StudyMed医師国家試験

硬く縮む肺は何を失うのか―特発性肺線維症の検査値を「向き」で読み解く

第107回医師国家試験 D問題 第52問

国試問題にチャレンジ

第107回 D問題 第52問

68歳の男性。労作時の呼吸困難を主訴に来院した。3年前から労作時の呼吸困難を自覚していたが,3か月前から徐々に増強した。喫煙は20本/日を35年間。10年前に禁煙した。既往歴と家族歴とに特記すべきことはない。意識は清明。身長172 cm,体重73 kg。脈拍72/分,整。血圧136/76 mmHg。呼吸数18/分。SpO2 95%(room air)。聴診で両側の背下部にfine cracklesを聴取する。血液所見:赤血球461万,Hb 13.9 g/dL,Ht 44%,白血球8,700(好中球58%,好酸球5%,単球6%,リンパ球31%),血小板26万。血液生化学所見:総蛋白7.6 g/dL,アルブミン4.1 g/dL,尿素窒素14 mg/dL,クレアチニン0.9 mg/dL,AST 22 IU/L,ALT 19 IU/L,LD 247 IU/L(基準130~235)。免疫学所見:CRP 1.0 mg/dL,サーファクタントプロテインD〈SP-D〉240 ng/mL(基準0~109)。胸部エックス線写真(A)と胸部高分解能CT(B)とを別に示す。  この患者で低下しているのはどれか。2つ選べ。

第107回 D問題 第52問の問題画像
  1. a.1秒率
  2. b.肺活量
  3. c.A-aDO2
  4. d.肺拡散能
  5. e.血清KL-6

