脳性星細胞腫の原因と病態

疾患の発症メカニズムを研究する際、医師は病理学的プロセスを引き起こす可能性のある原因に特に注意を払います。この場合、脳星細胞腫の原因に関する一般的な理論は存在しません。科学者はグリア細胞の急速な増殖を引き起こす要因を明確に特定することはできませんが、通常、がんを引き起こす内因性（内部）および外因性（外部）要因の影響を排除していません。

原因

腫瘍プロセス発症の危険因子には以下のものがあります:

• 高い放射能背景（被曝期間が長いほど悪性腫瘍を発症するリスクが高まる）[ 1 ]。
• 化学物質への身体の長期的曝露。化学物質は細胞の特性や行動を変化させる可能性があると考えられています。
• ウイルス性疾患。ここではウイルスの保有についてではなく、体内に腫瘍性ウイルス粒子が存在することについて話している。[ 2 ]、[ 3 ]、[ 4 ]
• 遺伝的素因。家族に既に癌患者がいる場合、癌を発症するリスクが高くなると考えられています。遺伝学者は、脳星細胞腫の患者が遺伝子の一つに問題を抱えていることを発見しました。彼らの見解では、TP53遺伝子の異常が、この疾患の最も可能性の高い原因の一つです。[ 5 ]

時には、アルコールの乱用や喫煙といった悪い習慣もこのリストに含まれることがありますが、これらと病気の発症との間に明確な関連性は認められていません。

科学者たちは、腫瘍がなぜ発生し、何が制御不能な細胞分裂を引き起こすのかを明確に説明することはできませんが、腫瘍の変性傾向は遺伝的に決定されていると正しく確信しています。そのため、人によって腫瘍の種類は異なり、形状や発生部位だけでなく、その挙動、つまり通常は安全な腫瘍が癌へと変化する能力も異なります。

病因

星細胞腫は、その性質上、脳細胞から発生する腫瘍プロセスを指します。しかし、すべての細胞が腫瘍形成に関与しているわけではなく、補助的な機能を果たす細胞のみが関与しています。星細胞腫がどのようなものから構成されているかを理解するために、神経系の生理学についてもう少し詳しく見ていきましょう。

神経組織は主に 2 種類の細胞で構成されていることが知られています。

• ニューロンは、刺激を感知し、外部から入ってくる情報を処理し、神経インパルスを生成して他の細胞に伝える役割を担う主要な細胞です。ニューロンは様々な形状や突起（軸索と樹状突起）の数を持ちます。
• 神経膠細胞は補助的な細胞です。「グリア」という名称自体が「糊」を意味します。これは神経膠細胞の機能を説明しています。神経膠細胞は、脳のニューロンと血液とニューロンの間にある血液脳関門の周りに網目状の構造（骨組み）を形成し、ニューロンに栄養を供給し、脳内の代謝を制御します。もし神経膠細胞がなければ、脳へのあらゆる衝撃、ましてや重傷は、人間にとって悲惨な結果（ニューロンの死滅、ひいては精神機能の衰え）をもたらすでしょう。グリア細胞は脳への衝撃を和らげ、頭蓋骨と同様に脳を守っています。

特筆すべきは、ニューログリアはニューロンに比べて脳細胞の種類としてより多く（約70～80%）を占めていることです。ニューログリアは様々な大きさや形状を持ちます。小さなニューログリア（ミクログリア）は貪食作用、つまり死んだ細胞を吸収する働きをします（神経系における一種の掃除屋のような役割です）。大きなニューログリア（マクログリア）は、ニューロンへの栄養補給、保護、そしてニューロンを支える役割を果たします。

アストロサイト（アストログリア）は、マクログリア細胞の一種です。放射状の突起を複数有するため、放射神経膠細胞と呼ばれます。これらの突起はニューロンの骨格を形成し、脳の神経組織が特定の構造と密度を持つ原因となっています。

ニューロンは神経インパルスの伝達を担い、神経活動を実行しますが、記憶や知能の特性を決定するのはアストログリアの数であるという説があります。

腫瘍は活発に増殖する細胞から形成されると考えられ、アストログリアの数が増加し、精神能力の向上につながるはずです。しかし実際には、脳内の局所的な細胞集積は好ましい兆候ではありません。腫瘍が周囲の組織を圧迫し、その機能を阻害し始めるからです。

