Priónové ochorenia: príčiny, príznaky, diagnostika, liečba

Priónové choroby sú skupinou neurodegeneratívnych ochorení charakterizovaných progresívnym poškodením mozgu a smrťou.

Kód MKCH-10

A81.9. Pomalé vírusové infekcie centrálneho nervového systému, nešpecifikované.

Čo spôsobuje priónové choroby?

Príčinou priónových ochorení u ľudí a zvierat je proteín nazývaný prión – konformér (konformačná forma) normálneho bunkového proteínu, ktorý sa nachádza v tele všetkých cicavcov a ľudí. V ľudskom tele sa gén kódujúci syntézu bunkového priónového proteínu označuje ako PRNP. Neinfekčný, „bunkový“ priónový proteín sa zvyčajne označuje ako PrPc ⁽ index „C“ je začiatočné písmeno anglického slova bunka ). „Bunkový“ priónový proteín sa podieľa na prenose fyziologických signálov, interaguje so zložkami synapsií, to znamená, že sa podieľa na fungovaní bunkových signálnych systémov, najmä neurónov. Polčas rozpadu PrPc ^je 4 – 6 hodín.

Na označenie konformačnej formy bunkového priónového proteínu, ktorá má infekčné vlastnosti, sa používa označenie PrP ^Sc. Infekčnosť priónového proteínu sa označuje prvými písmenami najbežnejšieho priónového ochorenia - scrapie - "Sc" (z anglického scrapie). Infekčné formy priónov sú nízkomolekulárne (molekulová hmotnosť 27-30 kDa) proteínové častice, niekedy označované ako PrP27-30. Dĺžka ich polypeptidového reťazca je 253-254 aminokyselinových zvyškov.

Proces akumulácie infekčného priónového proteínu je spôsobený kontaktom dvoch molekúl - východiskového proteínu PrPc ^a infekčného priónového proteínu PrPsc ^. V procese interakcie s normálnym bunkovým proteínom PrPc ^v ňom infekčný proteín vyvoláva štrukturálne (konformačné) zmeny a premieňa ho na podobný, ireverzibilne infekčný proteín. Proces akumulácie infekčného priónového proteínu teda nenastáva v dôsledku syntézy ^{molekúl PrPsc v infikovanom organizme, ale v dôsledku konformačných zmien normálnych molekúl PrPc, ktorésú} už v organizme prítomné. Proces akumulácie infekčného priónového proteínu má lavínový charakter.

Ak sú bunky infikované jednotlivými infekčnými molekulami, počet molekúl PrP ^Sc vytvorených počas dňa dosiahne 500 – 1 000, počas roka až pol milióna. To je v porovnaní s rýchlosťou reprodukcie baktérií a vírusov (mnoho miliónov častíc za hodiny) nemerateľne menej, čo vysvetľuje dlhú inkubačnú dobu priónových ochorení.

Prióny rôznych živočíšnych druhov majú významné rozdiely vo svojej primárnej štruktúre. Keďže infekčný prión iba iniciuje proces premeny normálneho bunkového homológu na PrPS, výsledkom infekčného procesu sú prióny s primárnou štruktúrou charakteristickou len pre tento druh. Boli získané molekulárne biologické dôkazy o priónoch prekonávajúcich medzidruhové bariéry a schopnosti adaptovať sa na nového hostiteľa, teda bola dokázaná možnosť prenosu pôvodcu priónových infekcií zo zvierat na človeka.

Morfológia priónov

Prióny v infikovaných bunkách sa nachádzajú prevažne v mikrozomálnej frakcii. Morfologicky sú prióny v telesných tkanivách reprezentované polymérnou formou (agregované molekuly infekčného priónového proteínu PrP27-30) a vyzerajú ako tyčinkovité prvky (fibrily). Z hľadiska ultraštrukturálnych a histochemických vlastností sú identické s amyloidom, ale tento materiál podobný amyloidu je neinfekčný, pretože iba jednotlivé priónové molekuly majú infekčné vlastnosti.

