血清マーカーによる胃癌リスク評価法改良版 ――胃腫瘍に対する真の低リスクの決定―― 抄 訳 井上 和彦(川崎医科大学総合臨床医学) Advanced Method for Evaluation of Gastric Cancer Risk By Serum Markers: Determination of True Low-Risk Subjects for Gastric Neoplasm Tomoyuki Boda,* Masanori Ito,* Masaharu Yoshihara,† Yoko Kitamura,* Taiji Matsuo,‡ Shiro Oka,‡ Shinji Tanaka‡ and Kazuaki Chayama* *Department of Gastroenterology and Metabolism, Hiroshima University, Hiroshima, Japan, Service Center, Hiroshima University, Higashi-Hiroshima, Japan, ‡Department of Endoscopy, Hiroshima University Hospital, Hiroshima, Japan †Health 要 約 背景:血清 Helicobacter pylori(H. pylori )抗体価陰性で血清ペプシノゲン(PG)高値(PG 法陰性)の A 群に属する患者の胃癌発生リスクは低いと考えられている。しかし、この群においてもしばしば胃癌が認め られる。本研究では、A 群に属する胃腫瘍の臨床的特徴を解明し、集団検診のための胃癌リスク評価の改 良版について再考した。 対象と方法:胃上皮性腫瘍 271 例を対象とした。H. pylori 抗体と PG 法の組み合わせにより ABC 分類 し、各群に属する症例数を確定した。A 群に属する症例のうち真の H. pylori 未感染者を除いたものを A’ 群 とし、A’ 群と非 A 群(B 群、C 群、D 群)の比較検討を行った。 結果:A 群に属する症例は 30 例( 11%)であったが、真の H. pylori 未感染は 3 例のみであった。A’ 群に 属する 27例では全例で内視鏡的に体部萎縮を認めた。血清学的には、これらの症例のガストリン値は低く、 PG II も低く、PG I/II 比は高く、除菌後と類似した所見であった。組織学的には、24 例( 89%)で炎症は 殆どなく、26 例( 96%)が免疫組織学的に H. pylori 陰性であった。異時性多発胃癌の発生頻度については、 A’ 群と非 A 群で差は認められなかった。ガストリンと PG を用いた判別関数を用いると、感度 85%、特異 度 84%の良好な精度で、27 例の A’ 群を真の H. pylori 未感染対照群から区別することが可能であった。 結論:A 群には、胃腫瘍発生リスクのある萎縮性胃炎を有する症例がある程度含まれる。これらの症例 の見極めには体部萎縮の評価が必要であるが、血清マーカーを用いた判別関数は有用であろう。 キーワード:Helicobacter pylori 、リスク管理、胃癌、ペプシノゲン、ガストリン 対象と方法 シノゲン(PG)値を測定していた 373 例について検 2002 年 4 月から 2010 年 3 月までの期間に広島大 討した。胃腺腫症例は分化型早期胃癌と同様の臨 学病院で内視鏡的粘膜下層剥離術(ESD)を行った 床像を持っているため対象に含めた。外科切除既 胃腫瘍(早期胃癌と胃腺腫)患者 1,087 例のうち、1 往例、局所再発例、MALT リンパ腫、バレット腺癌、 年以上の経過観察を行い 1 年以内に再発がなく、 重篤な腎障害、H. pylori 除菌既往例、プロトンポ 血清 Helicobacter pylori(H. pylori )抗体価とペプ ンプ阻害薬内服例は除外した。また、ESD 後に追 © 2013 John Wiley & Sons Ltd, Helicobacter 19: 1–8 4 血清マーカーによる胃癌リスク評価法改良版 ―― 胃腫瘍に対する真の低リスクの決定 ―― Gastric Neoplasm Risk By Serum Markers 加切除が必要であった症例、典型的な EB ウイルス Boda et al. 病理学的に比較検討すると、A’ 群は胃上部 1/3 に 関連胃癌、遺伝性癌、自己免疫性胃炎も除外した。 anti-H. pylori antibody (Dako, Tokyo, Japan) as previ- 存在する傾向が強く、陥凹型の占める割合が有意 only three cases in group A were true negative for H. pylori as ( wep described previously [7]. The remaining に高かった = 0.004) 。A’ 群ではすべての症例で 27 patients (group A’) were considered those with pre体部萎縮を認めた。両群間に内視鏡的胃粘膜萎縮 vious H. pylori infection or whose anti-H. pylori antibody titers were false negative. の広がりに有意差は認められなかったが、ガストリ ously described Sections of fixed tissues (4 lm) 最終的には 271[20]. 例(男性 200 例、女性 71 例、平均 were deparaffinized and rehydrated. After heat-induced 66.9 歳)が、本研究に登録された。患者は 1 年に 1 epitope retrieval (95 °C, 20 minutes) in citrate buffer (pH 6.0), endogenous peroxidase was quenched with 回内視鏡で経過観察され、平均観察期間は 40.4 カ 0.3% H O in methanol for 10 minutes, followed by rinsing with phosphate-buffered saline (PBS, pH 7.2). よび H. pylori 感染がみられず、内視鏡的に萎縮が Non-specific binding was blocked with PBS containing 5% skim milk for 20 minutes. The sections were rinsed なく、血清 H. pylori 抗体価が陰性、さらに、迅速 with PBS and incubated with primary antibodies overウレアーゼ試験か尿素呼気試験が陰性の 213 例(男 night at 4 °C. We used the labeled streptavidin-biotin method (Dako, LSAB2 System-HRP, Japan), and diam性 132 例、女性 81 例、平均 57.1 歳)を H. pylori 未 inobenzidine-hydrogen peroxidase was used for color 感染対照群とした。 