32:614 第 35 回日本脳卒中学会シンポジウム 6 < 総 説 > 脳血管障害に基づく認知機能障害の病態 猪原匡史 岡本洋子 髙橋良輔 2) 冨本秀和 Key words:vascular cognitive impairment, vascular dementia, vascular risk factor ( 脳卒中 32:614 620,2010) はじめに 脳血管障害により, 軽度認知障害から認知症 ( 血管性認知症,VaD) まで, 重症度の異なる認知機能障害が生じることが知られており, それらはvascular cognitive impairment(vci) と総称される. 背景病変は, 大血管病変に伴う認知症 ( 多発梗塞性認知症 ), 小血管病変に伴う認知症 ( ビンスワンガー病や多発小梗塞性認知症 ), 遺伝性血管性認知症 CADASIL, さらには, 脳血管障害を伴うアルツハイマー病まで多岐にわたる. アルツハイマー病においてすら, 血管リスクの是正を行うことが認知機能障害の進展予防につながるとされており, 目の前の患者の認知機能障害にどの程度の血管因子の寄与があるのか という視点から認知機能障害をとらえ, できるだけ早期に血管性危険因子の是正を開始する必要がある. 本稿では,VCI の早期診断に有効な画像診断, 認知機能評価スクリーニング法などについて概説するとともに,VCI とアルツハイマー病との異同について論じ,VCI が少なくとも予防可能な疾患であることを強調したい. 血管性認知症の診断基準 血管性認知症 (VaD) の診断基準として,NINDS- AIREN(National Institute of Neurological Disorders and Stroke and Association Internationale pour la Recherché et l Enseignement en Neurosciences) ( 表,ADDTC(State of California Alzheimer s Disease Diagnostic and Treatment Centers) 2),DSM-IV 京都大学大学院医学研究科臨床神経学 2) 三重大学大学院医学系研究科神経病態内科学 (2010 年 6 月 14 日受付,2010 年 6 月 21 日受理 ) (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, 4th Edition),ICD-10(International Classification of Diseases, 10th Edition) などによるものが提唱されているが,VaD の診断一致率は十分ではない 3). これまで臨床研究において最も頻用されているのは NINDS-AIREN 基準であるが, 特異度 93% に対して感度は 20% と低いという問題点が指摘されている 4). これは, 認知機能障害の評価がアルツハイマー病の記憶障害を基準に行われることが多く,VaD で障害される実行機能障害や注意障害を的確に検出することができないことや, 脳血管障害と認知症発症の時間的関係を必ずしも証明できないことなどが影響している. また, 日常生活動作に影響を与えるほど認知症が進んだ段階で診断を行っても治療介入が難しいといった,VaD 診断基準の様々な限界が指摘されるようになってきた 5). Vascular cognitive impairment(vci) が提唱されるに至った経緯 VaD の診断基準のさらに重要な問題点として, 高齢者の VaD にはアルツハイマー病が合併する頻度が高いこと 6), 血管性因子がアルツハイマー病理を加速すること 7)8), 無症候性脳血管障害に認知機能障害を伴うが認知症には進展していない症例 vascular cognitive impairment no dementia(vascular CIND) もしくは vascular MCI(v-MCI) 9) が存在することがあげられる. このように,VaD の枠組みに収まり切らない認知症症例が数多く存在することが明らかとなり, 既存の VaD 診断基準では, 血管障害に起因する, 特に病初期の認知機能障害例の多くを見逃すこととなる. このような歴史的背景から, 脳血管障害に起因する軽度認知機能障害 (v-mci) から VaD までを包
脳血管障害に基づく認知機能障害の病態 32:615 表 1 NINDS-AIREN による probable VaD の診断基準 A. 認知症がある. a) 記憶障害と, 次の認知機能のうち 2 領域以上の障害がある ( 見当識, 注意力, 言語, 視空間機能, 行動機能, 運動制御, 行為 ). b) 臨床的診察と神経心理学的検査の両方で確認される. c) 機能障害が, 日常生活に支障をきたすほど重症である. ただし, 脳卒中に基づく身体障害によるものは除く. 除外基準 a) 神経心理学的検査を妨げる意識障害, せん妄, 精神病, 重度の失語, 著明な感覚運動障害がないこと. b) 記憶障害や認知障害を説明しうる全身性疾患や他の脳疾患 ( アルツハイマー病など ) がないこと. B. 脳血管障害がある. a) 神経学的診察で, 脳卒中の際に見られる局所神経症候 ( 片麻痺, 下部顔面神経麻痺,Babinski 徴候, 感覚障害, 半盲, 構音障害 ) が見られる. b) 神経放射線画像 (CT,MRI) で明らかな多発性の大梗塞, 認知症の成立に重要な領域の限局性梗塞, 多発性の基底核および白質の小梗塞, 広範な脳室周囲白質病変, あるいはそれらの合併を認める. C. 上記の A と B に関連が見られる. 下記 a) ないし b) の両者, またはいずれかを満たす. a) 明らかな脳血管障害後 3 カ月以内に認知症が起こる. b) 認知機能が急激に悪化するか, 認知機能障害が動揺性ないし段階的に進行する. 