Донецкая Э.Г.-А., Зрячкин Н.И. Инфектология

––– Инфектология –––

инфекций, поражающих нервную систему и приводящих к летальному исходу.

Параллельно вопросами возникновения и этиологии новых инфекций занимались К. Гайдушек и В. Зигас, и в 1957 году они стали свидетелями возникновения и распространения заболевания в племенах па- пуасов-каннибалов, сохранивших традиции поедания головного мозга животных и умерших соплеменников, зараженного необычными белковыми частицами, природа которых была неизвестна. В дальнейшем это заболевание назвали куру – хохочущая смерть (тремор головы, рук, неконтролируемый смех, прыгающая походка). Исследователи начали активное изучение данной патологии, ее патогенеза и симптоматики.

В результате был выделен новый инфекционный агент – прион. Обнаружение этого инфекционного агента легло в основу открытия нового класса инфекционных болезней – конформационных, связанных с изменением третичной и четвертичной структуры белка (посттрансляционные изменения) (рис. 16).

Рис. 16. Неинфекционная (слева) и инфекционная формы белка

(https://autogear.ru/market/article.php?post=/article/214382/prionnyie- bolezni-prichinyi-simptomyi-diagnostika-lechenie)

Результаты изучения белковых агентов, вызывающих медленные инфекции с проградиентым течением, – прионов – дали возможность выявить их основные свойства:

–– 242 ––

––– Инфектология –––

б) при экзогенном поступлении в организм изоформы возникает приобретенная форма прионных болезней;

в) переход может произойти при мутациях в гене PRNP, которые способствуют образованию PrPSс из PrPс; так возникают наследственные формы прионных заболеваний.

В изоформе белок обнаруживается в организме людей и животных, страдающих прионными заболеваниями.

Первичная локализация прионов. Нервные клетки нашего орга-

низма постоянно синтезируют нормальный прионный белок. В норме PrPс синтезируется в эндоплазматической сети, далее проходит и скапливается в пластинчатом комплексе аппарата Гольджи и с секреторными пузырьками транспортируется к наружной поверхности клетки. Далее он встраивается в мембрану (мембранный прионный белок). Синтезированный PrPс переносится по аксону.

Инфекционный прионный белок (PrPSс) первично аккумулируется в клетках, скапливается в цитоплазматических пузырьках, а затем выходит из них во внеклеточное пространство, где принимает участие в формировании амилоидных бляшек и откладывается в синапсах коры головного мозга и мозжечка, что лежит в основе возникновения глубоких неврологических дефектов.

8.3. Функции прионов

Функции прионного белка изучены еще недостаточно. В настоящее времяизвестно,чтоонфункционируетвдвухформах:связаннойсмембранной и секретируемой.

Установлено, что нормальный прионный белок играет важную роль в выживании клеток Пуркинье – это крупные клетки, имеющиеся в большом количестве в коре мозжечка; участвует в передаче нервных импульсов; имеет большую значимость для поддержания «циркадианных» ритмов, регулирует суточные циклы активности и покоя; вовлекается в процессы регуляции внутриклеточного кальция в нейронах; выполняет функции трофического фактора для популяций нейронов.

–– 244 ––

––– 8. Медленные инфекции –––

8.4.Генетический контроль

Внастоящее время выделен и идентифицирован ген, который кодирует прионный белок, – PRNP, он расположен на коротком плече хромосомы 20. Высокий уровень экспрессии этого гена можно обнаружить в нейронах. В клетках других тканей уровень его экспрессии значительно ниже.

Установлено, что этот ген присутствует в геномах всех млекопитающих и птиц. При его удалении они становятся невосприимчивы к прионной инфекции.

Ген, кодирующий прионный белок, находится не в составе приона,

ав клетке. При проникновении в организм в виде изоформы, он дерепрессирует ген, кодирующий синтез приона, что приводит к накоплению инфекционных молекул в клетке.

Особи, лишенные гена PRNP, не заражаются прионами и не подверженыприонныминфекциям.Втожевремяувеличениеэкспрессиигена способствует возникновению прионной инфекции.

