytokines, such as interleukin 6 (IL-6) and tumor necrosis factor $\alpha$ (TNF $\alpha$ ). In severe cases of COVID-19, these alterations in immune signaling may induce a state of systemic immune dysfunction. Recent studies also revealed the involvement of hematopoietic cells and alteration of cellular metabolic state in COVID-19. We here review the pathogenesis of COVID-19, primarily focusing on the molecular mechanism underlying SARS-CoV2 infection and the resulting immunological and hematological alterations.

Keywords: SARS-CoV-2, COVID-19, ACE2, TMPRSS2, cytokine storm

## はじめに

SARS-CoV-2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2) 感染による COVID-19 (coronavirus disease 2019）の病態生理について，SARS-CoV-2 の感染機構, SARS-CoV-2による宿主細胞側での I 型インターフェロン抑制と炎症性サイトカイン産生 の不均衡, さらに COVID-19 で特徴的な cytokine storm および血液凝固系の異常を概説する。

## SARS-CoV-2 の感染機構

SARS-CoV-2 はコロナウイルス属の一本鎖 RNA +(約 $30,000 \mathrm{bp}$ ) ウイルスである1).このウイルス属 は宿主細胞膜由来のエンベロープを有し，Spike 夕 ンパク質 (S) によるウイルス表面の突起からコロナ ウイルスと命名された. SARS-CoV-2 のウイルスゲ ノムは Spike (S), integral membrane (M), envelope (E), nucleocapsid (N), ORF1ab, ORF3 10 のタンパク質をコードする遺伝子で構成される。 ORF1ab は翻訳後にプロテアーゼで切断され，NSP (non structural protein）1〜16を形成する.この切断には主要プロテアーゼの NSP5 とパパイン様プロ テアーゼ (papain-like protease)のNSP3が関与する.

SARS-CoV-2 の Spike タンパク質が宿主細胞への 結合と融合を担う．宿主細胞の ACE2 (angiotensin converting enzyme 2) が主要な SARS-CoV-2 受容体 として働き，TMPRSS2 プロテアーゼ（transmembrane protease serine 2) が Spike タンパク質のプロ セッシングを行う2). Spike タンパク質は受容体結合領域 (receptor binding domain：RBD) の S1 と膜融合ペプチド (fusion peptide：FP）の S2, 細胞膜貫通領域 (transmembrane：TM) で構成される (Figure 1). $\mathrm{S} 1$ と $\mathrm{S} 2$ の境界，および $\mathrm{FP}$ の直前にそれぞれ Furin, TMPRSS2 プロテアーゼの切断部位が位置す る. SARS-CoV-2 はS1 領域を介して細胞表面の ACE2 に結合する。宿主細胞側の Furinにより Spike タンパク質の $\mathrm{S} 1$ と $\mathrm{S} 2$ 領域が切断される. さ らに TMPRSS2 が FP 直前を切断し S2を $\mathrm{S} 2$ へと 変換する。露出した FP が細胞膜に陥入し膜融合す るため, SARS-CoV-2 内部の RNA やウイルスタン パク質が宿主細胞に移行する。このように細胞膜表面での FP の活性化とウイルス感染には Furin およ び TMPRSS2 による二重消化が必要である。しかし 細胞膜融合が起こらない状況でも細胞表面に結合し たウイルスが内部移行し，エンドソームでシステイ ンプロテアーゼのカテプシン B $\mathrm{L}(\mathrm{CTSB} / \mathrm{L})$ によ
る部分分解を受け, エンドソーム膜と融合してウイ ルス遺伝子を宿主細胞内に放出する機構も存在す る).

宿主側の ACE2 はアンギオテンシン（Ang）の活性型, AngII のペプチド配列（DRVHIYPF）のC 末端 Pheを 1 アミノ酸除去して, Ang (1-7) に転換 して不活性化するエンドペプチダーゼとして機能す る ${ }^{3}$. Ang（1-7）は Mas 受容体に作用し，血管拡張作用, 臟器保護作用を表すと考えられている. ACE 2 はブラジキニン (BK) の分解にも関わる. $\mathrm{ACE}$ で限定分解された Des-Arg9-BKをACE2 はさらに 分解し失活させる ${ }^{3}$.

