Прионные болезни, поражающие нервную систему. Возбудители медленных, латентных и хронических вирусных инфекций Медленная вирусная инфекция заболевание

Махатма Ганди и поиск прощения После того, как Британия ушла из Индии в 1947 г., по стране прокатились волны убийств и насилия в результате столкновений между индусами и мусульманами. Единственным человеком, которому верили все индийцы, стремящиеся воплотить миролюбивые

Медленные инфекции - инфекционные болезни человека и животных, которые вызываются нормальными, дефектными или неполными вирусами-прионами ("необычные вирусы"). Характеризуются персистенцией и накоплением вируса в организме, длительным, иногда многолетним инкубационным периодом, хроническим (долгосрочным) прогрессирующим течением, дегенеративными изменениями в органах и тканях с преимущественным поражением центральной нервной системы.
Проблема медленных инфекций приобретает значение загальнобиологичнои проблемы. В 1954 г. В. Sigurdsson, опираясь на свои наблюдения двух болезней - скрепи и осный у овец, впервые сформулировал основные положения о медленные инфекции. В 1957 p. D. Gajdusek, V. Zigas опубликовали свои первые сообщения о куру.
Далее, благодаря открытию прионов и некомплектных DI-вирусов возбудителей этих болезней были описаны более 40 медленных инфекций. Значительное количество болезней такого типа обнаружены у людей. Сначала была доказана возможность развития латентной инфекции на основе вирусной персистенции среди давно известных прогрессирующих болезней, природа которых долго оставалась невыясненной. Так, расшифрован природу подострый склерозирующий панэнцефалит, куру, болезни Крейцфельда-Якоба, Герстманн-Штреуслера-Шейнкера и др. Проводятся исследования для подтверждения возможной роли вирусов в возникновении рассеянного склероза, атеросклероза, лейкоза, миастении, шизофрении, сахарного диабета, системных заболеваний соединительной ткани, других прогрессирующих заболеваний и старения.
Поразительные результаты дало изучение врожденных вирусных инфекций с вертикальным механизмом передачи. Был сделан вывод, что всякий вирус, который распространяется вертикально (через плаценту), может вызывать у потомства медленную инфекцию. Это положение подтвердилось отношении вирусов простого герпеса, лимфоцитарного хориоменингита, гриппа, аденовирусы, цитомегаловируса как причин подострой "губкообразной" энцефалопатии. Открыт ген, кодирующий в клетках организма прионовых белок, заставило по-другому расценивать молекулярные механизмы патогенеза медленных инфекций, при которых инкубационный период может быть дольше продолжительность жизни индивида. Существует гипотеза, что некоторые бактериальные инфекции с нестерильным иммунитетом, а, возможно, с какими другими дефектами иммунитета могут приобретать характеристик медленной инфекции - туберкулез, лепра, бруцеллез, рожистое воспаление, йерсиния, некоторые разновидности риккетсиоза и др.
В отличие от острых инфекций при медленных инфекциях возникают не воспалительные, а первично-дегенеративные процессы в пораженных тканях, преимущественно в центральной нервной системе и (или) иммунокомпетентных органов. После длительного инкубационного периода болезнь медленно, но неуклонно прогрессирует и всегда заканчивается фатально - смертью или длительным прогрессирующим увечьем. В пораженных нейронах происходят гиперхроматоз и пикноз, дегенерация, лейкоспонгиоз стволовых отделов мозга, мозжечка, в пирамидному слое коры головного мозга.

1. Характеристика прионов

2. Прионные болезни

3. Диагностика

4. Прионные медленные инфекции животных

1. Медленные инфекции могут развиваться в результате действия не только обычных вирусов, таких, как вирусы кори, краснухи и др., но и инфекционных белковых частиц - прионов. Прионы отличаются от обычных вирусов рядом свойств. Прионы - инфекционные белки с низкой молекулярной массой, не имеют нуклеиновых кислот, не вызывают воспаления и им­мунного ответа, устойчивы к высокой температуре, формальде­гиду, к различным видам излучений. Белок приона кодируется генами организма хозяина, которые, как полагают, содержатся в каждой клетке и находятся в репрессированном состоянии. Прионы имеют ряд свойств, характерных для обычных виру­сов. Они имеют ультрамикроскопические размеры, не культи­вируются на искусственных питательных средах, репродуциру­ются только в клетках до высоких титров, имеют штаммовые различия и др.

Инфицирование прионами происходит в результате поступления в организм (с пищей, через кровь или при трансплантации не­которых тканей) изоформы белковой молекулы приона. Они попадают от больных сельскохозяйственных животных (крупный рогатый скот, овцы и др.) при употреблении недос­таточно термически обработанного мяса, субпродуктов или от людей при ритуальном каннибализме, когда поедается мозг умерших родственников (как дань уважения к погибшему чле­ну клана), - у аборигенов Новой Гвинеи.

Изоформы приона, попав в организм, депрессируют ген, коди­рующий синтез приона, в результате чего происходит накопле­ние прионов в клетке, ведущее к губкообразному перерожде­нию, разрастанию глиальных клеток, накоплению мозгового амилоида.

Поражение клеток центральной нервной системы вызывает ха­рактерные клинические проявления, так называемые подост-рые губкообразные энцефалопатии.

2. В настоящее время известно более 10 прионных болезней. Этоболезни человека :

Болезнь куру;

Болезнь Крейтцфельда-Якоба;

Амиотрофический лейкоспонгиоз;

Синдром Герстманна-Штруслера (семейная фатальная бессон­ница) и др.

Инкубационный период при прионных болезнях составляет не­сколько лет (до 15-30 лет).

Куру (хохочущая смерть) - эндемическая медленная инфекция человека прионовой природы, характеризующаяся тяжелыми по­ражениями центральной нервной системы, прогрессирующим нарушением координации движения, походки; ознобами, эй­форией ("хохочущая смерть"); всегда заканчивается летально. Регистрируется в восточной части острова Новая Гвинея. Болезнь Крейтцфельда-Якоба - медленная инфекция человека прионовой природы, характеризующаяся прогрессирующей де-менцией и симптомами поражения пирамидных и экстрапира­мидных путей. Заболевание относится к группе подострых трансмиссивных губкообразных энцефалопатии. Встречается во всех странах мира. Инфицирование возможно при употреб­лении недостаточно проваренного мяса, мозга овец и коров с губкообразной энцефалопатией (больных коровьим бешенст­вом), а также сырых устриц и моллюсков.

Синдром Герстманна-Штруслера - медленная инфекция челове­ка прионовой природы, относящаяся к группе подострых транс­миссивных губкообразных энцефалопатии, характеризующаяся дегенеративными поражениями центральной нервной системы, выражающаяся в формировании губкообразного состояния и образовании большого количества амилоидных бляшек во всех отделах мозга и проявляющаяся в развитии медленно прогрес­сирующих атаксии и слабоумия с неизбежным смертельным исходом.

Амиотрофический лейкоспонгиоз - медленная инфекция, харак­теризующаяся прогрессирующим развитием атрофических па­резов мышц конечностей и туловища, спинальным типом рас­стройства дыхания, неизбежным смертельным исходом. Впервые это заболевание было обнаружено на территории Бе­лоруссии в 2 областях.

Известны случаи инфицирования прионами при пересадке рого­вицы глаз, при применении лекарственных препаратов (гормо­нов и др.) животного происхождения, при нейрохирургических операциях, так как стерилизация инструментов кипячением, различными видами излучения, формалином, спиртом не инактивирует полностью возбудителя. Поэтому стерилизацию инструментов рекомендуется проводить автоклавированием.

3. Диагностика основана на выявлении клинической картины и эпидемиологических данных.

Вирусологическая диагностика, специфическая профилактика и лечение не разработаны.

Неспецифическая профилактика сводится к оздоровлению по­головья сельскохозяйственных животных и исключению опас­ных ритуальных обрядов.

4. Прионные медленные инфекции животных:

Трансмиссивная энцефалопатия норок;

Хроническая изнуряющая болезнь находящегося в неволе чер­нохвостого оленя;

Хроническая изнуряющая болезнь находящегося в неволе лося. Скрепи - медленная инфекция овец и коз, характеризующаяся поражением центральной нервной системы с развитием губко-образного состояния и выражающаяся в появлении сильного зуда, нарушении координации движений, особенно походки, которые медленно прогрессируют, вплоть до гибели животного. Трансмиссивная энцефалопатия норок характеризующаяся развитием губкообраз-ного состояния, ранним признаком заболевания служит изме­нение внешнего вида животного: уменьшается масса тела, из­меняется волосяной покров.

Характерны своеобразные подергивания задних лапок. Прогрес­сируют нарушения координации движений. Животные агрес­сивны или пугливы и малоподвижны, впадают в сон.

Терминальная стадия характеризуется периодами возбуждения, эпилептическими припадками.

Заболевание продолжается от 2 до 6 недель. Болезнь в 100% случаев заканчивается смертью.

