未破裂頭蓋内動脈瘤の特徴・診断まとめ

動脈瘤

 未破裂頭蓋内動脈瘤の有病率は約3%と推定されています。危険因子は高血圧・喫煙・遺伝性疾患などがあります。MRIやCTAで偶然見つかることがありますが、動眼神経麻痺のような圧迫症状を呈することもあります。今回、未破裂動脈瘤の特徴をまとめました。

背景

 くも膜下出血(SAH)の多くは、破裂した頭蓋内嚢状動脈瘤(桑実状動脈瘤)が原因である。本記事では、頭蓋内動脈瘤の疫学と病態について述べる。

疫学

 画像および剖検研究による頭蓋内嚢状動脈瘤の有病率は、併存疾患のない集団で、平均年齢50歳、男女比1:1で3.2%と推定されている。脳動脈瘤患者のうち、20~30%は複数の動脈瘤を有する。動脈瘤性くも膜下出血(SAH)は、人口10万人あたり6~16人と推定されている。北米では、これは年間約30,000人の罹患者に相当する。したがって、ほとんどの動脈瘤、特に小さな動脈瘤は破裂しない。

 頭蓋内動脈瘤の破裂は、全死亡者の0.4~0.6%を占めると考えられている。患者の約10%は病院に到着する前に死亡し、治療後に「良好な結果」が得られるのはわずか3分の1である。

 ほとんどの頭蓋内動脈瘤(約85%)は、主にウィリス動脈輪の前方循環に位置している。多い部位としては、前大脳動脈と前交通動脈の接合部、内頸動脈と後交通動脈の接合部、中大脳動脈の分岐部などがある。後方循環部位には、脳底動脈の上部、脳底動脈と上・下小脳動脈の分岐部、椎骨動脈と後下小脳動脈の分岐部が多く含まれる。

 動脈瘤は女性に多く、54~61%である。50歳以上の高齢者では、女性の有病率の増加は2:1以上に達することがある。

動脈瘤形成のリスクファクター

遺伝的要因

 頭蓋内動脈瘤形成の病態における遺伝的要因の役割は、いくつかの既知の遺伝性症候群を持つ患者におけるリスクの増加や、家族内での動脈瘤の発生を明らかにした研究によって支持されている。システマティックレビューおよびメタアナリシスでは、複数の病態生理学的経路が関与する頭蓋内動脈瘤の発生にかなりの遺伝的寄与があることが確認されているが、特定の遺伝的因子が動脈瘤の大きさ、位置、破裂のリスクにどのように関係しているかを調査するためには、全集団を対象とした大規模な研究が必要であると指摘されている。

遺伝性症候群

 動脈瘤が複数の家族に診断された場合、既知の遺伝性症候群が存在することが多い。頭蓋内動脈瘤の存在に関連する遺伝性疾患には、以下のようなものがある。

  • Ehlers-Danl症候群や弾性線維性仮性黄色腫などの結合組織疾患は頭蓋内動脈瘤と関連している。結合組織疾患が動脈瘤形成を引き起こすメカニズムは、おそらく血液の非層流パターンにさらされた動脈壁の固有の脆弱部位が関与しており、それがずり応力にさらされるためと考えられている。グルココルチコイド治療可能な高アルドステロン症における動脈瘤形成は、脳血管発達の初期段階で先天性高血圧が一部関与している可能性がある。正確なメカニズムは不明であるが、多発性嚢胞腎疾患(PKD)においても高血圧が寄与している可能性がある。これらの疾患を有する患者が頭蓋内動脈瘤のルーチンのスクリーニングを受けるべきかどうかは不明である。
  • 常染色体優性PKDは頭蓋内動脈瘤のリスクが6.9倍高い。常染色体劣性PKDも危険因子である可能性がある。
  • もやもや症候群は頭蓋内動脈瘤の頻度の増加にも関連している。もやもや病のほとんどの症例は孤発性だが、この病気の根底には遺伝的な関係があると考えられ、家族性の発症が知られている。

家族性動脈瘤

 頭蓋内動脈瘤患者の家族は、既知の遺伝性症候群がない場合でも、動脈瘤を有するリスクが高い。例えば、ある研究では、動脈瘤患者の一親等親族における偶発的な動脈瘤の年齢調整有病率は9%であり、一般集団よりも有意に高い数値であった。これらの家族のうち、動脈瘤と関連することが知られている同定可能な遺伝性症候群を有する家族はごく一部であった。孤発性くも膜下出血(SAH)の患者を対象とした報告では、1親等親族の4%(一般集団の約2倍)に頭蓋内動脈瘤が認められた。他の研究では、動脈瘤またはSAHの家族歴があると3.6倍のリスクがあると推定されている。

 遺伝形式は様々であり、常染色体優性、劣性、多因子遺伝が家族によって異なることが明らかである。家族性動脈瘤は複数の染色体遺伝子座と関連している。

 家族性動脈瘤は孤発性動脈瘤よりもサイズが小さく、若年で破裂する傾向がある。兄弟間では、人生の同じ10年間に破裂を経験することが多い。動脈瘤は家族内で似たような場所に発生する傾向があり、特定の解剖学的脆弱性が遺伝する可能性を示唆している。

