Размещено на
12
Размещено на
Содержание
Прионы
История
Свойства молекул
Молекулярные основы патогенеза
Классификация
Этиология
Пути заражения
Прионы и медицинские инструменты
Прионные заболевания человека
Потенциальная опасность для человека
Исследования прионов дрожжей и других микромицетов
Критика
Литература
Прионы
Приомны (от англ. proteinaceous infectious particles -- белковые заразные частицы) -- особый класс инфекционных агентов, чисто белковых, не содержащих нуклеиновых кислот, вызывающих тяжёлые заболевания центральной нервной системы у человека и ряда высших животных (так называемые «медленные инфекции»).
Прионный белок, обладающий аномальной трёхмерной структурой, способен прямо катализировать структурное превращение гомологичного ему нормального клеточного белка в себе подобный (прионный), присоединяясь к белку-мишени и изменяя его конформацию. Как правило, прионное состояние белка характеризуется переходом б-спиралей белка в в-слои.
История
Во второй половине XX века врачи столкнулись с необычным заболеванием человека -- постепенно прогрессирующим разрушением головного мозга, происходящим в результате гибели нервных клеток. Это заболевание получило название губчатой энцефалопатии. Похожие симптомы были известны давно, но наблюдались они не у человека, а у животных (скрейпи овец), и долгое время между ними не находили достаточной обоснованной связи.
Открытие прионов тесно связано с историей открытия и становления учения о медленных инфекциях, когда в 1954 г. Б. Сигурдссон (Швеция) изложил результаты своих многолетних исследований массовых заболеваний среди овец, завезенных в 1933 г. из Германии на о. Исландия для развития каракулеводства. Несмотря на явные клинические различия и неодинаковую локализацию повреждений органов и тканей, шведский ученый сумел обнаружить среди изученных им заболеваний принципиальное сходство, которое в современном виде может быть суммировано в виде четырех главных признаков, отличающих медленные инфекции:
- необычно продолжительный (месяцы и годы) инкубационный период;
- медленно прогрессирующий характер течения;
- необычность поражения органов и тканей;
- неизбежность смертельного исхода.
Среди заболеваний овец была подробно исследована давно и хорошо знакомая во многих странах болезнь этих животных, известная под названием «скрэпи», полностью отвечавшая всем четырем характеристикам медленных инфекций.
Три года спустя на о. Новая Гвинея обнаружили и описали новое заболевание среди папуасов-каннибалов, которое известно сегодня под названием «куру». Болезнь носила массовый характер и успешной передачей сначала шимпанзе, а позднее и низшим обезьянам была доказана ее инфекционная природа. Очень скоро было выявлено большое сходство между эпидемиологий, клиническими проявлениями и патоморфологической картиной при куру у человека и при скрэпи у овец, на основании чего стало очевидным, что медленные инфекции могут поражать не только животных, но и людей.
Новый интерес к их изучению возник в 1996 году, когда в Великобритании появилась новая форма заболевания, обозначаемая как «новый вариант болезни Крейтцфельдта-Якоба (nvCJD)».
Важным событием было распространение «коровьего бешенства» в Великобритании, эпидемия которого была сначала в 1992--1993 годов, а потом и в 2001 году охватила несколько европейских государств, но тем не менее экспорт мяса во многие страны не был прекращён. Заболевание связывают с использованием «прионизированной» костной муки в кормах и премиксах, изготовленной из туш павших или заболевших животных, возможно, и не имевших явных признаков заболевания.
Пути переноса причинного фактора болезни, механизмы проникновения прионов в организм и патогенез заболевания изучены пока недостаточно.
В 1997 г. американскому врачу Стенли Прузинеру была присуждена Нобелевская премия за изучение прионов.
Свойства молекул
Прионовые белки млекопитающих не сходны с прионовыми белками дрожжей по аминокислотной последовательности. Несмотря на это, основные структурные особенности (формирование амилоидных волокон и высокая специфичность, препятствующая передаче прионов от одного вида организмов к другому) у них общие. Вместе с тем, прион, отвечающий за коровье бешенство, обладает способностью передаваться от вида к виду.
Молекулярные основы патогенеза
Предполагаемый механизм «размножения» прионов.
