Abstract
甲状腺疾患の多くは非特異的症状により診断されないにもかかわらず、一般人に対する甲状腺疾患のユニバーサルスクリーニングは推奨されていない。 本研究では、甲状腺ホルモン障害が始まる前に、甲状腺自己抗体である抗TPOが早期に出現することを示すことを目的としている。したがって、従来の甲状腺マーカーであるTSHとFT4に加えて、抗TPOを追加することにより、長期にわたる病的状態と関連する健康問題を軽減するのに役立つと考えられる。 ここでは、合計4581人の被験者にTSH、FT4、抗TPO、抗Tgの検査を複数回行い、2年間フォローアップした。 我々は、被験者をA1（初診時は甲状腺機能低下症だが、追跡調査で潜在性／顕性甲状腺機能低下症に転換）とA2（初診時は甲状腺機能低下症だが、追跡調査で甲状腺機能亢進症に転換）の2群にスリム化した。 その結果、甲状腺機能低下症患者の73％（A1群）と甲状腺機能亢進症患者の68.6％（A2群）が、甲状腺機能障害発症の252（±33）日と277（±151）日前にそれぞれ抗TPOを投与されていることが判明した。 潜在性／顕性甲状腺機能低下症、甲状腺機能亢進症ともに、甲状腺機能障害発症前に抗TPOを有していた被験者の割合が複合対照群と比較して有意に高いことが示された。 しかし、抗Tgを早くから持っていた被験者には、対照群に比べ有意な差は見られなかった。 さらに評価を進めた結果、抗TPOのみが単独でマーカーとして使用可能であり、抗Tgは使用できないことがわかった。 我々の結果は、抗TPOが甲状腺ホルモン機能障害の発症前に現れることを示している。したがって、TSHと合わせて抗TPOを検査することは、潜在的なリスク患者を特定し、長期の病的状態を防ぐために大いに役立つであろう。 はじめに
甲状腺機能障害は、甲状腺に関連する幅広い障害として定義され、人間の健康に多大な影響を及ぼしている。 米国では約2000万人が何らかの形の甲状腺疾患に苦しんでいる 。 甲状腺機能障害の有病率は、地理的／環境的要因、民族性、年齢、性別などによって、それぞれの集団で異なっています。 甲状腺機能障害は、主に甲状腺機能低下症と甲状腺機能亢進症に分けられ、さらに顕性疾患と不顕性疾患に細分化されます。 米国では、人口の約4.6％が甲状腺機能低下症（臨床的甲状腺機能低下症0.3％、潜在的甲状腺機能低下症4.3％）、約1.3％が甲状腺機能亢進症（臨床的甲状腺機能低下症0.5％、潜在的甲状腺機能低下症0.7％）と推定されます。 甲状腺の病気は、症状が徐々に進行し、あまり特定できないため、多くの人が診断されないままになっています。 甲状腺疾患のスクリーニングは適切と思われるが、その後の治療の利点を立証する臨床試験がないため、普遍的なスクリーニングは満場一致で支持されていない。
普遍的なスクリーニングは推奨されていないが、いくつかの研究では、特に潜在性甲状腺機能低下症の早期治療が、顕性甲状腺機能低下症とそれに伴う病的状態の予防、血清脂質プロファイルを補正し将来の心疾患の予防に有益であることを示している …。 いくつかの研究では、甲状腺疾患は異常な脂質プロファイルや心臓の異常と関連していることが強調されている。したがって、早期診断と治療により、高価な脂質低下療法の必要性を排除できる可能性がある。 さらに、早期診断と治療により、非特異的な症状の評価と治療にかかる費用を削減することができる。 しかし、妊娠中に検出されない潜在性甲状腺機能低下症や甲状腺自己抗体の存在は、胎児の生存に悪影響を及ぼし、高血圧や中毒症を伴うため、高リスクの妊婦などのハイリスクグループには、頻繁にスクリーニングを行うことが推奨されている 。 しかし、妊婦を対象としたユニバーサルスクリーニングは、高リスクの妊婦のみを対象としたスクリーニングと比較して、費用対効果が高いことが研究で証明されています 。 潜在性甲状腺機能低下症が排卵障害や不妊症と関連することを示唆するデータがあるため、妊婦だけでなく、出産適齢期の女性も早期に検査と治療を受けるべきである。
自己免疫性甲状腺疾患は甲状腺機能障害の最も多い形態で、甲状腺機能低下症（橋本病）から甲状腺機能亢進症（バセドウ病）までいくつかの甲状腺炎の形態を引き起こしています。 甲状腺自己免疫の特徴は、甲状腺自己抗体、特に抗TPO抗体と抗Tg抗体です。 近年、自己抗体は、がん、関節リウマチ、セリアック病など多くの疾患の早期診断マーカーとして有用な結果を示しています。 残念ながら、甲状腺自己抗体の検査は、甲状腺ホルモン、特にTSHとFT4に異常が認められた後に行われるのが普通である。
