ALS（筋萎縮性側索硬化症）診断の科学

医師はALS診断のためにどのように運動ニューロンの損傷を確定するのか？

筋萎縮性側索硬化症（ALS）の診断は、運動ニューロンの損傷の証拠を見つけるための徹底的な検査から始まります。運動ニューロンとは、脳や脊髄から筋肉に信号を送り、随意の筋肉運動を制御する神経細胞のことです。

ALSでは、これらのニューロンが変性し、進行性の筋力低下を引き起こします。診断プロセスでは、上位および下位の双方の運動ニューロン系統における損傷の兆候を特定することに焦点を当てます。

ALSにおける上位運動ニューロン（UMN）損傷の臨床的兆候とは？

上位運動ニューロンは脳に始まり、脊髄を下降します。これらのニューロンが損傷すると、いくつかの形で現れることがあります。

よく見られる兆候は痙縮（けいしゅく）であり、これは筋肉のこわばりや緊張によって動きが困難になる状態です。もう一つの指標は、反射が亢進する腱反射亢進です。

また、足の裏をこすったときに親指が上を向くバビンスキー反射が陽性を示すこともあります。これは成人では異常な反応です。筋力低下を伴うこともありますが、多くの場合、筋緊張の亢進を伴います。

ALSにおける下位運動ニューロン（LMN）損傷はどのように特定されるか？

下位運動ニューロンは脊髄から始まり、筋肉へと伸びています。これらのニューロンが影響を受けると、現れる兆候が異なります。

主な症状は筋力低下であり、多くの場合、不使用による筋肉組織の減少である萎縮を伴います。皮膚の下で目に見える、小さく不随意な筋肉のピクつきである筋束性収縮も、LMN損傷のもう一つの代表的な兆候です。

筋緊張が低下し、重症の場合には弛緩性麻痺に至ることがあり、影響を受けた筋肉の反射は減弱または消失することがあります。

なぜALSの診断にUMNとLMNの両方の損傷の証拠が必要なのか？

筋萎縮性側索硬化症は、上位と下位の両方の運動ニューロンが変性することを特徴としています。したがって、確定診断には両方の系統における損傷の臨床的証拠が必要となります。

UMNのみ、またはLMNのみの損傷の兆候が見られる場合は、他の疾患が考慮される可能性があります。両方の経路における機能障害を示す症状や兆候が存在することは、ALSの疑いを強く支持します。

この二重の関与は、運動系統の一部のみに影響を及ぼす可能性のある他の神経疾患とALSを区別する上で、重要な診断上の特徴です。

医師はALS類似症候群をどのように排除するのか？

ALSの症状は他の神経疾患の症状と重複することがあるため、その診断は必ずしも単純ではありません。正確なALS診断にたどり着くためには、「類似症候群」と呼ばれるこれらの他の疾患を排除する必要があります。このプロセスには、他の可能性を除外するために設計された一連の検査が含まれます。

MRIはALSに類似した構造的病変を特定するためにどのように使用されるか？

磁気共鳴画像法（MRI）は、診断プロセスにおける強力な神経科学のツールです。磁場と電波を使用して、脳と脊髄の精細な画像を撮影します。

ALSが疑われる場合、MRIは主に、同様の症状を引き起こしている可能性のある構造的異常を探すために使用されます。椎間板ヘルニアによる脊髄圧迫、腫瘍、あるいは多発性硬化症（MS）などの疾患は、初期段階でALSのようにみえる筋力低下や神経学的欠損を呈することがあります。

これらの構造を可視化することで、MRIは別の診断を特定または除外するのに役立ちます。例えば、MRIで腫瘍が脊髄を圧迫している明らかな証拠が示された場合、ALSではなく、その腫瘍の精密検査と治療が最優先されます。

血液検査は代謝性および自己免疫性のALS類似疾患について何を明らかにするか？

血液検査は、ALSに類似した疾患を含む多くの病気の診断ワークアップにおける定期的な項目です。これらの検査は、全身の健康状態に関する情報を提供し、様々な問題の特定や除外に役立ちます。例えば：