В ходе исследований мозговых тканей умерших от прионных инфекций животных было показано, что прионы не содержат нуклеиновых кислот, а представляют собой белки. Одним из первых охарактеризованных прионных белков стал PrP (от англ. prion-related protein или protease-resistant protein) массой около 35 кДа. Известно, что PrP может существовать в двух конформациях -- «здоровой» -- PrPC, которую он имеет в нормальных клетках (C -- от английского cellular -- «клеточный»), в которой преобладают альфа-спирали, и «патологической» -- PrPSc, собственно прионной (Sc- от scrapie), для которой характерно наличие большого количества бета-тяжей. При попадании в здоровую клетку, PrPSc катализирует переход клеточного PrPC в прионную конформацию. Накопление прионного белка сопровождается его агрегацией, образованием высокоупорядоченных фибрил (амилоидов), что в конце концов приводит к гибели клетки. Высвободившийся прион, по-видимому, оказывается способен проникать в соседние клетки, также вызывая их гибель.
Функции белка PrPC в здоровой клетке -- поддержание качества миелиновой оболочки, которая в отсутствии этого белка постепенно истончается. В норме белок PrPC ассоциирован с клеточной мембраной, гликозилирован остатком сиаловой кислоты. Он может совершать циклические переходы внутрь клетки и обратно на поверхность в ходе эндо- и экзоцитоза. Один такой цикл длится около часа. В эндоцитозном пузырьке или на поверхности клетки молекула PrPC может разрезаться протеазами на две примерно равные части.
До конца механизм спонтанного возникновения прионных инфекций не ясен. Считается (но ещё не полностью доказано), что прионы образуются в результате ошибок в биосинтезе белков. Мутации генов, кодирующих прионный белок (PrP), ошибки трансляции, процессы протеолиза -- считаются главными кандидатами на механизм возникновения прионов. Согласно недавно проведённым исследованиям прионы способны к дарвиновской эволюции за счёт действия естественного отбора.
Есть данные, дающее основание считать, что прионы являются не только инфекционными агентами, но и имеют функции в нормальных биопроцессах. Так, например, существует гипотеза, что через прионы осуществляется механизм генетически обусловленного стохастического старения.
Классификация
| Прионы млекопитающих -- возбудители губчатой энцефалопатии | |||||
| ICTVdb Code | Заболевание | Носитель | Название приона | PrP изоформа | |
| 90.001.0.01.001. | Скрейпи | Овцы и козы | Прион скрейпи | OvPrPSc | |
| 90.001.0.01.002. | Трансмиссивная энцефаломиопатия норок (ТЭН) | Норки | Прион ТЭН | MkPrPSc | |
| 90.001.0.01.003. | Chronic wasting disease (CWD) | Олени и лоси | CWD прион | MDePrPSc | |
| 90.001.0.01.004. | Губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (ГЭКРС) | Коровы | Прион ГЭКРС | BovPrPSc | |
| 90.001.0.01.005. | Губчатая энцефалопатия кошачьих (ГЭК) | Кошки | Прион ГЭК | FePrPSc | |
| 90.001.0.01.006. | Губчатая энцефалопатия экзотических копытных (EUE) | Антилопы и большой куду | EUE прион | NyaPrPSc | |
| 90.001.0.01.007. | Куру | Люди |
www.tnu.in.ua
ПРИОНЫ
Группу медленных инфекций составляют поражения ЦНС, проявляющиеся вакуолизацией серого вещества — так называемым губкообразным перерождением нервных тканей. Ему предшествует развитие первично-дегенеративных процессов при полном отсутствии воспалительных реакций. Своеобразие патоморфологической картины обусловило первичное название заболеваний — трансмиссивные спонгиоформные [от греч. spongia, губка] энцефалопатии. Было установлено, что их возбудители проходят через бактериальные фильтры, не размножаются на искусственных питательных средах, воспроизводят феномен интерференции, что дало основание отнести их к вирусам. Однако американский вирусолог Гайдушек установил, что эти «вирусы» обладают необычными свойствами, так как они оказались устойчивы к действию многих вирулицидных факторов, а материалом, полученным от погибших животных и людей, невозможно заразить клеточные культуры. В начале 80-х годов американский биохимик Прузинер установил, что возбудителем скрепи (спонгиоформной энцефалопатии овец и коз) выступает не аномальный вирус, а безнуклеиновый низкомолекулярный белок, названный им инфекционным прионовым белком или прионом. Дальнейшие исследования позволили установить, что прионы вызывают все известные спонгиоформные энцефалопатии. В настоящее время эти заболевания обозначают термином «прионовые инфекции».
