あたらしい眼科36(5):637~646,2019c日本糖尿病眼学会学術奨励賞平成29年(第11回)「福田賞」OCTangiographyにて描出される増殖糖尿病網膜症における新生血管の特徴CharacteristicsofRetinalNeovascularizationinProliferativeDiabeticRetinopathyImagedbyOpticalCoherenceTomographyAngiography石羽澤明弘*はじめに糖尿病網膜症において,網膜硝子体界面の新生血管の出現は増殖糖尿病網膜症(proliferativediabeticretinop-athy:PDR)の診断の決め手となる重要所見である.検眼鏡的には,新生血管は微細,もしくは比較的太い血管を含む不規則なネットワークを形成し,網膜表面に這うように,または硝子体腔に突出した異常血管組織として観察される1).しかしながら,検眼鏡的観察のみでは網膜内最小血管異常(intraretinalmicrovascularabnor-malities:IRMA)との鑑別に苦慮すること,またレーザー痕などの背景網膜の状況によって新生血管の形態的変化を十分に観察しにくいことは,一般診療においてよく経験する懸念事案である.よって実臨床では,フルオレセイン蛍光眼底造影検査(.uoresceinangiography:FA)が糖尿病網膜症の病期分類に広く用いられ,蛍光漏出の程度から新生血管の有無と活動性の判断がなされている.しかし,FAは侵襲的であり,アナフィラキシーショックなどの重篤な合併症はごくまれではあるものの,全身状態不良なケースが少なくない糖尿病患者では頻回の施行がためらわれるのが実情である.一方,今日の非侵襲的眼科検査の代表である光干渉断層計(opticalcoherencetomography:OCT)は,網脈絡膜,硝子体の断層画像を,短時間で簡便に得られるため,とくに糖尿病黄斑浮腫の診療においては必須の検査として広く普及している.このOCTを用いて,新生血管を含む血管線維膜の断層像(Bスキャン)を撮影し,網膜硝子体界面の特徴を報告した論文が散見される2~4).しかし,B-scan画像では血管構造そのものを描出できる訳ではないため,新生血管の構造変化を直接評価することは困難である.近年,血管組織内のOCT信号の位相変化や強度変化をもとに,血流の三次元画像を表示するOCTangiogra-phy(OCTA)と総称される技術が考案され,網脈絡膜の微小血管構造の三次元画像化が可能となってきた.筆者らはOCTAを用いて,糖尿病網膜症における代表的な網膜最小血管病変,すなわち毛細血管瘤,網膜無灌流領域,IRMAそして新生血管を鮮明に描出できることを示し,臨床上有用性であることをいち早く報告した(図1)5).とくに新生血管は蛍光漏出の影響を受けないため,その形態的特徴を明瞭に観察でき,また変化を定量的に示すことができる可能性がある.一方で,蛍光漏出所見が得られないことは,とくに新生血管の活動性の評価という点でOCTAの致命的な欠点であるという指摘もなされてきた.この問題を解決すべく,筆者らはPDRにおける新生血管の形態所見に注目し,FAでの蛍光漏出との関係性について検討した6).I方法本研究は旭川医科大学において倫理委員会の承認のもと,被験者の同意のうえで行われた横断観察研究である.新規または過去に糖尿病網膜症国際重症度分類に基づいてPDRの診断がなされ,信号強度が60以上の高画質なOCTA画像が得られた患者を対象とした.被験者には,視力,眼圧,眼底写真,OCT検査を含む眼科一般検査を施行した.また,bodymassindex(BMI),血圧,HbA1c値,糖尿病罹病期間も記録した.硝子体*AkihiroIshibazawa:旭川医科大学眼科学教室〔別刷請求先〕石羽澤明弘:〒078-8510北海道旭川市緑が丘東2条1-1-1旭川医科大学眼科学教室(67)あたらしい眼科Vol.36,No.5,2019図1糖尿病網膜症のOCTAa:網膜表層血管網の毛細血管瘤().b:視神経乳頭近傍の網膜無灌流領域(*)と網膜内最小血管異常(▽).c:視神経乳頭上に一塊として形成された新生血管().いずれも毛細血管レベルで鮮明に異常血管が描出されている.(文献5より許可を得て改変転載)手術の既往,中等度以上の白内障や硝子体出血などの中間透光体混濁,抗血管内皮増殖因子(vascularendothe-lialgrowthfactor:VEGF)抗体の投与既往のある眼は除外した.新生血管は発生場所によって分類し,視神経乳頭上またはその辺縁から1乳頭径以内のものをneo-vascularizationatdisc(NVD),それ以外をneovascu-larizationelsewhere(NVE)と定義した.複数の新生血管がある例では,OCTAが撮影可能であった一つの新生血管のみを対象とした.未治療のPDR患者(14名)は全例でFAを行った.