канд.мед. наук, невролог Олексюк-Нехамес Алла Григорівна (olekalla@gmail.com)
Актуальність пріонових інфекцій значно зросла в 90-х роках ХХ століття на фоні виникнення епізоотії пріонового захворювання серед великої рогатої худоби в Англії, та інших країнах Європи, яка в цей час набуває все більшої значущості. Із даною епізоотією пов’язують розвиток «нового варіанту» хвороби Крейтцфельда-Якоба cеред людей, що вживали в їжу інфіковану яловичину (L.Hoinville, J.W.; Wilesmith, 1995).В останній час спостерігається тенденція до зростання захворюваності і реєстрація випадків пріонових захворювань у більшості країн світу (А.А.Воробьёв, 1997; В.Г.Шлопов, 1998, 2000).Велику тривогу викликають випадки ятрогенного інфікування людей в результаті застосування лікарських препаратів (гормону росту, гонадотропіну), які були виготовлені із тваринної сировини і з органів людей, крім того, — при пересадці твердої мозкової оболонки, рогівки, при використанні недостатньо знезараженого хірургічного інструментарію.Подальше вивчення особливостей пріонових інфекцій має об’єктивні труднощі, що в значній мірі пов’язано із складністю лабораторної діагностики цих захворювань, відсутністю специфічних імунологічних тестів, та здебільшого постмортальною верифікацією діагнозу на підставі результатів гістологічних досліджень головного мозку. В теперішній час епідеміологічний нагляд за пріоновими хворобами офіційно ще не введений в більшості країн світу. Але, згідно рекомендацій ВООЗ кожний окремий випадок пріонового захворювання в світі підлягає обов’язковій реєстрації, як особливо небезпечна інфекція (ВОЗ, 1992). Поширення міжнародних зв’язків України створює умови для можливого імпорту в країну харчових продуктів, лікарських препаратів, контамінованих пріонами та міграції інфікованого населення. Необхідність створення діючої державної системи епідеміологічного нагляду за пріоновими інфекціями безсумнівна, що вже достатньо обґрунтовано (К.М.Синяк, О.М.Вернер, 2000; А.Ф.Фролов, 2000; Е.І.Федоров, Т.І.Коваль, 2000) , і відповідає завданням, регламентованим урядовими документами (Постанова Кабінету Міністрів України №179 від 28.02.2001 р.).Одним з видатних наукових досягнень ХХ сторіччя в області біології і медицини стало відкриття у 1982 році американським молекулярним біологом, професором Стенлі Прюзинером нового типу інфекційних агентів – пріонів.Це не просто важливий етап в розвитку молекулярної біології. Це нова ера розвитку біології і медицини, оскільки виявлений принципово новий тип інфекційних захворювань, який відрізняється своєю природою виникнення і розвитку.За ступенем складності своєї будови пріони відносяться до найбільш простих з відомих на сьогодні інфекційних агентів. Визначення пріон-асоційонавих захворювань.Під пріон-асоційованими захворюваннями сьогодні прийнято розглядати генетично- і/або інфекційно-обумовлену групу хронічних (під-гострих), прогресуючих, фатальних синдромів, що характеризуються ураженням центральної нервової системи, м’язової, лімфоїдної, та, ймо-вірно, інших тканин, причиною яких є різні па- тологічні ізоформи пріонів [5]. Найвідомішими на сьогодні з них є: — пріон-асоційовані спонгіформні енцефалопатії; — пріон-асоційовані міопатії. Пріон-асоційовані спонгіформні енцефало-патії людини являють собою генетично- та ін-фекційно- обумовлену групу хронічних (або підгострих), прогресуючих, смертельних синд-ромів, що характеризуються ушкодженням різ-них відділів центральної нервової системи, об’-єднаних на основі етіологічного чинника (різні патологічні ізоформи пріонів – PrP-Sc) [1].Пріони являють собою безпрецедентний клас інфекційних агентів, які складаються тільки із змінених білкових молекул хазяїна. Пріони не містять нуклеїнових кислот і, таким чином, відрізняються від всіх відомих мікроорганізмів, таких як бактерії, гриби, віруси та вірусоподібні частинки. Після багаторазових пасажів в культурі було доведено, що патогенні пріон-протеїни, здатні до трансмісії, є мутантами клітинної ізоформи нормального пріон-протеїна. До сьогодні встановлено 18 різних мутацій людського гена PrP, які пов’язані з різними пріоновими хворобами.