循環器系

2014年6月30日 月曜日

iPS細胞の循環器領域への臨床応用 福田恵一教授

2014年6月21日 ローズホテル横浜
演題「iPS細胞の循環器領域への臨床応用」
演者:慶應義塾大学医学部循環器内科教授 福田恵一先生
内容及び補足「
我が国の心不全による年間死亡数は4万人を超え、特に末期重症心不全患者の予後は、1円死亡率が75%とされている。これらの致死的な重症心不全に対する根本的治療法は、心臓移植と人工心臓治療であるが、ドナーの不足や補助人工心臓の耐久性などの問題がある。よって重症心不全に対する根本的地用法としての心筋再生治療の研究開発は急務である。
当初iPS細胞はレトロウイルスを用いて、Oct3/4、Sox2、Klf4、c-mycの4因子を線維芽細胞に導入していた。
その際、皮膚の生検が必要であり、四つの因子を導入した線維芽細胞が確立するのに2ヵ月半かかること、外来遺伝子が染色体上の既存遺伝子を破壊して遺伝子異常を惹起すること、挿入遺伝子が再度活性化して奇形腫などの形成する危険があることが問題であった。
特に皮膚生検は侵襲的であり、女性や小児から疾患特異的iPS細胞を樹立する場合に大きな障害であった。
我々は、末梢血のT細胞にセンダイウイルス(SeV)を用いて一滴(0.1ml)の血液からわずか1ヵ月足らずで、ゲノム遺伝子を傷つけずにiPS細胞を樹立する方法を開発した。
血液中Tリンパ球を抗CD3抗体とIL-2存在下で培養することにより、Tリンパ球のみが細胞増殖し、5日目にはコロニーを形成した。この活性化Tリンパ球にSeVを用いて、上記4つのリプログラム遺伝子の導入を行った。SeVはRNA(-)鎖型のウイルスであるので、細胞内に取り込まれた際、細胞の核には取り込まれず、細胞質内で増殖するので、ゲノム遺伝子の破壊や、SeV遺伝子の再活性化が起こらない。この方法で継代培養したiPS細胞は3胚葉系に分化し、15継代ほどで、残存ウイルスが完全に消滅し、ゲノム染色体に異常がみられないこと、免疫不全マウスに移植して、奇形腫を形成し、多分化能を有していることを証明した。しかもこの方法では,iPS細胞の樹立に25日しかかからなかった。
Cell Stem Cell, 12, 127-137 (2013)

http://www.med.keio.ac.jp/rdb/gcoe-stemcell/view.php?i=26

心臓の発生過程を見てみると、杯の前方に三日月形の心原基(Cardiac cresent)を形成し、心内皮層(endocardium)と心筋層(myocardium)の二層からなる1本の原始心筒(primitive heart tube)が形成される。この原始心筒がルーピングを伴いながら分化し、中隔と弁によって隔てられた4つの部屋を持つ心臓が形成される。
 

心臓形成最早期であるCardiac Cresent期の心筋前駆細胞に発現する因子をスクリーニングし、細胞増殖因子BNP2、4の内因性阻害因子nogginが同部位に強く発現していることを見出した。
マウスのES細胞に特定時期、特定濃度で投与すると90%程度心筋細胞に分化誘導できることを見出した。しかし、サルのES細胞やヒトのES細胞、ヒトiPS細胞では、心筋細胞への分化誘導は低率であった。noggin以外の増殖因子が必要であるのだ。
妊娠6-7日目に発現する因子を調べているとG-SCFの受容体が1000倍以上発現することに気づいた。G-CSFは従来骨髄の顆粒球の増殖因子と考えられていたが、G-CSFを測定してみると、再生心筋自体およびマウス胎仔期心臓に多量に発現していた。妊娠9日目のマウス子宮に直接G-CSFを投与すると、胎仔心筋は盛んに細胞分裂し、著しい心筋層の肥厚を認めた。

