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さあしゃりゅうとう
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1 第 17 回春季大会記録 Lab.Clin.Pract.,25(2):89-96(2007) シンポジウム : 検査値を読み解く血清遊離軽鎖定量の臨床的意義名古屋市立緑市民病院清水一之はじめに血清および / あるいは尿における単クローン性免疫グロブリン ( 以下 M 蛋白 ) の存在の証明は, 骨髄におけるクローナルな形質細胞の存在の証明と共に多発性骨髄腫およびその関連疾患の診断に欠くべからざるものである 1).M 蛋白の存在を検索する手段として従来本邦で採られてきたものには, 血清電気泳動法 (serum electrophoresis, SEP) と免疫電気泳動法 (immunoelectrophoresis, IEP) があるが,SEP には検出感度の低さ (<50 ~ 200mg/dl) 故, 低濃度の遊離免疫グロブリン軽鎖 (free light chain, FLC) を検出できないという問題があり,IEP においても検出感度は良好であるが, 定量性のないことと, 各種抗体を用いるため費用の問題がある. 一方欧米では IEP の代わりに免疫固定電気泳動法 (immunofixation electrophoresis, IFE) が重要視されているが,IEP と同様に定量性がなく, 費用の問題があり, 検出感度も IEP に勝ることはないので, 本邦では一般的に行われるまでには至っていない. 一方多発性骨髄腫患者の 12.8% は軽鎖しか産生しない骨髄腫であるため 2),SEP では血清中に完全型免疫グロブリン (intact immunoglobulin), 即ち重鎖と軽鎖の揃った免疫グロブリン, から成る M-spike を検出することは無く, したがって M 蛋白の証明は尿を検体とすることによって行われる. 本邦では尿中の M 蛋白, 即ちベンスジョーンズ蛋白 (Bence Jones protein, BJP), を IEP で検出する方法が採られているが, 微量な BJP の場合は検出感度を下回るため, 濃縮尿を用いて行われている. しかし, 濃縮という操作自体が面倒な上, 濃縮によって M 蛋白とは関係のない false band が出現することがある. そして IEP の決定的な欠陥としての定量性の無さが治療効果判定を行う上で問題となる.SEP は定量が可能であるが, 検体を 24 時間蓄尿とするのであれば上述した問題を抱えることになる. かかる環境において, この程血清中の FLC を定量できるイムノアッセイ法が開発され,IFE の数十倍以上の検出感度から欧米では診断試薬としてのみならず, 治療効果判定を含む疾患のモニタリングに積極的に利用されているので, 本稿では多発性骨髄腫およびその関連疾患における本法の臨床的意義を紹介し, 本法の出現によって新たに提案された予後因子分類, 治療効果判定法などを紹介する. 1. 血清遊離軽鎖 (FLC) 定量の実際血清 FLC は, 採取した血清を医学生物学研究所 (MBL) より提供を受けた英国 Binding Site 社の FREELITE Human Kappa Free Kit および Lambda Free Kit と反応させ,BNII レーザーネフェロメーター分析機 (Dade Behring, USA) で測定した. これは試薬のラテックス粒子の免疫反応を利用して, 散乱光をネフェロメトリー法で測定するものである 3). 測定は採血当日であれば室温で, 採血当日以外は 4 で保存したもので採血後 1 週間以内に行った 3). a. 正常人における FLC 定量値 WHO の定義による貧血がなく, 同じ血清サン

2 Lab.Clin.Pract. (2007) プルを用いて測定した免疫グロブリン値が基準範囲内 4) にあった 180 名において血清 FLC 値を測定した.180 名の内訳は年齢幅 21~64( 中間値 38) 歳, 男性 73 名, 女性 107 名であった. 検討した年齢の範囲では,FLC 値に性差および年齢差はないことが判明したが, 高齢者では潜在する腎機能障害のため FLC 値が増加するとされ, しかし κ-flcと λ-flc の比 (FLC ratio) は基準範囲内にあると報告されている 5). 表 1 に日本人と報告された欧米人の FLC 値および FLC ratio 5) を示すが, FLC 値および ratio 共, 人種に拘らず近似であった. 正常人においては完全型免疫グロブリンを合成するための軽鎖の産生が重鎖のそれを約 40% 上回っており, 結果として余剰の軽鎖が血清中に FLC として存在する. また,κ-FLC は λ-flc の 2 倍の産生割合であるが,monomer であるため dimerの λ-flc よりも速く腎から排泄され,κ- FLC 値は λ-flc 値よりも約 50% 低い値を示すことになる 5). 