Приони - причинители на прионови заболявания

Бавните вирусни инфекции се характеризират със специални критерии:

• необичайно дълъг инкубационен период (месеци, години);
• специфично увреждане на органи и тъкани, предимно на централната нервна система;
• бавно, постоянно прогресиране на заболяването;
• неизбежен фатален изход.

Някои патогени, които причиняват остри вирусни инфекции, могат да причинят и бавни вирусни инфекции. Например, вирусът на морбили понякога причинява SSPE, а вирусът на рубеола причинява прогресивна вродена рубеола и рубеолен паненцефалит.

Типична бавна вирусна инфекция при животните се причинява от вируса висна/мади, който е ретровирус. Той е причинител на бавна вирусна инфекция и прогресираща пневмония при овцете. Бялото вещество на мозъка се разрушава, развива се парализа (висна - атрофия); настъпва хронично възпаление на белите дробове и далака.

Заболявания, подобни по своите характеристики на бавните вирусни инфекции, се причиняват от приони - причинители на прионовите инфекции. Прионовите заболявания са група от прогресиращи заболявания на централната нервна система на хората и животните. При хората функцията на централната нервна система е нарушена, настъпват промени в личността и се появяват двигателни нарушения. Симптомите на заболяването обикновено продължават от няколко месеца до няколко години, завършвайки със смърт. Преди това прионовите инфекции се разглеждаха заедно с т.нар. причинители на бавни вирусни инфекции.

Някои агенти, причиняващи прионовите заболявания, се натрупват първо в лимфоидните тъкани. Прионите, попадайки в мозъка, се натрупват в големи количества, причинявайки амилоидоза (екстрацелуларна диспротеиноза, характеризираща се с отлагане на амилоид с развитие на атрофия и склероза на тъканта) и астроцитоза (пролиферация на астроцитна невроглия, хиперпродукция на глиални влакна). Образуват се фибрили, агрегати от протеин или амилоид и спонгиформни промени в мозъка (трансмисивни спонгиформни енцефалопатии). В резултат на това се променя поведението, нарушава се координацията на движенията, развива се изтощение с фатален изход. Не се формира имунитет. Прионовите заболявания са конформационни заболявания, които се развиват в резултат на неправилно сгъване (нарушаване на правилната конформация) на клетъчния протеин, необходим за нормалното функциониране на организма. Пътищата на предаване на прионите са разнообразни:

• храносмилателен път - заразени продукти от животински произход, хранителни добавки от сурови говежди органи и др.:
• предаване чрез кръвопреливане, прилагане на лекарства от животински произход, трансплантация на органи и тъкани, използване на заразени хирургически и стоматологични инструменти;
• предаване чрез имунобиологични препарати (известно е заразяване на 1500 овце с PrP''' чрез ваксина от мозъчен формалин от болни овце).

Патологичните приони, след като попаднат в червата, се транспортират в кръвта и лимфата. След периферна репликация в далака, апендикса, сливиците и други лимфоидни тъкани, те се пренасят в мозъка през периферните нерви (невроинвазия). Директно проникване на приони в мозъка през кръвно-мозъчната бариера е възможно. Преди се смяташе, че централната нервна система е единствената тъкан, в която се натрупват патологични приони, но се появиха изследвания, които промениха тази хипотеза. Оказа се, че натрупването на приони в далака е свързано с увеличаването и функционирането на фоликуларните дендритни клетки.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Свойства на прионите

Нормалната клетъчна изоформа на прионния протеин с молекулно тегло 33-35 kDa се определя от гена на прионния протеин (прионният ген - PrNP се намира на 20-та човешка хромозома). Нормалният ген се появява на клетъчната повърхност (закотвен в мембраната чрез гликопротеина на молекулата), чувствителен към протеаза. Той регулира предаването на нервните импулси, дневните цикли, окислителните процеси, участва в метаболизма на медта в централната нервна система и в регулирането на деленето на стволовите клетки от костния мозък. Освен това, прионният ген се намира в далака, лимфните възли, кожата, стомашно-чревния тракт и фоликуларните дендритни клетки.

Пролиферация на патологични приони

Трансформацията на прионите в променени форми се случва, когато кинетично контролираното равновесие между тях е нарушено. Процесът се усилва от увеличаване на количеството на патологичен (PrP) или екзогенен прион. PrP е нормален протеин, закотвен в клетъчната мембрана. PrP' е глобуларен хидрофобен протеин, който образува агрегати със себе си и PrP'' на клетъчната повърхност: в резултат на това PrP' се трансформира в PrP'' и след това цикълът продължава. Патологичната форма на PrP''' се натрупва в невроните, придавайки на клетката гъбест вид.

