肺気腫

肺気腫
左側の全小葉浸潤を示す進行した中心性小葉性気腫
専門呼吸器科
症状息切れ、慢性咳嗽[ 1 ]
通常の発症40歳以上[ 1 ]
間隔長期的[ 1 ]
原因喫煙、大気汚染、遺伝学[ 1 ]
診断方法スパイロメトリー、肺機能検査[ 2 ]
鑑別診断喘息、うっ血性心不全、気管支拡張症、結核、閉塞性細気管支炎、びまん性汎細気管支炎[ 3 ]
防止禁煙、室内外の空気質の改善、タバコ規制対策[ 4 ]
処理呼吸リハビリテーション、長期酸素療法、 肺容量減少[ 4 ]
薬吸入気管支拡張薬とコルチコステロイド[ 4 ]

肺気腫は、肺胞が異常に拡大し、肺の弾力性が失われた肺の病気です。[ 5 ]最も一般的には、肺気腫は肺の空気の空間（肺胞）が永久的に拡大した状態を指し、[ 5 ] [ 6 ]肺気腫としても知られています。

肺気腫は下気道疾患であり、[ 7 ]肺の中に空気で満たされた空間が拡大することを特徴とし、その大きさは様々で、非常に大きくなることもあります。この空間は、スポンジ状の肺組織を置き換える肺胞壁の破壊によって引き起こされます。これにより、ガス交換に利用できる肺胞の総表面積が減少し、血液への酸素供給が減少します。[ 8 ]肺気腫は、喫煙やその他の危険因子の影響を受けて発症するまでに時間がかかるため、通常は中年以上の人口に発生します。α -1アンチトリプシン欠乏症は遺伝的危険因子であり、より早期に症状が現れる場合があります。[ 9 ]

肺気腫は、著しい気流制限を伴う場合、長期の呼吸困難と気流不良を特徴とする進行性肺疾患である慢性閉塞性肺疾患（COPD）の主要なサブタイプです。 [ 10 ] [ 11 ] COPDがなくても、 CT肺スキャンで肺気腫が見つかると、喫煙者の死亡リスクが高くなります。[ 12 ] 2016年の米国では6,977人が肺気腫で死亡しており、これは10万人あたり2.2人です。[ 13 ]世界では、全死亡者の3％を占めています。[ 14 ] 2018年に行われたタバコと大麻の喫煙の影響に関する研究のレビューでは、累積的な毒性効果が肺気腫と自然気胸の発症の危険因子となる可能性があることがわかりました。[ 15 ] [ 16 ]

肺気腫には4つのタイプがあり、そのうち3つは肺の小葉の構造に関連しており、中心小葉性または中心腺房性、汎小葉性または汎腺房性、および傍中隔または遠位腺房性肺気腫であり、線維化（瘢痕化）とは関連がありません。[ 17 ] 4番目のタイプは傍瘢痕性肺気腫または不規則性肺気腫として知られ、腺房が不規則に侵され、線維化を伴います。[ 17 ]画像ではさまざまなタイプが見られますが、臨床的には明確に定義されていません。[ 18 ]また、水疱性肺気腫、局所性肺気腫、リタリン肺など、多くの関連疾患があります。肺気腫の最初の2つのタイプ、すなわち中心小葉性肺気腫と汎小葉性肺気腫のみが、顕著な気流閉塞と関連しており、中心小葉性肺気腫は汎小葉性肺気腫よりも約20倍多く発症します。中心小葉性肺気腫は喫煙と関連する唯一のタイプです。[ 17 ]

骨粗鬆症はしばしば肺気腫の合併症となります。増悪時の治療における全身性コルチコステロイドの使用は骨粗鬆症の重大な危険因子であり、反復使用は推奨されません。[ 19 ]

兆候と症状

肺気腫を伴う肺胞の図

肺気腫は下気道の呼吸器疾患です。[ 7 ]一般的には喫煙が原因ですが、喫煙したことがない人でも発症することがあります。[ 14 ]肺気腫の存在は肺がんの明らかな危険因子であり、喫煙者ではその危険因子が強くなります。[ 20 ]

