筋病理学

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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/07/15 00:04 UTC 版)

筋病理の代表的染色法

HE染色

HE染色（ヘマトキシリン・エオジン染色）は主に基本的な構造変化をみるための染色である。筋病理学のHE染色で得られる情報は、全体の構築の変化、筋線維大小不同、筋線維の壊死・再生、核の変化、細胞浸潤、内鞘線維化、その他の構造変化の変化の7つである。

正常の筋線維は横断面でみると多角形で筋核は周辺部に存在する。成人の場合、筋線維径は60～80μmである。通常、100μmを超えると肥大線維と判定される。筋線維の大小不同は最も基本的な病理情報のひとつである。筋線維の直径を測定し、最小径から最大径までの分布や平均を記載する。原則として障害の程度が強ければ筋線維大小不同も著しくなる。ただし先天性疾患では筋線維が全て小径であったり、筋線維径が小径線維と大径線維の二峰性に分布したりすることもある。また進行期には肥大線維のみが認められることもある。筋線維の大小不同に規則性がなく、広範であれば筋原性疾患であることが多く、小角化線維があって、群委縮の所見があれば神経性疾患であることが多い。

筋線維は数十本単位でまとまって存在しており、このまとまりを筋束（muscle fascicle）という。筋束と筋束の間の間質は周鞘（perimysium）という。筋束内の筋束と筋束との間の間質は内鞘（endomysium）という。周鞘には正常でも線維化など認められる一方で、通常は内鞘には繊維組織や細胞浸潤は認められない。そのため内鞘に線維組織が認められる場合は病的所見であり内鞘線維化（endomysial fibrosis）とよぶ。

皮膚筋炎ではしばしば萎縮線維が筋束周辺部にまとまって存在しているのが観察される。これを筋束周辺委縮（perifascicular atrophy）とよび、診断的な価値がある。

ウェルドニッヒ・ホフマン病とも呼ばれる脊髄性筋萎縮症１型（SMA1）など先天性の神経原性疾患ではしばしば筋束ごと全ての筋線維が萎縮しており大群集萎縮（large group atrophy）と呼ばれる。この疾患で認められる萎縮線維は丸みを帯びているのが特徴である。一方で筋萎縮性側索硬化症などの後天性神経原性疾患では萎縮線維が角ばっており、しばしば小角化線維とよばれる。ただし、これらの小角化線維は神経原性疾患において脱神経筋線維を反映しているものと考えられるが、小角化する原因は様々であり、小角化線維がすなわち神経原性変化を意味するわけではない。神経再支配を受けた後、さらに脱神経が起こると、その末梢の支配領域の筋線維が数本から数十本単位でまとまって小角化する。これを小群集萎縮（small group atrophy）という。程度が著しく筋束全体が萎縮した場合は先に述べた大群集萎縮（large group atrophy）となる。小群集萎縮も大群集萎縮もいずれも脱神経を反映する重要な所見である。筋線維壊死・再生変化は筋ジストロフィーにおいて最も重要な所見である。筋線維は壊死すると筋線維細胞質が溶解してうすいピンク色になり内部にマクロファージが侵入する。これと平行して、筋衛星細胞から分裂した筋芽細胞が壊死線維内で分化して更に融合し、筋線維を再生する。再生繊維は盛んにタンパク質を合成しているために、核が大きく、核小体が目立つ。さらには、核や細胞質にタンパク質合成装置であるリボソームが充満しているために好塩基性に青みがかって染色される。再生線維では筋核は筋線維の内部にあり内在核という。再生が完了する頃には筋線維周辺部へ筋核は移動する。

筋ジストロフィーは壊死・再生を繰り返す疾患であるため、一つの切片内で壊死から再生完了まで様々なフェーズが観察される。一方で、発作性ミオグロビン尿症などにより一時期に一斉に壊死を起こした筋では、筋生検の時期に応じて壊死または再生の一定のフェーズの像しか観察されないことが多い。またデュシェンヌ型など筋鞘膜脆弱性を病態とする筋ジストロフィーでは、数本単位で壊死・再生線維がまとまって存在することが多い。

内在核は再生線維で認められるが再生線維以外でも筋核が内在する場合がある。代表例が先天性ミオパチーの中心核ミオパチーである。中心核ミオパチーでは大半の筋線維で筋線維中心部に筋核が存在している。したがって内在核といわず中心核と表現される。また筋強直性ジストロフィーではしばしば多数の内在核を認める。核の数は正常では筋線維内に0〜3個である。5個以上の場合は異常であり筋強直性ジストロフィーなどの可能性がある。また中心部に核が認められる（中心核）場合は筋ジストロフィーや筋強直性ジストロフィーなどで認められる。