8.5.Механизм накопления прионных белков

Инфекционный белок PrPSс, попав в клетку или связавшись с ней (так как это поверхностный мембранный белок), путем белок-белковых взаимодействий способствует превращению нормального клеточного белка в изоформу.

Процесс накопления начинается с контакта двух молекул. Под влиянием молекулы инфекционного белка происходит трансформация контактирующей с ней одной молекулы нормального белка в ее инфекционную форму. В результате процесса образуются две молекулы инфекционного белка. Предположительно, в этом процессе принимает участие пока еще неизвестный белок Х, который выполняет функцию шаперона (белка, главная функция которого состоит в восстановлении нативной третичной или четвертичной структуры белка).

–– 245 ––

––– Инфектология –––

На следующем этапе уже под влиянием двух вновь образовавшихся молекул образуютсяещедве. Такимобразом, лавинообразноидетнакопление инфекционного белка.

В настоящее время доказано, что переход в изоформу носит посттрансляционный характер (возникает после синтеза молекулы), то естьвключает конформационные изменения. В данном процессе происходит изменение третичной или четвертичной структуры нормального исходного белка.

Следовательно, накопление инфекционного прионного белка происходит не в результате синтеза в зараженном организме молекул PrPSс de novo, а путем конформационных изменений уже синтезированных нормальных молекул PrPс под влиянием молекул инфекционного прионного белка.

8.6. Эпидемиология прионных болезней

Резервуар и источники заболеваний – овцы и козы (у которых спонтанноможетразвиватьсязаболевание–скрепи);реже–норки,оле- ни, лоси, кошки, собаки.

В 1986 году впервые в Великобритании была зарегистрирована спонгиоформная энцефалопатия крупного рогатого скота «коровье бешенство».

Источником прионного белка в данном случае оказалась мясокостная мука, приготовленная из субпродуктов и голов овец и применяемая для их кормления.

Механизм передачи – преимущественно фекально-оральный; пищевой и контактный пути передачи атипичных случаев губкообразной энцефалопатии встречаются среди коров, кошек, собак и других животных. Возможно заражение при хирургических операциях, трансплантации органов и при введении лекарственных средств.

При инфекционном поражении опасность представляют плохо проваренное мясо, свиной, бараний и говяжий мозг, глазные яблоки овец.

Восприимчивый коллектив неизвестен. Существует генетическая предрасположенность к развитию заболевания.

Основными нозологическими формами прионных болезней у людей считают:

–– 246 ––

–––8. Медленные инфекции –––

–болезнь Крейтцфельда – Якоба (естественный хозяин – человек);

–куру (естественный хозяин – человек);

–синдром Герстмана – Штреусслера – Шейнкера (естественный хозяин – человек);

–фатальнаясемейнаяинсомния–смертельнаясемейнаябессонница (естественный хозяин – человек).

У животных:

–скрепи (естественный хозяин – овцы и козы);

–трансмиссивная энцефалопатия норок (естественный хозяин – норки);

–губкообразная энцефалопатия крупного рогатого скота – коровье бешенство (естественный хозяин – коровы, быки);

–спонгиоформная энцефалопатия кошек (естественный хозяин – кошки).

Микробиологическая диагностика:

1)материалом для исследования в первую очередь являются ликвор, сыворотка крови, биоптаты;

2)методы диагностики:

–биохимические;

–патогистологические(посмертнаядиагностика)–дляобнаружения вакуолизации цитоплазмы отдельных нейронов или их скопления);

–исследование аутопсийного материала – выявляется Status spongiosus–формавакуолизациинервнойткани,признакицеребраль- ного амилоидоза, образование характерных амилоидных бляшек;

–микроскопические (электронная микроскопия) – проводится с целью выявления скрепи-ассоциированных фибрилл;

–иммунологические (иммуноблоттинг) с применением специфических моноклональных антител (МКА-15ВЗ);

–ИФА (вестерн-блоттинг);

–иммуноцитохимические с использование антисыворотки PrPс;

–генетические – анализ прионного гена (возможна пренатальная ДНК-диагностика);

–ПЦР – позволяет проводить анализ и локализацию мутаций гена

PRNP;

–биологическиеметодыдиагностики–использованиетрансгенных мышей, несущих ген, кодирующий нормальный PrPс человека (рекомендованы ВОЗ для проведения тестирования инфекционной активностиматериала,подозрительногонаконтаминациюприонами).

