Прионные болезни человека

Установлено, что при ФСИ, несмотря на отсутствие выраженных

морфологических изменений в различных областях мозга, иммуноцитохимически

выявляется распространенное отложение патологической изоформы PrPSc,

устойчивой к протеазе. Это согласуется с гипотезой, что накопление PrPSc

предшествует развитию морфологических изменений мозга и является причиной

нарушения функции нейронов.

***

Расширение клинического спектра прионных болезней человека произошло

благодаря достижениям в области молекулярной генетики и нейрохимии прионных

заболеваний. Эти достижения в свою очередь сопровождались более детальным

изучением патогенетических механизмов и структурных изменений,

развивающихся в ЦНС при различных формах этих заболеваний. Современные

методы исследования, особенно иммуноцитохимические, позволили выявить более

широкий спектр изменений в ЦНС, чем это было описано ранее, до открытия

отложений PrPSc, в классических работах по патоморфологии прионных

заболеваний. Эти данные важны при дифференциальной диагностике прионных

болезней человека и других нейродегенеративных заболеваний. Оказалось, что

спектр иммуноокрашивания, отражающий отложение PrPSc в ткани мозга,

характеризуется такой же вариабельностью, как и спектр морфологических

изменений, описанных в классических публикациях. Поэтому для установления

закономерностей локализации PrPSc при разных прионных болезнях необходимо

исследовать важнейшие отделы мозга - участки коры большого мозга из лобной,

теменной, височной и затылочной долей, а также базальных ядер, таламуса,

гипоталамуса, ствола мозга и мозжечка. Дальнейшие перспективы связывают с

экспериментальным воспроизведением прионных заболеваний у трансгенных

животных, что позволит детально исследовать эволюцию структурных изменений

в ЦНС при различных формах прионных болезней, а также изучить

взаимоотношения между морфологическими изменениями и отложениями PrPSc в

ткани мозга. Таким образом, иммуноцитохимия стала важнейшим инструментом,

расширяющим наше понимание основных патологических процессов, развивающихся

в головном мозге при прионных заболеваниях человека. При установлении

закономерностей изменений и локализации отложений PrPSc, возможно, будет

найден ключ к пониманию патогенеза этого заболевания.

Значительное сходство патологической картины мозга при прионных

заболеваниях человека и при болезни Альцгеймера указывает на существование

общих механизмов, приводящих к изменениям нейронов и их гибели при этих

неизлечимых заболеваниях. Оба заболевания чаще развиваются как

спорадические формы, а в семейных случаях заболевание наследуется по

аутосомно-доминантному типу и обусловлено специфическими генетическими

мутациями. Утрата нейронов и реактивный глиоз отмечаются в ЦНС при обоих

заболеваниях. Установлен общий механизм формирования и эволюции амилоидных

бляшек в мозге при болезни Альцгеймера и прионных заболеваниях, в котором

принимают участие отростки нейронов, микроглиальные клетки и отростки

астроцитов. Однако между этими заболеваниями имеются и различия. В первую

очередь это характер белка, входящего в состав амилоидных бляшек. Кроме

того, изменения нейрофибрилл, являющиеся наиболее распространенной формой

патологии нейронов при болезни Альцгеймера, очень редко наблюдаются при

прионных заболеваниях. В противоположность прионным заболеваниям, при

болезни Альцгеймера отсутствуют доказательства трансмиссивности. Все это

свидетельствует о том, что перспективным направлением исследований прионных

болезней человека является сопоставительный анализ изменений, развивающихся

в ЦНС при других заболеваниях, относящихся к нейродегенеративным.

ИЗУЧЕНИЕ ПРИОННЫХ БОЛЕЗНЕЙ

В последние годы интерес к прионным болезням в мире резко возрос в

связи с эпидемией ГЭКРС в Англии. В этот период, в основном в Англии,

зарегистрировано 23 спорадических наблюдения нового варианта БКЯ, дебют

которой отмечался в молодом возрасте, что нетипично для этого заболевания,

причем при патогистологическом исследовании мозга умерших больных были

выявлены изменения, сходные с таковыми при ГЭКРС. Это позволило высказать

предположение о возможности заражения людей через продукты, производимые из

мяса этих животных.

