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神経眼科

アルツハイマー病の眼症状

1. アルツハイマー病の眼症状とは

Section titled “1. アルツハイマー病の眼症状とは”

アルツハイマー病(Alzheimer disease; AD)は一次性進行性神経変性疾患である。記憶・実行機能の進行的悪化を特徴とし、日常生活動作を障害する。60歳代の約4.7%に影響し、認知症全症例の50%以上を占める。米国で約550万人、世界で最大3,500万人が罹患すると推定され、罹患率は1,000人年あたり11人とされる。

ADは認知機能正常(前臨床AD)→軽度認知障害(MCI)→AD認知症の連続体として進行する1)。現在完治させる治療法はないが、認知機能低下の進行を遅らせる治療法が存在する(効果は限定的)。

ADは眼の多数の構造に影響を及ぼす。網膜・視神経・水晶体・涙液・角膜・瞳孔・脈絡膜に病理学的変化が報告されている。網膜は発生学的に間脳に由来し、視神経を介して脳と接続する。血液網膜関門と血液脳関門の構造的・機能的類似性、および神経血管ユニット(NVU)の共通性から、網膜は「脳への窓」として位置づけられる1)。PETやCSF検査に比べ低コスト・非侵襲的な方法でCNSの変化を観察できる点が注目されている1)

Q アルツハイマー病でなぜ眼に変化が起こるのか?
A

網膜は発生学的に脳(間脳)の一部であり、血液網膜関門と血液脳関門に構造的・機能的類似性がある。ADの病態(アミロイドβ沈着・タウ病理・神経炎症)は脳と同様に網膜にも波及するため、眼に多様な変化が生じる1)

ADでは認知症状と並行して、以下のような視覚症状が出現する。

  • 視力低下:低輝度下での視力低下が特徴的である。
  • 視空間失認:空間内の物体位置・奥行きの認識が障害される。
  • 読書困難:視覚変異型AD(後部皮質萎縮症)患者に顕著である。
  • 色覚異常:色識別エラーはMMSEスコアと逆相関する。
  • コントラスト感度低下:コントラスト感度障害および運動知覚障害を生じる。
  • 立体視低下:奥行き知覚の障害が起こる。
  • 概日リズム変化:メラノプシン含有網膜神経節細胞(RGC)の変性と関連する。

ADの臨床所見は眼の各構造に分布する。

網膜所見

RNFL菲薄化:メタ解析でAD認知症患者は対照群に比べperipapillary RNFLが有意に薄い(SMD=−0.67)1)

GC-IPL菲薄化:SMD=−0.46。AUROCはRNFLより高い可能性がある(0.685 vs 0.601)1)

RGC減少:網膜神経節細胞の減少・メラノプシンRGCの変性が死後研究で報告されている1)

網膜Aβ・タウ沈着:タウ、アミロイドβ(Aβ)、リン酸化タウの網膜内沈着が報告されている。

視神経・その他

視神経菲薄化:軸索変性・消失による視神経厚の減少と乳頭蒼白が生じる。

水晶体変化:ADと核上白内障の相関が報告されている。Aβ沈着が水晶体に認められ、脳のMRI所見・臨床症状に最大10年先行する可能性がある。

涙液・角膜・瞳孔:涙液流量とタンパク質レベルの増加、角膜知覚の低下、瞳孔対光反射の振幅減少が報告されている。

脈絡膜:脈絡膜厚の減少が認められる。

網膜血管所見OCTAおよび動的血管解析で検出):

  • 血管密度低下:網膜血管密度の低下と中心窩無血管領域(FAZ)の拡大1)
  • 血管反応遅延:フリッカー刺激に対する動脈最大拡張30%到達時間がADで延長(7.0秒 vs 対照5.0秒、AUROC 0.853)1)
  • フラクタル次元低下:動脈1.201 vs 1.235(p=0.008)、静脈1.171 vs 1.210(p<0.001)1)
  • 網膜酸素飽和度上昇:中等度AD動脈94.2%±5.4% vs 健常90.5%±3.1%(p=0.028)1)

視覚変異型AD(VVAD)・後部皮質萎縮症(PCA)

頭頂・後頭葉の局所的萎縮により、視覚症状が初発するADのサブタイプである。構造的画像検査が陰性あるいは後部皮質萎縮のみの同名半盲・皮質視覚障害はADを示唆する可能性がある。

Q 視覚変異型アルツハイマー病(VVAD)とは何か?
A

VVADは後部皮質萎縮症(PCA)とも呼ばれ、頭頂・後頭葉の局所的萎縮による視覚症状が初発するADのサブタイプである。読書困難・視空間失認・視覚情報処理の問題が主な症状となり、記憶障害が目立たない初期から視覚症状が前景に出ることが特徴である。