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、慢性の労作時呼吸困難を呈する患者さんの病態を見極めたうえで、呼吸機能検査や血清マーカーがどちらへ動くかを問う問題だ。ポイントは2つ。まず診断を固めること、次に「低下」「上昇・開大」という変化の向きを一つずつ正確に判断すること。最初に、背下部のfine cracklesと画像所見から何を考えるかな。
医学生医学生
fine cracklesは捻髪音ですよね。OSCEの練習で「マジックテープをはがすような音」と習いました。間質性肺炎でしょうか。
ドクタードクター
その通り。線維化で硬くなった末梢の気道や肺胞が、吸気の終わりにパチパチと開く音なんだ。胸部エックス線写真では両側下肺野優位の網状影と肺容積の減少、高分解能CTでは胸膜直下・背側優位に、小さな嚢胞が壁を共有して層状に並ぶ蜂巣肺がみられる。これは通常型間質性肺炎、いわゆるUIPパターンの典型像だ。
医学生医学生
SP-Dが高いのも肺胞上皮の障害を反映しているんですね。膠原病や薬剤などの原因が見当たらないので、特発性肺線維症と考えます。
ドクタードクター
よく整理できているね。実際の診療では、関節リウマチや強皮症などの膠原病、慢性過敏性肺炎、薬剤性肺障害、じん肺を問診や自己抗体、職業歴で除外してから診断する。では本題。特発性肺線維症の肺では、生理学的に何が起きているだろう。
医学生医学生
肺が硬くて膨らみにくいので、拘束性換気障害になります。ということは、肺活量は下がりますね。
ドクタードクター
正解。肺のコンプライアンスが低下して十分に膨らまないから、肺活量、努力肺活量、全肺気量といった肺気量分画が軒並み減る。%肺活量80%未満が拘束性障害の目安で、努力肺活量の経時的な低下は進行や予後をみる大事な指標でもある。もう一つの柱がガス交換の障害だ。
医学生医学生
肺胞壁が厚くなって、酸素が血液に移りにくくなる……拡散障害ですね。だから肺拡散能も低下します。
ドクタードクター
そう。一酸化炭素を使って測るDLCOは、肺胞壁の肥厚で拡散距離が延びることと、蜂巣肺化で有効なガス交換面積が減ることの両方で下がる。肺活量の低下がまだ軽い早期から、DLCOの低下が先に目立つことも多いんだ。
医学生医学生
でも喫煙歴が長いので、1秒率も下がっているのではと少し迷いました。
ドクタードクター
そこは引っかかりやすいところだね。1秒率は1秒量を努力肺活量で割った比で、気道の閉塞をみる指標。COPDや喘息で下がる。特発性肺線維症では1秒量も努力肺活量も一緒に減るから比は保たれるし、線維化した肺は縮もうとする力が強く、気道が外から引っ張られて広がるので、むしろ正常からやや高めになることが多い。
医学生医学生
喫煙者で上葉に気腫、下葉に線維化がある気腫合併肺線維症なら、話は変わりますか。
ドクタードクター
鋭いね。気腫合併肺線維症では閉塞性の要素が加わって1秒率が下がることもありうるし、逆に両者が打ち消し合って肺活量が見かけ上保たれることもある。ただ今回の画像は下肺の蜂巣肺が主体だから、1秒率が低下するものとしては選ばない。
医学生医学生
A-aDO2も拡散障害で変わりますよね。酸素が移りにくいなら……あれ、下がるんでしたっけ。
ドクタードクター
ここが一番の落とし穴だ。A-aDO2は肺胞気と動脈血の酸素分圧の差。拡散障害や換気血流比の不均等があると、肺胞には酸素があるのに血液まで届かないから、差は広がる。つまり開大するのであって、低下ではない。特に労作時に顕著になる。
医学生医学生
「ガス交換が悪い」を「数値が下がる」と短絡しないことが大事ですね。KL-6はSP-Dと同じく間質性肺炎のマーカーなので、上昇しているはずです。
ドクタードクター
その通り。KL-6は主に障害・再生したⅡ型肺胞上皮細胞から産生される糖蛋白で、カットオフは500 U/mL。SP-D、SP-Aとともに上昇し、診断補助だけでなく病勢や治療反応の評価にも使われる。だから低下しているのは肺活量と肺拡散能の2つだ。
医学生医学生
臨床実習で呼吸器内科を回ったとき、KL-6の推移をカルテで追っていた患者さんがいたのを思い出しました。治療はステロイドでしょうか。
ドクタードクター
慢性期の特発性肺線維症では、ステロイド単独療法は推奨されないんだ。現在の中心はピルフェニドンやニンテダニブといった抗線維化薬で、肺活量の低下速度を抑えることを目標にする。低酸素血症には在宅酸素療法、適応があれば肺移植も検討する。
医学生医学生
診断後の予後はかなり厳しいと講義で聞きました。
ドクタードクター
生存期間中央値は3〜5年程度とされ、決して楽観できない病気だ。臨床で特に注意したいのが急性増悪で、1か月以内に呼吸不全が急速に進み、両側にすりガラス影が新たに出てくる。死因として重要だし、肺癌の合併も多い。安定していた患者さんの息切れが急に悪化したら、急性増悪を必ず考えてほしい。

まとめ

慢性の労作時呼吸困難、両側背下部のfine crackles、SP-DやKL-6の上昇、高分解能CTでの胸膜下優位の蜂巣肺がそろえば、UIPパターンを示す特発性肺線維症を考えます。肺が硬く縮むため拘束性換気障害となり肺活量・全肺気量が低下し、肺胞壁の肥厚とガス交換面積の減少により肺拡散能も低下します。一方、1秒率は正常〜やや上昇、A-aDO2は開大、KL-6・SP-D・SP-Aは上昇と、向きが逆になる指標を取り違えないことが重要です。治療は抗線維化薬が中心で、ステロイド単独療法は推奨されず、経過中の急性増悪と肺癌合併に注意が必要です。病態から検査値の動きを導く考え方は、閉塞性・拘束性障害の鑑別をはじめ呼吸器疾患全般の理解の基礎になります。