Ситуация еще больше обострилась в связи с тем, что в последние годы

появились прецеденты прорыва существующих для прионов видовых барьеров.

Так, прионные заболевания стали регистрироваться у животных, у которых в

обычных условиях эта патология не наблюдается (кошки, а также некоторые

животные, содержащиеся в неволе в зоопарке), что связывается с кормлением

их продуктами, приготовленными из тканей животных - традиционных носителей

этого инфекционного белка (овцы, козы).

И наконец, в самое последнее время появились сообщения об идентичности

прионов, выделенных от больных с новым вариантом БКЯ и от коров с

трансмиссивной спонгиоформной энцефалопатией. Эти работы были проведены в

рамках Национального проекта наблюдения за БКЯ, который был создан в

Великобритании в 1990 г. для оценки возможных влияний спонгиоформной

энцефалопатии крупного рогатого скота на здоровье человека.

Приведенные данные свидетельствуют о реальной возможности заражения

людей прионами при употреблении в пищу мясных продуктов, полученных из

пораженных этими возбудителями животных.

До сих пор пересматривается терминология этих заболеваний. Термин

"спонгиоформная энцефалопатия" неадекватен, поскольку, например, у больных

с ФСИ этот признак выражен минимально. Термин "трансмиссивная

энцефалопатия" также проблематичен из-за сложности демонстрации

трансмиссивности. Термин "прионные болезни" наиболее приемлем, поскольку

включает в себя уникальные особенности этих болезней и центральную роль

прионов в их патогенезе, которая тем не менее может быть разной при

спорадических, трансмиссивных и наследственных формах.

Прогресс в понимании природы прионных заболеваний человека связан с

изучением возможности их передачи животным и с обнаружением прионного белка

в результате молекулярного клонирования его гена PRNP, который картирован

на коротком плече хромосомы 20, а также с созданием трансгенных мышей,

экспрессирующих включенный в их геном (вместо собственного) мутировавший

PrP ген. Патологическая изоформа прионного белка (PrPSc) отличается от

нормальной (PrPC) своей высокой резистентностью к расщеплению протеазой К,

нерастворимостью после очищающей экстракции, способностью накапливаться во

вторичных лизосомах, посттрансляционным синтезом и обогащением во время

процесса выделения прионного инфекционного начала. При этом PrPSc

образуется путем конформации PrPC хозяина.

В настоящее время считается, что прионные заболевания возникают в

результате накопления PrPSc, а не подавления функции PrPC. Первично PrPSc

накапливается в клетке, где откладывается в цитоплазматических пузырьках,

многие из которых являются вторичными лизосомами. В последующем этот

протеин высвобождается во внеклеточное пространство и откладывается в

амилоидных бляшках.

С углублением понимания этиологии классических прионных болезней

человека (БКЯ, куру и СГШШ) в настоящее время считается целесообразным их

разделение на спорадические, приобретенные и наследственные (тaбл.2). При

этом они рассматриваются как клинико-патологические синдромы в рамках, по-

видимому, более широкого спектра заболеваний. Свидетельством этому являются

описание в последние годы не только фатальной семейной инсомнии, но и

некоторых вариантов БКЯ и СГШШ, характеризующихся определенными мутациями

гена прионного белка.

