尿路結石症およびカルシウム代謝異常症患者の尿中カルシウム排漕と腎機能の検討
東京大学医学部腎臓・内分泌内科教授藤田 敏 郎

講師竹内靖博要旨

カルシウム代謝異常症において、カルシウム排池を制御することにより、血中カルシウム濃度および腎機能にもたらされる影響について検討した。その背景には、尿路結石症や副甲状腺機能障害においてカルシウム摂取及び排池をどのように制御することがカルシウムバランスや腎機能の維持に有効であるのか不明な点が多く残されていることが挙げられる。本研究では特に、尿中カルシウム排池が克進している、カルシウム感知受容体遺伝子異常症(常染色体優性低カルシウム血症)の症例を対象とし、検索を行った。その結果、腎機能は尿中カルシウム排池量よりもむしろ血中カルシウム濃度の上昇により悪化する傾向が認められ、従来尿中カルシウム排池の抑制に好んで、用いられているサイアザイド利尿薬よりもむしろ塩分制限の方が、腎機能の改善には有効である可能性が示唆された。
キーワード:カルシウム、腎機能、カルシウム感知受容体、サイアザイド、常染色体優性低カルシウ
ム血症

1.背景

主に高カルシウム尿症を呈する尿路結石症患者に対して、古典的には低カルシウム食が推奨されてきた。しかし、低カルシウム食が尿路結石の再発防止につながるという証拠は得られていない。しかも、カルシウム摂取を減らしても尿中カルシウム排池は減少せず、負のカルシウムバランスをもたらすのみで、骨量の低下をも招きかねないとする報告も認められる。最近の NEngIJMedlこは、イタリア・パルマにおける 5年間の臨床研究で、低カルシウム食よりも、カルシウムは減らさずに蛋白制限と塩分制限を行った症例の方が、有意に尿路結石の再発率が低かったという成績が報告されている(1)。
欧米の研究では、低カルシウム食は 400mg/日、通常カルシウム食は 1000‑1200mg/日であり、我が国のカルシウム摂取の実体とは講離がある。すなわち、我が国においては、尿路結石症患者であっても、むしろカルシウム摂取量を増量する乙とが奨められる可能性がある。十分量のカルシウム摂取が、骨粗最重症の予防と改善に有益であることは多くの臨床研究から支持されているところであり、特に骨粗棄毒症のリスクが高い関経後女性や高齢男性にとっては、カルシウム摂取量の増加が尿路結石や腎機‑31‑能の悪化をもたらす可能性があるか否かは重要な問題である。 これまで、 このような観点からの臨床研究はほとんどなされておらず、専門医といえども患者に対してカルシウム摂取に関して適切なアドパイスができない状況である。
一方、骨粗重量症の治療と予防に対する社会的な関心の高まりとその重要性から、特に高齢者を中心カルシウム摂取を増やす必要性が広く世間一般に認識されつつある o 代表的なカルシウム代謝異常症であり、高カルシウム血症を主な臨床的特徴とする原発性副甲状線機能充進症患者では、骨量が対照者に比べて低値であり、骨粗暴言症への対策という観点、に立つと、 カルシウム摂取の是非は、 これらの患者にとって重要な問題である。尿路結石症はおよそ人口の 10%と頻度の高い疾患であり、また、原発性副甲状腺機能尤進症患者も人口の 0.1%程度存在することから、 この問題の解決は社会的にも大きな影響をもつものと考えられる。
このような問題には、疫学的研究および前向き縦断的研究が不可欠であるが、短期間に単独の施設でこのような研究を実施することは不可能である。 しかしながら、病因・病態が解明されて L、る特殊な疾患をひとつのモデルとして詳しく解析することにより、一般の尿路結石症患者に対する治療法を選択する上での理論的根拠が得られる可能性が期待できる。
カルシウム感知受容体遺伝子に活性化型変異が生じると、常染色体優性低カルシウム血症として知られる病態を呈する (2. 3)。本疾患は、一般には常染色体優性遺伝で、様々な程度の低カルシウム血症により気付かれる。また、軽症例では低カルシウム血症による症状に乏しいこともあり、家族内に発端者となる患者が見つかりその家系調査の結果診断される場合もある。主な病態は副甲状腺機能低下症と同様であるが、尿中カルシウム排池が過剰であり、 しばしば尿路結石症、腎石灰化症、腎不全をきたすことが特徴である o したがって、本疾患では血中カルシウム濃度の改善のみならず、尿中カルシウム排池を抑制して腎への障害を軽減することが臨床的に重要で、ある。 したがって、本疾患は、様々な治療法が尿中カルシウム車両世および腎機能に与える影響を検討する上で、格好のモデルとなるものと考えられる。

