脊椎関節炎の骨形成活動を捉える：¹⁸F-NaF PET/CTの新たな可能性

10月 4, 2026 · 論文解説

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解説対象論文: ¹⁸F-sodium fluoride PET/CT as a complementary measure of osteoblastic disease burden in axial spondyloarthritis: a prospective exploratory study
European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging｜被引用数: 0（2026年10月4日時点）

脊椎関節炎（SpA）は、脊椎や関節、付着部などに慢性的な炎症を引き起こす疾患群であり、進行すると骨の新生や癒合（ankyosis）に至ることがあります。特に、体軸性脊椎関節炎（axSpA）はその代表的な疾患で、診断にはX線やMRIが用いられます。しかし、従来の画像診断だけでは病態を完全に捉えきれない場合があり、早期かつ正確な診断のために新たな評価方法が求められています。本記事では、¹⁸F-ナトリウムフロリドPET/CTがこの課題に対し、どのような補完的な情報を提供しうるのかについて、最新の研究結果を基に深掘りしていきます。

研究サマリー（FINER & PICO）

Feasible実施可能性	慢性腰痛を持つ対象者43名から画像データと臨床データを収集し解析する能力が示された。
Ethical倫理面	対象者の書面による同意を得ており、ヘルシンキ宣言と倫理委員会の承認を得て実施された。
Interesting面白さ	従来のMRIでは捉えきれない強直性脊椎炎の骨芽細胞活動をPET/CTが補完的に評価する可能性を示唆する。
Novel新規性	¹⁸F-NaF PET/CTが強直性脊椎炎の炎症と構造的損傷の両方と対象者レベルで連続的に相関することを示した初の研究。
Relevant切実さ	強直性脊椎炎の早期診断と病態把握の向上に貢献し、対象者の転帰改善に繋がる可能性がある。
Measurable測定可能性	¹⁸F-NaF PET/CTのSUVmaxとMRIのSPARCCスコアを定量的に測定し、その相関を評価している。
Modifiable派生・改善	疾患の進行度や炎症活動性に応じて変化する骨代謝を画像として捉えることで、治療効果のモニタリングに寄与しうる。
Structured文章構造	前向き探索研究として、定義された対象者群、明確な画像取得プロトコル、定量的な評価指標を用いて実施された。
PICO / PECO対象・介入・比較・結果	P(慢性腰痛を持つ成人), I(¹⁸F-NaF PET/CT), C(MRI), O(強直性脊椎炎における骨芽細胞性疾患負荷の補完的評価)。