炎症細胞浸潤は炎症性筋疾患において重要な所見である。周鞘内の血管周囲のリンパ球浸潤や壊死線維を取り囲むようなリンパ球浸潤は軽度のものは非特異的に認められるものである。多発筋炎や封入体ミオパチーでは内鞘へのリンパ球浸潤が特徴的で、非壊死性線維を囲むように存在し、時に筋線維内部にも侵入しているのが確認される。これらのリンパ球はCD8陽性の細胞傷害性T細胞である。サルコイドミオパチーでは周鞘や内鞘に類上皮細胞とラングハンス巨細胞からなる非乾酪性肉芽腫をみとめる。周辺部にはリンパ球を伴う。

時に筋線維内に空砲が認められることがある。ポンペ病では内部に好塩基性で不定型な物質をふくんだ比較的大きな空砲が認められる。この空砲はグリコーゲンや細胞質分解産物が蓄積した自己貪食空胞であり、酸フォスファターゼ染色で濃染する。脂質蓄積性ミオパチーでは、脂肪滴の増加を反映して筋線維内に小空胞をみる。糖原病のうち脱分枝鎖酵素欠損症などでは筋鞘膜直下に中心に比較的大型の空胞がみられる。内部にはグリコーゲンが蓄積している。また炎症性筋疾患ではしばしば血管壁が肥厚している。結節性動脈周囲炎では血管壁のフィブリノイド壊死がみられる。

筋線維内空胞としてはアーチファクトが多いがタイプ1線維に数多く認められる場合は脂質代謝異常の可能性もある。アーチファクトの場合は冷却が不十分になる中心部に集中し、筋選択性がない場合が多い。

ゴモリ・トリクローム変法

ゴモリ・トリクローム変法（modified Gomori trichrome、mGT）は基本的に特殊な構造物を染め出すための染色方法である。細胞内小器官のミトコンドリアやライソゾームが赤染されるのが特徴である。mGTで染色される構造物は8個知られている。赤～赤紫色に染色されるものとしてはネマリン小体、細胞質小体（cytoplasmic body）、tubular aggregates、縁取り空胞（rimmed vacuole）、赤色ぼろ線維（ragged red fiber）、末梢神経髄鞘の6つが知られている。また緑色に染色される構造物としてはspheroid bodyと線維組織の2つが知られている。また筋線維は青緑色に、結合組織は緑色に、有髄線維は赤色に染まる。

ネマリン小体

ネマリン小体はネマリンミオパチーで観察される。電子顕微鏡ではZ線と同様の電子密度ならびに構造を示す。ネマリンミオパチーは通常は先天性ミオパチーに分類される遺伝性疾患であるが成人発症ネマリンミオパチーと呼ばれる一群は、免疫異常などを背景として二次的にネマリン小体を形成する疾患と考えられており区別する必要がある。

細胞質小体（cytoplasmic body）

細胞質小体はデスミンやミオチリンなどZ線やその周辺の構造蛋白質を中心とした蛋白質の凝集体であり、筋原線維性ミオパチー（myofibrillar myopathy）で特徴的に認められる。但し、筋原線維性ミオパチー以外でも認められることがあるので注意が必要である。筋原線維性ミオパチーはポンペ病やネマリンミオパチーとともに早期から呼吸筋筋力低下が特徴である。細胞質小体はNADH-TR染色では抜けてみえる。

tubular aggregates

tubular aggregatesは電子顕微鏡的には筋小胞体由来と考えられる管状構造が規則正しく集まった構造物である。mGTで赤染し、NADH-TR染色で濃染する。タイプ2B線維にのみ出現する。周期性四肢麻痺で見られることが多いが、tubular aggregatesの出現を特徴とする稀な進行性家族性ミオパチーも知られている。

