Физико-химические свойства прионов

Для прионов характерен необычно высокий уровень резистентности к химическим и физическим факторам, нетипичный даже для термостабильных белков. Прионы стабильны при температуре 90 °С в течение 30 мин и инактивируются только при автоклавировании в течение 30 мин при 135 °С. Инфекционные молекулы прионов гидрофобны и имеют выраженную тенденцию к агрегации между собой и с клеточными белками и структурами. Прионы (PrPSc) резистентны к следующим физическим воздействиям и реагентам: альдегидам, нуклеазам, органическим растворителям, неионным и ионным детергентам, ультрафиолетовому облучению и ионизирующей радиации.

Патогенез прионных болезней

Первично репродукция прионов осуществляется в дендритных клетках, лимфатических железах, селезёнке и тимусе. PrPSc аккумулируется в клетках, накапливаясь в цитоплазматических везикулах. Прионы могут распространяться путём аксонального транспорта, из селезёнки через грудной лимфатический проток и далее по нервным стволам, наступает поражение головного мозга и верхних отделов спинного мозга. Штаммовые различия проявляются в длительности инкубационного периода, топографии поражаемых структур мозга, специфичности по отношению к хозяину.

Характерно полное отсутствие иммунного ответа и воспалительной реакции организма-хозяина на инфекцию, что предопределяет хроническое, прогрессирующее без ремиссий, течение болезни.

Прионы индуцируют апоптоз инфицированных клеток. Доказана способность молекул PrPSc создавать блокаду репликации генома митохондрий и вызывать их дегенерацию. Накопление PrPSc в синаптических структурах и связанная с этим дезорганизация синапсов, возможно, служат причиной развития глубоких неврологических дефектов и деменции. В морфологическом плане отмечают общие черты у всех прионных болезней. Вследствие повреждающего действия прионов происходит вакуолизация и гибель нейронов, в результате чего мозг визуально выглядит подобно губке (спонгиоформное перерождение). Макроскопически определяют атрофию головного мозга. Гистологически выявляют спонгиоформную дегенерацию, атрофию и утрату нервных клеток, разрастание глии (астроцитарный глиоз), гибель волокон белого вещества (лейкоспонгиоз), амилоидные бляшки, содержащие прионный белок, а также отсутствие воспалительных реакций. Заболевания данной группы патогистологически отличаются соотношением интенсивности спонгиоза, амилоидоза и глиоза в мозговой ткани, кроме того, у каждой из этих болезней имеются существенные клинико-эпидемиологические особенности. В отличие от вирусных медленных инфекций отсутствует процесс демиелинизации.

Классификация прионных болезней

У человека известны 4 нозологических варианта прионных болезней:

• болезнь Крейтцфельда-Якоба (спорадическая, семейная и инфекционные формы) - ятрогенная и новый вариант:

• синдром Герстманна-Штреусслера-Шейнкера;

• семейная смертельная бессонница;

• куру.

Болезнь Крейтцфельдта — Якоба

Это преимущественно спорадическое нейродегенеративное заболевание, характеризующееся:

•быстро прогрессирующей деменцией

•миоклонией

Относится к числу редких заболеваний (примерно 1 случай на 1 000 000 населения в год).

Чаще всего болеют лица в возрасте 60—65 лет, но описаны случаи заболевания в более молодом или пожилом возрасте. Мужчины болеют несколько чаще женщин.

Выделяют три формы заболевания:

•спорадическую

•семейную

•ятрогенную

Ятрогенная болезнь Крейтцфельдта — Якоба передается чаще всего:

•при хирургических операциях (пересадке твердой мозговой оболочки или роговицы, случайном использовании зараженных нейрохирургических инструментов или электродов)

•при введении гормона роста или гонадотропина, полученных из экстракта гипофиза, содержащего прионы

Описаны единичные случаи заражения патологоанатома, производившего вскрытие больного с болезнью Крейтцфельдта—Якоба, инейрохирурга, контактировавшего с твердой мозговой оболочкой больного.

Семейные случаи болезни составляют примерно 10 % от общего числа случаев ее и связаны с мутацией гена PRNP (в кодонах 178, 200, 210), приводящей к конформационным превращениям РгР.

Происхождение спорадических случаев, составляющих подавляющее большинство случаев, остается неясным. Передача инфекции при бытовых контактах с больными с болезнью Крейтцфельдта-Якоба маловероятна. Полагают, что спорадические формы могут быть вызваны спонтанной конверсией РгРс в PrPSc или соматической мутацией гена РгР, но специфических мутаций РгР при спорадической болезни Крейтцфельдта-Якоба не обнаружено, а аминокислотная последовательность патологического прионного белка, выделенного от больных, идентична нормальной клеточной изоформе РгРс. Молекулярно-генетические исследования показывают, что на восприимчивость к прионным заболеваниям влияет генетический полиморфизм по кодону129 РгР, который может кодировать валин или метионин.

