Прионные болезни нервной системы: основные сведения

Что такое прионы?

Прионы – это белковые структуры. Эти белковые молекулы могут быть нормальными, входящими в состав тканей человека и животных, то есть содержащимися в организме здоровых людей и других млекопитающих, а могут быть патологическими, вызывающими заболевания.

Ранее было принято считать, что любая «живая» структура обязательно содержит нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК), которые позволяют ей размножаться. Все вирусы, бактерии, грибы, птицы, животные, люди содержат нуклеиновые кислоты. И предполагалось, что отсутствие этих кислот означает невозможность размножения, однако открытие прионов перевернуло эти представления.

Прионы состоят только из белка, но при этом умеют размножаться. Попадая в организм, они вызывают превращение содержащегося в нем нормального приона в патологический, таким способом увеличивая свое количество. То есть все случаи столкновения с нормальными прионами организма заканчиваются образованием патологических прионов. На это требуется значительно большее количество времени, чем при размножении вирусов или бактерий, поэтому от момента попадания приона в организм до развития заболевания иногда проходят годы.

Прионы были открыты в 1982 году Стэнли Прузинером, за что в 1997 году он был удостоен Нобелевской премии.

До открытия прионов был описан ряд заболеваний человека и животных, причина которых никак не могла быть установлена. Еще в XVIII веке в Великобритании была зарегистрирована так называемая «почесуха» овец с симптомами в виде сильного зуда, нарушений движений в конечностях и припадков, которые свидетельствовали о поражении нервной системы. Так, в 1957 году американец Карлтон Гайдушек описал заболевание у племени Фор, обитающего на высокогорьях Папуа-Новой Гвинеи. Заболевание было связано с каннибализмом и передавалось, таким образом, от одного человека к другому. С 1986 года в Англии, а затем и в других странах было зарегистрировано заболевание крупного рогатого скота, названное «коровьим бешенством» (хотя к возбудителю бешенства оно не имело никакого отношения). «Коровье бешенство» приобрело масштабы эпидемии и вызывалось прионами. В 90-е годы была доказана передача «коровьего бешенства» человеку вместе с употребляемым мясом больного животного. На сегодняшний день изучение ряда заболеваний с неустановленными причинами привело к тому, что высказана гипотеза о прионной природе этих болезней (например, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и другие). Несмотря на успехи в этом направлении, еще очень многое остается за гранью постигнутого.

Свойства прионов

Прионы – это очень устойчивые соединения. Большинство способов обезвреживания и обеззараживания оказываются неэффективными при борьбе с ними. Они не погибают при кипячении в течение 2-3 часов, выдерживают холод до -40°С несколько лет, не чувствительны к ультрафиолетовому излучению и радиации, не инактивируются при обработке формалином.

Особое строение прионов приводит к тому, что организм не умеет бороться с ними. Человеческий организм не вырабатывает антитела (гуморальный иммунитет) против них, не атакует прионы лимфоцитами (клеточный иммунитет), как бы не замечает их. То есть попадание прионов в организм неизбежно влечет за собой развитие заболевания. Даже при 10-миллионном разведении прион оказывается заразным для человека.

Как можно заразиться прионами?

На сегодняшний день известны три способа заражения:

• трансмиссивный: при передаче приона от одного вида млекопитающего к другому. Причем если ранее говорилось о существовании межвидовых барьеров, то есть передача от коровы или овцы к человеку отрицалась, то на сегодняшний день считается, что прионы могут передаваться от любого инфицированного животного или человека (теоретически), и доказана возможность заражения человека от коров и другого человека. Причиной попадания патологического приона может быть употребление в пищу мяса больного животного, использование биологических тканей животных и человека (препараты крови, пересадка роговицы или твердой мозговой оболочки и тому подобное). Считается, что различные биоматериалы обладают разной степенью патогенности. Так, наиболее заразными являются ткани мозга и мозговых оболочек ввиду наибольшего содержания в них прионов, затем – кровь и ее препараты. Попадание возбудителя под кожу и через рот (с пищей) относят к наименее заразным способам. Это означает определенную дозозависимость прионных заболеваний;
• наследственный: когда заболевание развивается в результате генной мутации, возникающей в определенной области 20-й хромосомы. Особый участок 20-й хромосомы человека отвечает за наличие в организме нормального прионного белка. Функции его до конца так и не изучены. При возникновении генных нарушений вместо нормального приона синтезируется патологический, вызывающий заболевание;
• спорадический: спонтанное возникновение аномального белка в организме человека.