Куру

Прионова болест, разпространена преди сред папуасите (което означава треперене или треперене) в източната част на остров Нова Гвинея. Инфекциозните свойства на болестта са доказани от К. Гайдушек. Патогенът се предава чрез храна в резултат на ритуален канибализъм - изяждане на недостатъчно сготвения, заразен с приони мозък на починали роднини. В резултат на увреждане на централната нервна система се нарушават движението и походката, появяват се втрисане и еуфория („смяща се смърт“). Инкубационният период е 5-30 години. Пациентът умира след година.

Болест на Кройцфелд-Якоб

Прионова болест, която се проявява като деменция, зрителни и церебеларни нарушения и двигателни нарушения с фатален изход след 4-5 месеца заболяване при класическия вариант на болестта на Кройцфелд-Якоб и след (3-14 месеца) при новия вариант на болестта на Кройцфелд-Якоб. Инкубационният период може да достигне 20 години. Възможни са различни пътища на инфекция и причини за заболяването:

• при консумация на недостатъчно термично обработени животински продукти, като месо и мозъци от крави с говежда спонгиформна енцефалопатия;
• по време на тъканна трансплантация, като трансплантация на роговица, кръвопреливане, употреба на хормони и други биологично активни вещества от животински произход, употреба на кетгут, замърсени или недостатъчно стерилизирани хирургически инструменти, просекториални манипулации;
• в случай на хиперпродукция на PrR и други състояния, които стимулират процеса на превръщане на PrR' в PrR".

Заболяването може да се развие и в резултат на мутация или вмъкване в областта на прионния ген. Фамилният характер на заболяването е често срещан поради генетична предразположеност към болестта на Кройцфелд-Якоб. При новия вариант на болестта на Кройцфелд-Якоб, нарушенията се развиват в по-млада възраст (средна възраст 28 години), за разлика от класическия вариант (средна възраст 65 години). При новия вариант на болестта на Кройцфелд-Якоб, анормалният прионов протеин се натрупва не само в централната нервна система, но и в лимфоретикуларните тъкани, включително сливиците.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Синдром на Gerstmann-Sträussler-Scheinker

Наследствено прионово заболяване, придружено от деменция, хипотония, нарушения на преглъщането (дисфагия), дизартрия. Често има фамилен характер. Инкубационният период е от 5 до 30 години. Заболяването се проявява на 50-60 години, продължителността му варира от 5 до 13 години.

Наследствена фатална безсъние

Автоимунно заболяване с прогресивно безсъние, симпатикова хиперреактивност (хипертония, хипертермия, хиперхидроза, тахикардия), тремор, атаксия, мултиклонални реакции, халюцинации. Сънят е силно нарушен. Смъртта настъпва с прогресиране на сърдечно-съдовата недостатъчност.

Остъргване

Скрейпи (от английски scrape - остъргвам) е прионно заболяване по овцете и козите (краста), което протича с увреждане на централната нервна система, прогресивни двигателни нарушения, силен кожен сърбеж (краста) и завършва със смърт на животното.

Говежда спонгиформна енцефалопатия

Болест по говедата, характеризираща се с увреждане на централната нервна система, нарушена координация на движенията и неизбежна смърт на животното. Епидемията от болестта избухва за първи път във Великобритания. Тя е свързана с хранене на животни с месокостно брашно, съдържащо патологични приони. Инкубационният период варира от 1,5 до 15 години. Мозъкът, гръбначният мозък и очните ябълки на животните са най-заразени.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ]

Лабораторна диагностика на прионови заболявания

По време на диагностиката се отбелязват спонгиформни промени в мозъка, астроцитоза (глиоза) и липса на възпалителни инфилтрати. Мозъкът се оцветява за амилоид. В цереброспиналната течност се откриват протеинови маркери на прионни мозъчни нарушения (с помощта на ELISA). Извършва се генетичен анализ на прионния ген (PCR).

Превенция на прионни заболявания

За деконтаминация на инструменти и обекти от околната среда се препоръчва автоклавиране (при 134°C за 18 мин; при 121°C за 1 час), изгаряне, допълнителна обработка с белина и еднонормален разтвор на NaCl за 1 час. За неспецифична профилактика са въведени ограничения за употребата на лекарствени продукти от животински произход и е забранено производството на хипофизни хормони от животински произход. Трансплантацията на твърдата мозъчна обвивка е ограничена. При работа с диалектични течности на пациентите се използват гумени ръкавици.