その他の因子

 頭蓋内動脈瘤がSAHの主要な病因であるため、SAHの危険因子も頭蓋内動脈瘤の危険因子である可能性がある。SAHの危険因子には、高血圧、喫煙、アルコール摂取が含まれる。

 高コレステロール血症および定期的な身体運動は動脈瘤形成のリスクを低下させるようである。

 動脈瘤形成の既知および可能性のある危険因子には以下のものがある。

喫煙

 喫煙リスクの重要性は、35~64歳のSAHを有する男性45人と女性70人のケースコントロール解析で示された。喫煙者は対照と比較してSAHのリスクが有意に高かった。男性の相対リスクは3.0、女性の相対リスクは4.7であり、リスクはタバコの本数とともに増加した。喫煙者と高血圧の両方を有する者は、正常血圧の非喫煙者と比較してSAHのリスクが15倍近く増加した。動脈瘤形成に対する高血圧と喫煙の相加的効果は、他の研究でも注目されている。家族性頭蓋内動脈瘤の研究では、家族内の頭蓋内動脈瘤のリスクは喫煙によって増加した。

 喫煙が動脈瘤形成を促進するメカニズムには、エラスターゼなどのプロテアーゼの重要な阻害剤であるα-1抗トリプシンの有効性を低下させることが関係している。この仮説の支持は、α-1アンチトリプシン欠損症の患者は動脈瘤形成のリスクが高いことを示唆する研究から得られている。

高血圧

 高血圧と動脈瘤形成および破裂との関連は議論の的となっているが、高血圧が危険因子であることを示唆している。ある報告では、血管造影で確認された動脈瘤のある113人のSAH患者と動脈瘤のない63人のSAH患者を比較している。動脈瘤のある患者の62%では血圧が160/95を超えていたのに対し、動脈瘤のない患者では37%であった。20,000人以上のメディケア(老人医療保険)患者を追跡調査した別の研究では、動脈瘤患者の高血圧の有病率は対照群(43%対35%)と比較して増加している。

エストロゲン欠乏症

 動脈瘤の有病率は54~61%と女性に多い。更年期のエストロゲン欠乏は、組織のコラーゲン含量の低下を引き起こす。

 このコラーゲンの低下は、閉経後の女性における動脈瘤の発生に寄与する可能性があり、これは結合組織疾患の患者の状況に類似している。1件のケースコントロール研究では、喫煙歴も高血圧歴もない閉経前女性は、年齢をマッチさせた閉経後女性と比較してSAHのリスクが低下していた(オッズ比0.24)。さらに、エストロゲン補充療法の使用は、閉経後女性におけるSAHのリスク低下と関連していた(オッズ比0.47)。エストロゲン補充療法のこのような保護効果は、他の研究でも認められている。

大動脈の動脈硬化

 大動脈の動脈硬化を有する患者は、動脈瘤形成のリスクが高い。これは、二次性高血圧に起因するか、または共通の形態学的または遺伝的危険因子に起因する可能性がある。

病因

動脈瘤の形成

 嚢状動脈瘤は、くも膜下出血(SAH)のほとんどの原因であるが、一部の患者では紡錘状動脈瘤や感染性動脈瘤が確認されることがある。

 嚢状動脈瘤は頭蓋内動脈からの薄壁の突出であり、非常に薄いまたは存在しない中膜と、存在しないまたは著しく断片化された内弾性板で構成されている。

 紡錘状動脈瘤は、血管の全周が肥大または拡張したもので、一部は動脈硬化により形成されることがある。

 感染性動脈瘤は通常、感染性心内膜炎による感染性塞栓が原因で発生する。

 頭蓋内嚢状動脈瘤は後天性の病変であり、先天性のものではない。嚢状動脈瘤形成の病因は多因子性である。血行力学的ストレスは過剰な摩耗と損傷を引き起こし、内弾性板の破壊を引き起こす。乱流血流は血管壁の共振周波数と一致する振動を生じ、構造疲労をもたらす。側副経路の異常やその他の高流量状態の結果として、運動過多性の血流パターンを有する患者は、血管壁の変性変化が加速し、それに続く動脈瘤の発生が促進される傾向がある。高血圧、喫煙、結合組織疾患は、おそらくこのプロセスにおいて因果関係というよりもむしろ寄与的な役割を果たしている。

 66個の嚢状動脈瘤サンプル(破裂42個、未破裂24個)を調査した研究では、破裂に至るまでの連続した変性段階を反映している可能性のある4種類の動脈瘤壁の組織学的タイプが同定された。

  • 線状に器質化した平滑筋細胞を伴う内皮化された血管壁(A型);17例中7例(41%)が破裂した。
  • 無秩序に器質化された平滑筋細胞を有する肥厚した血管壁(B型);20例中11例(55%)が破裂した。
  • 内膜過形成または器質化腔内血栓症のいずれかを有する低細胞性血管壁(C型);14例中9例(64%)が破裂した。
  • 極端に薄い血栓化した低細胞性血管壁(D型):15例中9例(64%)が破裂した。

