Prionová onemocnění: příčiny, příznaky, diagnostika, léčba

Prionová onemocnění jsou skupinou neurodegenerativních onemocnění charakterizovaných progresivním poškozením mozku a smrtí.

Kód MKN-10

A81.9. Pomalé virové infekce centrálního nervového systému, NS.

Co způsobuje prionová onemocnění?

Příčinou prionových onemocnění u lidí a zvířat je protein zvaný prion – konformer (konformační forma) normálního buněčného proteinu, který se nachází v těle všech savců a lidí. V lidském těle je gen kódující syntézu buněčného prionového proteinu označen jako PRNP. Neinfekční, „buněčný“ prionový protein se obvykle označuje jako PrPc ⁽ index „C“ je počáteční písmeno anglického slova cell ). „Buněčný“ prionový protein se podílí na přenosu fyziologických signálů, interaguje se složkami synapsí, tj. podílí se na fungování buněčných signálních systémů, zejména neuronů. Poločas rozpadu PrPc ^je 4–6 hodin.

Pro označení konformační formy buněčného prionového proteinu, která má infekční vlastnosti, se používá označení PrP ^Sc. Infekčnost prionového proteinu je označena prvními písmeny názvu nejběžnějšího prionového onemocnění - scrapie - "Sc" (z anglického scrapie). Infekční formy prionů jsou nízkomolekulární (molekulová hmotnost 27-30 kDa) proteinové částice, někdy označované jako PrP27-30. Délka jejich polypeptidového řetězce je 253-254 aminokyselinových zbytků.

Proces akumulace infekčního prionového proteinu je způsoben kontaktem dvou molekul - výchozího proteinu PrPc ^a infekčního prionového proteinu PrPsc ^. V procesu interakce s normálním buněčným proteinem PrPc ^v něm indukuje infekční protein strukturální (konformační) změny a přeměňuje ho na podobný, ireverzibilně infekční protein. Proces akumulace infekčního prionového proteinu tedy neprobíhá v důsledku syntézy ^{molekul PrPcSc v infikovaném organismu, ale v důsledku konformačních změn normálních molekul PrPc, kteréjsou} v organismu již přítomny. Proces akumulace infekčního prionového proteinu má lavinovitý charakter.

Pokud jsou buňky infikovány jednotlivými infekčními molekulami, počet molekul PrP ^Sc vytvořených během dne dosahuje 500-1000, během roku až půl milionu. To je neměřitelně méně ve srovnání s rychlostí reprodukce bakterií a virů (mnoho milionů částic za hodiny), což vysvětluje dlouhou inkubační dobu prionových onemocnění.

Priony různých živočišných druhů se významně liší ve své primární struktuře. Vzhledem k tomu, že infekční prion pouze zahajuje proces přeměny normálního buněčného homologa na PrPS, výsledkem infekčního procesu jsou priony s primární strukturou charakteristickou pouze pro tento druh. Byly získány molekulárně biologické důkazy o prionech překonávajících mezidruhové bariéry a schopnosti adaptovat se na nového hostitele, tj. byla prokázána možnost přenosu původce prionových infekcí ze zvířat na člověka.

Morfologie prionů

Priony v infikovaných buňkách se nacházejí převážně v mikrozomální frakci. Morfologicky jsou priony v tělesných tkáních reprezentovány polymerní formou (agregované molekuly infekčního prionového proteinu PrP27-30) a vypadají jako tyčinkovité elementy (fibrily). Z hlediska ultrastrukturních a histochemických vlastností jsou identické s amyloidem, ale tento amyloidu podobný materiál je neinfekční, protože infekční vlastnosti mají pouze jednotlivé molekuly prionů.

