StudyMed医師国家試験

背中で鳴るパリパリ音と蜂の巣の肺―特発性肺線維症の血液ガスを読み解く

第114回医師国家試験 A問題 第49問

国試問題にチャレンジ

第114回 A問題 第49問

78歳の男性。労作時呼吸困難を主訴に来院した。半年前から労作時呼吸困難を自覚し,2週前から増悪しているという。意識は清明。体温37.0℃。脈拍100/分,整。血圧146/84mmHg。呼吸数24/分。SpO2 88%(room air)。心音に異常を認めない。両側の背部にfine cracklesを聴取する。下腿に浮腫を認めない。胸部エックス線写真(A)及び胸部CT(B)を別に示す。  認められる可能性が高いのはどれか。

第114回 A問題 第49問の問題画像
  1. a.一秒率低下
  2. b.PaCO2上昇
  3. c.A-aDO2開大
  4. d.血清LD低下
  5. e.血中サーファクタントプロテインD〈SP-D〉低下

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、慢性に進む労作時呼吸困難から間質性肺疾患を見抜き、その病態で生じる検査所見を予想する問題だ。カギは聴診所見と画像、そして「肺のどこでガス交換がうまくいかなくなるのか」という病態生理。まずは聴診所見から考えてみよう。
医学生医学生
両側背部のfine cracklesなので、間質性肺炎でしょうか。OSCEの練習で、髪の毛を指でこすり合わせたような音だと教わりました。
ドクタードクター
その表現はよく使われるね。fine cracklesは吸気の後半に聞こえる細かい断続性ラ音で、硬くなった肺胞が吸気時にパリッと開く音と考えられている。間質性肺炎や肺線維症の代表的な所見だ。一方で心音は正常、下腿浮腫もないから、心不全による呼吸困難は積極的には考えにくい。
医学生医学生
画像ではどこに注目すればいいですか。
ドクタードクター
胸部エックス線では両側の下肺野・外側優位に網状影があり、肺の容積も小さくなる傾向がある。胸部CTでは、両側下葉の胸膜直下を中心に、壁の厚い小さな嚢胞が集まった蜂巣肺がみられ、一部にすりガラス陰影を伴う。下肺・胸膜直下優位の蜂巣肺は通常型間質性肺炎、いわゆるUIPパターンの所見で、特発性肺線維症に合致するんだ。
医学生医学生
呼吸器内科の実習で、蜂巣肺は線維化の行き着いた先だと聞きました。2週前から悪化しているのは、何か別のことが起きているのでしょうか。
ドクタードクター
鋭いね。慢性の経過中に1か月以内で急に悪化し、新たなすりガラス陰影が出てきた場合は、急性増悪を考える。感染や心不全でないことの確認も必要だ。いずれにせよ、今回の問いは特発性肺線維症で認められる所見だ。この病気で肺に何が起きているかを考えよう。
医学生医学生
肺が硬くなって膨らみにくくなるので、拘束性換気障害ですね。だから一秒率も下がるのかな、と思ったのですが。
ドクタードクター
そこはよくある誤解だ。一秒率が70%未満に下がるのは、COPDや喘息のように気道が狭くなる閉塞性換気障害だ。肺線維症では%肺活量が80%未満に下がるけれど、気道の通過は保たれる。むしろ線維化した肺は縮もうとする力が強く、周囲から気道が引っ張られて広がるので、一秒率は正常か高めになることが多いんだ。
医学生医学生
なるほど、%VCと一秒率は別物として考えないといけないんですね。では、酸素が足りないならPaCO2も上がりますか。
ドクタードクター
