———————————————————————-Page10910-1810/07/\100/頁/JCLS原因と謎についてまとめてみた.I実際のALIにおける照射エネルギー量の謎Arレーザーによる緑内障治療であるlasergonioplas-ty,pupilloplastyでは,これまでに内皮障害の報告はない.Lasergonioplastyおよびpupilloplastyの両治療法とも緑内障発作時に用いられるものではないので一概に比較はできないのではあるが,この2者とALIによる実際のエネルギー照射量を北澤の方法16)をもとに算出してみた.まずALIでは6.16~8.24J(Firststep:スポットザイズ200?m,パワー0.2W,照射時間0.2秒,照射回数4~6回,Secondstep:スポットザイズ50?m,パワー1W,照射時間0.02秒,照射回数300~400),YAGレーザーLIでは0.06~0.16Jとなる.一方,lasergonioplastyおよびpupilloplastyでは0.5~1.5Jとなり,基本どおりレーザー照射を行ったと仮定しても,ALIは圧倒的に照射エネルギー量が多い.この点を考慮すると,過剰エネルギー照射はALIによる角膜内皮障害の一因となりうると思われる.これまでの報告では,ALIの総照射エネルギー量は少なくとも10~20Jに収めるべきであるとされている7~10).ALI後BKの症例報告では,緑内障発作時にかなり過剰なレーザー照射を施行されていたり,場合によっては虹彩の穿孔部が再閉塞したためにくり返しレーザー照射をされていたりした例が多く含まれている.しかし,Arレーザーの照射量と内皮細胞障害の程度やBK発症時期は必ずはじめにアルゴンレーザー虹彩切開術(argonlaseriridoto-my:ALI)はおもに閉塞隅角緑内障に対して施行される安全な非観血的治療法とされてきた.しかしALIの合併症として,術後早期では一過性の虹彩炎,眼圧上昇,白内障,角膜混濁,施行部位に限局した角膜内皮損傷,虹彩癒着などが報告されている1,2).長期的経過観察では数カ月から数年経過した後に,角膜内皮代償不全を起こし水疱性角膜症(bullouskeratopathy:BK)に至る重篤な合併症が報告されている3,4).このALI後のBKにおける,はっきりとしたevidenceに基づく原因究明は,いまだなされていない.ALI後BKの原因としては,急性緑内障発作(眼圧上昇)による内皮障害5~7),角膜内皮細胞の既存の異常(脆弱性など)8),過剰なレーザー照射による角膜内皮細胞障害7~11),そして房水循環不全4,12),物理的眼内変化13,14),術後慢性炎症や創傷治癒障害12,15)などが報告されているが,単一の原因で本疾患が発症すると考えるにはどの説にも矛盾点がある.つまり,多くの複合的な要素が重なることで発症すると考えたほうがreasonableである.アルゴン(Ar)レーザーが眼内に過剰に照射されることで直接に眼内に生じる障害は,前房内温度の変化や角膜のサーマルバーン,炎症反応,酸化ストレスによる障害,眼内房水動態の変化などが考えられている4,8,11).本項では,過剰なレーザー照射による角膜内皮細胞障害に的を絞って,特にALIによる前房内温度変化,および酸化ストレスを中心に,考えられうる(15)???*TadashiSenoo,RyoTakayama&KeizoChiba:獨協医科大学眼科学教室〔別刷請求先〕妹尾正:〒321-0293栃木県下都賀郡壬生町大字北小林880獨協医科大学眼科学教室特集●レーザー虹彩切開術後水疱性角膜症を解剖する!あたらしい眼科24(7):863~869,2007レーザー虹彩切開術後水疱性角膜症の病態─過剰凝固説─????????????????????????????????妹尾正*高山良*千葉桂三*———————————————————————-Page2???あたらしい眼科Vol.24,No.7,2007しも比例関係になく,予防的ALIのように比較的照射エネルギー量が低くても水疱性角膜症を起こす例もある17,18).これまでの可能な限りの症例報告に自験例を加えてまとめると表1のようになる.症例は圧倒的に女性が多く,41例中男性はわずか5例である.特に両眼発症例ではその差は顕著になる.表1aのうち両眼にALIを受け片眼のみに発症した症例で内皮異常や糖尿病の記載がないもののみをまとめたものが表1bになる.これを純粋にレーザー照射のみが原因で発症したBKだと考えると,面白いことに,男女差がなくなり,照射エネルギー量の平均はBK発症眼で37.5±26.8J,非発症眼で19.6±13.3Jとなり,先の文献7~10)と一致する.