先日、「オゾン治療は椎間板ヘルニアに有効か？レビュー論文から」という記事を公開しましたが、今回は最新の論文とともに同テーマについて書いていきたいと思います。
レビュー論文で*1明らかにされたように、オゾン注入療法（PODD）は、腰の椎間板ヘルニア（Lumber Disk Herniation=LDH) の治療において、ステロイド療法などに比べて優れた点の多い、低浸潤かつ安全な治療法であることが明らかになっています。オゾン治療が痛み指数（VAS）を大きく改善して、患者のQOL改善に役立つということです。しかし、これまでの研究では、オゾン治療効果の評価方法が、痛みや体の動きなどの患者からの自己申告による主観的な評価が主体であり、客観的な評価に欠ける点が問題となっていました。
この問題点を解決し、オゾン治療の有効性を示す最新の論文が発表されました。この論文では、オゾン治療効果の評価の中心に、免疫系の指標物質と抗酸化物質の生化学分析、および画像解析（CT）を使って、これまでにない客観的なデータを提示しています。また、治療に3段階のオゾン投与量を用いることによって、LDHの症状改善にとって最適なオゾン濃度も明らかにすることができました。
LDHとは
椎間板とは、椎骨（背骨）と椎骨の間にあってクッションの役割をしている部分です。老化や過重な力がかかった場合に、椎間板の中身の髄核が飛び出して神経に触れることがあります。この状態がLDHで、こうなると腰や背中が痛むとともにその他の症状が現れます*2。
LDHの治療方法
LDHは、背骨を動かさないでおけば自然に治癒することが多いため、手術は重症の場合に限られます。とは言っても、痛みがひどい場合には、何らかの保存的な処置が必要となり、ステロイド*3、消炎鎮痛薬（NSAID）*4、麻酔薬の投与*5や神経を保護するビタミンＢ12*2の処方が一般的です。さらに、PLDD法（経皮的レーザー椎間板減圧術）と言って、レーザーを用いて飛び出た髄核を焼灼する方法も試みられています*6。ただし、先進医療専門家会議では、この治療効果は不明であるとして保険適用からの除外が適切であるとしています*7。
外科的治療法では、飛び出た髄核を切除する手術が行われ、その効果は速やかに表れ、痛みの劇的な改善に寄与できます*3。
オゾンを使ったLDHの治療
腰痛のオゾン治療として、オゾンを患部に注入するPODD法が開発され、外科的な処置に先立つ治療として痛みの軽減に効果をあげています。外来で処置可能で、手術時間が短く、副作用や合併症リスクもないなど多くのメリットのある優れた低侵襲の治療と評価されています*8。
論文の紹介
Niuらによって書かれた “Therapeutic Effect of Medical Ozone on Lumbar Disc Herniation”（椎間板ヘルニアに対する医療用オゾンの治療効果）と題したこの論文は、2018年にMedical Science Monitor誌に掲載されたものです。
治験者
2015年～2016年に人民病院で、MRIとCTでLDHと診断された患者が対象。治験者の平均年齢は49歳（27歳から76歳）の80名（男49名、女31名）です。
この80名を、グループA:従来の薬物療法、グループB:医療用オゾンの注入治療（20㎍）、グループC:医療用オゾンの注入治療（40㎍）、グループD:医療用オゾンの注入治療（60㎍）の4つのグループに分けて治験を行いました。オゾンの注入は、CT画像で確認しながら、椎間板に正確に穿刺*して行われました。
穿刺：通常は注射針を血管、体腔、内臓などに刺して、中身を採取するための処置です。採取した血液や細胞などを検査して病気の判定に使います。細胞の性質を調べるための細胞診や髄液を調べて髄膜炎の診断をするための腰椎穿刺などがあります。一方、穿刺には、病気の治療のために、針を使って薬剤を体内に注入する場合も含まれます*9。
治験成績の評価方法
CT検査
LDHの画像診断にはCTとMRIが使われます。この2種類の診断方法にはそれぞれの長所と短所があるため、２種類を組み合わせて用いると効果的です。すなわち、CTは短時間で広範囲の画像診断ができますが、診断の精度がMRIよりも落ちます。一方のMRIは、一度に撮影できる範囲が狭いため、撮影に時間がかかるものの確定診断ができます。
これらの検査によって、関椎骨の間にある軟骨でできた椎間板が正常な位置から飛び出て神経を圧迫していることが分かれば、確定診断に至ります*10。
ELIZAによる成分分析
ELIZA法で、免疫系反応に関係するIgM、 IgG、 IL-6や抗酸化物質であるSOD濃度を測定しました。
1）免疫反応について
まず、免疫反応（抗原と抗体の反応）について簡単に説明しましょう。人の体内に侵入してきた異物を抗原と言います。例えばスギ花粉が抗原に相当します。このスギ花粉を取り除くために人が持っている防御因子が抗体です。抗体は抗原を見つけると、結合して排除することに関係する働きを持っています。抗原と抗体は、抗原結合部位という場所で鍵と鍵穴のような関係で結合します。
