Single　energy　quantitative　CTによる骨代謝障害例

原 著

〔蘇蕎94第犠，鞘〕

Single energy quantitative CTによる骨代謝障害例

および対照児の腰椎海綿骨骨面量の検討

東京女子医科大学 ナカ 中 小児科学教室（主任 ノ カズ トシ 野 和 俊 福山幸夫教授）

（受付平成3年2月28日）

AStudy on the Mineral Density of the Lumbar Vertebral Bone in

Children of MetaboHc Disorders and Control using

Single Energy Qllantita廿ve CT Kazutoslli NAKANO

Department of Pediatrics（Director：Prof． Yukio FUKUYAMA） Tokyo Women’s Medical College

Across sectional study on the mineral density of the 3rd lumbar vertebral trabecular bone was

carried out in 123 children less than 15 years old， comprising 44 controls， and 79 patients affected w孟th

conditions which are at risk for developing metabolic derangement of skeletal bone（34 patients taking

antiepileptic drugs（AED），29 undergoing gluc㏄orticoid（GC）therapy and 16 bedridden patients）， by

using quant孟tative computed tomography（QCT）with a CaCO3 phantom． Serum Ca and alkaline− phosphatase（Alp）1evels were measured at the time of QCT examinations in a11．

The results obtained were as fol16ws：（1）The QCT values in the control children showed neither

age dependency鷺or a sexual difference before puberty．（2）The QCT values in each group showed

significant difference with one another；the control group＞the AED group＞the GC group＞the bedridden group（pく0．05∼p＜0．005）． The serum Ca levels in each pathology group were significantly lower than those in the control group（p＜0．05∼0．005）， The serum Alp levels in the AED group were significantly higher（p＜0．005）and those in the GC and bedridden groups significantly lower（p＜0．01

and p＜0．005 respectively）than those in the control group．（4）The only GC group was significant

（p＜0．01）in the study of the relationships between the QCT value and the serum Alp level of each group・

These results suggest that mechanisms underlying the decreased bone mineral density with AED and GC therapy and immobility are different from one another． Especially in th6 GC group abnormality of the Alp activity may be closely related to the decrease of trabecular bone mineral

