StudyMed医師国家試験

「診断がつく検査」と「治療を決める検査」は違う―小児の糖尿病性ケトアシドーシスで本当に必要なもの

第103回医師国家試験 E問題 第69問

国試問題にチャレンジ

第103回 E問題 第69問

12歳の女児。口渇と倦怠感とを主訴に来院した。2週前に咽頭痛があり,39℃台の発熱が2日続いた。1週前から口渇と倦怠感とが続いている。身長145cm,体重33kg。体温36.5℃。呼吸数30/分。脈拍104/分,整。血圧108/74mmHg。甲状腺の腫大は認めない。尿所見:蛋白(-),糖3+,ケトン体3+。血液生化学所見:空腹時血糖394mg/dL,HbA1c 7.2%,総蛋白6.8g/dL,クレアチニン0.8mg/dL,総コレステロール184mg/dL。  治療方針の決定に有用なのはどれか。2つ選べ。

  1. a.FT4
  2. b.抗核抗体
  3. c.血清カリウム値
  4. d.動脈血ガス分析
  5. e.経口ブドウ糖負荷試験

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、感染をきっかけに急に高血糖になった小児の症例だ。ポイントは2つ。まず病態として何が起きているかを見抜くこと、そして設問が「診断」ではなく「治療方針の決定」に役立つ検査を問うている点に気づくことだ。最初に、この子に何が起きていると考える?
医学生医学生
やせ型の小児で、かぜのあとに急に口渇が出ているので、1型糖尿病でしょうか。
ドクタードクター
いい読みだね。肥満がなく、ウイルス感染を思わせるエピソードのあとに急激に発症している。膵β細胞が破壊されてインスリンが絶対的に足りなくなる1型糖尿病の典型的なパターンだ。もう一つ注目してほしいのが、血糖がかなり高いのにHbA1cはそこまで高くないこと。これはどう解釈する?
医学生医学生
HbA1cは1〜2か月の平均を反映するから、高血糖になってまだ日が浅い、つまり急性発症ということですね。
ドクタードクター
その通り。では、尿ケトン体が強陽性で、呼吸数が多いことは何を意味するだろう。
医学生医学生
生化学の講義で、インスリンがないと脂肪が分解されてケトン体ができると習いました。ケトン体は酸なので、アシドーシスになって呼吸で代償している……Kussmaul呼吸ですか。
ドクタードクター
素晴らしい。インスリン欠乏で脂肪分解が進み、肝臓でアセト酢酸や3-ヒドロキシ酪酸が過剰につくられて代謝性アシドーシスになる。頻呼吸はそれを二酸化炭素を吐き出して代償しようとしている姿だ。口渇や頻脈は、高血糖による浸透圧利尿で水と電解質が失われた脱水を反映している。つまり、1型糖尿病の発症に伴う糖尿病性ケトアシドーシス、DKAが強く疑われるわけだ。
医学生医学生
DKAだとすると、治療は輸液とインスリンですよね。
ドクタードクター
そう。DKAの治療は、大量輸液による脱水補正、速効型インスリンの持続静注、カリウムなどの電解質補正の3本柱だ。だから治療方針を決めるには、アシドーシスがどれくらい重いかと、電解質、特にカリウムがどうなっているかを知る必要がある。まず動脈血ガス分析はどうだろう。
医学生医学生
pHと重炭酸イオンでアシドーシスの重症度がわかりますし、PaCO2の低下で呼吸性代償の程度も見られます。
ドクタードクター