| |

|Таблица 2. Типы прионных болезней человека с учетом причины их |

|возникновения |

| | | |

|Типы |Клинический синдром |Причина заболевания |

|Спорадические |БКЯ |Возможно, соматическая|

| |Атипичная БКЯ |мутация PRNP или |

| | |спонтанная конверсия |

| | |PrPC в PrPSc |

|Приобретенные(инфекционные|Куру |Каннибализм |

|) |Ятрогенная БКЯ |Инокуляция |

| |Новый вариант БКЯ |Алиментарный путь |

|Наследственные |Наследственная БКЯ |Мутации PRNP |

| |СГШШ | |

| |ФСИ | |

| |Различные атипичные | |

| |деменции | |

Так, описаны семьи с наследственными прионными заболеваниями, в

которых отмечался выраженный фенотипический полиморфизм, напоминающие БКЯ и

СГШШ, равно, как были случаи, не имеющие сходства с БКЯ и СГШШ. В

литературе приведены наблюдения, идентифицированные путем анализа PRNP-

гена, которые были атипичны не только клинически, но и морфологически,

поскольку в них полностью отсутствовали классические патогистологические

признаки прионных болезней. В отдельных семейных случаях БКЯ обращается

внимание на их клиническое сходство с рядом нейродегенеративных

заболеваний, такими как болезнь Альцгеймера, болезнь Пика, лобная

дегенерация неальцгеймеровского типа, боковой амиотрофический склероз с

деменцией. Следует отметить, что в последние годы в литературе сложилось

мнение о целесообразности обозначения семейных случаев прионных болезней

как наследственных с подразделением их в зависимости от характера мутации

PRNP-гена. К настоящему времени обнаружено более 20 мутаций PRNP,

достоверно связанных с врожденными прионными заболеваниями.

Высокий уровень разнообразия клинических проявлений предполагает

возможность роли других генетических факторов в патогенезе прионных

заболеваний. Одним из таких кандидатов в настоящее время является

аполипопротеид Е (ароЕ), ген которого картирован на хромосоме. Очевидно,

генотип ароЕ может влиять на начало заболевания и характер

патоморфологических изменений при спорадической БКЯ. Так, показано, что

позднее начало этой формы БКЯ связано с apoE(2. Однако это направление

нуждается в более углубленном исследовании.

Приобретенные прионные болезни включают ятрогенную БКЯ, новый вариант

БКЯ и куру. К спорадическим прионным болезням относят БКЯ и атипичные

варианты БКЯ, последние - в связи с возможностью передачи приматам, даже

при отсутствии характерных патогистологических признаков этого заболевания.

ЛЕЧЕНИЕ И ПРОФИЛАКТИКА ПРИОННЫХ БОЛЕЗНЕЙ ЧЕЛОВЕКА

В настоящее время не существует эффективной этиологической и

патогенетической терапии прионных болезней, несмотря на достигнутый в

последние годы прогресс в изучении этой группы медленных инфекций.

В ранних стадиях применяется симптоматическая терапия, корригирующая

поведенческие нарушения, расстройства сна и миоклонии (амфетамины,

барбитураты, антидепрессанты, бензодиазепины, другие нейролептики); в

поздних - поддерживающая терапия.

Вместе с тем на современном этапе проблема разработки эффективной

терапии прионных болезней считается задачей первостепенной важности,

поскольку имеются прогнозы, не исключающие возможность значительной

эпидемии нового варианта БКЯ в ближайшие 10 ( 15 лет. Создание адекватного

этиологического и патогенетического лечения больных актуально также в связи

с наличием групп риска развития семейных и ятрогенных вариантов указанных

заболеваний, которые могут быть выделены уже в настоящее время.

Безусловно, успехи в создании этих методов лечения зависят от

существующих представлений о свойствах не только PrPSc, но и PrPC которые

позволяют уже на данном этапе обсуждать некоторые из этих подходов.

Одним из наиболее перспективных путей лечения представляется

предотвращение преобразования PrPC в PrPSc путем стабилизации структуры

PrPC связующим активным веществом или изменением действия протеина X,

который может функционировать как молекулярный шаперон. Остается

определить, какой из препаратов будет более действенным: связывающий PrPC

или имитирующий структуру PrPC с основными полиморфными остатками, который,

возможно, предотвращает скрепи и БКЯ. Следует отметить, что средства,

призванные воспрепятствовать образованию прионов, должны проникать через

гематоэнцефалический барьер.

