ГЛАВА 7 ТРАНСМИССИВНЫЕ СПОНГИОФОРМНЫЕ ЭНЦЕФАЛОПАТИИ (ПРИОННЫЕ БОЛЕЗНИ)

Особая группа медленных конформационных инфекционных болезней человека и животных. Заболевания характеризуются длительным инкубационным периодом (месяцы и годы), постепенным прогрессированием своеобразных необратимых поражений ЦНС, приводящих к неизбежному летальному исходу.

Краткие исторические сведения

В марте 1954 г. исландский исследователь Бьерн Сигурдсон прочитал в Лондонском университете цикл лекций под общим названием «Наблюдения за тремя медленными инфекциями овец», в которых сформулировал главные особенности подобного рода инфекций:

- длительный инкубационный период (в течение месяцев и лет);

- медленно прогрессирующий характер течения;

- необычность поражения органов и тканей;

- неизбежный летальный исход.

Через 3 года на Новой Гвинее группа американских исследователей под руководством К. Гайдушека обнаружила новую инфекцию среди племен языковой группы форе, практиковавших ритуальные каннибальские обряды, известную сегодня под названием «куру». В 1960 г. Б. Сигурдсон обнаружил, что болезнь висна (типичная медленная вирусная инфекция) вызывает вирус, весьма сходный по многим характеристикам с группой хорошо известных онкорнавирусов. Вместе с тем в литературе постепенно накапливались данные об особой группе медленных инфекций человека и животных, патоморфология которых весь-

ма существенно отличалась выраженным своеобразием, проявляющимся только в поражении ЦНС, где на фоне первично-дегенеративных процессов развивается характерная картина формирования губкообразного состояния серого и (или) белого вещества головного, а иногда и спинного мозга, что может сопровождаться образованием амилоидных бляшек и выраженным глиозом. Американский молекулярный биолог С. Прузинер (1982) установил этиологию подобных заболеваний, и они получили название прионных, или трансмиссивных, спонгиоформных энцефалопатий.

Этиология

Возбудитель прионных заболеваний - это мутированная (инфекционная) форма низкомолекулярного белка, названного «прионный протеин» (PrP), «прион» (от англ. proteinaceous infectious particle - белковоподобная инфекционная частица). Нормальная спиралевидная форма PrP (PrPc) обнаружена в организме всех млекопитающих, в том числе и человека. Образование PrPc кодирует хромосомный ген PRNP, высокие уровни устойчивой экспрессии которого обнаруживают в нейронах (в 50 раз выше, чем в глии). PrPc участвует в передаче нервных импульсов в синаптических образованиях, играя определяющую роль в регуляции суточных (циркадианных) циклов активности и покоя в клетках, органах и тканях.

Мутация гена, кодирующего PrPc, программирует выработку его другой, мутированной плоской формы - PrPSc с измененными аминокислотами. Конверсия PrPc в PrPSc представляет собой посттрансляционный процесс, включающий глубокое конформационное изменение, лежащее в основе размножения инфекционных прионов. Эта форма обнаружена в организме людей и животных, больных прионными заболеваниями - трансмиссивными спонгиоформными (губкообразными) энцефалопатиями. PrPSc нейротоксичен, накопление этого белка и его фрагментов в нейронах ведет к апоптозу и гибели клеток.

PrPSc отличает высокая устойчивость к нагреванию, автоклавированию, высушиванию, УФО, γ-излучению, химическим дезинфектантам и переваривающему воздействию протеазы К. Известные антимикробные средства не влияют на инфекционность прионов.

Наибольшую концентрацию прионных белков обнаруживают в нейронах, но они могут содержаться и в других органах - легких, почках, поджелудочной железе, а также в лейкоцитах и тромбоцитах.

