КОНСУЛЬТАНТ

ПРІОНОВІ ХВОРОБИ

Проблемний огляд для загальних лікарів

Пріонові хвороби (ПХ) — це група нейродегенеративних захворювань людини і тварин, які викликаються інфекційними білками (пріонами). Ці захворювання пов’язані з порушенням метаболізму і накопиченням у клітинах ЦНС названих білків. Останні містяться в організмі людини і в нормі (їх кодує ген, розміщений на 20-й хромосомі). Особливо велика концентрація цих субстанцій у нейронах головного мозку. При патології накопичується модифікована форма пріонового білка, стійка до дії протеаз.

На сьогодні в людини вивчено чотири захворювання, що викликаються пріонами: хвороба Крейтцфельдта-Якоба (ХКЯ), куру, синдром Герстманна-Штреусслера-Шейнкера (СГШШ), а також фатальна інсомнія (ФІ). Їх поділяють на спорадичні (ХКЯ, ФІ), набуті або інфекційні (куру, ятрогенна ХКЯ, новий варіант ХКЯ) і спадкові (ХКЯ, СГШШ, ФІ). Численні дослідження виявили, що сімейні пріонові хвороби становлять близько 10%.

Спорадичні типи пріонових захворювань викликаються мутаціями гена PRNP або спонтанною конверсією нормальної ізоформи пріонового білка PrP(c) у патологічну ізоформу PrP(Sc). Куру реєструється в одному із племен Папуа–Нової Гвінеї і виникає в результаті вживання мозку померлих співвітчизників під час ритуального канібалізму. Ятрогенна ХКЯ розвивається внаслідок випадкового зараження пацієнта пріонами. Новий варіант ХКЯ пов’язаний з епізотопією так званого “коров’ячого сказу”.

У зв’язку з високим поліморфізмом спадкових випадків пріонових захворювань їх поділяють залежно від мутацій деяких генів, таких як PRNP, PRND, гену, що картований на хромосомі 19 (відповідальний за генотип аполіпопротеїну Е), а також генів, що кодують метіонін або валін.

Первинна поява патологічного пріонового білка пов’язана із соматичною мутацією його гена (PRNP), який картований на короткому плечі хромосоми 20, або із спонтанною конверсією PrP(c) в патологічну ізоформу PrP(Sc) при спорадичних ПХ. При спадкових формах наявний зв’язок із мутацією PRNP, а при набутих — з інвазією PrP(Sc). Накопичення PrP(Sc) пов’язують із його здатністю трансформувати нормальний пріоновий білок PrP(c) в його інфекційну форму за рахунок конформаційних змін. Таким чином, процес накопичення інфекційного пріонового білка відбувається не в результаті синтезу в зараженому організмі молекул PrP(Sc) de novo, а внаслідок конформаційних змін уже синтезованих нормальних молекул PrP(c) під впливом інфекційного пріонового білка PrP(Sc). ПХ виникають у результаті накопичення PrP(Sc), а не пригнічення функції PrP(c).

Патологічна ізоформа пріонового білка PrP(Sc) відрізняється від нормального PrP(c) своєю високою резистентністю до протеази К, стійкістю до ультрафіолетового і рентгенівського опромінення, а також до нагрівання, що свідчить про відсутність у її складі ДНК. PrP(Sc) накопичується в цитоплазматичних везикулах, а пізніше в синаптичних структурах. Далі PrP(Sc) виходить у позаклітинний простір і відкладається в амілоїдних бляшках. Пріоновий білок є контагіозним незалежно від причин його виникнення. При цьому мозкова тканина зберігає контагіозність і після тривалої консервації у формаліні.

Хоча більшість випадків пріонових захворювань мають спорадичний або спадковий характер, їх традиційно розглядають як особливу форму повільної інфекції, оскільки доведено їх трансмісивний характер — захворювання можна передати людині або тварині, заразивши її матеріалом, отриманим від хворого організму. Це зумовлено тим, що при деяких умовах пріоновий білок може ставати інфекційним (трансмісивним) агентом, здатним до реплікації в організмі господаря.

