かぜのたびに褐色尿―補体に無防備な赤血球が語るPNHの溶血所見
第111回医師国家試験 I問題 第63問
国試問題にチャレンジ
58歳の女性。全身倦怠感と褐色尿が続くために来院した。5日前にインフルエンザのため抗ウイルス薬と解熱薬とを処方された。治療開始後,全身倦怠感と褐色尿が続いている。数年前から感冒に罹患すると褐色尿になることを自覚していた。体温36.3℃。眼瞼結膜は貧血様だが眼球結膜に黄染を認めない。心基部に収縮期雑音を聴取する。腹部は平坦,軟で,肝・脾を触知しない。血液所見:赤血球287万,Hb 7.2g/dL,Ht 25%,網赤血球3.3%,白血球5,400(桿状核好中球5%,分葉核好中球58%,好酸球2%,単球6%,リンパ球29%),血小板23万。血液生化学所見:総蛋白6.7g/dL,アルブミン4.0g/dL,総ビリルビン2.4mg/dL,AST 20U/L,ALT 18U/L,LD 2,643U/L(基準176~353),尿素窒素19mg/dL,クレアチニン0.7mg/dL,尿酸3.2mg/dL。CD55とCD59が陰性の赤血球を認める。 この患者の所見として考えにくいのはどれか。
- a.Coombs試験陰性
- b.骨髄赤芽球過形成
- c.尿中ヘモジデリン陽性
- d.血清ハプトグロビン高値
- e.GPIアンカー蛋白欠損赤血球
対話形式の解説
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクターまとめ
感染を契機に褐色尿を繰り返し、網赤血球増加・LD著増・間接ビリルビン上昇を伴う正球性貧血は血管内溶血を示し、CD55・CD59陰性赤血球の存在から発作性夜間ヘモグロビン尿症(PNH)と診断できます。PNHはPIG-A遺伝子の後天的変異でGPIアンカー型の補体制御蛋白が欠損し、赤血球が補体に直接壊される疾患のため、Coombs試験は陰性、代償性に骨髄赤芽球過形成がみられ、尿中ヘモジデリンが陽性となります。遊離ヘモグロビンと結合して消費される血清ハプトグロビンは低下するのが典型で、高値は考えにくい所見です。臨床では血栓症(Budd-Chiari症候群など)や再生不良性貧血との関連、抗C5抗体使用時の髄膜炎菌感染対策も重要です。病態から各検査値の動く方向を予測する姿勢は、溶血性貧血全般の鑑別に役立ちます。
解答・解説
正解はdです
所見の整理
・58歳女性。インフルエンザ罹患と治療開始後から、全身倦怠感と褐色尿が持続している。数年前から「かぜをひくと尿が褐色になる」というエピソードを繰り返している。 ・眼瞼結膜蒼白、心基部の収縮期雑音(高度貧血に伴う血流増加による機能性雑音と考えられる)。肝脾腫はない。 ・赤血球287万、Hb 7.2g/dL、Ht 25%の高度貧血。MCV(平均赤血球容積)=Ht÷赤血球数×10=25÷287×1,000≒87fLで正球性貧血である。 ・網赤血球3.3%(絶対数に直すと287万×0.033≒9.5万/μL)と増加しており、骨髄が赤血球産生を高めて失われた赤血球を補おうとしている状態、すなわち赤血球の破壊(溶血)または出血を示唆する。 ・白血球5,400、血小板23万と、赤血球系以外の血球は保たれている。 ・総ビリルビン2.4mg/dL(間接ビリルビン優位と推定)、LD 2,643U/Lの著明な上昇があり、AST・ALTは正常で肝障害はない。LDは赤血球内に多量に含まれ、赤血球が血管内で壊れると血中に大量に放出されるため、LDの著明な上昇は血管内溶血を強く示唆する。
診断へのプロセス