解答・解説

正解はb, dです

所見の整理

・68歳男性、3年来の労作時呼吸困難が直近3か月で増悪している。年単位でゆっくり進み、月単位で悪くなってきた慢性経過である。 ・喫煙歴は35年間20本/日(喫煙指数700)で、10年前に禁煙している。 ・両側背下部でfine crackles(捻髪音。息を吸い終わる頃に聞こえる「パリパリ」という細かい断続性ラ音)を聴取する。これは間質の線維化で硬くなった末梢気道・肺胞が吸気時に開く音で、間質性肺炎に特徴的である。 ・安静時SpO2は95%と保たれているが、労作時には低下しやすい状態と推測される。 ・LDは軽度上昇、CRPは軽度上昇にとどまる。SP-D(サーファクタントプロテインD。Ⅱ型肺胞上皮細胞が産生する蛋白)が240 ng/mLと高値で、肺胞上皮障害を反映する。 ・胸部エックス線写真では両側下肺野優位の網状影と肺容積の減少がみられ、高分解能CT(HRCT)では胸膜直下・背側優位の蜂巣肺(数mm〜1cm程度の嚢胞が壁を共有して層状に並ぶ像)を認める。

診断へのプロセス

慢性経過・両側下肺背側のfine crackles・SP-D上昇・HRCTでの胸膜下優位の蜂巣肺という組み合わせは、通常型間質性肺炎(UIP)パターンを示す間質性肺炎であり、既往歴・家族歴に特記事項がなく、膠原病・薬剤・粉塵や鳥などの抗原曝露といった原因を示唆する情報がないことから、特発性肺線維症(IPF)と考えられる。実際の診療では膠原病関連間質性肺炎(関節リウマチ、全身性強皮症、多発性筋炎/皮膚筋炎など)、慢性過敏性肺炎、薬剤性肺障害、じん肺などを問診・自己抗体・職業歴で除外してからIPFと診断する。

設問の考え方

IPFは肺が線維化して硬く縮む(コンプライアンス低下)疾患であり、生理学的には「拘束性換気障害」と「拡散障害」が中心となる。したがって、肺の容量を表す指標(肺活量、全肺気量など)と、ガス交換能を表す指標(肺拡散能)は低下する。一方、気道の閉塞を示す指標(1秒率)は低下せず、ガス交換障害を示すA-aDO2は開大し、肺障害マーカーであるKL-6は上昇する。「低下」「開大・上昇」の方向を一つずつ確認していくことが大切である。

選択肢考察

  1. ×a.  1秒率

    1秒率(FEV1%=1秒量÷努力肺活量×100)は気道の閉塞の有無をみる指標で、70%未満で閉塞性換気障害と判定する。COPDや気管支喘息などで低下する。IPFは気道ではなく間質の病変が主体の拘束性障害なので、1秒量と努力肺活量がともに減少し、比である1秒率は保たれる。むしろ線維化した肺は弾性収縮力(縮もうとする力)が強く、牽引によって気道が広げられるため、1秒率は正常〜やや高値になることが多い。本例は喫煙歴があるため気腫合併肺線維症(CPFE)では1秒率が低下することもありうるが、提示所見からは下肺の蜂巣肺主体であり、低下するものとしては選ばない。

  2. ○b.  肺活量

    線維化により肺が硬くなり十分に膨らまないため、肺全体の容積が縮小する。その結果、肺活量(VC)、努力肺活量(FVC)、全肺気量(TLC)、機能的残気量などの肺気量分画が軒並み減少する。%肺活量が80%未満となれば拘束性換気障害と判定され、IPFはその代表疾患である。胸部エックス線写真での肺容積減少(横隔膜挙上)もこれに対応する。FVCの経時的低下はIPFの進行や予後を評価する重要な指標でもある。

