コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼによる化学核溶解腰椎椎間板ヘルニア患者に対する新規低侵襲治療としてのコンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ

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Introduction

子宮頸部および腰椎椎間板ヘルニアに対する低侵襲治療としての化学核溶解の使用（idh）は、50年以上にわたって予想されています（1）。 治療薬としていくつかの酵素（トリプシン、ヒアルロニダーゼ、カテプシンG、キモトリプシン、カルパイン）が提案されているが（2-6）、臨床現場で使用されているのは二つの酵素（キモパパインとコラゲナーゼ）のみである（1,7）。 その中で、キモパパインは1963年8月に導入され、ヨーロッパ、北米、オーストラリア（8月-10月）で広く使用されるようになった。 致命的なアナフィラキシー、出血、および神経学的合併症（11-16）を含む重篤な有害事象の報告後、キモパパインの産生（Chymodiactin,Smith Laboratories Inc. 非科学的および商業的な理由のために2002年に中止されました。 コラゲナーゼ（ヌクレオリシン）に関する最初の臨床研究は1981年7月に報告された。 その後、コラゲナーゼは脊髄神経根および神経周囲組織に有害ではないと報告されたが、キモパパインよりも臨床的に有効ではないと報告された（17）。 重度の有害事象はまた、この酵素（馬尾症候群および線維輪の「消化」による椎間板ヘルニア）と関連していた（8,18,19）。

より安全で効果的な化学核溶解酵素が期待されており、コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼが有望な結果を示していることから、最終的に日本市場で発売される準備ができている。

コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ

コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼは、コンドロイチン硫酸の解重合を触媒する酵素である。 この酵素は、N-アセチルガラクトサミンとD-グルクロン酸またはL-イドゥロン酸のいずれかとの間のβ-1,4-ガラクトサミン結合を切断する。 その結果、コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼは、コンドロイチンA硫酸、コンドロイチンb硫酸、コンドロイチンc硫酸、ヒアルロン酸鎖を分解します(図1)。 コンドロイチン硫酸は、髄核（NP）、皮膚、角膜、骨、および軟骨を含むいくつかの哺乳動物組織に広く分布している。 従って、コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼはIDHのための潜在的な治療上の酵素である。 様々な細菌株によって産生されるこの酵素は既に研究されている。 その中で，尋常性プロテウス由来のコンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼが臨床応用のために最も広く検討されている。

図1コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼを用いた化学核溶解機構の概略図。 NP、髄核。

Proteus vulgarisコンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼは、Yamagata et al. 1968年（昭和20年）に廃止された。 特徴的な活性は上記側鎖に限定されたが，ケラタン硫酸，ヘパリン，ヘパラン硫酸には影響しなかった。 この活性は、以前に化学核溶解のために使用された他の酵素（キモパパインおよびコラゲナーゼ）のそれよりも特異的であった。 コンドロイチン硫酸ＡＢＣエンドリアーゼの遺伝子はＳａｔｏらによってクローニングされた。 1994年に、および活性酵素は、大腸菌（21）で発現されました。 浜井ら exolyase活性の画分からproteus vulgarisコンドロイチン硫酸ABC endolyaseのさらなる精製を行った（13）。

ハムスター、ウサギ、ブタ、イヌ、サルなどの動物モデルを用いて実験的研究が行われている（12,22-27）。 すべての調査はコンドロイチンの硫酸塩ABCのendolyaseが周囲のティッシュ、神経系および管の構造にchymopapainより著しくより少なく有害だったことを確認しました。 選択的で穏やかな酵素の効果と、明瞭な臨床応答はすべての動物モデルで得られました。 例えば、Ｔａｋａｈａｓｈｉ ｅ ｔ ａ ｌ． 子宮頸部、胸部、および腰部IDHの症状および徴候を有する59匹の犬におけるコンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼによる良好な結果を報告した（12）。 この酵素の注射から七日後、45匹の犬のうち48匹は改善された症状および徴候を示した。 副作用は観察されなかっただけでなく、注射後14-36ヶ月後に続いた九匹の犬でも再発は観察されなかった。