ヒトiPS細胞から得られた再生心筋の中に未分化幹細胞が存在するため、奇形腫の形成の可能性などがあり、直接移植医療に用いることはできない。臨床応用するためには、心筋細胞を純化精製する必要がある。
そこで目を付けたのが心筋細胞とES/iPS細胞のエネルギー代謝の違いである。発現している遺伝子を解析するトランスクリプトーム解析(http://pgx.medic.mie-u.ac.jp/upload/p1_zf20100608085504.pdf)
や、細胞内物質のすべての変動を測定解析するフラクソーム解析を行い両細胞間の代謝を比較してみた。下図の青の白抜き文字がES/iPS細胞で盛んな代謝経路で、赤の白抜きの部分が心筋細胞で盛んな代謝経路である。
ES/iPS細胞では、解糖系酵素、核酸合成経路、アミノ酸合成経路が発達し、グルコース代謝を中心としてエネルギー代謝を行っている。
一方、心筋においては、グルコース代謝よりも乳酸を主たるエネルギー源として利用していることがわかってきた。


http://news.mynavi.jp/photo/news/2012/11/16/127/images/003l.jpg
そこで培養液からグルコースを抜いて、乳酸を添加した培地でそれぞれの細胞を培養した。
 
単純図式化すると(a)の今までは蛍光色素や抗体を使い、fluoresecence activated cell sorting(FACS:蛍光セルソーター)を用いて心筋細胞生成を行っていたが、この方法では、工程が複雑で長時間かかっていたが、(b)の心筋細胞のみ生存可能な環境を子駆逐して培地の組成を変えることにより、効率よく大量の心筋細胞を生成できた。

http://first.lifesciencedb.jp/archives/6184

この培地では、ES/iPS細胞は5時間以内にすべての細胞が死滅したが、心筋細胞は120時間の継続培養でも拍動を続け死滅しなかった。この性質を利用し、心筋細胞を純化する方法を確立した。これらの心筋細胞を免疫不全マウスに移植しても奇形腫などの腫瘍形成は見られなかった。

http://www.lifetechnologies.com/jp/ja/home/communities-social/NEXT-Forum/voice-report/user-voice-vol22.html

こうやって得られた心筋細胞であるが、心筋にどのくらい移植できるかが問題である。
これまで行われてきた心筋細胞移植方法は、細胞浮遊液を直接心筋に注射していたが、その移植細胞のほとんどは、注射部位から流出したり、壊死したりして細胞生着率は3%と低かった。

純化精製した再生心筋細胞を1000個ほどの細胞凝集塊(心筋球)を作成し投与を試みることにより、生着率を90%程度まで改善することができた。心筋球を形成することにより、細胞接着・パラクリンによる細胞増殖因子作用・細胞界のサイズが大きくなるために抽出しにくくなることなどがその理由と考えられる。
移植直後は移植心筋細胞は生体心筋細胞の一部分にしか存在しないが、移植後3週目、8週目と時間の経過とともにそのサイズは拡大し、次第に成長していくことも確認された。

一連の工程を図式化すると以下の図になる。


これらの方法で生成した心筋は、心室筋が7割、心房筋が2割、刺激伝導系細胞が1割の率で分化するが、当初の想像とは異なり、一番リズムが速い細胞のリズムで拍動するのではなく、精製凝集された細胞の平均的なリズムで、拍動するようになる。

http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2012/121026_1.htm

投稿者 川村内科診療所 | 記事URL

2014年6月23日 月曜日

CKD・高血圧ガイドラインと糖尿病性腎症  平和伸仁先生

2014年6月20日 横浜ロイヤルパークホテル
演題「CKD・高血圧ガイドラインの変更ポイントと糖尿病性腎症の治療」
演者:横浜市立大学附属市民総合医療センター 腎臓・高血圧内科准教授 平和伸仁先生
内容及び補足「
1967年にJAMAに報告された論文で、高血圧を治療する臨床的効果を初めて証明された。
拡張期血圧が115~129mmHgである143名の男性に対して、hydrocholorothiazideにreserpine、hydralazine hydrochlorideを投与した群と何も投与しなかった群で検討された。患者背景を示すが、このころはWhite、Negroと表記されている環境であった。