括した概念として,VCI が提唱され 10) 12), 国際ワーキンググループにて今後の VCI 研究の指針が提唱されるに至った 13). VCI の臨床病型 VCI には以下に示すさまざまな病型がある. 加えて, いくつかの病型にまたがる画像所見 病理像を示すことも多い 14). したがって, アルツハイマー病のような統一的な診断基準は作成できないが, 脳血管障害が認知機能障害にどの程度寄与しているか, vascular burden はどの程度なのかを個々の症例で把握し, 血管リスクの是正などの治療介入の道標にする必要がある. 1 multi-infarct dementia 本病型は, かつては VaD の主因と考えられていた 15). 多くは, 主幹動脈本幹 分枝のアテローム血栓症, 塞栓症などにより, 単発もしくは多発性の皮質枝領域梗塞を生じ, 認知症を呈したものをさす 16) ( 図 1A). 2 strategic infarct dementia Papez の回路や Yakovlev の回路といった記憶に関わる限局した部位に脳血管障害を生じて発症する血管 性認知症をさす. 代表的な障害部位は, 皮質では海馬, 角回, 帯状回,2) 皮質下では視床, 脳弓, 尾状核, 淡蒼球, 内包膝部である ( 図 1B) 16). 3 SIVD, subcortical ischemic vascular disease and dementia 本病型には, 小細動脈硬化を背景とする小血管病 である ビンスワンガー病と 2) 多発小梗塞 ( ラクナ ) 性認知症が含まれる. ビンスワンガー病は白質が好んで障害され, 多発小梗塞 ( ラクナ ) 性認知症は穿通枝領域の小梗塞が中心である. しかし, ビンスワンガー病にも穿通枝領域のラクナ梗塞は高頻度に合併し, 多発小梗塞性認知症にも程度の差こそあれ白質病変が観察され, 両者は小血管病としての病態を多く共有している ( 図 1C,D) 17).VaD の半数前後を占め 114), 最も頻度の高い病型である. 病理学的にビンスワンガー病と確認された例の CT 上の特徴としては, 脳室周囲の低吸収域が不整形で左右差を示し, 前角前方のみならず体部から後方へ広がり, 脳室拡大が見られることが多い 18).MRI では白質病変を T2 強調画像や FLAIR 画像上びまん性の高信号域としてとらえやすく診断に有用である ( 図 1D). 本病型の皮質下白質病変は, 病理学的にはアルツハイマー病の白質病変 ( ワーラー変
32:616 脳卒中 32 巻 6 号 (2010:1 図 1 血管性認知症の多彩な画像所見 A: 多発梗塞性認知症.MRI-FLAIR 画像で, 大きな皮質梗塞を認め, 本臨床病型に矛盾しない. B: 局在病変型梗塞認知症.MRI-T2 強調画像で, 左内包膝部に脳梗塞巣を認める. C, D: 皮質下血管性認知症.MRI-T2 強調画像で, 基底核領域の多発小梗塞 (C) と, 白質の高信号変化 (D) を認める. E: 多発性微小出血を伴う皮質下血管性認知症.MRI-T2* 強調画像で, 基底核 視床に両側性に微小出血の多発を認める. F: CADASIL.MRI-T2 強調画像で, 側頭極に特徴的な白質病変を認める. G: 低酸素 / 低灌流による認知症 ( 一酸化炭素中毒間欠型の症例 ).MRI-T2 強調画像で, 脳室周囲白質や外包に広汎な白質病変を認める. H: 脳アミロイド血管症.MRI-FLAIR 画像で両側頭頂葉に高信号を示す病変を認める ( 右は急性期病変 ).MRI-T2* 強調画像でも皮質下の微小出血や脳表ヘモジデリン沈着を認め, 本症に矛盾しない所見であった. 性を基盤とする ) とその病態を異にするが 19), 画像上は区別が困難である. しかし,SPECT やPETでは, 前頭葉を中心に血流低下が観察され, 鑑別に有用である 20). 血管因子を背景として緩徐進行性, 潜行性の認知機能悪化を呈することが多く,NINDS-AIREN 基準の項目 C 認知症と脳血管障害の時間的連関 ( 表 を容易にすり抜けてしまうことに留意すべきである. また,T2* 強調画像で検出される微小出血も本病型で観察されることが多い ( 図 1E). 微小出血は既存の VaD 診断基準には言及されていないが,VaD の半数以上に合併し頻度が高い 2. 4 CADASIL cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy Notch3 遺伝子の変異に伴う常染色体優性遺伝病で, 血管平滑筋の変性の結果,40 歳から 60 歳に繰り 返す皮質下梗塞を起こし, 認知機能が悪化する. 画像上, 前側頭極の病変が発症早期から存在することが特徴で ( 図 1F) 22), ビンスワンガー病との重要な鑑別点となる. 5 / HHD, hypoxic-hypoperfusive dementia 心停止 中毒や著明な低血圧による全脳虚血あるいは境界域領域にみられる限局性虚血に起因する認知症である 14). 全脳虚血に際しては,selective incomplete white matter infarction とも呼称される, 白質に選択的でかつ広汎な不完全梗塞の存在を示す画像所見が得られる ( 図 1G).VaD 175 例の臨床病理学的前向き研究にて, 本病型が 55 例 (31%) に観察され, 皮質下血管性認知症の次に頻度が高かったとする報告がある 14). しかし, この 55 例の中で,HHD の単独病理像を示