しかし一方で,片眼緑内障発作でALIを施行後もう片眼に予防的ALIを施行された症例で,両眼に対する照射エネルギー量に大きな差があるにもかかわらず,両眼ともにBKに陥った症例4,17)や,発作眼のほうが予防LI眼より少ない照射エネルギーであったにもかかわらず,発作眼のみにBKを生じたという報告もある7).さらに,ALI照射エネルギー量も3.76~101Jまでと幅広く,症例により千差万別である.この結果はArレーザー照射による角膜内皮障害の程度に個人差がある可能性や,何らかの条件下でArレーザーを照射するBKをひき起こす可能性を示唆している.IIArレーザー過剰照射による前房内温度変化とその謎Arレーザーは本来coagulatorをおもな目的として網膜疾患の熱凝固に用いられている.さらに,従来の観血的虹彩切除に代わってArレーザー虹彩切開術に用いられるようになった19).このようなArレーザーの特性より,Arレーザー照射が発する熱作用が,直接あるいは間接的に角膜内皮細胞に損傷を与え,水疱性角膜症発症の誘因になったとも考えられている8,11,20).この点を検証するために筆者らは,前房内に極小温度センサーを挿入してArレーザー照射による前房内温度変化を測定してみた21,22).家兎眼を用いた実験では,前房内温度はArレーザー照射によりセンサー近傍で50℃前後まで上昇するが,センサーから離れた部位ではほとんど温度上昇は認められなかった(図1,2).同様の実験をYAGレーザー照射で行ってみたが,前房内温度上昇はほとんど認められなかった(図3).さらに,実際臨床上でALI後の前眼部サーモグラフを測定したが,前眼部の熱放散は著しく速やかに正常温度に低下していた.さらに,以前から眼科的治療法として用いられている眼温罨法を同様の実験系で行うと前房内温度はほぼ同様(16)表1文献によるALI後BK症例(a)と両眼照射片眼発症例(b)a.文献によるALI後BK症例対象年齢性別総照射エネルギー糖尿病内皮異常発症期間発作・予防全体41例(62眼)68±9.3歳(40~84歳)男:5例(6眼)女:36例(56眼)27±25.2J(3.76~101J)9人6人4.1±2.9年(0.5~12年)発作:22眼予防:40眼片眼発症20例(20眼)61.5±8.8歳(40~76歳)男:4眼女:16眼32.4±24.0J(7~88.9J)6人3人4.6±3.3年(0.5~12年)発作:14眼予防:6眼両眼発症21例(42眼)71.6±7.7歳(49~84歳)男:1眼女:20眼22.7±22.4J(3.76~101J)3人3人3.1±1.3年(0.5~6年)発作:8眼予防:34眼b.両眼照射片眼発症症例両眼照射片眼発症9例(9眼)56.6±9.2歳(40~69歳)男:4例(4眼)女:5例(5眼)───3.2±1.2年(2~3.6年)発作:7眼予防:11眼発症眼9眼──37.5±26.8J(20~88.9J)───発作:7眼予防:2眼非発症眼9眼──19.6±13.3J(4~29.3J)───発作:0眼予防:9眼———————————————————————-Page3あたらしい眼科Vol.24,No.7,2007???に上昇した(図4).これまで温罨法による角膜内皮障害の報告はないことから,前房内温度が上昇すること自体が角膜内皮細胞を直接障害するとは考えにくい22).しかし,前房内温度が上昇することで化学的な反応はより起こりやすくなるし,本実験系ではArレーザーが角膜内を通過することによる熱凝固反応や,内皮細胞の直接的なサーマルバーンを評価しえていない13).また癌治療の一つで,癌細胞の増殖抑制を目的とした温熱療法は43℃前後の加温で用いられることが多く23),この点を加味すると緑内障発作といった特殊な状態での温度上昇が内皮細胞にまったく影響を及ぼしていないとは言い切れない.IIIArレーザー照射による酸化ストレスとその謎眼は常に光ストレスに曝されている組織であることは言うまでもないが,眼に対する光毒性の報告は多く24~28),ALI後BKの原因の一つとしてArレーザー照射による酸化ストレスの可能性が考えられる29,30).種々の誘因で(17)図1ALIと前房内温度変化の測定条件図に示すように極小温度センサーを前房内に挿入したうえで,センサー近傍とセンサーの反対側にALIを行った.