ACE2への SARS-CoV-2 結合により ACE2 酔素活性は低下する。またウイルスの内部移行により細胞膜表面の ACE2 は減少する.これらの変化により 血液中や細胞局所の AngII や Des-Arg9-BK の増加 がもたらされ，様々な臟器で見出される損傷の一因 になると考えられる).ACE2 の保護的な作用は ACE2 ノックアウトマウスが急性肺障害 (ARDS)を 示すことからも裏付けられる ${ }^{5}$. TMPRSS2 はインフ ルエンザウイルスや，コロナウイルス等の外殼タン パク質の部分分解, 成熟, 感染機構に関与する膜結合型のセリンプロテアーゼである ${ }^{6}$. TMPRSS2 はア ンドロゲン応答性遺伝子であり，COVID-19 の男性患者における増悪因子の一つと考えられる》。

## SARS-CoV-2 受容体の発現分布

ACE2, TMPRSS2 の組織発現は COVID-19流行 に伴い single cell RNA sequence 等の技術を用いて 詳細に検討されている ${ }^{8) 10111}$. 呼吸器系では, 鼻腔の 粘膜上皮細胞に ACE2, TMPRSS2 の強い発現が認 められる ${ }^{8}$.また ACE 2 発現は気管, 気管支, 肺胞と 末梢に移行するに従い減少する．肺胞においては 2 型肺胞上皮細胞, 分泌型移行細胞に ACE2 と TMPRSS2 の発現が認められるが, ACE2 はごく少数（約 1\%）の2 型肺胞上皮細胞に発現する ${ }^{9) ~ 111}$. 鼻腔に ACE2, TMPRSS2 発現が多いことは, SARSCoV-2 の初期感染時の病態とウイルス拡散に寄与す ると考えられる。呼吸器系以外の ACE2 発現は，小腸上皮細胞，血管内皮細胞，腎尿細管，心血管，精巣, 卵巣に発現が認められる ${ }^{1012)}$ 。また免疫系ではマ クロファージに ACE2 が発現する ${ }^{13)}$. 神経系では嗅神経の支持細胞（sustentacular cells）に ACE2, TMPRSS2 が発現し, COVID-19 での嗅覚消失と関連すると考えられる。

Figure 1. Spike protein of SARS-CoV-2 and its proteolytic sites. Furin and TMPRESS2 proteases cleave S1/S2 and S2' sites, respectively. RBD, receptor binding domain; FP, fusion peptides; TM, transmembrane domain Adapted from Shen LW et al., Biochimie (2017)6) and Hoffman M et al., Cell (2020)2).

SARS-CoV-2 の補助的受容体として, Neuropilin1(NRP1)，CD147 (basigin)が報告された ${ }^{14) ~ 16) . ~ N R P ~}$ 1 は神経ガイド分子 Sema3A や血管増殖因子の VEGF（vascular endothelial growth factor）の受容体である ${ }^{17}$. NRP1 には Furin で切断された S1 の C 末端 RRAR（Figure 1）が結合する ${ }^{14115}$. ACE2 や TMPRSS2 の発現が少ない神経系においても SARS-CoV-2 の感染が認められるが，血管内皮や興奮性神経細胞には NRP1 や CD147 が発現すること から，これらの分子が補助的なウイルス受容体とし て働くと推測される ${ }^{16}$. さらに神経血管内皮や神経細胞にはカテプシン B や $\mathrm{L}(\mathrm{CTSB} / \mathrm{L})$ が発現し, エ ンドソーム経由でのウイルス感染に寄与すると考え られる ${ }^{16}$.

SARS-CoV-2 感染による!型インターフェロン抑制 と炎症性サイトカイン増強

ウイルス感染した細胞では, ウイルスRNAの RIG-I 結合を起点とする情報伝達系が活性化する (Figure 2). RIG-I の下流で, TANK binding kinase 1 (TBK1) は IRF3 (interferon regulatory factor 3) をリン酸化する. リン酸化された IRF3 は核移行し て転写調節因子として働き，I型インターフェロン $\alpha, \beta$ (interferon: $\mathrm{IFN} \alpha / \beta$ ) 産生を誘導する. 生成 したIFN $\alpha / \beta$ は, IFNにより誘導される遺伝子群, ISGs (interferon-stimulated genes)を活性化する. ところがSARS-CoV-2 はこれらの反応を抑制して， ウイルス増殖に有利な環境を作り出している.