Таким образом, прионы представляют собой новый и принципиально отличный от ранее известных (бактерий, вирусов и т.д.) класс инфекционных агентов. Выяснение молекулярно-биологических механизмов образования инфекционного приона с новыми свойствами путем конформационной конверсии клеточного, физиологичного белка привело к обобщенному пониманию природы некой группы болезней, основу которой составили патологические состояния с объединяющим признаком - диспротеинозы с нарушением третичной структуры белков, причастных к этим заболеваниям. Эту новую нозологическую категорию назвали конформационными болезнями.

Эпидемиология

Резервуар и источник инфекционной формы прионов - это овцы и козы, у которых спонтанно может развиваться заболевание, известное под названием «скрэпи». Группа прионных заболеваний животных включает, кроме того, трансмиссивные спонгиоформные энцефалопатии норок, оленей и лосей, крупного рогатого скота, кошек и собак, антилоп, тигров, гепардов. Еще в 1936 г. экспериментально доказана возможность передачи скрэпи здоровым животным, в 1966 г. - передача куру от людей к шимпанзе. В 1986 г. в Великобритании зарегистрировали эпизоотию спонгиоформной энцефалопатии крупного рогатого скота (коровье бешенство), на пике которой (1992) регистрировали около 1000 случаев заболеваний коров в неделю. Заболевание отличали развитие прогрессирующей неврологической симптоматики и летальный исход. Источником инфекционного прионного белка оказалась мясокостная мука, приготовленная из субпродуктов и голов овец и применяемая для кормления животных.

Механизм передачи - преимущественно фекально-оральный. Известны случаи заражения человека при хирургических операциях, трансплантациях органов, прозекторских манипуляциях, а также при введении лекарственных препаратов, приготовленных из сырья животного происхождения. Специалисты Великобритании считают доказанным пищевой и контактный путь передачи атипичных случаев губкообразной энцефалопатии, зарегистрированных среди коров, кошек, собак и других животных, а также среди людей молодого возраста. При болезни Кройтцфельда-Якоба (БКЯ) наиболее опасны плохо проваренное мясо, сырые морепродукты (устрицы, моллюски), свиной, говяжий и бараний мозг, глазные яблоки овец.

Естественная восприимчивость людей

Естественная восприимчивость людей неизвестна. Предполагается генетическая предрасположенность к развитию заболевания. Постинфекционный иммунитет не изучен, поскольку заболевание, как правило, заканчивается летально.

Основные эпидемиологические признаки

В мире известно 6 прионных болезней животных и 4 - человека. Если во 2-й половине 1990-х годов эпизоотическая ситуация стала стабилизироваться за счет последовательного снижения заболеваемости в Великобритании (от 37 000 случаев в 1992 г. до менее 5 000 в 1997 г.), то в 2000 г. вновь произошло обострение ситуации за счет возросшего неблагополучия в других западноевропейских странах, прежде всего во Франции.

Случаи коровьего бешенства, помимо Великобритании, зарегистрированы в Ирландии, Нидерландах, Франции, Португалии, Швейцарии, Германии, Италии, Омане, Канаде, Дании и на Фолклендских островах. Все эти случаи были связаны с импортом зараженных животных или зараженной мясокостной муки. Распространенность куру ограничена горным регионом в восточной части Новой Гвинеи. Болезнь поражает преимущественно женщин и детей старше 4 лет, что связано с их значительно более частым вовлечением в акты ритуального каннибализма.

Прионные болезни человека могут проявляться как спорадические (составляют подавляющее большинство), наследственные (семейные) и инфекционные.

Основные эпидемиологические особенности БКЯ включают:

- убиквитарный характер распространения (в ряде европейских стран, в Австралии, странах Северной и Южной Америки и др.);

- примерно равномерную пораженность лиц обоего пола (хотя заболевания мужчин встречают несколько чаще);

- преимущественную заболеваемость взрослых, главным образом лиц пожилого возраста (среди заболевших лица в возрасте 30- 70 лет составляют около 90%).

У людей заболевания встречаются редко: с частотой 1 на 1 млн в общей популяции в год, однако в некоторых регионах (Словакия, Чили, Израиль) заболеваемость значительно выше (в эндемичных областях до 30 на 1 млн человек).

БКЯ считается инфекционной и передается от человека к человеку или обезьянам пищевым или контактным путем. По некоторым данным, максимум инфекционности достигается уже к 40-му дню после заражения, т.е. задолго до появления первых клинических признаков заболевания. Главная особенность современной эпидемиологии БКЯ - это увеличение числа случаев внутрибольничного заражения. Ятрогенная БКЯ зарегистрирована при применении препаратов инфицированного гормона роста человека, гонадотропина, твердой мозговой оболочки, трансплантата роговицы, нестерильных хирургических инструментов, вживлении нестерильных электроэнцефалографических электродов.

В марте 1996 г. Великобритания сообщила ВОЗ об обнаружении на ее территории 10 случаев смерти от нового варианта БКЯ, а в апреле того же года об одном таком случае сообщила Франция. В марте 1997 г. в Великобритании было выявлено еще 5 случаев нового варианта БКЯ. К 1998 г. стало известно уже о 24 случаях этого заболевания. Основными эпидемиологическими особенностями нового варианта БКЯ считают поражение лиц более молодого возраста (в среднем 26,3 года), чем при классической БКЯ, и более длительное течение заболевания (в среднем 14,1 мес). По трем генетическим маркерам прионы, полученные от животных, погибших в результате губчатой энцефалопатии кошачьих, оказались сходными с прионами, выделенными от больных новым вариантом БКЯ людей.

Патогенез

Предполагают, что ведущая роль в патогенезе спонгиоформных энцефалопатий принадлежит изменениям собственных белков организма человека и животных, в результате которых прионные белки PrP из нормальных и жизненно необходимых PrPc превращаются в измененные PrPSc. Репликация прионов представляет собой чрезвычайно сложный и малоизученный процесс. Первая молекула болезнетворной формы PrPSc, образовавшаяся предположительно вследствие мутации гена PRNP, кодирующего нормальный PrPc, или попавшая в организм из экзогенного источника, возбуждает цепную реакцию преобразования PrPc в PrPSc, что лежит в основе размножения инфекционных прионов. Выявлено, что взаимодействие PrPc и PrPSc лежит в основе увеличения численности прионов; вероятно, их измененная форма служит шаблоном для трансформации нормального PrP в PrPSc.

Механизмы действия прионов на клеточные мишени неясны. В последнее время показано прямое взаимодействие прионов с ДНК клетки, направленное на область, контролирующую репликацию митохондриальной ДНК. В условиях прогрессирующего амилоидоза, связанного с воздействием прионов, наблюдают снижение репликативных процессов в генерировании митохондрий и обеспечении энергетических основ деятельности нейронов в любом отделе серого вещества мозга. Следствием основного механизма действия прионов на клетки является вакуолизация и гибель нейронов. При вакуолизации серого вещества мозг визуально выглядит подобно губке (спонгиоформное перерождение). Этому основному процессу сопутствуют разрастание глии (астроглиоз) и гибель волокон белого вещества (лейкоспонгиоз). Известные прионные заболевания различаются прежде всего соотношением интенсивности спонгиоза, амилоидоза и глиоза в ткани мозга.

В экспериментах на лабораторных животных (грызунах и приматах) в различные сроки после их заражения (от 1 до 13 нед) установлена ранняя репликация прионов в селезенке, лимфатических узлах и других лимфоидных органах, откуда прионы по периферическим нервам достигают ЦНС. Патологические изменения в мозге появляются на 25-й неделе, а клинические проявления заболевания начинают отмечать минимум через 34 нед после заражения. В других пораженных органах (помимо головного мозга) не обнаруживают никаких патологических изменений.

Особый интерес представляет достаточное количество фактов, свидетельствующих о значительном сходстве патоморфологических изменений в ткани мозга при прионных заболеваниях и в процессе старения.

Клиническая картина

Известны следующие прионные болезни человека с доказанной инфекционностью:

- куру;

- БКЯ;

- синдром Герстманна-Штройсслера-Шайнкера;

- фатальная бессонница.