脊椎関節炎の診断における課題と¹⁸F-NaF PET/CTの可能性

どうも、Beyond the Pixelです。脊椎関節炎（SpA）は、脊椎や末梢関節、腱や靭帯が骨に付着する部位（付着部炎）などに影響を及ぼす慢性炎症性疾患です。この疾患は、炎症による構造的損傷と、その後の異常な修復（病的な新生骨形成と癒合）が組み合わさって進行するという特徴があります。体軸性脊椎関節炎（axSpA）は、X線写真上の仙腸関節の構造的損傷の有無によって、X線基準を満たす強直性脊椎炎（AS）と、X線基準を満たさない非X線基準体軸性脊椎関節炎（nr-axSpA）に分類されます。炎症性腰痛や朝のこわばりはASの主要な症状ですが、慢性の腰痛には炎症性および機械的な原因が重複することが多く、症状や病歴だけでは両者を区別することが困難です。X線による変化は徐々に進行し、疾患の初期段階では軽微または存在しない場合があるため、X線のみに依存すると診断が遅れる可能性があります。現在、仙腸関節の活動性炎症を検出するためのゴールデンスタンダードな画像診断法はMRIであり、その半定量的スコアリングシステムも検証されています。MRIは、炎症性腰痛の対象者におけるASおよびnr-axSpAの早期診断に貢献します。骨髄浮腫（BME）は活動性炎症の代表的な所見ですが、BMEは疾患特異的ではありません。例えば、健常者、ランナー、産後女性においてもASAS基準で陽性となる仙腸関節炎が報告されており、BMEは組織の水分含有量を反映するもので、骨代謝の活動性を直接示すものではありません。そのため、MRI信号は骨髄の変化部位を示すものの、骨がどの程度活動的に反応しているかまでは示しません。一方、¹⁸F-NaF PET/CTは、骨の再構築活動を反映するオステオブラスト（骨芽細胞）の活動性を検出する新しい骨イメージングモダリティです。¹⁸F-NaFは、新しく沈着したハイドロキシアパタイトの表面水酸基とフッ化物イオンが交換することでフルオロアパタイトを形成するため、その取り込みは局所的な血流と骨芽細胞の活動性の両方を反映します。これまでの研究では、¹⁸F-NaF PET/CTがAS対象者のコスト椎関節や椎間関節の病変を検出し、仙腸関節の取り込みがMRIで定義された炎症性病変と相関することが示されています。しかし、その臨床応用は、解釈方法の多様性や、検証済みの定量的閾値の欠如によって制限されていました。また、¹⁸F-NaFが炎症だけでなく骨芽細胞の活動性全般を反映するため、疾患関連の取り込みと生理学的、機械的、または変性性の骨リモデリングを区別することが難しいという基本的な課題もありました。この研究チームは、炎症、修復、および新生骨形成の生物学的結合を考慮し、仙腸関節における¹⁸F-NaF取り込みの増加が、MRIで定義された活動性炎症および構造的損傷と関連しているという仮説を立てました。本研究は、慢性腰痛を持つ対象者において、視覚的および定量的¹⁸F-NaF PET/CT測定が、仙腸関節MRI上の構造的損傷と関連するかどうかを明らかにすることを目的としています。主要評価項目は、仙腸関節の最大標準化取り込み値（SUVmax）とSPARCC構造スコアの間の相関です。副次評価項目として、SPARCC炎症スコアとの相関、および仙腸関節外の取り込みの検出が含まれています。

多角的な画像診断と評価手法

この前向き探索的研究は、2016年1月1日から2025年7月31日にかけて実施されました。慢性の腰痛（3ヶ月以上）があり、体軸性脊椎関節炎が疑われる43名の成人（台湾の対象者のみ）が研究コホートに含まれました。自己免疫疾患、妊娠またはその疑い、授乳、慢性腎臓病（クレアチニンクリアランスが60 mL/min未満）、アルコールまたは薬物乱用、活動性精神疾患、重度の全身性併存疾患を持つ対象者は除外されました。対象者は全員、前後方向骨盤X線撮影、仙腸関節MRI、および全身¹⁸F-NaF PET/CTを2ヶ月以内に受けました。臨床リウマチ専門家による完全な臨床、検査、X線、MRI評価の後、対象者はX線基準を満たす強直性脊椎炎（AS、n=29）、非X線基準体軸性脊椎関節炎（nr-axSpA、n=5）、または変形性関節症（DJD、n=9）の3つのグループに分類されました。MRIは1.5テスラのスキャナーで実施され、Spondyloarthritis Research Consortium of Canada（SPARCC）スコアリングシステムを用いて、活動性炎症（SPARCC炎症スコア）および構造的損傷（SPARCC構造スコア）が定量的に評価されました。2名の経験豊富な放射線専門家が、すべての臨床データや補完的な画像データを盲検化（ブラインド）した状態で、骨髄浮腫、びらん、骨硬化、関節腔の拡大、癒合の有無を独立して記録しました。意見の相違は、リウマチ専門家との合同会議で合意によって解決されました。全身¹⁸F-NaF PET/CTは、Discovery 710 PET/CTシステム（GE Healthcare, USA）を用いて実施されました。対象者は検査前に少なくとも6時間絶食し、370 MBq（10 mCi）の¹⁸F-ナトリウムフロリド（¹⁸F-NaF）が静脈内投与されました。PET/CTの撮影は注入から60分後に開始され、全身撮影には約30分を要しました。2名の経験豊富な核医学専門家が、すべての臨床データや補完的な画像データを盲検化した状態でPETスキャンを定性的および定量的に評価しました。仙骨を参照する方法に従い、トレーサーの活動が中央仙骨S2レベルの活動を上回る場合に、仙腸関節の取り込みは視覚的に増加していると判断されました。炎症性の取り込みは、X線写真やPET/CTのCT画像との照合により、変性性の変化と区別されました。定量化のために、各関節で最も高い視覚的取り込みを示すスライスに手動で2次元の関心領域が描画され、その領域内の最高値がSUVmaxとして記録されました。両専門家は独立して測定と解釈を行い、意見の相違は合意によって解決されました。