development. The tissues were finally counterstained lightly with hematoxylin. 萎縮性胃炎の内視鏡的広がりの評価は木村・竹 2 月( 12.22 ~ 107 カ月)であった。組織学的に萎縮お 本分類により、組織学的胃炎は改定版シドニーシス Statistics テムを用いて行った。胃腫瘍の病理診断は日本の ンや PG の萎縮をみる血清マーカーには有意差が認 Comparison of Clinicopathologic Information Between group A’ and Non-A められた。即ち、A’ 群で PG I(p = 0.03)と PG I/ II 比(p < 0.0001)が有意に高く、PG II は有意に We compared the clinicopathologic features in group 低かった (p < A’, regarded as0.0001) low-risk。また、血清ガストリンは有 group, with those in group non-A, regarded groups (Table 2). Gastric 意に低かった (pas =high-risk 0.005)。年齢、性、同時多発腫 neoplasms in group A’ tended to occur in the upper 瘍、腫瘍の深達度・組織型に違いは認められなかっ third of the stomach. The prevalence of depressed-type tumors significantly higher in group A’ than in た (表 2was )。これらの特徴は H. pylori 除菌後に発見 group non-A (p = .004). All patients in group A’ had される胃癌と類似していた。しかし、慎重に問診を endoscopic atrophy in the gastric corpus. Although no difference was observed in the extension of endoscopic Statistical analyses for comparing categorical data were 『胃癌取扱い規約』 で判定した。 performed using the v2-test and Fisher’s exact test, and the Wilcoxon rank sum test used 「栄研」 for numerical 血清 H. pylori 抗体価は E-was プレート を用 data, as appropriate. The cumulative incidence rate of metachronous gastric tumors was evaluated using Kap清 PG はラテックス法で測定し、PG I ≦ 70ng/mL lan–Meier analysis. We used multivariate logistic regression for discriminant function. A p value of <.05 かつ PG I/II 比≦ 3.0 を PG 法陽性と判定した。そ was considered significant. The JMP statistical software して、 H. pyloriInc., (-) PG 法 (-) をA 群、 H. pylori (SAS Institute Cary, NC, USA) was used for all calculations. (+)PG 法(-)を B 群、H. pylori(+)PG 法(+) Table 2 The difference in clinicopathologic information between group and non-AA 群の臨床病理学的特徴の比較 表 2.A’A’ 群と非 いて行い、そのカットオフ値は 10U/mL とした。血 を C 群、H. pylori(-)PG 法(+)を D 群と分類し Results た。また、血清ガストリンは RIA で測定した。 Classification of Patients Using Anti-H. pylori 組織学的な H. pylori 感染の有無については、多 Antibody Titers and Pepsinogen Levels クローン性ウサギH. pylori 抗体を用いて、免疫組織 We evaluated the serum markers (anti-H. pylori antibody and PGs) and classified patients into four groups 2 検定、Fisher (A,統計学的検討には、χ B, C, and D) as previously described 正確確率検 [21]. Of 271 patients, 30 (11.1%) were classified into group A, and 定、Wilcoxon 順位和検定、Kaplan-Meier 解析、多 71, 153, and 17 were classified into group B, group C, 変量ロジスティック回帰分析を用いた。 and group D, respectively (Table 1). We confirmed that 学的染色を行い決定した。 Table 1 The number of patients in each group classified with Hp-PG 結 果 system 胃腫瘍 271 例の血清マーカーによる分類は、A 群 A B C D 30例(11.1%)、B群71例 (26.2%) 、C群 (56.5%) 、 Hp () Hp (+) Hp (+) Hp () Total PG ()A群の中で真の PG () PG (+) PG (+) D群17例(6.3%) であった。 