図 1 には測定した正常人 180 名の年齢別 FLC 値と ratio を示す. b. 多発性骨髄腫診断のための FLC 定量法の有用性 1) 完全型免疫グロブリン骨髄腫 (intact immunoglobulin multiple myeloma, IIMM) 図 2 に正常人 180 名と IgG 型骨髄腫 15 名,IgA 型 4 名,IgD 型 1 名の計 20 名の IIMM 患者において測定した κ-flc とλ-FLC 値の交わる点をプロットしたものを示すが,M 蛋白に一致する FLC 値は全て基準範囲を逸脱し, 図には示さないが ratio も全例において基準値を逸脱していた. 今回の測定で注目されたことに,FLC 値と M 蛋白値に相関がないことと,IgA 患者の FLC 値は IgG 患者のそれより高値を示し,IgD 患者では最も高い値を示したことがある. 測定した IgD 患者の腎機能は正常域にあったが,IgD 患者は高率に腎不全を合併することが知られ, 潜在する腎機能障害が影響を及ぼした可能性がある. 且つ IgD および IgA 患者は IgG 患者と比較すると予後不良例が多く, 予後不良患者では FLC 値および ratio が高いことを示す所見として注目される. 最近 FLC ratio が独立した予後因子であると報告されており,FLC 値および ratio の臨床的意義を指摘した報告として注目される 6). IgD 患者においては IgD 定量が外部委託となる表 1 Serum FLC normal ranges κ FLC(mg/l) λ FLC(mg/l) κ/λ ratio Japanese 2.42~ ~ ~1.804 Caucasian 3.3~ ~ ~1.65 図 1 年齢別 FLC 値および FLC ratio

3 血清遊離軽鎖定量の臨床的意義図 2 Serum FLC levels in patients with multiple myeloma and in normal individuals ため結果入手までに日にちを要するが,FLC 定量であれば 1 時間以内に結果を入手することができる利点を有する. 2) 軽鎖骨髄腫 (light chain multiple myeloma, LCMM) LCMM 即ち BJ 型骨髄腫患者では尿中に BJP を認め, 血清を用いた SEP では M 蛋白を検出しないことが多い. 図 2 に 4 例の LCMM 患者の血清 FLC 値を示すが, 全例異常値を示している. 治療による効果判定を尿 IEP と血清 FLC 値で経時的に行ったところ, 尿 IEP が陰性となっても FLC 値は異常を示すことが多く, それは治療によって FLC が微量となると,FLC 値および ratio に異常があっても,IEP の検出感度以下となって検出できなかったものと考えられる. これは後述する治療効果判定法としての FLC 定量法の有用性を示す所見と考えられる. 英国では 24 時間蓄尿の不便さ, 不正確さ, 更に濃縮の手間から, 蓄尿による検査は行われず, 血清 FLC 定量法に取って代わられたと聞く. 3) 非分泌型骨髄腫 (nonsecretory multiple myeloma, NSMM) NSMM は骨髄腫患者の 3% を占める病型で, IFE によって血清および / あるいは尿に M 蛋白を認めないことと定義されている 1). そのため NSMM 患者の治療効果を判定する手段は骨髄形質細胞の経時的検索以外になく, 殆どの治験から NSMM 患者が除外されてきた経緯がある. あいにく今回の検索対象となった骨髄腫患者に NSMM はなく, 報告にある結果を紹介するに留めるが, IFE で M 蛋白が検出されないため NSMM と診断された 28 例の内 19 例 (67.9%) に FLC および ratio の異常を認め, 別の 4 例にどちらかあるいは両方の FLC の減少を認めるも ratio は正常, そして残る 5 例は FLC と ratio の両方が正常であったと報告されている 7). 少なくとも最後の 5 例は真の NSMM の可能性があると考えられるが, 今後 NSMM の診断基準が厳密化され,FLC 定量によって FLC および ratio に異常がないことと定義が改訂される可能性が高い. c. 多発性骨髄腫の関連疾患における FLC 定量法の有用性 1) 意義不明な M 蛋白血症 (monoclonal gammopathy of undetermined significance, MGUS) MGUS は M 蛋白血症の 56% を占める病型で, 米国の Kyle による大規模住民調査では 50 歳以上の 3.2%,70 歳以上では 5.3% に MGUS が診断されている 8). また MGUS 患者は年 1% の割合で多発性骨髄腫 (25.4%) の他, 悪性リンパ腫, アミロイドーシス, 慢性リンパ性白血病, マクログロブリン血症, あるいは形質細胞腫へ進展することが分かっていて 9), それ故意義不明とされているの