一方，SARS-CoV-2 感染は自然免疫を担う免疫細胞の Toll 受容体に認識され, NF (nuclear factor)$\kappa \mathrm{B}$ の活性化を介して IL-6, TNF $\alpha$ 等の炎症性サイ トカイン産生を誘導する. SARS-CoV-2 感染初期に おける I 型 IFN 抑制と炎症性サイトカイン増強の 不均衡が COVID-19 重症化の背景にあると考えら
れる ${ }^{18)}$.

## 1. SARS-CoV-2 によるI型 IFN 発現抑制

SARS-CoV-2 の IFN 発現抑制には NSP1, NSP3, NSP6, NSP13, ORF3b, ORF6 等のウイルスタンパク 質が関わる (Figure 2).NSP1 は宿主細胞のリボ ソーム $40 \mathrm{~S}$ サブユニットに結合する. これにより宿主 mRNA のリボソームへの結合を阻害して, RIG1 やISGsの翻訳を阻害する.これはウイルス感染に より活性化される自然免疫機構, 特にレチノイン酸 で誘導される遺伝子発現の機能不全をもたらす ${ }^{19}$.

NSP6, NSP13, ORF6 は RIG-I から IRF3への情報伝達経路を抑制する ${ }^{20}$. NSP13 は TBK1 の活性化を 抑制する. NSP6 は TBK1 の IRF3 リン酸化を抑制 し, IRF3 の核移行を阻害する. さらに ORF6 は importin に結合して, IRF3 の核移行を阻害する。これ らの機構で SARS-CoV-2 は IRF3 の転写調節因子機能, IFN $\alpha / \beta$ の mRNA 転写を抑制する。また $\mathrm{ORF}$ 6 は IFN $\alpha / \beta$ の下流で働くSTAT $1 / 2$ の核移行も抑制して, ISGsの発現も抑制する.

NSP3 はパパイン様プロテアーゼであり, ウイル スタンパク質の切断と成熟に関わる。また NSP3 は プロテアーゼ活性を介してIRF3の作用を抑制す る. ISGsの一つである ISG15 はユビキチン様タンパ ク質としてウイルス蛋白に付加され, ウイルス形成 を抑制する ${ }^{211}$.また ISG15 はIRF3にも付加され，核移行を促進する。ところが NSP3 は IRF3 の ISG15 修飾を除去するため, I 型 IFN 産生が妨げられる ${ }^{221}$. さらに分子機構は不明ながら, ORF3 の splice variant ORF3b も IFN 産生を抑制することや重症・死亡患者から得られた ORF3bの変異体がより強い IFN 抑制作用を持つことが報告されている23).

なお I 型 IFN は中等度, 重症例の COVID-19 では 抑制されず，上昇に転じている ${ }^{24)}$. 感染初期における

Figure 2. Suppression of IFN expression by of SARS$\mathrm{CoV}-2$ products.

Viral RNA activates the RIG-1-TBK1-IRF3 cascade and facilitates the transcription of IFN-stimulated genes. Viral proteins (NSP1, NSP6, NSP13, ORF6) produced by the SARS-CoV-2 genome interfere with the signaling.

IFN 抑制がウイルスの増殖を招き，遅延したIFN 増加は病態を悪化させると考えられている25).

## 2. SARS-CoV-2による炎症性サイトカインの増強

COVID-19 の中等度や重症例では炎症性サイトカ インの IL-6, IL-8, TNF $\alpha$ や II 型 IFN である IFN $\gamma$ の増加が報告されている ${ }^{24}$.これは SARS-CoV-2 感染した免疫細胞や宿主細胞による炎症性サイトカイ ン産生を反映していると考えられる。

一般的なウイルス感染では樹状細胞やマクロ ファージなどの免疫細胞は, 取り达んだウイルス RNA をパターン認識受容体の TLR3, 7, 8 により認識する。これらの受容体は MYD88 や TRF 等の細胞内情報伝達分子を介して NFKB を活性化する.

