アミロイドPET検査とタウPET検査の併用により認知症診療の診断、治療が大きく改善する可能性
伊東大介（生理学教室）

認知症とは

世界の認知症患者は、2019年の推定5,740万から2050年には推定1億5,280万に増えると予測されています。特に、我が国では65歳以上の約1割が認知症と報告されており、日本の人口構成の高齢化に伴い増加する認知症の医療は、21世紀の大きな課題と考えられています。一方、働き盛りの40歳代から発症する若年性認知症も近年注目され、生活基盤の崩壊、長期介護の必要性から大きな社会問題となっています。

現在、認知症の最大原因であるアルツハイマー病（注1）は、認知症全体の6割以上を占めるといわれています。一般には、記憶障害で発症し、確実に進行することで見当識障害（注2）の出現や理解判断力の低下がみられます。アルツハイマー病の症状はゆっくりと進み、症状が出てから約半数が寝たきりとなるまでが約5±3年、死亡までの平均罹病期間は約8～10年で、一般に発症時の年齢が若いほど進行が早いといわれています。これまで、アルツハイマー病の根本治療薬の開発は難渋を極めていましたが、2021年6月米国でアルツハイマー病では初めてとなる疾患修飾薬が迅速承認され、大きな注目を集めています。

アルツハイマー病の診断

アルツハイマー病の確定診断には、2つの病因物質、アミロイドベータとタウ蛋白が脳に異常蓄積していることを確認しなくてはなりません（図1）。これらの病因物質を確認するためには、脳の一部を外科的に採取して顕微鏡で観察すること、すなわち病理検査が必要です。しかし、身体的負担が極めて高く実際に行われることはほとんどありません。現在、認知症の診断には、神経心理検査（記憶や注意力など認知機能を評価する）、頭部MRI（脳の萎縮の程度を診る）、脳血流検査（脳の血の巡りを評価する）などを行い総合的に判断します。ただし、どれも決定的な検査ではなく、誤診率は2～4割あるといわれています（文献1）。この誤診率の高さが、適切な治療、介護の選択に大きな障壁となっていました。

図１．アルツハイマー病脳内のアミロイドβとタウ蛋白の蓄積

アルツハイマー病の原因は、ベーターアミロイドとタウ蛋白と呼ばれる蛋白質のゴミが脳の中にたまることにより、神経細胞が障害されるためと考えられています（図2）。一方、この2つのゴミが揃って脳の中にたまっていなければ、アルツハイマー病ではありません。高齢者の多くの方はこれらのゴミが年とともに少しずつ脳に蓄積してきます。アルツハイマー病の方は、ゴミの蓄積が通常より多いため症状が生じると考えられています。

図２．アルツハイマー病のメカニズム　－アミロイドカスケード仮説－

アミロイドPET検査とタウPET検査

慶應義塾大学病院メモリーセンターと量子科学技術研究開発機構からなる研究チームは、認知症患者、健常ボランティアにアミロイドPET検査（注3）（[¹⁸F]florbetaben PET）とタウPET検査（[¹⁸F]Florzolotau PET）（図3）を施行し、認知症専門医による臨床診断、治療、管理（検査、他診療科へのコンサルテーション、リハビリテーションの追加）をPET検査前後で比較しました。これまで、アミロイドPET検査の認知症診療に対する有効性を調査した報告はありましたが、近年開発されたタウPET検査（文献2）の有効性を評価した研究はありませんでした。このタウPET検査は、アルツハイマー病以外の認知症（前頭側頭葉認知症、パーキンソン症候群など）の診断にも有用であると期待されています。

その結果、107名の研究協力者［認知機能正常者（40名）、軽度認知障害（25名）、認知症（42名）］のうち、診断を変更したのは、認知機能正常者で25.0％、軽度認知障害で68.0％、認知症で23.8％でした。PET検査前後での全体的な管理変更は、認知機能正常者で5.0％、軽度認知障害で52.0％、認知症で38.1％でした。投薬の変更は、軽度認知障害で24.0％、認知症で19.0％でした。ロジスティック回帰分析により、タウPETはアミロイドPETよりも治療、管理の変更と強い関連性をもつことが明らかになりました。

本研究により、アミロイドPET検査とタウPET検査を組み合わせることで認知症患者の診断・治療が大きく変更し、特にタウPET検査は認知症診療の改善に貢献する可能性が示唆されました。

今後の展望

我が国の急速な高齢化に伴い、画期的な治療法・予防法が出現しない限り認知症患者の数は急速に増加し続けると考えられています。このPET検査は、経時的に検査値の推移を観察することにより認知症の新規治療薬開発にも応用できる可能性があります。

さらに今回の研究では、認知機能正常の高齢者の中でも25％の方が2つの病因物質（アミロイドベータとタウ蛋白）のどちらかもしくは両方が既に脳に蓄積していることが分かりました。つまり、この方々は、将来認知症になりうるリスクをもった方々といえます。したがって、このPET検査は、発症前診断、予防法の確立にも利用できると考えられます。