Прионы [от англ. proteinaceous infectious (particle), белковоподобная инфекционная (частица)] – белковые инфекционные агенты, приводящие к развитию летальных неврологических заболеваний (губчатых энцефалопатии). Прионовые белки выделены как инфекционное начало скрепи у овец, спонгиоформной энцефалопатии крупного рогатого скота («коровье бешенство»), а у человека – куру, болезни Крбйтцфельдта-Якоба, синдрома Гёрстманна-Штрбйсслера-Шайнкера и фатальной семейной бессоницы. Прионы передаются инокуляционно или алиментарным путём не только между особями одного биологического вида, но и между животными разных видов, в том числе между животным и человеком. Нормальный прионовый белок – трансмембранный гликопротеин РrР°— кодируется одноимённым геном, функция этого связывающего медь гликопротеина неизвестна, его экспрессия нормально происходит в различных типах клеток. После трансляции матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК) полипептид РrР° подвергается α-спирализации, связывается с мембранами клеток и выполняет свои функции. Мутантные формы белка называют скрепиизоформными белками PrPSc(так как они впервые были выделены из нервных тканей овец, погибших от скрепи). РrР° вместо α-спиралей образуют структуры, устойчивые к воздействию детергентов и протеаз и формирующие амилоидоподобные нерастворимые отложения. Таким образом, патогенез прионовых болезней связан не с подавлением функций РrР°, а с изменением характера укладки полипептидной цепи, то есть изменением конформации белка. В результате формируются конгломераты в виде палочек или лент размером 25-550x11 нм. Эти прионовые формы белков устойчивы к кипячению, ультрафиолетовому (УФ) облучению, действию 70% этанола и формальдегида и сохраняются в тканях, фиксированных 10% формалином. Попадая в здоровый организм человека или животного, патологические конформеры способствуют постепенному отложению амилоидоподобных структур, в состав которых входят и нормальные белки РrР°.
куру ,
Куру — инфекционная прионовая болезнь, эндемичная для горных регионов востока Новой Гвинеи. Заболевание зарегистрировано среди папуасов языковой группы Форе, практиковавших ритуальные каннибальские обряды (употребление в пищу мозга жертв). Заболевание проявляется расстройствами функций мозжечка — нарушениями походки, координации движений, артикуляции, а также тремором [папуасское kuru, дрожать, трястись]. Болезнь длится 9-24 мес и заканчивается смертью больного. Инфекционная природа куру доказана группой Гайдушека, подтвердившей возможность заражения шимпанзе клетками мозга больного.
Лабораторная диагностика основана на внутримозговом заражении мышат-сосунков или хомяков, вслед за чем развивается специфическая клиническая картина болезни. Средства специфической лекарственной терапии отсутствуют; лечение симптоматическое и патогенетическое. Борьба с каннибальскими обрядами привела к практически полной ликвидации болезни.
www.ronl.ru
трансгенных лабораторных животных.
Открытие С. Прузинера заставило ученых говорить о новом типе наследственности - прионной, белковой наследственности, т.е. передача информации может происходить не только через химическую структуру генов. В настоящее время существование такой наследственности доказано как отечественными, так и зарубежными учеными. Для нас особенно важно, что здесь наблюдается передача от белка к белку структурной, трехмерной информации, в которой может кодироваться пространственная организация живых организмов (строение нашего тела, индивидуальные анатомические особенности разных людей, народов и рас).
Яркий пример - проведенные еще в первой половине XX века опыты по скрещиванию породистых лошадей с более выносливыми копытными животными - зебрами. Когда после ряда неудачных скрещиваний с зебрами-самцами кобыл вновь перевели на конезаводы, то у них от породистых жеребцов стали рождаться жеребята с окрасом, повторяющим вертикальные полосы зебры, чего у нормальных лошадей никогда не наблюдалось.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИОНОВ
В последние годы вопрос о биологическом значении PrPC был подвергнут
ревизии. На мышах, гомозиготных по потере гена PrPC, было показано, что эти
животные после рождения росли нормальными, но спустя 70 нед у них
развивались прогрессирующие симптомы атаксии, нарушалась моторная
координация и отмечалась экстенсивная потеря клеток Пуркинье. Авторы
сделали вывод о том, что PrPC играет важную роль в выживании клеток
Пуркинье. Помимо этого, указывается на роль PrPC в регуляции циркадианных
ритмов, на возможное участие PrPC в активации лимфоцитов и на его роль в
качестве трофического фактора для некоторых популяций нейронов. Сохранность
PrPC имеет значение для реализации нормальной функции синапсов. В последние
годы опубликованы данные, свидетельствующие о роли PrPC в регуляции сна и
продемонстрировано значение нарушения нормальной функции PrPC в
возникновении смертельной семейной бессонницы. В исследованиях in vitro
было также показано, что PrPC вовлекается в процессы регуляции содержания
внутриклеточного Са2+ в нейронах, Интенсивные исследования биологической
роли PrPC позволили прийти к заключению о значении нормального приона PrPC
в сохранении резистентности нейронов и астроцитов к окислительному стрессу.