Протеїн-пріон (PrP-Sс). сіалоглікопротеїд і є мутантами клітинної ізоформи нормального пріон-протеїна. Протеїн-пріон (PrP) являє собою сіалоглікопротеїд з молекулярною масою 33000-35000 дальтон, або 33-35 кД, який кодується єдиним геном, розташованим у людини в 20 хромосомі. Він складається у людини приблизно з 254 амінокислот, включаючи 22-членний N-термінальний сигнальний пептид.Пріон PrP-с знайдений у всіх ссавців. Його життєвий напівперіод складає декілька годин, але він добре зберігається протягом розвитку. Пріони дуже стійкі до різних фізико-хімічних впливів. Пріони стійкі при кип’ятінні протягом 30-60 хв, висушуванні до 2 років, заморожуванні — в 3 рази більше, ніж відомі віруси, хімічній обробці спиртами, формальдегідом, кислотами, при УФ-опроміненні, гамма-випромінюванні, гідролізі ферментами.Найефективніший вплив виявляється в дозах, які денатурують практично всі білки. Інакше кажучи, з усього живого пріон гине останнім. PrP-с входить до складу зовнішніх клітинних мембран, зв’язаний з зовнішньою поверхнею клітин якорем гліколіпіду і бере участь в ендоцитозі і катаболізмі клітин Незважаючи на те, що найвищий рівень концентрації PrP виявлений в нейронах, його можуть синтезувати і багато інших клітин організму. Роль нормального протеїн-пріона (PrP) у здорових індивідуумів ще до кінця невідома.Пріон-протеїн необхідний для нормальної синаптичної функції. Припускається, що пріони приймають участь у міжклітинному впізнаванні і клітинній активації. Дехто вважає, що їхньою функцією є пригнічення вікових процесів, і тому пріонові хвороби подібні за своїми клінічними та морфологічними характеристиками з геронтологічними захворюваннями.Протеїн-пріон (PrP) існує у двох формах:у вигляді нормальної, неінфекційної форми, яка зустрічається у головному мозку як в нормі, так і в інфікованих хворих. Ця форма позначається як клітинний протеїн-пріон, або PrPc;— ізоформі, або PrP-Sc (від “scrapie” — хвороба овець), яка є патологічною, інфекційною формою і накопичується в головному мозкові тільки у хворих людей і тварин, які страждають на спонгіформну трансмісивну енцефалопатію. Класифікація.На сьогодні відомі дві групи захворювань у людини, які викликаються пріонами:— спонгіформні трансмісивні енцефалопатії;— спонгіформний міозит з пріон-асоційованими включеннями.Найбільш вивченими на сьогодні є спонгіформні трансмісивні енцефалопатії.Група пріонових підгострих трансмісивних спонгіформних енцефалопатій людини включає:— хворобу Крейтцфельда-Якоба;— хворобу Герстмана-Страусслера-Шейнкера;— синдром “фатального родинного безсоння”;— хворобу Куру;— хронічну прогресуючу енцефалопатію дитячого віку, або хворобу Альперса.Патогенетична класифікація (з віковими межами).- Хронічна, прогресуюча, пріон-асоційована енцефалопатія плодів, немовлят, дітей раннього дитячого і юнацького віку, або Альперс-синдром; — хвороба Крейтцфельдта-Якоба (ХКЯ): — генетично обумовлена, або спадкоємна (сі-мейна) форма ХКЯ (у вікових групах старше 60 років); спорадична, або «ідіопатична» форма ХКЯ (у вікових групах до 60 років); — «ятрогенна форма» ХКЯ дорослих і дітей; — «новий варіант» ХКЯ (нвХКЯ) – у всіх віко-вих групах;- синдром Герстмана-Страусслера-Шейнкера,(ГСШ); — аміотрофічний лейкоспонгіоз (АЛ);- синдром «фатального сімейного безсоння» (ФСБ) — хвороба Куру.Патогенез пріонових енцефалопатій.Виходячи зі встановленого факту, що пріонові хвороби унікальні з генетичної та інфекційної точки зору, Прюзинер запропонував у 1991 році сучасну концепцію патогенезу спонгіформних трансмісивних енцефалопатій.