脳血管障害に基づく認知機能障害の病態 32:617 図 2 Vascular cognitive impairment(vci) の進行過程発症前にすでに HT( 高血圧 ),DM( 糖尿病 ),HL( 脂質代謝異常 ) により脳は機能低下の危機にさらされている (Brain at risk). 血管性認知症に至る前駆段階として,vascular MCI が定義される. いかに早期に血管性危険因子を是正できるかが, 認知症の進展に深い影響を及ぼす. したのは 6 例のみで, アルツハイマー病の合併が 46 例 (84%) に見られた. 6 AD with CVD 臨床的には, アルツハイマー病に脳血管障害の合併が証明されるもの, もしくは, アルツハイマー病と VCI 両者の臨床的特徴を併せもつ症例と定義される. Hachinski の虚血スケール 23) の 2 項目以上を満たし, 画像上脳血管障害が検出されるものの, むしろアルツハイマー病に特徴的な記憶障害や臨床経過を示す症例は AD with CVD の可能性を考慮すべきである 9). アルツハイマー病には脳アミロイド血管症が高率に見られ皮質微小梗塞の原因となり得ることは本臨床病型を考える上で大変興味深く 24),VaD の原因疾患として脳アミロイド血管症が見逃されているという報告や 25), 脳アミロイド血管症に皮質微小梗塞や皮質下白質病変を伴う症例が,VaD の実に 8 10% を占めるという報告もある 12). 脳アミロイド血管症の中でも cerebral amyloid angiopathy with inflammation と呼ばれ, 白質病変の出現とともに急速に認知機能が悪化し, 免疫抑制剤の投与で一部可逆性の経過を辿る劇症型があることにも留意する必要がある ( 図 1H) 26). 7 hemorrhagic dementia くも膜下出血, 脳出血, 慢性硬膜下血腫などに伴う認知症を指す. アミロイド血管症による脳葉型出血も, 認知症の原因となり得る. 8 vascular MCI 脳血管障害を基盤として認知機能の一成分以上の障害を認めるも認知症には進展していない状態を指す ( 図 2). 上述した vascular CIND と同義である. 血管 性の要素が強いことから, 前頭葉機能低下やパーキンソン症候を合併することもしばしばで, 約 2/3 の症例で皮質下血管性認知症の画像所見を示すとされる 27). 潜在的には,v-MCI の頻度は VaD の約 2 倍とも考えられているが, 正確な頻度に関しては今後の疫学研究が待たれる.v-MCI の早期診断には,Montreal Cognitive Assessment(MoCA) の有効性が指摘されており 28), ミニメンタルステート検査よりも感度良く v-mci を検出できることから, 今後汎用され, 早期治療介入にも供するであろう. 認知症診断 治療のパラダイムシフト Fotuhi らは 老年期の認知症にはアルツハイマー病理だけではなく, 糖尿病や高血圧, 肥満, 脳卒中といった血管リスクなど多因子を考慮して治療に当たるべき とする Dynamic polygon 仮説を提唱した 29). そしてこの仮説の裏付けともいうべき報告もなされており,Matthews らは,456 例の剖検脳の解析から認知症への病理変化の寄与危険度を算出した結果, 小血管病と多発性の血管病理の寄与危険度はそれぞれ 12% と 9% であり, 老人斑の 8%, 神経原線維変化の 11% に匹敵すると報告した 30). 臨床的にアルツハイマー病と診断がついていた 179 例の患者の実に半数以上が純粋なアルツハイマー病理ではなく混合型の病理像を示し, さらにその半数以上はアルツハイマー病理に脳血管障害を合併したものであった 3. 治療の観点からは, アルツハイマー病患者を 1 厳密に血管リスクの治療を行う,2 多少の治療を行う,3 治療しない の 3 群に分け,3 年間フォローし, ミニメンタルス
32:618 脳卒中 32 巻 6 号 (2010:1 テート検査のスコアの推移を追った研究によると,1 群のスコアの低下は有意に低いことが報告された 32). 血管性危険因子の管理は, 血管性認知症 /VCI の治療に必須であることを考慮すれば, 広く認知症の予防に血管リスクの是正は効果が期待できよう. おわりに VCI は多種多様な脳血管障害に起因し, アルツハイマー病理もその進展に寄与することから, 統一的な診断基準は策定しにくい. さらにアルツハイマー病と VaD は一つの疾患スペクトラムの両極に位置し, ほとんどの認知症はその混合型であるとする意見もあり 33), 旧来の 変性疾患 対 虚血疾患 という 2 項対立的解釈では認知症の臨床診断がさらに困難になる. しかしながら, 目の前の患者の認知機能障害にどの程度の血管因子の寄与があるのか という血管障害の観点から認知機能障害をとらえ, できるだけ早期に血管性危険因子の是正を開始することが, 認知機能障害治療の一助となり得る. こうした早期の治療介入が, 現時点では治療法のないアルツハイマー病をはじめとする変性疾患の進行予防にも貢献できるならば 34),VCI 診断の意義は大きいと言えるであろう. 参考文献 Roman GC, Tatemichi TK, Erkinjuntti T, et al: Vascular dementia: diagnostic criteria for research studies. Report of the NINDS-AIREN International Workshop. Neurology 43: 250 260, 1993 2)Chui HC, Victoroff JI, Margolin D, et al: Criteria for the diagnosis of ischemic vascular dementia proposed by the State of California Alzheimer s Disease Diagnostic and Treatment Centers. Neurology 