Хроническая изнуряющая болезнь находящихся в неволе оленя и лося - медленная инфекция прионовой природы, характеризую­щаяся развитием у зараженных животных прогрессирующей губкообразной энцефалопатии, заканчивающейся летально. Основные меры профилактики вышеперечисленных прионных за­болеваний у животных заключаются в следующем :

Строгом ветеринарном надзоре за животными;

Уничтожении больных животных;

Неукоснительном соблюдении правил термической обработки внутренностей в звероводческих хозяйствах.

Вопрос 79. Медленные инфекции человека с предполагаемой этиологией

1. Сходство ряда заболеваний с медленными вирусными инфекциями

2. Рассеянный склероз

3. Вилюйский энцефаломиелит

4.

1. Кроме медленных инфекций человека и животных, вызываемых вирусами и прионами, существует группа нозологических форм, каждая из которых по клиническому симптомокомплексу. харак­теру течения и исходу соответствует признакам медленной ин-фекиии . хотя точных данных об их этиологии не имеется:

- вилюйский энцефаломиелит

- рассеянный склероз;

- балканская эндемическая нефропатия.

2. Рассеянный склероз - медленно прогрессирующее заболевание IIHC . характеризующееся развитием множественных склеротических очагов, преимущественно в белом веществе головного и спинного мозга, и выражающееся многообразными нарушениями в двига­тельной, чувствительной и психической сфере.

Нередко развитию выраженной картины болезни предшествует стадия предвестников :

Утомляемость мышц ног;

Парестезии;

Быстро проходящие парезы глазных мышц;

Кратковременные расстройства зрения.

Эти симптомы" могут появиться за много лет до развития яс­ной картины болезни.

Симптомы рассеянного склероза очень разнообразны :

Головокружения;

Дрожание пальцев рук, головы;

Поражения зрения;

Скандированная речь;

Развитие парезов и параличей нижних конечностей.

Для диагностики применяют иммунологические и биохимиче­ские исследования, а главное - компьютерную томографию.

3. Вилюйский энцефаломиелит (якутский энцефаломиелит) - мед­ленная нейроинфекиия. предположительно вирусной этиологии . характеризующаяся эндемичностью, 2 стадиями развития - острой и хронической, тяжелыми нарушениями центральной нервной системы, губкообразньш состоянием и гибелью больного.

Возбудитель до сих пор не выделен.

Острая стадия продолжается от 2 недель до 4 мес.

Хроническая стадия характеризуется развитием глубокого сла­боумия, амимией, нарушением координации движений, сни­жением мышечного тонуса, парезами, параличами.

Диагностика основывается только на анализе клинических проявлений.

4. Балканская эндемическая нефропатия - медленная инфекиия человека, предположительно вирусной этиологии , характеризую­щаяся длительным, постепенно прогрессирующим течением, за­вуалированной симптоматикой с постепенным проявлением при­знаков "болезни почечных клубочков", развитием почечной недос­таточности со смертельным исходом.

Впервые это заболевание в 1956 г. было описано в Болгарии, Румынии и Югославии. Заболевание встречается только у людей.

Возбудитель неизвестен, однако инфекционная природа БЭН доказывается выделением от человека (из крови, мочи) в кле­точных культурах цитопатогенного агента и возможностью пе­редачи заболевания животным - мышам, морским свинкам.

В развитии клинической картины вначале трудно выделить ка­кие-либо характерные симптомы, картина болезни завуалиро­вана, но затем присоединяются признаки заболевания почек (повышение артериального давления, значительные отеки на лице, ногах, пояснице, мало мочи, моча цвета мясных помоев). Больные погибают от почечной недостаточности - уремии. Диагностика основывается на клинико-эпидемиологических данных, а также результатах морфологического обследования инфекционных биоптатов.

Возбудители медленных вирусных инфекций – так называемые медленные вирусы, вызывают поражение головного мозга. Подострый склерозирующий панэнцефалит, прогрессирующий краснушный панэнцефалит «на совести» уже известных нам вирусов кори и краснухи. Эти болезни встречаются нечасто, но, как правило, протекают очень тяжело и заканчиваются смертельно. Еще реже наблюдается прогрессирующая многофокусная лейкоэнцефалопатия, которую вызывают два вируса – полиомы и вакуолизирующий вирус обезьян SV 40. Третий представитель этой группы – вирус папилломы – является причиной возникновения обычных бородавок. Сокращенные наименования вирусов папилломы, полиомы и вакуолизирующего вируса SV 40 составили название всей группы вирусов – паповавирусы.

Рисунок 5 – Вирус кори

Из других медленных вирусных инфекций упомянем болезнь Крейтцфельдта-Якоба. У больных наблюдаются снижение интеллекта, развитие парезов и параличей, а затем кома и смерть. К счастью, число таких больных невелико, приблизительно один на миллион.

Близкая по клинической картине болезнь, называемая Куру, обнаружена на Новой Гвинее у сравнительно немногочисленной народности форе. Болезнь была связана с ритуальным каннибализмом – поеданием мозгов родственников, умерших от Куру. Наибольшей опасности заразиться были подвержены женщины и дети, которые принимали самое непосредственное участие в извлечении, приготовлении и поедании заразных мозгов. Вирусы, по-видимому, проникали через порезы и расчесы кожи. Запрещение каннибализма, которого добился один из пионеров изучения Куру американский вирусолог Карлтон Гайдушек, привело практически к прекращению этого смертельного заболевания.

Вирусы и рак.

Из всех известных способов сосуществования вирусов и клеток наиболее загадочен вариант, при котором генетический материал вируса объединяется с генетическим материалом клетки. В результате вирус становится как бы нормальным компонентом клетки, передаваясь при делении из поколения в поколение. Первоначально процесс интеграции был детально изучен на модели бактериофагов. Давно известны бактерии, способные образовывать бактериофаги без заражения, как бы самопроизвольно. Свойство производить бактериофаг они передают по наследству своему потомству. Бактериофаг, полученный из этих так называемых лизогенных бактерий, называют умеренным, если им заразить чувствительные бактерии, то размножения бактериофага и гибели микроорганизмов не происходит. Бактериофаг в этих бактериях переходит в неинфекционную форму. Бактерии продолжают хорошо расти на питательных средах, имеют обычную морфологию и отличаются от незараженных только тем, что приобретают устойчивость к повторному заражению. Они передают бактериофаг по наследству своему потомству, в котором разрушается и погибает только ничтожно малая часть (1 из 10 тыс.) дочерних клеток. Создается впечатление, что в этом случае в борьбе с бактериофагом победила бактерия. На самом деле это не так. Когда лизогенные бактерии попадают в неблагоприятные условия, подвергаются облучению ультрафиолетовыми и рентгеновскими лучами, воздействию сильных окислителей и т.п., «замаскированный» вирус активизируется и переходит в полноценную форму. Большинство клеток при этом распадается и начинает образовывать вирусы, как при обычной острой инфекции. Это явление называется индукцией, а факторы, ее вызывающие, - индуцирующими.

Явление лизогении исследовали в различных лабораториях мира. Был накоплен большой экспериментальный материал, показывающий, что умеренные бактериофаги существуют внутри бактерии в виде так называемых профагов, представляющих собой объединение (интеграцию) бактериофагов с хромосомами бактерий. Профаг синхронно размножается вместе с клеткой и представляет с ней как бы единое целое. Являясь своеобразной субъединицей клетки, профаги в то же время выполняют свою собственную функцию – они несут генетическую информацию, необходимую для синтеза полноценных частиц данного типа фага. Это свойство профага реализуется, как только бактерии попадают в неблагоприятные условия, индуцирующие факторы нарушают связи между хромосомой бактерии и профагом, активизируя его. Лизогения широко распространена в природе. У некоторых бактерий (например, у стафилококков, бактерий брюшного тифа) почти каждый представитель является лизогенным.

Известно около 40 вирусов, вызывающих лейкозы, рак и саркому у холоднокровных (лягушки), пресмыкающихся (змеи), птиц (куры) и млекопитающих (мыши, крысы, хомяки, обезьяны). При введении таких вирусов здоровым животным наблюдается развитие злокачественного процесса. Что касается человека, то здесь дело обстоит много сложнее. Основная трудность работы с вирусами – кандидатами на роль возбудителей рака и лейкоза человека – связана с тем, что подобрать подходящее лабораторное животное обычно не удается. Однако недавно был открыт вирус, вызывающий лейкоз у человека.

Советский вирусолог Л.А. Зильбер в 1948-1949 гг. разработал вирусогенетическую теорию происхождения рака. Предполагается, что нуклеиновая кислота вируса объединяется с наследственным аппаратом (ДНК) клетки, как в описанном выше случае лизогении с бактериофагами. Такое внедрение не происходит без последствий: клетка приобретает ряд новых свойств, одно из которых – способность к ускоренному размножению. Так возникает очаг молодых быстроделящихся клеток; они приобретают способность к безудержному росту, в результате чего образуется опухоль.

Онкогенные вирусы малоактивны и не способны разрушать клетку, но могут вызвать в ней наследственные изменения, причем опухолевые клетки как будто бы больше не нуждаются в вирусах. Действительно, в уже возникших опухолях вирусы часто не обнаруживаются. Это позволило предположить, что вирусы в развитии опухоли играют как бы роль спички и могут не принимать участия в возникшем пожаре. На самом же деле вирус постоянно присутствует в опухолевой клетке и поддерживает ее в перерожденном состоянии.