Таким образом, за последние годы были значительно расширены
представления о биологической значимости PrPC. Было установлено, что PrPC
синтезируется в эндоплазматической сети и довольно быстро деградирует:
продолжительность его полураспада составляет всего 5 – 6 ч. Синтезированный
PrPC, проходя через аппарат Гольджи, транспортируется на поверхность
клетки, где он связывается с гликофосфатидилинозитолом. Синтезированный
PrPC в дальнейшем переносится вдоль аксона при помощи быстрого
антероградного транспорта. В отличие от PrPC инфекционный прионный белок
PrPC первично аккумулируется в клетках, накапливаясь в цитоплазменных
везикулах. Дальнейшее накопление PrPSc в синаптических структурах и
связанная с этим дезорганизация синапсов, возможно, являются причиной
развития глубоких неврологических дефектов и деменции.
Напомним, что заболевания, вызываемые прионами, характеризуются рядом
признаков, сочетание которых определяется биологическими особенностями их
возбудителей, это прежде всего длительный инкубационный период (от месяцев
до десятков лет), отсутствие воспалительных изменений, хронически
прогрессирующая патология, отсутствие ремиссий и выздоровления. Для
прионных болезней характерен ряд отрицательных признаков, которые не
наблюдаются при заболеваниях, вызываемых вирусами. К ним относятся
отсутствие продукции интерферона и нечувствительность к интерферону,
отсутствие в составе возбудителя инфекционных нуклеиновых кислот и
неспособность прионов интерферировать с вирусами. Для прионных болезней
характерны нечувствительность к иммуносупрессирующему или
иммунопотенцирующему действию АКТГ, кортизона, циклофосфамида, (-лучей,
антилимфоцитарной сыворотки, тимэктомии и спленэктомии, отсутствие влияния
адъювантов. Для прионных болезней характерна также интактность В- и Т-
клеток. Комбинация всех перечисленных признаков, каждый из которых не
является чем-то уникальным, и определяет своеобразие прионных болезней.
Получение новых данных в отношении биологических особенностей прионов
позволило заключить, что прионные болезни являются нейродегенеративными
заболеваниями, в возникновении которых фундаментальную роль играют
конформационные изменения, а сам механизм развития болезни является
беспрецед
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.
freepapers.ru
Алтайский государственный медицинский университет
Преподаватель: ________________
Выполнил: _____________________
Барнаул-2003
Введение
Прионные болезни – это группа нейродегенеративных заболеваний человека и животных. Клиническая феноменология большинства из них известна давно, в то время как концепция их этиологии разработана около 20 лет назад, когда был введен термин "прион" и обнаружен прионный белок (PrP). У человека известны 4 болезни, вызываемые прионами, которые манифестируют в виде инфекционных, спорадических и наследственных форм.
Кyру, регистрируемый в одном из племен Папуа Новой Гвинеи, возникает в результате употребления в пищу мозга умерших соплеменников во время ритуального каннибализма. Болезнь Крейтцфельдта-Якоба (БКЯ) возникает первично как спорадическое заболевание. Однако существует и ятрогенная БКЯ, развивающаяся в результате случайного инфицирования. Семейная БКЯ, синдром Герстманна-Штреусслера-Шейнкера (СГШШ) и фатальная семейная инсомния (ФСИ) являются доминантно наследуемыми прионными болезнями, связанными с мутациями прионного гена.