研究結果と主要な知見

参加した43名の対象者は、強直性脊椎炎（AS）29名、非X線基準体軸性脊椎関節炎（nr-axSpA）5名、変形性関節症（DJD）9名で構成されました（

**Table 1.** Table 1 Baseline demographic, clinical, and imaging characteristics of the study population Variable AS (n = 29) nr-axSpA (n = 5) DJD (n = 9) p-value Age, years, mean (SD) 38.7 (11.4) 36.4 (8.1) 44.3 (13.0) 0.368 Male sex, n (%) 21 (72.4) 4 (80.0) 4 (44.4) 0.296 MRI Bone marrow edema, n (%) 13 (44.8) 0 (0.0) 1 (11.1) 0.059 SIJ structural change, n (%) Sclerosis 16 (55.2) 2 (40.0) 0 (0.0) 0.008 Erosion 23 (79.3) 5 (100.0) 7 (77.8) 0.705 Joint space widening 12 (41.4) 0 (0.0) 0 (0.0) 0.020 Ankylosis 4 (13.8) 0 (0.0) 0 (0.0) 0.734 SPARCC inflammation score 0.0 [0.0–8.0] 0.0 [0.0–0.0] 0.0 [0.0–0.0] 0.037 SPARCC structural score 23.0 [5.0-51.5] 12.0 [7.5–15.0] 7.0 [2.0–11.0] 0.065 NaF PET SIJ NaF uptake 23 (79.3) 1 (20.0) 2 (22.2) < 0.001 SIJ SUVmax 14.7 [11.2–22.4] 5.5 [4.4–9.9] 5.7 [4.0-9.2] 0.001 Laboratory ESR > 20 mm/h 5 (17.2) 0 (0.0) 3 (33.3) 0.417 ESR, mm/h 10.0 [5.0–18.0] 9.0 [3.0-14.5] 3.0 [2.0-39.5] 0.776 CRP > 0.5 mg/dL 13 (44.8) 1 (20.0) 2 (22.2) 0.307 CRP, mg/dL 0.35 [0.10–0.70] 0.29 [0.10–0.83] 0.11 [0.10–0.47] 0.512 HLA-B27 positive 20 (69.0) 1 (20.0) 1 (11.1) 0.002 SD standard deviation, AS ankylosing spondylitis, nr-axSpA non-radiographic axial spondyloarthritis, DJD degenerative joint disease, MRI magnetic resonance imaging, SIJ sacroiliac joint, SUVmax maximum standardized uptake value, ESR erythrocyte sedimentation rate, CRP C-reactive protein, SPARCC Spondyloarthritis Research Consortium of Canada解説: この表は、研究対象となった集団（強直性脊椎炎、非X線基準体軸性脊椎関節炎、変形性関節症）のベースラインの人口統計学的、臨床的、および画像診断上の特性をまとめたものです。各グループの年齢、性別、MRI所見（骨髄浮腫、構造変化）、¹⁸F-NaF PET所見（SUVmaxなど）、および検査データ（ESR、CRP、HLA-B27）が示されています。特に、仙腸関節の¹⁸F-NaF取り込みとSUVmaxは、AS群で他の群と比べて有意に高い傾向が見られます。