Возможным терапевтическим подходом при лечении прионных болезней может

быть снижение уровня PrPC у человека без нанесения ему вреда в результате

уменьшения содержания PrP мРНК с помощью олигонуклеотидов, что может

отсрочить появление симптомов болезни.

Рекомендуется проводить генетический анализ прионного гена у лиц, в

семьях которых были зарегистрированы больные с патологией. Более сложной

является проблема пренатальной ДНК-диагностики и связанное с этим решение

вопроса о прерывании беременности в случае наличия у одного из родителей

наследственной прионной болезни, поскольку неполная пенетрантность

некоторых из этих заболеваний делает сомнительным предсказание будущего для

носителя мутантного гена.

В Европе, в том числе и в России, осуществляется ряд мероприятий по

профилактике прионных инфекций. Наряду с ограничением использования

лекарственных средств, приготовленных из тканей коров, прекращено

производство гормонов гипофиза животного происхождения, предпочтение

отдается генно-инженерным препаратам. В ряде стран введены ограничения на

трансплантацию твердой мозговой оболочки. Разрабатываются запретительные

положения на трансплантацию тканей, переливание крови и назначение

препаратов крови от индивидуумов с деменцией.

Поскольку передача прионных болезней от человека человеку предполагает

прямую инокуляцию инфекционного материала, при работе с больными в процессе

инвазивных процедур, а также при контакте с их биологическими жидкостями

необходимо придерживаться правил, предусмотренных при работе с больными со

СПИДом. При вскрытии умерших больных применяют те же правила.

Инструменты, используемые у больных БКЯ при нейрохирургических

манипуляциях, а также, по-видимому, при производстве тонзиллярной биопсии,

и внутримозговые электроды должны быть уничтожены.

Еще одним путем предупреждения прионных болезней может быть разведение

домашних животных, не передающих прионов. Такие примеры в природе

существуют, в частности есть породы овец, генетически резистентные к

скрепи. В настоящее время имеются возможности для выведения генетически

резистентных пород крупного рогатого скота.

ДИАГНОСТИКА ПРИОННЫХ БОЛЕЗНЕЙ ЧЕЛОВЕКА И ИНДИКАЦИЯ ПРИОННОГО БЕЛКА

Одним из сложных вопросов является диагностика прионных заболеваний.

При этом диагноз ставится клинически (при спорадической БКЯ), а

морфологическая диагностика этих болезней проводится на основании

исследования биопсийного или аутопсийного материалов.

Важное значение в диагностике БКЯ имеет ЭЭГ-исследование. При этом на

ранних этапах болезни наблюдается замедление биоэлектрической активности.

Состав цереброспинальной жидкости при прионных болезнях обычно

нормальный, воспалительная реакция в ней отсутствует. В последние годы в

цереброспинальной жидкости больных БКЯ идентифицированы различные необычные

белки, причем одному из них (14-3-3) придается значение при диагностике

всех прионных болезней человека и животных. Следует, однако, отметить, что

этот белок иногда выявляется у больных с энцефалитом и инсультом. В далеко

зашедших случаях БКЯ в цереброспинальной жидкости больных регистрируется

нейрональная энолаза.

В ряде исследований показано, что у больных БКЯ и у зараженных

животных в сыворотке крови определяют высокие титры аутоантител к

нейрофиламентам.

В настоящее время самым надежным и достоверным методом диагностики БКЯ

и других прионных заболеваний является иммуноцитохимический метод выявления

в биоптате отложения PrPSc. Инфекционная изоформа PrPSc откладывается в

синапсах коры большого мозга и мозжечка, а также в амилоидных бляшках.

Отложение PrPSc является наиболее ранним этапом в развитии БКЯ и

определяется еще до развития структурных изменений в ткани мозга. Однако

эта методика (иммуноцитохимическое исследование и иммуноблоттинг) находится

уже за рамками чисто морфологических методов и требует специальных

реактивов и оборудования.

