心臓サルコイドーシスの活動性病変評価に18F

PETによる心臓サルコイドーシスの活動性病変評価
〔総説〕
心臓サルコイドーシスの活動性病変評価に 18F-FDG PETは役立つのか？
諸井雅男 1, 5），宇野公一 2），山田嘉仁 3），山口哲生 3），諸岡　都 4），窪田和雄 4），廣江道昭 5）
【要旨】
Fluorodeoxyglucose（FDG）は糖のアナログであり，18F-FDG PETは細胞の糖代謝を画像化する．近年，心臓サルコイ
ドーシスの活動性病変を評価する方法として，18F-FDG PETが有力であることが示された．しかしながら心臓におけるマ
クロファージなどの炎症細胞へのFDGの取り込みを評価するためには，正常心筋細胞への取り込みを抑制する必要がある．
そのためには18時間以上の絶食と検査前の低炭水化物食（5 g以下）による前処置が重要である．また，長時間絶食の確認
には血中遊離脂肪酸濃度が役立つ．長時間絶食によっても不全心筋細胞はFDGを取り込む．実際の心臓サルコイドーシス
病変部位では不全心筋細胞と炎症細胞が混在すると考えられる．瘢痕病巣との区別は重要で，心筋血流SPECT，心筋脂肪
酸代謝SPECTが参考となる．18F-FDG PETは臨床的には治療の評価および心内膜下心筋生検のガイドとしての活用が期待
される．
［日サ会誌　2014; 34: 25-30］
キーワード：炎症細胞，心筋細胞，糖代謝，グルコーストランスポーター，脂肪酸代謝
Can We Evaluate Active Lesions of Cardiac Sarcoidosis with 18F-FDG PET?
Masao Moroi1, 5), Kimiichi Uno2), Yoshihito Yamada3), Tetsuo Yamaguchi3), Miyako Morooka4), Kazuo Kubota4),
Michiaki Hiroe5)
Keywords: inflammatory cells, myocardial cells, glucose metabolism, glucose transporters, free fatty acid metabolism
はじめに
質ステロイドホルモン薬（以下ステロイド）や免疫抑制
グラム陽性の嫌気性細菌であるアクネ桿菌（Propioni-
薬が有効であるからである．逆に線維化・瘢痕形成に
bacterium acnes）に対する過敏性免疫反応がサルコイドー
至った心臓にはこれらの治療は無効であるばかりか副作
シスの本体とする説が有力であるが，未だに確定されて
用が目立つことになりかねない．病理所見は重要である
いない
．アクネ菌は常在菌であり，通常状態では病変
が，心筋に巣状に形成される病変を心内膜下心筋生検で
を形成しない．宿主の状況によってマクロファージが活
的確に捉えるのは容易ではない．さらに病変部位によっ
性化され，これに捕食されても殺菌されず細胞内で増殖
て進行は異なるかもしれない．近年，心臓サルコイドー
する．活性化されたマクロファージは組織への病変の拡
シスの活動性炎症性病変を評価する方法として，18F-FDG
散を防ぐためにサイトカインを分泌しリンパ球を動員す
PETが有力であることが示された 3）．しかし，条件によっ
る．こうして炎症病変が形成されると考えられている．
ては 18F-FDGは正常心筋細胞にも取り込まれるため（生理
心臓サルコイドーシス病変の初期にはリンパ球やマクロ
的集積），必ずしも炎症性病変に集積しているとは限らな
ファージを主体とした炎症細胞や障害心筋細胞などが混
いことも指摘されている．本稿では 18F-FDG PETを中心
在し，類上皮細胞の出現から時間の経過とともに線維化・
に心臓サルコイドーシスの活動性炎症病変の画像診断に
瘢痕形成に至ると考えられる．この病変形成における経
ついてその有用性と限界について述べる．
1, 2）
時的変化のどの時期に心臓サルコイドーシス患者の病変
が相当するのかを判断することは治療に重要である．線
維化・瘢痕形成に至る前の活動性炎症に対しては副腎皮