• 代謝障害：電解質（ナトリウム、カリウム、カルシウムなど）の不均衡や甲状腺機能の問題は、時に筋力低下や疲労を引き起こすことがあります。血液検査によって、これらの問題を迅速に特定できます。

• 自己免疫疾患：ループスや特定のタイプの血管炎など、体の免疫システムが誤って自身の組織を攻撃する疾患は、神経系に影響を及ぼし、神経症状を引き起こす可能性があります。血液中の特定の抗体検査が、これらの疾患の検出に役立ちます。

• 感染症：特定の感染症も神経機能に影響を与える可能性があります。血液検査によって、感染のマーカーをスクリーニングできます。

これらの結果を分析することで、臨床医は患者の症状の別の原因を特定するか、あるいはこれらの一般的な代謝性および自己免疫性の経路が問題の原因ではないことを確認し、再びALSのような神経疾患に焦点を戻すことができます。

なぜ炎症性疾患を排除するために脳脊髄液を分析するのか？

他の検査で明確な答えが得られない場合、腰椎穿刺（一般に脊髄穿刺と呼ばれる）が行われることがあります。この処置では、腰部から脳脊髄液（CSF）の少量のサンプルを採取します。

CSFは、脳と脊髄を取り囲んでいる液体です。この液体を分析することは、様々な神経疾患、特に炎症性疾患や感染症を診断または排除するのに役立ちます。

• 炎症性疾患：ギラン・バレー症候群や特定の脊髄炎（脊髄の炎症）などの疾患では、CSF中に白血球数の増加や特定のタンパク質パターンが見られることがあります。これらの所見は、ALSではなく、異なる治療法で対処できる可能性のある炎症性の原因を示唆します。

• 感染症：CSFを検査して、神経系に影響を及ぼしている可能性のある細菌、ウイルス、またはその他の病原体の存在を確認できます。

ALS自体は通常、CSFに顕著な変化が見られる特徴はありませんが、液中に炎症性バイオマーカーが存在しないことは、他の兆候が存在する状況においてALSの診断を後押しする重要な証拠となります。これにより、運動ニューロンの変性が活動性の炎症プロセスによるものではないことを確認できます。

電生理学的検査はALSの診断確定にどのように使用されるか？

針筋電図検査（EMG）はどのようにALSにおける神経損傷を検出するのか？

針筋電図検査（EMG）は、筋肉が適切に機能しているか、そして筋肉をコントロールしている神経が健康であるかを調べるための重要な検査です。これは、神経と筋肉の間で発生している電気活動に耳を傾ける診断ツールのようなものです。

医師がALSを疑う場合、EMGは運動ニューロンに損傷があるかどうかを示すことができます。この検査では、筋肉に非常に細い針電極を挿入します。この針は、筋肉が安静にしているときと、筋肉を収縮させるように求められたときの両方で、筋肉が発する電気信号を感知します。

電気活動のパターンは、医師に多くの情報を与えてくれます。例えば、筋肉が現在進行形で損傷している状態（活動性脱神経）なのか、あるいはしばらく前に損傷して回復を試みている状態（再支配）なのかを確認できます。

ALSでは、EMGによって体の複数の部位に運動ニューロンの損傷の兆候が見られることが多く、これが重要な手がかりとなります。これにより、筋力低下を引き起こすものの、神経や筋肉への影響の仕方が異なる他の疾患からALSを区別することができます。

ALSが疑われる場合、神経伝導速度検査（NCS）の結果はどのように解釈されるか？

神経伝導速度検査（NCS）は通常、EMGと併せて行われます。この検査では、電気信号が神経をどれだけ上手く、どれだけの速さで伝わっているかを調べます。

皮膚の上に小さな電極を配置し、神経に微弱な電気刺激を与えます。もう一方の電極が、神経を下っていく信号を記録します。これにより、神経信号の速度と強さを測定できます。

ALSにおいて、NCSの結果は正常であるか、軽微な変化しか示さないことがよくあります。これは、ALSが主に運動ニューロン自体、特に脊髄や脳幹にある細胞体、およびその軸索に影響を及ぼすためです。