NFкB は核移行して IL-6 や TNF $\alpha$ などの炎症性サ イトカインの発現を誘導する ${ }^{25}$. SARS-CoV-2 の場合，マクロファージでは感染に伴い TNF $\alpha$, IL-1 $1 \beta$, IL-8 などの発現が誘導される. ところが樹状細胞で は I 型 IFN 抑制と同様の機構で炎症性サイトカイ ン発現や免疫応答が抑制される ${ }^{26)}$.このためウイル
ス増殖が抑制されず，炎症性サイトカインが増加す る. なお SARS-CoV-2 感染に伴う IFN $\gamma$ の増加は,

れる ${ }^{27)}$.

2 型肺胞上皮細胞など非免疫系細胞においても SARS-CoV-2 感染に伴い炎症性サイトカインが産生 される. 特に TNF $\alpha$ ではウイルスの Spike 断片の関与が考えられている ${ }^{28}$. TNF $\alpha$ は前駆体の膜結合型 $\mathrm{TNF} \alpha$ から，メタロプロテアーゼである ADAM17 (TACE) により切断され, 可溶性の三量体として遊離する. SARS 感染において Spike 断片が結合した ACE2 は ADAM17 を活性化すること ${ }^{29}$ から, SARSCoV-2でも同様の機構が働くと推測される. 感染細胞から遊離した TNF $\alpha$ は TNF 受容体の活性化を 介して炎症反応を増幅させる。また ADAM17 は膜貫通型の ACE2 や IL-6 受容体を切断して可溶性型 に変換する ${ }^{28}$. 可溶性 IL-6 受容体は IL-6 結合能を維持し, さらに gp130 と会合して細胞内情報伝達を活性化できる。したがって SARS-CoV-2 感染は ACE 2 の機能低下や可溶性 IL-6 受容体増加による IL-6 の作用増強をもたらすと推測される。

さらに最近 COVID-19重症例の cytokine storm における藏器障害の発生機序として, TNF $\alpha$ と IFN $\gamma$ の協調作用が JAK/STAT1 系を強く活性化 し, 炎症性の細胞死や組織損傷をもたらすというモ デルが提唱されている30). Cytokine storm における 複数因子の増悪作用として極めて興味深い.

## COVID-19 における cytokine storm と マクロファージ

COVID-19 は主に呼吸器系臟器障害をきたすが,重症例で特に著明な炎症反応が認められる。ここで は, SARS-CoV-2 感染症に伴う様々な血球反応に着目したい. SARS-CoV-2 は ACE2を介して, 2 型肺胞上皮細胞や肺胞マクロファージに感染する ${ }^{2}$. 重症な SARS-CoV-2 感染症において, 障害された肺胞上皮細胞や肺胞マクロファージにおける炎症性サイトカ インの産生が充進する. また, 肺胞上皮障害と VEGF などの透過性立進因子の産生に伴い, 肺組織 から血中へのウイルスや pathogen-associated molecular pattern (PAMP) などが血中へと移行し, 全身的な病態へと発展する ${ }^{311}$. 特に, COVID-19では全身性に IL-6, IL-1, IFN $\gamma$ レ゙ルの上昇が認められ る ${ }^{32}$. 関連して, ACE2 は IFN シグナルにより発現活性が誘導され病態の悪化要因となる ${ }^{33}$.

COVID-19における cytokine storm 関連病態は

Figure 3. Schematic representation of SARS-CoV-2-induced cytokine production and related metabolic pathways.

SARS-CoV-2 infection activates the p38/MAPK-AMPK pathway, which subsequently stimulates cytokine production in host cells. The AMPK/mTOR pathway is also related to the TFE3/FLCN pathway, which is involved in metabolic changes within cells.

Cytokine storm syndrome と呼ばれ ${ }^{34)}$, COVID-19 重症者で顕著にみられる。励起されたcytokine storm に り , macrophage activation syndrome (MAS)/lymphohistiocytosis (HLH)が引き起こる32).特に, サイトカインレベルの上昇 (IL-6, IL-10, $\mathrm{TNF} \alpha)$ や CD4 + T cell における IFN $\gamma$ 発現の増加は COVID-19 重症度と相関する ${ }^{35366}$. ステロイド治療と ともに, IL-6, IL-1, IFN $\gamma$ な゙の特異的なサイトカイ ン抑制療法などの治療法も検討されつつある ${ }^{341}$.