density． 緒 言

抗痙李剤やグルココルチコイド剤の服用，長期

の運動障害などにより，骨粗籟症が小児において

も，惹起されることが指摘され1）∼3｝，小児の骨塩量

の客観的評価および骨粗髪症の病態の把握は，重

要な課題となっている．非侵襲的骨塩量測定法で

あるmicrodensitometry（MD）， single photon

absorptiometry（SPA）， dual photon absor−

ptiometry（DPA）， quantitative CT（QCT）4）一8）

などのうち，QCTが小児の骨塩断の客観的評価に

有用であることを，著者らはすでに報告した9）．今 回，新たに症例を加え，single energy quantitative

tro1児（control児）の腰椎海綿骨骨塩量を検討し，

また，contro1児との比較において骨代謝異常群

の腰椎海綿骨骨塩：量および生化学的検討を行った ので報告する．

対象および方法

contro1児の対象は，前報と同じく，（1）基礎疾

患として痙蛮性疾患があり，抗痙砂壁使用直前の

例，（2）ステロイドホルモン療法適応疾患に対す

るステロイド使用直前の例，（3）腫瘤等の検討目

的で腹部CTを施行する例，（4）その他の疾患で

CT検査の適応とされた例で，かつ両親の同意を

得，検査を施行し得たものとした．対象全例に，

血清カルシウム（Ca），リン（P），アルカリフォス ファターゼ（Alp），尿素窒素，クレアチニン，GOT，

GPT，γ・GTPを測定し，異常例は対象から除外し

た．また，．Ca拮抗剤，ビタミンD等Ca骨代謝に

影響する薬剤使用例，基礎に骨代謝異常の疑われ

る例，および，長期に運動制限のある例，体重お

よび身長が平均値より±2SDを越える偏移例を

の性別は，男児24例，女児20例，年齢分布は0．4か

ら14．6歳，平均±SDは6．1±4．2歳であった．骨代

謝障害例は，（1）抗曜変剤（AED）使用群（以下

AED群とする），（2）グルココルチコイド剤（GC）

使用群（以下GC群とする），（3）寝たきり群，の

3群よりなる．AED群はフェノバルビタール，ア

セタゾラマイド，フェニトインのいずれか1剤以

上を3年以上服用した例で，運動障害，成長障害，

栄養障害のある例は除外した，男児21例，女児13

例，計34例，年齢は2．7から14．5歳，平均9．8‡2．8

歳である．GC群はネフローゼ症候群，アレルギー

性紫斑病等によりGCを2週間から6年4ヵ月

間，プレドニゾロン換算で平均1日投与量20mg

から660mg（pulse therapy施行）を使用した男児

15例，女児14例，計29例，年齢は3．5から14．8歳， 平均10．3±3．4歳である．寝たきり群は脳性麻痺，

筋ジストロフィー畑町により2ヵ月間以上寝たき

りとなった男児11例，女児5例，計16例，このう

ち10例はてんかんの合併のためAEDを服用して

Table l Background profiles of the study subjects

Control No．

AED

No．

GC

No． Bedridden No．

No． iMale：Female） （2、告42。） （2、『4、3） （、5衆9、4）

_冠15）

Age in yrs：

lean±SD

@（Range） 6．1±4．2 i0．4−14．6） 9．8±2．8b i2．7−14．5） 10．3±3．4b i3．5−14．8） 8．1±2．ga i2．4−12．．9）

Epilepsy

13Auti6m

1 Epilepsy 33 Myasthenla 響

X「av1S

11 Cerebral palsy

{Epilepsy 8

Mental

窒?狽≠窒р≠狽奄盾

Attention7 deficit disorder 1 Epilepsy {Sturge−Weber р撃唐?≠唐 1 Sch6nlein−Henoch 魔≠唐モ浮撃奄狽奄 2 Alekande，disease 1 Psychogenic 窒?≠モ狽奄盾 ・謙h響holding 1 Polymyositis 5 Guillain−Barr6 唐凾獅р窒盾高 1 Basic Myasthenia ◆

X「aVIS 4Head trauma

1 Dermatomyosi−

狽奄

2 Transverse

高凾?撃奄狽奄 1

disorders

Meningitis ・§i脇、。ma 1 R耳eumaticfever 2

FCMD

4

Rheumatic ??魔?

1ADEM

1

JRA

3

DMD

1 Essential ?凾垂?窒狽?獅唐奄盾 Neurocutaneousl syndrome 1 Nephrosis 2

IDDM

1JRA

1

MS

2

AED：Antiepileptic drug， GC：Glucocorticoid， IDDM：Insulin・dependent diabetes mell量tus， ADEM：Acute disseminating encephalomyelopathy， FCMD：Fukuyama type congenital muscular dystrophy， DMD：Duchenne muscular dystrophy， JRA：

Juven童1e rheumatoid arthritis， MS：Multiple sclerosis． Differs from control group， apく0．01， bp＜0．005，

Phot Computed tomographic scan of a patient at

the midlevel of L3， with a solid CaCO3 calibration

phantom． The regions of interest（ROI）are the

vertebral trabecular bone and inside three cells in

the calibration phantom．

いた．年齢は2．4から12，9歳，平均8．1±2．9歳であ る．対象の合計は123例である（Table 1）．

SEQCTの方法は画報と同様の方法で行っ

た9）．即ち，CaCO3の標準物質を内蔵した薬量ファ

ントムB・MAS（以下ファントムと略す）を被験者

の腰椎下に設置し，CT scanを用いて第3腰椎椎

体正中部の横断面を10mmの幅でscanし，得ら

れた画像から第3腰椎海綿骨部およびファントム

の各C2， C3， C4の3点の標準物質を関心領域

（ROI）と定め， ROI内のCT平均値を算出した

（Photo）．標準物質（C2；80．17mgCaCO3／cm3，

C3；133．47mgCaCO3／cm3， C4；177．03

mgCaCO3／cm3）のCaCO3濃度とCT値との関係

から検量線を作成し，この検量線をもとに第3腰

椎骨CT値に相当するCaCO3濃度を読み取った

（Fig．1）． cTは日立cTw600を用い，撮影条件は 120KVp，300mA，撮影時間は3秒， scan diameter

は350mmとした．

また，SEQCTと同時に血清Ca， Alpをそれぞ

れ，o−cresolphthalein（OCPC）法， Bessy−Lowry 法により測定した．

対象から得られた結果に基づき平均±標準偏差

（mean±SD）を算出し，統計処理はWilcoxon検

定および一次回帰直線により，p＜0．05を統計学

勤 200 薯 豊oo δ 0 一loo T o C2 C3 C4 80．17 133．47 177，03 QC↑Value（CaCO3 mg／cm3） Fig．1 Standard curve between QCT value and

CT number

QCT value of ROI in the trabecular bone mineral density corresponding to the CT number is deter・ mined from the standard curve．