 弾性板の欠如は、破裂動脈瘤と未破裂動脈瘤の両方に共通した特徴であった。破裂動脈瘤の壁は、未破裂動脈瘤の壁と比較して、内膜の完全な欠如とT細胞・マクロファージの浸潤を特徴とする炎症所見を認めた。その後の病理学的研究では、破裂動脈瘤と未破裂動脈瘤の両方の壁に歯原性細菌のDNAが確認され、感染が嚢状動脈瘤の形成または破裂に役割を果たしている可能性が示唆された。

動脈瘤の成長と破裂

 ほとんどの頭蓋内動脈瘤は数時間、数日、または数週間の短期間で成長し、動脈瘤壁の弾性限界によって許容される大きさに達すると考えられている。この時点で、動脈瘤は破裂するか、安定化および硬化を受ける。未破裂動脈瘤は、過剰なコラーゲンの形成による代償的硬化により有意な牽引に対する強さを得る。したがって、最初の安定化時に動脈瘤の大きさがかなり大きくない限り、破裂の可能性は低下する。最初の安定化時の動脈瘤の大きさが1cm以上であれば、血管壁のストレスは直径の2乗(ラプラスの法則)に伴って増加するため、その後の成長と破裂の可能性がかなり高くなる。

 動脈瘤の成長と破裂に関するこの理論は、7~10mm以下の動脈瘤の破裂率が低いことを示すデータと、SAHを呈する患者の大部分が直径10mm以下の動脈瘤の破裂を経験しているという観察との間に明らかな矛盾があるが、大多数は直径7mmのようである。したがって、動脈瘤破裂の臨界サイズは、破裂する小さな動脈瘤の大多数に当てはまると思われるように、形成後すぐに破裂する動脈瘤の方が小さい。この仮説は、未破裂動脈瘤を有し、過去にSAHの既往歴のない患者から得られたデータに基づいており、未破裂動脈瘤を有し、他の動脈瘤からのSAHの既往歴がある患者には適用できないかもしれない。

臨床症状

 ほとんどの頭蓋内動脈瘤は破裂しない限り無症状であるため、通常、くも膜下出血(SAH)を呈したときに偶発的に、または発見されることが多い。

 未破裂動脈瘤の中には、症状を呈するものもある。症状には、頭痛(重症化することがあり、SAHの頭痛に匹敵する)、視力低下脳神経障害(特に動眼神経麻痺)錐体路障害顔面痛が含まれる。これらは動脈瘤の腫瘤効果によるものと考えられる。

動脈瘤内からの塞栓が原因で虚血を起こすこともある。動脈瘤の治療により症状が消失することがある。

診断

 ほとんどの頭蓋内動脈瘤は、くも膜下出血(SAH)として顕在化するか、または偶発的に、またはスクリーニングで発見される。

 症候性の未破裂動脈瘤は珍しいため、動脈瘤に起因する可能性のある症状が存在する場合の最良の診断戦略に関するデータはほとんどない。

 MRAおよびCTAは5mm以上の動脈瘤を検出できる。それより小さい動脈瘤(2mm以下)は信頼性が低いか、または脳血管造影(画像1)と比較した場合にレトロスペクティブに見られる可能性がある。CTAに関する研究の系統的レビューでは、CTAの感度は2mmの動脈瘤で53%から7mmの動脈瘤で95%の範囲であり、特異度はより大きな動脈瘤でも高いと結論づけられている。技術が向上すれば、非侵襲的イメージングの感度と特異度も向上すると思われる。2011年に行われた頭蓋内動脈瘤のCTA診断のメタアナリシスでは、単一検出器CTAと比較して、マルチ検出器CTAの使用は動脈瘤検出の感度と特異度の全体的な改善(いずれも97%以上)と関連しており、直径4mm以下の小さな動脈瘤の検出も改善されていることが明らかになった。246人の患者307例の動脈瘤を調査した別の研究では、3.0テスラのボリュームレンダリングを用いた3次元 time-of-flight MRAでは、動脈瘤の大きさ(3mm未満から10mm以上の範囲)に関係なく、それぞれ99%と97%の感度と特異度が得られたことがわかった。

 検査前の確率はCTA結果の解釈に影響を与えるべきである。SAHが存在する場合、動脈瘤の可能性が高く、どのようなサイズのCTA所見でも陽性の場合は一般的に信頼できるが、陰性の場合はさらなる検査を行うべきである。SAHが存在しない場合、大きな動脈瘤(>7mm)のCTA所見は信頼できるが、小または中程度の動脈瘤の所見は偽陽性である可能性が高く、臨床的に重要であると思われる場合は確認が必要である。

 血管造影検査はより侵襲的な検査であり、合併症のリスクが高く、非侵襲的な検査で陰性であったにもかかわらず、動脈瘤の臨床的疑いが高い場合にのみ実施すべきである。非常に小さな動脈瘤(MRAおよびCTAの実用的な検出限界以下)は、時折、動眼神経麻痺などの症状を呈することがある。

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未破裂脳動脈瘤の危険因子・治療まとめ