В последние годы интерес к прионным болезням резко возрос в связи с эпидемией трансмиссивной спонгиоформной энцефалопатии коров ("бешенство коров") в Англии, возбудителем которой является прион. Зарегистрированы 52 спорадических заболевания новым вариантом БКЯ, в основном в Англии. Его дебют отмечался в молодом возрасте, что нетипично для этого заболевания, а при патогистологическом исследовании мозга умерших больных были выявлены изменения, сходные с таковыми при спонгиоформной энцефалопатии коров. Это дало основание предположить о возможности заражения людей через продукты, производимые из мяса этих животных. Предположение подтвердилось, когда была установлена идентичность линий прионов, выделенных от больных, с новым вариантом БКЯ, и от коров с трансмиссивной спонгиоформной энцефалопатией.
Прионы – новый класс возбудителей инфекций
Установлено, что прионы являются мелкими белковыми инфекционными частицами, устойчивыми к ферментативной инактивации. Прогресс в понимании природы прионных болезней у человека связан с изучением возможности их передачи у животных и с выделением прионного белка в результате молекулярного клонирования его гена, который картирован на коротком плече 20-й хромосомы и обозначается PRNP, а также с созданием трансгенных мышей, экспрессирующих мутировавший PRNP.
Прионный белок контагиозен независимо от причин его возникновения. Это установлено экспериментальными исследованиями, когда животные заболевали при инокуляции экстракта мозга больных, умерших не только от инфекционных прионных болезней, но и от спорадических и наследственных их форм.
Классификация прионных болезней
Куру, ятрогенная форма и новый вариант БКЯ манифестируют как инфекции. Семейные формы БКЯ, СГШШ и ФСИ начинаются как наследственные болезни. Эти две группы заболеваний составляют не более 10% от числа всех наблюдений прионных болезней. Основная масса больных (90%) регистрируется как спорадическая форма БКЯ с частотой 1:1 000 000 в популяции.
Генетика прионных болезней
Всего обнаружено более 20 мутаций PRNP, достоверно связанных с наследственными прионными болезнями. Точечные мутации в кодонах 178, 180, 183, 200, 208, 210 и 232, а также 8-членные аминокислотные повторы в кодонах 51 – 91 связаны с семейной БКЯ, точечные мутации в кодонах 102, 105, 117, 145, 198 и 217 – с синдромом СГШШ, в кодоне 178 – с ФСИ.
Морфология
Результаты патоморфологического исследования мозга больных, погибших от прионных болезней, показали черты сходства и различия. Макроскопически определяется атрофия головного мозга, особенно значительная при БКЯ, степень которой влияет на продолжительность выживания. Гистологически выявляются спонгиоформная дегенерация, атрофия и утрата нервных клеток, астроцитарный глиоз, амилоидные бляшки, содержащие прионный белок, а также отсутствие воспалительных реакций.
При БКЯ указанные изменения регистрируются в коре головного мозга, стриатуме, таламусе, молекулярном слое мозжечка и верхней части ствола мозга, причем амилоидные бляшки обнаруживались в 5-10% случаев.
Новый вариант БКЯ характеризуется: – амилоидными бляшками, окруженными вакуолями; – спонгиоформными изменениями, больше проявляющимися в базальных ганглиях; – выраженным таламическим астроглиозом; – скоплением прионного белка, включая внутриклеточные отложения в церебральной и мозжечковой коре, особенно в молекулярном слое.
Патоморфологический диагноз СГШШ основывается на выявлении характерных амилоидных бляшек, дегенерации белых проводниковых систем, преимущественно спиноцеребеллярных трактов, и утраты нейронов по всему мозгу. При этом с разной частотой и степенью выраженности могут присоединяться спонгиоформные изменения и глиоз. Амилоидные бляшки при СГШШ чаще обнаруживаются в мозжечке.
При ФСИ отмечаются атрофия переднего и медиодорсального ядер таламуса, олив, различная степень глиоза церебральной и мозжечковой коры, отсутствие бляшек, нерезко выраженные спонгиоформные изменения.
Следует отметить, что ткани погибших от прионных болезней остаются контагиозными даже после их фиксации формалином.
Болезнь Крейтцфельдта-Якоба
Продромальные симптомы БКЯ, самой распространенной из указанной группы болезней, неспецифичны и возникают примерно у 30% больных. Они появляются за недели и месяцы до возникновения первых признаков деменции и включают астению, нарушения сна и аппетита, внимания, памяти и мышления, снижение массы тела, потерю либидо, изменение поведения.