臨床応用

これらの結果を考慮して、日本で第1-3相臨床試験が行われました。 松山他 腰椎IDHの治療のためのコンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼによる化学核溶解に関する第2相および第3相試験の報告された結果（臨床試験登録番号。:NCT00634946)(11). 本研究では、194人の患者の合計は、コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼの三つの異なる用量を受けた（1.25、2。１ ０ ０ｍ ｍ ｖｉｓｕａｌ ａｎａｌｏｇｕｅ ｓｃａｌｅ（ＶＡＳ）（０ｍ Ｍは「痛みがない」を示し、１ ０ ０ｍ ｍは「経験したことのない最悪の痛み」を示す）を用いて疼痛強度を測定した。 ベースラインから第13週までの最悪の脚の痛みの平均変化は、-31.7mm（プラセボ）、-46.7mm（1.25U）、-41.1mm（2.5U）、および-47.6mm（5U）であった。 差は、プラセボ群と比較して、1.25U群（P=0.03）および5U群（P=0.01）で13週目に有意であった。 患者は死亡しなかったか、アナフィラキシーまたは神経学的後遺症を発症した。 第13週の最悪の脚の痛みにおける用量反応の改善は有意ではなかった（P=0.14）。 著者らは、このように1.25Uとしてコンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼの推奨臨床用量を提案した。 腰椎IDH治療のためのコンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼによる化学核溶解に関する第3相試験の結果を報告した（28）。 本研究では、163人の患者がコンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ（1.25U）またはプラセボ注射を受け、痛みの強さは100mm VASを用いて測定した。 ベースラインから第52週までの最悪の脚の痛みの平均変化は、-42.3mm（プラセボ）および-54であった。2mm（コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ）。 差は、プラセボ群と比較してコンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ群（P=0.01）の週52で有意であった。 コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ群では、背中の痛み、Modicタイプ1の変化、および椎間板の高さの減少は、臨床的に関連する結果なしに頻繁に報告された。＜8833＞＜1068＞日本では、2018年8月に腰椎IDH治療用コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ（Hernicore®、生化学工業株式会社、東京都）が発売されました。 予期しない有害事象を避けるために、最初のリリースは、腰椎IDHの治療における豊富な経験を持つ病院にのみ提供されました。 さらに、表示は突起を除いて、含まれているIDHs（subligamentous extrusion）に限定されていた。 非含有Ｉｄｈｓ（transligamentous extrusion and sequestration）は，酵素漏出のリスクと隔離されたＮＰ断片における治療効果が低いため，適応から除外された。 現在、コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼによる化学核溶解は、従来の保存的治療に耐性のある根根障害患者にのみ使用されている。

患者は慎重に腹臥位に転がった。 処置中に、適切な針の位置決めを確実にするために、手術台の中央を横切って蛍光透視器を配置した（図2A）。 制限された透視鏡の動きの場合、骨盤の傾きは、ディスクスペースと針の軌道を確認するために頻繁に使用されました（横臥位と同様）。 皮の記入項目の位置に印を付けた後、皮は消毒され、外科で覆われておおいます。 局所麻酔下では、スタイレットを有する22ゲージの脊髄針を、神経根症の反対側からの後外側アプローチを用いて円板空間の中心に挿入した（図2B）。 挿入時に針先の位置を後外側透視図で確認した。 最終的な先端位置（ＮＰの中心）は前後および側方透視図の両方によって確認された。 造影剤の使用は全過程で禁止された。 スタイレットを取り出し、1.25uの凍結乾燥コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼを1.2mLの生理食塩水に溶解して注入した。 アナフィラキシーなどの予期しない有害事象に対応するために、注射前に静脈内ラインを確立し、上記の手順の30分前に抗生物質を投与した。 患者は注射日に入院した。

図2コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼの注入手順。 （A）患者の姿勢および透視鏡の位置; (B)22ゲージの脊髄の針はradiculopathyの反対側からのposterolateralアプローチによって挿入されます;(C)挿入の間に、針先の位置はposterolateral透視の眺めによって確認されます;(D)最終的な先端の位置は前後の透視の眺めによって確認されます。