そうだね。さらにナトリウムやクロールと合わせればアニオンギャップの開大も確認できる。重症度は集中治療が必要か、輸液やインスリンをどう調整するか、そして治療がうまくいっているかの判定に直結する。では血清カリウム値は?
医学生医学生
アシドーシスだと高カリウム血症になりやすいと聞いたので、むしろ高めなら安心なのかなと思ってしまいました。
ドクタードクター
そこが一番の落とし穴だ。DKAではインスリン欠乏とアシドーシスでカリウムが細胞内から細胞外へ移動するうえ、浸透圧利尿で尿にどんどん失われる。だから体内の総カリウム量は大きく不足しているのに、治療前の血清値は正常か高めに見えやすいんだ。
医学生医学生
見かけ上は正常でも、実際には足りていないということですか。
ドクタードクター
そう。そこへインスリンを入れると、カリウムはブドウ糖と一緒に細胞内へ取り込まれ、アシドーシスの改善も加わって血清カリウムが急激に下がる。致死的な不整脈につながりかねない。だから治療前と治療中にカリウムを測り、低ければインスリンより先に補充する、正常なら輸液にカリウムを加える、と方針を決めるんだ。
医学生医学生
逆に経口ブドウ糖負荷試験は、診断の検査としてはよく出てきますけど……。
ドクタードクター
OGTTは糖尿病かどうかはっきりしない人を診断するための検査だ。この子は空腹時血糖とHbA1cの両方がすでに糖尿病型で、診断は確定している。それに、著明な高血糖とケトーシスがある状態でブドウ糖を飲ませれば病態を悪化させるおそれがあり、禁忌と考えてよい。
医学生医学生
甲状腺のFT4はどうでしょう。頻脈とやせがあるので、Basedow病も一瞬頭をよぎりました。
ドクタードクター
確かに甲状腺機能亢進症でも頻脈ややせ、耐糖能の低下は起こりうる。でも甲状腺腫大はなく、コレステロールも低下していない。頻脈は脱水とアシドーシス、やせはインスリン欠乏による異化亢進で説明がつく。ただ、1型糖尿病には自己免疫性甲状腺疾患が合併しやすいから、落ち着いてから甲状腺機能を調べる意義はある。急性期の治療方針を決める検査ではない、ということだね。
医学生医学生
抗核抗体も、膠原病を思わせる皮疹や関節痛がないので今は不要ですね。自己免疫を調べるなら抗GAD抗体でしょうか。
ドクタードクター
その理解でいい。抗GAD抗体などの膵島関連自己抗体は1型糖尿病の病型診断には役立つけれど、それも今まさに治療をどう進めるかには直接関わらない。
医学生医学生
「診断に役立つ検査」と「治療方針を決める検査」を区別するのが大事なんですね。
ドクタードクター
その通り。最後に臨床での注意点をいくつか。小児のDKAでは急速な輸液補正が脳浮腫を招くおそれがあるので、補正速度には特に気をつける。インスリンは少量持続静注で血糖を緩やかに下げるのが基本で、重炭酸ナトリウムは原則として使わない。また、高齢の2型糖尿病患者に起こりやすい高浸透圧高血糖状態はケトアシドーシスが乏しく、高浸透圧による脱水と意識障害が主体になる。DKAとの対比で押さえておこう。
医学生医学生
小児科の実習で、DKAで初めて1型糖尿病が見つかった子がいたのを思い出しました。治療中に何度も採血してカリウムを確認していたのは、そういう理由だったんですね。
ドクタードクター
まさにそれだよ。DKAは「血糖値」より「アシドーシスとカリウム」を追いかける病態だと覚えておくといい。