4 Lab.Clin.Pract. (2007) 表 2 MGUS から多発性骨髄腫あるいは関連疾患への進展を予測するリスク分類 10) Risk group Low-risk: Serum M protein<1.5g/dl, IgG subtype, normal FLC ratio( ) No. of patients Relative risk Absolute risk of progression at 20 years % Low-intermediate-risk:(Any 1 factor abnormal) % High-intermediate-risk:(Any 2 factors abnormal) % High-risk:(All 3 factors abnormal) % であるが, この程 FLC ratio に異常のある MGUS 患者は異常のない患者に比べて進展のリスクが高いことが示されて,M 蛋白値 (<1.5g/dl),M 蛋白が IgG であること, そして FLC ratio が基準域にあることの 3 つの基準から成るリスク分類が提案されている ( 表 2) 10). 2) くすぶり型骨髄腫 (smoldering multiple myeloma, SMM) SMM 患者は M 蛋白血症の 3.5% を占める病型で,MGUS 患者と異なり中間値 3 年で多発性骨髄腫に進展する. 検討した症例数が少ないので学会での発表に留まるが,SMM 患者の 84% に FLC ratio の異常を認め, 異常のある患者では進展までの中間値が 713 日であったのに対し, 異常を認めなかった患者では 1,323 日であった 11). 3) 骨の孤立性形質細胞腫 (solitary plasmacytoma of bone, SPB) SPB は M 蛋白血症の 1.5% を占める病型で, クローナルな形質細胞の存在によるただ 1 ヵ所の骨破壊を認めるだけで, 骨髄腫と異なり病変部以外の骨髄は正常, 且つ症状のある骨髄腫と診断するための必須条件である臓器障害を認めないものである 1). 多くの SPB は局所放射線治療で治癒するが, 約半数の症例は中間値 2~3 年で多発性骨髄腫に進展することが知られている. 最近 SPB 患者で FLC ratio に異常のある場合の 5 年での進展リスクは 44% であるのに対し, 異常のない患者のリスクは 26% であると報告され,MGUS の場合と同様に FLC ratio の異常と M 蛋白値を基準にした骨髄腫への進展のリスク分類が提唱されている 12). 4) アミロイドーシス (AL amyloidosis, AA) AA は単クローン性 FLC あるいはその断片が血管外へ漏出し, アミロイドへ変質したものが全身諸臓器に蓄積して様々な障害を起こす疾患で,M 蛋白血症の 10% を占める. 血清および / あるいは尿中の M 蛋白の存在の証明は AA の診断に重要であるが,IFE を用いても 5~20% の患者では M 蛋白量が微量であるため検出できず, 診断に迷うことがある. しかし,262 例の AA 患者の 98% に FLC の異常が見つかったと報告されており, 別の報告でも IFE を用いても血清および尿中に M 蛋白が検出できなかった 86% の AA 患者に FLC の異常が見つかっている 13). d. 疾患モニタリングにおける FLC 定量法の有用性および FLC ratio の重要性 FLC 定量法は多発性骨髄腫およびその関連疾患の診断のみならず, 病勢評価および治療効果の判定に有用である. それは κ-flc とλ-FLC の血中半減期が短いことによる (κ-flc; 2~4 時間, λ-flc; 3~6 時間 ). 即ち現時点での病勢評価および治療効果判定は血清および尿の M 蛋白を経時的に定量することで行われているが,IgG; 20 ~25 日,IgA; 6 日,IgD; 3 日と血中半減期が長いため, 治療効果の現われる以前の M 蛋白が血中に残留しており, 特に腫瘍量の減少を短時日の内に評価することの障害となる. 一方 FLC を指標とすれば半減期の短さから real time に腫瘍量を評価できるのである. 図 3 に 1 例の IgGκ 骨髄腫患者の治療による血清 IgG と M 蛋白に一致する血清 κ-flc の経時的変化を示すが,FLC の増加と減少に遅れて IgG の増加と減少が起こっていることに気付かれる. ただ IgG に関しては正常な状態であれば免疫グロブリンの異化を防ぐ機構が働くため半減期が上述した値となっているが, 治療によって防衛機構が破綻した場合はこの限り

