Прионные болезни¶
Прионные болезни — группа нейродегенеративных заболеваний человека и животных, вызываемых прионами — инфекционными агентами, представляющими собой агрегаты белка в нативной (не изменённой) третичной структуре, не содержащие нуклеиновых кислот. Ключевая особенность прионов состоит в том, что они не имеют генетического материала и размножаются за счёт индуцирования конформационных изменений нормального клеточного белка PrP^C в патологическую форму PrP^Sc.
¶Происхождение термина
Термин «прион» (от англ. proteinaceous infectious particle — белковая инфекционная частица) ввёл в 1982 году американский учёный Стэнли Прузинер, исследовавший возбудитель скрейпи — смертельного нейродегенеративного заболевания овец и коз. За открытие прионов Прузинер получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине в 1997 году.
До работ Прузинера ряд исследователей полагал, что возбудитель атипичной губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота («коровьего бешенства») и родственных заболеваний представляет собой вирус, получивший название «вирон». Гипотеза о необычном белковом агенте долгое время встречала сопротивление научного сообщества, поскольку противоречила центральной догме молекулярной биологии о том, что наследственная информация передаётся только через нуклеиновые кислоты.
¶Механизм заражения
Нормальный клеточный прионовый белок PrP^C кодируется геном PRNP, расположенным у человека в 20-й хромосоме. Он присутствует преимущественно на поверхности нейронов и, предположительно, участвует в сигнальных процессах и защите клеток. При попадании в организм патологической изоформы PrP^Sc (содержащей преимущественно бета-листовые структуры вместо альфа-спиралей) происходит её контакт с нормальным PrP^C. PrP^Sc выступает в роли «матрицы» и индуцирует перестройку PrP^C в агрегаты, устойчивые к действии протеаз. Этот процесс самокатализируется, что и обеспечивает инфекционность агента.
Прионные белки крайне устойчивы: они не разрушаются кипячением, ультрафиолетовым излучением, формалином и большинством химических дезинфицирующих средств. Стандартные методы стерилизации медицинского инструментария прионной инфекции неэффективны.
¶Классификация
У человека описано несколько прионных болезней:
| Болезнь | Особенности |
|---|---|
| Болезнь Крейцфельда — Якоба (БКЯ) | Наиболее частая прионная болезнь человека; спорадические случаи составляют около 85 %, остальные — семейные и ятрогенные |
| Семейная инсомния | Наследственная мутация гена PRNP; нарушения сна, вегетативная дисфункция, деменция |
| Болезнь Герстмана — Штрауслера — Шейнкера | Наследственная атаксия с деменцией |
| Синдром Герстмана | Редкая форма с изолированными когнитивными нарушениями |
| Спорообразующая лейкоэнцефалопатия | Описанная в 2008 году форма с характерными изменениями на МРТ |
| Классическая губчатая энцефалопатия человека | Связана с употреблением мяса крупного рогатого скота, поражённого ВАЭ |
У животных основными прионными болезнями являются скрейпи (овцы, козы), атипичная губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (ВАЭ, «коровье бешенство»), хроническая wasting disease (хроническое истощение) благородных оленей в Северной Америке, а также трансмиссивная губчатая энцефалопатия норков.
¶Эпидемиология
Спорадическая БКЯ встречается с частотой примерно 1–2 случая на 1 млн человек в год в большинстве стран мира. Инкубационный период прионных болезней может составлять от нескольких месяцев до десятков лет. Передача инфекции возможна при употреблении заражённой пищи, через медицинские инструменты, пересадке тканей (роговицы, мозговых оболочек), а при семейных формах — по наследству.
Эпидемия «коровьего бешенства» в Великобритании в 1980–1990-х годах привела к убоям более 4,5 млн голов скота. В 1996 году было установлено, что именно ВАЭ вызывает новую форму болезни Крейцфельда — Якоба у молодых людей. Всего зафиксировано свыше 200 случаев такой формы заболевания, летальность составила 100 %.
¶Диагностика и лечение
Диагностика основывается на данных МРТ головного мозга (характерные изменения в базальных ганглиях и коре), анализе спинномозговой жидкости (белок 14-3-3, тау-белок), электроэнцефалографии и, в редких случаях, биопсии мозга. Подтверждение диагноза возможно только посмертно при гистологическом исследовании.
Специфическое лечение прионных болезней отсутствует. Все известные формы заболевания летальны. Исследования терапевтических подходов (антитела, антисмысловые олигонуклеотиды, малые молекулы, стабилизирующие PrP^C) находятся на доклинической стадии.
¶Профилактика
Профилактика включает запрет на использование гормональных препаратов из гипофиза крупного рогатого скота, обязательную проверку доноров крови и тканей, специальные протоколы обработки хирургического инструментария (щелочные гидролизы, длительное автоклавирование в комбинации с химическими реагентами), а также меры по контролю за состоянием поголовья скота.
¶Интересные факты
Некоторые популяции, например жители Папуа — Новой Гвинеи, страдавшие от кuru — прионной болезни, связанной с ритуальным каннибализмом, демонстрируют полиморфизм гена PRNP, обеспечивающий устойчивость к инфекции. Анализ генетических данных показал, что этот полиморфизм закрепился в популяции за последние несколько сотен лет — один из примеров естественного отбора у людей в историческое время.
Источники:
- Прузинер С. Прионы и нейродегенеративные заболевания // Нобелевская лекция, 1997
- Prusiner, S. B. Novel proteinaceous infectious particles cause scrapie // Science, 1982
- Гаврилов В. И., Голубев В. И. Прионные инфекции человека и животных. — М.: Медицина
- WHO Guidelines on Tissue Infectivity and Screening for TSEs
- CDC. Creutzfeldt-Jakob Disease (CJD) Fact Sheet