これも区別が大事。PaCO2が上がるのは、肺胞の換気量そのものが足りない肺胞低換気、つまりII型呼吸不全だ。COPDの進行例や神経筋疾患、肥満低換気症候群などで起こる。肺線維症では、肺胞壁が厚くなる拡散障害と換気血流比の不均等で酸素が取り込みにくくなる。でも二酸化炭素は酸素よりはるかに拡散しやすいので排出は保たれ、しかも頻呼吸になるから、PaCO2は正常か低下することが多い。末期の高度進行例を除けば、上昇は通常みられないよ。
医学生医学生
酸素だけが下がるI型呼吸不全ということですね。ということは、A-aDO2が開大する、が正解でしょうか。
ドクタードクター
正解。A-aDO2は肺胞気の酸素分圧と動脈血の酸素分圧の差で、肺でのガス交換がどれだけ障害されているかを示す指標だ。室内気なら、肺胞気酸素分圧はおおよそ150からPaCO2を0.8で割った値を引いて求める。健常な若い人では10Torr程度以下で、年齢とともに少し大きくなる。肺線維症では酸素が肺胞から血液へうまく移らないから、この差が開くんだ。
医学生医学生
生理学の講義で、肺胞低換気だけが原因の低酸素血症ならA-aDO2は正常、と習ったのを思い出しました。
ドクタードクター
そう、それが鑑別に役立つポイントだ。低酸素血症をみたら、A-aDO2が開大しているかどうかで、肺そのもののガス交換障害か、換気量の問題かを切り分けられる。残りの血液検査の選択肢はどうかな。
医学生医学生
LDは組織が傷つくと漏れ出る酵素なので、間質性肺炎なら上がるはずです。SP-Dも間質性肺炎のマーカーなので上昇しますよね。どちらも低下はおかしいと思います。
ドクタードクター
その通り。LDは肺胞上皮や間質の細胞傷害を反映して上昇し、急性増悪では特に高くなる。SP-DはII型肺胞上皮細胞がつくるサーファクタント蛋白で、肺胞上皮の傷害と再生で産生が増え、血中に漏れ出して上昇する。KL-6やSP-Aと並ぶ代表的なバイオマーカーだ。
医学生医学生
まとめると、拘束性障害で%VCとDLCOが下がり、一秒率は保たれ、A-aDO2が開大してPaCO2は上がらず、KL-6やSP-D、LDは上がる、ということですね。
ドクタードクター
完璧な整理だ。臨床的なポイントも押さえておこう。特発性肺線維症は50歳以上の男性や喫煙者に多く、ばち指を伴うこともある。安静時は保たれていても労作でSpO2が下がりやすいので、6分間歩行試験などで評価する。治療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を緩やかにし、低酸素血症には在宅酸素療法を行う。
医学生医学生
急性増悪になったらどうするのですか。
ドクタードクター
ステロイドパルス療法などが行われるけれど、死亡率は高い。感染や手術、薬剤が誘因になることもあるので、肺線維症の患者さんでは日頃から注意が必要だ。それから肺癌の合併が多いことも忘れずに。経過観察中のCTでは、線維化の変化だけでなく新たな結節影にも目を配ろう。

まとめ

両側背部のfine cracklesと、下肺・胸膜直下優位の蜂巣肺(UIPパターン)は特発性肺線維症を示す重要な所見です。肺線維症では肺胞壁の肥厚による拡散障害と換気血流比の不均等で酸素の取り込みが障害され、A-aDO2が開大する一方、二酸化炭素は拡散しやすく頻呼吸にもなるためPaCO2は正常〜低下するI型呼吸不全を呈します。呼吸機能は%VCとDLCOが低下する拘束性障害で一秒率は正常〜高値となり、血清ではKL-6、SP-D、SP-A、LDが上昇します。慢性経過中の急な悪化と新たなすりガラス陰影は急性増悪を示唆し、予後不良であるため早期の認識が欠かせません。A-aDO2で低酸素血症の原因を切り分ける考え方は、呼吸不全全般を評価するうえでの基本となります。