42: 473 480, 1992 3)Pohjasvaara T, Mantyla R, Ylikoski R, et al: Comparison of different clinical criteria (DSM-III, ADDTC, ICD-10, NINDS-AIREN, DSM-IV) for the diagnosis of vascular dementia. National Institute of Neurological Disorders and Stroke-Association Internationale pour la Recherche et l Enseignement en Neurosciences. Stroke 31: 2952 2957, 2000 4)Gold G, Bouras C, Canuto A, et al: Clinicopathological validation study of four sets of clinical criteria for vascular dementia. Am J Psychiatry 159: 82 87, 2002 5)Erkinjuntti T, Gauthier S: Diagnosing vascular cognitive impairment and dementia: concepts and controversies. In: Wahlund L, Erkinjuntti T, Gauthier S, eds. Vascular cognitive impairment in clinical practice. Cambridge University Press, 2009, pp3 10 6)Kalaria RN, Ballard C: Overlap between pathology of Alzheimer disease and vascular dementia. Alzheimer Dis Assoc Disord 13 Suppl 3: S115 123, 1999 7)Snowdon DA, Greiner LH, Mortimer JA, et al: Brain infarction and the clinical expression of Alzheimer disease. The Nun Study. JAMA 277: 813 817, 1997 8)Ihara M, Kalaria RN: Amyloid-beta and synaptic activity in mice and men. Neuroreport 18: 1205 1206, 2007 9)Rockwood K, Wentzel C, Hachinski V, et al: Prevalence and outcomes of vascular cognitive impairment. Vascular Cognitive Impairment Investigators of the Canadian Study of Health and Aging. Neurology 54: 447 451, 2000 10)O Brien JT, Erkinjuntti T, Reisberg B, et al: Vascular cognitive impairment. Lancet Neurol 2: 89 98, 2003 1Bowler JV: Modern concept of vascular cognitive impairment. Br Med Bull 83: 291 305, 2007 12)Selnes OA, Vinters HV: Vascular cognitive impairment. Nat Clin Pract Neurol 2: 538 547, 2006 13)Hachinski V, Iadecola C, Petersen RC, et al: National Institute of Neurological Disorders and Stroke-Canadian Stroke Network vascular cognitive impairment harmonization standards. Stroke 37: 2220 2241, 2006 14)Andin U, Gustafson L, Passant U, et al: A clinicopathological study of heart and brain lesions in vascular dementia. Dement Geriatr Cogn Disord 19: 222 228, 2005 15)Hachinski VC, Lassen NA, Marshall J: Multiinfarct dementia. A cause of mental deterioration in the elderly. Lancet 2: 207 210, 1974 16) 猪原匡史, 冨本秀和, 福山秀直 : インターベンション時代の脳卒中学 ( 下 ). 脳血管性痴呆の画像所見. 日本臨床 64: 787 791, 2006 17)Jellinger K, Neumayer E: Binswanger s progressive subcortical vascular encephalopathy. a clinico-neuropathological study [Article in German]. Arch Psychiatr Nervenkr 205: 523 554, 1964 18) 山之内博 :Progressive subcortical vascular encephalopathy(binswanger 型 ) における脳の動脈系の病理学的研究. 脳卒中 10: 404 411, 1988 19)Ihara M, Polvikoski TM, Hall R, et al: Quantification of myelin loss in frontal lobe white matter in vascular dementia, Alzheimer s disease, and dementia with Lewy bodies. Acta Neuropathol 119: 579 589, 2010 20)Ihara M, Tomimoto H, Ishizu K, et al: Decrease in cortical benzodiazepine receptors in symptomatic