2. 研究の目的
尿路結石症および高カルシウム尿症に対して考慮される治療法が、カルシウム感知受容体遺伝子活性化型変異による低カルシウム血症患者におけるカルシウムバランスとその腎機能におよぼす影響を検討することにより、それらの治療法の理論的裏付けを検証することを目的として本研究を遂行した。
尿中カルシウム排池を制御する治療法としては、サイアザイド系利尿薬、塩分摂取制限を行い、摂取カルシウムはできるだけ一定にした。

‑32‑

3. 研究計画及び方法‑対象症例:24歳女性(症例1)、 27歳女性(症例 2、) 1
9歳男性(症例 3)
いずれも、生下時もしくは幼児期より低カルシウム血症によるテタニーや産挙の症状があり、診断
当初は特発性副甲状腺機能低下症として活性型ビタミン D3により治療されていた。全例にエコー上腎石灰化症が認められ、軽度から中等度の腎機能障害を認めた。

nformedconsentを得た上で、カルシウム感知受容体遺伝子を解析した患者およびその両親から i(学内倫理委員会申請・承認済み)。全血より DNAを抽出し、既報のごとくにカルシウム感知受容体遺ideoxy法伝子の各エクソン毎に設定したプライマーを用いて、 PCR法により遺伝子の増幅を行い、 dにて直接塩基配列を決定した。

nv
i仕oで構築し、発現ベクター pcDNA3に組み込ん同定された変異カルシウム感知受容体遺伝子を i細胞にそれらのだ。リポフェクトアミン(遺伝子導入試薬)を用いて、晴乳類の株化細胞である CHO作成したベクターを導入し、細胞内で変異カルシウム感知受容体を発現させ、そのカルシウム感知受容体としての機能を解析した。まず、カルシウム感知受容体が蛋白として発現されていることを、

westernblot法により確認した(九次に、変異カルシウム感知受容体の機能を評価するために、細胞外液カルシウム濃度を 0から 16mMまで段階的に上昇させ、それぞれの条件下で細胞内に産生されるIP3 (jnositoltriphosphate) を測定した。細胞外カルシウム濃度の上昇に伴いカルシウム感知受容体のP3産生が上昇することが明らかにされている。 I
P3産生は、 [3H] で標識された活性化が促進され、 ImyoinositolのIP3分画への取り込みにより評価した (5)。実際には、細胞を溶解したサンプルを Dowex
カラムにより 20のフラクションに分画し、 IP3が溶出し回収されるフラクションにおける [3H] の放射活性を測定した。いずれの実験においても、正常カルシウム感知受容体遺伝子導入細胞を対照として用いた。
臨床検査プロトコール
食事中のカルシウム含有量は普通入院食と同様の 600mg/日とする o 症例 1に対しては、入院後に基g) 投与、塩分制限 3gを連続して礎値の測定を行った後に、サイアザイド利尿薬(フルイトテン 2m行った。この問、連日 24時間蓄尿を行い、適宜採血を行った。症例 2に対しては外来にてフルイトラ

g
処方を 2ヵ月間行い、その前後も含めて評価した。
ン 2m
測定項目、K、Cl、尿中
一般検査:血清アルブミン、カルシウム、リン、マグネシウム、クレアチニン、 Na、K、Cl
カルシウム、リン、マグネシウム、クレアチニン、 Na‑33ー4. 結予果
1lカルシウム感知受容体遺伝子変異の同定

3症例ともカルシウム感知受容体遺伝子のエクソンにそれぞれ 1ヵ所のミスセンス変異が同定されenovoの変異と考えられた。 24
歳た。いずれの症例においても両親の遺伝子には変異を認めず、全て d間

女 性 ( 症 例 1) に お け る 変 異 は 活 性 化 型 変 異 と し て 既 に 報 告 さ れ て い る も の と 同 一 で あ っ た(町田788Cys変異)(61。症例 2の遺伝子では 131番目のコドンが Gから Cに変異しておりシステインがトリプトファンに置換されていた。症例 3では 843番目のコドンがAから Cに変異しておりアラニンがグルタミン酸に置換されていた(図 lA)。症例 2と 3の変異カルシウム感知受容体遺伝子を構築し、発現ベクターに組み込み、補乳類の株化細胞である CHO細胞に導入し、そのカルシウム感知受容体としP3の産生量により既報のごとく解析した e その結果、いずれの変異カルシウム感知受容体ての機能を I

自;を発現する細胞においても、正常カルシウム感知受容体発現細胞に比べて、同一細胞外液カルシウム濃度における I
P3産生は高値を示し、その用量反応曲線からは ED50が低下していることが明らかとなった(図 1B)。すなわち、患者のカルシウム感知受容体は正常より低濃度の細胞外液カルシウムにより活性化されるため、副甲状腺ホルモンの分泌が抑制され低カルシウム血症となるものと考えられた。