１）東邦大学医療センター大橋病院　循環器内科　２）外苑東クリニック　３）JR東京総合病院　呼吸器内科　４）独立行政法人国立国際医療研究センター　核医学科　５）同　循環器内科　著者連絡先：諸井雅男（もろい　まさお）
〒153-8515 東京都目黒区大橋2-17-6
東邦大学医療センター大橋病院　循環器内科
E-mail：[email protected]
Ga SPECTと 18F-FDG PETについて
67
SPECTとは，single photon emission computed tomog１）Division of Cardiovascular Medicine, Toho University Ohashi
Medical Center
２）Gaien Higashi Clinic
３）D epartment of Respiratory Medicine, JR Tokyo General
Hospital
４）D ivision of Nuclear Medicine, Department of Radiology,
National Center for Global Health and Medicine
５）Department of Cardiology, National Center for Global Health
and Medicine
日サ会誌 2014, 34（1）
25
〔総説〕
PETによる心臓サルコイドーシスの活動性病変評価
raphyの略語で，体内に注入したRI（放射性同位元素）の
在する元素であり，このことからは代謝の状態を正確に
分布状況を断層画面で評価する検査のことである．体内
把握するのに適している．PET agentとしては 18F-FDGが
の集積部位から放出されるγ–線をガンマカメラにより
最も臨床で使用されている．FDGはフルオロデオキシグ
検出し断層画面を作成する．SPECTにより，X線CTで
ルコースの略で，ブドウ糖（グルコース）に似た化合物
は得ることのできない血流や脂肪酸代謝機能の情報を得
である．18F-FDGは，18F（フッ素）という陽電子（ポジ
ることができる．サルコイドーシス病変を画像化できる
トロン）を放出する放射性同位元素でFDGを標識した薬
SPECT agentとして Gaがある．サルコイドーシス炎症
剤で，細胞にはブドウ糖と同じようにグルコーストラン
病変への集積機序として多核白血球の膜表面への結合，
スポーターを介して取り込まれる．ただしブドウ糖と違
好中球に多く含まれるラクトフェリンと結合，細菌によ
う点は細胞に取り込まれた後に代謝されずに細胞内に留
る直接取り込みなどが示唆されている．心筋細胞への集
まる（Figure 2）．このために画像化が可能となっている．
67
積は確認されていないため，心臓で集積が認められれば
サルコイドーシスの炎症病変である可能性は高い（Figure
1）．SPECT/CTではCTによる左室心筋の位置合わせを
F-FDG PETで心臓への集積はすべて活動性炎
症としてよいか？
18
おこない左室心筋のどの部位に炎症病変があるかが正確
正常心筋細胞はFDGを取り込むため心臓におけるマク
に評価できるようになった．一方，集積が認められなく
ロファージなどの炎症細胞への取り込みを評価するため
てもサルコイドーシス病変が存在することも報告されて
には正常心筋細胞の取り込みを抑制しなければならない．
いる．このことは 67Ga SPECTの心臓サルコイドーシス病
正常心筋細胞はグルコーストランスポーター４（GLUT4）
変診断の特異度は高いが感度は低いことを意味する．こ
により糖を取り込むが（生理的取り込み），マクロファー
の問題点を克服する可能性が期待されているのが，18F-
ジをはじめとする炎症細胞はGLUT1およびGLUT3によ
FDG PETである．
り糖を取り込むとされている．GLUT4による糖の取り込
PETはpositron emission computed tomographyの略語
みは12時間以上の長時間の絶食 4–6）と検査前の低炭水化物
で，ポジトロンCTともいわれる核医学診断装置のことで
食（5g以下）7–9）により抑制される．これに基づいて日本
ある．陽電子（ポジトロン）放出核種を体内に注入する
