Лекция 9. Прионные болезни животных (спонгиоформная энцефалопатия КРС, скрепи овец)

Спонгиоформная энцефалопатия крупного рогатого скота – медленная инфекция, характеризующаяся повышенной пугливостью, мышечной дрожью, нарушением координации движений, а в последующем агрессивностью, которая сменяется состоянием коллапса, параличами и гибелью животных.

Скрепи овец – медленно прогрессирующая болезнь овец и коз, протекающая с симптомами поражения центральной нервной системы, сильным зудом и развитием в головном и спинном мозге дегенеративных изменений.

Спонгиоформная энцефалопатия КРС и скрепи овец относят к группе медленных инфекции. Медленные инфекции (спонгиоформные энцефалопатии)- группа болезней животных и человека, характеризующихся длительным инкубационным периодом, множественными нейропатологическими изменениями в форме разрушения нейронов, астроглиоза, спонгиоформных изменений мозговой ткани и заканчивающихся неминуемой смертью больного организма.

Кроме названных, медленные инфекции обнаруживаются у других видов животных (трансмиссивная энцефалопатия норок, хроническая изнуряющая болезнь лосей, спонгиоформная энцефалопатия кошачьих, экзотическая энцефалопатия копытных антилоп) и человека (куру, болезнь Крейтцфельд-Якоба, синдром Герстмана-Штройслера-Шайнкера, смертельная семейная бессонница).

Все медленные инфекции вызываются инфекционными агентами, называемыми нетрадиционными вирусами, или чаще прионами. Последнее название происходит от английских слов proteinaceous infectious particles. Хотя скрепи у овец была известна уже 250 лет назад, впервые прионы были изолированы по разным данным в начале 80-х годов (1981 – Стонлей впервые изолировал возбудителя скрепи; 1982 – С. Прузинер). Многочисленными физико-химическими опытами была установлена устойчивость агента к УФ-облучению, ионизирующей радиации, ультразвуку, нуклеазам, чувствительность к протеазам (как у белков), высокая чувствительность к окисляющему действию периойодата (как у полисахаридов).

На основании этих исследований инфекционный агент бал признан специфическим сиалогликопротеином с массой 27-32 кД (в 100 раз меньше самого малого вируса по массе), не содержащий нуклеиновой кислоты. Этот белок получил собственное название PrP^Sc. Причем многие ученые полагают, что основой всех нетрадиционных вирусов является один гидрофобный скрепи-специфический белок.

После очистки инфекционного материала агент был обнаружен в электронном микроскопе. При этом все прионы имеют вид палочек, которые состоят из агрегатов белка PrP. Эти фибриллы, называемые сейчас скрепи-ассоциированные фибриллы, считают материальным субстратом нетрадиционных вирусов. Их размер составляет 100х10-20 нм. Располагаются парами, удвоение их происходит в среднем за 5,2 суток. Причем морфологически фибриллы напоминают спиральные филаменты нейрофибриллярных сплетений и амилоидные фибриллы.

Прионы устойчивы к физическим факторам, особенно если они находятся в состоянии агрегации с клеткой. Они выдерживают кипячение в течение 30 минут, устойчивы к воздействию ферментов ДНК-аза и РНК-аза, устойчивы в 12%-ном формалине. Кроме того, прионы не антигены, не чувствительны к интерферону, не интерферируют с другими вирусами.

Углубленное изучение прионов, а также безуспешные попытки выделить из них нуклеиновые кислоты выдвинуло несколько гипотез о природе и механизме репликации прионов, однако все они противоречат центральной догме молекулярной биологии о том, что поток генетической информации в клетке всегда направлен от нуклеиновой кислоты к белку. Это положение ставит под сомнение инфекционность самих прионов, рассматривая их только как следствие автокаталитических процессов в клетке. Тем не менее, многочисленными опытами по заражению и перезаражению тест-объектов была доказана инфекционность прионов, так как были воспроизведены все звенья триады Коха.

Хотя возможно получение иммунных сывороток путем иммунизации лабораторных животных высокоочищенным белком PrP, в организме больных животных и человека антител до сих пор выявить не удалось. Полагают, что в пораженных клетках антигенные детерминанты агента полностью замаскированы от иммунной системы.