代表例

コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼを用いた化学核溶解処理を行った代表例を図3に示します。 この33歳の男性は、外来診療を訪問する3ヶ月前に開始した左脚の痛み（L5デルマトーム）を提示しました。 神経学的検査では明らかな筋力低下は認められなかった。 腰椎T2重み付け磁気共鳴イメージング（MRI）は、中央型L4/5腰椎IDHを明らかにした（図3A）。 コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ注射後の脚の痛みの軽減は、徐々に2週間の期間にわたって発生し、新たに開発された背中の痛みと関連していた。 注射から2ヶ月後に行われたMRIでは、腰椎IDHの減少（図3B）と椎間板の高さの減少が明らかになった。 Brandner et al.術前および術後のｘ線写真から計算された椎間板指数は、前Brandnerらが明らかにした。のディスク指数は0.375から0.195（29）に減少していた。 この変化は、以前に化学核溶解のための一般的なコースを報告されていました。 臨床的に、患者は注射の3ヶ月後に新たに開発された持続的な腰痛を訴えた。 このタイプの腰痛は、以前の相試験（11,28）ですでに報告されていた。 投薬によりとう痛をコントロールできるため，外来で観察した。

図3コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼによる化学核溶解の代表的な症例。 前注入（A、B）および後注入（D、E）磁気共鳴のイメージ。 矢状（A、D）および軸（B、E）T2重み付け磁気共鳴画像が示されている。 Ｘ線写真のプレインジェクション（Ｃ）とポストインジェクション（Ｆ）側面図も示した。 コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ注射後の注入前および注入後のx線写真では、椎間板の高さ（矢印）が減少していたことに注意してください。

ディスカッション

理論的には、化学核溶解は、子宮頸部および腰部IDHの治療のための最良の戦略であると思われる。 2つの酵素(キモパパインとコラゲナーゼ)が以前に臨床現場で使用されていたが(1,7)、アナフィラキシー、出血、および神経学的合併症などの重篤な有害事象が報告された(11-16)。 従って、Proteus vulgarisのコンドロイチンの硫酸塩ABCのendolyaseは神経のティッシュ、血管および他の周囲の構造に対する効果のための実験調査で広く早く分析され、黄色靭帯およびエンドプレート）（12,22-27）。 コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼは、NPおよび軟骨を除いて、キモパパインよりもかなり少ない損傷を引き起こしたことを明らかにした。 加藤ら コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ（22,27）の注入後の関節軟骨の微視的に観察された変化。 彼らは、キモパインで観察されたものよりも変化が軽度であり、コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ注射後にコンドロイチン細胞を再生することが これらの所見は、臨床的に使用される用量の4-8倍を使用しても観察された。 この観点から、コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼは、通常のNP再生（22,24,27）を可能にするマトリックス特異的酵素として定義することができます。

一方、プラセボ対照研究では、コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ群の52週間の観察（肝機能異常、椎間板突起、気胸、痔核、子宮平滑筋腫、腰椎神経根症、背痛）において有害事象が発生したが、これらはすべて解決または改善したことが確認されている（11,28）。

注射手技も安全な治療において重要な役割を果たしています。 動物モデルは、コンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼの硬膜外注射が周囲の組織を傷つけなかったことを示しているが（22）、有害事象を防ぐために硬膜外腔への漏出を最小限に抑えるべきである。 したがって、我々は神経根症の反対側から挿入された比較的細かい針（22ゲージ）を使用した。 さらに，非含有Ｉｄｈｓ（transligamentous extrusion and sequestration）は，線維輪上の涙による漏れを防ぐための適応から除外された。 我々はすでにコンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ注射で約30人の患者を治療しており、有害事象は観察されていない。 第二の注射時のアナフィラキシーを防ぐために、我々はコンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ注射を参照する証明書を患者に提供し、アナフィラキシーのリ

結論

化学核溶解におけるコンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼの使用は始まったばかりです。 これまでの研究および臨床試験では、腰椎IDH治療における安全性および有効性が確認されています。 さらなる臨床経験は、この治療のための最も適切なIDHタイプおよび患者プロファイルを明らかにすることがで 頚椎椎間板ヘルニアに対する適応の拡大も近い将来に期待される。

謝辞

第1回イラストのオリジナル画像をご提供いただきましたことに感謝しています。 また、手術室スタッフの技術支援、患者データの収集を支援した医療記録事務員、x線写真やMRIデータの記録のための放射線部門のスタッフに感謝します。 この作業は、岩井医療財団からの助成金によって部分的に支援されました。

脚注

利益相反：著者は宣言する利益相反を持っていません。

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この記事を引用してください：石橋K、岩井H、古賀H.腰椎椎間板ヘルニア患者のための新規低侵襲治療としてのコンドロイチン硫酸ABCエンドリアーゼ 2019年5月1日、S115-S121に移籍した。 ドイ：10.21037/jss.2019.04.24

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