Патогенез ПХ включає два етапи — екстрацеребральний і церебральний. На першому етапі після інтрацеребральної, інтраперитонеальної чи оральної інвазії PrP(Sc) потрапляє в органи лімфатичної системи (селезінку, лімфатичні вузли, Пеєрові бляшки, глоткові мигдалини). Роль носіїв цього білка виконують лімфоцити, макрофаги і дендритні клітини. В органах лімфатичної системи пріони реплікують, не викликаючи жодних патологічних змін. Пізніше інфекційний білок переноситься у головний і спинний мозок за участю вегетативної нервової системи. Допускають також, що частина інфікованих лімфоцитів і макрофагів може проникати через гематоенцефалічний бар’єр (ГЕБ), минаючи лімфоїдну тканину.

При церебральному етапі патогенезу ПХ ключову роль відіграють розлади деградації PrP(Sc) в нейроні у зв’язку з його конформаційними відмінностями від нормального пріонового білка і набуттям ним нейротоксичних властивостей. Причинами такої трансформації можуть бути, наприклад, мутації, окисний стрес чи розлади функції шаперонів, що змінюють третинну структуру PrP(Sc). Інфекційний протеїн відкладається не тільки в цитозолі нервової клітини, а й у синапсах. Останнє зумовлює швидку появу неврологічного дефіциту, зокрема деменції. Цей білок набуває нових властивостей, зокрема, володіє підвищеною чутливістю до каспаз, пов’язаний з факторами транскрипції, що викликає апоптоз, а також можливість взаємодії з попередниками бета-амілоїду та пріоновими білками.

При патоморфологічному дослідженні головного мозку хворих, померлих від пріонових захворювань, визначається його атрофія. Гістологічно виявляють такі її особливості: спонгіоформну дегенерацію, атрофію і втрату нервових клітин, астроцитарний гліоз, амілоїдні бляшки, які містять пріоновий білок. Вказані зміни можуть реєструватися у корі великого мозку, смугастому тілі, таламусі, у верхній частині стовбура мозку та молекулярному шарі мозочка. Тканини загиблих від ПХ залишаються контагіозними навіть після фіксації їх формаліном. При верифікації діагнозу ПХ провідну роль відіграє виявлення відкладень PrP(Sc) у тканині головного мозку імуноцитохімічними методами. Існує декілька штамів цього інфекційного білка.

Загальнорічна частота ХКЯ у різних регіонах однакова і становить 0,3–1 випадок на 1 млн. населення. Співвідношення між чоловіками і жінками — 1,5:1. Виявлено кілька кластерів, де хвороба трапляється частіше, наприклад, у лівійських євреїв, які проживають в Ізраїлі (31,3 на 1 млн. населення). Пік захворюваності на ХКЯ припадає на вік 60–65 років, середня тривалість життя становить близько 8 місяців, 90% хворих помирають упродовж першого року. Основний клінічний симптом при ХКЯ — швидкопрогресуюча мультифокальна деменція з міоклонусом. Виділяють п’ять стадій розвитку ХКЯ:

  • продромальна;
  • стадія перших симптомів;
  • розгорнута;
  • фінальна;
  • стадія продовженого життя в умовах реанімаційного відділення.

До продромальних симптомів належать вегетативні розлади (астенія, розлади сну та апетиту, зниження маси тіла, втрата лібідо), порушення пам’яті, уваги, мислення, дезорієнтація, галюцинації, апатія, параноя.

Першими проявами захворювання, як правило, є зорові розлади у вигляді диплопії, нечіткості зору, порушення полів зору, зорової агнозії.

У розгорнутій стадії ключовими синдромами є підгостра склерозуюча деменція, міоклонії, типові періодичні комплекси на ЕЕГ і нормальна цереброспінальна рідина. У хворого наростають розлади пам’яті та просторової орієнтації, депресія та емоційна лабільність. Частими є мозочкові розлади, такі як атаксія у кінцівках, тремор і дизартрія. У пацієнтів спостерігаються порушення полів зору, зорового сприйняття, зорові галюцинації і над’ядерні рухові розлади. Міоклонії трапляються у 75% хворих, а екстрапірамідні та пірамідні розлади — більше ніж у половини.

У фінальній стадії ХКЯ домінують деменція, акінетичний мутизм, розлади свідомості, спастичні паралічі й гіперкінези, децеребраційна ригідність, поширені міоклонії, трофічні розлади, супутня соматична патологія, порушення дихання центрального типу, які призводять до смерті пацієнта.

Реанімаційні заходи при ХКЯ неефективні. На стадії продовженого життя в клінічній картині цього захворювання спостерігається апалічний синдром, вегетативний стан, гіперкінези, контрактури суглобів, міоклонії, втрата м’язової маси, поліпатія. Причиною смерті на цій стадії є серцева недостатність.