抗体はタンパク質の一種でイムノグロブリン（Immunogloblin=Ig）と呼ばれます。抗体は、大まかな形からIgG、IgM、IgEなどのタイプに分けられ、それぞれが違った働きをします。また、個々のタイプの抗体の持つ抗原結合部位の形が極めて多様性に富んでいるため、多くの種類の抗原に対応して結合できるのです。
例えば、
IgG：人の全抗体の70-75%を占める血液中に最も多い抗体で、危険な抗原の無毒化を行います。
IgM：人の全抗体の約10%を占めていて、抗原の侵入（感染病原菌の侵入）に際しては、真っ先に作られます。
IgE：人の全抗体の約0.001%しか存在しない微量成分です。寄生虫感染やアレルギーに関係しています*11。
2）LDHと免疫
LDHに罹ると、飛び出た髄核や髄核と神経の接触部位などで起こる炎症反応によって異物（抗原）が生産されて免疫反応が昂進し、イムノグロブリンの中のIgGレベルとIgMレベル（抗体濃度）が上昇。従って、オゾン治療後にIgGレベルとIgMレベルが低下すれば、オゾン治療に効果があったとして評価できます*12,*13。すなわち、オゾン治療効果の客観的な指標として利用可能です。
3）ELIZA法の実験方法：
では、どうやってIgGやIgMの濃度を測定するのでしょうか？
ELIZAという手法を使います。ELIZA(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)とは、抗原と抗体の間の特異性の高い結合の力を利用した免疫学的な測定法の一つです。では、その原理を説明しましょう。
ここでは、AG1という抗原の量を測定する実験系を作ってみましょう。AG1と結合する抗体をAB1（IgGやIgMのこと）とします。AB1の量はAG1の量に比例しますから、AB1の量を測定することがAG1の量を知ることにつながります。
ELIZAの反応は、96個の小さな穴（ウェルといいます）が開いたプラスチックのプレートの中で行います。まず、プレートの一つのウェル中に抗体AB1を注入して、ウェルにしっかりと貼り付けます。ここに抗原AG1を含む測定対象溶液を注入して、AG1がAB1に捕縛されるまでしばらく放置。その後、ウェル中の溶液を捨てて、AB1- AG1結合体だけにします。次に、AG1の別の位置に結合するAB2を用意。この抗体にはあらかじめ酵素（E）を付着させておきます。このAB2-Eをウェルに注入すると、AG1-AB2-Eという連結体ができます。AG1はAB1とも結合しているので、余分な溶液を洗い流せば、ウェル中にはAB1-AG1-AB2-Eという連結体ができます。ここに、Eと反応して発色する物質（基質という）を加えると、この連結体の量が多ければ多いほどウェルの中が濃い色に発色します。この染まり具合をマイクロプレートリーダーという装置で測定すると、反応の強さを判定可能です。
測定値が高ければ（色が濃い）AB1-AG1-AB2-Eの量が多く、試料中にAB1の量が多いことが分かります。AB1の量はAG1の量と比例しますから、AG1の多いことが分かります*14。
4）IL-6（インターロイキン６）とは
LDHの手術後のヘルニア組織中からIL-6などのインターロイキンが発見されており、これらの成分とLDHの発症との関係が注目されています*15。
インターロイキンとは、体内で免疫反応、炎症反応、細胞増殖など非常に多くの働きに関係している小型の糖タンパク質。多発性骨髄腫の増殖因子として知られるほかにも、多くの病気の発症との関連が指摘されています*16。
5）SODとは
SOD(Super Oxide Dismutase)は、体内で増えすぎた危険な活性酸素を無毒化してくれる抗酸化酵素です。体内での抗酸化作用は、最初から人に備わっている抗酸化酵素と、ヒトの体内では合成できないポリフェノールを代表とする抗酸化物質があります。本来、生物は自分の持っている抗酸化酵素の働きだけで活性酸素を消滅させられるはずです。しかし、近年の環境破壊の進行に伴う環境汚染物質（農薬、PM2.5など）、紫外線、排気ガスなどの増加により、抗酸化酵素だけでは対処できなくなってきているのです*17。
SOD活性は炎症と自己免疫疾患に深く関わっていると考えられています*18、*19。また、オゾン治療後の患者では、SODレベルが大きく低下することも報告されています*20。
VASによる痛み評価
VAS（Visual Analog Scale）は、0を全く痛みのない状態、100をこれまで経験した一番強い痛みとして、痛みの程度が0～100の間のどの程度なのかを示す指数です。値が小さいほど痛みが少ないことを意味します。例えば、VAS=4～6は睡眠に影響を及ぼす中程度の痛みであり、VAS=7～10は摂食と睡眠にまで影響する激しい痛みに相当します*21。
治験結果
CT
オゾンを使った治療前に突出していた椎間板が、6か月、12か月と治療を続けるうちに明らかに縮退を見せました。CTでのLDHの兆候が全てのグループで縮小、とくにグループCで顕著に縮小しました。40ug/mlのオゾンレベルが、他のオゾンレベルと比較してLDHの改善に最も効果的であることが示されました。
IL-6（インターロイキン-6）
コントロールグループと比較して、グループBで10％弱、グループCで20％弱のIL-6レベルの低下でしたが、グループDでは、10%弱の増加でした。