Для первых признаков заболевания обычно характерны зрительные нарушения, головные боли, головокружение, неустойчивость и парестезии. У основной части больных постепенно развивается БКЯ, реже – острый или подострый дебют. Обычно болезнь начинается в возрасте 50-65 лет. Несколько чаще болеют мужчины.
Клинической тетрадой БКЯ являются подострая прогрессирующая деменция, миоклонии, типичные периодические комплексы наэлектроэнцефалограмме (ЭЭГ) и нормальный ликвор. Наряду с этим наблюдаются мозжечковые симптомы, расстройство зрительного восприятия, надъядерные глазодвигательные нарушения, а в далеко зашедших стадиях – припадки, экстрапирамидные и пирамидные нарушения, переднероговые симптомы. Большинство больных погибает в первый год болезни, редко – в течение 2 лет и позже.
Новый вариант БКЯ характеризуется более ранним, чем обычно, началом. Возраст больных колеблется от 16 до 40 лет. Между тем классическая БКЯ очень редка в возрасте до 40 лет – не чаще 2-3%. Клинически при новом варианте БКЯ в дебюте отмечаются психические нарушения в виде тревоги, депрессии, изменений поведения, реже – дизестезии лица и конечностей. Спустя недели и месяцы присоединяются неврологические нарушения, в основном мозжечковые. На поздних этапах болезни отмечаются нарушения памяти, деменция, миоклонии или хорея, реже – пирамидные симптомы. На ЭЭГ отсутствуют характерные для БКЯ изменения.
До недавнего времени кроме биопсии мозга с последующим исследованием биоптата на наличие прионного белка не существовало специфической диагностики БКЯ. Однако в последние годы для этих целей используется биопсия глоточной миндалины. Имеются сообщения о диагностике БКЯ с помощью моноклональных антител.
Наибольшее диагностическое значение из других методов исследования имеет ЭЭГ, при которой выявляется повторяющаяся трифазная и полифазная активность длительностью менее 200 мкВ, возникающая каждые 1-2 с. При компьютерной томографии головного мозга может определяться корковая атрофия. При магнитно-резонансной томографии иногда выявляются гиперинтенсивные сигналы в проекции базальных ганглиев или таламуса, при позитронной эмиссионной спектроскопии – региональное снижение метаболизма глюкозы, коррелирующее с патоморфологическими изменениями. Определенное диагностическое значение имеет обнаружение в ликворе больных БКЯ патологических белков 26 и 29 кDА и нейрональной специфической энолазы, особенно белка 14-3-3. Причем последний рассматривается в качестве маркера прионных болезней.
С целью прижизненной диагностики БКЯ и других прионных болезней человека и животных в России используется оригинальный метод индикации изменений в перевиваемых клетках нейроглии, вызываемых PrP Sc, а также исследование антител к нейрофиламентам.
Клинический диагноз БКЯ обычно основывается на наличии следующих симптомов: деменции, миоклонуса и периодических электрических всплесков на ЭЭГ у нелихорадящего 60-летнего больного. Наличие лихорадки, повышения СОЭ, лейкоцитоз в крови или плеоцитоз в ликворе должны настораживать врача в отношении иной этиологии заболевания центральной нервной системы.
Обращают на себя внимание клинические и патоморфологические особенности при семейной БКЯ, связанные с характером мутации. Так, при мутации в кодоне 178 происходит замена аспартата на аспарагин, что клинически характеризуется ранним началом болезни, относительно длительным течением (до 2 лет), нарушением памяти на ранних этапах патологического процесса, миоклонусом, отсутствием типичных изменений на ЭЭГ.
В случаях мутации в кодоне 200 (замена глютаминовой кислоты на лизин) клинически отмечается схожесть со спорадической БКЯ, но при морфологическом исследовании редко выявляются амилоидные бляшки. При 8-членных аминокислотных повторах отмечаются раннее начало (25-35 лет), асоциальное поведение, нарушения речи, координации движений и когнитивных функций, редко миоклонус и изменения на ЭЭГ. С увеличением числа повторов нарастает тяжесть клинических и морфологических изменений (при вставке с 10-11 повторами нарушения минимальны, при 12 повторах картина напоминает спорадическую БКЯ, при 13 и 14 повторах она сходна с СГШШ).
В документированных наблюдениях случайной передачи БКЯ инкубационный период составлял 1,5-2 года. Однако при передаче болезни через зараженные инструменты и при пересадке тканей инкубационный период может длиться до 10 лет. Причем БКЯ в этих случаях манифестирует в первую очередь нарушениями интеллекта.