Обсуждается вопрос о целесообразности включения в эту же группу болезней Паркинсона, Альцгеймера, а также любых вариантов старческого слабоумия.

Инкубационный период заболеваний отличает исключительная продолжительность (может достигать 30 лет). Клинически они проявляются развитием неврологической и психоневрологической симптоматики с любыми сочетаниями симптомов, относящихся к одной или нескольким перечисленным ниже группам:

- расстройства чувствительной сферы (потеря и извращение чувствительности, выпадение функций органов чувств);

- нарушения в двигательной сфере (параличи, нарушения ходьбы, равновесия, обездвижение, атрофия мышц, в том числе дыхательных);

- нарушения психики с картиной типичного прогрессирующего старческого психоза (депрессия, сонливость, снижение интеллекта вплоть до полного слабоумия, галлюцинации, фобии).

В табл. 7-1 приведена краткая клиническая и патоморфологическая характеристика основных прионных заболеваний человека.

Таблица 7-1. Клинические фенотипы прионных болезней

Примечание.

По James A. Mastrianni, M.D., Ph.D., Raymond P. Roos, M.D. - Sem Neurology 20(3):337-352, 2000. © 2000 Thieme Medical Publishers, Inc.

Куру встречали у аборигенов Новой Гвинеи; описана как первая известная прионная болезнь человека. Она проявлялась симптомами поражения двигательной сферы ЦНС - парезами, параличами, а также прогрессирующим слабоумием в относительно молодом возрасте, представляющим наиболее патогномоничный признак этого заболевания. С прекращением людоедства заболевание исчезло.

• БКЯ - главный показатель степени риска заражения человека - проявляется в нескольких вариантах: спорадическом (85-95% всех случаев заболевания), семейном, ятрогенном и так называемом новом варианте. Спорадический вариант БКЯ первоначально проявляется усталостью, головной болью, апатией, головокружением, появлением поведенческих изменений. Через несколько недель или месяцев у 25% больных развиваются признаки деменции, атаксия (неустойчивость, пьяная походка), в небольшом проценте случаев - галлюцинации. В развернутой фазе заболевания характерно сочетание быстро прогрессирующих корковой деменции, атаксии, миоклонуса и изменений электроэнцефалограммы (классическая тетрада). Этому сопутствуют и другие признаки: слабость, невропатия, галлюцинации, офтальмоплегические расстройства.

Прогрессирование заболевания происходит быстро, больной оказывается прикованным к постели, у него пропадает речь, в течение определенного времени могут сохраняться непроизвольные движения. Болезнь не поддается лечению, и больной погибает в период от нескольких месяцев до 1,5 года.

•  Семейный вариант БКЯ связан с наследственной генной мутацией, отличается возможностью губковидных изменений мозга без развития амилоидоза. Заболевание начинается в молодом возрасте, прогрессирует медленнее. Наряду с основными клиническими проявлениями предыдущего варианта характерны:

◊  потеря памяти;

◊  дезориентация;

◊  быстро прогрессирующая деменция;

◊  пирамидные и экстрапирамидные знаки.

•  Ятрогенный вариант БКЯ может быть связан с применением некоторых фармакологических препаратов, полученных из ткани гипофиза (гормон роста, гонадотропин), проведением нейрохирургических и офтальмологических вмешательств (имплантация твердой мозговой оболочки, роговицы), предположительно с переливаниями крови и кровезаменителей. В клинической картине доминируют проявления мозжечковой атаксии.

•  Новый вариант БКЯ впервые был зарегистрирован в Великобритании и Франции в 1995 г. Заражение происходит через мясо, субпродукты и костную муку от коров, больных коровьим бешенством. Болезнь зарегистрирована преимущественно у молодых людей в возрасте от 16 до 48 лет. Характерны психические нарушения [депрессия и (или) психоз], прогрессирующее пошатывание в течение нескольких недель или месяцев, ранние устойчивые парестезии, хорея и (или) миоклонус, позднее развитие деменции. Патоморфологические изменения в головном мозге характеризуют развитие вакуолизации нейронов, образование амилоидных бляшек с ореолом губковидного изменения мозга (красные бляшки).