脳血管障害に基づく認知機能障害の病態 32:619 patients with leukoaraiosis: a positron emission tomography study. Stroke 35: 942 947, 2004 2Cordonnier C, van der Flier WM, Sluimer JD, et al: Prevalence and severity of microbleeds in a memory clinic setting. Neurology 66: 1356 1360, 2006 22)Yamamoto Y, Ihara M, Tham C, et al: Neuropathological correlates of temporal pole white matter hyperintensities in CADASIL. Stroke 40: 2004 2011, 2009 23)Hachinski VC, Iliff LD, Zilhka E, et al: Cerebral blood flow in dementia. Arch Neurol 32: 632 637, 1975 24)Okamoto Y, Ihara M, Fujita Y, et al: Cortical microinfarcts in Alzheimer s disease and subcortical vascular dementia. Neuroreport 20: 990 996, 2009 25)Haglund M, Sjobeck M, Englund E: Severe cerebral amyloid angiopathy characterizes an underestimated variant of vascular dementia. Dement Geriatr Cogn Disord 18: 132 137, 2004 26)Smith EE, Greenberg SM: Beta-amyloid, blood vessels, and brain function. Stroke 40: 2601 2606, 2009 27)Meyer JS, Huang J, Chowdhury MH: MRI confirms mild cognitive impairments prodromal for Alzheimer s, vascular and Parkinson-Lewy body dementias. J Neurol Sci 257: 97 104, 2007 28)Pendlebury ST, Cuthbertson FC, Welch SJ, et al: Underestimation of cognitive impairment by minimental state examination versus the montreal cognitive assessment in patients with transient ischemic attack and stroke: a population-based study. Stroke 41: 1290 1293, 2010 29)Fotuhi M, Hachinski V, Whitehouse PJ: Changing perspectives regarding late-life dementia. Nat Rev Neurol 5: 649 658, 2009 30)Matthews FE, Brayne C, Lowe J, et al: Epidemiological pathology of dementia: attributable-risks at death in the Medical Research Council Cognitive Function and Ageing Study. PLoS Med 6: e1000180, 2009 3Schneider JA, Arvanitakis Z, Leurgans SE, et al: The neuropathology of probable Alzheimer disease and mild cognitive impairment. Ann Neurol 66: 200 208, 2009 32)Deschaintre Y, Richard F, Leys D, et al: Treatment of vascular risk factors is associated with slower decline in Alzheimer disease. Neurology 73: 674 680, 2009 33)Viswanathan A, Rocca WA, Tzourio C: Vascular risk factors and dementia: how to move forward? Neurology 72: 368 374, 2009 34)Decarli C: Vascular factors in dementia: an overview. J Neurol Sci 226: 19 23, 2004