  3. ×c.  A-aDO2

    A-aDO2(肺胞気-動脈血酸素分圧較差)は、肺胞内の酸素分圧と動脈血の酸素分圧の差で、室内気での正常値は概ね10〜20 mmHg以下(加齢で増加)である。IPFでは肺胞壁(間質)が肥厚して酸素が血液へ移りにくくなる拡散障害に加え、換気血流比不均等も生じるため、動脈血酸素分圧が肺胞気酸素分圧に比べて低くなり、A-aDO2は開大(増大)する。低下するのではない。特に労作時に顕著となる。

  4. ○d.  肺拡散能

    肺拡散能(DLCO:一酸化炭素を用いて測定する肺拡散能力)は、肺胞から毛細血管へのガスの移動しやすさを表す。IPFでは肺胞壁の肥厚・線維化による拡散距離の延長と、線維化・蜂巣肺化による有効なガス交換面積(肺胞・毛細血管床)の減少によりDLCOが低下する。%DLCOは労作時の低酸素血症と相関し、IPFの重症度や予後の指標としても重要である。肺活量の低下が軽度な初期からDLCOの低下が先行して目立つことも多い。

  5. ×e.  血清KL-6

    KL-6(シアル化糖鎖抗原)は主に再生・障害されたⅡ型肺胞上皮細胞から産生される糖蛋白で、間質性肺炎で上昇する血清マーカーである(カットオフ値は500 U/mL)。本例ではSP-Dが上昇しており、同様に肺胞上皮障害を反映するKL-6も上昇していると考えられる。KL-6は間質性肺炎の診断補助に加えて、病勢や治療反応の評価にも用いられる。低下ではない。

特発性肺線維症(IPF)の概要

・特発性間質性肺炎(原因の特定できない間質性肺炎)のうち最も頻度が高い病型で、病理学的・画像的にUIPパターンを示す。 ・50歳以上の男性、喫煙者に多い。慢性・進行性に経過し、診断後の生存期間中央値は3〜5年程度と予後不良である。 ・症状:労作時呼吸困難、乾性咳嗽。身体所見:両側下肺背側のfine crackles、ばち指。 ・HRCT:両側下葉・胸膜直下優位の網状影、牽引性気管支拡張、蜂巣肺。蜂巣肺を伴う典型例ではHRCTのみでUIPパターンと判断できる。 ・経過中に急性増悪(1か月以内に急速に呼吸不全が進行し、両側にすりガラス影が新たに出現する)を起こすことがあり、死因として重要である。肺癌の合併も多い。 ・治療:抗線維化薬(ピルフェニドン、ニンテダニブ)で肺活量の低下速度を抑える。ステロイド単独療法は慢性期のIPFでは推奨されない。低酸素血症には在宅酸素療法、適応があれば肺移植を検討する。

間質性肺炎でみられる検査所見の方向

・低下するもの:肺活量(VC、%VC)、努力肺活量、全肺気量、肺コンプライアンス、肺拡散能(DLCO)、PaO2(特に労作時) ・変化しない〜上昇するもの:1秒率 ・開大・上昇するもの:A-aDO2、KL-6、SP-D、SP-A、LD ・PaCO2は過換気により正常〜低下することが多い。

拘束性と閉塞性の区別

・拘束性換気障害:%肺活量<80%(例:間質性肺炎、胸郭変形、神経筋疾患、胸膜肥厚) ・閉塞性換気障害:1秒率<70%(例:COPD、気管支喘息) ・両方を満たせば混合性換気障害である。

POINT

・慢性の労作時呼吸困難+両側背下部のfine crackles+SP-D/KL-6高値+HRCTで胸膜下優位の蜂巣肺→特発性肺線維症(IPF) ・IPFは拘束性換気障害:肺活量・全肺気量は低下、1秒率は正常〜上昇 ・拡散障害:DLCOは低下、A-aDO2は開大 ・血清マーカー:KL-6、SP-D、SP-Aは上昇 ・「低下」を問われたら、A-aDO2(開大)とKL-6(上昇)の方向を取り違えないこと

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。