白血病に合併した侵襲性肺アスペルギルス症の臨床病理学的検討
1）東邦大学医療センター大森病院呼吸器内科，2）同 病理
杉野 圭史
１）長谷川千花子
２）木村 一博
１）佐野 剛
１）磯部 和順
１）渋谷 和俊
２）本間 栄
１）（平成 18 年 10 月 27 日受付）
（平成 19 年 1 月 22 日受理）
Key words : Invasive pulmonary aspergillosis, Leukemia, Neutropenia, Chest radiographic findings, Pathology
要 旨
白血病に合併した侵襲性肺アスペルギルス症（invasive pulmonary aspergillosis : IPA）の臨床ならびに 病理学的特徴を知る目的で，白血病に合併した IPA 8 剖検例を対象として，臨床，画像所見と剖検時の病 理組織学的所見との関連について検討した．対象症例は男女各 4 例で，年齢は 35 歳から 75 歳，平均年齢 57.4 歳であった．末梢血好中球数と病理組織所見の関連性を比較した結果，胸部異常陰影出現時に末梢血好中球 数が 500!µL 未満であった 6 例は，病理学的にはすべて周囲に出血を伴う凝固壊死からなる結節性病変が形 成されており，好中球浸潤はほとんどみられず，融解壊死や空洞は認められなかった．一方，異常陰影出現 時に末梢血好中球数が 500!µL 以上であった 2 例は，いずれも著明な好中球浸潤と中心部に融解壊死を認め，
多発性の膿瘍が形成されていた．以上のことより，IPA 病変の形態的相違は，好中球浸潤とその組織障害 の程度によって規定されている可能性が示唆された．
〔感染症誌 81：261〜267，2007〕
序 文
白血病に合併する侵襲性肺アスペルギルス症（inva- sive pulmonary aspergillosis : IPA）は，深在性真菌 症の中でも最も重篤な疾患である１）．したがって，本 症の予後改善には，正確かつ迅速な診断と治療開始が 必須である．このためには，病態の詳細な解析が不可 欠であるが，本症に関する研究の多くは，実験あるい は画像を中心とした臨床例の解析が主体であり，詳細 な病理組織学的検討を加えた報告は殆どない．本研究 では，白血病に合併した IPA の 8 剖検例を用いて，胸 部 X 線所見を主とした臨床経過の解析に加え，肺病 変について詳細な病理組織学的検索を行い，その病態 発症機序に関して検討した．
対象および方法
1989 年 1 月から 2000 年 12 月までの 11 年間に当院 で剖検された白血病症例の中で，病理学的に IPA の 合併と診断された 8 症例を対象とし，患者背景，胸部 X 線所見ならびに病理組織学的所見について検討し
た．なお，本研究における IPA の診断は，次のよう な病理組織学的所見に基づいて行った．すなわち，肺 の広範囲にわたる糸状菌の侵襲性増殖を認め，これら の糸状菌が均等な Y 字状の 2 方向性分岐を示す有隔 壁性菌糸であることを要件とし，真菌症を専門とする 病理医を含む病理専門医 2 名以上で判定した．
胸部 X 線所見：各症例において陰影初発時，死亡 前 1 週間ならびに死亡直前の 3 時点で以下のような解 析を行った．すなわち，胸部 X 線写真に描出される 陰影を浸潤影，結節影，斑状影，粒状影の 4 型に大別 した．さらに 2 型以上の陰影が混在する場合を混合性 陰影と定義した．各症例の各時期に認められた陰影の 性状をこれら 5 型に分類し，陰影の経時的変化につい て検討した．なお，陰影の型分類は，放射線科医 1 人，
呼吸器内科医 2 人の同意によった．
病理組織学的検討：剖検肺は，10％ ホルマリンで 固定後，詳細な肉眼的観察を行った後に，病変部を切 り出しパラフィン包理後 5µm 厚の薄切標本を作製し，
Hematoxylin-Eosin（HE）染色，Periodic acid-Schiff
（PAS）染色ならびに Grocott 染色を施して光学顕微 鏡で観察した．
原 著
別刷請求先：（〒143―8541）東京都大田区大森西 6―11―1 東邦大学医療センター大森病院呼吸器内科
杉野 圭史
Table 1 Patientcharacteristics 4/4 Male/Female
Gender
57.4（35― 75）
mean（range）
Age
Underlying hematologicaldisorders 3 CML
1 CLL
1 AML
1 ALL
2 MDS overt
8 Chemotherapy
Therapy
8 Corticosteroid
Table 2 Correlation between neutrophilcountsand chestX-ray findings Duration ofneutrophilslessthan 500/μL
（before initialstage）（days） Neutrophilcountsat
initialstage（/μL）
X-ray 2 X-ray 1
Case
46 6
Inf N
1.