軸索が大幅に影響を受けている場合には神経に何らかの損傷の兆候が見られることもありますが、NCSは一般的に、他の神経疾患の典型である神経の外皮（髄鞘）の問題や広範な神経障害に対してより実用的です。

したがって、異常なEMG所見がある中でNCSの所見が正常であることは、他の神経障害の可能性を排除することにより、かえってALS診断を支持することになります。

EMGとNCS検査はALSの臨床的疑いをどのように裏付けるか？

一般的に、EMG検査とNCS検査は単独でALSを診断するために使用されるわけではありません。むしろ、患者の症状や身体診察ですでにALSが強く疑われている場合に、その診断を確定する上で不可欠な役割を果たします。これらの検査は以下の方法で医師をサポートします：

• 特定の神経または筋肉の問題のタイプの特定：問題が神経にあるのか、筋肉にあるのか、あるいはそれらの間の結合部にあるのかを示すことができます。

• 損傷の範囲とパターンの判断：検査結果は、神経系の「上位」と「下位」の両方の部分に損傷があることを示すことで、ALSに合致する形で運動ニューロンが影響を受けているかどうかを示すことができます。

• 他の疾患の除外：正常な神経伝導や特定の筋肉活動のパターンを示すことで、末梢神経障害や特定のミオパチー（筋肉の病気）など、ALSの症状に類似した他の疾患を排除するのに役立ちます。

最終的に、電気生理学的検査は臨床症状を補完する客観的な証拠を提供し、医療チームが確実なALS診断を下す、あるいは結果がALSと一致しない場合には他の可能性を調査する道標となります。

正式な診断基準はALS診断にどのように適用されるか？

ALSの診断におけるエル・エスコリアル（El Escorial）基準とは？

長年にわたり、エル・エスコリアル（El Escorial）基準は、確定（definite）、確実度高（probable）、可能性あり（possible）のALSを定義するための標準となってきました。これらの基準には、上位運動ニューロン（UMN）と下位運動ニューロン（LMN）の両方の変性の証拠が必要です。

痙縮や腱反射亢進などのUMN兆候と、筋力低下、萎縮、筋束性収縮などのLMN兆候が同時に存在することが、診断の基本となります。

両方の系統における損傷を指し示す兆候がない場合、ALSの診断の可能性は低くなり、他の疾患をより強く考慮する必要があります。

あわじ（Awaji）基準はALS診断におけるEMGの役割をどのように洗練させたか？

エル・エスコリアル基準は大きな前進でしたが、特に病気の初期段階において限界がありました。これらの一部を解決するために開発されたのがあわじ（Awaji）基準です。

主な変更点は、特定のEMG所見の再分類でした。以前は、仮に上位運動ニューロン（UMN）侵犯の明確な臨床兆候があっても、下位（LMN）の異常のみを示すEMG結果だけでは、確実度高（probable）や確定（definite）のALSの基準を満たすには不十分とされていました。

あわじ基準では、体の少なくとも3つの領域におけるLMN損傷のEMG証拠と、少なくとも2つの領域におけるUMN損傷の臨床証拠（またはその逆）の組み合わせに基づいて、確定（definite）ALSの診断を下すことが認められています。この洗練化されたアプローチは、運動ニューロン疾患をより早期に特定する上での電生理学的検査の力を認めたものです。

なぜ時間の経過に伴う病勢進行の記録がALSにとって不可欠なのか？

ALSは進行性の病気、すなわち時間の経過とともに悪化する病気です。この進行自体が、診断の重要な鍵となります。

患者が最初にALSに合致しそうな症状を呈していても、UMNとLMNの両方の関与に明確な兆候がない場合、あるいは所見が単一の身体領域に限定されている場合は、「可能性あり（possible）」または「疑い（suspected）」のALSと診断されることがあります。

しかしその後、その後の臨床評価によって症状や兆候が新たな身体領域へ拡大したり、既存の欠損が悪化したりすることを観察することで、診断が確固たるものになります。したがって、定期的な経過観察の受診は、単に病気をモニターするためだけでなく、診断そのものを確定させる上で不可欠なプロセスです。