温度センサー温度計温度センサーセンサー近傍センサー遠方レーザー照射図2アルゴンレーザー照射による前房温度変化センサー近傍ではレーザー照射量の増加に伴って温度上昇を認めたが,センサー反対側での照射では前房内温度は上昇しなかった.55504540353025500発400発300発200発100発照射前温度(℃):平均近傍:平均遠方n=5NSNSp<0.05p<0.05p<0.05図3Nd:YAGレーザー照射による前房温度変化センサー近傍,センサー反対側ともに前房内温度の上昇は認められなかった.353331292716発32発48発64発80発照射前温度(℃):平均近傍:平均遠方n=5Student?検定NS図4罨法による前房内温度変化眼科用罨法を用いて前房内温度変化を測定するとALI近傍とほぼ同等の温度上昇を認めた.4540353025前温度(℃):生体眼:摘出眼1分2分3分4分5分6分7分8分9分10分11分12分13分14分15分———————————————————————-Page4???あたらしい眼科Vol.24,No.7,2007活性酸素・フリーラジカル注1)は発生するが,緑内障発作時のレーザー照射によるラジカル発生としては,虹彩や角膜の緑内障による直接障害や炎症,これらの炎症に起因する白血球浸潤,レーザー照射によるショックウェーブの発生,眼圧上昇による眼内の虚血およびALI後の再灌流,ミトコンドリアによるエネルギー産生などが考えられる.一般的に生体内では,生じた活性酸素・フリーラジカルは速やかにラジカル消去系注2)によってscavenging(除去)される(図5).消去系の網から漏れた活性酸素・フリーラジカルは蛋白質,脂質(特に細胞膜脂質),核酸を傷害し次々と周囲の細胞に伝播し,大きな細胞障害をひき起こすラジカル連鎖障害をひき起こす(図6).ALIによるラジカル発生を調べた動物実験では,Arレーザー照射後7日間の前房水の過酸化反応関連物質は,非施行眼と比較して過酸化脂質(図7),過酸化水素(図8)が発生し,過酸化反応が進行していることが確認された21).過酸化水素は反応性に非施行眼でも上昇しており,これがレーザー照射量と内皮障害の非均衡につながっているのかもしれない.発生した活性酸素・フリーラジカルの消去酵素であるsuperoxidescavenging活性(SOD)の活性をみるとALI後に活性が上昇している(図9).YAG-LIとALIでSOD活性を比較すると明らかにALI後で高い活性を示しており,より強い酸化ストレスがかかった可能性が示唆される31)(図10).この結果を裏付ける報告として,SODノックアウトマウス(18)図5活性酸素消去系一度生じた活性酸素はスーパーオキシド消去系(SOD,L-アスコルビン酸,GSH,トコフェロールなど)によってH2O2に変換され,さらに過酸化水素消去系(カタラーゼ,グルタチオンペルオキシダーゼ,GSHなど)によってH2Oへと変換される.・O2-H2OH2O2スーパーオキシド消去過酸化水素消去スーパーオキシドディスムターゼ(SOD)L-アスコルビン酸還元型グルタチオン(GSH)トコフェロールカタラーゼグルタチオンペルオキシダーゼ還元型グルタチオン図6ラジカル連鎖障害一度生じた活性酸素・フリーラジカルは消去系の網から漏れると細胞の脂質を酸化し脂質ラジカルを形成する.これに酸素の修飾を受け脂質ペルオキシラジカルとなり不安定な脂質ペルオキシラジカルは近傍細胞の脂質をさらに酸化してゆく.こうして次々と周囲の細胞に伝播し,大きな細胞障害をひき起こす.O2O2フリーラジカル細胞膜(脂質)過酸化脂質脂質ペルオキシラジカルLH脂質(二重結合のある多価不飽和脂肪酸)?OHH2O脂質ラジカル脂質ペルオキシラジカルLHLOOHL?L?LOO?LOO?注1)「フリーラジカル」は不対電子を1個以上もつ分子または原子を意味する.「活性酸素」とは,われわれが呼吸する大気中の酸素よりも活性化された酸素およびその関連分子の総称で,スーパーオキシド(O2-),一重項酸素(1O2),過酸化水素(H2O2),ヒドロキシラジカル(・OH),などがある.本稿では便宜上すべて「活性酸素・フリーラジカル」に統一する.注2)ラジカル消去系:ラジカル代謝酵素や抗酸化物質による抗酸化作用のことでこれらを総称してradicalscavengerとよぶ,房水中にあるものとしては,アスコルビン酸,カタラーゼ,スーパーオキシドディスムターゼ(SOD),グルタチオンペルオキシダーゼ,グルタチオン還元酵素,グルコース-6-リン酸脱水素酵素(G6PD),6-ホスホグルコン酸脱水酵素などがある.特にアスコルビン酸は血中の27倍,酸素濃度は50%と抗酸化状態に保たれている.