Fyzikálno-chemické vlastnosti priónov

Prióny sa vyznačujú nezvyčajne vysokou úrovňou odolnosti voči chemickým a fyzikálnym faktorom, čo nie je typické ani pre tepelne stabilné proteíny. Prióny sú stabilné pri teplote 90 °C počas 30 minút a inaktivujú sa iba autoklávovaním počas 30 minút pri 135 °C. Infekčné molekuly priónov sú hydrofóbne a majú výraznú tendenciu agregovať sa navzájom a s bunkovými proteínmi a štruktúrami. Prióny (PrP ^Sc ) sú odolné voči nasledujúcim fyzikálnym vplyvom a činidlám: aldehydy, nukleázy, organické rozpúšťadlá, neiónové a iónové detergenty, ultrafialové ožiarenie a ionizujúce žiarenie.

Patogenéza priónových ochorení

Primárna reprodukcia priónov prebieha v dendritických bunkách, lymfatických uzlinách, slezine a týmuse. PrP ^Sc sa hromadí v bunkách, kde sa hromadí v cytoplazmatických vezikulách. Prióny sa môžu šíriť axonálnym transportom zo sleziny cez hrudný lymfatický kanál a ďalej pozdĺž nervových kmeňov, čo spôsobuje poškodenie mozgu a hornej časti miechy. Rozdiely v kmeňoch sa prejavujú v trvaní inkubačnej doby, topografii postihnutých mozgových štruktúr a špecifickosti vo vzťahu k hostiteľovi.

Charakterizovaná úplnou absenciou imunitnej odpovede a zápalovej reakcie hostiteľského organizmu na infekciu, čo predurčuje chronický, progresívny priebeh ochorenia bez remisií.

Prióny indukujú apoptózu infikovaných buniek. Bola dokázaná schopnosť molekúl PrP ^Sc blokovať replikáciu mitochondriálneho genómu a spôsobiť ich degeneráciu. Akumulácia PrP ^Sc v synaptických štruktúrach a s tým spojená dezorganizácia synapsií môže byť príčinou vzniku hlbokých neurologických defektov a demencie. Z morfologického hľadiska sa pri všetkých priónových ochoreniach pozorujú spoločné znaky. V dôsledku škodlivého účinku priónov dochádza k vakuolizácii a smrti neurónov, v dôsledku čoho mozog vizuálne vyzerá ako špongia (spongioformná degenerácia). Makroskopicky sa zisťuje mozgová atrofia. Histologicky sa zisťuje spongiformná degenerácia, atrofia a strata nervových buniek, proliferácia glií (astrocytická glióza), smrť vlákien bielej hmoty (leukospongióza), amyloidné plaky obsahujúce priónový proteín a absencia zápalových reakcií. Ochorenia tejto skupiny sa patohistologicky líšia pomerom intenzity spongiózy, amyloidózy a gliózy v mozgovom tkanive, navyše každé z týchto ochorení má významné klinické a epidemiologické znaky. Na rozdiel od vírusových pomalých infekcií nedochádza k demyelinizačnému procesu.

Aké sú príznaky priónových ochorení?

Gerstmann-Sträussler-Scheinkerov syndróm

Gerstmannov-Sträusslerov-Scheinkerov syndróm je zriedkavé familiárne ochorenie, ktoré je klasifikované ako geneticky podmienená forma spongiformnej encefalopatie s autozomálne dominantným typom dedičnosti (mutácie v géne PRNP). Ochorenie sa registruje s frekvenciou 1 prípad na 10 miliónov populácie. Klinické prejavy ochorenia sa registrujú v 3. alebo 4. dekáde života. Na rozdiel od Creutzfeldtovej-Jakobovej choroby sa demencia nemusí prejavovať. Počiatočným prejavom ochorenia sú poruchy mozočku. V závislosti od lokalizácie mutácie v PRNP môžu v pokročilom štádiu ochorenia dominovať poruchy mozočku alebo extrapyramídové poruchy, paralýza zraku alebo hluchota a slepota. Trvanie ochorenia je 4-5 rokov.

Familiárna fatálna nespavosť

Synonymum: fatálna familiárna nespavosť.