2)尿中カルシウム事前世と腎機能F
igur
e1
トFl町A

Case3

Case2

Sen時

An百時『閣@i:;:[自Sense

An露出野lse

OmW1dtyWpe

山岳‑C131.
.
・.
I¥
843EEi1ω
∞~ 60ER9D2Extr
拡4刻luia白 26ゐ(mM)s

図 lA カルシウム感知漫容体の DNA
配列の決定
図 1B 変異カルシウム感知受容体の機能解析
症例 2 :C131W
症例 3 :A843E‑34‑10各治療中の尿中カルシウム封前世量と血中力;"シウム濃度とクレアチニン濃度を示す(図 2)。いずれのi
F
池量の明らかな減少は認められなかったが、血中カルシウ
症例でもサイアザイドにより尿中カルシウム:tIム濃度の上昇傾向を認めた。また、クレアチニン濃度の低下は認められなかった。塩分制限により尿中カルシウム事時世量の低下傾向が認められたが、血中カルシウム濃度とクレアチニン濃度には明らかな変化は認められなかった。尿中カルシウム排油と尿中ナトリウム排池量との問には密接な関係が認められ、尿中ナトリウム岩崎世減少に伴い尿中カルシウム封同世は減少した。また、血中カルシウム濃度とクレアチニン濃度との間にも密接な関係が認められ、血中カルシウム濃度の上昇に伴いクレアチニン濃度は上昇した。

AFigure2A

症例 1Thiazide NaCI3gnn'.1
10r
Bト，4，)〆/‑‑‑‑‑鳳
V:ー、v冒i'‑=‑ー官よ~._ ..

E ¥， ‑‑/一戸可R
r. ' 戸 ー
守/、p，.
‑

0.
8←‑ CuNaa 6‑‑‑<・‑uCa0.
6‑‑.
.
‑‑Cr

一企‑

40.
4
2

"'.
‑‑‑-~。

.'"~----"\r~ 一、 af~ 、0.
2Decl/
2‑
4Dec/
29 Jan/4i
Jan!
/10)J
anl/16iJani/
21AJanI/
27JFeb/n
主Time∞u間B(day)
Figure2B

症例 2
Thi
azide

協Z

1210ト
平J

Bト・
一企

1.4

ふハ、/V7ihJγ1

イベ.
.
.
.
‑‑.
.
.

.
ι.
‑.冒..‑‑.......・

4 ml

E

10/ ¥EF¥

Cau
刷a6

1.2、

冒

‑ト←0.
8u
Ca/Cr

写‑Cr

0.
6

H‑

0.
42。

Apr/
130.
2I01Aug/7Nov/
30 Mar/26 Ju¥/20Nov/
13Mar/
8T
ime∞urse(day)
図 2 症例 1 (A) および症例 2 (8) における尿中カルシウム、ナトリウム、血中カルシウ

ム、ウレアチニンの経詩的変化‑35ー

症例 3f
ますでに血中クレアチニン濃度が 3mg/dL以上と腎機能障害を呈しており、尿中カルシウム排液データは評価不可能であったが、やはり、血中カルシウム濃度とクレアチニン濃度との間に、症例 1，2と同様の関連が認められ、血中カルシウム濃度の上昇が腎機能を悪化させることが示唆された。