Fyzikálně-chemické vlastnosti prionů

Priony se vyznačují neobvykle vysokou úrovní odolnosti vůči chemickým a fyzikálním faktorům, což není typické ani pro tepelně stabilní proteiny. Priony jsou stabilní při teplotě 90 °C po dobu 30 minut a inaktivují se pouze autoklávováním po dobu 30 minut při 135 °C. Infekční prionové molekuly jsou hydrofobní a mají výraznou tendenci k agregaci mezi sebou navzájem a s buněčnými proteiny a strukturami. Priony (PrP₂Sc₄ ⁾ jsou odolné vůči následujícím fyzikálním vlivům a činidlům: aldehydy, nukleázy, organická rozpouštědla, neiontové a iontové detergenty, ultrafialové záření a ionizující záření.

Patogeneze prionových onemocnění

Primární reprodukce prionů probíhá v dendritických buňkách, lymfatických uzlinách, slezině a brzlíku. PrP ^Sc se hromadí v buňkách a hromadí se v cytoplazmatických váčcích. Priony se mohou šířit axonálním transportem ze sleziny přes hrudní lymfatický kanál a dále podél nervových kmenů a způsobovat poškození mozku a horní části míchy. Rozdíly v kmenech se projevují v délce inkubační doby, topografii postižených mozkových struktur a specificitě ve vztahu k hostiteli.

Charakterizována úplnou absencí imunitní odpovědi a zánětlivé reakce hostitelského organismu na infekci, což předurčuje chronický, progresivní průběh onemocnění bez remisí.

Priony indukují apoptózu infikovaných buněk. Byla prokázána schopnost molekul PrP ^Sc blokovat replikaci mitochondriálního genomu a způsobit jejich degeneraci. Akumulace PrP ^Sc v synaptických strukturách a s tím spojená dezorganizace synapsí může být příčinou rozvoje hlubokých neurologických defektů a demence. Z morfologického hlediska jsou u všech prionových onemocnění zaznamenány společné rysy. V důsledku škodlivého účinku prionů dochází k vakuolizaci a odumírání neuronů, v důsledku čehož mozek vizuálně vypadá jako houba (spongioformní degenerace). Makroskopicky je stanovena mozková atrofie. Histologicky je detekována spongiformní degenerace, atrofie a ztráta nervových buněk, proliferace glie (astrocytická glióza), odumírání vláken bílé hmoty (leukospongióza), amyloidní plaky obsahující prionový protein a absence zánětlivých reakcí. Onemocnění této skupiny se patohistologicky liší v poměru intenzity spongiózy, amyloidózy a gliózy v mozkové tkáni, navíc každé z těchto onemocnění má významné klinické a epidemiologické znaky. Na rozdíl od virových pomalých infekcí zde nedochází k demyelinizačnímu procesu.

Jaké jsou příznaky prionových onemocnění?

Gerstmann-Sträussler-Scheinkerův syndrom

Gerstmannův-Sträusslerův-Scheinkerův syndrom je vzácné familiární onemocnění, které je klasifikováno jako geneticky podmíněná forma spongiformní encefalopatie s autozomálně dominantním typem dědičnosti (mutace genu PRNP). Onemocnění je registrováno s frekvencí 1 případ na 10 milionů obyvatel. Klinické projevy onemocnění jsou registrovány ve 3. nebo 4. dekádě života. Na rozdíl od Creutzfeldtovy-Jakobovy choroby se demence nemusí projevovat. Počátečními projevy onemocnění jsou poruchy mozečku. V závislosti na lokalizaci mutace v PRNP mohou v pokročilém stádiu onemocnění dominovat poruchy mozečku nebo extrapyramidové poruchy, obrna zraku nebo hluchota a slepota. Délka trvání onemocnění je 4-5 let.

Familiární fatální nespavost

Synonymum: fatální familiární nespavost.