———————————————————————-Page5あたらしい眼科Vol.24,No.7,2007???では,眼内の炎症反応によって角膜内皮反応の障害が著明に認められたり,水晶体混濁を生じたりする29,32).この障害はカタラーゼなどのラジカル消去系の投与で抑制されることが報告されている30).一方,活性酸素・フリーラジカルの関与が多く報告されている白内障26)では,白内障の発生率が高いことで知られているプードル犬の純血系種で,同型の雑種プードル犬と比較して有意に血中SOD活性,グルコース-6-リン酸脱水素酵素(G6PD),カタラーゼ活性が低いことが報告されている33).同様に女性では紫外線による白内障の頻度が有意に高い傾向があることが報告されており34),ALIのBKが女性に多い点を考えると,眼酸化ストレスには女性のほうが弱いのかもしれない.さらに,緑内障自体の房水内抗酸化能が低下しているという報告もある28).照射エネルギーの小さいYAGレーザーによるLIではBKは生じにくいと思われるが,ショックウェーブはYAGレーザーでも同様に生じておりYAGレーザーによる活性酸素・フリーラジカルの発生は考えられうる.これを裏づけるかのように近年YAG-LIによる角膜内皮減少の報告もされている35).さらに興味ある点として,審美歯科の治療法のなかに過酸化水素中でレーザーを照射することにより,ヒドロキシラジカル(・OH)を発生させる報告がある36).筆者らの実験でレーザー照射後にもう片眼にも反応性に過酸化水素が発生していた点を考慮すると,緑内障発作眼にALIを施行し,その後すぐにもう片眼に予防的ALIを施行すると,より毒性の高いヒドロキシラジカルが多く生じる可能性が示唆される.また,ALI後BKに対する角膜移植の経過はおおむね良好とされているが,他の疾患に対する角膜移植と比して術後の内皮減少率が高い傾向にあるといった報告もあり(図11),ラジカル連鎖障害が継続している可能性もある37).これらのことより,(19)図7房水中過酸化脂質含有量ALI直後から過酸化脂質は上昇し1週間後でも持続している.対照眼では検出されなかった.過酸化脂質(nmol(MDA)/m?)109876543210施行直後1日後2日後3日後7日後:ALI照射群:対照:測定限界以下n=5図8房水中H2O2濃度ALIにより房水中H2O2濃度は上昇したが,ALI後1日で消失していた.興味あることに,非照射眼でも同様な反応性の房水中H2O2濃度上昇が認められた.H2O2(nmol/m?)32.521.510.50施行直後1日後2日後3日後7日後:ALI照射群:対照群図9房水中のsuperoxidescavenging活性SOD活性を測定しているが房水中の他のscavenginerの影響も受けているために,表記はsuperoxidescavenging活性とした.ALI後3日目までsuperoxidescavenging活性は上昇していた.Superoxidescavenging活性(U/m?)302520151050施行直後1日後2日後3日後7日後:ALI照射群:対照群n=5図10ALI後のsuperoxidescavenging活性ALIはYAG-LIと比較してより高いsuperoxidescavenging活性の上昇を認め,酸化ストレスがより高いことが示唆される.SOD活性35302520151050アルゴンYAGコントロール———————————————————————-Page6???あたらしい眼科Vol.24,No.7,2007前房内温度の上昇や,活性酸素・フリーラジカルの発生が角膜内皮細胞の損傷をひき起こした結果,BKを誘発した可能性が示唆される.特に活性酸素・フリーラジカルによる内皮障害の仮説は,今日の多くの報告症例に対し矛盾なく本疾患を説明することができる.ただし,単独ですべてが生じているとは考えにくく,糖尿病などの疾患に代表される抗酸化状態の低下,狭隅角自体を含む緑内障発作による虚血,滴状角膜などの角膜内皮の脆弱性などに照射条件の悪影響が重なることにより発症すると思われる.臨床上は,これらの生体条件を十分に考慮し,照射量を軽減する方向でレーザー照射を行うべきで,可能ならばYAGレーザーの併用を行うべきであろう.文献1)桑山泰明:レーザー虹彩切開術.眼科診療プラクティス3:150-154,19932)白土城照,平田洋子:緑内障のレーザー治療.