肺気腫の初期症状は多岐にわたります。咳（痰の有無にかかわらず）、喘鳴、呼吸数の上昇、労作時の息切れ、胸の圧迫感などが挙げられます。風邪やインフルエンザに頻繁にかかることもあります。[ 1 ]その他の症状としては、不安、抑うつ、疲労、睡眠障害、体重減少などが挙げられます。これらの症状は、他の肺疾患やその他の健康問題に関連している可能性もあるため、[ 21 ]肺気腫はしばしば診断されません。肺気腫による息切れは、時間の経過とともに悪化し、慢性閉塞性肺疾患（COPD）へと進行する可能性があります。

喫煙者における肺気腫の兆候として、肺の気管支肺胞洗浄液（BAL）から採取した肺胞マクロファージの数が多くなることが挙げられます。喫煙者では、非喫煙者に比べて4～6倍のマクロファージ数となることがあります。[ 22 ]

肺気腫も樽状胸郭と関連しています。

種類

肺気腫には主に4つのタイプがあり、そのうち3つは肺の小葉の構造に関連しており、中心小葉性または中心腺房性、汎小葉性または汎腺房性、および傍隔壁性または遠位腺房性で、線維化（瘢痕化）とは関連がありません。[ 17 ]線維化はこれらのサブタイプの正常な特徴ではありませんが、末期肺気腫の修復戦略は肺線維症につながる可能性があります。[ 14 ] 4番目のサブタイプは傍瘢痕性肺気腫または不規則性肺気腫として知られ、腺房を不規則に侵し、線維化に関連しています。[ 17 ]

肺気腫の最初の2つのタイプ、すなわち中心小葉性および汎小葉性のみが重大な気流閉塞と関連しており、中心小葉性肺気腫の気流閉塞は汎小葉性よりも約20倍多く見られます。[ 17 ]サブタイプは画像上で確認できますが、臨床的には明確に定義されていません。[ 18 ] また、水疱性肺気腫、局所性肺気腫、リタリン肺など、関連する病態も多数あります。

中心小葉

末期肺気腫の染色された肺組織

中心小葉性気腫は中心細気管支気腫とも呼ばれ、肺の肺小葉の中心（中心小葉性）、終末細気管支と第一呼吸細気管支の周囲の領域に影響を及ぼし、画像上では目に見える肺動脈の先端の周囲の領域として確認できます。中心小葉性気腫は最も一般的なタイプで、通常、喫煙や慢性気管支炎に関連しています。[ 17 ]この病気は中心小葉部分から進行し、周囲（小葉周囲）領域の肺実質は温存されます。[ 23 ]通常、肺の上葉が影響を受けます。[ 17 ]肺の上葉は、重力による換気:灌流比が高いため、中心小葉性気腫にかかりやすいです。肺の頂点では肺の底部に比べて血液とリンパの流れが少ないため、粒子の濾過能力は低下します。[ 24 ] [ 25 ]

汎小葉性

汎小葉性肺気腫は、汎細葉性肺気腫とも呼ばれ、小葉内のすべての肺胞に影響を及ぼし、肺全体または主に下葉を侵す可能性があります。[ 18 ] [ 26 ]このタイプの肺気腫は、 α1アンチトリプシン欠乏症（A1ADまたはAATD）およびリタリン肺と関連しており、[ 26 ]喫煙とは関係ありません。[ 18 ]

合併症

中心性小葉性および汎小葉性肺気腫の合併症として考えられるものには、呼吸不全、肺炎、呼吸器感染症、気胸、間質性肺気腫、肺性心疾患、呼吸性アシドーシスなどがあり、生命に関わるものもあります。[ 27 ]

隔壁傍

傍隔膜気腫は、遠位腺房気腫とも呼ばれ、胸膜表面または裂溝に隣接する気腫性変化を指します。[ 18 ] [ 28 ]傍隔膜気腫で形成されるブレブまたはブラと呼ばれる嚢胞性空間は、通常、胸膜下の一層にのみ発生します。この点が、線維化で見られる小さな嚢胞性空間の蜂巣状構造と区別されます。線維化は通常、層状に発生します。[ 28 ]このタイプの肺気腫は、気流閉塞を伴いません。[ 29 ]