SARS-CoV-2 はマウスに感染せず，動物モデルにお ける in vivoでの病態検証が難しかったが，最近，ヒ ト ACE2 アデノウィルスベクター (Ad5 hACE2)を transduction させたマウスが作成され, in vivo にお ける cytokine 抑制の COVID-19 治療検討がなされ $た^{37}$. Ad5 hACE2 マウスモデルは SARS-CoV-2 感染症が成立し，肺におけるウイルス増殖と重症肺炎を きたす. IFN $\alpha$ 受容体欠損マウスに Ad5 hACE2 を transduce した結果, コントロール群と比較し, 炎症反応や体重減少は認められなかった. しかしながら， I 型 IFN シグナル下流分子である STAT1 久損マウ スに Ad5 hACE2を transduce したマウスでは，コ ントロール群と比較し, 著明な体重減少, 炎症反応, ウィルスクリアランスの低下が認められた。これら の結果はSTAT1 シグナルの低下がCOVID-19 の病態に重要な因子であり, Cytokine storm syndrome を併発した際の治療ターゲットとなりうる可能性を示唆している. 同論文では, SARS-CoV-2 モデルマウ スにおいてIFN シグナル刺激薬の poly I：C の有効性も確認している。また, SARS-CoV-2 感染 Vero E6 細胞株の Proteomics解析に打いてで , p38/ mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway に関連したタンパクの発現が報告されている。p38/ MAPK は細胞の炎症やストレス時に活性化し, 炎症性サイトカインの産生を促進させる（Figure 3)，実際, SARS-CoV-2 感染 ACE2-A549 細胞株において, p38/MAPK阻害薬（SB203580）は IL-6 や TNF $\alpha$ の遺伝子発現を抑制した，今後，炎症性サイトカイ ン産生をターゲットにした新規治療法の開発がすす むと思われる。

筆者(石津) らは癌抑制因子の一つである folliculin (FLCN, Flcn) による TFE3 転写活性と lysosome 合成抑制が炎症などにおけるマクロファージの貣食能制御機構であることを過去に報告した39．ＦFCN 遺伝子変異はヒトにおいて Birt-Hogg-Dubé (BHD) syndromeの原因となる ${ }^{40}$. FLCN 遺伝子久損は TFE3, TFEB の核内移動が過剩立進し, mTOR や AMPK 経路に影響を与え, ライソソーム合成, オー トファジーなど細胞の代謝活性に広く影響を及ぼ す ${ }^{41}$. 血球特異的 Flcn 欠損 マウス $\left(F l c n^{\beta / / 1}\right.$; $\left.\mathrm{MxCre1} 1^{+-}\right)$では造血幹細胞の機能異常が認められ た42). また, 血球特異的 Flcn 久損マウスは末梢血,骨髄内のマクロファージ分画の著明な増殖と貣食能

$\mathrm{Tfe} 3^{-1}$ マウスとの交配によりマクロファージ機能障害の改善が認められた。また, Flcn 久損に伴う貣食能の立進ではマクロファージ内の glyconeogenesis の立進が認められた. COVID-19 に伴う Cytokine storm syndrome, MAS/HLH ではマクロファージ の貪食立進が励起されることから, 今後, FLCN/ TFE 3 シグナルなど, 細胞内代謝経路の活性, 阻害か らの病態解明も重要となるかもしれない (Figure $3)$.