Патогенез развития медленных инфекций на клеточном уровне, а также механизм репликации прионов до сих пор остается невыясненным. Установлено, что на поверхности нормального нейроцита у всех животных и человека присутствует белок, схожий структурно и инфекционным агентом. Его называют PrP^C нормальной ткани. Данный гликопротеин закодирован геном клеток и выполняет функции стабилизации цитоплазматической мембраны. Одни ученые считают, что инфекционным агентом является видоизмененный PrP клеток, который, контактируя со здоровой клеткой, изменяет конформацию белка или же активизирует фермент, вызывающий модификацию клеточного PrP. Данная гипотеза плохо согласуется с установленным фактом наличия нескольких генетических штаммов у отдельных возбудителей прионных болезней.

Диагноз на медленные инфекции основывается на эпизоотологических и клинических данных, а также результатах лабораторного исследования. Для лабораторной диагностики отправляют голову погибших животных. Лабораторная диагностика заключается в выявлении характерных изменений в головном мозгу гистологическим методом, а в спорных случаях – в постановке биопробы на белых мышах.

Гистологическое исследование заключается в обнаружении патогистологических изменений в сером мозговом веществе стволовой части головного мозга, главным образом в продолговатом мозге и варолиевом мосту. Неспецифические альтеративные изменения представлены набуханием нейронов, очаговым или диффузным распылением хроматофильного вещества, хроматолизом, неравномерным гиперхроматозом. Специфическими изменениями, имеющими диагностическое значение, считается массовая вакуолизация нейронов, приводящая к лизису нервных клеток. За диагностическое количество принимается обнаружение не менее 15 вакуолизированных нейронов. В сомнительных случаях возможна постановка биопробы.

Биопроба проводится на белых мышах, которых заражают интрацеребрально суспензией ткани головного мозга больного животного. При этом у экспериментальных животных отмечается формирование в клетках головного мозга характерных патогистологических изменений.

Cпецифическими методами диагностики прионных болезней является иммуноблотниг, основанный на идентификации белка PrP^Sc с помощью меченных иммунолобулинов в тканях мозга после гомогенизации и электрофорезе в геле, а также иммуногистохимическим методом в замороженных гистосрезах головного мозга.

К современным методам диагностики относят также использование ДНК-зондов для обнаружения генов, ответственных за генетическую предрасположенность к прионным болезням.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Вирусные болезни животных / В.Н. Сюрин [и др]. – Москва: ВНИТИБП, 1998. – 928 с.: ил.

2. Павлович, С.А. Основы вирусологии: учеб. пособие / С.А. Павлович. – Минск: Выш. шк., 2001. – 192 с.: ил.

3. Сюрин, В.Н. Диагностика вирусных болезней животных: справочник / В.Н. Сюрин [и др.]. – Агропромиздат – 1991. – 528 с.: ил.

4. Сюрин, В.Н. Ветеринарная вирусология: учебник для вузов по специальности «Ветеринария» / В.Н. Сюрин, Р.В. Белоусова, Н.В. Фомина – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва: Агропромиздат, 1991. – 432 с.: ил.

5. Сюрин, В.Н. Частная ветеринарная вирусология: справочная книга. – Москва: Колос, 1979. – 472 с.: ил.

6. Diagnostic Microbiology. Color and Textbook. / E.W. Koneman [et all.].- Philadelphia, 1988. – 840 p.

7. Presscott, L Microbiology / L. Prescott, J.P. Harley, D.A. Klein. - Dubuque, Iowa, 2000. – 912 p.

8. Nester, E.W. Microbiology: A human perspective / E.W. Nester, C. Evans Roberts, M.T. Nester - Dubuque, Iowa, 2002. – 799 p.

9. Viral diseases of cattle / R.F. Kahr [et all.].- Iowa, 1981. – 299 p.

 

Кафедра микробиологии и вирусологии:

- проводит фундаментальные и прикладные исследования по изучению этиологии, патогенеза, методов диагностики и профилактики инфекционных болезней животных, консультативную, научную, методическую помощь сотрудникам, аспирантам и соискателям академии, а также другим научным учреждениям страны и ближнего зарубежья;

- осуществляет научно-практическую помощь сельскохозяйственным предприятиям республики.

По вопросам сотрудничества обращаться по следующему адресу: