Определение и общие сведения
Прионные болезни - группа редких нейродегенеративных трансмиссивных заболеваний, характеризующихся прогрессирующим поражением головного мозга и летальным исходом.
Все прионные болезни связаны с накоплением аномального прионного белка в центральной нервной системе без специфического иммунологического ответа.
У человека известны 5 нозологических варианта прионных болезней:
- Болезнь Крейтцфельдта—Якоба (БКЯ) (спорадическая, семейная и ятрогенная формы) - спорадическая форма составляет 85% случаев прионных болезней, ятрогенная -5%;
- синдром Герстманна-Штреусслера-Шейнкера;
- семейная смертельная бессонница;
- куру;
- семейная альцгеймер-подобная прионная болезнь
Семейные, генетические формы стоставляют 5-15% случаев прионных болезней.
Этиология и патогенез
Этиологический агент прионных болезней человека и животных - белок, названный прионом - конформер (конформационная форма) нормального клеточного белка, обнаруживаемого в организме всех млекопитающих и человека.
В организме человека ген, кодирующий синтез клеточного прионного белка, обозначают как PRNP. Неинфекционный, "клеточный" прионный белок принято обозначать как PrPC (индекс "C" - начальная буква англ. слова cell - клетка). "Клеточный" прионный белок участвует в передаче физиологических сигналов, взаимодействуя с компонентами синапсов, то есть принимает участие в функционировании сигнальных систем клеток, в частности нейронов. Полупериод жизни PrPC составляет 4-6 ч.
Для обозначения конформационной формы клеточного прионного белка, имеющей инфекционные свойства, используют обозначение PrPSc. Инфекционность прионного белка обозначают первые буквы наиболее распространённой прионной болезни - скрепи - "Sc" (от англ. scrapie). Инфекционные формы прионов - низкомолекулярные (молекулярная масса 27-30 кДа) белковые частицы, иногда обозначаемые как PrP27-30, длина их полипептидной цепи составляет 253-254 аминокислотных остатка.
Процесс накопления инфекционного прионного белка обусловлен контактом двух молекул - исходного белка PrPC и инфекционного прионного белка PrPSc. В процессе взаимодействия с нормальным клеточным белком PrPC инфекционный белок индуцирует в нём структурные (конформационные) изменения и превращает его в себе подобный, необратимо инфекционный белок. Таким образом, процесс накопления инфекционного прионного белка происходит не в результате синтеза в заражённом организме молекул PrPSc, а вследствие конформационных изменений уже присутствующих в организме нормальных молекул PrPC. Процесс накопления инфекционного прионного белка носит лавинообразный характер.
Если клетки инфицируются одиночными инфекционными молекулами, число молекул PrPSc , образующихся в течение суток, достигает 500-1000, в течение года - до полумиллиона. Это неизмеримо меньше по сравнению со скоростью размножения бактерий и вирусов (многие миллионы частиц в течение часов), что объясняет большую длительность инкубационного периода прионовых болезней.
Прионы различных видов животных имеют серьёзные отличия в первичной структуре. Поскольку инфекционный прион только инициирует процесс конверсии нормального клеточного гомолога в PrPSc, в результате инфекционного процесса появляются прионы со свойственной только этому виду первичной структурой. Получены молекулярно-биологические доказательства преодоления прионами межвидовых барьеров и способности адаптироваться к новому хозяину, то есть доказана возможность передачи возбудителя прионных инфекций от животных к человеку.
Морфология прионов
Прионы в инфицированных клетках обнаруживают преимущественно в микросомальной фракции. Морфологически прионы в тканях организма представлены полимерной формой (агрегированные молекулы инфекционного прионного белка PrP27-30) и выглядят как палочковидные элементы (фибриллы). По ультраструктурным и гистохимическим свойствам они идентичны амилоиду, но этот амилоидоподобный материал неинфекционен, так как инфекционными свойствами обладают только индивидуальные молекулы прионов.
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 °C в течение 30 мин и инактивируются только при автоклавировании в течение 30 мин при 135 °C. 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
Характерно полное отсутствие иммунного ответа и воспалительной реакции организма-хозяина на инфекцию, что предопределяет хроническое, прогрессирующее без ремиссий, течение болезни.
Медленные вирусные инфекции центральной нервной системы неуточненные: Диагностика
Стандарт диагностики прионных болезней не разработан.
ЭЭГ
Установлено, что у 60-80% больных БКЯ выявляют 0,5-2,0 Гц генерализованные двух-трёхфазные комплексы, повторяющиеся с частотой 1 раз в секунду (сходные характеристики ЭЭГ бывают и при других патологиях головного мозга). Однако негативный результат ЭЭГ не может служить основанием для отмены диагноза БКЯ.
МРТ
Имеет невысокую диагностическую значимость, так как у 80% обследованных регистрируют неспецифические сигналы. Тем не менее МРТ позволяет выявить атрофию мозга, выраженность которой усугубляется по мере прогрессии заболевания.
Исследование СМЖ
Возможно проведение теста на наличие нейроспецифического белка 14-3-3. Данное исследование методом ИФА или вестерн-блоттинга демонстрирует хорошую чувствительность и специфичность при спорадических случаях БКЯ как на ранних, так и на поздних стадиях заболевания. При семейных формах и ятрогенной БКЯ этот метод менее информативен (специфичность около 50%).
Исследование крови
Возможна идентификация прионов методом иммуноблоттинга в периферических лимфоцитах.
Молекулярно-генетические исследования
В настоящее время разработаны методы иммуноблоттинга с применением моноклональных антител (МКА-15В3), позволяющих распознавать PrPSc и PrPC .
Применяют методы ПЦР, позволяющие проводить секвенирование генома человека и анализ локализации мутаций гена PRNP.
Исследование аутопсийного материала
Выявляют Status spongiosus (формы вакуолизации нервной ткани), признаки церебрального амилоидоза, образование характерных амилоидных бляшек.
Биологические методы диагностики
Трансгенные мыши, несущие ген, кодирующий нормальный PrP человека, рекомендованы ВОЗ для тестирования инфекционной активности материалов, подозрительных на контаминацию прионами.
Медленные вирусные инфекции центральной нервной системы неуточненные: Лечение
Лечение прионных болезней не разработано.
Профилактика
В отношении прионов эффективность способа инактивации можно считать доказанной только после обработки инфекционного материала инактивирующими агентами с последующим заражением интрацеребрально лабораторных животных этим обработанным образцом. Поскольку до сих пор не достигнуто единого мнения по вопросу о максимальной продолжительности инкубационного периода, пока невозможно и судить об отсутствии остаточной инфекционной активности обработанного инактиваторами образца. В настоящее время нет законодательно принятой методики титрования инфекционной активности прионов.
ВОЗ, на современном этапе рекомендует три типа обработки не одноразового медицинского инструментария:
-физическая обработка: автоклавирование при 134-138 °C в течение 18 мин;
-химическая обработка: замачивание в 1 Н растворе NaOH в течение 1 ч при 20 °C;
-химическая обработка: замачивание в 2,5-12,5% растворе хлорной извести в течение 1 ч при 20 °C.
Определённый риск представляет обработка патологоанатомических образцов, поэтому персоналу лабораторий строжайше вменяется в обязанность сжигать любой одноразовый инструментарий наряду с образцами исследуемого материала.
Источники (ссылки)
Инфекционные болезни [Электронный ресурс] / Под ред. Н.Д. Ющука, Ю.Я. Венгерова - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2010. - http://www.rosmedlib.ru/book/ISBN9785970415832.html
http://www.orpha.net