Виділять три форми перебігу захворювання:

  • відносно повільно прогресуючі інтелектуальні й поведінкові розлади в дебюті з подальшим їх наростанням;
  • персистуюче або ступінчасте прогресування без періодів стабілізації;
  • швидке погіршення впродовж кількох місяців з наступним відносно повільним прогресуванням у термінальній стадії.

У 1996-2008 роках у деяких країнах (переважно в Англії) було виявлено більше 210 випадків спорадичної ХКЯ, яка відрізнялася клінічно і патоморфологічно від класичних проявів цього захворювання і була визначена як новий варіант ХКЯ. Хвороба розвивалася в період епізотопії спонгіоформної енцефалопатії корів; вважають, що вона пов’язана з нею. Середній вік хворих — 27,6 року, середня тривалість захворювання — 13 місяців.

На ранніх стадіях відзначаються психічні розлади (тривога, депресія, зміна поведінки), рідше — болі й дизестезії у кінцівках і обличчі. Через кілька тижнів чи місяців приєднуються прогресуючі мозочкові розлади, а на пізніх стадіях — розлади пам’яті й деменція, меншою мірою — міоклонії і хорея, пірамідні розлади, акінетичний мутизм. На ЕЕГ відсутні характерні для ХКЯ зміни. При КТ і МРТ виявляють атрофію головного мозку різного ступеня. При біопсії глоткових мигдаликів виявляють PrP(Sc).

Епідеміологічні дослідження куру не виявили вертикальної трансмісії. На сьогодні щорічно реєструються поодинокі нові випадки. Епідемія куру розвинулась у 50-х роках ХХ століття в племені форе, яке проживає у гірських районах Папуа–Нової Гвінеї. Найкоротший інкубаційний період становить 4,5 року, а найдовший — 40 років. Нині щорічно реєструють поодинокі нові випадки куру в людей віком 45 років і більше. Захворювання охоплює вікову групу від 5 до 60 років, середня тривалість хвороби — 12 місяців. У дітей хвороба перебігає швидше. Провідним клінічним синдромом є прогресуюча мозочкова атаксія.

Спорадична фатальна інсомнія клінічно і патологоанатомічно ідентична сімейній ФІ. На сьогодні описано близько 100 спостережень сімейної ФІ. Захворювання дебютує у віці від 25 років до 71 року (середній вік 49 років). Тривалість хвороби в середньому 1–2 роки. У клінічній картині переважають інсомнія, вегетативні й рухові розлади, зміни циркадних ритмів секреції гормонів. Порушення сну супроводжується прогресуючою втомлюваністю. Загальний час сну скорочується і може тривати менше 1 години на добу. Водночас, коли ці хворі залишаються самі, у них спостерігається сонливість.

Вегетативні розлади в таких хворих включають порушення потовиділення і салівації, закрепи, імпотенцію, гіпертензію, тахікардію, тахіпное, інколи можлива лихоманка. Пізніше приєднуються атаксія і дизартрія, а на фінальних стадіях — дисфагія, диплопія, міоклонії, конвульсивні судоми і дистонічні напади. Когнітивні розлади у таких хворих характеризуються раннім порушенням уваги, погіршенням пам’яті, переважно оперативної, розладами розуміння послідовності подій у часі, прогресуванням сонливості аж до сплутаності свідомості. Смерть настає внаслідок гострої серцево-легеневої недостатності. При патологоанатомічному дослідженні виявляють ураження переважно медіо-дорзального і вентрального ядер зорового горба та нижніх олив.

На ЕЕГ виявляють неспецифічні зміни, а при тривалому перебігу — повільні періодичні гострі хвилі. Часто реєструється симпатична гіперактивність — збільшення концентрації адреналіну і норадреналіну в плазмі, підвищення температури тіла й артеріального тиску та зменшення їх циркадних коливань. Концентрація катехоламінів, кортизолу і пролактину підвищена впродовж 24 годин, а рівень АКТГ, соматотропного гормону і мелатоніну — нижчі від рівня фізіологічних піків секреції.