Очень важные открытия, касающиеся механизма возникновения рака, сделаны недавно. Ранее было замечено, что после заражения клеток онкогенными вирусами наблюдаются необычные явления. Зараженные клетки, как правило, сохраняют нормальный вид, и никаких признаков болезни обнаружить не удается. При этом вирус в клетках словно исчезает. В составе онкогенных РНК-содержащих вирусов обнаружен специальный фермент – обратная транскриптаза, осуществляющая синтез ДНК на РНК. После возникновения ДНК-копий они объединяются с ДНК клеток и передаются их потомству. Эти так называемые провирусы можно обнаружить в составе ДНК клеток различных животных, зараженных онкогенными вирусами. Итак, в случае интеграции «секретная служба» вирусов маскируется и может долгое время ничем себя не проявлять. При более внимательном изучении оказывается, что эта маскировка неполная. Присутствие вируса можно обнаружить по появлению новых антигенов на поверхности клеток – они так и называются поверхностными антигенами. Если клетки содержат в своем составе онкогенные вирусы, они обычно приобретают способность к безудержному росту или трансформируются, а это, в свою очередь, является чуть ли не первым признаком злокачественного роста. Доказано, что трансформацию (переход клеток к злокачественному росту) вызывает специальный белок, который закодирован в геноме вируса. Беспорядочное деление приводит к образованию очагов или фокусов трансформации. Если это происходит в организме, возникает предрак.

Появление на клеточных мембранах новых поверхностных опухолевых антигенов делает их «чужими» для организма, и они начинают распознаваться иммунной системой как мишень. Но почему же тогда развиваются опухоли? Здесь мы вступаем в область предположений и догадок. Известно, что опухоли чаще возникают у пожилых людей, когда иммунная система становится менее активной. Возможно, скорость деления трансформированных клеток, которая носит безудержный характер, обгоняет иммунный ответ. Возможно, наконец, и этому есть много доказательств, онкогенные вирусы подавляют иммунную систему или, как принято говорить, оказывают иммуносупрессорное действие. В некоторых случаях иммуносупрессию вызывают сопутствующие вирусные заболевания или даже лекарства, которые дают больным, например, при пересадке органа или ткани, чтобы подавить грозную реакцию их отторжения.

Полезные вирусы.

Существуют и полезные вирусы. Сначала были выделены и испытаны вирусы – пожиратели бактерий. Быстро и безжалостно расправлялись они со своими ближайшими родственниками по микромиру: палочки чумы, брюшного тифа, дизентерии, вибрионы холеры буквально таяли на глазах после встречи с этими безобидными на вид вирусами. Естественно, их стали широко применять для предупреждения и лечения многих инфекционных болезней, вызываемых бактериями (дизентерия, холера, брюшной тиф). Однако за первыми успехами последовали неудачи. Это было связано с тем, что в организме человека бактериофаги действовали на бактерии не так активно, как в пробирке. Кроме того, бактерии очень быстро приспосабливались к бактериофагам и становились нечувствительными к их действию. После открытия антибиотиков бактериофаги как лекарство отступили на задний план. Но до сих пор их с успехом используют для распознавания бактерий, т.к. бактериофаги умеют очень точно находить «свои бактерии» и быстро растворять их. Это очень точный метод, который позволяет определять не только виды бактерий, но и их разновидности.

Полезными оказались вирусы, поражающие позвоночных животных и насекомых. В 50-х годах XX века в Австралии остро встала проблема борьбы с дикими кроликами, которые быстрее саранчи уничтожали посевы сельскохозяйственных культур и приносили огромный экономический ущерб. Для борьбы с ними использовали вирус миксоматоза. В течение 10-12 дней этот вирус способен уничтожить практически всех зараженных животных. Для его распространения среди кроликов использовали зараженных комаров, которые сыграли роль «летающих игл».

Можно привести и другие примеры успешного использования вирусов для уничтожения вредителей. Все знают, какой ущерб приносят гусеницы и жуки-пилильщики. Они поедают листья полезных растений, угрожая порой садам и лесным массивам. С ними сражаются так называемый вирус полиэдроза и гранулеза. На небольших участках их распыляют пульверизаторами, а для обработки больших площадей используют самолеты. Так поступили в Калифорнии при борьбе с гусеницами, которые поражали поля люцерны, а в Канаде для уничтожения соснового пилильщика. Перспективно также применение вирусов для борьбы с гусеницами, поражающими капусту и свеклу, а также для уничтожения домашней моли.

ЗУЕВ В.А., 2014 УДк 616&9-022&6%005

Медленные инфекции человека и животных

ФГБУ «НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, 123098, г. Москва

Обзор, посвященный 60-летию изучения медленных инфекций человека и животных, вызываемых вирусами и прионами.

Ключевые слова: медленная инфекция; персистенция; вирусы; прионы.

slow infections of humans and animals

Gamaleya Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian

Federation,123098, Moscow, Russia

This review is dedicated to the 60-th anniversary of the exploration of slow infections of humans and animals caused by viruses and prions.

Key words: slow infection; persistence; viruses; prions.

История изучения медленных инфекций (МИ) как научной проблемы началась в 1954 г. - с того момента, когда В. Sigurdsson - профессор Рейкьявикского института экспериментальной патологии (Исландия) - прочитал свои знаменитые лекции в Лондонском университете. Задолго до этого В. Sigurdsson был приглашен исландскими фермерами для выяснения причин возникновения массовых заболеваний среди овец на различных фермах острова. Он столкнулся с весьма разнообразными клиническими проявлениями этих действительно разных заболеваний, среди которых были признаки поражения и ЦНС у животных, и нарушения со стороны дыхательных органов. Однако, несмотря на различия симптоматики, В. Sigurdsson обнаружил между этими болезнями и опреденные черты сходства: необычно продолжительный инкубационный период (годы), медленно прогрессирующий характер течения процесса, необычность поражения органов и тканей и неизбежный летальный исход. Именно эти четыре признака и легли в основу наименования таких заболеваний, как МИ .

Спустя три года D. Gajdusek и V. Zigas опубликовали результаты своих исследований на острове Новая Гвинея, где среди папуасов-каннибалов широко распространилось смертельное заболевание - куру. Вскоре благодаря результатам анализа, проведенного Hadlow , стало очевидным большое сходство клинических проявлений, эпидемиологических показателей и пато-морфологической картины куру у человека и скрепи у овец. Это означало, что МИ могут поражать не только животных, но и людей. Подобное допущение значительно повысило интерес к МИ и, естественно, к выяснению их причин. Напомним, что тогда, в середине ХХ столетия, наблюдался период бурного развития медицинской вирусологии, связанный с продолжающимися открытиями новых вирусов - возбудителей острых лихорадочных заболеваний . Отсюда понятно, почему в поисках возбудителей МИ господствовало мнение об их вирусной

природе. И вскоре такое предположение действительно начало оправдываться.

В 1960 г. в лаборатории В. Sigurdsson был выделен вирус висны - возбудитель типичной МИ овец, описанной еще автором в своих первых лекциях. По морфологическим и биохимическим свойствам вирус висны оказался близок хорошо известным онкорнавирусам . Это открытие еще более укрепило мнение о вирусной природе МИ. И вскоре был получен еще один аргумент в пользу такого представления: установлена вирусная природа известной еще с 1933 г. МИ детей и подростков - подострого склерозирующего панэнцефалита (ПСПЭ), смертельного заболевания, вызываемого, как оказалось, вирусом кори . Дальнейшее развитие проблемы уже медленных вирусных инфекций (МВИ) отличалось необычайным динамизмом: родившись в рамках ветеринарии, проблема уверенно вошла в медицину, когда МВИ были многократно описаны у человека (табл. 1).

Несмотря на то что в основе развития любой МИ лежит один и тот же процесс - персистенция возбудителя - механизм формирования патогенеза каждого конкретного заболевания оказался весьма различным. Так, например, при врожденной краснухе вирус вызывает выраженное снижение скорости пролиферации и жизнеспособности зараженных клеток, что приводит к нарушению процесса закладки и развития органов и тканей в организме плода. И чем раньше это происходит, тем большее количество аномалий регистрируют при рождении, нередко несовместимых с жизнью . При развитии ПСПЭ, вызываемого вирусом кори, напротив, выявленные в сыворотке крови и спинномозговой жидкости в очень высокой концентрации (1:16 000 !) противокоревые антитела прямо свидетельствовали об иных механизмах патогенеза этого заболевания. Оказалось, что раннее (до 2-летнего возраста) перенесение кори ребенком повышает риск развития ПСПЭ, что обусловлено накоплением в организме дефектных форм

Для корреспонденции: Зуев Виктор Абрамович, д-р мед. наук, проф.; e-mail: [email protected] Correspondence to: Victor Zuev, MD, PhD, DSc, prof.; e-mail: [email protected]

Таблица 1 Медленные вирусные инфекции человека

Наименование болезни

Возбудитель

Подострый послекоревой лейкоэнце-фалит

Прогрессирующая врожденная краснуха

Прогрессирующий краснушный панэнцефалит

Подострый герпетический энцефалит

Подострый аденовирусный энцефалит

Прогрессирующая многоочаговая лейкоэнцефалопатия

Хронический инфекционный моно-нуклеоз

Цитомегаловирусное поражение мозга

Кожевниковская эпилепсия и прогрессирующий бульбарный паралич

Хронический менингоэнцефалит при иммунодефиците

Вирусный гепатит В

Вирусный гепатит С

Вирусный гепатит D

Вирусный гепатит G

Вирусный гепатит ТTV

Синдром приобретенного иммунодефицита

Т-клеточная лимфома

Балканская эндемическая нефропатия

Бешенство

Лимфоцитарный хориоменингит Медленная гриппозная инфекция

Парамиксовирус - вирус кори

Тогавирус - вирус краснухи Тот же

Вирус простого герпеса Аденовирусы типа 7 и 32

Паповавирусы - вирусы JC и ОВ-40

Герпетовирус - вирус Эпштейна-Барр

Цитомегаловирус

Вирус клещевого энцефалита

Вирусы полиомиелита и ЕСНО

Вирус гепатита В

Вирус гепатита С

Вирус гепатита D

Вирус гепатита G

Парвавирус (?) - TTV

Вирус иммунодефицита человека

Онкорнавирусы HTLV-I и HTLV-II

Неклассифицированный вирус

Вирус бешенства

Вирус гриппа A

вируса, приводящих к слабовыраженной, но постоянной антигенной стимуляции иммунокомпетентных клеток, вызывая гиперпродукцию антител, которые нейтрализуют поверхностные вирусспецифические белки, но сохраняют недоступность клетки для цитотоксических лимфоцитов или иммунного лизиса комплементом . Еще один пример своеобразия патогенеза мы наблюдаем при формировании медленной гриппозной инфекции у части потомства млекопитающих (мыши), родившихся от самок, экспериментально зараженных вирусом гриппа, или от самок-вирусоносителей . В этом случае механизм патогенеза обусловлен нарушением синтеза в макрофагах интерлейкина-1, что приводит к развитию выраженного иммунодефицита плода . В результате у потомства вместо столь характерной для гриппозной инфекции воспалительной реакции практически во всех органах и тканях развивается первично-дегенеративный процесс вплоть до формирования губкообразной энцефалопатии головного мозга . Эти безусловные успехи в описании новых МВИ и выяснении их механизмов послужили дополнительным стимулом в поисках новых МВИ не только у человека, но и у животных (табл. 2).

Нетрудно понять, что с самого начала вся проблема

МИ человека и животных представлялась и разрабатывалась как вирусологическая, к чему действительно имелись и до сих пор имеются немалые основания, тем более что практически до последнего времени, хотя и «нелавинообразно», описание новых МВИ все же происходит. Хорошим примером служит открытие вирусов иммунодефицита человека, способных формировать типичную медленную форму инфекционного процесса с инкубационным периодом до 12 лет . Вместе с тем уже в первые годы на фоне этиологического, патогенетического и клинического разнообразия, которым отличались выявляемые МВИ, в литературе начинают появляться сообщения, описывающие особую группу МИ человека и животных, патоморфологические изменения при которых в организме отличаются весьма существенным однообразием: в организме отсутствуют признаки воспаления и наряду с этим в ЦНС развивается медленно прогрессирующая картина выраженного первично-дегенеративного процесса в головном, а иногда и в спинном мозге. Изменения выражаются в картине гибели нейронов, накоплении амилоидных бляшек и выраженном глиозе. В итоге все эти изменения приводят к формированию так называемого губ-кообразного состояния ^а^ spongiosus) мозговой ткани, что и послужило основанием для обозначения этой группы заболеваний как трансмиссивные губкоо-бразные энцефалопатии (ТГЭ). Именно такую патоги-стологическую картину и продемонстрировал в 1954 г. В. Sigurdsson в одной из своих лекций, в которой описал давно известную МИ овец - скрепи, характеризующуюся признаками резкого раздражения кожи, возбудимостью и нарушением координации движений. Вначале развивается атаксия, а затем неспособность животного стоять. Все эти проявления создают весьма типичную картину, облегчающую постановку диагноза. Заболевание развивается медленно, продолжается от нескольких месяцев до нескольких лет и всегда на фоне прогрессирующего истощения заканчивается гибелью животного. Несмотря на широкое распространение в разных странах, природа заболевания оставалась неизвестной, и скрепи долгое время рассматривалась как чисто сельскохозяйственная проблема. Медленное изучение скрепи во многом объяснялось вынужденностью проведения экспериментов на овцах, успешная передача заболевания мышам и другим лабораторным животным оказалась переломным моментом в истории изучения этого заболевания, да и всей проблемы в

Таблица 2 Медленные вирусные инфекции животных

Наименование болезни

Возбудитель

Инфекционная анемия лошадей

Болезнь Борна Алеутская болезнь норок

Лимфоцитарный хориоменингит мышей

Бешенство собак Африканская лихорадка свиней

Медленная гриппозная инфекция мышей

Вирус висны

Вирус инфекционной анемии лошадей

Вирус болезни Борна

Вирус алеутской болезни норок

Вирус лимфоцитарного хориоменингита

Вирус бешенства

Вирус африканской лихорадки свиней

Вирус гриппа А

целом . Сходная картина патогистологических изменений описана и при куру у людей. Продолжительность инкубационного периода составляет в среднем 5-10 лет, однако может продолжаться 25-30 и даже до 50 лет , если заражение происходит в юности или раннем детском возрасте. Все патогистологические изменения при куру ограничиваются только в ЦНС и на фоне гипертрофии и пролиферации астроглии выражаются в формировании типичной губкообразной энцефалопатии. В ходе настойчивых поисков D. Gajdusek сумел передать куру шимпанзе, а впоследствии и низшим обезьянам, чем и доказал инфекционную природу куру .

Эти находки заметно повысили интерес к подобного рода заболеваниям, и с тех пор в литературе постепенно начали накапливаться сообщения, описывающие инфекционные заболевания человека и животных, при которых развивалась одна и также картина патогисто-логических нарушений, выражающаяся именно в гибели нейронов, накоплении амилоидных бляшек, развитии глиоза и формировании губкообразного состояния (status spongiosus) мозговой ткани. Так, коллективу под руководством D. Gajdusek, помимо успехов при изучении куру, в 1968 г. удается выяснить инфекционную природу еще одной МИ человека с неустановленной этиологией, известной еще с 1920-х годов - болезни Крейтцфельдта-Якоба (БКЯ), получив развитие клинической картины заболевания у шимпанзе после введения животным мозговых гомогенатов от погибших людей . БКЯ распространена по всему миру и встречается с частотой 1-2 случая на 1 млн популяции в год. Однако в Чили, Израиле и Словакии существуют кластеры, где заболеваемость оказывается значительно выше . Заболеванию подвергнуты и мужчины, и женщины в возрасте 55-75 лет. В клинической картине характерны быстро прогрессирующее слабоумие, миоклонус и заметно прогрессирующие двигательные нарушения, что, как правило, в течение нескольких месяцев приводит к смертельному исходу. В отличие от всех известных инфекционных заболеваний для БКЯ характерно то, что из 100% заболевших у 85% БКЯ возникает как спорадическое заболевание людей старшего возраста, у 10-15% -как наследственное заболевание и менее чем у 1-5% эта болезнь развивается как инфекционная, т.е. в результате внешнего заражения . Этот последний вариант подразумевает так называемые ятрогенные случаи заболевания, связанные с медицинскими манипуляциями или пересадками тканевых материалов от человека к человеку. Впервые подобный случай был описан в 1974 г. у пациента, которому пересадили роговицу от трупа . Впоследствии случаи развития БКЯ регистрировали после прересадки печени, роговицы, твердой мозговой оболочки, в результате введения гормона роста, ГТГ, переливания крови, а также в результате использования недостаточно хорошо простерилизованных электродов для стереоэлектроэнцефалографии или хирургического инструментария .

Наряду с открытием новых ТГЭ человека увеличивался список подобных заболеваний и у животных. Кроме давно известной скрепи, на норководческих фермах штатов Висконсин и Миннесота (США) в 1947 г. зарегистрирована трансмиссивная энцефалопатия норок (ТЭН), инфекционная природа которой подтверждалась передачей заболевания с помощью фильтратов зараженных органов от больных животных здоровым. Инкубационный период при ТЭН до 1 года. Заболевание после первых симптомов длится от 2 до 6 нед и всегда заканчивается летально. При вскрытии обнаруживают выраженную губкообразную энцефалопатию с ярко вы-

раженным астроцитозом нейроглии . К этому списку следует добавить и обнаруженную в 1978 г. в штате Колорадо (США) «хроническую изнуряющую болезнь» (ХИБ) оленей и лосей - заболевание, характеризующееся губкообразной энцефалопатией с астроцитозом и формированием амилоидных бляшек в головном мозге. ХИБ зарегистрирована в США и Канаде среди оленей и лосей зоопарков, а также среди стад, находящихся в естественных условиях .

Несмотря на убедительные доказательства инфекционной природы ТГЭ и у человека, и у животных, долгое время не удавалось выявить возбудителя ни в одном случае этих болезней. Между тем исследования в этом направлении приобретали все более широкий размах, что во многом обусловлено возможностью передачи ряда ТГЭ лабораторным животным, главным образом мышам и хомякам. Многочисленные исследователи использовали вирусологические подходы, основываясь не только на результатах открытия МВИ, но и на основании уже известных, хотя и косвенных характеристик предполагаемого инфекционного агента. Действительно агент всех ТГЭ проходил через бактериальные фильтры; не размножался на искусственных питательных средах; воспроизводил феномен титрования; накапливался до концентрации 105-1011 ИД50 в 1 г мозговой ткани; был способен адаптироваться к новому хозяину; обладал генетическим контролем чувствительности некоторых хозяев; воспроизводил феномен интерференции; способен к персистенции в клеточных культурах, полученных из органов и тканей зараженного животного . Эти и некоторые другие черты, казалось, явно указывали на свойства, характерные для широкого круга известных вирусных возбудителей. Вместе с тем некоторые свойства инфекционных агентов ТГЭ оказывались достаточно необычными. Возбудители ТГЭ отличались устойчивостью к действиям ДНКазы и РНКазы, ультрафиолета, проникающей радиации, ультразвука, глутаральдегида, бета-пропиолактона, формальдегида, псораленов, толуола, ксилола, этанола, нагревания до 80оС и даже не полностью инактивировались после кипячения .

В связи с этими особенностями для возбудителей ТГЭ даже предлагались различные наименования, однако вся эта неопределенность была устранена благодаря результатам комплексных исследований, проведенных американским биохимиком S. Prusiner. Им прежде всего был получен исходный инфекционный материал в виде гомогената мозга зараженных возбудителем скрепи хомяков, у которых мозговая ткань содержала в 100 раз больше инфекционного агента, чем у мышей. Используя экстракцию детергентами, дифференциальное центрифугирование, обработку нуклеазами, про-теазами и анализ в гелиевом электрофорезе, он сумел при сохранении инфекционности очистить исходный материал в 100 раз. Последующее фракционирование в градиенте плотности сахарозы позволило (также при сохранении инфекционности и конечной очистке в 100-1000 раз) определить чисто белковую безнуклеиновую природу возбудителя скрепи в виде молекул одного вида молекулярной массой 27-30 кД. S. Prusiner обозначил обнаруженный им инфекционный белок как «инфекционный прионный белок», а в качестве инфекционной единицы предложил использовать термин «prion» как анаграмму английских слов - prote-inaceous infectious (particle). Таким образом, прион представляет собой инфекционную единицу, состоящую из молекул инфекционного прионного белка .

У млекопитающих прионный белок может существовать в двух изоформах, т.е. в здоровом организме обнаруживают неинфекционный прионный белок того же самого

аминокислотного состава и той же самой молекулярной массы, т. е. также состоящий из 253 аминокислот, но не обладающий инфекционностью и отличающийся от инфекционного лишь своей третичной и даже четвертичной структурой. В отличие от инфекционного прионного белка его неинфекционная изоформа (принимая во внимание его клеточное происхождение) была наименована как «нормальный» или «клеточный прионный белок», обозначенный символом PrPC (от английского Prion Protein Cell). Ген PRNP, кодирующий синтез белка PrPC, находится в коротком плече хромосомы 20 человека и в хромосоме 2 мыши. Ген состоит из двух разделенных интроном экзонов. Первый из экзонов содержит нетранслируемые последовательности, в то время как второй включает открытую рамку считывания, кодирует собственно PrPC. Ген является высококонсервативным, и наивысший уровень его экспрессии отмечен в нейронах, где концентрация иРНК для PrPC оказывается в 50 раз выше по сравнению с таковой в клетках глии . Синтезируясь в эндо-плазматическом ретикулуме клетки, белок покидает его, проходит через аппарат Гольджи и накапливается на поверхности клеток . Представляя собой гликопротеин с присоединенным к нему гидрофобным гликозилфосфо-тидилинозитольным якорем и сахарами, он первоначально экспрессируется в период раннего эмбриогенеза, а у взрослых особей локализуется главным образом в нейронах головного мозга и спинном мозге, а также в значительно меньшей концентрации в клетках глии, селезенки, лимфатических узлов . При анализе функции клеточного прионного белка PrPC выявлена его важную роль в поддержании сохранности нейронов и глии в отношении окислительного стресса, причастности к процессам регуляции содержания внутриклеточного кальция в нейронах, участия в поддержании нормального функционирования синапсов, в метаболизме меди, в трансдукции сигналов в нервной ткани . В последнее время показана важная роль этого белка в эмбриогенезе, плюрипотенции и дифференциации эмбриональных стволовых клеток , а также в процессах мышечной регенерации . Еще одна функция нормального прионного белка PrPC связана с поддержанием в клетках, тканях, органах и организме в целом так называемых циркадианных ритмов (от лат. circa - около, dies - день), т.е. околосуточных ритмов покоя и активности, что хорошо подкрепляется фактом открытия в 1986 г. E. Lugaresi и соавт. новой МИ, обозначенной как «смертельная семейная бессонница». Авторы обнаружили пациентов, cтрадающих снижением в организме синтеза клеточного прионного белка PrPC. У таких людей регистрировали резкое сокращение продолжительности сна, развитие галлюцинаций, утрату циркадианных ритмов, в конечном счете такие лица погибали от бессонницы. Описаны уже более 100 случаев этого заболевания среди 40 семейств, проживающих в Италии, Германии, Австрии, Испании, Великобритании, Франции, Финляндии, США, Японии, Австралии, Китае и Марокко . Прионный белок в организме людей и животных, страдающих ТГЭ, находится в другой форме, которая обозначается аббревиатурой PrPSc (от англ. Scrapie), что связано с тем, что заболевание скрепи встречается в природе, и этот белок был выделен из мозговой ткани зараженных именно возбудителем скрепи хомяков . Инфекционный прионный белок PrPSc оказался устойчивым к нуклеазам (РнКазе и ДНКазе), УФ-облучению, пороникающей радиации, таким органическим растворителям, как толуол, ксилол и этанол, нагреванию до 80оС, а также, что отличает его от нормального клеточного прионного белка PrPC, и к действию протеазы К . Процесс увеличения количества такого белка PrPSc в организме зараженных людей или животных принципиально отличается от про-

цесса размножения возбудителей вирусных или бактериальных инфекций и осуществляется благодаря изменениям третичной или даже четвертичной структуры молекул клеточного прионного белка РгРс. Молекулярный механизм этого процесса связан с превращением части альфа-спиральных доменов в бета-тяжи. Такой процесс носит название конформационного процесса, подразумевающего лишь изменение пространственной структуры, но не изменение аминокислотного состава белковой молекулы . В настоящее время известно, что молекула белка РгРс состоит из четырех альфа-спиральных доменов, стабилизированных междоменными электростатическими взаимодействиями и S-S1-связью, в то время как в молекуле его изоформы РгР& два домена (Н3 и Н4) сохраняют свою первоначальную спирализованную форму, а два других (Н1 и Н2) превращаются в четыре бета-тяжа, связанных друг с другом и доменами Н3 и Н4 . Подобное превращение оказывается возможным под действием самой молекулы инфекционного прионного белка, а также в результате даже незначительных мутационных изменений в РгР-гене или может быть под воздействием каких-нибудь реакционно активных (наприимер, фосфорорганических) соединений . Иными словами, накопление инфекционных белковых молекул происходит за счет конформа-ции молекул белка РгРс, и такой процесс носит лавинообразный характер . Открытие прионов в 1982 г. было столь шокирующим, что его даже не смогли ни разу по достоинству оценить. И лишь спустя 15 лет автору была присуждена Нобелевская премия. В связи с открытием прионов вызываемые ими заболевания получили название «прионные болезни», широко используемые наряду с существующим обозначением ТГЭ .

Особый интерес к проблеме прионов и прионных заболеваний вызван разразившейся с 1986 г. в Великобритании эпизоотией ТГЭ крупного рогатого скота (КРС; ТГЭ КРС). Заболевание было обусловлено массовым заражением молодняка, при выкармливании которого использовали зараженную инфекционным прионным белком мясокостную муку. Напомним, что ранее мясокостную муку широко использовали во многих странах при выкармливании телят, а также в бытовых условиях. Сырьем для мясокостной муки служат скелеты крупного и мелкого рогатого скота и другие, не идущие в пищу человека части туш коров и овец. В технологию получения такой муки после процессов тщательного измельчения исходного сырья включены также обработка активными жирорастворителями и термообработка при температуре 130оС. Однако в конце 1970-х годов в Великобритании предприниматели, решив повысить питательную ценность мясокостной муки, снизили режим термообработки до 110оС, а также уменьшили количество жи-рорастворителей. Именно эти изменения технологии и сыграли роковую роль в развитии эпизоотии КРС. Болезнь охватила все графства, число заболевших коров постоянно увеличивалось и в 1992 г. достигло пика - до 1000 в неделю .