Таким образом, становится понятно, что прионные заболевания могут быть как инфекционными, так и наследственными. Каким бы путем прион не возник в организме человека, он может стать причиной заражения другого человека. Это означает, что даже случайным образом возникшая прионная болезнь может передаться другому человеку трансмиссивно. Предполагается различная степень инфекционности прионов, возникших в результате мутации или спонтанно, а также полученных от другого вида млекопитающих.

Что вызывают в организме прионы?

Прионы способны вызывать так называемые губчатые (спонгиозные) энцефалопатии, то есть поражение центральной нервной системы. Морфологически это означает:

• образование в клетках мозга полостей («дырок», отчего и сформировалось понятие «губчатости»);
• гибель (дегенерацию) нейронов;
• разрастание соединительной ткани вместо погибших нервных клеток;
• атрофию мозга;
• формирование амилоидных бляшек (последние образуются из скоплений патологических прионов).

И все это возникает на фоне полного отсутствия каких-либо воспалительных реакций.

Какие болезни являются прионными у человека?

На сегодняшний день точно известно несколько заболеваний человека, виною которых являются прионы:

• болезнь Крейтцфельда-Якоба;
• болезнь Герстманна-Штреусслера-Шейнкера;
• болезнь куру;
• семейная фатальная инсомния (бессонница);
• хроническая прогрессирующая спонгиозная энцефалопатия детского возраста (болезнь Альпера).

Болезнь Крейтцфельда-Якоба

Эта разновидность прионной инфекции довольно многообразна, потому что в настоящее время принято выделять несколько ее форм:

• спорадическую (классическую);
• семейную (наследственную);
• ятрогенную;
• новую атипичную форму, возникающую в результате инфицирования мясом крупного рогатого скота, пораженного «бешенством коров», то есть эта форма представляет собой аналог «коровьего бешенства» у людей.

Спорадическая форма с момента описания этого заболевания в 20-х годах прошлого столетия была наиболее часто встречающейся (около 85-90% всех случаев болезни Крейтцфельда-Якоба). Она возникает преимущественно в пожилом возрасте, первые признаки появляются после 55 — 60 лет. Однако в последние годы статистика изменилась после возникновения эпидемии «коровьего бешенства». Все чаще и чаще стали регистрироваться случаи новой атипичной формы в результате заражения от коров. Для этой формы характерно более раннее появление: заболевают молодые люди. Заболеваемость спорадической формой составляет 1 случай на 1 миллион населения в год. Характерно постепенное появление различных симптомов, которые делятся на две группы: неврологические и психические. Появление тех или иных изменений обусловливается областью поражения в головном мозге. Начальными симптомами могут быть: головная боль, головокружение, нарушение сна, снижение полового влечения, расстройство аппетита, общая слабость и повышенная утомляемость. Постепенно развиваются ухудшение памяти и внимания, нарушение мышления, потеря зрения, депрессия, эмоциональная лабильность. Психические нарушения могут протекать и довольно остро в виде эпизодов дезориентации, галлюцинаций и бреда. Из неврологических симптомов формируется мышечная слабость во всех конечностях (парезы), нарастает мышечный тонус, нарушается речь вплоть до полной утраты, возникает выраженная координаторная неустойчивость (атаксия), могут появляться непроизвольные движения в конечностях (особенно характерны миоклонии: быстрые неритмичные малоамплитудные сокращения небольших мышц), а также судорожный синдром. Болезнь неуклонно прогрессирует и в конечной стадии приводит к обездвиженности, утрате контроля над функцией тазовых органов, деменции и кахексии. Продолжительность жизни с момента появления первых симптомов составляет не более 2-х лет. Исход заболевания – смерть в 100% случаев.

Семейная форма связана с генными мутациями в области 20-й хромосомы. Составляет около 5-6% всех случаев болезни Крейтцфельда-Якоба. Заболевание носит аутосомно-доминантный характер, что означает, что оно не связано с полом, а также то, что патологический ген проявляет себя всегда, независимо от того, нормален ли второй аналогичный ген (все гены человека – парные). Первые признаки заболевания возникают приблизительно на 5-10 лет раньше, чем при спорадической форме. В остальном течение заболевания сходно с предыдущей формой.