Prvýkrát opísaná v roku 1986. Familiárna fatálna insomnia je zriedkavé ochorenie dedičné autozomálne dominantným typom. Toto ochorenie je charakterizované mutáciou v kodóne 178, ktorá je registrovaná aj u pacientov s Creutzfeldtovou-Jakobovou chorobou. Ktoré ochorenie sa vyvinie, závisí od toho, ktorá aminokyselina je v pozícii 129: ak ide o metionín, potom sa vyvinie familiárna fatálna insomnia, ak ide o valín, potom sa vyvinie Creutzfeldtová-Jakobova choroba. Bola opísaná rodina, v ktorej bola registrovaná mutácia v kodóne 183. Do roku 2003 bolo opísaných 26 rodín z talianskych a taliansko-amerických rodín. Ochorenie sa môže prejaviť vo veku 25 až 71 rokov a má variabilný priebeh (od 6-13 mesiacov do 24-48 mesiacov). Hlavné príznaky ochorenia sú: nevyliečiteľná insomnia, strata cirkadiánnych rytmov, poruchy pohybu a demencia. Medzi skoré príznaky patria autonómne poruchy: zmeny potenia a slinenia, zápcha, hypertenzia, tachykardia, tachypnoe a niekedy horúčka. Špongiovité lézie v mozgovej kôre sú zriedkavé a sú lokalizované prevažne v talamických jadrách.

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

Kuru

Kód MKCH-10

A81.8. Iné pomalé vírusové infekcie centrálneho nervového systému.

Príznaky kuru

Kuru bolo prvé priónové ochorenie, ktorého infekčnosť bola dokázaná experimentálnym infikovaním opíc biologickým materiálom získaným od ľudí. Kuru je endemická pomalá infekcia vyskytujúca sa vo východnej časti Novej Guiney. Ochorenie bolo prvýkrát objavené v roku 1953 a následne ho v roku 1957 opísal americký výskumník D. Gajdusek. Ochorenie bolo identifikované u kmeňov Fore, ktoré praktizovali rituálny kanibalizmus. Zástupcovia týchto kmeňov, vrátane detí, jedli mozgy svojich predkov bez varenia. Keď boli tradície kanibalizmu zákonom zrušené, výskyt ochorenia na ostrove prudko klesol a koncom 20. storočia boli prípady ochorenia registrované iba u ľudí narodených pred rokom 1956, kedy bol kanibalizmus oficiálne zrušený. Ochorenie sa môže začať vo veku 5 až 60 rokov a viac. Inkubačná doba je dlhá, od 5 do 30 rokov (v priemere 8,5 roka). Centrálnym klinickým príznakom tohto ochorenia je progresívna cerebelárna ataxia. Potom sa pridávajú dyzartria, tras hlavy, nekontrolovateľný smiech („kuru“ sa prekladá ako „smiech“ alebo „chvenie sa strachom“). Ochorenie trvá od 4 mesiacov do 3 rokov. Pacienti zomierajú na respiračné zlyhanie alebo bronchopneumóniu na pozadí ťažkej svalovej hypotónie a svalovej slabosti. Demencia sa vyskytuje až v neskorých štádiách ochorenia. EEG je zvyčajne nezmenené. Pitva odhalí atrofiu mozočka, predovšetkým červa. Mikroskopicky sú najväčšie zmeny lokalizované aj v mozočku. Prejavujú sa stratou neurónov, gliózou a amyloidnými plakmi. V mozgovej kôre sú zmeny reprezentované miernou spongiózou neuroglie.

Klasifikácia priónových chorôb

U ľudí sú známe 4 nozologické varianty priónových ochorení:

• Creutzfeldt-Jakobova choroba (sporadické, familiárne a infekčné formy) - iatrogénna a nová varianta:
• Gerstmann-Sträussler-Scheinkerov syndróm;
• familiárna fatálna nespavosť;
• kuru.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ]

Ako sa diagnostikujú priónové choroby?

Diagnostika priónových ochorení nebola vyvinutá.

EEG. Bolo zistené, že 60 – 80 % pacientov s Creutzfeldtovou-Jakobovou chorobou má generalizované dvoj- alebo trojfázové komplexy s frekvenciou 0,5 – 2,0 Hz, ktoré sa opakujú s frekvenciou 1-krát za sekundu (podobné charakteristiky EEG sa vyskytujú aj pri iných patológiách mozgu). Negatívny výsledok EEG však nemôže slúžiť ako základ pre zrušenie diagnózy Creutzfeldtovej-Jakobovej choroby.

Magnetická rezonancia (MRI) má nízku diagnostickú hodnotu, pretože u 80 % vyšetrených sa zaznamenávajú nešpecifické signály. MRI nám však umožňuje odhaliť atrofiu mozgu, ktorej závažnosť sa s progresiou ochorenia zhoršuje.

