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愛し野塾 第106回 ストレスがもたらす心臓血管病—鍵は「扁桃体」(アミグダラ)か

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心臓血管病の発症は、ストレスと密接な関係があることが知られています。2004年、1万1,119人の心筋梗塞発症者と、1万3,648人の健常者を対象とした「家庭・職場・経済的ストレス・ライフイベント」の4項目と心筋梗塞発症の関係について行なわれた調査(文献1)が行なわれました。その結果、心筋梗塞を発症した患者は、発症しなかった人に比較すると、職場の恒常的なストレス及び家庭のストレスを、発症しなかった人の約2倍も感じていること、また、経済的ストレスは、1.3倍、ストレスを伴うライフイベントを約1.5倍経験していることがわかりました。
 
こうした研究調査から、心筋梗塞発症に及ぼす「心理社会的要因」が、「高血圧・脂質異常・糖尿病などの生活習慣病」と同程度に強く関連することが知られるようになりました。しかし、「ストレス」と「冠動脈の動脈硬化」に関連性があることは間違いない現象だとしても、(1)ストレスで、動脈硬化が引き起こされるのか、(2)そのメカニズムは何か、についての疑問は曖昧なままであり、またその詳細を科学的に証明することは容易ではありませんでした。一つの理由として、同じストレスを与えても、人それぞれの感じるストレスレベルが異なり、定量化しにくいという性質があげられるでしょう。
 
「同じストレスに対して受容されるストレスレベルがほぼ同じ」に設定しやすい動物実験によって、「ストレスが心血管病を惹起し、このプロセスに造血幹細胞の活性化と血管の炎症促進が関与する」ことが証明されました(文献2)。こうした科学的背景をもとに、ストレスと情動の感知センターである、「扁桃体の活性を、ストレス受容レベルの指標」として用いることで、「ストレスが、心臓疾患を惹起するメカニズム」についての詳細が明らかにされました(文献3)ので解説してみました。
これまでの研究から、ストレス状態が顕著に認められるPTSD・不安・鬱病を発症している患者の脳では「扁桃体の活性の上昇」ことがわかってきています。本研究では、この活性を検出する手段としてPETスキャンによる方法が採用されました。PETスキャンでは、神経細胞の活性化に随伴して生じる「細胞内の解糖系亢進」の状態を識別し、扁桃体の活性を正確に測定することができるのです。PETスキャンを用いるメリットは他にもあります。PET検査では造血幹細胞の活動状態、また大血管の炎症の程度についても同時に測定可能であることです。これらの事実をもとに「扁桃体の活動が、造血幹細胞の活性、及び動脈の炎症と相関があるのかどうか、さらに心血管イベントの予測因子となるのかどうか」について、経時的に「人」を対象に研究を行うことを可能にしました。
 
対象者は、マサチューセッツ総合病院で、2005年から2008年の間に、癌のスクリーニング目的に施行されたPETスキャンを受けたかた6,088人です。癌の既往のない人、癌の治療から1年以上が経過して寛解状態の人、心血管病のない人、急性•慢性の炎症性疾患、自己免疫性疾患のない人、30歳以上の人を研究の対象者としました。
370MBqの18F-FDGを絶食後、早朝に静脈注射し、1時間静かな部屋で座位で待機した後、扁桃体の活性を標準法で測定しました。骨髄の活性、脾臓の活性、動脈の炎症についても計測されました。冠動脈のカルシウムスコアは、CTを用いて計測されました。
 
結果
条件を満たした293人が研究対象となりました。対象者は、平均年齢55歳、男性42%、白人93%という特性がありました。
 
3.7年間の観察期間中、心血管イベントを発症したのは22人、のべ39回で「扁桃体の活性と心血管イベントの発症との間に、正の相関関係がある」ことがわかりました。扁桃体の活性が1SD上がるごとに、心血管イベント発症リスクが1.6倍上昇するという結果が認められました。一方で、脳皮質、小脳、皮下脂肪の活性と心血管病発症との相関は認められず、扁桃体の活性上昇は「特異的に」心血管病発症リスクを上昇させることが分かりました。さらに、多変量解析により、年齢(p=0.0003)及び、喫煙(p=0.0028)は、心血管イベント発症リスクとの間に有意な相関があることが明らかになりましたが、扁桃体活性と心血管イベント発症リスクの間の有意な相関関係は、年齢、喫煙などの心血管病リスク因子で補正後も認められました。試験開始時の動脈硬化の程度、冠動脈リスク因子数、癌の既往にも、この相関関係は影響されないことが判明しました。扁桃体の活性が高いほど、心血管イベント発症までの時間が短いこともわかりました。
 
次に、「扁桃体活性と造血幹細胞との関係」が調査されました。扁桃体活性は、骨髄と脾臓の18F−FDG取り込みで評価される造血幹細胞の活性とも相関し、また、血管の炎症を表す血管の18F−FDGの取り込みとも相関する事が分かりました。一方で皮下脂肪の18F−FDG取り込みとの相関はみとめられず、扁桃体活性は、造血幹細胞及び血管の炎症に「特異的」な相関をもつことが判明したのです。
 