Poprvé popsána v roce 1986. Familiární fatální insomnie je vzácné onemocnění děděné autozomálně dominantním typem. Toto onemocnění je charakterizováno mutací v kodonu 178, která je registrována i u pacientů s Creutzfeldt-Jakobovou chorobou. To, které onemocnění se vyvine, závisí na tom, která aminokyselina je v pozici 129: pokud se jedná o methionin, pak se vyvine familiární fatální insomnie, pokud se jedná o valin, pak se vyvine Creutzfeldt-Jakobova choroba. Byla popsána rodina, ve které byla registrována mutace v kodonu 183. Do roku 2003 bylo popsáno 26 rodin z italských a italsko-amerických rodin. Onemocnění se může projevit ve věku 25 až 71 let a má variabilní průběh (od 6-13 měsíců do 24-48 měsíců). Hlavní příznaky onemocnění jsou: nevyléčitelná insomnie, ztráta cirkadiánních rytmů, poruchy hybnosti a demence. Mezi časné příznaky patří autonomní poruchy: změny pocení a slinění, zácpa, hypertenze, tachykardie, tachypnoe a někdy horečka. Houbovité léze v mozkové kůře jsou vzácné a jsou lokalizovány hlavně v thalamických jádrech.

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

Kuru

Kód MKN-10

A81.8. Jiné pomalé virové infekce centrálního nervového systému.

Příznaky kuru

Kuru bylo první prionovou chorobou, jejíž infekčnost byla prokázána experimentální infekcí opic biologickým materiálem získaným od lidí. Kuru je endemická pomalá infekce vyskytující se ve východní části Nové Guineje. Nemoc byla poprvé objevena v roce 1953 a poté ji v roce 1957 popsal americký badatel D. Gajdusek. Nemoc byla identifikována u kmenů Fore, kteří praktikovali rituální kanibalismus. Zástupci těchto kmenů, včetně dětí, jedli mozky svých předků bez vaření. Když byly tradice kanibalismu zákonem zrušeny, výskyt onemocnění na ostrově prudce klesl a na konci 20. století byly případy onemocnění registrovány pouze u lidí narozených před rokem 1956, kdy byl kanibalismus oficiálně zrušen. Nemoc může začít ve věku 5 až 60 let a starších. Inkubační doba je dlouhá, od 5 do 30 let (v průměru 8,5 roku). Ústředním klinickým příznakem této nemoci je progresivní mozečková ataxie. Pak se přidávají dysartrie, třes hlavy, nekontrolovatelný smích („kuru“ se překládá jako „smích“ nebo „třesení strachem“). Nemoc trvá 4 měsíce až 3 roky. Pacienti umírají na respirační selhání nebo bronchopneumonii na pozadí těžké svalové hypotonie a svalové slabosti. Demence se vyskytuje pouze v pozdních stádiích onemocnění. EEG je obvykle nezměněno. Pitva odhalí atrofii mozečku, primárně červa. Mikroskopicky jsou největší změny také lokalizovány v mozečku. Projevují se ztrátou neuronů, gliózou a amyloidními plaky. V mozkové kůře jsou změny reprezentovány mírnou spongiózou neuroglií.

Klasifikace prionových onemocnění

U lidí jsou známé 4 nozologické varianty prionových onemocnění:

• Creutzfeldt-Jakobova choroba (sporadické, familiární a infekční formy) - iatrogenní a nová varianta:
• Gerstmann-Sträussler-Scheinkerův syndrom;
• familiární fatální nespavost;
• kuru.

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

Jak se diagnostikují prionová onemocnění?

Diagnostika prionových onemocnění nebyla vyvinuta.

EEG. Bylo zjištěno, že 60–80 % pacientů s Creutzfeldt-Jakobovou chorobou má generalizované dvou- nebo třífázové komplexy s frekvencí 0,5–2,0 Hz, opakující se s frekvencí 1krát za sekundu (podobné charakteristiky EEG se vyskytují i u jiných patologií mozku). Negativní výsledek EEG však nemůže sloužit jako základ pro zrušení diagnózy Creutzfeldt-Jakobovy choroby.

Magnetická rezonance (MRI) má nízkou diagnostickou hodnotu, protože u 80 % vyšetřených je zaznamenána nespecifická signalizace. MRI nám však umožňuje detekovat atrofii mozku, jejíž závažnost se s postupem onemocnění zhoršuje.