В Англии и Франции зарегистрировано около 20 спорадических случаев атипичной болезни Крейтцфельдта—Якоба с необычными клиническими и патоморфологическими проявлениями. Заболевание дебютировало в молодом возрасте (до 40 дет) психическими расстройствами, к которым быстро присоединялся прогрессирующий мозжечковый синдром, но при этом на ЭЭГ отсутствовали характерные для болезни Крейтцфельдта—Якоба изменения, а деменция и миоклонии развивалисьна поздней стадии заболевания. Летальный исход развивался через 7—23 мес. Патоморфологически данные случаи более походили на куру, так как у всех больных выявлялись характерные для куру амилоидные бляшки, окруженные спонгиформными изменениями. При детальном патологическом исследовании были выявлены изменения, аналогичные тем, которые обнаружены у макак, зараженных спонгиформной энцефалопатией коров (коровьим бешенством), эпидемия которой наблюдалась в предшествовавший период в Англии. Это дало основание связать указанные случаи с употреблением в пищу зараженных продуктов, полученных от больных коров. Принято считать, что заражению противодействует существование межвидовых барьеров, но в последние годы отмечены прецеденты прорыва это гобарьера. Так, прионовые заболевания стали регистрироваться у животных,у которых в обычных условиях эта патология не наблюдается (у содержа-щихся в неволе обезьян, жирафов), что связывают с добавлением в их корм продуктов из тканей животных — носителей патологической формы прионового белка (овцы, козы, коровы).

Патоморфология

Патоморфологическими маркерами являются:

•спонгиформная дегенерация

•астроглиоз

•в некоторых случаях спонгиформную дегенерацию обнаружить не удается

•выявляется также уменьшение численности нейронов (изменения наиболее выражены в коре большого мозга, полосатом теле, таламусе, мозжечке)

•белое вещество полушарий большого мозга, мозговой ствол и спинной мозг страдают редко

•амилоидные бляшки выявляются только в 10—15 % случаев

На основе распределения патологических изменений выделено 5 подгрупп заболевания:

•тип Якоба (кортико-стриато-спинальная форма)

•тип Гейденгайна с преимущественным поражением затылочнойкоры

•диффузный тип (тип Штерна и Гарсена) с преимущественным пора-жением базальных ядер и таламуса

•атактический тип (Броунелла-Оппенгеймера) с преимущественнымпоражением мозжечка

•панэнцефалический тип с поражением как серого, так и белого вещества

Клиника

В большинстве случаев заболевание начинается исподволь, но примерно в 10 % случаев отмечается острое начало, что дает основание для ошибочной диагностики инсульта.

Иногда дебютным проявлением заболевание бывает делирий.

Чаще всего начальными симптомами являются:

•головная боль

•головокружение

•астения

•нарушения сна

•булимия или анорексия

•уменьшение массы тела

•снижение либидо

•нелокализованные боли

В зависимости от преимущественной локализации поражения в дебюте заболевания могут доминировать:

•психические изменения

•зрительные расстройства

•мозжечковая атаксия

Психические нарушения включают:

•постепенно нарастающие расстройства внимания, памяти, мышления, зрительно-пространственных функций, общую замедленность психической деятельности

•появляются изменения в поведении в виде апатии, депрессии, раздражительности, некритичности, эмоциональной лабильности

•возможны эпизоды дезориентации, зрительных галлюцинаций, параноидный синдром.

•у части больных развиваются выраженные колебания психической деятельности с преходящими эпизодами гипореактивности

•в конечном итоге развивается деменция, которая обычно имеет смешанный корково-подкорковьгй характер

Зрительные нарушения включают: диплопию, нечеткость зрения, ограничение полей зрения, зрительная агнозия. С преимущественным поражением теменно-затылочной коры может быть связано развитие синдрома Балинта.

Мозжечковая атаксия с нарушением ходьбы, дискоординацией в конечностях, нистагмом, тремором, дизартрией возникает примерно у трети больных уже в начале заболевания.

У 90 % больных развивается мультифокальная корковая миоклония с подергиваниями различных групп мышц, которые провоцируются сенсорными стимулами, но могут возникать и спонтанно. Типичны подергивания отдельных пальцев. Миоклонии обычно сохраняются вплоть до смерти больного, эпилептические припадки возникают редко, обычно на поздней стадии.

Экстрапирамидные нарушения бывают представлены тремором, хореоатетозом, примерно у 2/3 больных развивается акинетико-ригидный синдром.

У части больных выявляются признаки поражения центральных или перифирических мотонейронов, надъядерная офтальмоплегия, атрофия зрительных нервов.

На поздней стадии заболевания нередко развивается акинетический мутизм, в терминальной стадии — кома.