的に有意とした．

結 果

control群のQCT値は218．9±29．5mgCaCO3／

cm3であった． contro1群を男女それぞれ0から4

歳，5から9歳，10から14歳に分けて検討した

（Table 2）．男児群，女児群，男女合計群それぞれ

において，各年齢間のQCT値の比較検討では，女

児の10∼14歳群でやや低値の傾向を呈したが，い

ずれの上間にも有意差を認めなかった．また，男

女間の比較検討においても，有意差は認められな

かった．以上，15歳未満のQCT値は年齢依存性お

よび性差を示さないことより，control群と骨代

謝障害群のQCT値の比較検討においては，年齢

依存性および性差を考えずに検討することが可能

と思われた．

次にcontrol群と骨代謝障害群において， QCT

値，および血清Ca， Alpを比較検討した（Table

Age range（yrs）

iNo． of subjects）

0−4

in） 5−9in） 10−14in）

Total in） Male 220．8±29．3 @ （14） 219．5±35．7 @ （6） 217．2±30，9 @ （4） 219．9±29．8 @ （24） Female 225．2±20，9 @ （6） 222．3±32．6 @ （9） 200．2±32．1 @ （5）． 217，7±29．8 @ （20） Tota玉 222．2±26．6 @ （20） 221．2±32．6 @ （15） 207．8±30．9@ （9） 218．9±29．5 @ （44）

Table 3 QCT values， serum Ca and A1−p levels in the control and the

three pathology groups

Group

_Mean±SD

Wilcoxon test

QCT value Control （n＝44） 2亙8．9±29．5 （mgCaCO、／cm3） AED （n瓢34） fC （n＝29） aedridden （n＝16） 186．5±35．4c P65．7±42．8c P24．9±43．oc

］・。．

n・

Serum Ca Contro1 （n＝44） 9．5±0．4 （mg／dl） AED （n＝33） 9．3±0．6c GC （n＝29） 9．3±0．5a Bedridde漁 （n＝15） 9．0±0．7c

Serum Al−P Control （n＝44） 519．4±137．6

（lu） AED （n＝33） fC （n＝29） 772．8±247．5c S02．8±213．7b

コ・・．、

Bedridden （n＝16） 356．0±136、6c 孝p〈0．05， 串＊p〈0．005．

a，band c denote signi丘cant difEerence from the contro1， with p＜0．025， p〈0．01 and p〈0．005， respectively．

3）．QCT値は骨代謝障害の3群すべてにおいて，

control群に比し有意の低下を認めた（p＜

0．005）．骨代謝障害群問では，GC群はAED群に

比して有意に低下し（p＜0．05），寝たきり群は

AED群およびGC群に比して有意に低下してい

た（それぞれp〈0．05，p＜0．005）．血清Ca値に

ついてはAED群， GC群，寝たきり群はcontro1

群に比して，それぞれp＜0．005，p＜0．025， p〈

0．005で有意に低下を示していた．．血清Alp値の

検討では，contrO1群に比してAED群は有意に高

値（p＜0．005）を，GC群，寝たきり群では有意に

低値（p＜0．01，p＜0．005）を示した．

次に，QCT値と血清Alp値の相関を一次回帰

直線を用いて，control， AED， GC，寝たきりの

各群につき検討した（Fig．2）． control群， AED

群，寝たきり群では有意な相関なく，GC群では相

関係数r；0．523で有意な正の相関を示した．この

ことは，GC群において，Alp活性低下が海綿骨骨

塩汁低下に深く関与していることを示唆してい

る．

考 案

1977年Genantら8）の報告以来， QCT法は海綿

骨骨塩量を濃度として非侵襲的に定量する方法と

して，広く成人の骨粗略症の診断に用いられるよ

うになった1の11）．しかし，小児の骨粗籟症の病態を

QCTによる海綿骨骨塩坪測定法で検討した報告

はこれまで極めて少ない12）．

Table 3に示すごとく，AED群， GC群，寝た

きり群のQCT値（すなわち海綿骨骨塩濃度），血

清Ca値， P値は， control群のそれらに比し，有

1500 1200 芭900 島 く 600 300

Control group

N：44

∴’ ● … ● ● ’・

_D、き．

■ 0 r ：一〇．048 P＞0．l Y＝aX十b a＝一〇．225奮81 b＝568．722 60 冒20 180 240 300 CaCO3 （mglcm3） （a） 1500

Bedridden group

N：16 1200 §900 匠 ピ600 300 ： 1500 ● ● ・・ ●

・モ ． ●

r：0。374 P＞0．1 Y＝aX十b a＝＝1．18883 b＝207．533

AED grOUP

N133「 1200

書900

乙

謡600

300 ・ ● ● ●・ ・ ■ ■ ● ロ ．．’ _D’

@㌦

● ● ● 0 r：0．219 P＞0．1 Y置aX十b a＝1．55590 b＝484，935 1500 60 120 180 240 300 CaCO3（mglcm3） （b）

GC gro叩

N：29 1200 葦900 象6。。 300 ：． ● ・o・ ． ’ ● モ 3・●． r：0．523 P＜0．Ol Y＝aX十b a＝2．61119 b＝一29．9336 0 60 120 180 240 300 CaCO3（mg！cm3） （c） 0 60 120 180 240 300 CaCO3 （mg／cm3＞ （d）