遺性的検査は家族性ALSの診断にどのように役立つか？

ALS症例の大部分である約90〜95%は、明確な家族歴を持たずに発症し、「孤発性」と呼ばれますが、約5〜10%の少ない割合で遺伝するものがあります。この遺伝する形式のものは「家族性ALS（fALS）」として知られています。

この家族性ALSを特定する上で、遺伝学的検査が診断プロセスにおいて大きな役割を果たします。これは診断を確定させるだけでなく、他の家族への潜在的なリスクを理解する上でも役立ちます。

遺伝学的検査は、ALSとの関連が知られている特定の遺伝子の異常（変異）を探します。家族性ALSに関連する遺伝子に変異が見つかると、臨床的な兆候がそれほど明確ではない場合や、他の神経疾患との重複がある場合においても、診断を確実にするのに役立ちます。

ALSは進行性の疾患であるため、早期かつ正確な診断を得ることは、ケアの計画や支援サービスの利用を開始する上で非常に重要です。遺伝学的検査は以下のように貢献します：

• 遺伝形式の確認：症状のある個人から既知のALS関連遺伝子変異が見つかることは、家族性ALSの診断を強く支持します。これにより、孤発性のALSや、ALSに類似した他の疾患と区別することができます。

• 家族のリスク評価：遺伝子変異が特定された場合、他の家族に対してALSを発症する潜在的なリスクについて情報を提供できます。これにより、遺伝カウンセリングや将来的な検査を検討する上での十分な情報に基づいた意思決定が可能になります。

• 研究および治療法の開発：家族性ALS症例における特定の遺伝的原因を特定することは、より広範な研究への貢献につながります。これらの遺伝子変異によって影響を受ける経路を突き止めることは、将来的には標的治療の開発につながる可能性があります。

家族性ALSに一般的に関与しているいくつかの遺伝子には、SOD1、C9orf72、FUS、TARDBPなどがあります。特定の遺伝子や変異は、発症年齢や病勢進行の速度と相関することがありますが、常にそうであるとは限りません。

ここで重要な注意点として、特に孤発性の場合、遺伝学的検査が陰性であってもALSが除外されるわけではありません。また、不完全浸透度の遺伝子変異である場合、陽性であっても将来的な症状の発現が保証されるわけではありません。

遺伝学的検査を受けるかどうかの決定は、常に遺伝カウンセラーや担当医療チームとの相談の上で行われるべきです。

ALS評価で筋肉または神経の生検（バイオプシー）が推奨されるのはどのような場合か？

生検はALS自体に対する主要な診断ツールではありませんが、診断の過程で筋肉や神経の生検が必要になることがあります。これらの処置は通常、他の検査で明確な答えが出ない場合や、ALSに類似している可能性のある他の疾患を除外するために考慮されます。

例えば、特定のニューロパチー（神経障害）やミオパチー（筋疾患）は、ALSに見られる進行性の筋力低下と重複する症状を呈することがあります。生検により、病理医は顕微鏡下で実際の組織を検査し、特定の疾患プロセスを示す特有の変化を探すことができます。

生検を行う決定は、通常、臨床所見、EMGやNCSなどの電気生理学的検査、および画像検査を包括的に検討した上で行われます。これらの検査によってALS以外の疾患が示唆される場合や疑念が残る場合に、生検が推奨されることがあります。

これはより侵襲的な処置であるため、診断経路を大きく変更できる、あるいは治療方針の決定に役立つといった特定の状況のために残されています。生検から得られる所見は、他のすべての臨床情報と組み合わされることで、患者の症状を引き起こしている原因の全容を明らかにするのに役立ちます。

ALSの診断と治療の将来の展望は？

ALSであるかどうかを判断することは複雑なプロセスであり、現在も科学者たちがその理解を深めるために熱心に取り組んでいます。現時点で根本的な治療法はありませんが、医療分野は患者の脳の健康を改善するために絶えず進歩を遂げています。