Vyšetrenie mozgovomiechového moku. Je možné testovať prítomnosť neurospecifického proteínu 14-3-3. Táto štúdia pomocou ELISA alebo Western blotu preukazuje dobrú citlivosť a špecificitu v sporadických prípadoch Creutzfeldtovej-Jakobovej choroby v skorých aj neskorých štádiách ochorenia. Pri familiárnych formách a iatrogénnej Creutzfeldtovej-Jakobovej chorobe je táto metóda menej informatívna (špecificita je približne 50 %).

Krvné testy. Identifikácia priónov imunoblottingom v periférnych lymfocytoch je možná.

Molekulárne genetické štúdie. V súčasnosti boli vyvinuté imunoblotovacie metódy s použitím monoklonálnych protilátok (MKA-15BZ), ktoré umožňujú rozpoznanie PrP ^Sc a PrP ^c.

Metódy PCR sa používajú na sekvenovanie ľudského genómu a analýzu lokalizácie mutácií génu PRNP.

Vyšetrenie pitevného materiálu. Odhaľuje sa status spongióza (formy vakuolizácie nervového tkaniva), príznaky mozgovej amyloidózy, tvorba charakteristických amyloidných plakov.

Biologické diagnostické metódy. WHO odporúča transgénne myši nesúce gén kódujúci normálny ľudský PrP na testovanie infekčnej aktivity materiálov s podozrením na kontamináciu priónmi.

Diferenciálna diagnostika priónových ochorení

Diferenciálna diagnostika priónových ochorení vrátane Creutzfeldt-Jakobovej choroby sa vykonáva so všetkými ochoreniami, ktorých jedným z prejavov je demencia: Alzheimerova choroba, vaskulitída, neurosyfilis, streptokoková meningitída, herpes encefalitída, myoklonická epilepsia, Parkinsonova choroba atď.

[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Liečba priónových ochorení

Na priónové choroby neexistuje žiadna liečba.

Pacienti s klinickými prejavmi sú postihnutí. Priónové ochorenia majú nepriaznivú prognózu, ochorenie končí smrťou.

Ako predchádzať priónovým chorobám?

Metódy dezinfekcie odporúčané na praktické použitie v nemocniciach a zamerané na inaktiváciu priónov

V súvislosti s priónmi možno účinnosť inaktivačnej metódy považovať za preukázanú až po ošetrení infekčného materiálu inaktivačnými činidlami a následnej intracerebrálnej infekcii laboratórnych zvierat touto ošetrenou vzorkou. Keďže sa doteraz nedosiahol konsenzus o maximálnej dĺžke inkubačnej doby, nie je možné posúdiť ani absenciu zvyškovej infekčnej aktivity vzorky ošetrenej inaktivátormi. V súčasnosti neexistuje legislatívne akceptovaná metóda na titráciu infekčnej aktivity priónov.

WHO v súčasnosti odporúča tri typy spracovania viacnásobných zdravotníckych nástrojov:

• fyzikálne spracovanie: autoklávovanie pri teplote 134 – 138 °C počas 18 minút;
• chemická úprava: namáčanie v 1 N roztoku NaOH počas 1 hodiny pri teplote 20 °C;
• chemická úprava: namáčanie v 2,5 – 12,5 % roztoku bielidla na 1 hodinu pri teplote 20 °C.

Spracovanie patologických vzoriek predstavuje určité riziko, preto je od laboratórneho personálu prísne vyžadované, aby spálil všetky jednorazové nástroje spolu so vzorkami skúmaného materiálu.

Použité materiály súvisiace s liečbou pacienta s Creutzfeldtovou-Jakobovou chorobou (CJD) alebo pacienta s rizikom vzniku Creutzfeldtovej-Jakobovej choroby sa okamžite spaľujú.

Ak je u pacienta podozrenie na Creutzfeldtovu-Jakobovu chorobu, endoskopické vybavenie musí byť umiestnené do karantény. V prípade akéhokoľvek porezania alebo prepichnutia kože zdravotníckeho pracovníka počas lekárskych zákrokov sa pacientovi s Creutzfeldtovou-Jakobovou chorobou odporúča ošetriť ranu zdravotníckeho pracovníka bielidlom (12,5 % koncentrácia) po dobu 5 – 10 minút po dôkladnom opláchnutí. V prípade akéhokoľvek kontaktu kontaminovaného materiálu s očami je potrebné oči dôkladne a nepretržite vyplachovať vodou alebo izotonickým roztokom chloridu sodného.

Priónovým chorobám sa nedá zabrániť v prípade núdze, to znamená, že núdzová prevencia infekcie personálu nebola vyvinutá.