Весьма серьезной методической стороной морфологической диагностики,

будь то биопсия или аутопсия, является возможность заражения исследуемым

материалом: при БКЯ опасность представляют все внутренние органы,

биологические жидкости больных и особенно ткани головного и спинного мозга,

а также глазные яблоки. Менее постоянно удавалось передавать заболевание с

помощью введения животным цереброспинальной жидкости, ткани легких, печени,

почек, селезенки и лимфатических узлов больных людей. Возникновение

ятрогенных случаев БКЯ после пересадки твердой мозговой оболочки и роговицы

свидетельствует о том, что прионы накапливаются не только в самом мозге, но

и в связанных с ним соединительнотканных образованиях. Имеются единичные

экспериментальные сообщения о том, что на определенном этапе развития БКЯ

прионы могут содержаться и в крови больных.

В литературе описаны случаи заражения нейрохирурга, терапевта,

стоматолога, патологоанатома и лаборантов. Следует отметить, что ткани

погибших от прионных болезней остаются заразными даже после их фиксации

формалином. В связи с этим работа с материалом требует особых мер

предосторожности и должна выполняться специально обученным персоналом.

Учитывая опасность заражения БКЯ во время хирургических вмешательств и

аутопсий, важно знать, что в значительной степени опасность заражения

зависит от пути проникновения инфекции. Экспериментально доказано, что

наивысшей она является при интрацеребральном введении инфекционного агента,

значительно уменьшается - при интраперитонеальном и становится еще более

низкой при пероральном заражении. При проведении хирургических манипуляций

и аутопсий должны быть предприняты меры предосторожности при работе с

тканями, жидкостями и другими материалами от больных с подозрением на БКЯ

во избежание возможного заражения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение прионов и вызываемых ими заболеваний является новой, быстро

развивающейся областью биомедицинских исследований. Проблема этих болезней,

оставаясь до последнего времени экзотической в связи с их большой редкостью

в человеческой популяции, в последние годы приобрела важное научно-

практическое значение.

Практический интерес связан прежде всего с разразившейся эпизоотией

губкообразной энцефалопатии коров в Великобритании, а также с выявлением, в

основном в Великобритании, молодых людей с болезнью Крейтцфельдта-Якоба

(новый вариант БКЯ) и доказательством возможности передачи этого

заболевания людям в результате употребления в пищу мясопродуктов,

полученных из зараженных животных. И хотя для населения России нет прямой

угрозы заражения инфекционным прионным белком, на современном этапе важным

является налаживание в общегосударственном масштабе работы по регистрации

прионных болезней человека и животных на всей территории страны с

обращением особого внимания на группы риска (работники скотоводческих и

звероферм, боен, мясокомбинатов и др.).

Постоянно увеличивающийся теоретический интерес к проблеме обусловлен

результатами молекулярно-биологических исследований прионов, позволивших

собрать и уже в большой мере систематизировать значительный фактический

материал о структуре, функции и накоплении в зараженном организме этих

новых и необычных возбудителей инфекционных заболеваний человека и

животных.

Именно результаты молекулярно-биологических исследований структуры

прионных белков дали основание наметить новые направления в дальнейших

подходах к терапии прионных болезней.

В заключение следует подчеркнуть, что все возрастающий мировой интерес

к прионам и прионным болезням обусловлен в первую очередь тем, что прионы

представляют собой совершенно новый класс инфекционных агентов, открытие

которых без преувеличения можно сравнить по своему значению с открытием

А.Левенгуком мира микроорганизмов или с открытием Д.И.Ивановским царства

вирусов.

С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

1. Зуев В.А., Завалишин И.А., Ройхель В.М. Прионные болезни человека и

животных: Руководство для врачей. – М., 1999.

2. Покровский В.И., Киселев О.И. Молекулярные основы прионных болезней.

// Вестн. РАМН. – 1998. - № 10.

3. Борисов Л.В. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. –

М., 2001.

Страницы: 1, 2, 3, 4