–– 247 ––

––– Инфектология –––

Профилактика и лечение. Прионные болезни не поддаются лечению лекарственными препаратами. В связи с этим лечение и профилактика основаны на следующем:

–предотвращении преобразования PrPс в PrPsc;

–ограничении процедур трансплантации твердой мозговой оболочки;

–запрещении переливания крови и назначения препаратов крови от больных;

–уничтожениимедицинскихинструментов,используемыхприлечении больных прионными болезнями.

8.7.Патогенез и особенности прионных инфекций

Прионные инфекции являются одновременно и инфекционными, инаследственнымиболезнями.Ведущаярольвпатогенезеспонгиоформных энцефалопатий принадлежит процессам изменения собственных белков организма человека и животных, результатом которых является превращение нормального прионного белка PrPc в изоформу PrPSс. До настоящего времени остается неясным механизм действия прионов на мишени. Однако доказано прямое взаимодействие прионов с ДНК клетки,котороенаправленонаобласть,контролирующую процессырепликации митохондриальной ДНК. Это приводит к снижению функций митохондрий и нарушению энергетических основ деятельности нейронов головного мозга.

Результатом действия прионов на клетки являются вакуолизация и гибель нейронов, что морфологически проявляется в спонгиоформном (губка) перерождении мозговой ткани; разрастании глии (астроглиозе); гибели волокон белого вещества (лейкоспонгиозе).

Врезультатемозгвизуальновыглядитподобногубке(губчатыеперерождения). Макроскопически определяется атрофия головного мозга.

Таким бразом, прионные болезни – это группа нейродегенеративных заболеваний человека и животных, которая представляет собой прогредиентные формы поражений мозга. Они относятся к «конформационным» болезням, вызванным нарушением процессов формирования пространственной структуры белков, приводящим к изменениям «клеточной физиологии». Наряду с прионными болезнями к «конфор-

–– 248 ––

––– 8. Медленные инфекции –––

мационным» относят также амилоидные заболевания, такие как болезни Альцгеймера, Паркинсона и т.д.

У прионных болезней существуют следующие общие характеристики:

–они не поддаются лечению лекарственными препаратами;

–в организме поддерживают медленно протекающие бессимптомные процессы;

–не способны вызывать острую форму инфекционного процесса;

–заканчиваются летально.

Длительность инкубационного периода прионных инфекций обусловлена величиной инфицирующей дозы и скоростью синтеза PrPSс

вклетках.

Спатоморфологической точки зрения все прионные инфекции – это спонгиоформные энцефалопатии, выражающиеся в дегенерации нейронов, уменьшении численности нейронов в корковых, подкорковых, стволовых образованиях. Кроме того, им свойственно наличие амилоидных бляшек, отсутствие воспалительных изменений, а также образование внутриклеточных вакуолей.

8.8.Клиника различных форм прионных инфекций

8.8.1. Болезнь Крейтцфельда – Якоба

Болезнь Крейтцфельда – Якоба – самое распространенное нейродегенеративное заболевание. Заболевание характеризуется прогрессирующей деменцией с симптомами поражения пирамидальных и экстрапирамидальных нервных путей. Это трансмиссивная губкообразная энцефалопатия.

Ятрогенныйвариантсвязансприменениемнекоторыхфармакологических препаратов (которые выделены из ткани гипофиза); проведением нейрохирургических и офтальмологических вмешательств (имплантация твердой мозговой оболочки, роговицы); переливанием крови и кровезаменителей.

Семейный вариант обусловлен наследственной генной мутацией. Он характеризуется возникновением губковидных изменений мозга без развития амилоидоза.

–– 249 ––