二群のそれぞれの測定値を示す。血圧は両群とも平均で186-187/105-106mmHgとかなり高値である。

拡張期血圧の推移は、治療群では90前後に低下しているが、プラセボ群では110を超えたままである。

両群の血圧変化を示す。プラセボ群では血圧が上昇している症例もあるが、治療群では、ほとんどの症例において血圧が低下している。

プラセボ群では死亡4例を含む27例にMorbid eventが生じたが、治療群では、死亡例もなく、Morbid eventは2例にしか生じなかった。

http://profiles.nlm.nih.gov/ps/access/XFBBFN.pdf
もう少し血圧が引く人たちでの結果が1970年に報告された。拡張期血圧が90-114mmHgの380例の男性を治療群とプラセボ群分けた研究である。プラセボ群では19例の死亡を含むTerminating morbid eventsは35例に認めたのに対し、治療群では8例の死亡を含むTerminating morbid eventsは9例であり、73%の減少効果を認めた。

経年変化をグラフにするとプラセボ群との違いは歴然としている。

http://profiles.nlm.nih.gov/ps/access/XFBBFP.pdf
日本高血圧学会から高血圧理療ガイドライン2014(JSH2014)が出された。
大きく変わった点は、第9章に認知症の章を設けたことである。
細かな点では、家庭血圧を重要視したこと、配合剤の項目ができたこと、授乳期について明確に記載したことである。
疫学としては、日本人の高血圧患者数は、約4300万人と推計され、年間高血圧に起因する死亡者数は、約10万人と推定され、喫煙に次いで多い。

心血管死亡の約50%、脳卒中罹患の50%以上が、指摘血圧を超える血圧高値に起因するものと推定されている。
収縮期血圧平均値を10年間で4mmHg 低下させると、脳卒中死亡数が、年間約1万人、冠動脈疾患死亡数が、年間5千人減少すると推計されている。
NIPPON DATA2010における高血圧有病率から、本邦における2010年の高血圧有病者数は4300万人(男性2300万人、女性2000万人)と推計されている。女性では各年齢階級で減少傾向にあるが、男性の50歳以上では横ばいあるいは上昇傾向である可能性があり、人口の高齢化に伴い、高血圧有病者数はさらに増加することが予想される。
高血圧の治療率は上昇しており、60歳代で50%を超えてきたが、140/90未満に管理されている率は、男性で30%、女性で40%程度である。

男女別でみると、50歳代までは女性の有病者は少ないが60歳以降では、女性のほうが多くなっている。

各年代で男女とも、収縮期血圧及び女性の拡張期血圧は、年代とともに低下してきているが、男性では拡張期血圧は横ばいである。

年齢が若いほど、血圧の上昇に伴い心血管死亡のハザード比が上昇する。

家庭血圧の測定法としては、二回測りその平均値をその日の測定値とし、週5日以上測定したものの平均値を家庭血圧とすることとしている。
血圧の分類としては、以下のように定義された。

臓器障害の検査として、脳・眼底の項目に、頭部MRI、MRアンジオグラフィー、認知機能テスト、腰うつ状態評価試験が記載された。
血圧値のみでなく、他のリスク因子との兼ね合いでの心血管リスクを層別化した。

初診時の高血圧管理計画を各リスク群において、下記のように定めた。

降圧目標においては、後期高齢者において基準が緩和された。
糖尿病患者やCKD患者においてはJSH2009と同じで130/80となっているが、冠動脈疾患患者においては130/80から140/90に緩和された。

http://www.jpnsh.jp/data/jsh2014/jsh2014v1_1.pdf

2型糖尿病患者への積極的な治療効果を見たACCORD BP研究で血圧を120前後に下げたIntensive群と135前後で推移したStandard群で8年間の経過観察では心血管イベントの発症に差はなかった。