Ятрогенная форма возникает в результате заражения человека во время медицинских вмешательств. Статистика этой формы заболевания отсутствует, поскольку довольно сложно проследить и доказать именно такой путь заражения. Существуют подтвержденные документально случаи заражения при использовании твердой мозговой оболочки, роговицы, стереотаксических операциях на головном мозге (в основном, эти случаи относятся к Франции и Австралии). Инкубационный период (время от заражения прионами до появления первых признаков заболевания) колеблется от 7 месяцев до 12 лет. Длительность инкубационного периода зависит от  нескольких факторов: места и способа проникновения прионов в организм, дозы возбудителя, исходного генотипа организма человека. Быстрее всего болезнь развивается при непосредственном попадании прионов в ткань мозга при проведении оперативных вмешательств, чуть более длительный инкубационный период при инфицировании  в результате пересадки твердой мозговой оболочки и роговицы. Попадание прионов в организм при введении инфицированных препаратов (например, человеческого гонадотропина) сопровождается развитием заболевания через 5-10 лет. Для этой формы заболевания характерно преобладание неврологических симптомов над психическими. Также развиваются выраженная мозжечковая атаксия, нарушения речи, изменения мышечного тонуса, миоклонии. Неизменно развивается деменция. Больные погибают в течение одного — максимум 2-х лет.

«Коровье бешенство» у людей, или новая атипичная форма болезни Крейтцфельда-Якоба стала приобретать актуальность после эпидемии прионной инфекции у крупного рогатого скота в Англии в 90-х годах. Употребление в пищу мяса пораженных животных стало причиной инфицирования прионами. Для этой формы заболевания характерно гораздо более раннее начало: регистрируются случаи и в 30, и в 40 лет. Как и при ятрогенной форме, неврологические проявления преобладают над психическими. Однако на прогноз это не влияет. Эта форма заболевания также смертельна для человека.

Болезнь Герстманна-Штреусслера-Шейнкера

Этот вариант прионного заболевания относится к наследственному. Встречается довольно редко: 1 случай на 10 000 000 населения. Передается по аутосомно-доминантному типу. Обычно заболевание проявляет себя в возрасте пациента около 40 лет. Первыми и доминирующими в клинической картине являются мозжечковые расстройства. Вначале появляется головокружение и шаткость при ходьбе. Координаторные нарушения прогрессируют, произвольные движения становятся избыточными и «промахивающимися», постепенно самостоятельная ходьба становится невозможной. Наряду с этими симптомами возникают нарушения мышечного тонуса, снижение слуха вплоть до глухоты, снижение зрения до слепоты, парез взора вверх (когда человек не может посмотреть вверх одновременно двумя глазами), проблемы с глотанием и звуковоспроизведением. Деменция появляется в терминальной стадии заболевания. Средняя продолжительность жизни составляет от 2-х до 10 лет. Исход заболевания – смерть.

Болезнь куру

Эта разновидность прионной инфекции изучена благодаря племени людоедов, живущих на высокогорьях Папуа-Новой Гвинеи. До 1956 года среди населения этой географической зоны были распространены традиции ритуального каннибализма: поедание мозга умерших родственников. Предполагается, что у одного из членов племени спорадически возникла прионная инфекция, которая потом распространилась из-за съедения его мозга соплеменниками. После отмены традиций каннибализма заболевание стало регистрироваться значительно реже, на сегодняшний день практически не встречается. Инфекционное начало болезни и заразность были доказаны Гайдушеком путем заражения шимпанзе вытяжкой из мозга больных людей.

«Куру» на языке этого племени  означает «смеющийся» или «дрожащий от страха». Такое название не случайно. После инкубационного периода длительностью от 5 до 30 лет появляются мозжечковые расстройства вместе с дрожанием отдельных частей тела и неконтролируемым смехом, смазанной речью, нарушениями движений глазами, дисфункцией глотания, мышечной слабостью. Мышление вначале не нарушается, деменция  развивается уже в терминальную стадию. Больные живут от 4 до 36 месяцев с момента появления первых симптомов.

Семейная фатальная инсомния

Это прионное заболевание известно науке с 1986 года. Очень редко встречается. Относится к наследственным заболеваниям с аутосомно-доминантным типом передачи. К 2003 году было описано 26 семей с семейной фатальной инсомнией. Имеет довольно вариабельный возраст начала заболевания: от 25 лет до 71 года. Продолжительность жизни с момента появления первых признаков составляет от 6 до 48 месяцев.

Самым главным признаком заболевания становится бессонница. Человеческий организм утрачивает способность регулировать циклы бодрствования и отдыха, вообще не может спать. Помимо бессонницы возникают двигательные нарушения в виде миоклоний, дрожания, мышечной слабости. Характерны вегетативные расстройства, проявляющиеся повышением артериального давления, повышением температуры тела, потливостью, учащенным сердцебиением. Из психических нарушений возможны зрительные галлюцинации, панические страхи, эпизоды спутанности сознания. На фоне полного отсутствия сна наступает истощение и больной погибает.