すでにPDRと診断されていた19名では,汎網膜光凝固術(panretinalphotocoagula-tion:PRP)が全例で施行されていた.この既治療患者のうち16名にFAを行った.OCTA画像の撮影には,RTVueXRAvanti(Optovue社)を用いた.後極部のNVEの撮影には,AngioReti-namodeで3×3mmの画角を選択し,患者固視点は固定してスキャン位置のみを動かして撮影した.NVDと視神経乳頭近傍のNVEの撮影には,AngioDiscmodeを選択し,3×3mmまたは4.5×4.5mmの画角を用いた.スキャン位置は,眼底観察において明らかな血管線維膜のある部位,またはFAにて蛍光漏出のある部位を含む領域とした.En-faceOCTA画像として新生血管を最大限に抽出し,網膜表層血管の映り込みを最小限にするため,OCTAのセグメンテーション上限は新生血管より上方の硝子体腔に,下限は内境界膜の直下に手動で調整した.新生血管の.owareaの測定には内蔵のソフトウェア(RTVue,version2015.100.0.35)を用いた.12眼においては,PRP治療前とPRP治療後(2カ月後)に同一部位の新生血管を撮影し,.owareaを定量した.統計には連続変数にMann-WhitneyUtestを用い,カテゴリ変数にはc2検定,またはFisherの正確確率検定を用いた.PRP前後の.owareaの定量値の比較には,Wilcoxonの符号順位検定を用いた.II結果本研究では,PDR患者33名(男性22名,女性11名)40眼を解析した.年齢は32~74歳,20眼が未治療PDR,残り20眼はすでにPRPが施行されていた.未治療群と既治療群において,年齢,性別,BMI,血圧,HbA1c値,糖尿病罹病期間に有意差は認められなかった.既治療眼におけるPRPからの期間は,6カ月~20年と幅があった.OCTAにおける新生血管の形態的特徴については,大きく二つの特徴的形態に分類された(図2).すなわち,新生血管の内部または辺縁に微細な異常血管が増殖した領域(exuberantvascularproliferation:EVP)があるタイプ(EVP[+]),または,剪定されたような血管のループ構造のみを認めEVPが存在しないタイプ(EVP[.])であった.未治療20眼では,FAにてNVD/NVEから著明な蛍光漏出を早期相より認め,OCTAでは19眼(95%)でEVP[+]と判定された(図3).一方,既治療20眼では13眼(65%)がEVP[+]であり,未治療群でEVP[+]と判定される例が有意に多かった(p=0.043).既治療群のうちEVP[+]の13眼では,FAにて依然として活動性のある蛍光漏出をきたし,PRPの追加が必EVP[+]EVP[-]図2OCTAで描出される新生血管の二つの特徴的形態a:未治療PDR眼のNVD.視神経乳頭上に異常血管を確認できるが()詳細な形態は不明である.b:aと同一部位のOCTA.NVDの形態が鮮明に描出され,で囲まれた部分に微細な異常血管が密に増殖したEVP領域を認める.c:PRP治療後1年が経過したPDR眼.部位に新生血管を認めるが,レーザー痕により詳細が十分観察できない.d:cと同一部位のOCTA.新生血管は剪定されたループ状のフィラメント構造をしており,EVP領域を認めない.(文献6より許可を得て改変転載)要と判断されたが,残りの7眼(35%)ではNVD/NVE(30/30)が著明な蛍光漏出をきたしたのに対し,EVPは剪定されたループ状の血管構築のみがOCTAで認め[.]のNVD/NVEでは83.3%(5/6)でわずかな蛍光られた.これらのEVP[.]の7眼では,検眼鏡的に血漏出を認めるのみであった.上記の結果より,FA早期管成分に乏しい白色の線維膜が観察され,FA早期相で相での旺盛な蛍光漏出をきたすNVD/NVEにおけるはわずかな蛍光漏出のみであった(図4).OCTAでのEVP検出感度は96.8%(30/31),特異度はFAが施行された36眼において蛍光漏出の観点から100%(5/5)であった.また,既治療眼において,EVP解析すると,NVD/NVEは全例で後期相(5分後以上)[+]眼におけるPRPからの経過年数(平均3.1年)はにて蛍光漏出を認めた.一方,早期相(造影後30秒~1EVP[.]眼(平均11.1年)に比較して有意に短かった分)については,EVP[+]のNVD/NVEでは100%(p=0.026).図3未治療PDR眼のFAとOCTAa~d:FA早期相において,旺盛な蛍光漏出をきたす活動性の高いNVD/NVEを認める().e~h:a~dの四角形破線部に対応した部位のOCTA(3×3mmまたは4.5×4.5mm画角).未治療のNVD/NVEではEVPを認める().i~l:e~hのOCTA画像における新生血管の中央を通るスライスのBスキャン.EVP[+]の12眼(未治療の8眼と,既治療だが活動性のNVD/NVEがある4眼)において,PRP(PRP追加を含む)を施行後(2カ月後)の時点で,再度FAとOCTAを撮影した.PRP後のNVD/NVEはFAでの漏出が減少し,OCTAでは剪定された構造となりEVP領域の減少を認めた(図5).