Клинически болезнь проявлялась, как выражаются ветеринары, в «потере животным кондиции», они стали особо чувствительными к прикосновению и звуку, подмечены нарушения психики: появляются страх и приступы бешенства («болезнь бешеной коровы»). При вскрытии в головном и иногда в спинном мозге обнаруживают гибель нейронов, формирование губкообразного состояния мозговой ткани и глиоз. На гистологических срезах ткани головного мозга выявляют присутствие инфекционного прионного белка РгР& в области вакуолизации и на поверхности еще сохранившихся нейронов .

С июля 1988 г. в стране введен запрет на кормление жвачных животных белковосодержащими кормами,

приготовленными из органов и тканей жвачных животных, и начиная с 1993 г., эпизоотия пошла на убыль. Однако в результате эпизоотии количество существующих ранее ТГЭ удвоилось: к известным скрепи, ТЭН и ХИБ оленей и лосей прибавились, кроме ТГЭ КРС трансмиссивная губкообразная энцефалопатия кошек и трансмиссивная губкообразная энцефалопатия экзотических копытных. Заболевание сначала бродячих, а затем и домашних кошек было обусловлено употреблением ими в пищу инфицированных мяса и внутренностей больных и погибших коров и быков. Случаи губкообразной энцефалопатии возникли и у находящихся в Лондонском зоопарке пумы, двух гепардов, оцелота и тигра. Причина проста - всех их в течение длительного времени кормили расколотыми головами и мясом крупного рогатого скота . Губкообразная энцефалопатия экзотических копытных описана у пяти видов диких животных: сернобыка, аравийского орикса, канны, сахарского орикса и большого куду. 17 случаев заболеваний среди этих животных в зоопарке также обусловлены использованием при их выкармливании мясокостной муки.

Прионные болезни КРС, помимо Великобритании вскоре были зарегистрированы во Франции, Германии, Швейцарии, Италии, Португалии, Ирландии, Нидерландах, Дании, США, Омане, Китае и на Фолклендских островах. С годами этот список стран постепенно увеличивался и через 10 лет достиг уже 40, что связано либо с импортом уже зараженных животных, либо с использованием в этих странах инфицированнной мясокостной муки .

Столь широкое распространение этой прионной болезни КРС естественно вызывало беспокойство по поводу возможности передачи заболевания от животных человеку, тем более что был уже твердо установлен путь передачи инфекционного агента с зараженной пищей. В марте 1996 г. это беспокойство было подкреплено сообщением, переданным Великобританией в ВОЗ, о 10 случаях смерти молодых людей от так называемого нового варианта БКЯ (нвБКЯ) . Через месяц о таком же случае сообщила Франция, а через год на территории Великобритании были выявлены еще 5 случаев этой болезни. К 1998 г. в мире стало известно о 24 случаях, а к настоящему времени их число уже превысило 200 в восьми странах Европы, а также в США, Канаде, Японии и Саудовской Аравии .

В самом начале было подмечено, что нвБКЯ отличается от классической БКЯ рядом характерных симптомов. Болезнь поражает молодых людей в возрасте в среднем до 30 лет. В отличие от классической формы нвБКЯ в первую очередь проявляется в изменении личности: больной теряет интерес к своему хобби, начинает сторониться самых близких людей, поддается депрессии. Среди симптомов отмечают развитие тревожного состояния, бессонницу, хорею, миоклонус и прогрессирующую атаксию. Больной не может сам себя обслуживать, теряет способность самостоятельно принимать пищу. Поздно наступает слабоумие, и пациент осознает свое ухудшающееся положение. Патоморфологическая картина хотя и характерна для ТГЭ, но отличалась обязательным присутствием больших амилоидных бляшек в мозжечке и коре головного мозга, окруженных многочисленными вакуолями . Для выяснения причин возникновения нвБКЯ проведено сравнительное исследование на мышах трех штаммов инфекционного прионного белка РгР&, выделенного: 1) из мозговой ткани коровы, погибшей от ТГЭ КРС; 2) из мозговой ткани овцы, погибшей от скрепи; 3) из мозговой ткани молодого человека, погибшего от нвБКЯ. Результаты исследования по трем генетическим маркерам - продолжильность инку-

бационного периода, скорость гибели зараженных мышей и профиль поражения ЦНС - подтвердили сходство прионов, выделенных от нвБКЯ, с прионами, выделенными именно только от коровы, погибшей от ТГЭ КРС .

Степень чувствительности организмов к инфекционному прионному белку РгР& доноров определяется структурной близостью к нему клеточного прионного белка РгРс реципиента. Однако такая закономерность оказывается не абсолютной, а является лишь тенденцией, так как все приведенные выше примеры и главный из них - эпизоотия ТГЭ КРС с ее последствиями для других видов животных - прямо свидетельствуют о том, что увеличение дозы инфекционного материала и повышение частоты его введения способствуют успешному преодолению барьеров нечувствительности организма к инфекционному прионному белку . Кроме того, в определении природы чувствительности к прионным болезням большую роль играет генотип конкретного животного или человека. И этот генетический контроль обусловлен видом мутаций, происходящих в гене PRNP, кодирующем синтез клеточного прионного белка РгРс . Сегодня картированы более 40 хорошо изученных мутаций в гене PRNR При случаях спорадической БКЯ у пациентов обнаружена мутация в кодоне 178, при которой происходит замена аспарагиновой кислоты на аспарагин. Но если при этом кодон 129 кодирует валин, то действительно развивается БКЯ, а если же в положении 129 находится метионин, то развивается семейная смертельная бессонница. При мутации Про102Лей возникает синдром Герстманна-Штреусслера-Шейнкера . По мнению большинства исследователей, штам-мовые различия, кроме того, связаны с уровнем и стабильностью инфекционного прионного белка РгР&, а также с различной способностью последнего к процессу свертывания и превращения в скрепиассоциированные фибриллы, что в свою очередь может быть обусловлено различным соотношением альфа-спиральных доменов и бета-тяжей в молекуле в процессе конформационных изменений исходного клеточного прионного белка РгРс . Именно эти различия и определяют продолжительность инкубационного периода, форму и симптоматику инфекционного процесса . Так, например, сегодня известны по крайней мере шесть штаммов, вызывающих только спорадические прионные болезни

Вместе с тем продолжается выявление новых прион-ных болезней человека. Так, кроме упомянутых выше случаев семейной смертельной бессонницы, начиная с 1999 г., в разных странах мира описаны в общей сложности 24 случая проявления так называемой спорадической смертельной бессонницы. Все пациенты обнаруживали клинические и нейропатологические признаки, сходные с семейной смертельной бессонницей, однако они отличались отсутствием семейной истории в анамнезе и соответствующих мутационных изменений в гене PRNP, хотя при этом все пациенты оказывались гомозиготными по метионину в кодоне 129 . Кроме того, в 2008 г. были впервые описаны прионные болезни, которые проявляли признаки, отличающие их от классических прионных заболеваний. Так, все 11 случаев имели характерные симптомы: более продолжительный инкубационный период, более тяжелые клинические проявления с атипичной деменцией и своеобразным ступенчатым электрофоретическим профилем, а главное - сниженной устойчивостью к протеазам нерастворимого инфекционного прионного белка. Болезнь получила название «про-теазачувствительная прионопатия» . Наконец, в минувшем году группа британских исследователей про-

Таблица 3 Прионные болезни человека и животных

Название заболевания

Болезнь Крейтцфельдта-Якоба (БКЯ):

спорадическая форма

семейная форма

ятрогенная форма

Новый вариант БКЯ (нвБКЯ)

Синдром Герстманна-Штреусслера-Шейнкера

Смертельная семейная бессонница Спорадическая смертельная бессонница Протеазочувствительная нейропатия Нейропатия с диареей Скрепи

Трансмиссивная энцефалопатия норок

Хроническая изнуряющая болезнь

Трансмиссивная губкообразная энцефалопатия крупного рогатого скота

Губкообразная энцефалопатия кошек

Губкообразная энцефалопатия экзотических копытных

Овцы, козы

Норки Олени, лоси Коровы, быки

Антилопы, большой куду

вела сложное исследование с целью выявления прионной патологии у 11 пациентов, страдающих специфической полинейропатией, прогрессирующим нарушением чувствительности в разных областях организма, хронической диареей, вздутием живота, синдромом раздражения толстой кишки. Установлено, что в гене PRNP пациентов присутствует мутация Y163X, провоцирующая образование аномальных прионных белков. В головном мозге выявлены спонгиоз, патологические изменения в спи-нальных ганглиях и периферических нервах. У всех пациентов снижен интеллект, нарушена память. В биоптате слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки обнаружено накопление характерных для прионных болезней амилоидных бляшек. Авторы расценивают эти случаи как новое прионное заболевание, причиной которого является мутация Y163X, а основные проявления - стабильная диарея, расстройства вегетативной регуляции и сенсорная нейропатия . Все эти находки еще более увеличили список прионных болезней (табл. 3).

При первых же попытках иммунодиагностики, иммунотерапии или иммунопрофилактики прионных болезней столкнулись с фактом полного отсутствия специфических антител в зараженном организме. Это становится понятным, учитывая структурную близость инфекционного прионного белка РгР& и его клеточной изоформы РгРС, в связи с чем организм рассматривает белок РгР& как свой, поэтому неудивительно, что испытания многих иммуномодуляторов практически заканчивались неудачей .