ADの主たる病因はアミロイド仮説に基づく。Aβの産生と除去の不均衡によりAβが沈着・凝集し、タウタンパク質の異常凝集により神経原線維変化(NFT)が形成される。NFT数は疾患重症度と相関する。折り畳み異常タンパク質が酸化ストレス・炎症ダメージを誘発し、シナプス・ニューロン活動障害を介して神経細胞消失・脳萎縮へと至る。

血管疾患との関連も重要である。血管リスク因子は脳Aβ負荷の増加と関連し、脳血管疾患とAβの併存は認知機能低下・神経変性を促進する1)。剖検研究では、混合型認知症の臨床的証拠がないAD患者でも微小血管病理が存在することが示されている1)

以下に主なリスク因子と保護因子を示す。

区分主な因子
修正可能なリスク因子2型糖尿病、脂質異常症、肥満、心血管疾患、喫煙、抗コリン薬使用
保護因子高い教育水準、バイリンガリズム、社会的交流、結婚、身体活動

世界のAD症例の約1/3は修正可能なリスク因子に起因するとされる。また、顕著なNFTおよびAβ負荷がありながら認知機能を維持していた個人の存在から、遺伝的感受性がリスク修飾因子として作用することが示唆されている。

ADの診断は主に臨床的に行われる。認知機能評価・身体診察・脳画像検査(MRI、CT、PET)による裏付けを組み合わせる。確定診断は、臨床症状・徴候に加え、死後の組織学的検査によるNFTとAβの可視化によってのみ可能である。アルコール使用歴・外傷・血管障害の寄与を除外した後にのみADと診断する。

眼科的診断法を以下に示す。ADの眼科的所見は補助的バイオマーカーとしての可能性が研究されているが、現時点では確立されたAD診断法ではない。

構造評価

  • OCT(光干渉断層計):網膜神経線維層厚とGC-IPL厚を定量的に測定する。SD-OCTの再現性はperipapillary 網膜神経線維層 ICC 0.927、CoV 3.83%;GC-IPL ICC 0.968、CoV 1.91%と良好である1)
  • 適応光学SLO:約2μmの超高解像度で神経線維束を直接可視化する。MCI患者で網膜神経線維層上に過反射性顆粒膜が有意に多い(内網膜グリオーシスを反映する可能性)1)

血管・機能評価

  • OCTA(光干渉断層血管撮影):網膜血管密度の低下、FAZ拡大を検出する1)
  • 動的血管解析(DVA):フリッカー光刺激に対する網膜血管反応を評価する。AD認知症群の動脈拡張は対照群・MCI群に比べ有意に低下(0.77% vs 3.53% vs 2.84%)、AUROC 0.8531)
  • 網膜酸素飽和度測定:570nmと600nmの2波長による非侵襲的測定。AD・MCIで動脈・静脈の酸素飽和度が上昇する1)
  • FLIO(蛍光寿命イメージング検眼鏡):前臨床AD患者で対照群より長い蛍光寿命(593.9±93.3 vs 454.4±38.6 ps、p=0.036)。GC-IPL厚やCSF中Aβ・タウと相関する1)

バイオマーカー検出

  • 網膜アミロイド斑イメージング:クルクミン蛍光色素を用いたSLO。AD患者でベースライン比2.1倍の蛍光強度増加。上耳側四半部にAβ沈着が密集し、血管に沿う分布を示す。
  • ハイパースペクトル網膜イメージング:225の連続スペクトルバンドで生体分子を特定する。機械学習モデルによりAβ陽性/陰性の判別が可能とされる1)
  • 涙液バイオマーカー:リポカリン-1、ダーミシジン、リゾチームC、ラクトリチンの組み合わせで感度81%・特異度77%と報告されている。
  • 末梢網膜のドルーゼン:AD患者で末梢網膜にドルーゼン沈着が多い(25.4% vs 4.2%、p=0.04)。特に上鼻側四半部に多い1)
  • 眼球運動:サッカードの遅延、追従眼球運動の障害が報告されている(NCT01434940)。

診断上の限界

  • RNFL菲薄化はAD特異的でなく、パーキンソン病・レビー小体型認知症でも同様の所見を呈する1)
  • 緑内障との鑑別が困難であり、緑内障でも下方・上方のRNFL菲薄化パターンを示す1)
  • 前臨床ADに関する研究が不足している1)
Q 眼科検査でアルツハイマー病を診断できるか?
A

OCT・OCTAなどでADに関連した網膜変化を検出できるが、いずれも疾患特異度が低く、現時点でADの確定診断には使用できない。緑内障や他の神経変性疾患でも類似の所見が生じるため、眼科的所見はあくまで補助的バイオマーカーとして研究段階にある1)