## COVID-19 における血小板・凝固反応

SARS-CoV-2 感染症の合併症として血栓止血系の 異常が認められる。血液凝固系因子の変動に関して は COVID-19 患者において D-dimer, fibrinogen, FDP などパラメーターの有意な上昇が認められ, 凝固活性上昇が示唆されている ${ }^{43}$. また, 炎症性サイト カイン産生の元進は異常な止血反応や血栓形成を引 き起こし, 重症な COVID-19 例において重複して認 められる ${ }^{44)}$. 実際, 炎症反応により励起された complement mediated thrombotic microangiopathy （TMA）が認められる頻度が高いことが重症例で報告されている ${ }^{45}$. また, 重症 SARS-CoV-2 感染症では 血小板減少をきたしやすく，予後不良因子の一つで ある ${ }^{4647)}$. SARS-CoV-2 感染 Vero E6 細胞株の Proteomics 解析において, 感染細胞は血小板関連タン パク発現の enrichment が認められだ年). 具体的には APOH, CD9, TSPAN4, AHSG などの血小板関連夕 ンパクの発現低下が認められ，COVID-19 における 止血凝固系合併症の病態へ関連付けられた。また, COVID-19 患者の血清検体の広範な Proteomic 解析 にて有意に発現変動があった 105 のタンパクは補体，マクロファージ，血小板関連タンパクへのEnrichment が認められている ${ }^{48}$. 興味深いことに, 血小板因子の一つである platelet factor 4(PF4) タンパ クの著明な発現減少が重症 COVID-19 患者の血清検体で認められた. PF4 は human immunodeficiency virus (HIV)-1 ウイルスのホスト細胞への侵入を阻害する因子であり, PF4 低下は SARS 感染症 における予後不良因子でもある ${ }^{4950)}$. 血小板産生因子 によるCOVID-19 の病勢制御は今後着目される可能性がある.

SARS-CoV-2 感染症による hemostasis 変動の機序としていくつか報告がある. 血中 IL-6 は肝臟にお ける acute phase protein (CRP, fibrinogen など) の 産生を刺激し，これらは骨髄における血小板産生を立進させる. マウス肺の live imaging 解析において,肺循環には血小板産生を行う巨核球が確認されてお り, 体内 $50 \%$ の血小板が $1 \times 10^{7}$ 個/時の速度で肺に おいて産生されることが確認されている ${ }^{51}$. SARS$\mathrm{CoV}-2$ 感染症に伴う肺組織障害により, 血小板産生障害が併発することが考えられている。

IFN シグナルなど炎症性シグナルは, 以前より骨髄造血のお拆もととなる造血幹細胞の巨核球・血小板分化を急激に促進させることが知られている 522.

筆者らは, 巨核球・血小板分化傾向のある造血幹細胞を解析した結果, 造血幹細胞が巨核球系統の分化運命をたどる際，ミトコンドリアにおける好気的エ ネルギー産生が関与することを報告した ${ }^{53)}$. SARSCoV-2 感染症, cytokine storm に伴う血球の代謝制御は解明されておらず，解析することにより病態解明や治療の開発へとつながるものと考えられる。実際, COVID-19患者の血清検体の広範な metabolomic 解析にて多数の apolipoprotein (APOA1, APOA 2, APOH, APOL1 など) や sphingolipid の変動が認 められており，これら代謝物質がCOVID-19におけ るマクロファージなど血球への影響が考えられてい る $^{48}$.

## COVID-19 におけるリンパ球反応

リンパ球減少は重症な COVID-19 症例で認めら れ, その頻度は他のウイルス感染症より高く, また リンパ球減少の程度は COVID-19の重症度と相関 する ${ }^{5455)}$.また, リンパ球の内, SARS-CoV-2 感染症 では特に T リンパ球数の低下が顕著に認められる。特に血中サイトカイン濃度 (IL-6, IL-10, TNF $\alpha$ ) とリ ンパ球減少は負の相関を示すとされている ${ }^{56)}$. その 一因として肺の微小循環におけるリンパ球の sequestration が考えられている ${ }^{57)}$.また, Tリンパ球減少と増殖障害に関して, Tリンパ球の Telomere length の短縮が考えられており, 特に年齢の高い罹患者の予後不良性との関連性が示唆されている ${ }^{58}$.

## おわりに

SARS-CoV-2 感染の病態生理について, 様々な部位で共通して現れる免疫系の変化と血液凝固系の異常について概説した. 各藏器における病理変化の理解の一助になれば幸いである。またSARS-CoV-2 感染, 増幅, 免疫応答における分子機構の知見 - 解明は, 様々な治療薬の作用点や理論的裏付けになる.今後のワクチン接種に加え, これらの作用点を複数 の治療薬で修飾することにより, よりよい COVID19 の病態改善・治療へと繋げられるであろう.
開示すべき利益相反状態はない.

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\text { 文 献 }
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