H. pylori 未感染と判断した症例は 71 153 17 27 No. of patients 271 30a 3 例のみであり、残り % 100 11.1 26.2 56.5 6.3 例は H. pylori 感染既往例、あるいは、H. pylori 抗 Hp: H. pylori, PG: pepsinogen, Hp (+): anti-Hp antibody 体偽陰性例と考えられ、A’ 群とした。 titer>10, PG (+): PG I ≤ 70 and PG I/II≤3. a Including threeA true Hp-negative cases. A’ 群と非 群(B、C、D 群)の胃癌について臨床 © 2013 John Wiley & Sons Ltd, Helicobacter 19: 1–8 Factors Group A’ n = 27 Age (years) Mean (range) 69.8 (49–88) Sex (%) Male 20 (74.1) Female 7 (25.9) Location (%) Upper third 6 (22.2) Middle third 4 (14.8) Lower third 17 (63.0) Gross type (%) Elevated 5 (18.5) Depressed 22 (81.5) Synchronous multiple tumor (%) Negative 24 (88.9) Positive 3 (11.1) Histology (%) Intestinal 25 (92.6) Diffuse 2 (7.4) Depth of invasion (%) Mucosa 24 (88.9) Submucosa 3 (11.1) Extension of gastric atrophy (%) C-1 0 (0) C-2 0 (0) C-3 2 (7.4) O-1 6 (22.2) O-2 17 (63.0) O-3 2 (7.4) Gastrin (pg/mL) 122.8 Pepsinogen I (ng/mL) 46.6 Pepsinogen II (ng/mL) 10.8 Pepsinogen I/II 4.7 Group non-A n = 241 p value 66.7 (35–84) .10 178 (73.9) 63 (26.1) 1.00 23 (9.5) 63 (26.1) 155 (64.3) .05 115 (47.7) 126 (52.3) .004 205 (85.1) 36 (14.9) .78 224 (92.9) 17 (7.1) 1.00 217 (90.0) 24 (10.0) .74 0 (0) 1 (0.4) 18 (7.5) 65 (27.0) 132 (54.8) 25 (10.4) 255.2 42.1 21.2 2.1 .94 .005 .03 <.0001 <.0001 3 5 Boda et et al. al. Boda Gastric GastricNeoplasm NeoplasmRisk RiskBy BySerum SerumMarkers Markers 行ったが、除菌治療の既往は明らかでなかった。組 合には、感度を 80%以上に保つように設定すると 織学的には、27 例全例で萎縮を認めたが、24 例 特異度は約 0, female: and 0, female: 1) 1) 70%、あるいは、それ以下となり、満 and age age were were included included asas parameters parameters inin the analysis. Using the function, we classified patients the analysis. Using the function, we classified 足できるものではなかった。性・年齢に PG patients I と PG with a probability (P value) greater than the cutoff with a probability (P value) greater than the cutoffasas II を組み合わせても感度は 85%で特異度は belonging to appropriate sensibelonging to group group A’. A’. We We examined examined appropriate75%に sensitivity and specificity of the functions by setting various tivity and specificity of the PG functions setting various とどまった。性・年齢に I、PGbyII、ガストリン cutoffs cutoffs of of PP value. value.As Asshown shownin inTable Table4,4,the thediscriminant discriminant を組み合わせると、感度 85.2%、特異度 84.0%と functions using sex, age, and a serum marker functions using sex, age, and a serum markercould couldnot not be used because the specificity was less than approxibe used because the specificity was less than approxi最も良好な精度で、A’ 群と真の H. pylori 未感染者 mately mately 70% 70% on on condition condition that thatthe thesensitivity sensitivitywas wasset settoto を区別することができた。 more more than than 80%. 