心臓核医学会では低炭水化物食（5 g以下）と12時間以上
と，集積した体内のすぐ近くの陰電子と結合して消滅放
の検査前絶食を推奨している 10）．我々は12時間絶食でも
射線（γ線）を180°反対方向に放出する．それを同時計
心筋の生理的集積抑制は十分ではないことを確認してお
数回路つきの検出器（PETカメラ）で検出し，コンピュー
り，18時間以上の検査前絶食で有意に生理的心筋集積が
ターで処理して画像化する．PETで使用される放射性同
抑制されることをごく最近報告した 11）．長時間絶食とな
位元素は，炭素，酸素，フッ素，窒素などの生体内に存
ると絶食が守れなかった患者も存在し，これに対する読
IVS
Inferolateral
Figure 1. 心臓サルコイドーシスの 67Ga シンチグラム
26
日サ会誌 2014, 34（1）
PETによる心臓サルコイドーシスの活動性病変評価
〔総説〕
ATP
ADP
Glucose（ブドウ糖）
CH2OH
H
OH
H
OH
H
Glucose
O
H
OH
H
OH
H
Fru-6-P
CO2
CO2
OH
FDG
hexokinase k3
FDG
TCA
cycle
×
FDG-6-P
phosphatase k4
O
H
Glu-6-P
OH
F-FDG
H
Glucose
phosphatase
18
CH2OH
Glycogen
hexokinase
×
滞留
OH
: Glucose transporter（GLUT）
F
18
正常心筋細胞：GLUT４インスリン依存性
炎症細胞：GLUT1 GLUT３インスリン非依存
Figure 2. FDGの集積機序
影上の対策が必要になる．検査直前の血中遊離脂肪酸濃
取り出して表示する方法である．Figure 4aはサルコイ
度が高ければ高いほど生理的集積は抑制されるので読影
ドーシス患者のMIP像である．心臓への集積の他に肺へ
に際して生理的集積かどうか判断に迷う場合には検査直
の集積も確認できる．サルコイドーシスは全身性疾患で
前の血中遊離脂肪酸濃度が参考になる．自験例では血中
あるので心臓以外の臓器への集積は診断の重要な根拠と
遊離脂肪酸が0.8 mEq/L以上では生理的集積は抑制され
なりうる．心臓のどの部位にFDGが集積しているのかを
ている可能性が高い 10）．また，左室心筋への集積パター
確認するには前額断（Figure 4b）や横断像（Figure 4c）
ンによっても生理的集積かどうかはある程度推察可能で
を利用する．この症例では，横断像で心室中隔への集積
ある（Figure 3）．心臓の大きさがほぼ正常で左室にびま
を認める．この症例では認めないが，右室自由壁にFDG
ん性にFDGの集積が認められる場合は，生理的集積の可
の集積を認める場合もある．
能性が高い（Figure 3A）
．また左室の側壁および心基部
左室心筋への集積が認められる場合には，斜断層法に
のリング状集積（Figure 3B）も健常人で認められるので
よる再構成（短軸像，垂直長軸像，水平長軸像）を行う．
生理的集積の可能性がある．さらに不全心筋ではGLUT4
Figure 5はFigure 4の症例の 201TLと 123I-BMIPP SPECT
ではなくてSGLT1によりFDGが取り込まれることが報告
および 18F-FDG PETの斜断層法による再構成（短軸像，
されており 12），不全心筋では長時間絶食によってもFDG
垂直長軸像，水平長軸像）をまとめたものである．201TL
の取り込みを抑制できない可能性もある．不全心筋細胞
では欠損像を認めないが，123I-BMIPPでは側壁のみ集積が
と炎症細胞によるFDGの取り込みを区別するのは困難で
目立ち，その他の部位への集積は低下している．18F-FDG
あるが，炎症部位には不全心筋と炎症細胞は混在する．
では前壁，下壁および心室中隔への集積が目立つ．左室
このことが炎症部位にFDGの集積が明瞭になっている可
側壁へのFDGの集積は認めない．この所見を参考とし右
能性も否定できない．注意しなければならないのは，炎
室中隔側への心内膜下心筋生検を行ったところ，類上皮
症細胞が存在せず，不全心筋細胞のみの場合でもFDGは
細胞と非乾酪性肉芽腫を認め，心臓サルコイドーシスと