また,NVD/NVEの.owareaは平均0.70mm2から,PRP後は平均0.47mm2へ有意に減少した(p=0.019).11眼においては.owareaは減少したが,1眼においてはPRP後に.owareaが増加していた(図6).症例提示:51歳,女性.PRP後にNVDの.owareaが増加した左眼の経時的変化を提示する(図7,8).初診時のFAでは明らかなNVDを認めなかったが,OCTAでは乳頭耳側辺縁にvascularsproutが確認された.3カ月後,このsproutからNVDが発育しEVP[+]であるため,PDRの診断にてPRPを開始した.その後,NVDは剪定された形状へ変化し,EVP領域の減少も認めたが,PRP終了(2カ月後)の時点でNVDはレーザーの施行されていない黄(文献6より許可を得て改変転載)斑部へ向かって進展していた.その3カ月後(図8),発生当初のNVDは比較的太い主幹血管のみを残して剪定された構造をとっていたが,黄斑近傍に進展した新生血管にはEVP領域の残存を認めた.III考按本研究において,OCTAによって描出されるPDRの新生血管は,EVPの有無により二つの形態に大別されることが明らかになった.EVP[+]の新生血管は未治療PDRのほぼ全例に認められ,FA早期相において旺盛な蛍光漏出をきたすのに対し,EVP[.]のループ状に剪定された新生血管は血管成分に乏しい白色の線維血管膜となった既治療PDRにおいて認められ,蛍光漏出も軽度であった.未熟な(幼若な)新生血管は成熟した(古い)新生血管に比して,FAにおいてより早期に旺盛な蛍光漏出をきたすことが報告されており7),実臨床でもFAの漏出の程度で活動性を判定している.したがって,上記の結果はOCTAにてEVPの有無を判定することにより,新生血管の活動性を推測できる可能性があ図4既治療PDR眼のFAとOCTAa,b:PRPを約C10年前に施行されたCPDR眼.Cc,d:a,bの部分のCOCTA.NVDはフィラメント状であり,EVPを認めない.Ce,f:FA早期相での蛍光漏出はごく軽度.(文献C6より許可を得て改変転載)FA早期OCTAaPRP前bPRP開始後2カ月図5汎網膜光凝固術(PRP)前後のNVDa:PRP開始前.FA早期相で新生血管から旺盛な蛍光漏出を認め,OCTAではCEVPを認める().b:PRP開始後2カ月.FAでは蛍光漏出が減少し,新生血管はフィラメント状に剪定されたループ構造()になっている.ることを示唆している.また,PDR眼における眼内CVEGF濃度は活動性に相関しており,PRPによって低下することは周知の事実である8,9).さらに,抗CVEGF抗体投与による新生血管からの蛍光漏出の減少や,血管径の減少も多数報告されている10,11).本研究におけるCPRP前後の検討でも,PRP後のCEVP減少とCFAでの蛍光漏出の減少は一致しており,EVPの減少は眼内CVEGF濃度の低下を予測できるかもしれない.これまでの組織学的検討から,PDRの新生血管においてCangio-.broスイッチという概念が提唱されている12,13).すなわち,抗CVEGF抗体の投与により線維血管膜において内皮系マーカーであるCCD34が減少し,(文献C6より許可を得て改変転載)一方で平滑筋のアクチンやコラーゲンなどが増加へスイッチすることが報告されている13).OCTAにおけるEVP領域は未熟性の高い発育部位に相当し,VEGF抑制の影響を強く受ける一方で,EVPのない剪定された形状の新生血管は,より線維化した増殖組織に相当すると考えられる.さらに,SpaideはCOCTAで描出される脈絡膜新生血管(choroidalneovascularizaiotn:CNV)の形態的特徴について興味深い提言をしている14).未治療のCCNVはVEGFなどのサイトカインによって増生(本研究のEVPに相当)をしているが,抗CVEGF療法によってpericyteに乏しい未熟な部分が退縮する.一方,peri-cyteが比較的豊富な血管は残存し,そこに血流が集中eb(mm2)FlowAreaofNeovascularization21.81.61.41.210.80.60.40.20図6PRP前後でのNVD/NVEの.owareaを定量a,b:PRP前(Ca)のCNVEのC.owareaはC1.82CmmC2であったが,PRP後(Cb)にはC0.95CmmC2へ減少した.c,d:PRP前(Cc)のCNVDのC.owareaはC1.89CmmC2.PRP後(Cd)にはC0.84CmmC2へ減少した.e:PRP前後を検討したC12眼中,11眼でC.owareaはCPRP後に減少したが,1眼で増加を認めた().(文献C6より許可を得て改変転載)cdAfter図7PRP後に.owareaが増加した1眼のNVDの臨床経過a:51歳,女性.