脳内の神経炎症は慢性疲労の症状と相関する

本研究成果のポイント

理化学研究所（理研、野依良治理事長）、东方体育（西澤良記理事長兼学長）、および関西福祉科学大学（八田武志学長）は、慢性疲労症候群／筋痛性脳脊髄炎（CFS/ME）の患者は健常者と比べて脳神経の炎症反応が広く見られることを陽電子放射断層画像法（PET）で確認し、炎症の生じた脳部位と症状の強さが相関することを突き止めました。これは、理研ライフサイエンス技術基盤研究センター（渡辺恭良センター長）健康?病態科学研究チームの渡辺恭良チームリーダー、水野敬研究員らと、东方体育大学院医学研究科代謝内分泌病態内科学疲労クリニカルセンターの中富康仁博士（現 ナカトミファティーグケアクリニック院長）、稲葉雅章教授、同研究科システム神経科学の田中雅彰講師、石井聡病院講師、関西福祉科学大学健康福祉学部の倉恒弘彦教授らによる共同研究グループの成果です。
CFS/MEは、原因不明の疲労?倦怠感が6カ月以上続く病気です。感染症や過度の生活ストレスなど複合的な要因が引き金になり、「疲れが取れない」という状態に脳が陥るためと推測されています。しかし、その詳しい発症メカニズムは分かっておらず、確実な治療法もまだありません。仮説の1つとして脳内炎症の関与が示唆されていましたが、これまで証明されたことはありませんでした。
共同研究グループは、神経炎症に関わる免疫担当細胞であるマイクログリアやアストロサイトの脳内での活性化を、CFS/ME患者および健常者を対象としたPETで観察しました。その結果、CFS/ME患者の脳内では広い範囲で炎症が生じていることを確認しました。さらに、それぞれの患者の症状の強さと脳内炎症の生じた部位の関係を調べたところ、扁桃体と視床、中脳は認知機能に、帯状皮質と扁桃体は頭痛や筋肉痛などの痛みに、海馬は抑うつ症状と相関することが分かりました。これらの結果はCFS/ME患者の脳機能の低下に脳内炎症が関わっていることを示す証拠となります。今後、脳内炎症のPET診断によりCFS/MEや慢性疲労の理解が進み、客観的に測定可能な指標に基づく診断法の確立や、根本的な治療法の開発につながると期待できます。
本研究は、武田科学振興財団、厚生労働科学研究費補助金および科学研究費補助金の支援を受けて行われ、成果は米国の科学雑誌『The Journal of Nuclear Medicine』（6月号）に掲載されるに先立ち、オンライン版（3月24日付け）に掲載されました。

背景

これまで健康に生活していた人が、ある日突然、極度の疲労により半年以上も正常な社会生活が送れなくなる慢性疲労症候群／筋痛性脳脊髄炎（CFS/ME）は、通常の診断や従来の医学検査では身体的な異常を見つけることができず、治療法も確立していません。原因として、感染症を含めたウイルスや細菌感染、過度のストレスなど複合的な要因が引き金となり、神経系、内分泌系、免疫系の変調が生じて、脳や神経系が機能障害を起こすためと考えられていますが、その発症メカニズムは明らかになっていません。そのため、患者は家庭や職場、場合によっては受診した医療機関においてさえも、怠けているだけという偏見をもたれることも少なくありません。
近年、CFS/ME患者の脳内では、血流の低下、セロトニン輸送体の密度の低下などのさまざまな異常が見つかり、脳機能の低下が異常な倦怠感を引き越こしている可能性が明らかになってきました。また、患者の血液や髄液を健常者と比較検査したところ、炎症性サイトカインがわずかに上昇していることが報告されており、脳内での炎症が脳機能の低下に関わっているのではないかと推測されています。しかし、実際に患者の脳内で炎症が発生しているかを調べた研究はありませんでした。脳内の炎症には、神経系を構成する免疫担当細胞のマイクログリアやアストロサイトの活性化が関わっていることが分かっています。そこで共同研究グループは、これらの細胞の活性化の指標となるタンパク質の増加についてPETでの可視化を試みました。

研究手法と成果

脳内のマイクログリアやアストロサイトは、生体防御反応である炎症の発生に伴い、TSPOというタンパク質の産生を増加させます。今回用いたPETプローブ11C-(R)-PK11195はTSPOと結合し、炎症が起きている場所を可視化できます。共同研究グループは、CFS/ME患者9名と健常者10名の脳をPET検査で比較しました。また、各患者の疲労度や抑うつ症状、認知機能については、質問表による自己診断やテストによる評価で症状の強さを評価しました。PET検査の結果では、患者の脳内では主に、視床、中脳、橋、海馬、扁桃体や帯状回という部位での炎症が増加しており、健常者と比べて有為な差があることが分かりました。さらに、各脳部位における炎症の程度とCFS/MEの各症状には相関があり、視床、中脳、扁桃体での炎症が強い場合は認知機能の障害が強く、帯状回や視床の炎症が強い場合は頭痛や筋肉痛などの痛みが、また海馬での炎症が強い場合は抑うつの症状が強いことが明らかとなりました。これは、脳内の炎症が起こっている場所で脳機能が低下し、CFS/MEにおけるさまざまな症状を引き起こしている可能性を示唆します。

今後の期待

主観的な疲労感があるにもかかわらず、既存の検査では異常が見つからないため見逃されることが多かったCFS/ME患者では、実際に脳内での炎症が増加しており、脳機能の低下の原因となっていることが示唆されました。これは、客観的な画像検査をもとにしたCFS/ME診断の確立への大きな一歩となります。今後さらに、CFS/MEの病態の解明に取り組み、診断技術の確立や有効な治療法、予防法の開発を進めていきます。

【原論文情報】
Yasuhito Nakatomi, Kei Mizuno, Akira Ishii, Yasuhiro Wada, Masaaki Tanaka, Shusaku Tazawa, Kayo Onoe, Sanae Fukuda, Joji Kawabe, Kazuhiro Takahashi, Yosky Kataoka, Susumu Shiomi, Kouzi Yamaguti, Masaaki Inaba, Hirohiko Kuratsune, Yasuyoshi Watanabe, “Neuroinflammation in patients with chronic fatigue syndrome/myalgic encephalomyelitis: a 11C-(R)-PK11195 positron emission tomography study”, The Journal of Nuclear Medicine, vol.55, No.6, 2014, 10.2967/jnumed.113.131045

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