また、扁桃体の活性が引き起こす動脈の炎症のプロセスに、骨髄活性が大きく寄与し、扁桃体と動脈の炎症相互の相関関係の46%が骨髄活性に寄与することが推算されました。動脈の炎症は、扁桃体活性と心血管イベント発症の高い相関に影響し、その39%に寄与している事が推算されました。
 
個々の因子の関連性を明確にするために「媒介分析」がおこなわれました。その結果、次の結果を認めました。1)扁桃体活性は骨髄活性と正の相関(r=0.16、P=0.073)がある。2)骨髄活性は動脈炎症と正の相関がある(r=0.55、P<0.0001)。3)動脈炎症は心血管イベント発症と正の相関がある(r=1.00、P=0.0044)。4)扁桃体活性は、直接動脈炎症とも正の相関がある(r=0.10、P=0.0432)。
 
これらの結果から、<扁桃体活性⇒骨髄活性化⇒動脈炎症惹起⇒心血管イベント発症>という経路と、<骨髄活性化をバイパスして、未知の因子を介する、扁桃体活性から動脈炎症惹起へ>という経路の両者の存在が示唆されました。
質問票から数量化した「受容ストレス量」と「扁桃体活性」の間に、また「動脈の炎症反応」との間に正の相関を認めました(それぞれr=0.56、P=0.0485、r=0.59、P=0.0345)。
 
以上の結果から、「ストレスが動脈硬化を惹起するメカニズム」として、「ストレスを受容した脳」では、扁桃体が活性化し、造血幹細胞の活性化を介して、動脈の炎症が生じ、結果として「心血管病イベントの発症」を促すという可能性が強く示唆されたのです。推定されるもう一つの経路、すなわち造血幹細胞を介さない未知の因子の介在については、今後の研究を待たなくてはなりません。
 
この研究を検証した結果、いくつかの問題点が指摘されました。1)まず、研究の対象者です。癌のスクリーニング目的に行われたPETスキャン施行者を対象としていることから一般性がない可能性があることです。これに対し、著者らは、癌の既往のない方だけに対象者を絞っても、同様の結果が得られたことから、この問題はクリアされていると主張しています。ただし、今後主張を裏付けるデータを提示する必要があるでしょう。2)次に、対象者の90%以上が白人であったことは、人種というバイアスの残る可能性が指摘されています。3)さらに、受容ストレスレベルの調査に用いられた質問票が標準的に使用されているものではなく、受容ストレスレベルの測定方法の妥当性・信頼性に欠ける可能性が指摘されています。4)4つ目に因子分析の妥当性に疑問が残ります。扁桃体活性、造血幹細胞活性、動脈炎症、心血管イベントという4つの因子の関連性についての精査が、「媒介分析」だけでは不十分である点です。
 
今後は、観察期間を延長し、人種をこえた多くの方を対象に大規模な研究、あるいは、いずれかの因子を阻害するような「介入試験」が求められます。エディトリアルでは、ストレスレベルが極めて高いと考えられるPTSD患者に絞った研究で、大規模な調査によって、同じ結果がでるのかどうか調査する必要があると、期待をこめて述べています(文献4)。基礎的な側面から、4つの因子を繋ぐ分子を特定することも必要でしょう。
 
さて、この論文から学べること、応用できることがあるとすれば、ストレス受容レベルを下げることではないでしょうか。昨今、さまざまなストレスコントロールに関する著作があるのもうなづけますね。医学的立場から、検証され功を奏しているのが「瞑想法」です。「瞑想法」によるストレス受容レベルの低下は、心血管イベント発症リスクが50%も低下することが示されています(文献5)。
 
日々ストレスに晒される現代社会において、ストレスを昇華させるための持続可能な方法の追求は、こうした動脈硬化予防の観点からもますます重要視されていくことは間違いなく、重要な研究分野になることでしょう。
 
文献1.Rosengren, A., Hawken, S., Ôunpuu, S., Sliwa, K., Zubaid, M., Almahmeed, W. A., ... & INTERHEART investigators. (2004). Association of psychosocial risk factors with risk of acute myocardial infarction in 11 119 cases and 13 648 controls from 52 countries (the INTERHEART study): case-control study. The Lancet, 364(9438), 953-962.
文献2. Heidt, T., Sager, H. B., Courties, G., Dutta, P., Iwamoto, Y., Zaltsman, A., ... & Lin, C. P. (2014). Chronic variable stress activates hematopoietic stem cells. Nature medicine, 20(7), 754-758.
文献3. Tawakol, A., Ishai, A., Takx, R. A., Figueroa, A. L., Ali, A., Kaiser, Y., ... & Tang, C. Y. (2017). Relation between resting amygdalar activity and cardiovascular events: a longitudinal and cohort study. The Lancet.
文献4. Lancet. 2017 Jan 11. pii: S0140-6736(17)30044-2.
doi: 10.1016/S0140-6736(17)30044-2. [Epub ahead of print]
Stressed brain, stressed heart? Bot I1, Kuiper J2.
文献5.Blumenthal, J. A., Sherwood, A., Smith, P. J., Watkins, L., Mabe, S., Kraus, W. E., ... & Hinderliter, A. (2016). Enhancing cardiac rehabilitation with stress management training: a randomized clinical efficacy trial. Circulation, CIRCULATIONAHA-115.
 
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