Болезнь Герстманна-Штройсслера-Шайнкера - это чрезвычайно редкая прионная болезнь человека.

Основные клинические особенности:

- мозжечковая атаксия;

- дизартрия;

- пирамидные и экстрапирамидные знаки;

- поздно развивающаяся деменция.

Заболевают лица моложе 50 лет, длительность болезни составляет от 2 до 10 лет.

Фатальная семейная бессонница

Во всем мире описано несколько десятков случаев, представляющих собой необычную форму прионных болезней, ее особенности:

- прогрессирующая неизлечимая бессонница;

- дизавтономия;

- эпизодические изменения АД и частоты сердечных сокращений;

- одышка;

- повышение температуры тела. Патоморфологические изменения при данном заболевании проявляются вакуолизацией нейронов и глиозом в таламической области, оливах, мозжечке.

В соответствии с рекомендациями ВОЗ для определения случаев различных вариантов БКЯ применяют следующие критерии.

•  Спорадическая БКЯ:

◊  Подозрительный случай.

<8> прогрессивная деменция и атипичная или неизвестная картина электроэнцефалограммы; <8> длительность болезни менее 2 лет;

<8> минимум 2 из 4 клинических признаков - миоклонус, расстройства зрения или деятельности мозжечка, пирамидная (экстрапирамидная) дисфункция, акинетический мутизм.

◊  Возможный случай.

<8> прогрессивная деменция и типичная энцефалограмма; <8> по крайней мере 2 из 4 приведенных выше клинических признаков.

◊  Подтвержденный случай.

<8> патоморфологическое подтверждение;

<8> иммуноцитохимически подтвержденный вестерн-блот (имму-

ноблот) на PrP; <8> фибриллы, ассоциированные со скрэпи.

•  Семейная БКЯ.

◊  Подтвержденный или возможный случай БКЯ.

◊  Подтвержденный или возможный случай БКЯ I степени родства.

◊  Нейропсихические расстройства и специфическая мутация PrP.

Примечание: в целях надзора этот вариант включает синдром Герстманна- Штройсслера-Шайнкера и фатальную семейную бессонницу.

•  Ятрогенная БКЯ.

◊  Прогрессирующий синдром расстройства деятельности мозжечка у реципиента, которому был назначен гормон гипофиза, полученный от трупа человека, или спорадический вариант БКЯ с известным фактором риска.

•  Новый вариант БКЯ (невропатология обязательна для постановки подтвержденного случая нового варианта БКЯ).

◊  Большое количество куру-подобных амилоидных бляшек, окруженных вакуолями (четко видимые на Н&&Е- и PAS-штаммах), значительные отложения прионного белка, выявляемые иммунохимическими методами, включая рельефные отложения в коре мозга и мозжечка (особенно в молекулярном слое).

◊  Губкообразные изменения особенно заметны в базальных ганглиях.

◊  Заметный таламический астроцитоз.

Дифференциальная диагностика

Прионную болезнь следует заподозрить у пациента любого возраста, от подросткового до глубокого старческого, при появлении и быстром прогрессировании деменции, беспорядочных движений, психических нарушений. Подозрения усиливает быстрое прогрессирование заболевания с развитием новых неврологических нарушений.

Дифференциальную диагностику проводят с рядом заболеваний неврологического профиля, а также с отравлениями ртутью, висмутом, литием.

Лабораторная диагностика

Существуют разнообразные группы методов лабораторного и инструментального исследования: заражение лабораторных животных, биохимические и патогистологические методы (биопсия и микроскопия срезов), электронная микроскопия, иммунофлюоресценция, ПЦР, электроэнцефалография, прижизненная биопсия мозга и др. Наиболее активно в настоящее время применяют морфологические исследования гистологических препаратов, биологических тканей, окрашенных кислыми красителями (конго красным), дающими характерное прокрашивание амилоида (золотисто-зеленое двойное лучепреломление). Разработаны методы иммуноблоттинга с применением специфичных

моноклональных АТ. В стадии разработки находятся методы ИФА для массовых обследований и методы ранней лабораторной диагностики заболеваний.