本研究では、甲状腺自己抗体が、甲状腺機能低下症や甲状腺機能亢進症に発展する、甲状腺正常者に早期に出現することを明らかにすることに焦点を当てた。 我々の発見は、TSHとFT4と合わせて抗TPOを測定することが、甲状腺疾患を発症する潜在的リスクのある真性甲状腺患者の特定に有益であること、したがって、長期にわたる病的状態と心臓血管疾患などの関連疾患を防ぐために、綿密なモニタリング、頻繁なフォローアップ、早期治療の決定に役立つことを示している。 材料と方法
2.1. 患者選択と研究デザイン
対象となる研究集団は、2016年4月から2018年4月（2年間）の間にVibrant America Clinical Laboratoryで最低4つの甲状腺疾患マーカー（フリーT4ホルモン（FT4）、TSH、抗TPO、抗Tg）について複数回検査を受けた4581名であった。 このレトロスペクティブな分析は、非識別化された臨床データと検査結果を用いて完了したため、Western IRB（米国ワシントン州）による正式な倫理審査が免除された。 被験者は、分析目的のために以下のように分類された：
グループA1：初診時に甲状腺機能低下症だったが、その後の受診で潜在性/顕性甲状腺機能低下症に転換した.
グループA2：初診時に甲状腺機能低下症だったが、その後の受診で潜在性/顕性甲状腺機能低下症に転換した.
被験者の人口統計は表1に示すとおりです。
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2.2. 甲状腺マーカーの基準範囲
甲状腺ホルモンの基準範囲は、検査が行われる研究室に左右される。 この研究では、大多数の検査室が使っている基準範囲に従った。 この研究で使用した健康なコントロールのホルモンと自己抗体レベルの基準範囲は、表2に示すとおりである。 潜在性甲状腺機能低下症、潜在性甲状腺機能亢進症、顕性甲状腺機能低下症、顕性甲状腺機能亢進症は、これらの範囲を使って帰属させた。
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本研究で用いたTSHとFT4値の評価による甲状腺疾患状態の分類を表3に示す。
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TSH、FT4、抗TPO、抗Tgは市販のRoche e601 Analyzer（Roche Diagnostics, Indianapolis, IN, USA）を用い、メーカーの推奨に従って測定された。 試薬はRoche Diagnostics (Indianapolis, IN, USA)から購入した． ヒト血清検体は，Elecsys免疫測定装置で電気化学発光免疫測定に使用した． 簡単に言えば、Elecsys TSHアッセイは、ヒトTSHに対して特異的に指向性のあるモノクローナル抗体を用いた。 ルテニウム錯体で標識された抗体は、ヒトとマウスに特異的な成分からなるキメラ構造体である。
Elecsys FT4テストでは、ルテニウム錯体で標識された特異的抗T4抗体を用いて遊離サイロキシンを測定した。
Elecsys anti-TPO assayでは遺伝子組み換え抗原とポリクローナル抗TPO抗体が使用され、Elecsys anti-Tg assayではヒト抗原とモノクローナル抗Tg抗体が使用されました。 患者・公衆の関与
本研究は、患者・公衆の関与を含まず、非同定検査データのレトロスペクティブ分析に基づいているため、Western Institutional Review Board（WIRB）による正式な倫理審査が免除された。 統計解析
非識別化された被験者からの臨床データの処理と解析は、Java for Windowsバージョン1.8.161を介して行われた。 データはガウス分布で平均値±標準偏差（SD）で表した。 臨床変数の存在を評価するために，多重ロジスティック回帰分析を用いた。 P < 0.05を有意とした。
3. 結果
3.1. 早期予測マーカーとしての抗TPO