集積するということである．FDG集積が活動性炎症では
診断された．このように 18F-FDG PETは心筋生検のガイ
なくて不全心筋を反映しているかどうかを検討するには，
ドとなり得る．
心エコーや心筋血流SPECT，心筋脂肪酸代謝SPECT，心
臓MRIなどの他の方法が有用である 13, 14）．
F-FDG PETの心臓の適用疾患
18
F-FDG-PET検査の心疾患での保険適用（2012年4月改
18
F-FDG PETの実際の読影方法
訂）には以下の2つがある．
まずはじめに，全身のMIP像で心臓を含め全身の臓
１．虚血性心疾患による心不全患者における心筋組織の
器へのFDGの集積の有無をみる．MIP像とはmaximum
バイアビリティ診断（他の検査で判断のつかない場
18
intensity projectionの略で最大値輝度投影法と訳される．
三次元データ（二次元データの重ね合わせでもよい）を
ある方向から投影し,その投影線上で最も強い信号だけを
合に限る．）
２．心臓サルコイドーシスにおける炎症部位の診断が必
要とされる患者
日サ会誌 2014, 34（1）
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〔総説〕
PETによる心臓サルコイドーシスの活動性病変評価
a）びまん性集積パターン
b）心基部および側壁集積パターン (リング状)
Figure 3. 健常のFDG集積パターン
a）
b）
c）
Figure 4.心臓サルコイドーシスの 18F-FDG PET画像 a）maximum intensity projection（MIP，
最大値輝度投影法）
，b）frontal section（前額断像）
，c）axial section（横断像）
28
日サ会誌 2014, 34（1）
PETによる心臓サルコイドーシスの活動性病変評価
Tl
〔総説〕
I-BMIPP
201
F-FDG
123
18
前壁
短軸
中隔
側壁
下壁
前壁
垂直長軸
心尖部
下壁
心尖部
水平長軸
中隔
側壁
Figure 5. 斜断層像
治療前
治療3 ヵ月後
Figure 6. 心臓サルコイドーシス患者のステロイド治療前後の 18F-FDG PET画像
この保険適用によると 18F-FDG-PETは心臓サルコイ
ドーシスと診断された患者にしか使用できないことにな
心臓サルコイドーシスで 18F-FDG-PETが特に有
用な場合
る．心臓サルコイドーシスは診断が難しい疾患の1つであ
ステロイド治療の評価として有用と考えられる．Figure
る．心臓サルコイドーシスは早期のステロイド使用が有
6は治療前とステロイド治療3 ヵ月後の 18F-FDG PET画像
効であるので，早期診断が重要である．この観点からは，
である．改善しているのが一目でわかる．この所見はス
心臓外のサルコイドーシスと診断された患者において心
テロイド減量の参考になる．また心内膜心筋生検施行に
臓病変が疑われた場合に活用できることが望まれる．
際して盲目的に行うよりも，FDG集積部位をターゲット
日サ会誌 2014, 34（1）
29
〔総説〕
PETによる心臓サルコイドーシスの活動性病変評価
として行う方が生検の陽性率が上がる可能性がある．今
18
までの報告では心臓サルコイドーシスにおける心内膜下
magnetic resonance imaging in assessing cardiac sarcoidosis.
心筋生検の陽性率は20%以下であるので，18F-FDG PET
画像をガイドとした生検は期待される．
Sarcoidosis Vasc Diffuse Lung Dis 2005; 22: 234-5.
５）Okumura W, Iwasaki T, Toyama T, et al. Usefulness of fasting
18
おわりに
F-fluoro-2-deoxyglucose positron emission tomography and
F-FDG PET in identification of cardiac sarcoidosis. J Nucl
Med 2004; 45: 1989-98.