まとめ

やせ型の小児が感染後に急激な口渇・倦怠感をきたし、著明な高血糖、尿ケトン体強陽性、頻呼吸を示す場合は、1型糖尿病の発症に伴う糖尿病性ケトアシドーシス(DKA)を考えます。DKAの治療は大量輸液、速効型インスリンの持続静注、カリウム補正が柱であり、治療方針の決定にはアシドーシスの重症度を評価する動脈血ガス分析と、血清カリウム値の測定が欠かせません。体内のカリウムは不足していても治療前の血清値は正常〜高値に見えやすく、インスリン投与で急低下するため、補充を前提に頻回に測定します。診断が確定し高血糖・ケトーシスのある例に経口ブドウ糖負荷試験は禁忌で、甲状腺機能や自己抗体は急性期を脱してから検討する検査です。「何を診断するか」だけでなく「どの検査が治療を左右するか」を考える視点は、救急や病棟での実践的な判断力の基礎になります。

解答・解説

正解はc, dです

所見の整理

・12歳の女児。2週前に咽頭痛と39℃台の発熱(先行する上気道感染)があり、1週前から口渇と倦怠感が続いている。 ・身長145cm、体重33kgでBMIは約15.7とやせ型であり、肥満はない。 ・呼吸数30/分と頻呼吸、脈拍104/分と頻脈を認める。現在は解熱している。 ・尿糖3+、尿ケトン体3+。 ・空腹時血糖394mg/dLと著明な高血糖。HbA1c 7.2%。 ・甲状腺腫大はなく、クレアチニン0.8mg/dLと腎機能に大きな問題はない。

診断へのプロセス

空腹時血糖126mg/dL以上とHbA1c 6.5%以上を同時に満たし、さらに口渇という典型的な高血糖症状もあるため、糖尿病と診断できる。小児で肥満がなく、ウイルス感染と思われるエピソードの後に急激に発症していることから、膵β細胞が破壊されてインスリンが絶対的に欠乏する1型糖尿病が最も考えられる。血糖値が394mg/dLと極めて高いのに、過去1~2か月の平均血糖を反映するHbA1cが7.2%にとどまっている点は、高血糖が出現してからの期間が短い(急性発症である)ことを示している。 尿ケトン体が強陽性であることは、インスリン欠乏によって脂肪分解が亢進し、肝臓でケトン体(アセト酢酸、3-ヒドロキシ酪酸)が過剰に産生されていることを意味する。ケトン体は酸であり、蓄積すると代謝性アシドーシスとなる。本例の頻呼吸は、アシドーシスを呼吸で代償しようとする深く速い呼吸(Kussmaul呼吸)と解釈できる。また、口渇と頻脈は、高血糖による浸透圧利尿で水分と電解質が失われた脱水を反映している。以上から、1型糖尿病の発症に伴う糖尿病性ケトアシドーシス(DKA)が強く疑われる。

設問の考え方

問われているのは「診断のための検査」ではなく「治療方針の決定に有用な検査」である。DKAの治療は、①大量輸液による脱水の補正、②速効型インスリンの持続静注、③カリウムなどの電解質補正、の3本柱で行われる。したがって、アシドーシスの重症度を評価して治療強度を決める検査と、インスリン投与前後の電解質管理に直結する検査が「治療方針の決定に有用」となる。糖尿病の診断そのものや、臨床的に疑いの乏しい他疾患のスクリーニングは、現時点の治療方針には寄与しない。

選択肢考察

  1. ×a.  FT4

    FT4(遊離サイロキシン)は甲状腺機能を評価する検査である。甲状腺機能亢進症(Basedow病など)では頻脈・やせ・耐糖能低下がみられることがあるが、本例では甲状腺腫大がなく、総コレステロールも184mg/dLと低下していない(甲状腺機能亢進症ではコレステロールが低下しやすい)。頻脈は脱水とアシドーシス、やせはインスリン欠乏による異化亢進で説明できる。なお1型糖尿病には自己免疫性甲状腺疾患が合併しやすく、状態が落ち着いた後にスクリーニングとして甲状腺機能を調べる意義はあるが、DKAの急性期の治療方針を決める検査ではない。

  2. ×b.  抗核抗体

    抗核抗体は全身性エリテマトーデス(SLE)などの膠原病のスクリーニングに用いられる。本例には皮疹、関節痛、腎障害など膠原病を示唆する所見はなく、膠原病に続発した耐糖能異常を疑う根拠もない。1型糖尿病の自己免疫機序を確認するなら抗GAD抗体などの膵島関連自己抗体を調べるが、それも病型診断のための検査であり、急性期の治療方針には直接関係しない。

  3. ○c.  血清カリウム値

    DKAではインスリン欠乏とアシドーシスのために細胞内のカリウムが細胞外へ移動し、さらに浸透圧利尿で尿中へ失われるため、体内の総カリウム量は大きく不足している。それにもかかわらず、治療前の血清カリウム値は正常ないし高値を示すことが多い。ここでインスリンを投与すると、カリウムはブドウ糖とともに細胞内へ取り込まれ、アシドーシスの改善も加わって血清カリウム値が急速に低下し、致死的不整脈の原因となる。このため、治療開始前と治療中に血清カリウム値を測定し、低値であればインスリン投与に先立ってカリウムを補充する、正常範囲であれば輸液にカリウムを加える、などと方針を決める。治療方針の決定に欠かせない検査である。