我々は、自己免疫性甲状腺疾患の被験者における抗TPOおよび抗Tgマーカーの早期出現を評価することを目指した。 対象者を2群に分けた。A1群は初診時に甲状腺機能低下症であったが経過観察中に潜在性/顕性甲状腺機能低下症に移行した者、A2群は初診時に甲状腺機能低下症であったが経過観察中に潜在性/顕性甲状腺機能亢進症に移行した者である。 A1群とA2群の臨床情報には、医師が報告したICD-10-CM（国際疾病分類、第10版、臨床修正）コードの割合分布を用いた。 予想通り、甲状腺機能低下症および甲状腺機能亢進症被験者のそれぞれ25.7％と46.6％がビタミンD欠乏症（ICD-10-CM-E559）を訴え、甲状腺機能低下症25.0％と甲状腺機能亢進症56.8％はその他の疲労（ICD-10-CM-R5383）を訴えている；いずれも、非特異的な症状である。 同様に、甲状腺機能低下症の23.0％と甲状腺機能亢進症の46.6％が、検査の原因として甲状腺機能低下症（ICD-10-CM-E039）を挙げている。 A1群とA2群の被験者のICD-10-CMコードの全領域の割合分布を補足表S1に示す。
A1群には甲状腺機能低下症を発症した被験者152名がおり、2年間のフォローアップ診察で127名が潜在性甲状腺機能低下症（83.5%）に、25名が顕性甲状腺機能低下症（16.5%）に移行している。 A2群は甲状腺機能亢進症を発症した被験者が118人で、2年間の経過観察の間に95人が潜在性甲状腺機能亢進症（80.5%）に、23人が顕性甲状腺機能亢進症（19.5%）に転換した。
図1はA1群における2年間の経過観察の間に抗TPO、抗Tgが潜在性/顕性甲状腺機能低下の発症より早かった被験者頻度を示したもので、このうち抗Tgが潜在性甲状腺機能低下症に、また抗Tgが顕性甲状腺機能低下に転換した被験者はA1群に属する。 潜在性／顕性甲状腺機能低下症の発症前に抗TPOを有していた被験者の数を評価し、対照群（潜在性／顕性甲状腺機能低下症の発症と並行して抗TPOを有する被験者、後続の被験者、発症しなかった被験者）と比較検討した。 図1に示すように、111/152名（73.0％）が潜在性／甲状腺機能低下症発症前に抗TPOを有し、21/152名（13.8％）が潜在性／甲状腺機能低下症発症と並行して抗TPOを有し、1/152名（0.7%）が潜在性／甲状腺機能低下症発症後、抗TPOはなかった、19/152名（12.5%）であった。 潜在性／顕性甲状腺機能低下症発症前の抗TPOの有意性を比較するために、後の3群（並列、後続、なし）を合わせて対照群（41/152（27.0%））を作成した。 A1群では、潜在性／顕性甲状腺機能低下症の発症より早期に見られる抗TPO陽性の発生率は、複合対照群より有意に高く（p<0.0001）、潜在性／顕性甲状腺機能低下症の発症に先立つ平均252（±33）日で抗TPO陽性となった。 同じグループで抗Tgの発現を評価した。 図1に示すように、潜在性／顕性甲状腺機能低下症の発症前に抗Tgがあったのは83/152人（54.6％）、潜在性／顕性甲状腺機能低下症の発症と同時に抗Tgがあったのは13/152人（8.6％）、潜在性／顕性甲状腺機能低下症の発症後に抗Tgがあったのは0/42人（0％）、抗Tgはなかったのが56/152人（36.8%）であった。 潜在性／顕性甲状腺機能低下症の発症より早期に見られる抗Tg陽性の発生率は有意でなかった。
潜在性/甲状腺機能低下症発症前の抗TPO（抗TPO-早期、青）および抗Tg（抗Tg-早期、オレンジ）有病率を複合対照群に比べたものである。 抗TPO併用対照群（青色）は、抗TPO-Parallel、抗TPO-Following、抗TPO-Noneからなる。 抗Tg併用対照群（オレンジ）は、抗Tg-Parallel、抗Tg-Following、抗Tg-Noneで構成されています。
同様の評価をA2群の被験者にも行った。 図2に示すように、81/118人（68.6％）が潜在性／顕性甲状腺機能亢進症の発症前に抗TPOを持ち、17/118人（14.4％）が潜在性／顕性甲状腺機能亢進症の発症と並行して抗TPOを持ち、2/118人（1.7%）が潜在性／顕性甲状腺機能亢進症の発症後に抗TPOを持って、18/118人（15.3%）が非抗TPOであった。 潜在性／顕性甲状腺機能亢進症の発症より早期に見られる抗TPO陽性率は、複合対照群と比較して有意に高く（p<0.0001）、潜在性／顕性甲状腺機能亢進症の発症より平均277（±151）日前に抗TPOが陽性であった。 同じグループで抗Tgの発現を評価した。 図3に示すように、潜在性／顕性甲状腺機能亢進症の発症前に抗Tgがあったのは58/152人（49.2％）、潜在性／顕性甲状腺機能亢進症の発症と同時に抗Tgがあったのは7/152人（5.9％）、潜在性／顕性甲状腺機能亢進症の発症後の抗Tgは0/42人（0％）、抗Tgは認められなかったのが53/152人（44.9％）であった。 潜在性／顕性甲状腺機能亢進症の発症より早期に見られる抗Tg陽性の発生率は、有意ではなかった。
