癌患者におけるアルカリフォスファターゼの上昇。 Think You Know the Source?

Case presentation

再発性転移性ユーイング肉腫の45歳男性が、臨床試験への登録候補としてメモリアル・スローン・ケタリングがんセンターを受診した。 最初の検査結果は、アルカリフォスファターゼ値とγ-グルタミルトランスフェラーゼ値の上昇が目立ったが、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ（AST）とアラニントランスアミナーゼ（ALT）は正常値であり、それ以外は特記すべきことはなかった。 ALPとGGTの上昇は肝疾患を示唆していたが、患者に肝機能異常の既往はなかった。 転移性骨疾患の既往があることから、観察されたALPの上昇は骨ALPアイソザイムの増加によるものであると疑われた。 しかし、この患者は薬剤の投与量と副作用を規定する治験への登録が予定されていたため、ALPの上昇の原因を記録することが重要であった。 肝特異的アイソザイムに起因する試験期間中のALPの上昇は、用量制限毒性として報告され、治療を遅らせたり、臨床試験から患者を排除する可能性がある。 一方、骨に由来するALPの上昇や疾患に伴うALPの上昇は、毒性として報告されることはありません。 この目的のために、骨特異的ALP化学発光免疫測定法(Beckman Access Ostase)が実施された。 このアッセイの結果は68.5μg/L（参照区間：0.0-20.1μg/L）であり、骨ALPの著しい上昇を意味する。 他のALPアイソザイムの寄与の可能性を調査するために、電気泳動が基準研究所で事前に行われた。 この方法は、電気泳動でALPアイソザイムを分離し、その後デンシトメトリーで定量するものである。 MSKCCで得られた結果と同様に、この患者の総ALP値は524U/L（基準間隔：45-115U/L）と上昇していた。 興味深いことに、骨ALP値は総ALP値の7.8％（基準間隔：19.1-67.7％）と異常に低かったが、肝臓ALP値は上昇し、総ALP値の92.2％を占めた。 胎盤性アイソザイム、腸管性アイソザイムは検出されなかった。 この結果を受け、臨床医は肝胆膵疾患の可能性を検討し、検査室はこの不一致をさらに検討した。

参照検査室で酵素活性と熱不活性化を併用した代替法を実施した。 このアッセイの結果は、肝臓（359 U/L、参照間隔：0-94 U/L）および骨（101 U/L、参照間隔：0-55 U/L）の両方のアイソザイムで増加した。 画像検査が行われ、肝静脈鬱滞による灌流異常からくる鬱血性肝障害の存在が明らかになった。 この病態は、通常、ASTとALTの値が正常で、ALPとGGTの値の上昇を示す。 MRIで右上腕骨の病変の進行と肩甲骨の新たな転移病巣が確認された。 画像検査では、肝機能障害と骨疾患の進行が確認され、いずれも肝 ALP 値と骨 ALP 値の上昇をもたらす可能性があることが判明しました。 これらの合併症のため、患者は臨床試験から除外されました。

考察

ALP は、タンパク質やヌクレオチドなど多くの種類の分子の脱リン酸化を担うヒドロラーゼ酵素である。 ALPには、骨、肝臓、腸、胎盤の4つの主要なアイソザイムが存在する。 ヒト血清中の総 ALP 活性の約 95% は骨と肝臓に由来し、健康な成人では約 1:1 の割合で存在する(1)。 成人では、妊娠、うっ血性心不全、潰瘍性大腸炎、細菌感染など、多くの疾患でALPの上昇が観察されることがあります。 肝臓のALP値の上昇は、肝胆膵疾患、特に胆汁うっ滞症で最も頻繁に観察され、一方、骨のALP値の上昇は、パジェット病などの骨芽細胞活性の亢進した病態や骨に由来するか骨に転移した特定の癌で遭遇する(2)。 ALPは様々な原因から生じ、様々な病態の結果として上昇する可能性があるため、その原因を特定するためにALPのアイソザイムを検査することがしばしば必要とされる。 1つは電気泳動法であり、ALPアイソザイムを電荷の違いにより分離する方法である。 ただし、肝臓と骨のアイソザイムの移動度はほぼ同じであるため、一手間必要である。 肝臓と骨のアイソザイムのシアル化の違いを利用するために、小麦胚芽レクチン（小麦胚芽アグルチン：WGA）を添加する。 骨アイソザイムは通常シアル酸に富んでおり、アガロースゲル中でWGAと反応し沈殿を形成する。 分離したアイソザイムはデンシトメーターで読み取って定量し、全ALPに対するパーセンテージで表示する(3)。 第二の方法は、アイソザイム間の熱安定性の違いを利用した方法である。 この方法では、試料を直接、加熱した後に全ALP活性を測定する。 骨ALPは熱に弱いので、加熱後の測定では骨ALP活性は検出されない。 肝臓のALPは熱に安定であり、どちらの測定でも活性があります。 骨ALPは、2つの測定値を差し引くことで測定できる(4)。 第三の方法は、骨ALPの濃度のみを定量するために用いられる免疫測定法である(5)。 市販の骨ALP免疫測定キットがいくつかあるが、本研究ではBeckman Access Ostase assayが使用された。 この方法は、1ステップの免疫酵素法である。 つまり、骨ALPに特異的なマウスモノクローナル抗体を、ヤギ抗マウスポリクローナル抗体でコートした常磁性粒子に添加する。 次に患者血清をコートされた粒子に添加すると、存在する骨ALPはすべて抗骨ALPモノクローナル抗体に結合する。

この症例では、ユーイング肉腫の病歴があり、肝機能障害の症状や既往がないことから、まず骨ALP値の上昇を検討した。 骨ALPは上昇したが，骨ALP免疫測定法とtotal ALP酵素測定法では単位が異なるため（免疫測定法は1リットル当たりマイクログラム，酵素測定法は1リットル当たり単位），結果を使い分けることができず，適切に解釈する必要があった。 骨ALPの増加が観察されたことは、ALPの総上昇が少なくとも部分的には骨由来であることを示す証拠となったが、骨ALPが唯一の寄与者であると確定的に特定することは不可能であった。 その後、他のALPアイソザイムの上昇を確認するために電気泳動と熱安定性を用いた検査で、肝臓ALPレベルの上昇を明らかにしたが、骨ALPレベルにも矛盾があることが分かった。 画像検査により、肝臓と骨の両アイソザイムの上昇の根底に病理学的な問題があることが判明した。