縁取り空胞（rimmed vacuole）

mGTでは、細胞内小器官のミトコンドリアやライソゾームが赤染する。そのため、自己貪食空胞の集塊である縁取り空胞の縁の部分は赤～赤紫色に染色される。縁の部分は細かな赤紫の顆粒で構成されており、電子顕微鏡で観察すると、この顆粒1個が自己貪食空胞ないしその類縁構造物であるミエリン様小体（myeloid body）1個を反映している。HE染色では紫色に染まる。縁取り空胞の空隙は多数の自己貪食空胞が標本作成段階でスライドグラスから剥がれてしまうためにできた人工産物であり電子顕微鏡ではこのような空隙は認められない。縁取り空胞は様々な筋疾患で観察されるが、特に封入体筋炎、眼咽頭筋ジストロフィー、多くの遠位型ミオパチーなどで診断的所見となっている。

赤色ぼろ線維（ragged red fiber、RRF）

赤色ぼろ線維は筋線維内のミトコンドリア増加を反映して、筋線維全体が赤色に染色されたものである。mGTで用いられている色素の特性から、赤色が強い部分はひび割れてくる。そのため赤色ぼろ線維という名称になった。ミトコンドリアは特に筋線維周辺部で増加するため、比較的早期の赤色ぼろ線維では筋鞘膜直下に赤色の顆粒が増加したようにみえる。赤色ぼろ線維はミトコンドリア病の診断的所見であるが加齢変化でも生じる。高齢者では正常でも認められることがある。

末梢神経髄鞘

mGTでは末梢神経の髄鞘を赤く染めるので筋内神経束内の有髄線維の評価に有用である。但し光学顕微鏡レベルでは有髄神経が保たれているのか脱落しているかの評価はできるが、軸索変性か脱髄かの判断はできない。

spheroid body

筋原線維性ミオパチーではmGTで緑色に染色される封入体が筋線維に認められる。これは蛋白質凝集体でありspheroid bodyとよばれる。

線維組織

mGTでは線維組織は緑色に染色される。

NADHテトラゾリウム還元酵素

NADH-テトラゾリウム還元酵素（NADH-tetrazolium reductase、NADH-TR）はNADH存在下でnitro blue tetrazolium(NBT)を還元して青色に発光させる酵素組織化学染色である。NADHを補酵素とする各種脱水素酵素の活性を反映する。筋線維内では、筋小胞体、ミトコンドリア、ライソゾームが主に染色される。ミトコンドリアはタイプ1線維に多いことからタイプ1線維はタイプ2線維よりも濃染する。したがってミオシンATPase標本がない場合には簡易の筋線維タイプ分別をNADH-TRで行うことがある。筋小胞体は筋線維の周囲を一本、一本取り巻いて分布しているため、NADH-TR染色では筋線維内に筋原線維と筋原線維の間隙を結ぶ網状の構造が染め出される。これを筋原線維間網（intermyofibrillar network）という。筋原線維網の配列の乱れをみることにより間接的に筋原線維の配列の乱れを評価することができる。そのためNADH-TRは主に筋原線維の配列の乱れを評価するのに用いられる。筋原線維網の異常として代表的なもの分葉線維(lobulated fiber)、虫食い線維（moth-eaten fiber）、コア（core）、マルチミニコア（multiminicore）、target/targetoid線維、peripheral haloなどがある。神経線維のタイプ分別の他、神経線維間網の異常の検出に優れて方法であり、セントラルコア病の診断に有用である。

分葉線維

分葉線維(lobulated fiber)はカルパイン3遺伝子変異を原因とする肢帯型筋ジストロフィー2A型の進行期に典型的に認められる。但し、他の肢帯型筋ジストロフィーやベッカー型筋ジストロフィーなどでも認められることがあるので、注意が必要である。

虫食い線維

虫食い線維（moth-eaten fiber）は内分泌異常や中毒性ミオパチーなどを含む幅広い筋原性疾患で出現する。また筋炎の傍炎症部でもしばしば認められる。疾患特異性の低い所見である。

コア

コア（core）は典型的にはセントラルコア病で認められる。コア部分はミトコンドリアや筋小胞体を欠いているため染色されないが筋原線維自体は存在する。但しZ線が乱れている。

マルチミニコア

マルチミニコア（multiminicore）はマルチミニコア病で認められる。しばしば虫食い線維との鑑別が難しいことがある。

target/targetoid線維

target/targetoid構造はコアと似ているものの、縦断面でみた場合、コアが典型的には筋線維全長にわたり認められるのに対して、target/targetoid構造の長さは様々で全長にわたることはない。しかし本質的には同じ構造変化という考えもある。中心部にはしばしばspheroid bodyをみとめる。基本的に疾患特異性はないが、多数認められる場合は神経原性変化を反映していることが多い。

peripheral halo

X連鎖性ミオチュブラーミオパチーでは、ほぼ全ての筋線維が小径で丸み帯びている。NADH-TRでは筋線維中心部の染色性が増加する一方で周辺部が抜けてみえる。これをperipheral haloとよぶ。先天性筋強直性ジストロフィーの一部でも同様の所見を呈することがある。