Клиническая диагностика прионных болезней основывается на уже описанной выше симптоматике. Однако следует учитывать, что нарушения функции и когнитивные нарушения возникают прежде, чем клеточная дегенерация, и независимо от патологической агрегации инфекционного прионного белка РгР&, что может быть связано скорее с синаптической дисфункцией, чем с потерей нейронов .

Лабораторная диагностика этих страданий включает прямые и непрямые методы. К первым из них относятся

электронно-микроскопическое определение скрепиассо-циированных фибрилл, иммуноблоттинг с использованием моноклональных антител; метод пептидных зондов, основанный на использовании меченых синтетических пептидов, аминокислотная последовательность которых позволяет им связываться со структурой прионного белка. Важным шагом, имеющим как теоретическое, так и методическое значение, было получение антител при использовании в качестве антигена высокоочищенных прионов скрепи. Непрямые методы включают обычную гистологическую технику, благодаря которой в образцах биопсийного или аутосийного материала определяют глиоз, формирование губкообразного состояния мозговой ткани и накопление в ней амилоидных бляшек; гистохимический метод основывается на выявлении с помощью красителей скоплений амилоида; биологический метод включает заражение испытуемым материалом лабораторных животных (биопроба), что, однако, связано с длительностью наблюдения, или заражение клеточных культур . Для последнего варианта предложена культура клеток N2a (клетки нейробластомы мыши), заражение которой испытуемым материалом позволяет в 10 раз быстрее, чем с помощью биопробы, получить результат при сохранении того же уровня чувствительности .

Профилактика прионных болезней основывается на недопущении в пищу инфицированных мясных продуктов или других продуктов убоя, а также на неиспользовании лекарственных препаратов, медицинских изделий и косметических средств, получаемых из органов и тканей КРС .

Проблема лечения прионных болезней долгое время оставалась самой трудной, и все попытки применения лекарственных препаратов заканчивались наудачей. Наиболее перспективными рассматривались различные подходы, основанные на результатах молекулярно-биологических исследований трехмерной структуры прионов и изучения условий свертывания прионных белковых молекул и превращения их в скрепиподобные фибриллы и амилоидные образования . Однако в последние годы начали появляться сообщения, явно свидетельствующие о намечающихся серьезных успехах в этой области. Так, начиная с 2008 г., группы исследователей из Великобритании, используя лентивирусную промежуточную интерференционную РНК (iRNA) против нативного прионного белка, сообщили о первом терапевтическом вмешательстве ингибитора киназы PERK (protein kinase RNA-like endoplasmic reticulum kinase), которое спасало нейроны, прерывало развитие симптомов и повышало выживаемость мышей с прионным заболеванием .

Наконец, недавно интернациональная группа из 17 исследователей, по-видимому, совершила прорыв в лечении прионных болезней . Используя циклическую амплификацию свертывания белков, удалось получить выраженное ингибирование размножения инфекционных прионных белков человека с помощью рекомби-нантного полноразмерного человеческого приона PrPC (rHuPrP23-231), который был не гликозилирован и не имел гликофосфатидилинозитолового якоря. Более того, rHuPrP23-231 также ингибировал размножение мышиных инфекционных прионов в культуре зараженных мышиных клеток. При этом авторы особо подчеркивают, что рекомбинантный прионный белок связывался именно с молекулами PrPSc , а не с молекулами PrPC, что наводит на мысль о том, что ингибирующий эффект ре-комбинантного белка PrP является результатом блокирования процесса взаимодействия PrPC и PrPSc. Авторы полагают, что полученные ими результаты обосновывают новый подход к лечению прионных заболеваний, при

котором негликозилированный и незаякоренный собственный PrP пациента может быть использован для подавления размножения инфекционного прионного белка PrPSc без необходимости индукции иммунного ответа в организме .

Появление нейродегенеративных заболеваний, основанных на нарушениях вторичной или третичной структуры белков, позволило ввести новое определение - «кон-формационные болезни», основным звеном в патогенезе которых являются нарушение пространственной конфигурации и укладка белковых молекул в клетке с последующим формированием нерастворимых агрегатов .

ЛИТЕРАТУРА

6. Львов Д.К., ред. Рождение и становление вирусологии. В кн.: Руководство по вирусологии. М.: МИА; 2013: 29-46.

10. Зуев В.А. Медленные вирусные инфекции человека и животных. М.: Медицина; 1988; 57-64, 115-36.

11. Мирчинк Е.П., Пронин А.В., Бартенева Н.С., Санин А.В., Хоробрых В.В., Зуев В.А. Иммунологический анализ патологии, развивающейся у мышей в результате их внутриутробного заражения вирусом гриппа. Вопросы вирусологии. 1984; 2: 162-6.

12. Зуев В.А., Мирчинк Е.П., Харитонова А.М. Экспериментальные доказательства персистирующего в организме вируса гриппа вызывать медленную инфекцию. Вестник АМН СССР. 1985; 3: 26-31.

15. Brander S., Whitfeld J., Boone K., Puwa A., O"Malley C., Linehan J.M. et al. Central and peripheral pathology of kuru: pathological analyses of a recent case and comparison with other forms of human prion disease. Phil. Trams. R. Soc. Biol. 2008; 363: 3755-63.

16. Collinge J., Whitfeld D.J., McKintosh E., Beck J., Mead S., Thomas D.J. et al. Kuru in the 21st century - an aquired human prion disease with very long incubation period. Lancet. 2006; 367: 2068-74.

23. Imran M., Mahmood S.V. An overview of human prion diseases. Virol. J. 2011; 8: 559-67.

31. Miranda A., Ramos-Ibeas P., Pericuesta E., Ramirez M.A., Gutierraz-Adan A. The role of prion protein in stem cell regulation. Reproduction. 2013; 146: 91-9.

32. Stella R., Massimino M.L., Sandri M., Sorgato M.C., Bertoli A. Cellular prion protein promotes regeneration of adult muscle A tissue. Mol. Cell. Biol. 2010; 30:4864-76.

34. Lugaresi E., Medori P., Montagna P., Baruzzi A., Cortelli P., Lugaresi A. et al. Fatal familial insomnia and dysautonomia with selective degeneration of thalamic nuclei. N. Engl. J. Med. 1986; 315: 997-1003.

36. Prusiner S.B. Prions and neurodegenerative diseases. N. Engl. J. Med. 1987; 317: 1571-781.

38. Зуев В.А., Завалишин И.А., Ройхель В.М. Прионные болезни человека и животных. М.: Медицина; 1999: 136-42.

39. Покровский В.И., Киселев О.И., Черкасский Б.Л. Прионы и прионные болезни. М.: Издательство РАМН; 2004: 146-52, 171-85.

44. Gambetti P., Cali I., Notari S., Kong Q., Zou W.-Q., Surewicz W.K. Molecular biology and pathology of prion strains in sporadic human prion diseases. Acta Neuropathol. 2011; 121: 79-90.

50. Mead S., Gaudhi S., Beck J., Caine D., Gajulapalli D., Carwell C. et al. A novel prion disease associated with diarrhea and neuropathy. N. Engl. J. Med. 2013; 369: 1904-14.

52. Григорьев В.Б., Подкидышев А.Н., Кальков С.Л., Клименко С.М. Методы диагностики прионных заболеваний. Вопросы вирусологии. 2009; 5: 4-9.

54. White M.D., Farmer M., Mirabile I., Brandner S., Collinge J., Mallucci G.R. Single treatment with RNAi against prion protein rescues early neuronal dysfunction and prolongs survival in mice with prion disease. Proc. Natl. Asad. Sci. USA. 2008; 105: 10238-43.

56. Carrell R.W., Lomas D.A. Conformational disease. Lancet. 1997; 350: 134-8.

Поступила 13.03.14

1. Sigurdsson B. Maedi, a sliow progressive pneumonia of sheep: An epi-zoological and a pathological study. Br. Vet. J. 1954; 110: 255-70.

2. Sigurdsson B. Paratuberculosis (Johne"s disease) of heep in Iceland. Immunological studies and observations on its mode of spread. Br. Vet. J. 1954; 110: 307-22.

3. Sigurdsson B. Rida, a chronic encephalitis of speep with general remarks on infections with develop slowly and some of their special characteristics. Br. Vet. J. 1954; 110: 341-54.

4. Gajdusek D.C., Zigas V. Degenerative disease of the central nervous system in New Guinea; endemic occurrence of kuru in the native population. N. Engl. J. Med. 1957; 257: 974-8.

5. Hadlow W.J. Scrapie and Kuru. Lancet. 1959; 2: 289-90.

6. Lvov D.K., ed. The beginning and formation of virology. In: Manual of virology [ Rukovodstvo po virusologii]. Moscow. Meditsynskoe informatsionnoe agentstvo; 2013: 29-46. (in Russian)

7. Sigurdsson B., Thormar H., Polson P.A. Cultivation of virus visna in tissue culture. Arch ges. Virusforsch. 1960; 10: 368-81.

8. Horta-Barbosa L., Fucillo D., Sever J. et al. Subacute sclerosing panencephalitis; isolation of measles virus from a brain biopsy. Nature. 1969; 221: 974.