このように、20ug/ml～40ug/mlのオゾンレベルが、抗炎症効果として血清IL-6を有意に低下させたことを示しています。その一方で、高オゾンレベルを投与したグループD（60ug/ml）では、IL-6レベルが上昇して炎症を促進させました。
IgM（免疫グロブリンM）
グループAと比較して、グループBで約10％、グループCで40％強のIgMレベルの低下でしたが、グループDでは若干のIgMレベルの増加を示しました。
これは、低位から中位のオゾンレベル（20ug～40ug/ml）での治療が炎症とその発生を抑制し、血清IgMの低下として現れることを示しています。とくに、40ug/mlの濃度のオゾン治療が顕著なIgM抑制効果を示しました。その一方で、高オゾンレベル（60ug/ml）では、効果はほとんど認められませんでした。
IgG
グループAと比較して、グループBで約10％、グループCで約20％のIgGレベルの低下でしたが、グループDでは、逆に10％近い増加を示しました。治療開始6ケ月目のレベル低下の方が12か月目よりも顕著でした。
この結果は、20ug/ml～40ug/mlのオゾン投与が抗炎症効果としてIgGを有意に低下させたことを示しています。その一方で、高オゾンレベル（60ug/ml）では、IgGレベルが上昇して炎症を促進させたことが示されました。
SOD（スーパーオキシドディスムターゼ）活性
グループAと比較して、グループBで10％弱、グループCで20％強のSOD活性レベルの上昇でしたが、グループDでは若干の低下を示しました。SOD活性レベルの低下は、治療開始6か月目の方が12か月目よりも顕著でした。
低位から中位のオゾンレベル（20ug～40ug/ml）でのオゾン治療がLDH患者のSOD活性を増加させて、抗酸化作用を促進することが示されました。とくに、40ug/ml のオゾン濃度の投与で最高の効果が得られました。
VAS（ビジュアルアナログスケール）
コントロールグループAと比較して、オゾングループであるグループB～グループDの全ての試験者のVASスコアのレベルが低下しました。中でも、グループCのVASスコア低下は顕著で、治験開始時と比べた6ケ月後の値は1/4に、12ケ月後のコントロールの値との比較でも半分以下に改善していました。グループBとグループDの比較では、前者の方で若干の改善が認められましたが、大きな違いは認められませんでした。
VASスコアの低下はLDHの疼痛の低下を意味し、オゾン治療の効果が痛みの軽減につながることが明らかにされました。
AUCとROCの解析結果
オゾン治療に効果あるのかどうかを判断するための治験の実施方法が、どの程度妥当なものかを判断するための統計分析の手法で、AUCもROCも1.0に近いほど、治験結果の信頼度が高いと言えます*22。
この統計分析の手法を、IL-6、IgG、IgM、SODのデータに適用して分析した結果、グループCの値がオゾングループの他の2グループ、およびコントロールグループと比較してはるかに高い（1.0に近い）ことが明らかになりました。このことは、グループCでの40ug/ml のオゾン投与の治験データが最も信頼できるものであることを示しています。
治療有効性
ある治療を行った場合に、治療開始前と治療終了後の臨床データを比較して効果が認められた割合を数値化したものを治験有効性と言います*23。
コントロールグループであるグループAの治療効率は、6か月のフォローアップで15％（3/20＝20名の治験者中で3名に何らかの効果が認められた）、12か月のフォローアップで60％（12/20）でした。これに対してオゾン療法を行ったグループBの治療効率は、6か月で20％（4/20）、12か月で70％（14/20）、グループCの治療効率は、6か月で35％（7/20）、12か月で85％（17/20）、グループDの治療効率は、6か月で10％（2/20）、12か月で55％（11/20）でした。
これらの結果から、40ug/mlのオゾンを投与したグループCが最高の治療効果を示すことが明らかになりました。
まとめ〜従来の論文よりも一歩進んだより詳しい解析
本論文は、数多くあるLDHに対するオゾン治療の効果を検討した論文の一つですが、従来の論文よりも一歩進んだより詳しい解析を行っている点が特色です。
すなわち、投与するオゾン濃度によって治験者を3グループに分け、それぞれのグループでのオゾン治療効果を比較している点や、オゾン効果の解析に、LDHマーカーとも言えるIL-6、IgG、IgM、SODの測定を行っている点が評価できます。さらに、この生化学的分析に加えて、画像解析データと視覚的評価も行い、これら全てのデータを詳しい統計分析を行ってまとめている点もこれまでにない特色です。その結果、これまでに報告されているLDHに対するオゾン治療の効果を、一歩進んで評価する最新のデータが示されたと言えます。その一方で、オゾン投与量がある範囲を超えると治療効果が弱まる、または、逆に病態が悪化する原因が不明である点など、今後への課題も残されています。
<脚注>