新しい研究は、医師がALSをより早期に発見し、その影響を管理する方法を開発する一助となっています。現在の治療は、患者の日常生活を可能な限り楽にし、症状を緩和し、自立を最大限制限に維持させることに重点を置いています。進行中の研究や臨床試験は、将来におけるALSケアと治療のさらなる進歩に希望をもたらしています。

参考文献

1. Verma, A. (2021). Clinical manifestation and management of amyotrophic lateral sclerosis. In T. Araki (Ed.), Amyotrophic lateral sclerosis. Exon Publications. https://doi.org/10.36255/exonpublications.amyotrophiclateralsclerosis.management.2021

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よくある質問

医師はどのようにしてALSかどうかを判断するのですか？

ALSかどうかの判断にはいくつかのステップがあります。医師は筋力低下の兆候を確認し、過去の検査結果を検討します。また、神経と筋肉の間の伝達がどの程度うまく機能しているかを調べるEMGと呼ばれる検査をよく使用します。呼吸機能がどの程度維持されているかを見るためのテストや、血液、尿サンプルの採取も行われます。他の原因を排除するために、MRIのような画像検査が行われることもあります。

なぜALSに似た他の病気を確認することが重要なのですか？

医師は他の疾患をALSと見誤らないように確認する必要があります。ALSに類似した症状を引き起こす、いわゆる「類似症候群」と呼ばれる他の病気が存在するためです。MRI、血液検査、脳脊髄液の確認などを行うことで、医師はこれらの他の可能性を排除し、診断が確かにALSであると確信を持つことができます。

EMG検査とは何ですか、また何が分かりますか？

筋電図（EMG）検査は、神経と筋肉のシグナル伝達に問題があるかどうかを医師が確認するための検査です。これは患者の筋肉に非常に細い針を刺し、その電気活動を記録します。この検査は、神経が損傷しているか、または筋肉が弱っているかを示すことができ、これがALSの診断のための重要な部分となります。

神経伝導速度検査（NCS）は、ALSについて医師に何を教えますか？

神経伝導速度検査は、EMGと併せて行われることが多く、電気信号が神経をどれだけ早く伝導するかを測定します。ALSにおいて、これらの検査は医師が神経損傷の程度を理解するのに役立ち、筋肉につながる神経が影響を受けていることを確認し、診断を支持します。

医師がALSを診断するための、特別なルール（基準）はありますか？

はい、医師はALSの診断を下すために特定のガイドラインに従います。エル・エスコリアル基準と、より新しいあわじ基準は、医師が診断を確認するためのチェックリストのような役割を果たします。これらは、上位および下位の双方の運動ニューロンの損傷の証拠を求め、EMGのような検査結果も考慮して確実性を高めます。

なぜ時間の経過に伴って病気悪化を確認することが診断に重要なのですか？

ALSは進行性の病気であり、時間の経過とともに症状が悪化します。医師はこの進行を確認することで診断を確実なものにします。通常、症状がどのように変化し悪化するかを確認するために、一定期間にわたって患者をモニタリングします。これが臨床診断プロセスの不可欠な部分です。

ALSのすべての患者に、この病気の家族歴がありますか？

いいえ、ALSのすべての患者に家族歴があるわけではありません。大部分の約90〜95%の症例は「孤発性」とみなされ、遺伝ではなく偶然に発症します。ただし、5〜10%の症例は「家族性」であり、これは親から受け継がれた遺伝子変異によって引き起こされます。

遺伝学的検査はALSの診断に役立ちますか？

遺伝学的検査は、特に家系内で発症する「家族性ALS」と呼ばれるケースで非常に有用です。医師が遺伝的原因を疑う場合、検査によって特定の遺伝子変異を特定できます。これにより当該家系における診断が確定し、他の家族が自身のリスクを理解するのにも役立ちます。

医師はいつ筋肉や神経のサンプル採取（生検）を検討しますか？

生検（筋肉や神経組織のサンプル採取）は、通常、ALS診断の最初のステップではありません。医師は主に他の非侵襲的な検査や臨床症状に依拠します。しかし、診断が複雑なケースや、他の検査で明確な答えが出ない場合には、他の筋肉や神経の疾患を排除するために生検が検討されることがあります。