61 20
P＋ Inf N
2.
15 88
N＋ Inf N
3.
49 0
Inf N
4.
43 0
P＋ Inf Inf
5.
11 0
N＋ Inf Inf
6.
5 2,619
N＋ Inf S
7.
17 2,700
Inf S
8.
N：nodularshadow,P：pachy shadow,Inf：infiltrative shadow,S：smallnodularshadow X-ray 1：initialstage,X-ray 2：end stage
結 果
対象症例の性別は男女各 4 例で，年齢は 35 歳から 75 歳，平均年齢 57.4 歳であった．基礎疾患は，慢性 骨髄性白血病 3 例，慢性リンパ球性白血病 1 例，急性 骨髄性白血病 1 例，急性リンパ球性白血病 1 例，骨髄 異形成症候群の白血病化 2 例で，すべて抗癌剤による 化学療法が施行されていた．また全例に化学療法の一 環としてステロイドが投与され，そのうち経過中に急 性呼吸不全を呈した 3 例ではパルス療法が施行されて いた（Table 1）．
陰影初発時の臨床症状は，全 8 例に発熱（100％），
次いで呼吸困難が 3 例（37.5％），胸痛が 2 例（25％），
喀痰が 2 例（25％），咳嗽が 1 例（12.5％），咽頭痛が 1 例（12.5％）に認められた．
初発陰影は 8 例中 6 例（75.0％）が両側性で，陰影 出現から死亡までの期間は 12〜55 日（平均 31.0 日）
であった．陰影初発時における型分類は，結節影 4 例，
浸潤影 2 例，粒状影 2 例であった．そのうち末梢血好 中球数が 500!µL 未満の状態で陰影が出現した 6 例
（症例 1〜6）の陰影の分類は，結節影が 4 例，浸潤影 が 2 例であり，死亡時までには，浸潤影あるいは結節 影，斑状影と浸潤影から成る混合性陰影に変化した．
一方，末梢血好中球数が 500!µL 以上の状態で陰影が 出現した 2 例（症例 7，8）は，ともに粒状影を呈し，
この内 1 例は，死亡時に浸潤影に変化し，他の 1 例は 結節影と浸潤影の混合性陰影に変化した（Table 2）．
病理組織学的には，前者 6 例（症例 1〜6）の病変は，
5 例で結節状の凝固壊死で，1 例（症例 3）で融解壊 死と凝固壊死が併存していた．結節辺縁は 5 例が整，1 例が不整であり，好中球を含む炎症細胞浸潤はほとん ど認められなかった．菌の分布は，胞隔や気管支，血 管などの既存の構造とは無関係な均等かつ放射状に配 列する菌糸の伸長が認められ，血管より肺胞内侵襲が 強いものが 3 例，同等が 2 例，血管侵襲がより強いも のが 1 例であった．随伴所見として，結節周囲には新 鮮な出血および種々の程度のうっ血水腫を伴ってい た．なかでも末梢血好中球数 500!µL 未満で胸部 X 線 上，結節影で発症した症例 1 では，胸部 CT 上，結節 影とその周囲に浸潤影を認めた（Fig. 1）．病理組織 学的には，この結節は凝固壊死で，その周囲に出血を 伴っていた．
一方，後者 2 例（症例 7，8）の病変は，ともに融 解壊死で，結節辺縁は，1 例は整，1 例は不整で，内 部には微小な空隙が形成されていた．肺胞腔内に好中 球を主体とした著明な滲出反応が認められた．菌の分 布は，小葉あるいはそれ以上に連続的に拡がっており，
いずれも血管より肺胞内侵襲が強い傾向にあった．随 伴所見としては，前者と同様，出血，うっ血水腫を伴っ ていた（Table 3）．
以下に代表的な症例を提示する．
症例 2 は 37 歳，女性，慢性骨髄性白血病に対して busulfan による化学療法が施行された（Fig. 2）．末 梢血好中球数が 500!µL 未満の状態が続き，60 日目に 初発陰影として右上肺野に多発性の結節影が出現
（Fig. 3a）．死亡直前には，右上肺野は斑状影となり，