Диагноз

В пользу болезни Крейтцфельдта — Якоба свидетельствуют:

•подострая прогрессирующая деменция

•миоклонии

•типичные периодические комплексы на ЭЭГ

В то же время для заболевания не характерны:

•лихорадка

•повышение СОЭ

•лейкоцитоз в крови

В развернутой стадии заболевания у 75—95 % больных выявляются очень важные для диагноза типичные изменения на ЭЭГ:

•высокоамплитудные трехфазные или полифазные острые волны (1—2 Гц) на фоне общего замедления и уплощения электрической активности

•периодические острые волны часто асимметричны и имеют тенденцию к замедлению с прогрессированием заболевания

Периодические острые волны возникают синхронно с миоклониями, но регистрируются и в их отсутствие.

Изменения ЭЭГ при болезни Крейтцфельдта — Якоба столь характерны, что могут помочь в установлении не только топического, но и нозологического диагноза.

При исследовании ЦСЖ:

•патологии чаще всего не выявляется

•иногда бывает слегка повышен уровень белка (обычно не более 1 г/л)

•у части больных в ЦСЖ повышено содержание IgG или выявляются олигоклональные антитела

При обнаружении плеоцитоза в ЦСЖ следует думать об ином заболевании.

При КТ:

•у части больных выявляется атрофия полушарий большого мозга (с расширением корковых борозд, желудочков и цистерн) и мозжечка

•в части случаев изменений выявить не удается

При МРТ можно обнаружить гиперинтенсивные (в Т2-режиме) зоны в проекциибазальных ядер или таламуса.

Выраженность деменции не соответствует тяжести церебральной атрофии.

Достоверный диагноз болезни Крейтцфельдта — Якоба в настоящее время возможен лишь с помощью биопсии мозга, которая позволяет выявить не только характерные патоморфологические изменения, но также присутствие РгР в амилоидных бляшках и патологической изоформы РгР-Sc в гомогенате мозга, что подтверждается с помошью специальных иммуноцитохимических методов.

В случае наследственных форм диагноз устанавливают на основании молекулярно-генетического анализа ДНК лейкоцитов периферической крови.

Определенное диагностическое значение имеет обнаружение в ЦСЖ мозгового белка 14-3-3, но этот метод обладает не очень высокой специфичностью. С целью прижизненной диагностики болезни Крейтцфельдта—Якоба и других прионных болезней человека иживотных в России разработан метод индикации изменений в перевиваемых клетках нейроглии, вызываемых PrPSc, а также исследование антител к нейрофиламентам.

Дифференциальный диагноз

Проводят с:

•метаболическими или токсическими энцефалопатиями (гипоксическая, уремическая или печеночная энцефалопатия, интоксикация литием), которые легко можно исключить спомощью анамнеза и лабораторных исследований.

•болезнь Альцгеймера может иногда сопровождаться миоклонусом, но обычно отличается более длительным течением и отсутствием двигательных и зрительных нарушений

•труден дифференциальный диагноз с изолированным ангиитом ЦНС, но он нередко сопровождается миоклонией, имеет ступенеобразное развитие симптоматики, постоянные головные боли, воспалительные измененияпри КТ и МРТ, изменения сосудов при ангиографии

•нейросифилис и криптококковый менингоэнцефалит могут проявляться синдромом миоклонической деменции, но легко отличимы от болезни Крейтцфельтдта-Якоба по данным ЦСЖ

•прогрессирующую миоклоническую атаксию отличает менее острое течение и более выраженный эпилептический синдром

•иногда болезнь Крейтцфельдта-Якоба может внешне напоминать болезнь Паркинсона, прогрессирующий надъядерный паралич или ПМЛ, но быстрое нарастание симптомов исключает эти заболевания

•ВИЧ-энцефалопатия протекает более медленно и обычно развивается на фоне признаков иммунодефицита и при положительной серологической реакции.

Лечение

К настоящему времени специфического лечения не разработано.

Прогноз

Заболевание приводит к смерти в течение года. В 10 % случаев смерть наступает быстрее, в течение нескольких недель или месяцев. У 5—10 % больных заболевание протекает в течение 2 лет и более. Среднее время выживания около 8 мес, 90 % больных умирает в течение первого года.

Профилактика

•Учитывая возможность заражения, необходимо соблюдение мер безопасности при контакте с больным с болезнью Крейтцфельдта—Якоба.

•Следует учитывать, что возбудитель резистентен к формалину, алкоголю, УФО и кипячению.

•Нет необходимости помещать больных в отдельный бокс, но после осмотра больного необходимо тщательно вымыть руки с мылом.

•Все инструменты (иглы, игольчатые электроды) после контакта с больным нужно тщательно обработать или уничтожить.

•Инструменты рекомендуется дезинфицировать путем парового автоклавированияпри температуре 132 °С в течение 1 ч, при температуре 121 “С в течение 4—5 ч или помещения в раствор гидроксида натрия (IN или более концен-трированный) на 1 ч при нормальной температуре.

•При работе с биологическими жидкостями больных необходимо использовать резиновые перчатки.

•Проведение биопсии мозга или вскрытие выполняют по специальным правилам.

•Нужно учитывать, что наиболее контагиозны ткани головного и спинного мозга, глаз.