解答・解説

正解はcです

所見の整理

・78歳男性。半年前からの労作時呼吸困難が緩徐に進行しており、慢性の呼吸器疾患の存在を示す。 ・2週前から症状が悪化しており、慢性疾患が短期間で増悪した(急性増悪、あるいは感染・心不全などの合併)可能性を考える。 ・呼吸数24/分と頻呼吸、SpO2 88%(室内気)で、低酸素血症を伴う呼吸不全の状態である。脈拍100/分の頻脈も低酸素に伴う代償と考えられる。 ・両側背部にfine crackles(捻髪音:吸気後半に聞こえる「パリパリ」という細かい断続性ラ音)を聴取する。これは硬くなった肺胞が吸気時に開放される音で、間質性肺炎・肺線維症に特徴的である。 ・心音に異常がなく、下腿浮腫もないことから、心不全による呼吸困難は積極的には考えにくい。 ・胸部エックス線写真(A)では両側下肺野・外側優位に網状影があり、肺の容積は縮小傾向を示す。 ・胸部CT(B)では、両側の下葉・胸膜直下優位に、壁の厚い小嚢胞が集簇した蜂巣肺(honeycombing)を認め、一部にすりガラス陰影を伴う。下肺・胸膜直下優位の蜂巣肺は、通常型間質性肺炎(UIP:usual interstitial pneumonia)パターンを示す所見であり、特発性肺線維症(IPF:idiopathic pulmonary fibrosis)に合致する。新たなすりガラス陰影の出現は急性増悪を示唆する。

診断

特発性肺線維症(とその急性増悪)が最も考えられる。

設問の考え方

本問では、この病態で得られる検査所見を問うている。間質性肺炎・肺線維症では、肺胞壁(間質)の炎症と線維化によって肺が硬くなり、膨らみにくくなる(拘束性換気障害:肺活量・全肺気量の低下)。さらに、肺胞と毛細血管を隔てる壁が厚くなることや、肺胞の破壊による換気血流比の不均等によって、酸素が血液へ移りにくくなる(拡散障害)。その結果、肺胞内の酸素分圧(PAO2)と動脈血酸素分圧(PaO2)の差であるA-aDO2が開大し、PaCO2は上昇しない低酸素血症(I型呼吸不全)を呈する。 血液検査では、肺胞上皮の傷害を反映するKL-6、SP-D、SP-Aや、組織傷害を示すLDが上昇する。

選択肢考察

  1. ×a.  一秒率低下

    一秒率(FEV1/FVC:努力肺活量のうち最初の1秒間に吐き出せる量の割合)が70%未満に低下するのは、COPDや気管支喘息など気道が狭くなる閉塞性換気障害である。特発性肺線維症は肺が硬くなる拘束性換気障害で、%肺活量(%VC)は80%未満に低下するが、気道の通過は保たれる。むしろ線維化した肺の弾性収縮力が強いことや牽引により気道が広げられることから、一秒率は正常か高値となることが多い。

  2. ×b.  PaCO2上昇

    PaCO2の上昇(45Torr超)は、肺胞での換気量そのものが不足する肺胞低換気によって起こるII型呼吸不全の所見であり、COPDの進行例、神経筋疾患、肥満低換気症候群、呼吸中枢の抑制などでみられる。特発性肺線維症では主に拡散障害・換気血流比不均等による低酸素血症が生じるが、二酸化炭素は酸素よりはるかに拡散しやすいため排出は保たれ、さらに低酸素や肺の伸展受容体刺激により頻呼吸となるので、PaCO2は正常か低下する(I型呼吸不全)。末期の高度進行例を除き、上昇は通常みられない。