新たに左下肺野の浸潤影を認めた（Fig. 3b）．これら 右上肺野の結節影に相当する病理学的所見は，肉眼的 には右上葉に径 3cm 大の病変を認め，割面はやや膨 隆していた（Fig. 4a）．組織学的には好中球を主とす る炎症細胞浸潤を伴わない凝固壊死からなる境界明瞭 な結節性病変と周囲の新鮮な出血を認めた（Fig. 4 b）．アスペルギルス菌糸はこの結節の中心から放射
Fig. 1 a)Chestradiography showing a nodularshadow in the rightmiddle lung field.b) Chestcomputed tomography showed a nodularlesion associated with peripheralground- glassopacity-the,so-called "halo sign"-in the rightupperlobe.
Table 3 Pathologicalfindings
Hemorrhage Distribution of
fungi Degree ofneutrophilic
response Marginalshape of
nodule Type ofnecrosis
Case
＋＋
alveoli＞ vessels
－ irregular
Cagulation 1.
＋＋
alveoli＞ vessels
－ smooth
Cagulation 2.
＋ alveoli＞ vessels
＋＋
smooth Cagulation＋
Colliquation 3.
＋＋
alveoli＜＜ vessels
－ smooth
Cagulation 4.
＋＋
alveoli＝ vessels
－ smooth
Cagulation 5.
＋＋
alveoli＝ vessels
－ smooth
Cagulation 6.
＋＋
alveoli＞ vessels
＋＋
irregular Colliquation
7.
＋ alveoli＞ vessels
＋＋
smooth Colliquation
8.
－：none,＋：mild,＋＋：strong
Fig. 2 Clinicalcourse in case 2.
Fig. 3 a)Chestradiography on February 23,1991,showing a nodularshadow in the right upperlung field.b)Chestradiography on April5,1991,showing a massive nodularshadow in the rightupperlung field and an infiltrative shadow in the leftlowerlung field.
Fig. 4 a) Macroscopic appearance of the right upper lobe,showing a sharply defined round nodule with the size 3cm in diameter (arrowheads) (Scale：1 division=1mm).b)Nodularlesionswith marginalhemor- rhage consisted ofcoagulation necrosis(arrow).No in- flammatory cell infiltration was seen in such lesions. (Hematoxylin-Eosin stain).(Scale bar=1mm).c)Fungiex- hibiting a radiallayered arrangementin the centerof the nodule (arrow)(Grocott'sstain).(Scale bar=120 μm).