心臓サルコイドーシスは診断が困難な疾患の1つであ
６）Langah R, Spicer K, Gebregziabher M, et al. Effectiveness of
る．臨床症状は多彩で，バイオマーカーなどの血液検査
prolonged fasting 18F-FDG PET-CT in the detection of cardiac
も診断項目としては絶対的なものはない．完全房室ブロッ
sarcoidosis. J Nucl Cardiol 2009; 16: 801-10.
クを来した中年女性でペースメーカーが留置されて安心
し，5年後に心不全で再入院したケースもある．このと
きはすでに左室駆出率は10%であり，左室心筋は瘢痕形
成となっていた．肺サルコイドーシスで経過観察されて
７）Ohira H, Tsujino I, Yoshinaga K.
18
F-Fluoro-2-deoxyglucose
positron emission tomography in cardiac sarcoidosis. Eur J
Nucl Med Mol Imaging 2011; 38: 1773-83.
８）Cheng VY, Slomka PJ, Ahlen M, et al. Impact of carbohydrate
いた患者で新たな右脚ブロックが認められ，最終的に心
restriction with and without fatty acid loading on myocardial
臓サルコイドーシスと診断された場合もある．肺サルコ
18
イドーシスと診断された患者では自覚症状がなくとも年
F-FDG uptake during PET: A randomized controlled trial. J
Nucl Cardiol 2010; 17: 286-91.
に1度は心電図を評価し，新たな右脚ブロックの出現や心
９）Wykrzykowska J, Lehman S, Williams G et al. Imaging of
機能の低下といった変化があれば積極的に心臓サルコイ
inflamed and vulnerable plaque in coronary arteries with
ドーシスを疑ってもよいかもしれない．そのときにどの
18
ようにして心臓病変の有無を評価したらよいのであろう
uptake using a low-carbohydrate, high-fat preparation. J Nucl
か．心エコー，67Gaシンチグラフィ，心臓MRIなどに加
Med 2009; 50: 563-8.
F-FDG PET/CT in patients with suppression of myocardial
えて F-FDG PETも有力な検査法となりうると思われる．
10）石田良雄，汲田伸一郎，吉永恵一郎，他．心臓サルコイドーシ
そのためには F-FDG PETを正確に評価する必要がある．
スに対する 18F-FDG PET検査の手引き．心臓核医学 2013;15-3:
18
18
引用文献
１）I shige I, Usui Y, Takemura T, et al. Quantitative PCR of
35-47.
11）Morooka M, Moroi M, Uno K, et al. Long fasting is effective
in inhibiting physiological myocardial
F-FDG uptake and for
18
mycobacterial and propionibacterial DNA in lymph nodes of
evaluating active lesions of cardiac sarcoidosis. EJNMMI Res
Japanese patients with sarcoidosis. Lancet 1999; 354: 120-3.
2014; 4: 1. available online doi: 10.1186/2191-219X-4-1.
２）Agostini C, Adami F, Semenzato G. New pathogenetic insights
12）Banerjee SK, McGaffin KR, Pastor-Soler NM, et al. SGLT1 is a
into the sarcoid granuloma. Curr Opin Rheumatol 2000; 12: 71-
novel cardiac glucose transporter that is perturbed in disease
6.
states. Cardiovasc Res 2009; 84: 111-8.
３）Youssef G, Leung E, Mylonas I, et al. The use of 18F-FDG PET
in the diagnosis of cardiac sarcoidosis: a systematic review and
metaanalysis including the Ontario experience. J Nucl Med
2012; 53: 241-8.
４）I shimaru S, Tsujino I, Sakaue S, et al. Combination of
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日サ会誌 2014, 34（1）
13）Kim JS, Judson MA, Donnino R, et al. Cardiac sarcoidosis. Am
Heart J. 2009; 157: 9-21.
14）Youssef G, Beanlands RS, Birnie DH, et al. Cardiac sarcoidosis:
applications of imaging in diagnosis and directing treatment.
Heart 2011; 97: 2078-87.

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