5.考 察
古典的には、高カルシウム尿症を伴う尿路結石患者に対して低カルシウム食が薦められていたが、近年その有効性に疑問がもたれている。また、近年、我が国を含む先進諸国では、無症候性の原発性副甲状腺機能克進症患者が増加しており、無治療で経過観察される場合が多くなっているが、 この様な患者におけるカルシウム摂取の是非は不明である。 さらに、副甲状腺機能低下症患者の治療には活性型ビタミン D 3製剤が用いられており、 しばしば高カルシウム尿症をきたす危険性があるが、食事中のカルシウム増加による尿中カルシウム排液量の変化には不明な点が多い。 したがって、 これらの患者に対して、食事によるカルシウム摂取量に関して、どのように指示すべきか明らかにされていな
い。近年、高齢者が急速に増加しており、骨の健康を維持するためには、 カルシウムノ tランスを正に保つ努力が必要であることが強調されている。 このような背景から、尿路結石症及び副甲状腺機能異常患者における、適切なカルシウム摂取量を決定するための指標が強く求められている。
カルシウム摂取量の増加には、 日常生活の指導に容易に応用できる牛乳およびその他の乳製品を用いることが大切である。一方、摂取カルシウムの腎からの排波を抑制することもカルシウムバランスを正に維持するためには重要な手段である。カルシウム摂取を増加しても、カルシウム排池量がそれに見合って増えてしまえば、 カルシウムバランスが改善されないばかりか、かえって尿路結石症の発症や腎機能の低下をもたらす可能性があり、患者にとっては不利益となる。現在、 カルシウム排濯をYJ抑制する手段としては、塩分制限、サイアザイド系利尿薬が有効であることが知られている。今回のF研究では、 カルシウム感知受容体遺伝子の活性化型変異により、 カルシウムの負荷に対する宅ルシウム排池の増加が著しい特異な症例において、既知の子段によりカルシウム排池の抑制を試みた場合の、尿中カルシウム排池量と腎機能におよぼす影響について検討を行った。
検討した症例では、尿中カルシウム排池量と血中クレアチニン濃度との聞には明らかな相関が認められず、むしろ血中カルシウム濃度とクレアチニン濃度との問に相関が認められ、 カルシウム排池の多寡よりも血中カルシウム濃度の上昇が腎機能低下の原因となることが示唆された。また、腎機能の低下は可逆的であった。尿中カルシウム排i
世量の低下には、 3g
塩分制限は有効であったが、サイアザイド利尿薬の効果は、検討した 2症例では明瞭ではなかった。塩分 3gの制限は患者の食生活の質を低下させ、長期の実施には困難が伴うことが予想されたが、尿中ナトリウム排池量とカルシウム排カルシウム排池量はそれに見合って減少するものと考えられた。一方、サイアザイド利尿薬では、尿量の増加に伴う日常生活上の制約が予想されるが、経験的には多くの症例では長期の服用が可能であハ﹄

υqδ

il‑‑f
世量との問には密接な相関があることも認められたため、いくらかでも塩分の制限をすることで尿中り、尿中カルシウム排池量を低下させる必要がある場合には試みるべき治療法であると考えられている。しかしながら、今回検討した 2症例ではサイアザイドにより血中カルシウム濃度が上昇し、それに伴ってクレアチニン濃度も上昇していることから、その長期処方の是非に関しては、慎重に経過を観察しつつ決定する必要があると考えられる。また、サイアザイドは一方でカリウムとマグネシウムの排池を促進させる作用を有しており、これらのデータのモニターも必要である。必要に応じて、カリウムのみならずマグ、ネシウムの補充を考慮する必要がある。
今回の検討では、摂取カルシウム量を変えてその影響を定量的に評価するところまで実施できなかったが、カルシウム製剤や牛乳などを用いて、経口摂取カルシウム量を増量することにより、カルシウム排消がどの様に変化するか、また、その際に、サイアザイドや塩分制限を加えることによりどのような影響が認められるか、などについて今後検討していく必要がある。さらに、その後に、日常生活におけるカルシウム負荷がカルシウム代謝異常症患者の骨と腎機能に対してどのような影響を及ぼすのが長期的な視野に立った検討が必要となるであろう。

文献
1.Borghi1.eta1.
， Comparisono
ftwodietsfortheprev
entionofr
ecurrentstonesini
diopathicl
JMed，346・
77‑84，2002.
hypercalciuria.NEng

2. Okaz
泊dR.eta1.
， Anovelactiv
atin
gmutationi
ncalcium‑sensingreceptorgenea
ssociatedw
itha剖叫】yofauωso
古田1dominanthypocalcemia.
]ClinE
ndocrinolMetab，84:
3
6
3‑
366，1999.
f

3.Chi
katsuN.eta
1.
， A加 nilyofa
u
toso
maldo
mi
nan
thypocalcemi
awi
血叩 activ
ati
n
gm
utat
ionof，]i
np
r
e
ss.
calc
iu
m‑
sen
s
in
gr
e
ce
p
to
rg
ene.E
n
doc
r

4.C
h
i
kats
uN.e
ta
1.
，C
lo
n
i
n
ga
ndc
har
act
er
izat
ionoftwopromotersfort
hehumanc
alcium‑sensingaSR)andc
hangesofCaSRexpr
essioninparathyroidadenoma.JBiolChem，
275:
7553
‑
7
557，
r
eceptor(C2000.

5. WatanabeS.eta，.
lA
sso
ci
ationbetweena
cti
v
atin
gm
utation
so
fc
alciu
m‑
sensingr
eceptorand360:
692‑694，
2002.
Bartter'ssyndrome.Lancet，

6.Lie
nhardtA.eta，.
lActiv
atin
gmutationso
ft
heca
lciu
msen
sin
greceptor:managemento
f
阻匂b，
86:
53
135323，2001.
hypocalcemia.]C
linEndocrinolMe
田‑37ー