Суть її полягає в тому, що людина може бути інфікована пріонами двома способами:Спадкова передача за Менделем (аутосомно-домінантний тип успадкування). Однак, це не prima facie успадкування, а послідовне – через попередню генну аутореплікацію інфекційного агента.Трансмісія інфекційного агента аліментарним або ятрогенним шляхом.Пріонові захворювання є водночас інфекційними і спадковими хворобами. Вони можуть бути і спорадичними в тому розумінні, що є випадки, коли не виявляють жодного відомого фактора ризику, хоча найпевніше інфекція була набута одним із двох раніше позначених способів.Виходячи з сучасних знань, трансмісія пріонових енцефалопатій визначається трьома факторами: дозою інфекту, шляхом інфікування, видовим бар’єром. Доза інфекційного агента, отримана хазяїном, залежить від кількості тканини інфекту і його вірулентної здатності (інфекційний титр). Але необхідно завжди пам’ятати, що при повторній експозиції обов’язково існує ризик кумулятивного ефекту.Шлях інфікування пріонами відіграє важливу роль у розвиткові захворювання і має свою певну ієрархію. За ступенем значущості шляхи інфікування можна розподілити в такій послідовності:— інтрацеребральний;— інтравенозний;— інтраперитонеальний;— підшкірний;— оральний. У якості прикладу залежності від дози і шляху надходження інфекту служать експерименти, які показали, що доза, необхідна для зараження пріонами мишей при оральному шляху, повинна бути в 200 000 разів вищою, ніж при інтрацеребральному.Видовий бар’єр.Трансмісія пріонових спонгіформних енцефалітів у лабораторних і диких тварин тривалий час є предметом численних досліджень.Помічено, що при першому прояві хвороби у певного виду тварин період інкубації дуже тривалий, тоді як після першого пасажу новому хазяїну в межах цього ж виду він скорочується. В наступних пасажах період зменшується ще більше до тих пір, доки не досягне стабільного періоду, характерного для даного виду.Ця стійкість до пріонової інфекції у різних видів отримала назву “видовий бар’єр”.Встановлено, що для подолання видового бар’єру і розповсюдження зараження всередині самого виду необхідні дуже високі дози інфекту. Однак, дослідники звернули увагу на той факт, що при однаковій дозі інфекту трансмісивність підгострих спонгіформних енцефалітів в одних випадках (наприклад, скрепі овець) залежить від джерел агента, а в інших – відразу і від виду донора, і від виду реципієнта.Виявлено, що при різних способах введення патологічних пріонів через різні периферійні шляхи, включаючи черевну порожнину, шлунок, інфекційний агент спочатку з’являється в клітинах лімфо-ретикулярної системи мигдаликів, тимуса, лімфатичних вузлів і, особливо, селезінки.В першу чергу інфект визначається в B-клітинних зонах.Автори показали, що диференційовані B-лімфоцити приймають участь в нейроінвазії пріонів.Це, на їхню думку, може мати значення для попередження хвороби і бути використано в терапевтичних заходах. При аліментарному зараженні пріони в Пейєрових бляшках тонкої кишки проникають через клітинні мембрани у внутрішні структури лімфоїдних клітин, звідки в подальшому вони потрапляють в інші органи імунної системи: лімфовузли, селезінку, мигдалики. В цих органах можлива часткова реплікація пріонів. Припускається, що дендритні клітини є пермісивними для периферійної репродукції пріонів. З органів імуногенезу пріони по нервах досягають найближчих аксонів. У ділянці аксона може відбуватися їх значна реплікація. При досягненні критичної концентрації пріони рухаються у напрямку спинного, а після цього — головного мозку. Після підшкірного зараження гризунів пріони виділяються з селезінки (1-ий тиждень після зараження), з селезінки і лімфатичних вузлів (5-13-ий тиждень), з спинного мозку (13-17-ий тиждень) і з головного мозку (17-19-й тиждень).Встановлено, що патологічні зміни в мозку появляються на 25-й тиждень, а клінічні прояви починають реєструватися з 34-го тижня.