正球性貧血+網赤血球増加+間接ビリルビン・LD上昇から溶血性貧血を考える。褐色尿は、血管内で壊れた赤血球から出たヘモグロビンが尿中へ排泄されたヘモグロビン尿と考えられ、溶血の場が血管内であることを示す。感染を契機に繰り返す血管内溶血という経過に加え、補体制御蛋白であるCD55(DAF:decay-accelerating factor)とCD59(MIRL:membrane inhibitor of reactive lysis)を欠く赤血球が検出されていることから、発作性夜間ヘモグロビン尿症(PNH:paroxysmal nocturnal hemoglobinuria)と診断できる。 PNHは、造血幹細胞のPIG-A遺伝子に後天的な変異が起こり、細胞膜に蛋白をつなぎとめるGPI(glycosylphosphatidylinositol)アンカーが作れなくなる疾患である。その結果、GPIアンカー型蛋白であるCD55・CD59が赤血球膜から欠損し、補体による攻撃から自らを守れなくなって血管内溶血を起こす。感染症は補体を活性化するため、本例のように感冒やインフルエンザを契機に溶血発作が誘発されやすい。
設問の考え方
「考えにくい所見」を選ぶ問題である。PNHは補体介在性の血管内溶血を起こす疾患であるため、自己抗体の有無(Coombs試験)、骨髄の代償反応、ヘモグロビン・ヘモジデリンの尿中排泄、ハプトグロビンの消費、GPIアンカー蛋白の欠損という各項目について、血管内溶血とPNHの病態から予想される方向を確認していけばよい。
選択肢考察
- ×a. Coombs試験陰性
PNHでみられる所見である。Coombs試験(抗グロブリン試験)は、赤血球表面に結合した自己抗体(IgG)や補体成分を検出する検査で、自己免疫性溶血性貧血の診断に用いられる。PNHの溶血は、赤血球自身が補体制御蛋白を欠くことによって補体に直接攻撃されて起こるもので、赤血球に対する自己抗体は関与しない。そのため直接Coombs試験は陰性となり、自己免疫性溶血性貧血との鑑別点になる。
- ×b. 骨髄赤芽球過形成
本例でみられうる所見である。溶血によって赤血球寿命が短縮し貧血が進むと、腎臓からのエリスロポエチン分泌が増加し、骨髄は赤血球の産生を高めて代償しようとする。その結果、骨髄では赤芽球が増加(過形成)し、末梢血では網赤血球が増加する。本例も網赤血球3.3%と増加しており、骨髄の代償性の赤芽球過形成が推定される。なお、PNHは再生不良性貧血と合併・移行することがあり、その場合は骨髄が低形成となるが、本例は白血球・血小板が保たれ網赤血球も増加しているため、溶血が主体の病型と考えられる。
- ×c. 尿中ヘモジデリン陽性
PNHでみられる所見である。血管内溶血で放出された遊離ヘモグロビンはまずハプトグロビンと結合して処理されるが、ハプトグロビンが使い果たされると、結合していないヘモグロビンが糸球体で濾過される。濾過されたヘモグロビンの一部は近位尿細管上皮に再吸収され、その鉄はヘモジデリンとして蓄積する。この上皮細胞が剥がれ落ちると、尿沈渣の鉄染色(Berlin青染色)でヘモジデリンが検出される。尿中ヘモジデリンは、血管内溶血が慢性的に続いていることを示す所見であり、肉眼的なヘモグロビン尿が出ていない時期でも陽性となりうる。慢性的なヘモジデリン尿は尿中への鉄の喪失を意味し、PNHで鉄欠乏を合併する原因になる。
- ○d. 血清ハプトグロビン高値
PNHでは考えにくい所見であり、これが正解である。ハプトグロビンは肝臓で作られる血漿蛋白で、血管内に放出された遊離ヘモグロビンと結合し、その複合体は肝臓などの網内系(マクロファージ)で速やかに処理される。血管内溶血が起こるとハプトグロビンはヘモグロビンとの結合で次々に消費されるため、血清ハプトグロビンは低下し、しばしば測定感度以下となる。したがって本例のような血管内溶血を主体とするPNHで高値となることは考えにくい。なお、ハプトグロビンは急性期蛋白でもあり、炎症では上昇する。
- ×e. GPIアンカー蛋白欠損赤血球