状，かつ層状の配列を示していた（Fig. 4c）．
症例 8 は 73 歳，女性，慢性リンパ球性白血病に対 して cyclophosphamide および vincristine による化学 療法が施行された（Fig. 5）．末梢血好中球数は 500!µL 以上を維持し，初発陰影として両側上肺野に浸潤影が 出現（Fig. 6a）．死亡直前には，全肺野に陰影の増強 と拡大を認めた（Fig. 6b）．左肺に拡がった浸潤影に 相当する病理学的所見は，肉眼的には灰白色で大小不 同の充実性病変が融合し（Fig. 7a），組織学的には肺 胞腔内に著明な好中球浸潤を伴う気管支肺炎様の病変 で，大型の病変では中心に融解壊死を認めた（Fig. 7 b）．アスペルギルス菌糸は病変内および周囲肺胞腔 内に，放射状に増殖していた（Fig. 7c）．
考 察
1990 年にフルコナゾール（FLCZ）が臨床導入され て以来，剖検例で認められるカンジダ症は減少傾向に あるが，その一方で IPA の増加が指摘されている２）． 本症は，空気中に浮遊したアスペルギルス属の分生子 を吸入することで肺に感染巣が形成される３）．さらに 最近では，消化管もアスペルギルスの進入門戸として 重要である可能性が議論されている４）．本疾患の発症 には，肺胞マクロファージ，好中球，気道粘液線毛ク リアランスの障害ならびに菌自体が産生する種々な物 質が関与するといわれている５）．そのため危険因子と しては，好中球減少が遷延した患者６），特に急性白血 病患者に対する化学療法による骨髄抑制状態６），骨髄 移植７），ステロイドの大量および長期投与８），AIDS や 慢性肉芽腫症のような後天性あるいは先天性免疫不 全９）の患者などが挙げられる．自験例でも，白血病の 化学療法に基づく遷延した好中球減少状態やステロイ ドの大量および長期投与が施行されていた．また Ger- son ら６）は，急性白血病患者にとって 3 週間以上持続 する好中球減少症は IPA の有意な危険因子であった
Fig. 5 Clinicalcourse in case 8.
Fig. 6 a)Chestradiography on May 13,1996,showing an infiltrative shadow in bilateralup perlung fields.b)Chestradiography on May 30,1996,showing a diffuse infiltrative shadow in bilaterallung fields.
と報告している．自験例では，陰影初発時までの末梢 血好中球数 500!µL 未満の状態が平均 37.5 日間持続し ており，IPA の発症に深く関与したものと考えられ た．
一般に IPA の臨床症状は，発熱，咳嗽，喀痰，胸 痛，呼吸困難などであり，急性の細菌性肺炎に類似す る１０）．臨床症状による両者の鑑別は困難であり，自験 例においても同様の結果であった．
画像所見は，宿主の状態に修飾されて多種多様であ り，単発もしくは多発する結節影，浸潤影，胸壁側を 底辺とする楔状浸潤影が挙げられる１１）．さらに好中球
減少状態からの air crescent sign１２）を伴う空洞形成や 好中球減少時期に胸部 CT 上，結節周囲の出血を反映 したスリガラス陰影を認めることがあり，Halo sign
（target sign）１３）と呼ばれ，画像上の特徴の 1 つとされ る．今回の検討では骨髄回復不良例が多く，air cres- cent sign を認めることはなかった．
確定診断は，肺生検によりアスペルギルスの菌糸の 増殖像を認めることであるが１），IPA 患者，特に白血 病患者では，宿主の全身状態が不良であることから気 管支鏡検査，開胸肺生検等は施行しにくいことが生前 診断を困難にしていると考えられる．また，早期に診
Fig. 7 a)Macroscopicappearance ofthe lowerleftlobe, showing multiple grayish-white poorly defined nodules (arrowheads)(Scale bar=10mm).b)Multiple nodulesas- sociated with centralnecrosisand infiltration ofneutro- phils(arrows)(Hematoxylin-Eosin stain)(Scale bar=1mm). c) Fungi arranged radially around nodules (arrow) (Grocott'sstain)(Scale bar=50μm).