Ятрогенная БКЯ, приобретенная при лечении экстрактами тканей, содержащими гормон роста и гонадотропин, проявляется мозжечковыми симптомами с более продолжительным инкубационным периодом – 5-17 лет (границы разброса – 4-30 лет).
В последние годы диагностика БКЯ унифицирована. В соответствии с этим выделяют достоверную, вероятную и возможную БКЯ.
Приобретенная БКЯ регистрируется при прогрессирующем мозжечковом синдроме у больного, получавшего гормоны гипофиза, а также при спорадической БКЯ, если в анамнезе имелись ситуации риска возникновения болезни, например, при трансплантации твердой мозговой оболочки или роговицы.
Семейная форма БКЯ регистрируется в случае достоверного или возможного диагноза БКЯ в сочетании с достоверным или возможным диагнозом БКЯ у ближайшего родственника, а также при нейропсихических нарушениях, сопряженных со специфическими для заболевания мутациями PrP гена, выявляемыми при исследовании лейкоцитов больных.
Синдром Герстманна-Штреусслера-Шейнкера
СГШШ описывается как семейное заболевание с аутосомно-доминантным типом наследования, в популяции регистрируется с частотой 1 случай на 10 000 000 населения. Болезнь начинается на 3-4-м десятилетии жизни и продолжается в среднем 5 лет.
Начальными симптомами СГШШ являются мозжечковые нарушения, позже присоединяется деменция, которая иногда может и не проявляться. В развернутой стадии болезни преобладают мозжечковые симптомы, но в некоторых семьях ведущими признаками могут быть экстрапирамидные нарушения, в других – параличи взора, глухота и слепота. Характерно отсутствие сухожильных рефлексов на нижних конечностях при наличии разгибательных патологических знаков. Редко наблюдаются миоклонии.
Для большинства генетических подтипов СГШШ характерна замена пролина на лейцин в кодоне 102 PrP гена. Клинически они характеризуются мозжечковой атаксией, миоклониями, афазией, аграфией, агнозией, пирамидными парезами, амиотрофиями, фасцикуляциями. Деменция развивается поздно.
Морфологически отмечаются амилоидные бляшки, негрубые спонгиоформные изменения, атрофия проводниковых систем спинного мозга и мозгового ствола, а также подкорковых ядер. Мутация в кодоне 105 (замена пролина на лейцин) зарегистрирована в Японии. У этих больных определяются спастический парапарез, эмоциональная слабость; морфологически – амилоидные бляшки в коре головного мозга, реже в мозжечке и подкорковых ядрах, грубый глиоз.
Замена аланина на валин в кодоне 117 отмечена в одной из азиатских семей и в американской семье немецкого происхождения. Для этих семей характерно нарастание с каждым поколением выраженности психических нарушений, пирамидной недостаточности и морфологических проявлений (амилоидные бляшки, нейрональная дегенерация, умеренные спонгиоформные изменения).
В семье из Индианы (США) описана мутация в кодоне 198 (замена фенилаланина на серин), которая клинически характеризуется деменцией, атаксией, паркинсонизмом, параличом взора на ранней стадии болезни; морфологически – амилоидными бляшками, нейрофибриллярными сплетениями, легкими спонгиоформными изменениями.
Мутация в кодоне 217 (замена глютамина на аргинин) описана в шведской семье. Клинически развивалась деменция, позже – атаксия, дисфагия, спутанность сознания; морфологически – нейрофибриллярные сплетения в neocortex, амилоидные бляшки в церебральной и мозжечковой коре.
Фатальная семейная инсомния
ФСИ – аутосомно-доминантное заболевание, характеризующееся некурабельной прогрессирующей бессонницей, симпатической гиперактивностью (гипертензией, гипертермией, гипергидрозом, тахикардией), тремором, атаксией, гиперрефлексией, миоклониями, нарушениями внимания, памяти, дезориентацией, галлюцинациями.
Болезнь начинается в возрасте от 25 лет до 71 года. У больных нарушены циркадианные ритмы секреции мелатонина, пролактина, гормона роста, АКТГ и кортизола. У всех описанных больных (около 40) выявлена мутация в кодоне 178. Установлены 2 фенотипа ФСИ, обусловленные гаплотипом кодона 129 в нормальном аллеле (129 Met/Met или 129 Met/Val), которые отличаются по клиническим и патологоанатомическим признакам.