5 血清遊離軽鎖定量の臨床的意義図 3 Monitoring of an IgGκ myeloma patient by serum IgG and κ-flc levels ではないことを断っておく 14). 最近, 治療前の FLC 値の高い患者で, 治療によって急峻な FLC の低下が認められる場合は予後不良と報告されており 15), 今後の検証を待たねばならないが, 少なくとも FLC 値を経時的にモニターすることの重要性を指摘した報告として注目される. 多発性骨髄腫患者では治療によって M 蛋白が減り止まり, 治療を継続してもそれ以上の奏功が見られず, しかし治療抵抗性となったのではなく, 臓器障害の悪化が起こらない安定した状態が得られることが約半数の患者で認められ, プラトー (plateau phase) 16) と呼ぶが, 図 4 と 5 に示す 2 例の患者にそれが得られたと考えられる. プラトーの期間は 3 ヵ月以上続くとされ, その間は治療を控えることが勧告されている 16).1 例の IgD 患者 ( 図 4) では IgD 値 ( 結果入手に時間がかかる ) は安定した値を示したが FLC 値は散発的に増加した値を示し, しかも一度も FLC ratio( 基準範囲 : 0.26~1.65) が正常化したことがないため, 異常な 17) ratio が持続する症例は予後不良であるとの報告に鑑み, 治療を継続した. 一方 IgG 患者 ( 図 5) では FLC は減少した値を維持し,ratio も基準域に近い値を示した. 途中 IgG が増加する傾向を示したため治療を行ったが ratio は正常化しており, 治療する必要は無かったかも知れない. この IgG の一時的増加と ratio の正常化は, 治療によって単クローン性 λ-flc が減少し, 一方 polyclonal 即ち正常な κ-flc が増加した結果とも考えられ, FLC ratio が FLC 値以上に治療効果を反映する証左と考えられ, 続く文節で述べる治療効果判定に FLC ratio が盛り込まれたことから理解されるように,ratio の腫瘍動態を評価するパラメターとしての重要性を支持する所見と考えられる.FLC ratio がクローナルな腫瘍細胞の存在を評価するのに有用なパラメターであることは,polyclonal な免疫グロブリンの増加を認める膠原病や肝疾患では ratio が正常であることからも理解される. 2. 新たに提案された治療効果判定基準における FLC 定量と FLC ratio の役割多発性骨髄腫における治療効果判定基準は, 通常量化学療法による治療が一般的であった時代では,M 蛋白の減少率で治療効果を判定する手段が採られ,50% 以上の減少を部分寛解 (partial response, PR),25% から 50% 未満の減少を minor response(mr) と定義していた. その後, 自家造血幹細胞移植による救援療法を伴う大量化学療法の出現で, 通常量化学療法では稀か, 精々 10% 未満の患者にしか得られなかった M 蛋白の消失, 即ち完全寛解 (complete response, CR) が, 報告によっては 50% にも及ぶ患者に得られることが現実となり, それまでは SEP で M spike の消失を条件としていた CR の定義を厳密化して, より M 蛋白の検出感度の高い IFE によって判定することを定義した欧州血液骨髄移植 (European Blood and Marrow Transplantation, EBMT) グループによる治療効果判定基準 ( 通称 Blade の基準 ) 18) が提案された経緯がある. しかし, 近年続々と開発された thalidomide,bortezomib そして lenalidomide 等の新規薬剤 19) を用いた治療によって, 未治療患者は言うに及ばず再発 / 治療抵抗性患者にも高い頻

6 Lab.Clin.Pract. (2007) 図 4 Monitoring of an IgDλ myeloma patient by serum IgD, λflc and FLC ratio 図 5 Monitoring of an IgGλ myeloma patient by serum IgG, λflc and FLC ratio 度で CR が得られることが明らかとなり, 且つ FLC 定量法の検出感度の高さが注目されることとなって, この程 FLC ratio の正常化を条件とした厳密な CR(stringent CR, scr) を定義した新たな治療効果判定基準 20) が提案されている ( 表 3). そこでは CR の定義以外にも FLC 定量法での結果を判定の基準とすることが盛り込まれていて, 今後簡便で定量性のある FLC 測定法による効果判定が国際標準化される可能性が高い. 事実, 現在進行中の英国 MRC IX の治験では CR の条件に FLC ratio の正常化と骨髄形質細胞の異常な表面形質 (CD138+,CD56+,CD19-) が無いことが定義されていることがそれを裏付ける. 3. ガイドラインで勧告されている FLC 定量法この程改訂された英国の骨髄腫ガイドライン 16) では多発性骨髄腫およびその関連疾患の診断とモニタリングに FLC 定量法の有用性を指摘する記述が加えられており,M 蛋白の検出手段としての FLC 定量法の国際標準化を伺わせる動きとして注目される