断，治療がされた症例においても，その死亡率は 55〜
80％ と予後不良である１４）．自験例でも同様に全例で全 身状態が不良であったため，積極的かつ侵襲的な検査 による早期診断は困難であった．
したがって，急速な経過をたどる IPA に対して，早 期診断，治療は不可欠である．しかし既述したように，
確定診断目的での積極的検査が困難なことが多いた め，非侵襲的である胸部画像所見の特徴を知ることは
重要なことと考えられる．今回の検討では，陰影出現 時に末梢血好中球数が 500!µL 未満であった 6 例の病 理像は，肺の構造に無関係で均等な放射状の菌糸配列 と凝固壊死からなる結節性病変であり，好中球浸潤や 融解壊死，空洞形成は何れにも認められなかった．こ の病変の肉眼的な形状は，胸部 X 線写真上，結節影 として良く反映されていた．さらに 6 例すべてで認め られた結節周囲の新鮮な出血は，初発時の結節影から 移行した浸潤影や好中球減少時に発症した IPA に特 異的な CT 所見とされている halo sign に相当するも のと推定された．一方，末梢血好中球数が 2,000!µL 台に保たれていた 2 例の病理像は，いずれも著明な好 中球浸潤と中心部に融解壊死を認め，一部に微小な含 気病変を有する多発性の膿瘍が形成されていた．しか しこれらの症例では，胸部 X 線写真上，粒状影とし て膿瘍が描出され，病変内の微小な含気は反映されな かった．さらに死亡直前には粒状影に加えて浸潤影が 認められたが，これは病理組織学的には肺うっ血水腫 な ら び に 出 血 を 反 映 し て い る も の と 考 え ら れ た．
Shibuya ら１５）は，ヒトの IPA の病変を好中球浸潤がほ とんど認められない凝固壊死からなる結節性病変と 種々の程度の好中球浸潤と融解壊死からなる気管支肺 炎様の病変の 2 者に大別し，これらが好中球機能の減 弱の程度に規定されることを指摘した．今回の検討結 果は，この報告と同様の病態であり，更に好中球減少 時に形成される結節性病変の周囲に認められる出血 が，結節周囲の浸潤影あるいは Halo sign である可能 性を示唆した．一方，融解壊死とこれらの排除によっ て形成される空洞や辺縁の空隙は，菌の組織侵入自体 により惹起されるのではなく，好中球浸潤が強く関与 しているものと推定される．しかし今回の検索症例中，
末梢血好中球数が 500!µL 以上であった症例が僅か 2 例に留まったことから，これらの結果に対する明確な 判断は困難と考えられる．
野村ら１６）は，白血病患者に合併した IPA の経過中 に胸部 X 線写真上，air-crescent sign を呈した 2 症例 に対して，病理組織学的検討を行ったところ，好中球 浸潤を伴う融解壊死と病巣辺縁部の血管内フィブリン 析出を認め，さらに病巣部の好中球エラスターゼ陽性 像が顕著であったと報告している．したがって，好中 球浸潤ならびに循環障害による組織破壊が，病巣辺縁 の空隙の原因ではないかと推測している．一方，Fraser ら１７）は，IPA の病変の形態が肺梗塞に認められる様な 楔状ではなく，また病変が胸膜に接していないことが 多いことから，循環障害の関与に否定的な見解を示し た．自験例においても，画像ならびに病理学的に典型 的な出血性梗塞は認められず，実際に肺梗塞を生ずる 頻度は低いものと推定された．その他，菌自体の酵素
や毒素による組織に対する作用１８）も考慮すべきと考え られた．
以上より，IPA における病変の組織学的多様性は，
好中球浸潤とその組織障害の程度によって規定されて いる可能性が示唆された．
文 献
1）河野 茂：Compromised host における深在性真 菌症．Jpn J Med Mycol 2000；41：71―6.
2）久米 光，阿部美知子：肺真菌症の疫学．臨床
と微生物 2000；27：133―9.
3）Patterson TF：Aspergillus Species. In：Man- dell GL, Bennett JE, Dolin R. editors. Principles and practice of infectious diseases. Elsevier Inc, 2005；2958―73.
4）Kami M, Hori A, Takaue Y, Mutou Y：The gas- trointestinal tract is a common target of inva- sive aspergillosis in patients receiving cytotoxic chemotherapy for hematological malignancy.
Clin Infect Dis 2002；35：105―6.