32:620 脳卒中 32 巻 6 号 (2010:1 Abstract Pathophysiology of vascular cognitive impairment Masafumi Ihara, M.D., Ph.D., Yoko Okamoto, M.D., Ryosuke Takahashi, M.D., Ph.D. and Hidekazu Tomimoto, M.D., Ph.D. 2) Department of Neurology, Kyoto University Graduate School of Medicine 2) Department of Neurology, Mie University Graduate School of Medicine Insufficiencies of blood supply will more or less lead to brain dysfunction. Cognitive impairment caused by such cerebrovascular insufficiency was called vascular cognitive impairment (VCI), a clinical syndrome composed of a markedly heterogeneous group of diseases rather than a unique pathological process. It includes large vessel disease with strategic single or multiple strokes and small vessel disease with progressive damage to the basal ganglia and/or the white matter. VCI was previously believed to be distinct from Alzheimer s disease (AD) resulting from a neurodegenerative process. However, such simple dichotomy needs to be reconsidered in light of the shared features between AD and VCI: these two disorders increase in prevalence with age, frequently occur concomitantly, and considerably overlaps in their symptomatology, pathophysiology, and comorbidity. So-called mixed brain pathologies, mainly comprising of AD pathology and cerebral infarctions, are reported to account for most dementia cases in community-dwelling elderly people. Consistent with this notion, the contributors to attributable risks at death for dementia include small vessel disease and multiple vascular pathologies, which are no less than those of the main pathological hallmarks of AD, neocortical neuritic plaques and neurofibrillary tangles. Importantly, the multifactorial aspects of cognitive impairment have been incorporated in the dynamic polygon hypothesis, which takes into account the contributions of strokes of all sizes and white matter hyperintensities in parallel to those of plaques and tangles. In terms of the treatment of dementia, it is undoubtedly important to control vascular risk factors for the prevention of VCI. However, even in patients who have AD without cerebrovascular disease, treatment of vascular risk factors is associated with a slower decline in the Mini-Mental State Examination score. Therefore, physicians should always bear in mind that vascular risk factors need to be controlled to achieve a reduction in the risk of dementia, even if the dementia is caused by AD. (Jpn J Stroke 32: 614 620, 2010)