あたらしい眼科7:663-670,19903)PollackIP:Currentconceptsinlaseriridotomy.????????????????????24:153-180,19844)SchwartsAL,MartinNF,WeberPA:Cornealdecompen-sationafterargonlaseriridotomy.???????????????106:1572-1574,19885)SetalaK:Cornealendothelialcelldensityafteranattackofacuteglaucoma.???????????????(Copenh)57:1004-1013,19796)MarkowitzSN,MorinJD:Theendotheliuminprimaryangle-closureglaucoma.???????????????98:103-104,19847)JengS,LeeJS,HuangSC:Cornealdecompensationafterargonlaseriridectomy─adelayedcomplication.????????????????22:565-569,19918)WilhelmusKR:Cornealedemafollowingargonlaseriri-dotomy.???????????????23:533-537,19929)細谷比左志,大橋裕一,大黒信行ほか:アルゴンレーザー虹彩切開術後に生じた水疱性角膜症.臨眼48:420-422,199410)PollakIP:Useofargonlaserenergytoproduceiridoto-mies.???????????????11:506-515,198011)HongC,KitazawaY,TanishimaT:In?uenceofargonlasertreatmentofglaucomaoncornealendothelium.????????????????27:567-574,198312)PollackIP:Currentconceptsinlaseriridotomy:Histolog-icstudiesofanglestructuresafterlaseriridotomyinpri-mates.???????????????100:1665-1670,198213)KajiY,OshikaT,UsuiTetal:E?ectofshearstressonattachmentofcornealendothelialcellsinassociationwithcornealendothelialcelllossafterlaseriridotomy.??????24(8Suppl):S55-S58,200514)加治優一:LIと角膜内皮障害.眼科プラクティス11:289-291,200615)Malaise-StalsJ,Collignon-BrachJ,WeekersJF:Cornealendothelialcelldensityinacuteangle-closureglaucoma.???????????????189:104-109,198416)北澤克明,岡部いずみ:急性緑内障発作.眼科手術4:176-180,199117)松永卓二,阿部達也,笹川智幸ほか:アルゴンレーザー虹彩切開術後の水疱性角膜症の検討.眼紀52:1011-1015,200118)西沢仁志,喜多容子,西起史:アルゴンレーザー虹彩切開術後,水疱性角膜症を来した1症例.眼臨90:1168-1170,199619)AbrahamRK,MillerGL:Outpatientargonlaseriridecto-myforangleclosureglaucoma:atow-yearstudy.?????????????????????79:529-537,197520)東原尚代,木下茂:レーザー虹彩切開術後の水疱性角膜症.日本の眼科74:1017-1020,200321)高橋和晃:レーザー虹彩切開術による水疱性角膜症への前房内温度と過酸化反応の影響.獨協医会誌27:203-214,200022)高山良,妹尾正,高橋和晃ほか:レーザー虹彩切開術後の前房内温度変化.第59回日本臨床眼科学会講演抄録,p328,200523)GerweckLE:Modi?cationofcelllethalityatelevatedtemperatures.ThepHe?ect.??????????70:224-235,197724)大村まゆみ,小原喜隆,油井秀夫ほか:糖尿家兎角膜の脂肪酸組成.