）。MRIで定義された仙腸関節の炎症は、AS群でほぼ独占的に観察され（13/29、44.8%）、SPARCC炎症スコアもグループ間で有意差がありました。SPARCC構造スコアはAS群で数値的に最も高かったものの、統計的な有意差には至りませんでした。個別の構造的病変では、仙腸関節硬化症がグループ間で有意差を示し、DJD群では全く見られませんでした。関節腔の拡大もAS群でのみ観察されました。これらのMRI所見は、AS対象者の仙腸関節における炎症および構造的病変の負担が大きいパターンを示しています。視覚的に陽性な仙腸関節¹⁸F-NaF取り込みは、X線基準を満たすAS対象者の79.3%（23/29）で観察されました。一方、nr-axSpA群では20.0%（1/5）、DJD群では22.2%（2/9）でした（p < 0.001）。中央値の仙腸関節SUVmaxも3つのグループ間で異なり（AS 14.7、nr-axSpA 5.5、DJD 5.7、p = 0.001）、AS群ではDJD群よりも有意に高値でした。AS群では両側性病変が優勢でした。これらの結果は、確立されたX線基準を満たすASでは、変性疾患よりも¹⁸F-NaF取り込みが大きいことを示しています。次に、コホート全体（n=43）における¹⁸F-NaF PET/CT指標とMRI所見の関連性を評価しました（

**Table 2.** Table 2 Correlation coefficients between MRI and 18F-NaF PET/CT imaging metrics MRI metric NaF SIJ uptake解説: この表は、MRI指標と¹⁸F-NaF PET/CT画像診断指標の間の相関関係を示しています。骨髄浮腫の有無、SPARCC炎症スコア、SPARCC構造スコアそれぞれと、¹⁸F-NaFによる仙腸関節の取り込み（NaF SIJ uptake）および最大標準化取り込み値（SIJ SUVmax）との間のスピアマン順位相関係数とp値が示されており、これら全ての項目で統計的に有意な関連性が確認されています。

）。視覚的に陽性な仙腸関節¹⁸F-NaF取り込みは、MRIで定義された骨髄浮腫の存在、SPARCC炎症スコア、およびSPARCC構造スコアと関連していました。定量的SIJ SUVmaxは、これらの3つの変数とより強い関連性を示しました（骨髄浮腫とρ=0.596、SPARCC炎症スコアとρ=0.629、SPARCC構造スコアとρ=0.606；すべてp < 0.001）（

**Figure 2.** Fig. 2 Relationship between sacroiliac ¹⁸F-NaF SUVmax and SPARCC MRI scores. Scatter plots of sacroiliac joint (SIJ) ¹⁸F-NaF SUVmax against the SPARCC structural score (a) and the SPARCC inflam mation score (b) in the whole cohort (n = 43). Solid lines show the ordinary least-squares fit with 95% confidence bands, plotted to indi cate trend only; the inset coefficients are Spearman rank correlations解説: この図は、仙腸関節の¹⁸F-NaF SUVmaxとSPARCC MRIスコアの関係を示しています。aはSPARCC構造スコアとの関係、bはSPARCC炎症スコアとの関係を散布図で示しており、どちらも統計的に有意な相関があることが分かります。青い点は強直性脊椎炎（AS）、赤い三角は非X線基準体軸性脊椎関節炎（nr-axSpA）、灰色の四角は変形性関節症（DJD）の対象者をそれぞれ表しています。

）。SPARCC炎症スコアと構造スコアは相互に相関していたため、探索的な偏相関解析を行いましたが、仙腸関節SUVmaxとのそれぞれの関連性は、相互調整後も持続しました。AS群内では、視覚的¹⁸F-NaF陽性度は骨髄浮腫と関連したままでした。骨髄浮腫のある対象者全員が視覚的に陽性な取り込みを示しましたが、骨髄浮腫のない16名のうち10名（62.5%）も視覚的に陽性な取り込みを示しました（中央値SUVmax 13.4）。骨髄浮腫があるのに取り込みがない対象者はいませんでした。仙腸関節外の取り込みは、全てのグループで頻繁に見られましたが、グループ間の有意差はありませんでした（