Синдром Герстманна-Шреусслера-Шейнкера описано як сімейне захворювання з автономно-домінантним типом успадкування, у популяції реєструється з частотою 1 випадок на 10 млн. населення. Хвороба розпочинається у віці 30–40 років і продовжується в середньому 5 років. Початкові симптоми — мозочкові розлади, пізніше приєднується деменція, але не в усіх випадках. У розгорнутій стадії, крім мозочкових проявів, провідними симптомами можуть бути екстрапірамідні розлади, а в інших — параліч акомодації, глухота і сліпота. Характерна відсутність сухожилкових рефлексів на ногах при наявності розгинальних патологічних рефлексів. На ЕЕГ не відзначають періодичних синхронних коливань.

Діагностика ПХ залишається складним завданням. Діагноз переважно ставлять клінічно й на основі даних ЕЕГ, а морфологічна діагностика цих захворювань проводиться на основі дослідження біопсійного або аутопсійного матеріалів. На ранніх етапах хвороби спостерігається сповільнення біоелектричної активності. У процесі прогресування патологічного процесу з’являються періодичні дво- або трифазні гострі хвилі частотою близько 2 Гц. Водночас ці зміни неспецифічні й можуть траплятися при різних метаболічних енцефалопатіях, але не описані при інших нейродегенеративних захворюваннях. При деяких спадкових формах ХКЯ, як і при новому варіанті хвороби, зміни ЕЕГ відсутні. При СГШШ і сімейній ФІ спостерігається сповільнення фонової активності, але періодичних гострих хвиль не описано.

Останніми роками у лікворі хворих на ХКЯ ідентифікували незвичайні білки, причому одному з них (протеїн 14-3-3) надається важливе значення при діагностиці всіх пріонових захворювань людини і тварин. У ряді досліджень засвідчено, що у хворих на ХКЯ і хворих тварин у крові визначаються високі титри автоантитіл до нейрофіламентів.

КТ і МРТ часто дозволяють виявити ознаки прогресуючої атрофії головного мозку, при МРТ можуть реєструватися гіперденсивні сигнали в проекції базальних гангліїв і таламуса. Введення гадолінію посилює цей сигнал. При ПЕТ реєструються зони пониженого метаболізму в корі великого мозку, які можуть передувати змінам на МРТ. При магнітно-резонансній спектроскопії у хворих на ХКЯ виявляють пониження N-ацетиласпартат-сигналу в міру прогресування хвороби, паралельно зі зниженням кількості нейронів.

Для діагностики спадкових форм пріонових захворювань у лейкоцитах хворих досліджують характер мутації PRNP.

Достовірний діагноз ПХ встановлювали після патоморфологічного дослідження мозкової тканини, отриманої при біопсії або на секції. Нині специфічна морфологічна діагностика пріонових захворювань здійснюється імуноцитохімічним методом шляхом зафарбовування патологічного протеїну. Повідомляють про виявлення пріонового білка в біоптаті тканини глоткових мигдаликів при новому варіанті ХКЯ, а також про діагностику ХКЯ за допомогою моноклональних антитіл. Також існує оригінальний метод вивчення змін у культурі невриноми Гасерового вузла щура під впливом патогенних біологічних матеріалів хворих на ХКЯ і СГШШ. Появу і накопичення великої кількості багатошарових мембран у заражених клітинах можна розглядати як свідчення наявності й накопичення в них збудника пріонових хвороб.

При диференціальній діагностиці ХКЯ враховують неврологічні прояви системних васкулітів, MELAS-синдром, гіпоксичну енцефалопатію, підгострий склерозуючий паненцефаліт, герпетичний енцефаліт, дисметаболічні енцефалопатії, початкові прояви СНІД-деменції. На початкових стадіях ХКЯ може нагадувати хворобу Паркінсона, прогресуючий над’ядерний параліч, судинну енцефалопатію, паранеопластичний синдром, боковий аміотрофічний склероз (БАС). Клінічні й електрофізіологічні прояви ХКЯ можуть імітувати енцефалопатію, викликану токсичною дією препаратів літію.

Виділяють достовірний, ймовірний і можливий варіанти ХКЯ. Достовірний діагноз встановлюють за допомогою стандартних патоморфологічних методів або додаткових лабораторних досліджень. Ймовірний діагноз спорадичної ХКЯ ставлять у випадку прогресуючої деменції і типових змін на ЕЕГ, а також при наявності двох із таких клінічних ознак — міоклонусу, зорових чи мозочкових розладів, пірамідних або екстрапірамідних розладів, акінетичного мутизму. Можливий діагноз ставлять при наявності типових клінічних проявів, але при відсутності змін на ЕЕГ і тривалості захворювання менше 2 років.