潜在/顕性甲状腺機能亢進症発症前の抗TPO（抗TPO-早期、青）と抗Tg（抗Tg-早期、ブルゴーニュ）有病率を複合対照群と比較する。 抗TPO併用対照群（青）は、抗TPO-Parallel、抗TPO-Following、および抗TPO-Noneからなる。 抗Tg複合対照群（ワインレッド）は、抗Tg-Parallel、抗Tg-Following、抗Tg-Noneから構成される。
抗TPO陽性率の比較（水色/紺色）。 潜在性/顕性甲状腺機能低下症（A1群）および甲状腺機能亢進症（A2群）に転換した被験者における抗Tg（オレンジ/バーガンディ）および抗TPOまたは抗Tgの複合（グレー）。
次に、各抗体の単独検査としての能力を評価しようとした。 A1群とA2群に分け、被験者の評価を行いました。 A1群では、潜在性／顕性甲状腺機能低下症発症前に抗TPOまたは抗Tgのいずれかを持っていた被験者、潜在性／顕性甲状腺機能低下症発症前に抗TPOを持っていた被験者、潜在性／顕性甲状腺機能低下症発症前に抗Tgを持っていた被験者、という三つのカテゴリーを評価し、互いに比較検討した。 同様の解析をA2群についても行った。 図3に示すように、A1群の126/152名（82.9％）が潜在性／顕性甲状腺機能低下症発症前に抗TPOまたは抗Tgのいずれかを有していたのに対し、抗TPOを有する者は111/152名（73.0%、p=0.0522）、抗Tgは83/152名（54.6%、p<0.0001）であった。 同様に、A2群では潜在性／顕性甲状腺機能亢進症の発症前に抗TPOまたは抗Tgのいずれかを有していたのは93/118（78.8％）であり、抗TPOを有する81/118（68.6％、p=0.1033）、抗Tgを有する58/118（49.2％、p<0.0001）であった。 潜在性／顕性甲状腺機能低下症および甲状腺機能亢進症の発症前に抗TPOまたは抗Tgのいずれかの発生を合わせて測定した場合と比較して、抗TPOのみを測定した場合は有意差を認めなかった。 しかし、抗TPOまたは抗Tg測定のどちらかを組み合わせた評価と比較して、抗Tgを単独で考えた場合、有意に低い被験者数が報告された
4. 考察
この研究の目的は、甲状腺ホルモン、TSHとFT4の生化学的変化の発症に先立って、抗TPO自己抗体の早期出現を紹介することである。 TSHとFT4と共に抗TPOを測定することは、潜在的な甲状腺機能異常の危険性がある真性甲状腺被験者を診断する際の予測マーカーとして有益である。 多くの人は、症状が徐々に進行するため、あるいは非特異的な症状のため、医療機関を受診しないことがある。 このことは、これらの被験者の医師から報告された臨床症状をICD-10-CMコードの観点から評価する際に、明らかに証明された。 ICD-10-CMは、世界保健機関（WHO）によって記載された国際的に認められたシステムで、医師やその他の医療従事者が、診断、症状、処置を、それぞれの病気、障害、怪我、感染、症状に固有の固有の英数字のコードとして報告するために使用されるものである。 米国をはじめ、世界各国の診断の特異性や罹患率の分類に必要な情報が詳細に記載されています。 患者の症状、行動、既往歴から医師が報告したICD-10-CMコードの割合分布を算出し、ランキング化しました。 ICD-10-CMコードのトップはビタミンD欠乏症（ICD-10-CM-E559）、次いで疲労（ICD-10-CM-R5383）、甲状腺機能低下症（ICD-10-CM-E039）でした。 甲状腺疾患とビタミンD欠乏症は、疲労や脱毛など共通の症状があります。 このことは、ビタミンD欠乏症と疲労に関するICD-10-CMコードの報告数が多いことに起因していると思われます。 さらに、自己免疫性甲状腺疾患患者では、ビタミンDの有意な低レベルが記録された。 しかし、46.6％の医師が甲状腺機能低下症のICD-10-CMコードを報告したが、血清生化学検査では甲状腺機能亢進症が報告されていることが判明した。 甲状腺機能低下症と甲状腺機能亢進症には共通の非特異的な症状がある。したがって、甲状腺機能低下症が甲状腺機能亢進症よりも一般的であることを考えると、これらの症状のほとんどが、医師に甲状腺機能低下症と報告させる可能性がある（ICD-10-CM-E039）