ADに対する根治療法は現在存在しない。認知機能低下の進行を遅らせることを目的とした治療法が存在するが、効果は限定的である。ADは眼科単独で治療する疾患ではなく、神経内科・精神科との学際的連携が主体となる。

ADの眼症状への対応

  • 視力補正:適切な屈折矯正と光学的補助具の提供
  • 環境調整:低輝度環境への配慮、色覚・コントラスト感度低下に応じた照明調整
  • リハビリテーション紹介:VVAD/PCA患者では視覚リハビリテーションやカウンセリングへの早期紹介が重要
  • 定期眼科フォロー:白内障・緑内障など合併する眼疾患の管理

6. 病態生理学・詳細な発症機序

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ADの網膜病理はAβ沈着とタウ凝集を中心に展開する。

網膜でのAβ斑は組織学的研究で検出されており、GC-IPLに最も多く、血管周囲に集簇する傾向を示す。網膜Aβの蓄積は脳より早期に起こる可能性がある1)。Aβは変性メラノプシンRGC内外に沈着し、RGC層・内顆粒層・外顆粒層の細胞数減少と並行する。細胞株・動物モデルではAβの網膜ニューロンへの毒性が確認されている1)

一方、トランスジェニックマウスでは網膜にタウ凝集体が検出されている。異常神経栄養因子シグナリング・興奮毒性感受性増大・早期軸索障害・RGC機能障害が報告されている1)

ただし、網膜でのAD病理の存在は文献間で一致しない。一部の研究ではAβ・線維性タウが検出されていない。組織処理法・免疫染色プロトコールの違いが不一致の一因とされている1)

網膜菲薄化の機序として2つの仮説がある1)

  • 逆行性変性仮説:脳病変による視覚路の逆行性変性が視神経・網膜層を二次的に菲薄化させる。
  • 共通病態仮説:脳と網膜で同時にAD病理(Aβ斑・タウ・神経炎症)が発生するという考え方。

一部の研究ではAD初期にRNFL肥厚が報告されており、内網膜の反応性グリオーシス(炎症反応)が菲薄化に先行する可能性が示唆されている1)。神経変性プロセスの時間的順序として、RNFL菲薄化が先行しGC-IPL菲薄化が後続する可能性も指摘されている1)

脳小血管病変がAD病態に寄与する。網膜血管フラクタル次元の低下は、脳微小循環の最適性からの逸脱を反映すると考えられる1)。中心網膜静脈径(CRVE)の狭小化は静脈壁コラーゲン沈着による壁肥厚の可能性がある1)。網膜酸素飽和度の上昇はADに関連する低代謝を反映すると考えられる1)

Q 網膜にもアミロイドβは蓄積するのか?
A

組織学的研究では、網膜(特にGC-IPL)にAβ沈着が確認されている事例がある1)。ただし文献間での一致性は低く、組織処理法の違いなどが関与している。網膜Aβ蓄積が脳の病変より早期に起こる可能性も報告されているが、確立した知見ではない。


7. 最新の研究と今後の展望(研究段階の報告)

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AI・深層学習による網膜画像解析

Section titled “AI・深層学習による網膜画像解析”

深層学習(DL)を用いてAD特有の「網膜指紋」(retinal fingerprint)を認識する試みが進んでいる。眼科クリニックでの日常的な網膜画像からADの大規模スクリーニングへの応用、および二段階リスク層別化による医師支援システムの構築が研究目標とされている1)

マルチモーダル・複合バイオマーカーアプローチ

Section titled “マルチモーダル・複合バイオマーカーアプローチ”

網膜イメージング単独では疾患特異度が限定的であることから、血液バイオマーカーとの組み合わせ(「multiple marker approach」)による診断精度向上が検討されている1)

臨床試験中の眼科的アプローチ

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アフトベチン塩酸塩を用いた水晶体Aβ検出の臨床試験(NCT02928211)では、水晶体でのAβ沈着をin vivoで検出する手法が評価されている。水晶体アミロイド病理は臨床症状に最大10年先行する可能性があり、超早期バイオマーカーとしての意義が注目されている。眼球運動追跡によるAD診断の試験(NCT01434940)も進行中である。

低用量アスピリンによる白質病変・無症候性脳梗塞の進行抑制効果を評価するENVIS-ion研究では、網膜血管変化が治療アウトカムとして検証されている1)。網膜血管パラメータが脳血管疾患の治療評価指標として活用できる可能性を探る試みである。


  1. Cheung CY, Mok V, Foster PJ, Trucco E, Chen C, Wong TY. Retinal imaging in Alzheimer’s disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2021;92(9):983–994.

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