  4. ○d.  動脈血ガス分析

    尿ケトン体強陽性と頻呼吸からケトアシドーシスが疑われ、その有無と程度を確定するには動脈血ガス分析が必要である。pH、HCO3⁻(重炭酸イオン)の低下で代謝性アシドーシスの重症度を、PaCO2の低下で呼吸性代償の程度を評価できる。また、Na⁺・Cl⁻と組み合わせてアニオンギャップの開大を確認できる。アシドーシスの重症度は、集中治療の必要性、輸液量やインスリン投与の調整、治療効果の判定(アシドーシスの改善)に直結するため、治療方針の決定に有用である。

  5. ×e.  経口ブドウ糖負荷試験

    経口ブドウ糖負荷試験(OGTT)は、75gのブドウ糖を飲ませて血糖値の推移をみることで、糖尿病かどうかがはっきりしない例を診断するための検査である。本例は空腹時血糖とHbA1cの両方がすでに糖尿病型であり、診断は確定しているので行う必要がない。さらに、著明な高血糖とケトーシスがある状態でブドウ糖を負荷すると高血糖とケトアシドーシスを悪化させるおそれがあり、禁忌である。

糖尿病性ケトアシドーシス(DKA)の病態

インスリンの絶対的欠乏に、グルカゴン・カテコールアミン・コルチゾールなどインスリン拮抗ホルモンの増加が加わって起こる。 ・肝臓での糖新生とグリコーゲン分解の亢進、末梢での糖利用低下 → 高血糖 → 浸透圧利尿 → 脱水・電解質喪失(口渇、多尿、頻脈、血圧低下) ・脂肪分解の亢進 → 遊離脂肪酸が肝臓でケトン体に変換 → アニオンギャップ開大性の代謝性アシドーシス → Kussmaul呼吸、アセトン臭、悪心・嘔吐、腹痛、意識障害 1型糖尿病の初発時や、インスリン注射の中断、感染症などが誘因となる。小児ではDKAで1型糖尿病が初めて見つかることも少なくない。

DKAの主な治療

・輸液:まず生理食塩水で循環血液量を回復させる。小児では急速な補正が脳浮腫を招くおそれがあるため、補正速度に注意する。 ・インスリン:速効型インスリンを少量持続静注し、血糖を緩やかに下げる。 ・カリウム:血清カリウムが低値ならインスリン開始前に補充し、治療中も頻回に測定して補充量を調整する。 ・重炭酸ナトリウム:原則として使用しない(極めて高度なアシドーシスなどに限って検討される)。

高浸透圧高血糖状態(HHS)との対比

高齢の2型糖尿病患者に感染症や脱水を契機として起こりやすく、著明な高血糖と高浸透圧による脱水・意識障害が主体で、ケトアシドーシスは軽度かほとんどない。DKAとともに糖尿病の代表的な急性合併症である。

急性発症を示すHbA1c

HbA1cは過去1~2か月の平均血糖を反映するため、急激に発症した糖尿病では血糖値の高さに比べてHbA1cが低めになる。発症から数日でケトアシドーシスに至る劇症1型糖尿病では、HbA1cが8.7%未満にとどまることが診断基準の一つとなっている。

1型糖尿病の合併症スクリーニング

1型糖尿病には橋本病・Basedow病などの自己免疫性甲状腺疾患が合併しやすく、状態が安定した後に甲状腺機能や甲状腺自己抗体を調べることがある。

POINT

・小児、非肥満、感染後の急性発症、著明な高血糖、尿ケトン体強陽性、頻呼吸 → 1型糖尿病の発症に伴うDKAを考える。 ・DKAの治療方針決定には、アシドーシスの評価(動脈血ガス分析)と血清カリウム値の評価が必須である。 ・DKAでは体内のカリウムが不足していても、治療前の血清カリウム値は正常~高値に見えやすい。インスリン投与で急速に低下するため、補充を前提に頻回に測定する。 ・糖尿病型が確定している例や著明な高血糖・ケトーシスのある例に経口ブドウ糖負荷試験は行わない(禁忌)。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。