7 血清遊離軽鎖定量の臨床的意義表 3 新たに提案された国際統一効果判定基準 20) 効果厳密な完全寛解 (scr) 完全寛解 (CR) 非常に良い部分寛解 (VGPR) 部分寛解 (PR) 判定基準 CR の定義に加え正常な FLC ratio と免疫組織化学あるいはフローサイトメトリー法で骨髄にクローナルな細胞が無いこと血清および尿の IFE が陰性, 且つ軟部組織の形質細胞腫の消失, 且つ骨髄形質細胞 5% IFE で血清および尿の M 蛋白陽性, しかし SPE は陰性, あるいは血清 M 蛋白の 90% 以上の減少且つ尿 M 蛋白量 <100mg/24h 血清 M 蛋白の 50% 以上の減少および 24 時間尿の M 蛋白の 90% 以上の減少あるいは 200mg/24h 未満までの減少血清および尿に M 蛋白が検出できなければ FLC ratio の 50% 以上の減少 scr; stringent complete response, CR; complete response, VGPR; very good partial response, PR; partial response, FLC; free light chain, IFE; immunofixation electrophoresis, SPE; serum protein electrophoresis 4. まとめ多発性骨髄腫およびその関連疾患の診断とモニタリングにおける血清 FLC 定量法の有用性, 更に FLC ratio の腫瘍動態を評価する上での有用性, 治療効果, 特に CR を判定する上での FLC ratio の役割について述べ, 更に FLC 値および FLC ratio の予後因子としての可能性に言及した. FLC 定量法は改訂された英国のガイドラインにその使用が勧告されており, 且つ新たに提案された効果判定基準や疾患の進展のリスク分類においても,FLC ratio が定義として盛り込まれており, 多発性骨髄腫およびその関連疾患の診断およびモニタリングのための検査法として国際標準化される機運にある. 本邦では筆者が中心となって多発性骨髄腫およびその関連疾患の診断試薬としての承認申請のための治験を遂行中であるが, 国際標準に遅れないために申請後は早急に認可が下りること, 且つ病勢及び治療効果を判定する指標としての役割が認められることを希望する. 文献 1) The International Myeloma Working Group. Criteria for the classification of monoclonal gammopathies, multiple myeloma and related disorders: a report of the International Myeloma Working Group. Br J Haematol 2003; 121: ) Shimizu K, Nagura E, Takatsuki K. Management of patients with multiple myeloma in Japan: Data of 1,383 patients from 16 hospitals and 1 treatment group. Leuk Lymphoma 2004; 45: ) 清水一之, 伊藤淳治, 杉浦勇, 他. 多発性骨髄腫患者における血清遊離免疫グロブリン軽鎖定量の臨床的意義の検討. 臨床血液 2006; 47: ) 河合忠, 平林庸司, 市原清志, 他. 血清蛋白 13 項目の実用的な基準範囲一覧表. 臨床病理 1996; 101: ) Bradwell AR. Free Light Chain Normal Ranges and Reference Intervals. In: Bradwell AR, editor. Serum Free Light Chain Analysis. 4th edition. Birmingham, UK: The Binding Site Ltd; p ) Kyrtsonis MC, Vassilakopoulos TP, Kafasi N, et al. Prognostic value of serum free light chain ratio at diagnosis in multiple myeloma. Br J Haematol 2007; 137: ) Bradwell AR. Nonsecretory Multiple Myeloma. In: Bradwell AR, editor. Serum Free Light Chain Analysis. 