呼気凝縮液による気道炎症モニタリングシステムの開発と気管支喘息病態評価法への応用

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19590560
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 片岡 幹男 Okayama University, 大学院・保健学研究科, 教授 (50177391)
• Keywords: 呼気凝縮液 / 気管支喘息 / バイオマーカー

Research Abstract

気管支喘息の気道炎症のモニタリングに最適な検査システムとしては、非侵襲的に実施でき、自己で検体の採取が可能であり、装置は小型で、頻回の検査を行える装置であり、これによって得られた検体中に測定可能な炎症性マーカーが存在する必要がある.これらの条件を満たし、しかも肺局所の病態を示す検体として呼気凝縮液に注目した.呼気凝縮液はBALでしか採取できなかった気道上皮被覆液を非侵襲的に採取でき、しかも肺局所の病態を如実に反映しているものと考えられる.もし呼気凝縮液中に気道炎症を反映する炎症性マーカーを検出できたなら、気管支喘息患者のモニタリングシステムに応用できると考えた.
1. 呼気凝縮液採集装置の作製
ブラスチックピペットにシリコンチューブを接続し、高分子ポリマー製冷却剤によりピペット周囲を冷却することにより、呼気凝縮液を採集する装置を作成した。シリコンチューブの先端に一方向弁をとりつけ、マウスピースを介して安静呼吸を行い、呼気凝集液をピペット中に回収した。呼気回路の改善を行い、採取効率が向上し、10分間の安静呼吸で、1.5mlの呼気凝縮液の採取が可能となった。
2. 呼気凝縮液の解析
(1) 呼気凝縮液のpHの測定
(2) 呼気凝縮液中の炎症性マーカーの定量
1) アルブミンおよびCRPの微量定量
2) NO及び過酸化水素の蛍光測定
3) 好酸球カチオン蛋白測定
4) ロイコトリエン測定
5) ミエロペルオキシダーゼ測定
3. 呼気凝縮液採取システム
本研究で作製した呼気凝縮液採取装置により、患者、健常人ともベッドサイドにて簡便に採取可能であった。
健常人および喘息患者の呼気凝縮液の採取を行い、上記の項目について解析を行い、症例の集積を行った。喘息患者では健常人に比し、EBC中の炎症性マーカーやNO、過酸化水素、好酸球カチオン蛋白、ロイコトリエンの上昇が認められた。またミエロペルオキシダーゼは蛋白濃度、活性とも喘息患者で上昇が認められた。
炎症性マーカーと気管支喘息の日常診療で得た喘息症状、治療スコア、症状スコア、治療内容などの比較した結果、多くのバイオマーカーで重症度が増す毎に、高値になる傾向が認められた。しかし幾つかのマーカーでは重症群で、中等症に比し低値を示してした。この結果は重症群では治療に高用量の吸入ステロイドを使用しており、そのことが影響していると考えられた。本装置は市販のピペット及び呼吸器回路を組み合わせたものであり、患者が在宅で本装置により呼気凝縮液を採取するには-体型の装置を試作する必要があると考えられた。
呼気凝縮液中に気管支喘息の気道炎症を反映するマーカーの存在を見いだし、これらは種々の方法で測定可能であることを確認した。呼気凝縮液検査は気管支喘息の気道炎症モニタリングシステムとして有用であることが明らかとなった。