Vyšetření mozkomíšního moku. Je možné testovat přítomnost neurospecifického proteinu 14-3-3. Tato studie pomocí ELISA nebo Western blotu prokazuje dobrou citlivost a specificitu u sporadických případů Creutzfeldtovy-Jakobovy choroby v časných i pozdních stádiích onemocnění. U familiárních forem a iatrogenní Creutzfeldtovy-Jakobovy choroby je tato metoda méně informativní (specifičnost je asi 50 %).

Krevní testy. Identifikace prionů imunoblotováním v periferních lymfocytech je možná.

Molekulárně genetické studie. V současné době byly vyvinuty imunoblotovací metody s využitím monoklonálních protilátek (MKA-15BZ), které umožňují rozpoznání PrP ^Sc a PrP ^c.

PCR metody se používají k sekvenování lidského genomu a analýze lokalizace mutací genu PRNP.

Vyšetření pitevního materiálu. Je zjištěna statusová spongióza (formy vakuolizace nervové tkáně), známky mozkové amyloidózy, tvorba charakteristických amyloidních plaků.

Biologické diagnostické metody. Transgenní myši nesoucí gen kódující normální lidský PrP jsou WHO doporučovány pro testování infekční aktivity materiálů s podezřením na kontaminaci priony.

Diferenciální diagnostika prionových onemocnění

Diferenciální diagnostika prionových onemocnění, včetně Creutzfeldt-Jakobovy choroby, se provádí se všemi onemocněními, jejichž jedním z projevů je demence: Alzheimerova choroba, vaskulitida, neurosyfilis, streptokoková meningitida, herpes encefalitida, myoklonická epilepsie, Parkinsonova choroba atd.

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

Léčba prionových onemocnění

Na prionová onemocnění neexistuje žádná léčba.

Pacienti s klinickými projevy jsou postižení. Prionová onemocnění mají nepříznivou prognózu, onemocnění končí smrtí.

Jak předcházet prionovým onemocněním?

Metody dezinfekce doporučené pro praktické použití v nemocnicích a zaměřené na inaktivaci prionů

Ve vztahu k prionům lze účinnost inaktivační metody považovat za prokázanou až po ošetření infekčního materiálu inaktivačními činidly a následné intracerebrální infekce laboratorních zvířat tímto ošetřeným vzorkem. Vzhledem k tomu, že dosud nebylo dosaženo shody ohledně maximální doby inkubace, je také nemožné posoudit absenci zbytkové infekční aktivity vzorku ošetřeného inaktivátory. V současné době neexistuje legislativně akceptovaná metoda pro titraci infekční aktivity prionů.

WHO v současné době doporučuje tři typy zpracování lékařských nástrojů pro více použití:

• fyzikální úprava: autoklávování při 134–138 °C po dobu 18 minut;
• chemická úprava: namáčení v 1N roztoku NaOH po dobu 1 hodiny při 20 °C;
• chemická úprava: namáčení v 2,5–12,5% roztoku bělidla po dobu 1 hodiny při 20 °C.

Zpracování patologických vzorků představuje určité riziko, proto je laboratorní personál přísně povinen spálit veškeré jednorázové nástroje spolu se vzorky zkoumaného materiálu.

Použité materiály související s léčbou pacienta s Creutzfeldt-Jakobovou chorobou (CJD) nebo pacienta s rizikem nákazy Creutzfeldt-Jakobovou chorobou se okamžitě spalují.

Pokud je u pacienta podezření na Creutzfeldtovu-Jakobovu chorobu, musí být endoskopické vybavení umístěno do karantény. V případě jakéhokoli řezného nebo propíchnutého poranění kůže zdravotnického pracovníka během lékařských zákroků se pacientovi s Creutzfeldtovou-Jakobovou chorobou doporučuje ošetřit ránu zdravotnického pracovníka bělidlem (koncentrace 12,5 %) po dobu 5–10 minut po důkladném opláchnutí. V případě jakéhokoli kontaktu kontaminovaného materiálu s očima je nutné oči důkladně a průběžně vyplachovat vodou nebo izotonickým roztokem chloridu sodného.

Prionovým onemocněním nelze zabránit v případě nouze, to znamená, že nebyla vyvinuta nouzová prevence infekce personálu.