Хроническая прогрессирующая спонгиозная энцефалопатия детского возраста (болезнь Альпера)

Эта разновидность прионных заболеваний развивается у детей (до 18 лет). Характеризуется передачей по наследству по аутосомно-рецессивному типу (не связана с полом и проявляется только в случае совпадения двух патологических генов от отца и от матери).  Поражение нервной системы заключается в нарушении зрения, развитии эпилептических припадков. Возможны периодические острые состояния, протекающие по типу инсультов. Кроме поражения нервной системы, это заболевание сопровождается и поражением печени. Довольно быстро развивается хронический гепатит, который переходит в цирроз. Больные погибают от интоксикации из-за выраженной печеночной недостаточности в течение 12 месяцев от начала заболевания.

Лечение прионовых заболеваний

К сожалению, в настоящее время все прионовые болезни не излечимы. Больные получают симптоматическую терапию (например, противосудорожные препараты при эпилептических приступах), которая может только облегчить страдания, но никаким образом не влияет на прогноз. А он весьма неутешителен: все известные в настоящее время прионные инфекции смертельны для человека.

Как уберечься от прионных инфекций?

От развития спонтанных и наследственных форм прионовых инфекций обезопасить себя нельзя. Теоретически некоторые наследственные формы можно исключить (имеется ввиду определить, имеется ли подобное генетическое нарушение у конкретного человека), пройдя генетическую диагностику. Однако осуществить это весьма затруднительно, поскольку лаборатории, осуществляющие подобные анализы, можно найти преимущественно за рубежом.

Для того, чтобы хоть как-то обезопасить себя от болезни Крейтцфельда-Якоба, в первую очередь, необходимо не употреблять в пищу мясо и мясные продукты из регионов, где зарегистрированы случаи заболевания крупного рогатого скота (в основном, это страны Европы. В России действует запрет на ввоз подобной продукции из «опасных» регионов). Также не следует принимать лекарственные препараты, изготовленные из крови человека и животных (необходима замена на синтетические аналоги), по возможности избегать переливания крови.

Таким образом, прионные заболевания – это недостаточно изученные формы инфекционных и наследственных нарушений, возникающих в организме человека в результате появления патологических прионов. В большинстве случаев прионные заболевания поражают нервную систему. Результат заболевания всегда один: смерть. Пока современная медицина не располагает эффективными средствами борьбы с этими заболеваниями.

Телеканал «Россия-24», научно-познавательная передача «Прионы — маленькие убийцы». Рассказывает Адриано Агуцци — директор Швейцарского института невропатологии, занимающийся исследованием прионов.

Частые вопросы

Что такое прионные болезни нервной системы?

Прионные болезни нервной системы – это группа редких неврологических заболеваний, вызванных аномальной формой белка, называемого прионом. Прионы могут изменять свою структуру и становиться инфекционными, что приводит к накоплению аномальных белков в мозге и прогрессивному повреждению нервной ткани.

Как передаются прионные болезни нервной системы?

Прионные болезни нервной системы могут передаваться генетически, при контакте с инфицированными тканями или через потребление зараженной пищи. Некоторые прионные болезни также могут передаваться по воздуху или через медицинские процедуры, связанные с использованием зараженных инструментов.

Какие симптомы сопровождают прионные болезни нервной системы?

Симптомы прионных болезней нервной системы могут включать прогрессивные нарушения памяти, мышечную слабость, нарушения координации движений, изменения личности и поведения, а также проблемы с речью и зрением. В зависимости от конкретного типа прионной болезни, симптомы могут развиваться по-разному и иметь различную степень тяжести.

Полезные советы

СОВЕТ №1

Изучите основные симптомы прионных болезней, чтобы узнать их ранние проявления. Обратите внимание на изменения в поведении, памяти, координации движений и нарушения сна. Раннее обнаружение симптомов может помочь вовремя начать лечение и замедлить прогрессирование болезни.

СОВЕТ №2

Поддерживайте здоровый образ жизни, чтобы укрепить иммунную систему и снизить риск развития прионных болезней. Регулярно занимайтесь физической активностью, правильно питайтесь, избегайте стрессовых ситуаций и получайте достаточное количество сна. Это поможет укрепить организм и сделать его более устойчивым к инфекциям.

СОВЕТ №3

Избегайте контакта с инфицированными животными и их тканями, чтобы предотвратить передачу прионных болезней. Будьте особенно осторожны при обращении с мозговой тканью животных, так как она может быть источником инфекции. При необходимости работайте с животными только в специально оборудованных лабораториях и с соблюдением всех мер безопасности.