近年注目されているアルツハイマー病の根本治療薬においても、その投与には確かな診断が求められています。今回の研究は、これら薬剤の承認過程にも大きな影響を与える研究として注目されています。

特記事項

本研究は、国立研究開発法人日本医療研究開発機構（AMED）の医療研究開発革新基盤創成事業（CiCLE）「産医連携拠点による新たな認知症の創薬標的創出」の支援を受けて行われました。

【用語解説】

（注1）アルツハイマー病（Alzheimer disease）
ドイツの精神医学者Alois Alzheimer（1864～1915）により1906年に初めて報告された神経疾患で、認知症全体の約半分を占める極めて頻度の高い神経難病。記憶障害で発症し、見当識障害、実行機能の障害、理解判断力の低下などが出現し、最終的には人格の崩壊、寝たきりとなる進行性の神経変性疾患。アルツハイマー病患者の脳内では、病因物質であるアミロイドベータとタウの蓄積に伴い神経細胞が死ぬことで、症状が発現すると考えられている。脳内のアセチルコリンが減少するため、抗コリンエステラーゼ剤などの内服治療薬が症状改善には有効だが、その効果は限定的である。

（注2）見当識障害
認知症の症状のひとつで、時間や場所など、自分が置かれている状況を正確に認識できなくなること。

（注3）PET検査
Positron Emission Tomography（陽電子放出断層撮影）の略。従来のCTやMRIなどの体の構造をみる検査とは異なり、細胞の活動状況を画像でみることができ、がん、脳、心臓などの病気の診断に有効である。がんの検査では、がん細胞が正常の細胞に比べて多くのブドウ糖を取り込むという性質を利用して、放射線薬剤FDG（ブドウ糖類似PET検査薬）を体内に投与し、撮影をする検査。認知症では、病因物質（アミロイドベータとタウ）に結合する放射線薬剤を投与して撮影することにより、病因物質の蓄積を画像化できる。

参考文献

Impact of Amyloid and tau PET on Changes in Diagnosis and Patient Management.
Shimohama S, Tezuka T, Keisuke T, Bun S, Tabuchi H, Seki M, Momota Y, Suzuki N, Morimoto A, Iwabuchi Y, Kubota M, Yamamoto Y, Sano Y, Shikimoto R, Funaki K, Mimura Y, Nishimoto Y, Ueda R, Jinzaki M, Nakahara J, Mimura M, Ito D.
Neurology. 2022 Sep 29. doi: 10.1212/WNL.0000000000201389.

【本研究に先行する参考文献】

1. Accuracy of the clinical diagnosis of Alzheimer disease at National Institute on Aging Alzheimer Disease Centers, 2005-2010.
   Beach TG, Monsell SE, Phillips LE, Kukull W.
   J Neuropathol Exp Neurol. 2012 Apr;71(4):266-73. doi: 10.1097/NEN.0b013e31824b211b.
2. High-Contrast In Vivo Imaging of Tau Pathologies in Alzheimer's and Non-Alzheimer's Disease Tauopathies.
   Tagai K, Ono M, Kubota M, et al.
   Neuron. 2021 Jan 6;109(1):42-58.e8. doi: 10.1016/j.neuron.2020.09.042.