Fig．2 The relationships between the QCT value and the serum Alp level of each group were examined， with calculation of simple Pearson

correlation coef丑cients． The only GC group showed the signi負cant relationships（c），while the

other groups showed no significant relationships

（a，b， d）．

意に低値であった．しかし，QCT値低下の程度は，

骨代謝異常3群相互に有意差があり，QCT値は寝

たきり群が最低値，GC群が中間値， AED群が最

高値であった．一方，血清Alp値の変動も，骨代

謝異常3群間に差があり，AED群ではcontro1群

より有意に高値（p＜0．005），GC群および寝たき

り群ではcontro1群より有意に低値（それぞれ

p＜0．01，p〈0．005）であり，骨代謝異常の病態が

それぞれ異なることが示唆された．control群の

血清Alp値を，男女各々，5歳毎の3年齢群に分

けて，各半間の統計学的検討を行ったが，いずれ

の群間にも有意差は認められなかった（結果は省

略）．AEDによる血清Alp値の上昇は既に広く認

識されているが13），GCおよび運動障害による1血

清Alp値の低下は必ずしも十分に検討されてい

ない1）14》ら

AEDによる骨代謝異常の発生機序には， he・

pat量。 inductionによるvitamin D，特にvitamin 25（OH）D3代謝異常夏5）∼18）， AEDによる副甲状腺

ホルモン（PTH）分泌への直接刺激作用19），小腸

でのCaの吸収低下20），および近位尿細管性アシ

のisozylne patternは骨型が主体であり22），その

機序に関しては，hepatic inductionによりvita−

min D代謝障害をきたし， Ca代謝が影響を受け

ることによるという考え方がある23）．また，Alpは

人体に広く分布することが知られているが，小児

では主に骨由来であり，特に骨芽細胞にあるとさ

れている24）．従って，高Alp血症は骨芽細胞の高

活性を意味すると思われる．本研究でAED群に

おいて血清Alp値が有意に高値を示した事実は，

高回転性の骨変化が働いていると考えられる．

GC療法による骨代謝異常の発現機序に関して

は，長期のnegative Ca balanceによる二次的副

甲状腺機能充進症25）心30），およびGCによる骨芽細 胞27），破骨細胞31｝32），1，25（OH）2D333）34）， PT｝135）陶39＞

への直接作用がいおれている．本研究で，GC群の

血清Alp値がcontrol群より有意に低下している

こと（p＜⑨．01），および，海綿骨骨塩濃度と血清

Alpの間に有意な正の相関が認められたこと

（Fig．2）から，GC群においてはGCによる骨芽細

胞の活性低下が海綿骨骨塩濃度の低下に深く関与

しており，低回転性の骨変化が働いていると考え

られる．

西山ら1）は，重症心身障害児の骨脱灰の原因に

関して，Vitamin Dの摂取不足も考えられるが，

寝たきり患児ほど骨脱灰が強く認められることか

ら，主要な原因はimmobilizationが考えられると

し，また，寝たきり患児ほど尿中cyclic AMPの

排泄が増加し，血中Alpが高値をとる傾向から，

潜在的な副甲状腺機能充進症状態を示唆した．し

かし，本研究では，寝たきり群の血清Alp値が有

意にcontrol群より低値を示す（p＜0．005）一方，

海綿骨骨導濃度と血清Alpとの間に， GC群のよ

うな有意な相関が認められなかった（Fig．2d）．こ

のことは寝たきり群においても，GC群と同様に

低回劣性の骨変化と捉えられるが，その機序は

GC群と異なる可能性を示唆するものと思われ

る．

結 語

1．control群では0から15歳までQCT値の年

齢依存性および性差を認めず，ほぼ一定であった

2．海綿骨骨塩濃度低下の病態は，AED， GC，

寝たぎり魚群ごとに異なり，特に，他の群よりGC

群において，Alp活性の低下が海綿骨骨塩濃度の

減少に深く関与しているものと考えられた．

稿を終えるにあたり，終始御指導，御校閲賜りまし

た福山幸失教授に深謝馴し上げます．またQCT導入

時より御指導いただいた放射線科重田附子教授，河野 敦助教授，放射線技師諸兄，本研究に全面的に御協力 いただいた当教室担当各位，特に宮本晶恵助通ならび

に苦労を共にしてきた患児ならび匠御家族に深謝い

たします． 本論文の要旨の一部は第7回日本骨代謝学会（平成 1年7月，東京）において発表した． 文 献 1）西山宗六，桑原庸浩，松岡輝樹ほか：重症心身障 害児における骨代謝についての検討一移動能力と 抗痙攣剤服用の有無の比較一．臼小児会誌 88： 1950−1957， 1984 2）倉山英昭，森和夫，新美仁男：小児ステロイド 性骨粗髪症における胸腰椎X線像による重症度 と第II中手骨MD法との比較検討．小児科臨床 35：1315−1320， 1982

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