9. Weller T.H., Neva F.A. Propagation in tissue of cytopathic agents-from patients with rubella-like illness. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1962; 3: 215-25.

10. Zuev V.A. In: Slow virus infections of human and animals . Moscow: Meditsina; 1988; 57-64, 115-36. (in Russian)

11. Mirchink E.P., Pronin A.V., Barteneva N.S., Sanin A.V., Khorobrykh V.V., Zuev V.A. The immunological analysis of pathology that affects mice as a resul of intrauterine influenza virus infection. Voprosy virusologii. 1984; 2: 162-6. (in Russian)

12. Zuev V.A., Mirchink E.P., Kharitonova A.M. The experimental proof that persistent in organism influenza virus causes slow infection. Vestnik AMN SSSR. 1985; 3: 26-31. (in Russian)

13. Seale J. What we know about AIDS. New Sci. 1985; 107: 29-30.

14. Chandler R.L. Encephalopathy in mice produced whit scrapie brain material. Lancet. 1961; 1: 1378-9.

15. Brander S., Whitfeld J., Boone K., Puwa A., O"Malley C., Linehan J.M. et al. Central and peripheral pathology of kuru: pathological analyses of a recent case and comparison with other forms of human prion disease. Phil. Trans. R. Soc. Biol. 2008; 363: 3755-63.

16. Collinge J., Whitfeld D.J., McKintosh E., Beck J., Mead S., Thomas D.J. et al. Kuru in the 21st century - an aquired human prion disease with very long incubation period. Lancet, 2006; 367: 2068-74.

17. Gajdusek D.C. Subacure spongiform virus encephalopathies caused by unconventional viruses. In: Subviral Parthogenesis of plants and animals: viroids and prions. New York; 1985: 483-544.

18. Gajdusek D.C. Unconventional viruses causing subacute spongiform encephalopathies. In: Fiedds B.N., ed. Virology. New York; 1985: 1519-57.

19. Gibbs C.J., Gajdusek D.C., Asher D.T. et al. Creutzfeldt-Jakob disease (spongiform encephalopathy) transmission to the chimpanzee. Science. 1968; 161: 388-9.

20. Alperovich A. Epidemiology of Creutzfeldt-Jakob disease - past and present uncertainties. Eur. J. Neurol. 1996; 3: 500-6.

21. Lampert P.W., Gajdusek D.C., Gibbs C.J. Subacute spongiform virus encephalopathies: scrapie, kuru and Creutzfeldt-Jakob disease. A review. Am. J. Pathol. 1972; 68: 626-46.

22. Duffy P., Wolf J., Collins G. Possible person-to-person transmission of Creutzfeldt-Jakob disease. N. Engl. J. Med. 1974; 290: 692-3.

23. Imran M., Mahmood S.V. An overview of human prion diseases. Vi -rol. J. 2011; 8: 559-67.

24. Bradley R. Animal prion diseases. In: Collinge J., Palmer M.S., eds. Prion Diseases. Oxford University Press; 1997: 89-129.

25. Williams E.S., Young S.J. Chronic wasting disease of captive mule deer: a spongiform encephalopathy. J. Wildl. Dis. 1980; 16: 89-98.

26. Prusiner S.B. Novel proteinaceous infectious particles cause scrapie. Science. 1982; 216: 136-44.

27. Bolton D.C., McKinley M.P., Prusiner S.B. Identification of protein that purifies with the scrapie prion. Science. 1982; 218: 1309-11.

28. McKinley M.P., Bolton D.C., Prusiner S.B. A protease-resistant protein is a structural component of the scrapie prion. Cell. 1983; 35: 57-62.

29. Ford M.J., Burton L.J., Morris R.J., Hall S.M. Selective expression of prion protein in peripheral tissues of the adult mouse. Neuroscience. 2002; 113: 177-92.

30. Parchi P., Saverioni D. Molecular pathology, classification, and diagnosis of sporadic human prion disease variants. Folia Neuropathol. 2012; 50(1): 20-45.

31. Miranda A., Ramos-Ibeas P., Pericuesta E., Ramirez M.A., Gutier-raz-Adan A. The role of prion protein in stem cell regulation. Reproduction. 2013; 146: 91-9.

32. Stella R., Massimino M.L., Sandri M., Sorgato M.C., Bertoli A. Cellular prion protein promotes regeneration of adult muscle A tissue. Mol. Cell. Biol. 2010; 30: 4864-76.

33. Colby D.W., Prusiner S.B. Prions. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2011, 3(1): a006833.

34. Lugaresi E., Medori P., Montagna P., Baruzzi A., Cortelli P., Luga-resi A. et al. Fatal familial insomnia and dysautonomia with selective degeneration of thalamic nuclei. N. Engl. J. Med. 1986; 315: 997-1003.

35. Baldin E., Capellari C., Provini F.,Corrado P., Liguori l., Parchi P. et al. A case of fatal familial insomnia in Africa. J. Neurol. 2009; 256: 778-9.

36. Prusiner S.B. Prions and neurodegenerative diseases. N. Engl. J. Med 1987; 317: 1571-781.

37. Collinge J., Palmer M.S. Human prion diseases. In: Collinge J., Palmer M.S., eds. Prion diseases. Oxford University Press; 1997: 18-48.

38. Zuev V.A., Zavalishin I.A., Roiykhel V.M. Prion diseases of human and animals (Prionnye bolezni cheloveka i zhivotnyk). Moscow: Meditsina; 1999: 136-42. (in Russian)

39. Pokrovskiy V.I., Kiselev O.I., Cherkasskiy B.L. Prions and prion diseases (Priony iprionnye bolezni). Moscow: Izd-vo RAMN; 2004: 146-52, 171-85. (in Russian)

40. Will R.J., Ironside J.W., Zeidler M., Cousens S.N., Estieiro K., Alperovich A et al. A new variant of Creutzfeldt-Jakob disease in the UK. Lancet. 1996; 347: 921-5.

41. Chazot G., Brousolle E., Lapras C.I, Blatter T., Aguzzi A., Kopp N. New variant of Creutzfeldt-Jakob disease in a 26-year-old French man. Lancet. 1996; 347: 1181.

42. Collinge J., Sidle K.C., Meads J., Ironside J., Hill A.F. Molecular analysis of prion strain variation and the aetiology of «new variant» CJD. Nature. 1996; 383: 685-90.

43. Safar J.G. Molecular pathogenesis of sporadic prion diseases in man. Prion. 2012; 6(2): 108-15.

44. Gambetti P., Cali I., Notari S., Kong Q , Zou W.-Q., Surewicz W.K. Molecular biology and pathology of prion strains in sporadic human prion diseases. Acta Neuropathol. 2011; 121: 79-90.

45. Caughey R., Raymond G.J., Ressen R.A. Strain-dependent differences in beta-sheet conformations of abnormal prion protein. J. Biol. Chem. 1998; 273: 32230-5.

46. Mastrianni J.A., Nixon R., Layzer R., Telling G.C., Han D., DeA-mond S.J. et al. Prion protein conformation in a patient with sporadic fatal insomnia. N. Engl. J. Med. 1999; 340: 1630-8.

47. Priano L., Giaccone G., Mangien M., Albani G., Limido L., Brioschi A. et al. An atypical case of sporadic fatal insomnia. J. Neurol. Neu-rosurg. Psychiatry. 2009; 80: 924-7.

48. Gambetti P., Dong Z., Yuan J., Xiao X., Zheng M., Alshekhlee A. et al. A novel human disease with abnormal prion protein sensitive to protease. Ann. Neurol. 2008; 63: 697-708.

49. Zou W.Q., Puoti G., Xiao X., Yuan J., Qing L., Cali I. et al. Variably protease-sensitive prionopathy: A new sporadic disease of the prion protein. Ann. Neurol. 2010; 68: 162-72.

50. Mead S., Gaudhi S., Beck J., Caine D., Gajulapalli D., Carwell C. et al. A novel prion disease associated with diarrhea and neuropathy. N. Engl. J. Med 2013; 369: 1904-14.

51. Mallucci G.R. Prion neurodegeneration. Prion. 2009; 3: 195-201.

52. Grigoriev V.B., Podkidyshev A.N., Kalkov S.L., Klimenko S.M. Methods for diagnosis of prion diseases. Voprosy virusologii. 2009; 5: 4-9. (in Russian)

53. Bulter D.A., Scott M.R., Bockman J.M., Borchelt D.R., Taraboulos A., Hsiao K.K. et al. Scrapie infected murine neuroblastoma cells produce protease-resistant prion proteins. J. Virol. 1988; 62(5): 1558-64.

54. White M.D., Farmer M., Mirabile I., Brandner S., Collinge J., Mal-lucci G.R. Single treatment with RNAi against prion protein rescues early neuronal dysfunction and prolongs survival in mice with prion disease. Proc. Natl. Asad Sci. USA. 2008; 105: 10238-43.

55. Yuan J., Zhan Y.-A., Abskharon R., Xiao X., Martinez M.C., Zhou X. et al. Recombinant human prion protein inhibits prion propagation in vitro. Sci. Rep. 2013; 3: Article 2911.