  3. ○c.  A-aDO2開大

    A-aDO2(肺胞気-動脈血酸素分圧較差)は、肺胞気酸素分圧(PAO2)とPaO2の差であり、肺でのガス交換障害の指標である。室内気では PAO2 ≒ 150 − PaCO2/0.8 で求め、健常若年者では10Torr程度以下(加齢で軽度増大)である。特発性肺線維症では肺胞壁の肥厚・線維化による拡散障害と、換気血流比の不均等によって酸素が血液へ十分に取り込まれず、A-aDO2が開大する。本例はSpO2 88%の低酸素血症を呈しており、A-aDO2開大を伴うI型呼吸不全と考えられる。なお、肺胞低換気のみによる低酸素血症ではA-aDO2は正常である点が鑑別に役立つ。

  4. ×d.  血清LD低下

    LD(乳酸脱水素酵素)は全身の細胞に含まれる酵素で、組織が傷害されると血中に漏れ出して上昇する。間質性肺炎では肺胞上皮や間質の細胞傷害を反映して血清LDが上昇し、特に急性増悪時には顕著に上がる。低下することはない。

  5. ×e.  血中サーファクタントプロテインD〈SP-D〉低下

    SP-D(サーファクタントプロテインD)は、肺胞を覆う表面活性物質(サーファクタント)を構成する蛋白で、主にII型肺胞上皮細胞から分泌される。間質性肺炎では肺胞上皮の傷害と再生により産生が増え、血管内へ漏れ出すため血中濃度が上昇する。KL-6、SP-Aと並ぶ間質性肺炎の代表的なバイオマーカーであり、低下はしない。

特発性肺線維症(IPF)の概要

・原因不明の特発性間質性肺炎のうち最も頻度が高く、予後不良の病型である。50歳以上の男性、喫煙者に多い。 ・病理・画像では通常型間質性肺炎(UIP)パターンを示す。CTでは両側下葉・胸膜直下優位の網状影と蜂巣肺、牽引性気管支拡張がみられる。 ・症状は乾性咳嗽と労作時呼吸困難が緩徐に進行する。身体所見では両側背部の捻髪音(fine crackles)、ばち指がみられる。 ・呼吸機能検査:%VC低下(拘束性障害)、DLCO(肺拡散能)低下。一秒率は正常〜高値。 ・血液ガス:低酸素血症、A-aDO2開大、PaCO2は正常〜低下(I型呼吸不全)。労作時のSpO2低下が早期から目立つ。 ・血清マーカー:KL-6、SP-D、SP-A、LDの上昇。 ・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緩やかにする。低酸素血症には在宅酸素療法。若年例では肺移植も検討する。 ・合併症:肺癌の合併が多い。肺高血圧症、気胸なども起こる。

急性増悪

慢性経過の中で、おおむね1か月以内に呼吸困難が急速に悪化し、CTで既存の線維化病変に加えて新たなすりガラス陰影や浸潤影が出現し、低酸素血症が進行する状態である。心不全や体液過剰では説明できないことが条件となる。感染、手術、薬剤などが誘因となるが、誘因が不明なことも多い。ステロイドパルス療法などが行われるが、死亡率は高い。

呼吸不全の分類(PaO2 60Torr以下)

・I型:PaCO2 45Torr以下。拡散障害、換気血流比不均等、シャントが原因で、A-aDO2は開大。例:間質性肺炎、肺炎、肺水腫、ARDS、肺血栓塞栓症。 ・II型:PaCO2 45Torr超。肺胞低換気が主因。例:COPD、神経筋疾患、胸郭変形、呼吸中枢抑制。肺胞低換気のみが原因ならA-aDO2は正常。

POINT

・下肺・胸膜直下優位の蜂巣肺+fine crackles → 特発性肺線維症(UIPパターン)。 ・IPFは拘束性換気障害:%VC低下、DLCO低下、一秒率は正常〜上昇。 ・拡散障害・換気血流比不均等によりA-aDO2開大、PaCO2は正常〜低下(I型呼吸不全)。 ・KL-6、SP-D、SP-A、LDは上昇する。 ・慢性経過中の1か月以内の急速な悪化と新たなすりガラス陰影 → 急性増悪を考える。

※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。