PNHの本質的な所見である。PNHでは造血幹細胞レベルでPIG-A遺伝子(X染色体上にあり、GPIアンカーの生合成の最初の段階に関わる)に後天的な変異が生じ、GPIアンカーを作れない血球クローンが増える。GPIアンカーを介して細胞膜につなぎとめられているCD55やCD59などの蛋白が細胞表面に発現しなくなり、補体に対する防御機構が失われる。本例ではすでにCD55・CD59陰性の赤血球が確認されており、GPIアンカー蛋白欠損赤血球が存在することは明らかである。これらの欠損血球はフローサイトメトリーで検出・定量できる。
発作性夜間ヘモグロビン尿症(PNH)の概要
・造血幹細胞のPIG-A遺伝子の後天的変異により、GPIアンカー型蛋白を欠損した血球クローンが拡大する後天性のクローン性造血幹細胞疾患である。欠損は赤血球だけでなく顆粒球・単球・リンパ球・血小板など、そのクローン由来の血球全体に及ぶ。 ・赤血球ではCD55(補体C3転換酵素の形成を抑える)とCD59(補体の膜侵襲複合体C5b-9の形成を抑える)が欠損するため、補体に攻撃されて血管内溶血を起こす。 ・名前の由来は、睡眠中の相対的な呼吸性アシドーシスにより補体が活性化されやすく、早朝尿がヘモグロビン尿になるという古典的な観察である。実際には夜間・早朝に限らず、感染症、手術、妊娠、輸血、激しい運動などで溶血発作が誘発される。
三つの主要な病態
1. 血管内溶血:貧血、ヘモグロビン尿、LD著増、間接ビリルビン上昇、ハプトグロビン低下、尿中ヘモジデリン陽性、Coombs試験陰性。慢性的な鉄の尿中喪失から鉄欠乏を合併しやすい。 2. 血栓症:PNHの主要な死因の一つ。肝静脈(Budd-Chiari症候群)、門脈、脳静脈洞、腸間膜静脈など通常とは異なる部位の静脈血栓が特徴的である。 3. 骨髄不全:再生不良性貧血と密接な関連があり、再生不良性貧血の経過中にPNHクローンが出現したり、PNHから再生不良性貧血へ移行したりする(AA-PNH症候群)。
検査
・診断はフローサイトメトリーでCD55・CD59(顆粒球ではFLAERなど)を欠損した血球を検出・定量する。 ・かつてはHam試験(酸性化血清溶血試験)や砂糖水試験が用いられたが、現在は補助的・歴史的な検査である。 ・好中球アルカリホスファターゼ(NAP)スコアは低値となる(アルカリホスファターゼもGPIアンカー型蛋白であるため)。
血管内溶血と血管外溶血の比較
・血管内溶血(PNH、不適合輸血、赤血球破砕症候群、マラリアなど):ヘモグロビン血症・ヘモグロビン尿、ヘモジデリン尿、ハプトグロビン著減、LD著増。 ・血管外溶血(遺伝性球状赤血球症、温式自己免疫性溶血性貧血など):主に脾臓のマクロファージで赤血球が処理され、脾腫や間接ビリルビン上昇が目立ち、ヘモグロビン尿はみられにくい。ハプトグロビンは低下するが、血管内溶血ほど急激ではない。
治療
・溶血に対しては補体阻害薬が中心で、抗C5モノクローナル抗体(エクリズマブ、ラブリズマブ)が溶血と血栓症を著明に減らす。C3阻害薬やB因子阻害薬など補体経路の上流を阻害する薬剤も使われるようになっている。補体阻害により髄膜炎菌などの莢膜をもつ細菌への感染リスクが高まるため、投与前に髄膜炎菌ワクチンを接種する。 ・その他、輸血、鉄補充、血栓症への抗凝固療法、骨髄不全が主体の場合は免疫抑制療法を行う。根治が期待できるのは同種造血幹細胞移植である。
POINT
・PNH:PIG-A遺伝子の後天的変異→GPIアンカー型蛋白(CD55・CD59)欠損→補体による血管内溶血。 ・血管内溶血の所見:ヘモグロビン尿(褐色尿)、LD著増、間接ビリルビン上昇、ハプトグロビン低下、尿中ヘモジデリン陽性。 ・自己抗体によらないため直接Coombs試験は陰性。 ・溶血に対する代償として網赤血球増加・骨髄赤芽球過形成がみられる。ただし再生不良性貧血との合併・移行に注意。 ・感染は補体を活性化し溶血発作の誘因となる。血栓症(特にBudd-Chiari症候群)も重要な合併症。