水疱性

水疱性肺気腫のCTスキャン

胸膜下ブラが顕著な場合、肺気腫は水疱性肺気腫と呼ばれます。水疱は広範囲に広がり、合体して巨大水疱を形成することがあります。巨大水疱は胸郭の3分の1を占めるほど大きくなり、肺実質を圧迫し、肺転移を引き起こすこともあります。この肺気腫は現在、巨大水疱性肺気腫と呼ばれ、圧迫された実質のため、より一般的には消失肺症候群と呼ばれています。 [ 30 ]水疱または水疱は破裂して気胸を引き起こすことがあります。[ 17 ]

傍瘢痕性

傍瘢痕性肺気腫は、不規則肺気腫とも呼ばれ、線維化（瘢痕）部位に隣接して大きな空間として現れます。瘢痕は、珪肺症、肉芽腫性 感染症、結核、または肺梗塞によって最も多く発生します。肺線維症の蜂巣状気腫との鑑別は困難な場合があります。[ 31 ]

HIV関連

典型的な肺疾患はHIV/AIDSの合併症であり、肺気腫が疾患の原因となっている。HIVは喫煙の有無にかかわらず、肺気腫やCOPD発症の危険因子として挙げられている。[ 32 ] HIV感染者の約20%に肺気腫性変化の増加がみられる。このことから、HIVに関連した根本的なメカニズムが肺気腫発症の一因となっている可能性が示唆されている。HIV関連肺気腫は喫煙に関連するものよりもはるかに短期間で発症し、α1アンチトリプシン欠乏症による肺気腫でも早期の症状発現がみられる。これらの病態はいずれも主に下肺に損傷がみられることから、2つのメカニズムに類似性が示唆される。[ 33 ]

慢性閉塞性肺疾患の唯一の遺伝子型であるα1アンチトリプシン欠乏症の患者の一部に肺気腫が発症することがあります。これは通常、他のタイプよりもはるかに早期に発症します（HIV関連肺気腫も同様です）。[ 34 ]

リタリン肺

メチルフェニデート（一般にリタリンとして販売され、注意欠陥・多動性障害の治療における刺激薬として広く使用されている）の静脈内投与は、リタリン肺として知られる肺気腫性変化を引き起こす可能性がある。この関連性の背後にあるメカニズムは明確に解明されていない。リタリン錠は注射用に設計されていない。充填剤としてタルクが含まれており、タルクへの曝露が肉芽腫症を引き起こし、肺胞破壊につながる可能性が示唆されている。しかし、他の静脈内投与薬にもタルクが含まれており、それらでは肺気腫性変化は認められない。高解像度CTスキャンでは、肺気腫は汎小葉性であることが示された。[ 35 ]

CPFE

肺線維症・肺気腫合併症（CPFE）は、上葉気腫と下葉間質線維症を併発する稀な症候群です。CTスキャンによって診断されます。[ 36 ]この症候群は、肺高血圧症を発症しやすいことが顕著です。[ 37 ]

SRIF

喫煙関連間質性線維症（SRIF）は、肺気腫に発生する別のタイプの線維症であり、病理医によって診断可能です。CPFEとは異なり、このタイプの線維症は通常、臨床的に潜在性です（つまり、症状や画像異常を引き起こしません）。しかしながら、SRIFの患者の中には、間質性肺疾患の症状と放射線学的所見を呈する人もいます。[ 38 ]