Набута ХКЯ реєструється у випадку виявлення прогресуючого мозочкового синдрому в хворого, який отримував екстракти тканин, що містять гормони гіпофізу, при трансплантації твердої мозкової оболонки або рогівки.

Діагностика нового варіанта ХКЯ може бути достовірною при реєстрації п’яти із шести таких клінічних синдромів: ранні психічні розлади, парестезії на ранніх етапах, атаксія, хорея, дистонія або міоклонус, деменція, акінетичний аутизм.

Сімейна форма ХКЯ реєструється при достовірному чи можливому діагнозі ХКЯ у поєднанні з достовірним чи можливим діагнозом ХКЯ у ближнього родича, а також у випадку нейропсихічних розладів у поєднанні зі специфічними для захворювання мутаціями PRNP, які виявляють при дослідженні лейкоцитів хворих.

Сьогодні не існує ефективної етіологічної чи патогенетичної терапії пріонових хвороб. На ранніх стадіях застосовують симптоматичне лікування, яке корегує поведінкові розлади, розлади сну і міоклонії (амфетаміни, барбітурати, антидепресанти, бензодіазепіни, нейролептики). На пізніх стадіях використовують підтримуючу терапію.

Серед профілактичних засобів ПХ — обмеження використання лікарських засобів, виготовлених із тканин корів, гормонів гіпофізу тваринного походження, на трансплантацію твердої мозкової оболонки й інших тканин, лімітування переливання крові й призначення препаратів крові від хворих на деменцію. Нині є можливості для виведення порід великої рогатої худоби, генетично резистентних до ПХ.

При роботі з хворими в процесі інвазивних процедур, а також при секції рекомендують дотримуватися правил, передбачених при роботі з хворими на СНІД. Інструменти, що використовують при нейрохірургічних маніпуляціях і при тонзилярній біопсії у пацієнтів з ХКЯ, а також внутрішньомозкові електроди повинні бути знищені. Пріоновий білок резистентний до формаліну, алкоголю, ультрафіолетового опромінення і кип’ятіння.

Підготували проф. Т. Негрич і доц. Ю. Матвієнко,
кафедра неврології Львівського національного медичного університету ім. Данила Галицького

ЛІТЕРАТУРА

  1. Imran M, Mahmood S. An overview of animal prion diseases. Virol J. 2011 Nov 1;8:493.
  2. Imran M, Mahmood S. An overview of human prion diseases. Virol J. 2011 Dec 24;8:559.
  3. Lee SJ, Lim HS, Masliah E, Lee HJ. Protein aggregate spreading in neurodegenerative diseases: problems and perspectives. Neurosci Res. 2011 Aug;70(4):339-48.
  4. Letourneau-Guillon L, Wada R, Kucharczyk W. Imaging of prion diseases. J Magn Reson Imaging. 2012 May;35(5):998-1012.
  5. Liberski PP. Gerstmann-Sträussler-Scheinker disease. Adv Exp Med Biol. 2012;724:128-37.
  6. Liberski PP. Historical overview of prion diseases: a view from afar. Folia Neuropathol. 2012;50(1):1-12.
  7. Liberski PP, Sikorska B, Brown P. Kuru: the first prion disease. Adv Exp Med Biol. 2012;724:143-53.
  8. Lloyd S, Mead S, Collinge J. Genetics of prion disease. Top Curr Chem. 2011;305:1-22.
  9. Marandi Y, Farahi N, Sadeghi A, Sadeghi-Hashjin G. Prion diseases - current theories and potential therapies: a brief review. Folia Neuropathol. 2012;50(1):46-9.
  10. Norrby E. Prions and protein-folding diseases. J Intern Med. 2011 Jul;270(1):1-14.
  11. Sikorska B, Knight R, Ironside JW, Liberski PP. Creutzfeldt-Jakob disease. Adv Exp Med Biol. 2012;724:76-90.
  12. Sim VL. Prion disease: chemotherapeutic strategies. Infect Disord Drug Targets. 2012 Apr;12(2):144-60.
  13. Surewicz WK, Apostol MI. Prion protein and its conformational conversion: a structural perspective. Top Curr Chem. 2011;305:135-67.
  14. Tranulis MA, Benestad SL, Baron T, Kretzschmar H. Atypical prion diseases in humans and animals. Top Curr Chem. 2011;305:23-50.