手術後三ヶ月間におけるIL8およびIL18のレベルは、IL6ではなく、基底前脳大細胞核の萎縮と関連している

周術期におけるIL8とIL18レベルと術後3ヶ月の大脳基底核萎縮との関連性研究

背景紹介

近年、外科手術後に脳萎縮が加速する可能性があることが、ますます多くの研究で示されています。同時に、全身性炎症と神経変性疾患との関係も注目されています。本研究では、術後のインターロイキン(Interleukin、略してIL)レベルおよび周術期のILレベルの変化が、術後の大脳基底核(Nucleus Basalis Magnocellularis、略してNBM)の萎縮と関連している可能性があると仮定しました。NBMは大脳皮質のアセチルコリンの主要な供給源です。これまでの研究では、手術後に大脳皮質の厚さが減少し、心室が拡大し、海馬の萎縮が加速する可能性があることが観察されていますが、これらの研究では周術期の炎症パラメータの具体的なデータは提供されていません。

論文の出典

本論文の研究は、「Journal of Neuroimmune Pharmacology」誌の2024年第19巻第10号に掲載されています。主な著者にはMaria Heinrich、Claudia Spies、Friedrich Borchers、Insa Feinkohlなどが含まれ、著者の多くはCharité-Universitätsmedizin Berlinなどヨーロッパの著名な医療研究機関出身です。研究の受理日は2023年3月26日、受理日は2024年2月18日です。

研究設計と方法

本研究はBiocog研究のサブプロジェクトで、術後せん妄と認知機能障害を予測するバイオマーカーベースのアルゴリズムを開発することを目的としています。研究はヨーロッパの2大高等医療センターで実施され、年齢≥65歳、手術時間≥60分のヨーロッパ白人族の選択された患者を対象としました。研究手順は以下の通りです:

研究フロー

  1. 患者の選択と包含: 65歳以上、大手術を予定しており、Mini-Mental State Examination(MMSE)スコアが23点を超える患者を含みます。

  2. ベースライン評価: MRIスキャン、血液サンプル採取、認知テストなどを含みます。

  3. 術後評価: 術後1日目に再度血液サンプルを採取します。

  4. 3ヶ月フォローアップ: 再度のMRIスキャンと認知テストを含みます。

  5. データ選択と処理: フォローアップMRIデータとIL6、IL8またはIL18測定データのある患者を選択します。

実験方法

  • インターロイキン測定: BioVendorなどの企業が提供する商用キットを使用して血液サンプル中のILレベルを測定しました。サンプルは-80°Cで保存し、すべての測定は標準操作手順に従って行われました。

  • MRI分析: 高磁場MRIスキャナーを使用して術前と術後3ヶ月にそれぞれ60分間のスキャンを2回実施し、データ処理にはSPM12ソフトウェアを使用しました。

  • 認知テスト: CANTAB、Grooved Pegboard Test(GPT)、Trail Making Test(TMT)などの一連のコンピュータ化されたテストを含みます。

  • データ統計分析: 線形回帰モデルを使用して周術期ILレベルとNBM萎縮の関係を分析し、ロジスティック回帰分析を行ってNBM萎縮の潜在的マーカーを予測しました。

主な結果

  1. ILレベルとNBM萎縮の関係:

    • 術後1日目のIL8とIL18レベルはNBM萎縮と有意に関連していましたが、IL6には明らかな関連性はありませんでした。
    • IL8とIL18について、術後ILレベルが2.72倍増加するごとに、NBM体積はそれぞれ0.79%と1.21%減少しました。
  2. 術前ILレベルとNBM萎縮の関係:

    • 術前のIL8とIL18レベルはNBM萎縮と有意に関連しており、術前ILレベルが2.72倍増加するごとに、NBM体積はそれぞれ2.3%と1.6%減少しました。
    • 周術期のILレベルの変化はNBM萎縮に有意な影響を与えませんでした。
  3. 認知機能とNBM体積の関係:

    • 術後3ヶ月のNBM体積はより良好な認知機能パフォーマンスと有意に関連していましたが、NBM萎縮は認知機能の周術期変化に明らかな影響を与えませんでした。
  4. ILがNBM萎縮を予測する潜在的マーカーとして:

    • 術前のIL8とIL18レベルはNBM萎縮を予測する判別能力が弱いことがわかりました。

研究の結論と意義

科学的価値

本研究は、術後のIL8とIL18レベルとNBM萎縮との有意な関係を明らかにし、この関係が主に術前の慢性炎症によって駆動され、周術期の急性炎症反応によるものではないことを指摘しました。この研究は、周術期の炎症と術後の脳萎縮を初めて関連づけ、術後の神経認知障害の可能性のある病理メカニズムを提供しました。

応用価値

結果は、術前の炎症レベルが高い患者では、術後の神経変性変化のリスクを減らすために特別な管理が必要である可能性を示唆しています。また、術後のNBM萎縮と認知機能との関連は、例えば炎症反応を調節することで脳を保護するなど、潜在的な臨床介入の経路を示唆しています。

研究のハイライト

  • 周術期の炎症とNBM萎縮の関係を初めて系統的に分析しました。
  • 複数のバイオマーカーと画像データを用いて包括的な分析を行いました。
  • 術前の慢性低度炎症が術後の脳萎縮に寄与することを特定しました。