先天性大葉

先天性大葉性肺気腫（CLE）は、先天性大葉性過膨張や乳児大葉性肺気腫とも呼ばれ、[ 39 ]新生児の肺の気腔が拡大した状態で発症する疾患です。出生時または生後6ヶ月以内に診断され、女児より男児に多く見られます。CLEは肺の上葉が下葉よりも多く、左肺が右肺よりも多く発症します。[ 40 ] CLEは、気管支の部分的な閉塞により肺の1つまたは複数の葉が過膨張した状態と定義されます。これにより、近くの臓器に圧迫症状が起こります。動脈管開存症、心房中隔欠損症、心室中隔欠損症、ファロー四徴症など、いくつかの心臓異常を伴います。[ 41 ] CLEは気管支の異常な発達や、近隣の組織による気道の圧迫によって引き起こされる可能性があるが、症例の半数では原因が特定されていない。[ 40 ]肺CTスキャンは、肺葉の解剖学的構造や、隣接する肺葉の形成不全の有無を評価するのに有用である。造影CTは、血管異常や縦隔腫瘤の評価に有用である。[ 41 ]

フォーカル

大きな水疱と小さな水疱の図解

局所性肺気腫は、肺胞よりも大きな肺気腫の局所領域であり、しばしば炭鉱労働者塵肺症を伴います。[ 42 ]これは局所性肺気腫とも呼ばれます。[ 43 ]ブレブやブラも局所性肺気腫に含まれる場合があります。これらは、大きさと壁の厚さによって、肺嚢胞と呼ばれる別の種類の閉鎖された空気空間と区別できます。ブレブやブラの壁の厚さは1mm未満で、より小さいです。[ 44 ]

職業

様々なガスや粒子を吸入することで肺気腫を発症する職業は数多く存在します。米国では、ラドンガスや粒子を放出するウラン鉱山が肺気腫による死亡の原因となっていることが示されており、この研究の対象者には喫煙者も含まれていました。ウランの採掘と精錬は環境汚染を引き起こすことが判明しました。[ 45 ]

炭鉱労働者塵肺症を引き起こす可能性のある炭鉱粉塵の吸入は、肺気腫発症の独立した危険因子である。局所性肺気腫は炭疽斑と関連しており、これが進行性中心性小葉性肺気腫へと進展する。まれに、汎小葉性肺気腫の亜型が発症することもある。[ 46 ]

珪肺症はシリカ粒子の吸入によって起こり、大きなシリカ結節の形成は、水疱の有無にかかわらず、傍瘢痕性肺気腫と関連している。[ 47 ]

オゾン誘発性肺気腫

オゾンも呼吸器系に影響を及ぼす可能性のある汚染物質の一つです。オゾンに長期曝露すると肺気腫を引き起こす可能性があります。[ 48 ]

骨粗鬆症

骨粗鬆症は肺気腫の主要な合併症です。どちらの疾患もBMI（ボディマスインデックス）の低さと関連しています。[ 49 ]肺気腫の治療と骨粗鬆症の間には関連性があり、増悪時の全身性コルチコステロイドの使用は骨粗鬆症の重要な危険因子であり、繰り返し使用することは推奨されません。[ 19 ]

その他の用語

代償性肺気腫は、肺の別の部分を手術で切除したり、肺の別の部分の大きさを小さくしたりすることで、肺の一部が過剰に膨張する病気です。[ 50 ]

間質性肺気腫（PIE）は、肺の内部、肺胞の正常な空気空間の外部に空気が溜まった状態であり、気管支血管周囲鞘、小葉間隔、臓側胸膜の結合組織内に気腫として見られます。

肺容量減少

進行した肺気腫患者には、肺容量減少術が提案されることがあります。他の治療法が奏効せず、肺気腫が上葉に限局している場合は、外科的治療が選択肢となる場合があります。 [ 51 ]肺容量減少のために、低侵襲性の気管支鏡下手術が数多く行われています。[ 52 ]

外科手術

重度の肺気腫があり、著しい過膨張を伴う場合、他の治療法に反応しないことが判明した場合、肺容量減少手術（LVRS）が選択肢となる可能性があります。[ 53 ] [ 54 ] LVRSでは、肺気腫によって最も損傷を受けた肺葉から組織を切除することで、他の肺葉が拡張し、機能が改善されます。この手術は、肺気腫が主に上葉に及んでいる場合に特に効果的であるようですが、びまん性肺気腫の患者では有害事象や早期死亡のリスクが高まります。[ 55 ] [ 51 ]