Всі уражені органи містять до 10 млн. інфекційних одиниць на 1г, однак в них, за винятком головного мозку, не виявляється жодних патологічних змін.За деякими даними, максимум інфекційності досягається до 40-го дня, тобто задовго до клінічного захворювання у зовні цілком здорової тварини, коли ще не можна розпізнати хворобу і прийняти профілактичні заходи і лікування. З цієї обставини випливають труднощі ранньої діагностики і небезпека передачі інфекції з продуктами харчування.Експериментально доведено, що реплікація пріонового агента може відбуватися як в нейронах, так і в гліальних елементах. Деякі автори вважають, що астроцити та інші гліальні клітини, можливо, відіграють ключову роль в патогенезі пріонової інфекції. Це підтверджується високим рівнем цитокінів на пізній стадії захворювання. До того ж на лінійних мишах, у яких інфіковані були тільки гліальні клітини, отримана морфологічна картина спонгіозної енцефалопатії.Інфікованість органів імуногенезу підрозуміває перенесення інфекційного агента з кров’ю.Однак, ані в інкубаційному періоді, ані в преклінічній стадії, ані навіть у розпалі хвороби не знаходять біологічних зрушень в периферичній крові.Після внутрішньоцеребрального впровадження у тваринний організм пріон-протеїна PrP-Sc він починає вибірково накопичуватися у мозкові.Є докази існування транспорту PrP-с і PrP-Sc вздовж аксонів. Більшість клітинних пріонів протеїна приєднуються до зовнішньої поверхні мембрани клітин якорем глікопротеїдів після проходження через комплекс Гольджі.Подібно до інших протеїнів, ізоформа пріон-протеїна PrP-Sc проходить всередину клітини через щілини, які знаходяться на поверхні клітини.На відміну від клітинної ізоформи пріон-протеїна PrP-Sc накопичується в клітині.Імуно-електронномікроскопічні дослідження вказують на те, що накопичування PrP-Sc відбувається у структурах вторинних лізосом, які містять фігури мієліну, багаті фосфоліпідами. Після пошкодження лізосом і загибелі клітини пріони заселяють інші клітини. Внутрішньоклітинне накопичування PrP-Sc в головному мозкові виявляється спонгіформною дистрофією нейронів, загибеллю нервової клітини і реактивним астроцитозним гліозом, що і визначає нейроморфологію пріонових захворювань.Патоморфологія пріонових енцефалопатій.Нейропатологія пріонових хвороб людини характеризується 4 класичними мікроскопічними ознаками:— спонгіозними змінами;— втратою нейронів;— астроцитозом;— формуванням амілоїдних бляшок.Макроскопічно в усіх випадках пріонових енцефалопатій відзначене несуттєве зменшення маси головного мозку, в окремих спостереженнях мала місце помірна атрофія звивин, головним чином в осіб з пролонгованим перебігом захворювання.
Мікроскопічно пріонова спонгіформна енцефалопатія характеризується наявністю безлічі овальних вакуоль (спонгіоз) від 1 до 50 мікрон в діаметрі в нейропилю сірої речовини кінцевого мозку. Вакуолі можуть виявлятися в будь-якому шарі кори мозку. Це можуть бути окремі вакуолі або групи, поділені на ділянки.На парафінових зрізах вакуолі виглядають оптично порожніми, однак, в деяких з них при забарвленні гематоксиліном і еозином нерідко виявляється дрібна зернистість. Вакуолі можуть зливатися в мікроцисти (200 мікрон і більше), в результаті чого істотно спотворюється цитоархітектоніка кори. В цитоплазмі великих нейронів кори також може виявлятися вакуолізація.Окрім кори, спонгіозні зміни нейропилю і вакуолізація цитоплазми нейронів відзначаються за ходом всіх полів рогів Аммона, за ходом зубчастої фасції, в області підкоркових ядер, таламусі і корі мозочка.Втягнення в патологічний процес мозочка є найхарактернішим проявом цієї хвороби, хоча ступінь спонгіозу в ньому дуже варіабельний. Злиття вакуоль не характерне для мозочкових пошкоджень. Спонгіоз частіше представлений мікровакуолями діаметром 1-50 мікрон, які розташовані в молекулярному шарі.