左眼(初診時)の眼底写真.Cb:初診時のCFA早期相.明らかな新生血管は認められない.Cc:初診時,視神経乳頭下方のCOCTA(aの部).Vascularsproutを認めている().d:6週間後CNVDが発育してきた.Ce:初診からC3カ月後,二つのCsproutがつながり,EVP[+]のCNVDとなった.この時点でCPRPを下方から反時計回りに開始した.Cf,g:2~4週間でCNVDは剪定され,EVPが減少してきた().h~j:PRP終了後~2カ月後,NVDは黄斑へ向かって進展していった().(文献C6より許可を得て改変転載)図8図7の症例のPRP終了後3カ月のモンタージュOCTAa:眼底写真.白色の増殖膜が視神経乳頭から黄斑にかけて残存している.Cb:aの矢印部位のCOCTBスキャン.厚い増殖膜を認め(▽),後部硝子体.離を認めない.Cc:同部位におけるC3C×3CmmOCTA画像C3枚から作成したモンタージュ画像.発生当初のCNVDは比較的太い主幹血管となり(),ほかの部位はフィラメント状に剪定されている.一方で,黄斑に向かって進展した領域には,一部CEVPの残存を認めている().するためシェアストレスにより血管径の増大をきたす.抗CVEGF抗体の効果が減弱すると未熟な血管の増生は再発し,抗CVEGF療法によってまた退縮する.上記のサイクルを繰り返すことにより,残存した新生血管は非生理的な吻合をした短絡血管様に変化していくと述べている.本研究におけるCNVD/NVEのCEVPの変化,とくに代表症例におけるCNVDの発芽から進展,退縮をたどる過程は,上記CCNVの過程に酷似しており,OCTAを用いることでCPDRにおける新生血管の詳細な形態変化を経時的に初めてとらえることができたと考えている.おわりにOCTAは撮影画角が狭く,周辺部の新生血管検出に(文献C6より許可を得て改変転載)は不向きであることが当初の問題であった.しかし,急速な機器開発によってその問題は解消されつつある.とくにCswept-sourceOCTを用いたモンタージュ撮影により,高解像度を保持したまま広画角のCOCTA画像を,比較的簡便に得られるようになってきている15)(図9).高画質なCOCTA画像からは,EVPの有無を判断することができるため,FAによる蛍光漏出所見の代用として非侵襲的に活動性を判定できる可能性がある.OCTAは「平成C30年度診療報酬改定」によって保険点数が付与され,ますますの普及が期待される.本研究の成果が,FAの代替手段としてのCOCTAの利用価値を高め,糖尿病網膜症診療をより安全で,より精度の高いものにする一助となれば幸いである.稿を終えるにあたり,学術奨励賞選考委員会委員の先図9未治療PDRの広角パノラマOCTASwept-sourceOCTTriton(Topcon)を用いて,9C×9Cmm(512C×512画素)OCTA画像C3枚からパノラマ画像を作成した.血管アーケード内外の無灌流領域,網膜内細小血管異常(),新生血管()が鮮明に描出されている.また,新生血管はCEVP[+]であると判断できる.(石羽澤明弘:今,OCTangiographyでわかること・わからないこと4.糖尿病網膜症.眼科59:229-236,2017より改変引用)生方,第C23回糖尿病眼学会総会会長の今泉寛子先生に深く感謝申し上げます.また,多くのご指導,ご支援をいただいている旭川医科大学眼科学講座吉田晃敏教授(学長),糖尿病網膜症外来をはじめとする医局員の先生方,数理情報科学講座高橋龍尚先生,美しい画像を提供して下さる視能訓練士の方々に厚くお礼申し上げます.利益相反:石羽澤明弘(カテゴリーCF:ニデック,カールツァイスメディテック,トプコン,カテゴリーCR:トプコン,ニデック,中央産業貿易,参天,ノバルティス,カールツァイス,興和,千寿)文献1)GradingCdiabeticCretinopathyCfromCstereoscopicCcolorCfun-dusCphotographs–anCextensionCofCtheCmodi.edCAirlieCHouseCclassi.cation.CETDRSCreportCnumberC10.CEarlyCTreatmentCDiabeticCRetinopathyCStudyCResearchCGroup.COphthalmologyC98:786-806,C19912)ChoH,AlwassiaAA,RegiatieriCVetal:Retinalneovas-cularizationsecondarytoproliferativediabeticretinopathycharacterizedCbyCspectralCdomainCopticalCcoherenceCtomography.RetinaC33:542-547,C20133)MuqitMM,StangaPE:Fourier-domainopticalcoherencetomographyCevaluationCofCretinalCandCopticCnerveCheadCneovascularisationinproliferativediabeticretinopathy.BrJOphthalmolC98:65-72,C20144)LeeCCS,CLeeCAY,CSimCDACetal:ReevaluatingCtheCde.nitionCofCintraretinalCmicrovascularCabnormalitiesCandCneovascularizationelsewhereindiabeticretinopathyusingopticalCcoherenceCtomographyCandC.uoresceinCangiogra-phy.AmJOphthalmolC159:101-110,C20155)IshibazawaCA,CNagaokaCT,CTakahashiCACetal:OpticalCcoherenceCtomographyCangiographyCinCdiabeticCretinopa-thy:ACprospectiveCpilotCstudy.CAmCJCOphthalmolC160:C35-44,C20156)IshibazawaA,NagaokaT,YokotaHetal:CharacteristicsofCretinalCneovascularizationCinCproliferativeCdiabeticCreti-nopathyimagedbyopticalcoherencetomographyangiog-raphy.InvestOphthalmolVisSciC57:6247-6255,C20167)MillerH,MillerB,ZonisSetal:Diabeticneovasculariza-tion:permeabilityCandCultrastructure.CInvestCOphthalmolCVisSciC25:1338-1342,C19848)AielloLP,AveryRL,ArriggPGetal:Vascularendotheli-alCgrowthCfactorCinCocularC.uidCofCpatientsCwithCdiabeticCretinopathyCandCotherCretinalCdisorders.CNCEnglCJCMedC331:1480-1487,C19949)OgataCN,CNishikawaCM,CNishimuraCTCetal:UnbalancedCvitreousClevelsCofCpigmentCepithelium-derivedCfactorCandCvascularendothelialgrowthfactorindiabeticretinopathy.AmJOphthalmolC134:348-353,C200210)AveryCRL,CPearlmanCJ,CPieramiciCDJCetal:Intravitrealbevacizumab(Avastin)inCtheCtreatmentCofCproliferativeCdiabeticCretinopathy.COphthalmologyC113:1695,Ce1-e15,C200611)SpaideRF,FisherYL:Intravitrealbevacizumab(Avastin)Ctreatmentofproliferativediabeticretinopathycomplicatedbyvitreoushemorrhage.RetinaC26:275-278,C200612)KuiperCEJ,CVanCNieuwenhovenCFA,CdeCSmetCMDCetal:CTheangio-.broticswitchofVEGFandCTGFinprolifera-tivediabeticretinopathy.PloSOneC3:e2675,C200813)El-SabaghCHA,CAbdelgha.arCW,CLabibCAMCetal:Preop-erativeCintravitrealCbevacizumabCuseCasCanCadjuvantCtoCdiabeticvitrectomy:histopathologicC.ndingsCandCclinicalCimplications.OphthalmologyC118:636-641,C201114)SpaideRF:OpticalCcoherenceCtomographyCangiographyCsignsCofCvascularCabnormalizationCwithCantiangiogenicCtherapyforchoroidalneovascularization.AmJOphthalmolC160:6-16,C201515)石羽澤明弘:OCTangiographyによる糖尿病網膜症の評価.CDiabetesFrontierC28:291-297,C2017☆☆☆