В последние годы описано 5 спорадических случаев ФСИ без мутации в кодоне 178, но с характерными для нее изменениями в головном мозге.
Куру
Куру – заболевание, сыгравшее главную роль в развитии концепции трансмиссивных спонгиоформных энцефалопатий человека.
Для куру характерны атаксия, тремор и деменция. Смерть наступает примерно через 12 мес. Однако в настоящее время это заболевание имеет скорее исторический интерес, поскольку традиции каннибализма у племен восточных высокогорий Новой Гвинеи исчезли.
Прионы и видовой барьер
Следует отметить, что замена аминокислот в PrP приводит не только к врожденным прионным болезням. С ними связано существование и видовых барьеров. В последние годы появились прецеденты прорыва этого барьера. Так, прионные заболевания стали регистрироваться у животных, у которых в обычных условиях эта патология не наблюдается (у содержащихся в неволе обезьян и жирафов), что связывается с их кормлением продуктами, из тканей животных – традиционных носителей патологической формы прионного белка (овцы, козы).
Теоретически и практически важный вопрос о наличии видового барьера и о возможности межвидового переноса прионных инфекций обсуждается в литературе. Указывается, что на межвидовой перенос инфекта влияют два фактора:
1) эффект вида донора, связанный с различиями в последовательностях гена PrP у двух видов – донор-реципиент;
2) штаммовые особенности приона, влияющие на легкость или сложность преодоления межвидового барьера.
По мнению J. Collinge et al., даже существование высокоэффективного видового барьера между крупным рогатым скотом и человеком не может исключить переноса инфекции у немногих людей.
Клиническое, гистологическое и электронно-микроскопическое изучение инфекционного процесса у норок, являющихся природным хозяином возбудителя, и инфекционного процесса, вызванного у норок заражением агентом скрепи (природный хозяин – овца), показало сходство по всем изучаемым параметрам.
Пассирование агентов трансмиссивных энцефалопатий от одного вида к другому может также непредсказуемо изменить инфекционный спектр каждого конкретного приона.
Лечение
Лечение прионных болезней не разработано. Традиционные противовирусные средства, такие, как амантадин, интерфероны, пассивная иммунизация и вакцинация человека и животных, оказались неэффективными.
По лимитированным данным, амфотерицин, НРА-23 (ингибитор синтеза вирусного гликопротеида) и кортикостероиды увеличивают инкубационный период при экспериментальном скрепи, а некоторые антибиотики несколько удлиняют жизнь больных животных.
Брефелдин А, разрушая аппарат Гольджи, препятствует синтезу PrPSc в инфицированной культуре клеток. Блокаторы кальциевых каналов, в частности NMDA-рецепторов, способствуют более длительному выживанию инфицированных нейрональных культур.
Профилактика
В настоящее время осуществляется ряд мероприятий по профилактике прионных инфекций. Вводятся ограничения на использование лекарственных препаратов, приготовленных из тканей крупного рогатого скота. Прекращено производство гормонов гипофиза животного происхождения. В ряде стран введены ограничения на трансплантацию твердой мозговой оболочки.
Поскольку передача от человека к человеку предполагает прямую инокуляцию инфекционного материала, при работе с биологическими жидкостями больных необходимо использовать резиновые перчатки.
Инструменты рекомендуется дезинфицировать автоклавированием при температуре 132оС в течение 1 ч, а при температуре 121оС – 4,5 ч или погружением в раствор гидроксида натрия 1н на 1 ч при комнатной температуре.
Заключение
Таким образом, изучение прионов и связанных с ними заболеваний является новой быстроразвивающейся областью биомедицинских исследований.
Весьма вероятно, что основы знаний, полученных при изучении прионных болезней, можно будет применить для выяснения причин других, более распространенных нейродегенеративных заболеваний, таких, как болезнь Альцгеймера, боковой амио-трофический склероз, болезнь Паркинсона.
Уже сейчас имеется возможность определить группу риска возникновения врожденных прионных болезней задолго до проявления неврологических нарушений. В связи с этим встает настоятельная необходимость разработки эффективной терапии. Однако насколько быстро возможность лечения прионных болезней станет реальностью, зависит от успехов молекулярной и клеточной биологии, а также химии белка, что дает возможность расшифровки процессов репликации прионов и раскрытию патогенетических механизмов этих болезней.
Л и т е р а т у р а
makvlad.narod.ru