80%. When When aa combination combinationofofPGs PGswas wasused used in in addition addition to to sex sex and and age, age, the the discriminant discriminant function function could the could distinguish distinguish between between thepatient patientgroups groupswith with85% 85% 考 察 sensitivity and 75% specificity at most. Moreover, sensitivity and 75% specificity at most. Moreover,when when gastrin was gas胃癌を早期発見するため、日本においては gastrin was added added to to the the parameters parameters and andsex, sex,age, age,1960 gastrin, PG I, and PG II were selected as parameters, the trin, PG I, and PG II were selected as parameters, the 年代から胃 X 線検査を用いた集団検診が行われて function function representing representing the the best best results results were were obtained. obtained. When the set on きた。最近では、 胃癌の主因と考えられる H. pylori When the cutoff cutoff was was setto toobtain obtainthe thebest bestsensitivity sensitivity on condition that both the sensitivity and specificity were condition that both the sensitivity and specificity were の感染率が低下しており、すべての人に画像検査 over 80%, the discriminant functions could distinguish over 80%, the discriminant functions could distinguish を行うことは効率的ではなくなってきている。胃癌 patients with 85.2% sensitivity and 84.0% specificity. patients with 85.2% sensitivity and 84.0% specificity. ( 89%)では活動性胃炎は認められず、免疫組織学 的に H. pylori 陽性は 1 例( 4%)のみであった。PG の検討では、27 例中 24 例は高 PG I/II(> 3.0)で 低 PG I(≦ 70ng/mL)であった。 A’ 群と非 A 群における異時性多発性腫瘍の発生 頻度について、Kaplan-Meier 解析を行ったが、差 は認められなかった。 A 群 の 中 で 萎 縮 性 胃 炎 を 有 する 患 者 と 真 の H. pylori 未感染者を区別する必要がある。 H. pylori Figur 3 Kaplan–Meier analysis of the cumulative incidence rate of Figur 3 Kaplan–Meier analysis of the cumulative incidence rate of metachronous gastric tumors in groups A’ and non-A. No difference metachronous gastric tumors in groups A’ and non-A. No difference 除菌後、胃粘膜萎縮の血清マーカーは同様に変化す was noted in the incidence of metachronous gastric tumors between was noted in the incidence of metachronous gastric tumors between groups A’ (dotted line) and non-A (solid るが、真 の H. pylori 未感 染 line). 者 とは 異 なる。A’ 群 groups A’ (dotted line) and non-A (solid line). ( 27 例)と真の H. pylori 未感染者( 213 例)の血清 therapy, the levels of serum markers for gastric mucosal atrophy, gastrin, and PGs become similar, but not equal atrophy, gastrin, and PGs become similar, but not equal to those in patients were trueI( negative for H.と pylori が有意に高く (p =who 0.04) 、PG p = 0.001) PG to those in patients who were true negative for H. pylori [22]. The differences in the levels of serum markers for [22]. The the levels of serum markers for I/II 比 (pdifferences = 0.002)in は有意に低かった。それゆえ、 gastric mucosal atrophy between patients in group A’ gastric mucosal atrophy between patients in group A’ これらの血清マーカーを用いた判別関数について検 and true H. pylori-negative controls are shown in and true H. pylori-negative controls are shown in Table 3. Therefore, we investigated discriminant 討した。性・年齢に つの血清マーカーを用いた場 Table 3. Therefore, 1we investigated discriminant functions using these serum markers as parameters to functions using these serum markers as parameters to distinguish between the two patient groups. Sex (male: distinguish between the two patient groups. Sex (male: therapy, the levels 表 of 3 serum markers群ではガストリン for gastric mucosal マーカーの比較を に示す。