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潰瘍性大腸炎関連大腸癌の早期診断に関する研究

品川, 貴秀 東京大学 DOI:10.15083/0002002553

2021.10.15

概要

【背景と目的】
 潰瘍性大腸炎(ulcerative colitis: UC)の患者においては、長期経過に伴う大腸粘膜の慢性炎症を背景に大腸炎関連大腸癌(colitis-associated cancer: CAC)やその前癌病変たるdysplasiaの発生リスクが高いことが知られており、早期発見のためにサーベイランス大腸内視鏡が重要である。しかしその内視鏡像は散発性大腸癌と比較してしばしば平坦で境界不明瞭であり、肉眼的に視認困難な例も少なくない。近年本邦におけるランダム化比較試験により、病変が疑われる部分から狙って生検する狙撃生検が従来のランダム生検と腫瘍性病変の検出率において遜色がないことが示された。一方で生検すべき病変の内視鏡的特徴は未だ明らかになっていない。そこで本研究ではUCのサーベイランス内視鏡において腫瘍性病変を発見・診断するために狙撃生検を行うべき内視鏡所見を明らかにすることを目的とした。

【対象と方法】
 本研究では、第一に実体顕微鏡によるUC関連腫瘍(CACまたはdysplasia)手術検体の解析を行い、第二に大腸拡大内視鏡画像を用いて結果の検証を行った。実体顕微鏡解析では、手術を行ったUC関連腫瘍の15症例、25病変を対象に、手術検体の実体顕微鏡像より病変部および周囲の非病変部を含む拡大画像769画像(うち腫瘍性病変509画像、非腫瘍性病変260画像)を作成し、2人の評価者が独立にまた病理診断に関して盲検的に評価した。評価はKudoの提唱したpit pattern分類に基づき非腫瘍性pit(I型、II型)と腫瘍性pit(III型、IV型、V型)に分類したほか、IV型pitの一形態としての松かさ・絨毛所見、および表面の腺管構造開大所見に着目しそれらの有無を判定した。評価者間の判定一致率はKappa検定にて評価した。また各所見と腫瘍性病変との関連を解析し、診断能を評価した。大腸拡大内視鏡解析では、実体顕微鏡解析の症例を含む計26症例、39病変について、それらの拡大内視鏡像113画像(腫瘍性病変64画像、非腫瘍性病変49画像)を同様の評価者2名が評価し、腫瘍性病変との関連を解析した。さらに、実体顕微鏡解析にて腫瘍性pitを伴わないと判定された平坦型腫瘍性病変について、術前内視鏡所見を遡って症例毎の特徴を検討した。

【結果】
 まず実体顕微鏡解析について、評価者間で判定が一致したものにおいて腫瘍性pitの診断能は感度77.4%、特異度89.5%、陽性適中率(PPV)92.8%であった(Kappa値0.677)。同様に松かさ・絨毛所見の診断能は感度21.4%、特異度96.8%、PPV92.0%(Kappa値0.625)、開大所見は感度31.3%、特異度84.8%、PPV78.2%(Kappa値0.430)であった。次に大腸拡大内視鏡解析について、同様に判定一致例における診断能はそれぞれ腫瘍性pitで感度92.3%、特異度72.7%、PPV84.2%(Kappa値0.581)、松かさ・絨毛所見で感度43.6%、特異度91.7%、PPV85.7%(Kappa値0.787)、開大所見で感度3.4%、特異度91.2%、PPV40.0%(Kappa値0.250)であった。実体顕微鏡で腫瘍性pitを伴わないと判定された平坦型病変6症例9病変中、3病変では術前内視鏡においても非腫瘍性pitを認めるのみであり、それらを含む7病変では発赤所見を伴っていた。

【考察】
 本研究では実体顕微鏡像769画像の解析により、松かさ・絨毛所見を含む腫瘍性pit pattern(III型、IV型、V型)がUCにおける腫瘍性病変と高い特異度やPPVを伴い関連していることが示された。一方で、非腫瘍性pit pattern(I型、II型)を呈する平坦型の腫瘍性病変も存在し、発赤領域がそれらの病変を認識し診断するための助けとなる可能性がある。開大所見については、特異度は高値であるもののPPVはやや低値であり、評価者間の所見一致率も低く、直接臨床応用するには限界がある可能性がある。以上より、サーベイランス内視鏡においては平坦な発赤領域に注意しランダム生検も行いつつ、松かさ・絨毛所見を含む腫瘍性pit patternは積極的に狙撃生検すべきであると考えられる。