人間の脳は、延髄、中脳、間脳、小脳、橋、そして両半球と大脳皮質を含む終脳という様々な部位から構成されています。これらの構造はすべて、ニューロンとそれを取り囲む神経膠細胞で構成されているため、腫瘍はこれらの部位のいずれにも発生する可能性があります。

アストロサイトは脳組織の白質と灰白質の両方に存在します（突起の長さが異なるだけで、機能は同一です）。脳の白質は、神経インパルスが中枢（中枢神経系）から末梢へ、そして末梢から中枢へ伝達される経路です。灰白質には、分析器の中枢部、脳神経核、そして大脳皮質が含まれます。腫瘍がどこに発生しても、脳を内側から圧迫し、近くの神経線維の機能を阻害し、神経中枢の働きを阻害します。

脳星細胞腫が単なる腫瘍形成に過ぎないと分かった読者の皆様は、当然ながら「星細胞腫は癌なのか、それとも良性腫瘍なのか？」という疑問を抱かれることでしょう。読者の皆様を失望させたくはありません。なぜなら、この疾患は皆さんが想像するほど稀なものではありません。しかし、この腫瘍は癌へと進行する傾向があり、その悪性度は腫瘍の種類によって大きく異なります。腫瘍の中には、ゆっくりと成長し、外科的治療で容易に治療できるものもあれば、急速に成長し、必ずしも予後が良好とは言えないものもあります。

星細胞腫は形や大きさが様々で、輪郭がはっきりしないものもあり、他の脳組織に増殖することもあります。結節性腫瘍（輪郭と局在が明瞭な腫瘍）内には、単発または複数の嚢胞（半液体状の内容物を含む空洞）が認められることがあります。このような腫瘍の成長は、主に嚢胞の肥大によって起こり、周囲の脳構造が圧迫されます。

結節性腫瘍は、大きくなることもありますが、通常は変性を起こしにくい性質を持っています。純粋に理論的には、癌に進行する可能性のある良性腫瘍に分類されます。

もう一つの問題は星細胞腫です。星細胞腫はびまん性増殖を起こしやすく、つまり周囲の組織を巻き込み、他の脳構造や隣接組織に転移しやすい傾向があります。星細胞腫は通常、悪性度がかなり高く（グレード3～4）、他の癌腫瘍と同様に初期増殖しやすいため、時間の経過とともに巨大化します。このような腫瘍は良性から悪性へと急速に変化する傾向があるため、症状の重症度に関わらず、できるだけ早く切除する必要があります。

科学者たちは、アストロサイトからなるグリア腫瘍について、その種類、発生部位や結果、挙動、がん化の可能性、治療法、再発の傾向など、すでに多くのことを知っています。しかし、依然として謎に包まれている主要な問題は、アストロサイトが不適切な行動をとるようになり、それが急激に増殖する原因、すなわち腫瘍の形成と発達のメカニズムです。脳星細胞腫の病因は依然として不明であり、この疾患の予防法の開発を阻んでいます。この疾患の治療には脳神経外科手術が必要です。小児における星細胞腫瘍の分子病因は、現在も活発に研究されています。[ 6 ]、[ 7 ]そして、たとえ外科医の能力が高くても、脳外科手術には常にリスクが伴うことが分かっています。

原発性神経膠芽腫の進行過程では、EGFRおよびPTEN変異の増加/過剰発現を特徴とするさまざまな遺伝子変化の経路が見つかっており、一方、若年患者で発症する二次性神経膠芽腫ではp53変異が頻繁に認められる。[ 8 ],[ 9 ]

最近の研究では、原発性神経膠芽腫は10番染色体のヘテロ接合性喪失（LOH）3を特徴とするのに対し、二次性神経膠芽腫は主に10番染色体q、19番染色体q、22番染色体のLOHを示すことが示されています[ 10 ]、[ 11 ]。

全ゲノム関連研究では、神経膠腫のリスク増加に関連する7つの遺伝子に遺伝性リスク対立遺伝子が同定されている。[ 12 ]