眼紀33:2345-2354,198225)RedmondTM,DukeEJ,ColesWHetal:Loclizationofcornealsuperoxidedismutasebybiologicalandhistocyto-chemicaltechnique.???????????38:369-378,1984(20)*角膜内皮細胞密度(cells/mm2)3,5003,0002,5002,0001,5001,00050001カ月(*p<0.05有意差ありMann-Whitney検定)術後3カ月6カ月12カ月24カ月:PI群:対照群図11術後角膜内皮細胞数の変化術後24カ月後の角膜内皮細胞密度はPI群で946/mm2,対照群で1,430/mm2とPI群で有意に少なかった.———————————————————————-Page7あたらしい眼科Vol.24,No.7,2007???26)小原喜隆:活性酸素.フリーラジカルと白内障.日眼会誌99:1303-1341,199527)田中寧:糖尿病網膜症の発症に関わる硝子体の過酸化反応.日眼会誌102:576-582,199828)FerreiraSM,LernerSF,BrunziniRetal:Oxidativestressmarkersinaqueoushumorofglaucomapatients.???????????????137:62-69,200429)BehndigA,KarlssonK,BrannstromTetal:Cornealendothelialintegrityinmicelackingextracellularsuperox-idedismutase.?????????????????????????42:2784-2788,200130)HullDS,GreenK,ThomasLetal:Hydrogenperoxide-mediatedcornealendothelialdamage.Inductionbyoxygenfreeradical.??????????????????????????25:1246-1253,198431)高山良,妹尾正,高橋和晃ほか:レーザー虹彩切開術後の角膜内皮に及ぼす活性酸素の影響.第109回日本眼科学会総会講演抄録.日眼会誌109(臨増):190,200532)OlofssonEM,MarklundSL,KarlssonKetal:Invitroglu-cose-inducedcataractincopper-zincsuperoxidedis-mutasenullmice.???????????81:639-646,200533)BarrosPS,SafatleAM,QueirozLetal:Bloodandaque-oushumourantioxidantsincataractouspoodles.??????????????????39:19-24,200434)小原喜隆ほか:白内障診療ガイドライン.日本白内障学会誌16(別冊),200435)WuSC,JengS,HuangSCetal:Cornealendothelialdam-ageafterneodymium:YAGlaseriridotomy.??????????????????????31:411-416,200036)川本幸司,辻本恭久,飯田浩雅ほか:過酸化水素水に光或いはレーザー照射した際に発生するヒドロキシラジカルの発生量.歯科の色彩8:31-35,200237)丸山文子,島?潤,坪田一男:レーザー虹彩切開術後の水疱性角膜症.あたらしい眼科18:337-380,2001(21)年間予約購読ご案内眼における現在から未来への情報を提供!あたらしい眼科2007Vol.24月刊/毎月30日発行A4変形判総140頁定価/通常号2,415円(本体2,300円+税)(送料140円)増刊号6,300円(本体6,000円+税)(送料204円)年間予約購読料32,382円(増刊1冊含13冊)(本体30,840円+税)(送料弊社負担)【特集】毎号特集テーマと編集者を定め,基本的事項と境界領域についての解説記事を掲載.【原著】眼科の未来を切り開く原著論文を医学・薬学・理学・工学など多方面から募って掲載.【連載】セミナー(写真・コンタクトレンズ・眼内レンズ・屈折矯正手術・緑内障・光線力学的療法・眼感染症)新しい治療と検査/眼科医のための先端医療他【その他】トピックス・ニュース他■毎号の構成■株式会社メディカル葵出版〒113-0033東京都文京区本郷2-39-5片岡ビル5F振替00100-5-69315電話(03)3811-0544お申込方法:おとりつけの書店,また,その便宜のない場合は直接弊社あてご注文ください.http://www.medical-aoi.co.jp