A’ Table The differences in serum markers for gastric mucosal atro表 3.3A’ 群と真の Hp 未感染者の胃粘膜萎縮に関する血清マー Table 3 The differences in serum markers for gastric mucosal atrophy between patients in group A’ and true Hp-negative controls カーの比較 phy between patients in group A’ and true Hp-negative controls Factors Factors Group A’ Group A’ n = 27 n = 27 True Hp-negative True Hp-negative n = 213 n = 213 p value p value Gastrin (pg/mL) Gastrin (pg/mL) Pepsinogen I (ng/mL) Pepsinogen Pepsinogen III(ng/mL) (ng/mL) Pepsinogen Pepsinogen III/II(ng/mL) Pepsinogen I/II 122.8 122.8 46.6 46.6 10.8 10.8 4.7 4.7 92.6 92.6 69.9 69.9 13.2 13.2 5.6 5.6 .04 .04 .001 .001 .13 .13 .002 .002 Hp: H. pylori. Hp: H. pylori. 高リスク群を同定して厳密に経過観察するために、 Discussion 血清 H. pylori 抗体価と PG 法の組み合わせによる Discussion ItABC is important to introduce an efficient and cost-effec分類は効果的で有益であろう。このシステム It is important to introduce an efficient and cost-effective practical mass screening method for gastric cancer. tive practical mass screening method for gastric cancer. では、 H. pylori 抗体 (-) 法(-) A 群は概ね To detect gastric cancer in thePG early stages,の mass screenTo detect gastric cancer in the early stages, mass screening with radiography examination has been performed H. pylori 未感染とみなされ、胃癌スクリーニングの ing with radiography examination has been performed since 1960s in Japan. Recently, as H. pylor infection, since 1960s in Japan. Recently, as H. pylor infection, 対象から除外するように勧められている。 one of the main causes of gastric cancer, has become one of the main causes of gastric cancer, has become lessしかしながら、驚くことに、今回検討した frequent, it has become inefficient to screenESD all less frequent, it has become inefficient to screen all people using an imaging technique. To identify patients people using an imaging technique. To identify patients で治療した胃腫瘍の中で A 群に分類されるものが at a high risk for gastric cancer and strictly monitor at a high risk for gastric cancer and strictly monitor them, a serum screening system using anti-H. pylori 11%もみられた。その大部分は内視鏡的に体部萎 them, a serum screening system using anti-H. pylori antibody titers and PG levels may be effective and antibody titers and PG例すべてに内視鏡的萎縮、組 levels may be effective and 縮を認めた。A’ 群 27 beneficial [24]. The ABC classification system was beneficial [24]. The ABC classification system was established by Miki and Inoue [24,25], and its clinical 織学的萎縮を認め、24 例( 89%) では活動性胃炎 established by Miki and Inoue [24,25], and its clinical benefit was confirmed in previous studies [26]. In this は認められなかった。