第2章RUNX3の免疫組織学的検討による潰瘍性大腸炎における発癌高リスク群の予測
【背景と目的】
 長期経過のUCでは腫瘍性病変の早期診断のためにサーベイランス内視鏡が重要であるが、近年UC患者は増加傾向であり、患者を発癌リスクで層別化し発癌高リスク群を選別することによる、より効率的なサーベイランスが推奨されている。UCでは粘膜の慢性炎症を背景に「field effect」と呼ばれる様々なジェネティック、エピジェネティックな異常が非腫瘍性粘膜の段階で生じ、dysplasiaを経て発癌に至るとされている。Runt-related transcription factors 3(RUNX3)はRuntドメインに属する転写因子の一つで、これまで当科ではCACを伴うUC患者の非腫瘍性粘膜においてRUNX3発現が低下していることをDNAマイクロアレイ解析やRT-PCRにより示してきた。このRUNX3発現の有無が「field effect」の一つとしてUCにおける発癌の分子マーカーになりうると期待されるため、本研究ではRUNX3の発現を免疫染色により評価し、その発現と癌合併との関連を明らかにすることを目的とした。

【対象と方法】
 本研究では、第一にUCの直腸非腫瘍部粘膜の内視鏡生検検体を用いて、CAC合併例(CAC群)と非合併例(非CAC群)におけるRUNX3発現を免疫染色にて評価し比較した。第二にCACまたはdysplasiaの手術検体から作製したTissue microarray(TMA)を用いてRUNX3に対する免疫染色を行い、生検標本における染色結果の妥当性を評価した。生検検体の評価では、CAC群として2006年から2017年に当科にて手術を施行した浸潤癌症例20例を対象とした。非CAC群は、同期間にサーベイランス内視鏡を施行したCAC非合併症例138例を対象に、背景因子として性別、年齢、罹病期間、炎症範囲をそろえた20例をマッチドペア解析により抽出し対象とした。各群における直腸非腫瘍部粘膜の内視鏡生検検体においてRUNX3に対する免疫染色を行い、結果を比較した。TMAの評価では、1983年から2017年に当科にて手術したCACまたはdysplasia症例44例を対象にTMAを作製し、非腫瘍部におけるRUNX3の発現を免疫染色にて評価した。本研究では、RUNX3の発現を粘膜上皮細胞において染色された核の個数(RUNX3陽性細胞数)と染色されなかった核の個数(RUNX3陰性細胞数)を計測し、RUNX3陽性率を算出することで評価した。

【結果】
 生検検体におけるRUNX3陽性率の中央値(range)は、CAC群で35.6%(9.5-81.8)、非CAC群で70.7%(7.7-86.5)であり、CAC群で有意に低かった(p=0.03)。この結果よりROC曲線でCACを予測する最適なカットオフ値を求めると58%であり(AUC=0.705)、この値を用いると各20例中CAC群で5例(25%)が、非CAC群で14例(70%)がRUNX3陽性でありCAC群で有意に低かった(p=0.01)。また診断能は、感度75.0%、特異度70.0%、陽性適中率(PPV)71.4%、陰性適中率(NPV)73.7%であった。TMAでは44例中評価可能であった43例において、32例(74%)でRUNX3陰性、11例(26%)でRUNX3陽性であり、その比率は生検検体によるCAC群の結果とほぼ同等であった。またRUNX3発現の有無で比較すると、罹病期間(中央値)はRUNX3陽性例と比較し陰性例で有意に長かった(13.0年(5-20)対19.5年(6-50)、p=0.02)。

【考察】
 本研究では、UC患者の直腸非腫瘍部粘膜におけるRUNX3の蛋白レベルの発現がCAC合併例では非合併例と比較し有意に低かったことを生検検体に対する免疫染色によって確認した。癌抑制遺伝子として知られるRUNX3の発現低下が直接発癌に関与しているかは本検討の結果のみから断定はできないが、UCにおける「field effect」の一環として癌合併に関係している可能性はある。また診断能の結果よりRUNX3がCAC合併を予測する分子マーカーとなりうることが示唆された。これは我々のこれまでの研究結果を裏付け、RUNX3の評価を実臨床への応用に近づけたものである。さらにTMAを用いた検証でも生検検体による結果の妥当性を確認できた。以上よりRUNX3がCAC合併高リスク群を予測する分子マーカーとして有用である可能性が示唆された。

【結論】
 第1章より、松かさ・絨毛所見を含む腫瘍性pit pattern(III型、IV型、V型)や、平坦病変における発赤所見がUCにおける腫瘍性病変に特徴的であり、サーベイランス内視鏡において積極的に生検すべき所見であることが示された。また第2章より、CAC合併例の直腸非腫瘍部粘膜ではCAC非合併例と比較してRUNX3の発現が低下しており、RUNX3の免疫組織学的評価がCAC合併高リスク群の予測に有用である可能性があることが示された。

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