呼気終末酸素分圧は心臓疾患患者における心脳血管イベントの強力な予測因子であることを解明

神戸大学大学院保健学研究科の尾倉朝美博士研究員、井澤和大准教授らの研究グループは、心肺運動負荷試験を用いて、安静時から嫌気性代謝閾値までの呼気終末酸素分圧の変化量 (ΔPETO₂) が心臓疾患患者における主要心脳血管イベント (MACCE) の強力な予後予測因子となることを明らかにしました。

この研究成果は、6月9日に、Clinical Physiology and Functional Imagingに掲載されました。

ポイント

• 安静時から嫌気性代謝閾値^※1までの呼気終末酸素分圧^※2の変化量（ΔPETO₂）が、心臓疾患患者の主要心脳血管イベント（MACCE^※3）を予測できるかを検証しました。
• ΔPETO₂≦2.0の心臓疾患患者が3年以内にMACCEを発症する割合は55.8％であり、これまで予後予測に用いられてきたV・E/V・CO₂ slopeやpeak V・O₂よりも高い結果となりました。

研究の背景

心臓疾患を持つ患者は、MACCEを発症する割合が高くなります。MACCEの発症は、生命予後や健康寿命、生活の質などに悪影響を及ぼします。心臓疾患患者の予後を改善するためには、MACCEの予防が重要です。「健康寿命の延伸等を図るための脳卒中、心臓病、その他の循環器病に係る対策に関する基本法」第11条に基づく「循環器病対策推進基本計画」においても、MACCEの予防が重要施策の１つとなっています。MACCEを減らすためには、どのような心臓疾患患者がMACCEを発症しやすいのかを明らかにする必要があります。心臓疾患患者は心肺機能だけではなく骨格筋機能もMACCE発生に関与すると報告されています。心肺運動負荷試験から得られるMACCEの予測指標として、V・E/V・CO₂ slope やpeak V・O₂が一般的ですが、これらは心肺機能と骨格筋機能の総合的指標であり、心肺機能と骨格筋機能のどちらが原因かを分けて検証することはできません。今回、主に骨格筋機能を反映するΔPETO₂に着目し、ΔPETO₂がMACCEに及ぼす影響について検証しました。

研究の内容

本研究の目的は、心臓疾患患者におけるMACCEに対するΔPETO₂の予後的意義について、V・E/V・CO₂ slopeおよびpeak V・O₂との比較を含めて明らかにすることでした。2016年から2019年の間に心肺運動負荷試験を受けた185例の心臓疾患（心筋梗塞、狭心症、心不全）患者を対象に後方視的調査を行いました。心肺運動負荷試験の信頼性確保の基準に満たない例やデータ欠損例、3年間のMACCE有無が不明であった例を除外した147例が最終解析対象者となりました。

MACCEを予測する各指標の値は、ΔPETO₂が2.0、V・E/V・CO₂ slopeが29.8、peak V・O₂が19.0でした。ΔPETO₂≦2.0の患者が3年以内にMACCEを発症する割合は55.8%であり、ΔPETO₂＞2.0の患者の8.8%に比べて非常に高くなりました。また、3年間のMACCE発症率について、年齢や心臓疾患の種類などの影響を取り除いた統計解析においても、ΔPETO₂≦2.0の患者のMACCE発症率はΔPETO₂＞2.0の患者に比べて約8倍になることが明らかとなりました。一方、同様の統計解析をVE/VCO₂ slopeとpeak V・O₂で行った結果、V・E/V・CO₂ slope≧29.8の患者やpeak V・O₂≦19.0の患者のMACCE発症率はそうではない患者に比べて約3倍程度に留まりました。

ΔPETO₂は、これまで予後指標として一般的に用いられてきたV・E/V・CO₂ slopeやpeak V・O₂よりも高い予測能を持つことが明らかになりました。

今後の展開

ΔPETO₂を用いることによって、MACCEのリスクが高い心臓疾患患者を特定しやすくなります。MACCEを減少させるために介入すべき患者を特定することで、効率的かつ効果的な介入につながることが期待されます。また、心臓疾患患者のMACCE発症には骨格筋機能の影響が大きいことが明らかとなりました。そのため、運動療法の重要性が示唆されました。今後は、MACCE減少に対する運動療法の効果について検証していきたいと考えています。

用語解説

※1　嫌気性代謝閾値

運動の強度を徐々に増加させた時に、有酸素運動に無酸素運動が加わる運動強度の閾値のこと。無酸素運動では、乳酸産生が増加して二酸化炭素排泄量が増えるために、嫌気性代謝閾値以降は換気量が増加する。

※2　呼気終末酸素分圧

呼気から吸気に転換する直前の呼気中に含まれる酸素の分圧。肺胞内の酸素分圧の指標。運動時に酸素が骨格筋で消費される量が多いと、呼気終末酸素分圧は減少する。

※3　MACCE

Major adverse cardiac or cerebrovascular eventの略。日本語訳は主要心脳血管イベント。定義は研究によって異なるが、心臓疾患の発症や増悪、脳卒中の発症、死亡などが含まれる。予後調査や治療効果を判定する研究に用いられることが多い。

論文情報

タイトル

“End-tidal oxygen partial pressure is a strong prognostic predictive factor in patients with cardiac disease”

DOI

10.1111/cpf.12838

著者

Asami Ogura ^1,2,3, Kazuhiro P. Izawa ^2,3, Hideto Tawa ⁴, Masaaki Wada ¹, Masashi Kanai ^2,3, Ikko Kubo ^2,3, Ayano Makihara ^2,3, Ryohei Yoshikawa ⁴, Yuichi Matsuda ⁴

1 Department of Rehabilitation, Sanda City Hospital
2 Department of Public Health, Graduate School of Health Sciences, Kobe University
3 Cardiovascular Stroke Renal Project (CRP)
4 Department of Cardiology, Sanda City Hospital

掲載誌

Clinical Physiology and Functional Imaging