Спонгіформні зміни постійно супроводжуються зменшенням числа нейронів різних відділів кори.В основному страждають нейрони III-VI шару. В окремих збережених нейронах відзначається вакуолізація цитоплазми, деякі нейрони зморщені, гіперхромні.Ступінь випадання нейронів корелює з вираженістю спонгіформних змін і відповідає тривалості захворювання.Описані ознаки поєднуються з проліферацією клітин астроглії.В проліферуючих астроцитах виявлені різні дистрофічні зміни, починаючи з вакуолізації цитоплазми і закінчуючи появою тучних форм з наступним клазматодендрозом.Мієлінові волокна кори залишаються збереженими.При тривалому перебігові захворювання найвираженіші вакуолізація і випадання нейронів, що супроводжується спонгіозним статусом, з широко поширеною в усіх відділах грубою вакуолізацією, повним колапсом кори головного мозку у вигляді нерегулярно спотвореного каркасу гліальної тканини з невеликими вкрапленнями збережених нейронів.Взагалі, чим триваліший перебіг хвороби, тим яснішими будуть мікроскопічні зміни. В базальних гангліях і таламусі виражена загибель нейронів може поєднуватися з гліозом і атрофією. В мозочку спостерігаються різкі дистрофічні зміни аж до загибелі зернистих клітин і клітин Пуркіньє. Збережені клітини Пуркіньє гіперхромні, набряклі, з явищами тигролізу і лізисом ядер. Мієлінові волокна, які прилягають до кори і ядерних груп мозочка, часто варикозно роздуті, з явищами фрагментації.Разом з тим, необхідно підкреслити, що демієлінізація волокон при всіх формах пріонових хвороб не спостерігається.Одною з морфологічних ознак пріонових енцефалопатій є наявність пріон-протеїнових (PrP) бляшок, які є у вигляді закруглених еозинофільних структур. Вивчення структури і топографії PrP бляшок має велике як теоретичне, так і практичне значення. Кількість, локалізація і навіть мікроскопічні ознаки бляшок варіюють при різних формах і типах пріонових енцефалопатій. Такі бляшки характерні для хвороби Куру. Багато авторів їх так і називають Куру-бляшки.
Рідше вони зустрічаються при спорадичній і родинній формі хвороби Крейтцфельда-Якоба, але дуже часто (більше 70%) — при її новій формі. В поодиноких спостереженнях їх описують при родинному фатальному безсонні.Дуже часто PrP амілоїдні бляшки локалізуються в клітинах зернистого шару кори мозочка, але можуть також розташовуватися в молекулярному шарі і в білій речовині.Вони, як правило, оточені блідо-рожевим ореолом. Інтенсивність забарвлення бляшок різна. Можливо, тому їх не завжди вдається виявити. Для цього використовують стандартні імуногістохімічні методи з PrP антитілами.У виявлених полімерах протеїну після забарвлення конго-рот, при поляризаційній мікроскопії спостерігається зелене подвійне променезаломлення.Спинний мозок візуально практично збережений.Лише інколи відзначають значне зменшення числа мотонейронів.Клініка всіх форм пріонової енцефалопатії може бути представлена різною неврологічною симптоматикою, зумовленою вакуолізацією і загибеллю нейронів (основний механізм дії пріонів на клітинному рівні) практично в будь-якому відділі сірої речовини мозку, включаючи мозочок. Типовими є:
- Розлади чутливої сфери: амнезія різного ступеня, втрата і спотворення чутливості, випадання функцій органів чуття.
- Порушення у руховій сфері: атаксія, нерухомість, атрофія м’язів, в тому числі дихальних, паралічі.
- Порушення психіки: втрата професійних навиків, депресія, сонливість, агресивність, зниження інтелекту аж до повного недоумства. Особливості.При розвитку клінічних проявів немає ні ознак запалення, ні біологічних аномалій в крові або в енцефало-арахноїдальній рідині, ні тестів неінвазивних, ні прямих, ні побічних, які б дозволили впевнено поставити діагноз. Електроенцефалограма сумнівна. Клінічний діагноз підтверджується тільки при гістологічному вивченні центральної нервової системи: спонгіоз з вакуолізацією нейронів, проліферація астроцитів і глії без ознак запалення і демієлінізації.(Матеріали досліджень і епідеміологія в Україні)За період з 1997 по 2000 рік було проведено наступний обсяг досліджень: створений банк даних випадків захворювань із летальним кінцем при яких не виключається пріонова етіологія (на основі аналізу 35602 історій хвороб та протоколів розтину); проведений ретроспективний клініко-епідеміологічний аналіз даних 124 померлих в комплексі із гістологічним дослідженням тканини головного мозку;здійснено серологічне обстеження 50 хворих з неврологічною патологією та 25 донорів на наявність антитіл до нейроантигенів та нейрофіламентів для з’ясування можливості їх використання при визначенні захворювання, підозрілого на пріонову інфекцію; проведено комплексне санітарно-епідеміологічне обстеження об’єктів (цеху медпрепаратів та цеху по виготовленню кетгуту Полтавського м’ясокомбінату), яки займаються виготовленням лікарських засобів із тваринної сировини з оцінкою ризику потенційного зараження пріонами персоналу.(за даними КОВАЛЬ ТЕТЯНИ ІГОРІВНИ, автореферат дисертації — 2001 року)