Лечение

Симптоматическое. Проводят исследования, направленные на разработку методов, способных блокировать трансформацию PrPc в PrPSc.

Эпидемиологический надзор

Активизация распространения прионных болезней животных и человека в разных странах обусловила необходимость разработки научных и организационных основ эпизоотолого-эпидемиологического надзора за этими инфекциями. В апреле 1996 г. Постоянный комитет Европейского регионального бюро ВОЗ внес рекомендацию приступить к проведению специальной программы для создания системы эпидемиологического надзора за БКЯ в 35 странах Европы, в том числе и в России. Международный характер угрозы, вызванной прионными болезнями, требует международного сотрудничества в области надзора, предотвращения и контроля за ними. ВОЗ предложила в качестве основы для национальных программ эпидемиологического надзора диагностические критерии для идентификации случаев БКЯ, оптимальные организационные принципы системы надзора, минимальный объем отчетных данных о выявленном случае БКЯ, рекомендации по анализу данных и основным направлениям использования полученной информации.

Профилактические мероприятия

В настоящее время в европейских странах, в том числе и в РФ, осуществляют ряд мероприятий по профилактике прионных инфекций. Учитывая высокое общественное значение распространения трансмиссивной спонгиоформной энцефалопатии крупного рогатого скота, в марте 1996 г. Европейским сообществом было принято решение о запрете экспорта из Великобритании скота, говядины и других мясопродуктов. Особую озабоченность вызывает проблема обеспечения безопасности лекарственных препаратов, медицинских изделий и косметических средств, получаемых из органов и тканей крупного рогатого скота, прежде всего в странах с зарегистрированными случаями трансмиссивной спонгиоформной энцефалопатии крупного рогатого скота. Во многих

странах применение естественного гормона роста прекращено, он законодательно заменен на искусственно получаемый рекомбинантный гормон роста. Министерство здравоохранения России разрабатывает нормативно-распорядительные документы, предусматривающие введение ограничений на использование в медицинских целях биологических жидкостей и тканей от лиц, ранее получавших гормоны гипофиза и (или) имеющих трансплантаты твердой мозговой оболочки, от лиц с БКЯ в семейном анамнезе. Планируется также введение эпидемиологического надзора за этим заболеванием на территории страны. Личная профилактика включает исключение из рациона непрожаренного мяса и морепродуктов, особенно мозга животных. Профилактику внутрибольничных заражений осуществляют путем соблюдения специального режима обработки инструментов, использования для трансплантации синтетических материалов или органов от человека.

ВОЗ на современном этапе рекомендует 3 типа обработки неодноразового медицинского инструментария:

- физическая обработка - автоклавирование при 134-138 °С в течение 18 мин;

- химическая обработка - замачивание в 1 Н растворе хлорной извести в течение 1 ч при 20 °С;

- химическая обработка - замачивание в 2,5-12,5% растворе хлорной извести в течение 1 ч при 20 °С.

Использованные материалы, связанные с лечением пациента с болезнью с Крейтцфельда-Якоба или больного, входящего в группу заражения БКЯ, немедленно сжигают. При любом порезе или проколе кожи медработника во время выполнения медицинских манипуляций больному БКЯ рекомендуют обработку раны медработника хлорной известью (12,5% концентрации) в течение 5-10 мин после тщательного промывания. При любом попадании в глаза зараженного материала необходимо тщательное и длительное промывание глаз водой или изотоническим раствором натрия хлорида. Экстренная профилактика заражения персонала не разработана.

Введенный на Новой Гвинее (1957) официальный запрет на ритуальное людоедство обусловил постепенное снижение заболеваемости куру в данном регионе.

Мероприятия в эпидемическом очаге

Мероприятия в эпидемическом очаге не регламентированы.