*1 NCBI「Therapeutic Effect of Medical Ozone on Lumbar Disc Herniation」
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5896688/
*2 社会福祉法人 恩賜財団済生会「椎間板ヘルニア」
https://www.saiseikai.or.jp/medical/disease/herniated_disc/
*3 日本内科学会雑誌第105巻第11号「腰椎椎間板ヘルニア 診療ガイドライン」
https://www.jstage.jst.go.jp/article/naika/105/11/105_2210/_pdf/-char/ja
*4 特定非営利活動法人 日本緩和医療学会
https://www.jspm.ne.jp/guidelines/pain/2010/chapter02/02_04_02_01.php
*5 公益社団法人 日本整形外科学会「腰痛」
https://www.joa.or.jp/public/sick/condition/lumbago.html
*6 医療法人 青心会「PLDD法 経皮的レーザー椎間板減圧術」
https://www.seiran.or.jp/pldd/what_pldd.html
*7 厚生労働省資料「既存の先進医療に関する保険導入等について」
https://www.mhlw.go.jp/stf/shingi/2r98520000025ijd-att/2r98520000025io9.pdf
*8 医療法人 青心会
https://www.seiran.or.jp/pldd/what_podd.html
*9 ナースpedia「穿刺とは」
https://www.kango-roo.com/word/4373
*10 千里桃山台動物病院「椎間板ヘルニアの画像診断」
https://www.hs-gac.jp/medicalcare/case/hernia/
*11 ライフサイエンス「抗体アイソタイプの構造と性質」
https://ruo.mbl.co.jp/bio/support/method/antibody-isotype.html
*12 J-STAGE 「椎間板ヘルニアの痛みの発現における自己免疫反応」
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjspc/19/1/19_11-0004/_pdf/-char/ja
*13 J-STAGE 「脊椎・脊髄疾患の髄液免疫グロブリンについて」https://www.jstage.jst.go.jp/article/nishiseisai1951/35/1/35_1_62/_pdf
*14 富士フイルムワコールシバヤギ株式会社「ELISAとは？ ―易しい解説―」
http://xn--ockr9eud.com/webinar/elisa.html
*15 日本腰痛学会雑誌
https://www.jslsd.jp/img/journal/pdf/vol14.pdf
*16 コスモバイオ株式会社
https://www.cosmobio.co.jp/product/detail/anti-il-6-antibody-pgi.asp?entry _id=33843
*17 日本抗酸化
https://ssl.sod-japan.com/%E4%B8%B9%E7%BE%BD%E5%85%88%E7%94%9F%E3%81%A8%E6%97%A5%E6%9C%AC%E6%8A%97%E9%85%B8%E5%8C%96/%EF%BF%BC%E6%B4%BB%E6%80%A7%E9%85%B8%E7%B4%A0%E3%81%A8%E3%81%AF-sod%E3%81%A8%E3%81%AF/
*18 日本SOD研究会
http://www.sod-jpn.org/beginning/discuss_11_00.html
*19 日本抗酸化
https://ssl.sod-japan.com/%E4%B8%B9%E7%BE%BD%E5%85%88%E7%94%9F%E3%81%A8%E6%97%A5%E6%9C%AC%E6%8A%97%E9%85%B8%E5%8C%96/%EF%BF%BC%E6%B4%BB%E6%80%A7%E9%85%B8%E7%B4%A0%E3%81%A8%E3%81%AF-sod%E3%81%A8%E3%81%AF/
*20 椎間板ヘルニア患者の椎間板脱出や突出状態に対するオゾン酸化ポストコンディショニングの効果
http://js-mhu-ozone.com/Abstracts/pdf/001%20(48).pdf
*21 疼痛JP
https://toutsu.jp/flow/
*22 大阪大学大学院医学系研究科「老年・腎臓内科学 腎臓内科」
http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/kid/clinicaljournalclub6.html
*23 がん免疫細胞治療 瀬田クリニック東京
https://www.j-immunother.com/efforts/vol1