4th edition. Birmingham, UK: The Binding Site Ltd; p ) Kyle RA, Therneau TM, Rajkumar SV, et al. Prevalence of monoclonal gammopathy of undetermined significance. N Engl J Med 2006; 354: ) Kyle RA, Rajkumar SV. Monoclonal gammopathy of undetermined significance. Br J Haematol 2006; 134: ) Rajkumar SV, Kyle RA, Therneau TM, et al. Serum free light chain ratio is an independent risk factor for progression in monoclonal gammopathy of undetermined significance. Blood 2005; 106: ) Augustson BM, Reid SD, Meed GP, et al. Serum

8 Lab.Clin.Pract. (2007) free light chain levels in asymptomatic myeloma. Blood 2004; 104: abstract# ) Dingli D, Kyle RA, Rajkumar SV, et al. Immunoglobulin free light chains and solitary plasmacytoma of bone. Blood 2006; 108: ) Bradwell AR. AL Amyloidosis. In: Bradwell AR, editor. Serum Free Light Chain Analysis. 4th edition. Birmingham, UK: The Binding Site Ltd; 2006; p , 14) Junghans RP, Anderson CL. The protection receptor for IgG catabolism is the beta2-microglobulin containing neonatal intestinal transport receptor. Proc Natl Acad Sci U S A 1996; 93: ) Rhee FV, Bolejack V, Hollmig K, et al. High serumfree light chain levels and their rapid reduction in response to therapy define an aggressive multiple myeloma subtype with poor prognosis. Blood 2007; 110: ) Smith A, Wisloff F, Samson D. Guidelines on the diagnosis and management of multiple myeloma Br J Haematol 2005; 132: ) Bradwell AR. Serum Free Light Chains for Assessing Residual Disease. In: Bradwell AR, editor. Serum Free Light Chain Analysis. 4th edition. Birmingham, UK: The Binding Site Ltd; p ) Blade J, Samson D, Reece D, et al. Criteria for evaluating disease response and progression in patients with multiple myeloma treated by high-dose therapy and haemopoietic stem cell transplantation. Br J Haematol 1998; 102: ) 清水一之. 変わりつつある多発性骨髄腫の治療戦略 - 今後の展開 -. 血液フロンティア 2007; 17: ) Durie BGM, Harousseau JL, Miguel JS, et al. International uniform response criteria for multiple myeloma. Leukemia 2006; 20:

日本内科学会雑誌第105巻第7号

日本内科学会雑誌第105巻第7号多発性骨髄腫の診断要旨多発性骨髄腫 (multiple myeloma:mm) は, 単クローン性免疫グロブリンの産生と, 特徴的な臓器障害 (CRAB( 高カルシウム血症 (calcium), 腎不全 (renal), 貧血 (anemia), 骨病変 (bone) の 4 症状 )) が特徴である. しかし, その臨床像は極めて多彩であり, 診断基準に関しては, これまで様々な診断基準が提唱されてきた.