ミオシンATPase

ミオシンATPaseは筋線維のタイプ分別のための染色である。各筋線維タイプのミオシンATPaseが活性をもつための至適pHが異なることを利用して、一定のpH下で前処置をしてから活性染色を行うことで各筋線維タイプを染め分ける。成人の骨格筋、特に生検をよくされる上腕二頭筋や大腿直筋では1、2A、2Bがモザイク状に分布し各々1/3ずつとなる。病的筋ではこれに加えて未熟性を反映したタイプ2C線維が出現する。アルカリ側pH（pH 10.6付近）の前処置ではタイプ1線維のミオシンATPase活性が失われ、タイプ2線維のみが染色される。一方、酸性側（pH 4.2付近）では逆にタイプ1線維のみが染色される。pH 4.2付近より少し上げると、pH 4.6付近でタイプ2B線維のみ中間色で染色されるようになる。タイプ2C線維は、どのpHで前処置しても活性が残る。このような染色性の差をみることで、各筋線維タイプを分別することができる。

筋線維タイプ	1	2A	2B	2C
ATPase（ルーチン）	淡染	濃染	濃染	濃染〜中間
ATPase（pH4.6）	濃染	淡染	濃染〜中間	濃染
ATPase（pH4.2）	濃染	淡染	淡染	濃染〜中間
NADH-TR（SDH）	淡染	濃染	濃染	中間
PAS	淡染	濃染	濃染	中間
ホスファターゼ	淡染	濃染	濃染	中間

ある筋線維タイプが55%を超えるとき、ある筋線維タイプが欠損しているとき、ある筋線維タイプが細い時、2C線維が多く存在する場合は異常である。タイプ1線維の選択的な萎縮がみられる場合は、ほぼ間違えなく筋原性疾患である。特にネマリンミオパチーなど先天性ミオパチーでは大部分の例でタイプ1線維萎縮を認める。後で説明する筋線維タイプ群化ではなく、すなわち神経原性疾患が認められずタイプ1線維が55％以上を占める場合はタイプ1線維優位と呼ぶが、先天性ミオパチーではタイプ1線維萎縮に加えて、しばしばタイプ1線維優位とタイプ2B線維欠損を伴っている。セントラルコア病、ネマリンミオパチー、ミオチュブラーミオパチーなどが代表疾患である。先天性ミオパチーのうち、タイプ1線維萎縮を認めるもののネマリン小体や中心核などの他の先天性ミオパチーの疾患特徴的所見を欠く場合、先天性筋線維タイプ不均等症と呼ばれる。タイプ1線維萎縮は先天性ミオパチー以外にも筋強直性ジストロフィーやベッカー型筋ジストロフィーなど幅広い筋原性疾患に認められる。タイプ1と2線維の径が12%以上の差がある場合も異常である。タイプ1線維が細いのは筋強直性ジストロフィー（先天型、成人型）、不動性委縮、強直性脊椎症候群、微小重力状態などでも認められる。一方、タイプ2線維萎縮（特にタイプ2B線維萎縮）は疾患特異性が低く、廃用性萎縮、低栄養、中枢神経障害（脳性麻痺、脳卒中後、変性疾患）、ステロイドミオパチー、低栄養、老人、膠原病などで認められる。

脱神経が起こると神経連絡が保たれている軸索からsproutingが起こり、脱神経筋は神経再支配を受ける。この際、神経再支配を受ける。この際、神経再支配を受けた筋線維のタイプは再支配を行った脊髄前角細胞によって規定される。本来正常筋では、異なる前角細胞によって神経支配を受けたタイプの異なる筋線維がモザイク状に入り混じって分布している。ところが、神経再支配がおこると、近接する線維が同一の前角細胞によって支配されるようになり、モザイクパターンが崩れて同一の筋線維タイプがまとまって存在するようになる。これを筋線維タイプ群化（fiber type grouping）という。筋線維タイプ群化は神経原性疾患の証拠になる。群化の傾向が強い時は生検筋内すべてが特定の線維パターンになる時もある。