TSHレベルが低下したり境界線にない対象では治療や頻回の検査は正当化されることはない。 本研究では、甲状腺ホルモン値に乱れがなくても抗TPOが存在すれば、甲状腺機能障害発症の可能性があることを示した。 その結果、甲状腺機能低下症の73％、甲状腺機能亢進症の68.6％が、甲状腺機能障害発症の252（±33）日前、277（±151）日前に抗TPOを有していた。 甲状腺機能障害と同時に発症した者、甲状腺機能障害発症より後に発症した者、および抗TPO抗体を持たない者からなる複合対照群と比較したところ、甲状腺機能障害と同時に発症した者、甲状腺機能障害発症より後に発症した者、および抗TPO抗体を持たない者からなる複合対照群の方が、抗TPO抗体を持つ者が多かった。 潜在性／顕性甲状腺機能低下症、甲状腺機能亢進症ともに、甲状腺機能障害発症前に抗TPO抗体を持っていた被験者の割合が、複合コントロール群と比較して高いことがわかった。 しかし、抗Tgを早くから持っていた被験者には、対照群に比べ有意な差はなかった。 これは、抗Tgは分化型甲状腺癌（DTC）診断において確立されたマーカーであり、抗TPOと比較して甲状腺疾患における特異性が低いと考えられているため、予想されることである 。 我々の研究は2年間のみであったが、Hutflessらが174人の患者に対して橋本病（抗TPO 66％、抗Tg 57％）およびバセドウ病（抗TPO 57％、抗Tg 47％）の確定診断の7年前に抗TPOおよび抗Tg自己抗体の存在を示した研究結果との相関が認められる。
すべての結果において、抗TPO抗体が抗Tg抗体よりも優勢であったため、この2つのマーカーが単独のマーカーとして使用可能かどうかを分析した。 A1群とA2群についての最終的な結果では、抗TPOを単独で行った場合は、抗TPOまたは抗Tgの組み合わせによる評価と比較して有意差はなかった。 したがって、抗TPOの性能に抗Tgマーカーを加えることによる有意な影響はなく、独立したマーカーとして使用することが可能である。 しかし、抗Tgの陽性度を単独で評価し、抗TPOまたは抗Tgを組み合わせた評価と比較した場合、抗TPOまたは抗Tgを組み合わせたグループは、抗Tg単独よりも有意に高い結果を示した。
この研究の目的は、TSHとFT4と組み合わせて、第一の検査として抗TPOを追加することの利点を示すことであった。 1つの検査を追加することで、顕性甲状腺疾患とそれに伴う病的状態、生殖医療、特に出産適齢期の女性における関連機能障害、心血管疾患などの長期的疾患に対する支出を節約できる可能性がある。 しかし、現在の甲状腺治療や喫煙習慣など、甲状腺疾患の状態に影響を与えうる他の変数を評価するために、大規模な研究を実施する必要がある。 結論として、我々の結果は、甲状腺自己抗体が潜在性/顕性甲状腺機能低下症および甲状腺機能亢進症に先行することを示した。 したがって、長期的な病的状態を防ぐために、主要な甲状腺マーカーであるTSHとFT4と合わせて抗TPOの検査を検討することが有益であろう。
Data Availability
本研究で使用および／または分析したデータセットについては、妥当な要求があれば対応する著者から入手可能である。
倫理的承認
本研究は非特定検査データのレトロスペクティブ分析に基づいているため、WIRBによる正式な倫理審査が免除された。
利益相反
SiriwardhaneとAshmanはVibrant America LLCの従業員である。 クリシュナ、ランガナタン、ジャヤラマン、ワン、ベイ、ラジャセカラン（K）、ラジャセカラン（J）、クリシュナムルシーは、バイブラントサイエンスLLCの社員です。
著者貢献
トゥシャニ シリワルダン、ハリ クリシュナムルシー、カーティーク クリシュナ、ワン テンハオは研究を実施しました。 Thushani Siriwardhane, Hari Krishnamurthy, John J. Rajasekaran, Sarah Ashman, Karenah Rajasekaran, and Vasanth Jayaramanは研究の設計を行った。 Thushani Siriwardhane，Hari Krishnamurthy，Kang Bei，Vinodh Ranganathanはデータを分析した。 Thushani SiriwardhaneとHari Krishnamurthyが記事を書いた。
謝辞
この研究をサポートしてくれたVibrant America LLCに感謝する。
補足資料
表S1：医師が報告したICD-10 CMコード分布 甲状腺機能低下と亢進症被験者のために。 (補足資料）