疫学

幸いなことに、脳腫瘍は最も一般的な腫瘍の種類からは程遠いものです。しかし、この表現は成人によく見られます。しかし、がんは誰の目にも明らかで、年齢、性別、社会的地位は関係ありません。残念ながら、私たちが望む以上に、若い患者に診断されるケースが多いのです。

脳と中枢神経系（CNS）腫瘍は最も一般的な腫瘍であり、米国とカナダの0～19歳の人の癌による死亡原因の第2位です。[ 13 ]、[ 14 ]、[ 15 ]

15歳未満の小児における脳腫瘍の発生率は、国によって10万人あたり1.7人から4.1人の範囲です。最も一般的な脳腫瘍は、星細胞腫（41.7%）、髄芽腫（18.1%）、上衣腫（10.4%）、テント上原発性神経外胚葉性腫瘍（PNET; 6.7%）、頭蓋咽頭腫（4.4%）でした。これらは主に小脳（27.9%）と大脳（21.2%）に発生しました。すべての脳腫瘍の5年生存率は64%で、PNETを患う小児の予後は最も悪かったです。[ 16 ] そのため、小児期と青年期はこの部位の腫瘍学のリスク要因とみなすことができます。そして、これらの統計は減少の方向に変化していません。

研究によると、免疫不全の患者は脳腫瘍を発症する可能性が高く、逆に免疫系の活動が亢進する疾患は細胞変性の阻害要因となることが示されています。神経線維腫症、トゥコット症候群、ターナー症候群といった特定の全身性疾患の患者もリスクにさらされています。高圧電線、移動体通信、放射線、他の部位の癌に対する化学療法といった要因の影響も考慮されます。

脳腫瘍学における最大の問題は、病因の検討の難しさ、つまり病態の原因に関する正確な情報が不足していることです。医師は多くの種類の腫瘍を早期に診断できるようになり、効果的な治療法も開発され、患者の寿命を大幅に延ばし、苦痛を軽減できるようになりました。しかし、脳は研究対象が複雑な構造であり、ヒトにおける研究は非常に困難です。動物実験では、ヒトの脳内で何が起こり得るかを明確に理解することはできません。

グリア細胞（アストロサイトおよびオリゴデンドログリア細胞）の腫瘍は、脳腫瘍学の特殊な一形態に過ぎません。がん細胞は、ニューロン、ホルモンを産生する分泌細胞、脳膜、さらには血管など、脳の他の構造にも存在します。しかし、グリア細胞の腫瘍は依然として最も一般的な脳腫瘍であり、この恐ろしい疾患の45～60%で診断されています。同時に、約35～40%は脳のアストロサイトーマです。

星細胞腫は原発性腫瘍に分類されるため、がん細胞の発生源を正確に特定することは難しくありません。二次性脳腫瘍の場合、脳腫瘍は通常、転移、つまりがん細胞の移動によって形成され、その発生源は体のあらゆる部位に発生する可能性があります。しかし、困難なのは、星細胞腫の発生源を特定することではなく、腫瘍の挙動が多様であることです。

明確な局在を示す局所性（結節性）腫瘍は、小児に多く見られます。これらはほとんどが良性腫瘍であり、画像上で明確に区別でき、手術で比較的容易に切除できます。小児では、小脳、脳幹（延髄と中脳、橋）を侵す星細胞腫が診断されることが多く、視交叉や視神経を侵す例は少ないです。例えば、小児の約70％と成人のわずか30％が脳幹星細胞腫で入院します。脳幹腫瘍の中で最も多いのは橋の腫瘍で、4対の脳神経（顔面神経、滑車神経、三叉神経、外転神経）の核が位置しています。[ 17 ]

成人では、グリア腫瘍は大脳半球の神経線維に発生することが多く、明確な境界がありません。このような腫瘍は非常に急速に成長し、神経組織に拡散して巨大化することもあります。同時に、このような腫瘍が癌化するリスクは非常に高いです。一部の研究者は、脳の星細胞腫は若年および中年男性に多く診断される（60%）と考えています。[ 18 ]