気管支鏡検査

低侵襲気管支鏡手術は、肺容量を減らすために行われることがあります。これには、弁、コイル、または熱凝固法の使用が含まれます。[ 56 ] [ 57 ]気管支内弁は、進行した肺気腫に起因する重度の過膨張患者に用いられる一方向弁です。この手術には、適切な標的肺葉と側副換気は必要ありません。肺葉に1つまたは複数の弁を配置することで、肺葉の部分的な虚脱が誘発され、残気量が減少し、肺機能、運動能力、および生活の質が向上します。[ 58 ]

弁の使用を妨げる側副換気がある場合には、弁の代わりにニチノール製の気管支内コイルの設置が推奨される。 [ 59 ] [ 60 ]ニチノールは生体適合性の形状記憶合金である。

これらの手法はいずれも、持続的なエアリークや心血管系合併症などの副作用を伴う。気管支鏡下熱蒸気アブレーションは、より優れた治療法である。加熱した水蒸気を用いて患部肺葉を標的とし、永続的な線維化と容積減少をもたらす。この治療法は個々の肺葉分節を標的とすることができ、側副換気の有無にかかわらず施行でき、肺気腫の自然な進行に合わせて繰り返すことができる。[ 61 ]

その他の手術

末期疾患では、片方の肺または両方の肺（両側）の置換である肺移植が考慮されることがあります。残存する片方の肺では合併症が起こる可能性があり、合併症には過膨張、肺炎、肺がんの発生などがあります。[ 62 ]移植手術については、 National Emphysema Treatment Trial (NETT)で推奨されているように、死亡リスクが増加する場合もあるため、注意深い選択が必要です。[ 51 ]年齢やBODE 指数を使用した運動耐容能など、いくつかの要因を考慮する必要があります。[ 62 ]移植は、重篤な合併症がない場合にのみ考慮されます。[ 52 ] CTスキャンや換気/灌流スキャンは、外科的介入の症例評価や、術後の反応評価に有用な場合があります。[ 63 ]巨大なブラが片胸の3分の1以上を占める場合には、ブラ切除術が行われることがあります。[ 52 ]

他の組織では

閉じ込められた空気は、皮膚の下などの他の組織にも発生する可能性があり、皮下気腫として知られています。眼窩気腫は眼窩内に空気が閉じ込められる病気で、眼瞼気腫はその一つで、まぶただけに発症します。[ 64 ]気腫性胃炎は胃壁に空気が溜まる病気で、通常は細菌感染によって引き起こされます。[ 65 ]これはまれですが、死亡率は高いです。[ 66 ]

歴史

1769年に肺気腫に関する最も初期の記述の一つを記録したジョヴァンニ・バッティスタ・モルガーニ

肺気腫と慢性気管支炎という用語は、1959年のCIBAゲストシンポジウムと1962年のアメリカ胸部学会診断基準委員会で正式に定義されました。[ 67 ]肺気腫という言葉は、古代ギリシャ語のἐμφύσημα「膨張、腫れ」[ 68 ]（空気で満たされた空間で膨らんだ肺を指す）に由来し、さらにἐμφυσάω emphysao「吹き込む、膨らませる」[ 69 ]から成り、「中に」を意味するἐν enと「風、突風」を意味するφυσᾶ physa [ 70 ]から構成されています。[ 71 ] [ 72 ]

聴診器を発明した医師ルネ・ラエンネックは、著書『胸部疾患および間接聴診法に関する論文』（1837年）の中で、剖検中に胸部を開いても虚脱しない肺について記述し、肺気腫という用語を使用した。 [ 67 ]ラエンネックは、肺が通常のように虚脱しないのは、空気が満たされ、気道が粘液で満たされているからだと指摘した。[ 67 ]肺気腫と思われるものの初期の記述には、1679年にT.ボネットが「容積の大きい肺」の状態について、1769年にジョヴァンニ・モルガーニが「特に空気によって膨張した」肺について記述しているものがある。[ 67 ] [ 73 ] 1721年にルイシュが肺気腫の最初の図面を作成した。[ 73 ]その後、1789年にマシュー・ベイリーが描いたイラストと、この病気の破壊的な性質の説明が続きました。

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参考文献

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