5）網谷良一，田中栄作，村山尚子：アスペルギル
スから産生されるマイコトキシン，プロテアー ゼ，病原性との関連．呼吸 1995；14：923―31.
6）Gerson SL, Talbot GH, Hurwitz S, Strom BL, Lusk EJ, Cassileth PA：Prolonged granulocy- topenia : The major risk factor for invasive pul- monary aspergillosis in patients with acute leu- kemia. Ann Intern Med 1984；100：345―51.
7）Wald A, Leisenring W, van Burik JA, Bowden RA：Epidemiology of aspergillus infections in a large cohort of patients undergoing bone mar- row transplantation. J Infect Dis 1997；175：
1451―66.
8）Palmer LB, Greenberg HE, Schiff MJ：Corti- costeroid treatment as a risk factor for invasive aspergillosis in patients with lung disease. Tho-
rax 1991；46：15―20.
9）Denning DW, Follansbee SE, Scolaro M, Norris S, Edelstein H, Stevens DA：Pulmonary asper- gillosis in the acquired immunodeficiency syn- drome. N Engl J Med 1991；324：654―62.
10）Gefter WB：The spectrum of pulmonary asper- gillosis. J Thorac Imaging 1992；7：56―74.
11）Blum U, Windfuhr M, BuitragoTellez C, Sig- mund G, Herbst EW, Langer M：Invasive pul- monary aspergillosis MRI, CT, and plain radio- graphic findings and their contribution for early diagnosis. Chest 1994；106：1156―60.
12）Abramson S：The air crescent sign. Radiology 2001；218：230―2.
13）Kuhlman JE, Fichman EK, Burch PA：Invasive pulmonary aspergillosis in acute leukemia ; char- acteristic findings on CT, CT-halo sign, and the role of CT in early diagnosis. Radiology 1985；
157：611―4.
14）Denning DW：Therapeutic outcome in invasive aspergillosis. Clin Infect Dis 1996；26：608―15.
15）Shibuya K, Ando T, Wakayama M, Takaoka M, Uchida K, Naoe S：Pathological spectrum of in- vasive pulmonary aspergillosis. Jpn J Med M Mycol 1997；38：175―81.
16）野村友清，奥脇英人，伊藤秀幸，森田敬知，竹
迫直樹，新野 史，他：Lung ball の発生機序―
2 切除例の病理所見からの考察．日呼吸会誌 2004；42：981―7.
17）Fraser RS：Pulmonary aspergillosis : pathologic and pathogenic feathures. Pathology annual 1993；28（Part 1）：231―77.
18）Paris S, Wysong D, Debeaupuis JP, Shibuya K, Philippe B, Diamond RD,et al.：Catalases of As- pergillus fumigatus. Infection and Immunity 2003；71：3551―62.
Clinicopathological Study of Invasive Pulmonary Aspergillosis Complicated by Leukemia Keishi SUGINO１）, Chikako HASEGAWA２）, Kazuhiro KIMURA１）, Go SANO１）, Kazutoshi ISOBE１）,
Kazutoshi SHIBUYA２）& Sakae HOMMA１）
１）Department of Respiratory Medicine
and２）Department of Pathology, Toho University School of Medicine
Objective : We assessed the clinicopathological features of invasive pulmonary aspergillosis.
Patients and Methods : We conducted chest radiograph-pathologic correlations in 8 cases with invasive pulmonary aspergillosis diagnosed at autopsy. Results : Subjects were 4 men and 4 women with a mean age of 57.4 years and all having leukemia as an underlying hematological disorder. All had been treated with an- ticancerous drugs and corticosteroids. Histopathologically, coagulation necrosis with marginal hemorrhage and agranulocytosis were observed in 6 whose initial abnormal shadows in chest X-ray appeared during the neutropenic phase less than 500!µL. In contrast, numerous infiltration of neutrophils and colliquation necro- sis at the center of lesions were observed in 2 whose initial abnormal shadows in chest X-ray appeared hav- ing more than 500!µL of neutrophils in the peripheral blood.