**Table 3.** Table 3 Distribution and intensity of 18F-NaF PET uptake in peripheral joints and entheses Variable AS (n = 29) nr-axSpA (n = 5) DJD (n = 9) p-value Uptake n (%)**解説:** この表は、末梢関節および付着部における¹⁸F-NaF PET取り込みの分布と強度を示しています。強直性脊椎炎、非X線基準体軸性脊椎関節炎、変形性関節症の各グループにおいて、仙腸関節以外の関節と付着部におけるトレーサー取り込みの有無とその最大標準化取り込み値（SUVmax）が示されていますが、これらの部位での取り込みはグループ間で有意な差がないことが示されています。

）。非仙腸関節の取り込みはAS対象者の65.5%（19/29）で発生し、nr-axSpA群（60.0%）およびDJD群（88.9%）でも同様でした。付着部の取り込みも同様の分布でした。取り込みは足と膝に集中していました。これらの結果は、仙腸関節外の取り込みがAS、nr-axSpA、DJDを区別する上で限定的な価値しか持たず、AS特異的な炎症活動性の証拠として解釈すべきではないことを示唆しています。血清炎症マーカー（ESRおよびCRP）は診断グループ間で差がなく、どちらのモダリティによる仙腸関節病変の負担とも関連しませんでした。これは、血清マーカーが仙腸関節画像とは異なる疾患の側面を捉えていることを示唆しており、仙腸関節¹⁸F-NaF取り込みが全身性炎症活動性の代用ではなく、骨芽細胞の負担の測定値であるという解釈を裏付けています。探索的ROC解析では、X線基準を満たすASとDJDを識別する際のAUCは0.841であり、ASとnr-axSpAを識別する際のAUCは0.848でした（

**Figure 3.** Fig. 3 Exploratory receiver operating characteristic analysis of SIJ SUVmax for discriminating radiographic AS from each comparator group. ROC analyses with radiographic ankylosing spondylitis (AS; n = 29) as the outcome and sacroiliac joint maximum standardized uptake value (SIJ SUVmax) as a continuous predictor. Values are given as apparent (optimism-corrected). (a) AS versus degenerative joint disease (DJD; n = 9): AUC 0.841 (0.840), 95% CI 0.662–0.962; Youden-optimal threshold SIJ SUVmax 10.8 (marked point), sensi tivity 79.3% (76.7%), specificity 88.9% (85.5%), Youden J 0.682解説: この図は、X線基準を満たす強直性脊椎炎（AS）を他のグループから識別するための仙腸関節SUVmaxの探索的受信者操作特性（ROC）分析を示しています。aはASと変形性関節症（DJD）を比較した場合、bはASと非X線基準体軸性脊椎関節炎（nr-axSpA）を比較した場合の曲線です。どちらの比較においても、SUVmaxがASの識別において有用な可能性が示されています。