また、この 24 例では単核球 benefit was confirmed in previous studies [26]. In this system, patients in group A (Hp(), PG()) were system, patients in group A (Hp(), PG()) were 浸潤はなし、あるいは、軽度であり、 H. pylori 除菌 regarded as true negative for H. pylori, and therefore, regarded as true negative for H. pylori, and therefore, Table 4 Results of multivariate logistic regression for patients with atrophic gastritis in group A Table of multivariate logistic regression for patients with atrophic gastritis in group A 表 4.4AResults 群の中で萎縮性胃炎のある患者を鑑別するための多変量ロジスティック回帰分析の結果 Parameter (Function) Parameter (Function) sex, age, G (S = 8.763 1.240sex + 0.0930age + 0.0103G) sex, 1.240sex + 0.0930age sex, age, age, G PG(SI = (S 8.763 = 5.574 1.298sex + 0.114age+0.0103G) 0.0619PGI) sex, age, PG I (S = 5.574 1.298sex sex, age, PG II (S = 6.338 1.034sex ++ 0.114age 0.0919age0.0619PGI) 0.113PGII) sex, sex, age, age, PG PG III/II(S(S==6.338 3.9791.034sex 1.013sex++0.0919age 0.0794age0.113PGII) 0.565PG I/II) sex, (S II= (S 3.979 1.013sex + 0.0794age 0.565PG I/II) I + 0.178PGII) sex, age, age, PG PG I/II I, PG = 5.249 1.425sex + 0.108age 0.0977PG sex, I, PG II (SII =(S 5.249 1.425sex + 0.108age 0.0977PG + 0.178PGII) sex, age, age, PG G, PG I, PG = 7.363 1.758sex + 0.125age + 0.0148GI 0.0998PGI + 0.155PGII) sex, age, G, PG I, PG II (S = 7.363 1.758sex + 0.125age + 0.0148G 0.0998PGI + 0.155PGII) Cutoff Sensitivity Specificity Accuracy Sensitivity (%) Specificity (%) Accuracy PCutoff valuea (%) P valuea (%) (%) (%) .115 .1.115 .1 .07 .1.07 .1 .09 .1.09 .1 81.5 81.5 81.5 81.5 81.5 81.5 81.5 81.5 85.2 85.2 85.2 85.2 68.1 68.1 72.3 72.3 56.8 56.8 65.7 65.7 75.1 75.1 84.0 84.0 69.6 69.6 73.3 73.3 59.6 59.6 67.5 67.5 76.3 76.3 84.2 84.2 G: gastrin, PG: pepsinogen. a gastrin, PG: pepsinogen. G: P = 1/{1 + exp(S)}. a P = 1/{1 + exp(S)}. © 2013 John Wiley & Sons Ltd, Helicobacter 19: 1–8 © 2013 John Wiley & Sons Ltd, Helicobacter 19: 1–8 6 5 5 血清マーカーによる胃癌リスク評価法改良版 ―― 胃腫瘍に対する真の低リスクの決定 ―― 後の組織所見に非常に類似していた。そして、約 年齢に PG I・PG II・ガストリンをパラメータとし 半数に中等度の単核球浸潤を認めていた D 群とは て用いると、感度 85%、特異度 84%で、A’ 群と真 異なっていた。A’ 群は H. pylori 未感染ではなく、 の H. pylori 未感染を区別することが可能であった。 感染既往例と考えられ、PG I や PG I/II 比の分布 血液検査測定値から計算でき、多数のスタッフは もそれを裏付ける結果であった。我々の丁寧な問診 不要で、経済的であり、胃癌集団検診に適してい にも関わらず除菌治療の既往は明らかでなく、日 ると考えられる。しかし、本研究での A’ 群は少数 本では他の疾患に対してペニシリン系や、マクロラ で多変量ロジスティック回帰分析をするためには不 イド系、キノロン系が日常的に用いられることが多 十分であり、また、対照群とした真の H. pylori 未 く、偶然に除菌されたのかもしれない。また、担当 感染者も何らかの疾患に対して大学病院で治療を 医の説明不足のため、除菌治療を受けたことを認 受けている患者であり、健康な地域住民ではない。 識していないことも考えられる。 したがって、今後一般住民を対象とした多数例での A 群に混入する胃癌高リスク群を同定することは 臨床的に重要である。そのために A 群でもすべての 検討が望まれる。 ABC 分類は、胃癌高リスク群、中等度リスク群、 人に 1 度は画像検査を行うことが 1 つの方法である 低リスク群に分類するのに有用であるが、A 群の中 が、受診者の安全性や携わるスタッフの問題、また、 に高リスク群が混入することが最大の問題である。 経済面を考えると現実的ではない。本研究では、 その解決には、血清マーカーを用いた判別関数など、 その解決法として性・年齢に血清マーカーを組み合 新たな方法が必要である。 わせた判別関数について検討した。その結果、性・ ABC 分類で最も注意しなければならないことは、著 では不確かなことも少なくなく、本論文で示された血 者らが述べている胃癌リスク群を含め、Helicobacter 清マーカーによる判別関数が、その抽出に役立つこと pylori(H. pylori )感染既往例や感染持続例が A 群の を大いに期待している。判別関数は複雑であるが、あ 中に混入することである。それを避けるためには、除 らかじめ計算式をコンピューターに設定することで解決 菌治療について注意深く問診を行うことが重要であり、 できるであろう。検診現場で多数例に対して実践し、 除菌後については、ABC 分類を行わず E 群として定 有用性が検証されることが望まれる。 期的画像検査を勧めるべきである。しかし、問診だけ 7
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