しかし、副作用は、Standard群に比べ、Intensive群で2倍以上に認めたため、米国やヨーロッパにおいての高血圧治療ガイドラインは軒並み140/90となってしまった。

http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1001286#t=article
2型糖尿病や耐糖能障害患者の血圧治療を行った13の臨床研究で37736症例を解析してみたところ、積極的に血圧を下げる治療と、今までの140未満にする治療を比較してみたところ、10%の死亡リスクの減少と、17%の脳卒中の減少が得られるが、20%重篤な副作用がみられる結果となり、有益性はないとの結論となった。

http://circ.ahajournals.org/content/123/24/2799/F2.large.jpg
今まで患者が医師の指示に従い忘れずに薬を服薬することについてコンプライアンス(直訳:服従、受諾)という言葉が使われていたが、望ましい治療の在り方ではないことから、アドヒアランス(直訳:支持、執着)やコンコーダンス(直訳:一致、和合)という考え方が導入された。
アドヒアランス:患者が病気の治療や必要性について理解し、積極的に治療を続けるという考え。
コンコーダンス:医師と患者が対等な立場(パートナーシップ)で話し合い、合意のもとに治療方針を決定し続けていくこと、患者が病気とその治療について十分な知識を備えることが前提となる。

今回から治療の第一選択薬からβブロッカーがなくなり、第一選択薬のARBまたはACE阻害薬、カルシウムブロッカー、利尿剤から選び、効果が不十分であればそれの二剤を、次いで3剤の併用用法を行い、その次に、βブロッカーの使用が推奨されている。

これらの薬剤3剤併用治療でコントロールが不良であるものを、難治性高血圧とした。
難治性高血圧の中に、睡眠時無呼吸症候群(SAS)が合併している可能性が少なくなく、難治性高血圧の場合には、積極的にSASを診断し、CPAPなどの適切な治療を行うことが進められる。
また高尿酸血症・痛風の合併症例においては、尿酸値を上昇させる細浅井時計利尿剤やループ利尿剤は禁忌として対応されていたが、注意深く使うこととされ、ニューロタンは尿酸排泄促進作用があり、尿酸値が低下し、高血圧患者の痛風発症リスクを減少させると記載された。

高齢者は140/90が推奨されるが、75歳以上では、150/90未満が治療目標とされ、忍容性があれば積極的に140/90をめざし、6メートル歩行が完遂できない程度の虚弱高齢者については個別に判断することとされた。
これは、高齢者においては、早期の急激な血圧低下により転倒の危険度が上昇するためで、現在血圧がコントロールされている人の治療目標値を緩める必要はない。

認知症においては高血圧のみならず、低血圧や起立性低血圧、日内変動の異常も認知症と関連していることが示され、統一された見解はまだ示されていないが、高血圧治療が軽度認知機能障害からアルツハイマーへの進展を抑制した観察研究や、高圧治療によりアルツハイマー病患者の認知機能低下が抑制された報告もあり、降圧治療は行うべきと考えられる。薬物ではARBが推奨されている。

妊娠に関しては、妊娠20週未満では、第一選択薬として、メチルドパ、ヒドララジン、ラベタロールとされ、20週以降では、ニフェジピンが使用可能となる。この場合、ニフェジピンは長時間作用型の使用が基本となり、カプセル剤の舌下は行わない。

授乳に関しては以下の薬剤の使用が可能とされた。

薬剤誘発性の高血圧についても、細かく記載され、抗VEGF抗体医療による高血圧の対応についても記載された。

糖尿病合併高血圧患者で腎機能が悪化していくに従い糖尿病の治療薬選択に制限が加わってくる。特にeGFRが30未満となると使用可能薬剤がほとんどなくなってくる。
G3bにおいてビグアナイド系薬剤が使えなくなり、G4以降ではチアゾリジン薬やSU薬も使用できない。αGIでもグルコバイやベイスンは問題ないが、セイブルは腎機能障害時に血中濃度が上昇することが報告されているので注意が必要である。
DPPⅣ阻害剤も、軽度の腎障害患者では問題ないが、ジャヌビア、ネシーナ、エクア、スイニーは減量や慎重投与といった記載がある。トラゼンタとテネリアは肝臓排泄もあり、比較的安心して使用できる。


近年発売された、SGLT2阻害薬は、糸球体でろ過された糖の再吸収を、SGLT2を阻害することにより抑制して、尿からの糖の排泄を促進して糖代謝を改善する薬である。腎機能が低下してくると、糸球体からの糖の濾過が減少し、血糖低下作用も減弱するばかりでなく、副作用の発現の問題点からも、注意が必要である。

投稿者 川村内科診療所 | 記事URL

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