最終更新日：2023年2月1日
記事作成日：2023年2月1日

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  • iPS細胞を用いた胎児の形態異常の解明
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    鳥居秀成、根岸一乃（眼科）
  • 口腔には腸管に定着すると免疫を活性化する細菌がいる
    本田賢也、新幸二（微生物学・免疫学）
  • 新しい遺伝子発現システムによる心筋細胞の誘導と心臓再生への応用
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  • 広汎性子宮頸部摘出術後妊娠における残存頸管長と早産リスクの関連は？
    宮越敬（産婦人科）
  • リン代謝を制御するものは老化を制御する
    宮本健史（整形外科）
  • DNAメチル化解析による脊髄移植後の腫瘍化の原因解明
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  • HDLコレステロールが低い日本人の冠動脈疾患死亡リスク
    平田 匠（百寿総合研究センター）
  • 細胞周期の異常はがんの進展にとって敵にも味方にもなる
    石澤丈（先端医科学研究所）
  • 脳梗塞後の炎症が収まる仕組みの解明と治療への応用
    七田 崇、吉村 昭彦（微生物学・免疫学）
  • 腹外側線条体の神経細胞が意欲の維持に関わる
    滝上紘之（生理学、精神・神経科）
  • 非小細胞肺がんで使用される分子標的薬の耐性化メカニズムの解明
    額賀重成（呼吸器内科）
  • 内耳性難聴に対するiPS創薬研究－新規病態の発見と治療薬の同定－
    藤岡 正人、細谷 誠（耳鼻咽喉科）　
  • 食べ過ぎが糖尿病や心血管疾患の発症を起こすメカニズムを解明
    白川公亮（循環器内科）
  • バルプロ酸への胎内曝露が胎児の大脳皮質形成を障害する
    藤村公乃（小児科）
  • 血液を作る幹細胞がストレスを受けて増殖する仕組みを発見
    雁金大樹（血液内科）
  • 間葉系幹細胞の免疫性線維化における役割
    小川葉子（眼科）、森川暁（歯科・口腔外科）
  • 肥満に伴う大腸マクロファージによる炎症が糖尿病発症につながる
    川野義長（腎臓・内分泌・代謝内科）
  • 眼球内の不要となった血管を退縮させる仕組み
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  • iPS細胞を高品質かつ高効率に作製する方法の開発
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  • MIRAGE症候群の発見
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  • 日本における認知症の社会的コスト
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  • 神経細胞の興奮の起こりやすさを制御する新しいメカニズムを解明
    松田恵子（生理学）
  • 新規筋萎縮性側索硬化症（ALS）モデルマウスの樹立に成功
    椎橋 元（神経内科）
  • 脳や脊髄の「ミエリン」をMRIで可視化する新技術
    中原 仁（神経内科）
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    藤田順之（整形外科）
  • 乳酸アシドーシスの新規治療法の開発
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  • 本来の位置にたどり着けない神経細胞が及ぼす脳への影響
    久保健一郎（解剖学）
  • 百寿者から探る健康長寿の秘訣
    新井康通（百寿総合研究センター）
  • iPS細胞から神経細胞を作り分ける新技術
    今泉研人（医学部5年）
  • 腸管免疫の恒常性における腸内細菌の役割
    柏木一公（微生物学・免疫学）
• 2015年
  • 高脂血症治療薬が急性腎障害を軽減するメカニズム
    吉田 理（血液浄化・透析センター）
  • 子宮の幹細胞と再生医学
    丸山哲夫（産科）
  • 生殖細胞のゲノムを守る小さなRNA分子
    齋藤 都暁（分子生物学）
  • 神経の働きを調節する新たなメカニズムを発見
    鈴木 将貴（解剖学）
  • 筋ジストロフィーに対する筋肉再生療法の開発
    湯浅慎介（循環器内科）
  • 閉経後骨粗鬆症を発症させる因子の同定に成功
    宮本健史（整形外科）
  • 筋萎縮性側策硬化症―新たな病態の解明―
    山川眞以（医学部5年）、伊東大介（神経内科）
  • 生体内ガス分子が介するがん細胞の代謝制御機構
    山本雄広（医化学）
  • 肥大型心筋症を悪化させる因子の同定に成功
    田中敦史（循環器内科）
• 2014年
  • がん間質を抑制するTIMP分子－新たながん治療戦略への期待－
    下田 将之（病理学）
  • ドライアイの病態解明をめざして―臨床と基礎研究をつなぐ―
    小川 葉子（眼科）
  • 長島型掌蹠角化症－疾患の発見から原因遺伝子の解明へ－
    久保 亮治（皮膚科）
  • 心電図から突然死のリスクを探る
    相澤 義泰（循環器内科）
  • 記憶・学習のメカニズムを分子レベルで明らかに―記憶・学習を操作できるか
    幸田 和久（生理学）
  • 脳梗塞を悪化させる炎症の仕組みを解明
    七田 崇（微生物学・免疫学）
  • 再生医学でヒトの細胞から毛をつくる
    大山 学（皮膚科）
• 2013年
  • 尿細管－糸球体連関：糖尿病性腎症の新しい発症メカニズムの解明
    長谷川一宏（腎臓・内分泌・代謝内科）
  • 神経幹細胞を作る
    赤松和土（生理学）
  • 難聴に対する、薬剤を用いた内耳有毛細胞の再生医療
    藤岡 正人（耳鼻咽喉科）
  • 脳・脊髄のガン（グリオブラストーマ）に対する新たな分子標的治療戦略
    岩波　明生（整形外科）
  • がん幹細胞におけるCD44vを介した治療抵抗性の獲得メカニズム
    永野　修（先端医科学研究所）
  • ヒトES・iPS細胞からつくった心筋細胞で心臓病を治すには？
    遠山周吾（循環器内科）
  • 造血幹細胞を老化から守る代謝制御メカニズム
    田久保 圭誉（発生・分子生物学）
  • 重症喘息に効く新しい薬を創る！　－オメガ3脂肪酸の抗炎症作用－
    宮田 純（呼吸器内科）
  • 血漿アミノ酸プロファイルを用いたIBDバイオマーカーの確立
    久松理一（消化器内科）
  • がん血管のみではたらく血管増殖メカニズム
    久保田義顕（総合医科学研究センター）
• 2012年
  • 骨は"ストレス"によって成熟する？
    堀内 圭輔（整形外科・総合医科学研究センター）
  • 毛の新たなる存在意義　－毛嚢は免疫スイッチ－
    永尾 圭介（皮膚科）
  • 心筋梗塞の傷跡をよくする白血球・悪くする白血球・調節する白血球
    安西 淳（循環器内科）
  • ビタミンEは骨を減らす？
    竹田 秀（腎臓・内分泌・代謝内科）