息苦しいのにCO2は溜まらない―A-aDO2で読み解くHIV患者の低酸素血症

所見の整理

・68歳男性。1週間前から続く労作時の呼吸困難と少量の喀痰。経過は亜急性である。 ・3年前にHIV感染症と診断されたが、抗HIV療法（ART：antiretroviral therapy）を受けずに通院を中断している。 ・体温37.5℃の微熱、脈拍120/分の頻脈、呼吸数28/分の頻呼吸、SpO2 90％（室内気）。両側背部でfine crackles（捻髪音：間質の病変を示唆する細かい断続性ラ音）を聴取する。 ・リンパ球8％（白血球4,800のうち約380/μL）と減少し、CD4陽性T細胞数は126/mm3と著明に低い。LDは250U/Lと軽度上昇、CRP 3.2mg/dL。Hb 9.2g/dLの貧血もある。 ・動脈血ガス（室内気）：pH 7.43、PaCO2 35Torr、PaO2 58Torr、HCO3− 24mEq/L。 ・胸部CTでは両側肺に中枢側優位のびまん性すりガラス陰影がみられ、胸膜直下は比較的保たれている。

診断へのプロセス

未治療のHIV感染症でCD4数が200/mm3を下回っており、細胞性免疫が高度に低下した状態（AIDSを発症しうる段階）である。この背景で亜急性に進行する呼吸困難、乾性に近い咳・少量の喀痰、低酸素血症、捻髪音、LD上昇、両側びまん性すりガラス陰影がそろえば、まずニューモシスチス肺炎（PCP：Pneumocystis jirovecii による肺炎）を考える。PCPはAIDS指標疾患の一つで、CD4数200/mm3未満で発症リスクが高まる。 鑑別としては、同じく免疫不全で問題となる肺結核（感染対策上、必ず除外が必要）、サイトメガロウイルス肺炎、真菌症（海外渡航歴からはヒストプラズマ症・コクシジオイデス症も一応挙がる）、COVID-19、細菌性肺炎、喫煙歴からの肺癌などがある。しかし、中枢優位で胸膜下が保たれるびまん性すりガラス陰影という分布はPCPに典型的で、粒状影・空洞・結節が目立つ結核や真菌症、胸膜直下優位の陰影をとりやすいCOVID-19とは異なる。

設問の考え方

本問は診断名そのものではなく、呼吸不全の病態評価を問うている。PaO2 58Torr（60Torr以下）で呼吸不全の状態にあり、PaCO2は35Torrと上昇していない（むしろ頻呼吸によりやや低め）ので、Ⅰ型呼吸不全である。Ⅰ型呼吸不全の原因は換気量の低下ではなく、肺胞から血液への酸素の受け渡しの障害（拡散障害、換気血流比不均等、シャント）であり、それを定量的に示す指標が肺胞気-動脈血酸素分圧較差（A-aDO2）である。 室内気でのA-aDO2は次のように計算する。 肺胞気酸素分圧 PAO2 ＝（大気圧760 − 37℃での飽和水蒸気圧47）× FiO2 − PaCO2 / 呼吸商 ＝ 713 × 0.21 − 35 / 0.8 ≒ 149.7 − 43.8 ≒ 106Torr A-aDO2 ＝ PAO2 − PaO2 ≒ 106 − 58 ≒ 48Torr 若年健常者の基準は10Torr前後（おおむね10〜20Torr未満）で、加齢とともに増大するが、68歳でも20Torr程度が上限の目安である。48Torrは明らかに開大しており、間質の炎症による拡散障害・換気血流比不均等を反映している。

A-aDO2（肺胞気-動脈血酸素分圧較差）

・PAO2 ＝ (PB − PH2O) × FiO2 − PaCO2 / R（PB：大気圧760Torr、PH2O：37℃の飽和水蒸気圧47Torr、R：呼吸商で通常0.8） ・A-aDO2 ＝ PAO2 − PaO2。室内気での簡易式は A-aDO2 ≒ 150 − PaCO2 / 0.8 − PaO2。 ・正常値は10Torr前後で、加齢とともに増大する（目安として「年齢/4 + 4」程度まで）。 ・FiO2が高いほど正常でも値が大きくなるため、酸素投与下での評価には注意が必要である。

低酸素血症の4つの機序とA-aDO2

・肺胞低換気：PaCO2上昇、A-aDO2正常（例：薬物による呼吸抑制、神経筋疾患、高度肥満）。 ・拡散障害：A-aDO2開大、労作時に低酸素が増悪しやすい（例：間質性肺炎、ニューモシスチス肺炎）。 ・換気血流比不均等：A-aDO2開大、最も頻度が高い（例：COPD、肺炎、肺血栓塞栓症）。 ・シャント：A-aDO2開大、酸素投与で改善しにくい（例：ARDS、無気肺、肺動静脈瘻）。

呼吸不全の分類

・呼吸不全：室内気でPaO2 60Torr以下。 ・Ⅰ型：PaCO2 45Torr以下。Ⅱ型：PaCO2 45Torrを超える。

ニューモシスチス肺炎（PCP）の要点

・原因は真菌の一種 Pneumocystis jirovecii。HIV感染者ではCD4数200/mm3未満で発症リスクが高まるAIDS指標疾患である。 ・HIV患者では数週間かけて亜急性に進行する労作時呼吸困難、乾性咳嗽、発熱が典型的。身体所見に乏しいわりに低酸素血症が強いことが多い。 ・検査：LD上昇、血中β-D-グルカン上昇、胸部CTで両側びまん性すりガラス陰影（中枢側優位で胸膜下が比較的保たれることが多い）。確定診断は喀痰（誘発喀痰）や気管支肺胞洗浄液のGrocott染色・Diff-Quik染色による菌体証明やPCRで行う。 ・治療：ST合剤（スルファメトキサゾール・トリメトプリム）が第一選択。室内気でPaO2 70Torr未満またはA-aDO2 35Torr以上の中等症以上では副腎皮質ステロイドを併用する。本患者はいずれにも該当する。 ・予防：CD4数200/mm3未満ではST合剤による一次予防を行う。