）。これらの閾値は仮説生成に過ぎず、診断のカットオフ値として適用すべきではありません。

考察と今後の展望

本研究は、慢性腰痛を持つ43名の対象者の前向きコホートにおいて、全身¹⁸F-NaF PET/CTがX線基準を満たす強直性脊椎炎（AS）に特徴的な仙腸関節の骨芽細胞活動パターンを明らかにした点で重要です。AS対象者では、変形性関節症（DJD）の対象者よりも仙腸関節のSUVmax中央値が有意に高いことが示されました。また、仙腸関節SUVmaxは、SPARCC炎症スコアおよびSPARCC構造スコアの両方と中程度の相関を示し、MRIで定義された骨髄浮腫と関連していました。特に、MRIで活動性炎症（骨髄浮腫）が検出されないAS対象者においても、仙腸関節の¹⁸F-NaF取り込みの増加が観察されたことは注目に値します。これは、¹⁸F-NaF PET/CTがMRIとは異なる、骨のリモデリング活動を補完的に評価する可能性を示唆しています。しかし、この研究にはいくつかの限界があります。第一に、ASコホートは比較的大規模でしたが、比較グループ、特にnr-axSpAサブグループ（n=5）は小規模であったため、nr-axSpAに関する知見は記述的なものと考えるべきです。第二に、参加者は疾患活動性や治療曝露が不均一であり、これが画像所見や炎症マーカーに影響を与えた可能性があります。複合的な疾患活動性指標（BASDAIやASDAS）や詳細な治療状況は系統的に収集されていなかったため、¹⁸F-NaF取り込みと臨床疾患活動性指標との直接的な関連性を評価できませんでした。第三に、PETと参照検査が同時に行われたわけではなかったため、観察された関連性が弱まった可能性があります。第四に、PETの信頼性評価は独立した再読影ではなく、事後的に実施されたものです。MRIの再読影は行われておらず、合意形成後のスコアのみが保持されているため、MRI評価の再現性は定量化されていません。第五に、¹⁸F-NaFは炎症特異的ではなく、骨芽細胞の石灰化と局所血流を反映するため、炎症性骨炎を構造的または変性性リモデリングと区別することはできません。最後に、探索的なSIJ SUVmax閾値は同一の小規模コホート内で導出・評価されたため、過学習のリスクや性能の過剰な評価が生じる可能性があります。ブートストラップによる過剰評価補正は適用されましたが、将来的な外部検証に代わるものではありません。結論として、全身¹⁸F-NaF PET/CTは、MRIで定義された活動性炎症がない対象者を含む、X線基準を満たすAS対象者の仙腸関節における骨芽細胞活動の増加を特定しました。仙腸関節のSUVmaxは、炎症性および構造的MRI負荷の両方と中程度に関連しており、X線基準を満たすASとDJDを区別しましたが、仙腸関節外の取り込みには識別価値がありませんでした。これらの知見は、仙腸関節¹⁸F-NaF取り込みが、MRIを補完する活動性骨石灰化およびリモデリングを捉えることを示唆しています。特にnr-axSpAにおける診断上の有用性と定量的閾値を検証するためには、今後の研究が必要です。

用語集

脊椎関節炎 (SpA): 脊椎、末梢関節、腱や靭帯が骨に付着する部位（付着部）などに慢性炎症が起こる疾患群。
体軸性脊椎関節炎 (axSpA): 主に脊椎と仙腸関節に影響を及ぼす脊椎関節炎の一種。
強直性脊椎炎 (AS): 体軸性脊椎関節炎のうち、X線写真で仙腸関節に明確な構造的損傷が見られるもの。
非X線基準体軸性脊椎関節炎 (nr-axSpA): 体軸性脊椎関節炎のうち、X線写真では仙腸関節に明確な構造的損傷が見られないもの。
仙腸関節 (SIJ): 仙骨と腸骨の間にある関節。腰痛の原因となることが多い。
¹⁸F-ナトリウムフロリド (¹⁸F-NaF): PET検査で使用される放射性トレーサー。骨の代謝活動（骨芽細胞の活動）を反映する。
PET/CT: 陽電子放出断層撮影（PET）とコンピューター断層撮影（CT）を組み合わせた画像診断装置。PETで生体内の機能情報を、CTで解剖学的情報を同時に得る。
MRI: 磁気共鳴画像法。強力な磁場と電波を利用して体内の詳細な画像を生成する診断技術。軟部組織の評価に優れる。
SUVmax: Maximum Standardized Uptake Valueの略。PET検査でトレーサーが組織にどれだけ集積しているかを示す指標の最大値。
骨髄浮腫 (BME): 骨髄内に水分が異常に増加している状態。炎症や損傷を示すMRI所見の一つ。
SPARCCスコア: Spondyloarthritis Research Consortium of Canadaによって開発された、脊椎関節炎におけるMRI所見（炎症や構造的損傷）を定量的に評価するためのスコアリングシステム。
付着部炎: 腱や靭帯が骨に付着する部位（付着部）に起こる炎症。
変形性関節症 (DJD): 関節軟骨の変性や摩耗により、関節の痛みや変形が生じる疾患。
骨芽細胞: 骨組織を形成する細胞。骨の新生や修復に関与する。
びらん: 骨の表面が破壊され、欠損が生じている状態。
骨硬化: 骨密度が増加し、硬くなっている状態。
関節腔の拡大: 関節の隙間が異常に広がっている状態。
癒合 (Ankylosis): 関節が骨性または線維性に固まり、動きが制限される状態。