ISSN 2073–4034
eISSN 2414–9128

Current issues about the morphological features of Creutzfeldt-Jakob disease (CJD): review article

Kuznetsova M.A., Svishcheva M.V., Sidnyaev V.A.

1) Department of Topographic Anatomy and Operative Surgery n.a. Acad. Yu.M. Lopukhin, Institute of Anatomy and Morphology n.a. Acad. Yu.M. Lopukhin, Pirogov Russian National Research Medical University, Moscow, Russia; 2) Department of Medical and Biological Disciplines, Faculty of Medicine, Moscow Financial and Industrial University “Synergy”, Moscow, Russia
Background. Creutzfeldt-Jakob disease (CJD) is a difficult to diagnose prion disease, characterized by the development of rapidly progressive dementia and a long incubation period, which leads to death within the first year in 90% of cases. Despite the existence of criteria for intravital diagnosis and modern technologies, histotyping of the material still remains the gold standard for making a final diagnosis. The sporadic form remains the most common among all types of CJD.
Objective. Analysis of current data on CJA, systematization of the information obtained to facilitate the differential diagnosis of CJD types.
Methods. Data from 11 studies with a total of 817 confirmed cases of CJD were used for this work. The phenotypic features for each known type and subtype were analyzed, and the systematic sequence of distribution of the PrPsc prion protein for the two most common types of CJD was also indicated.
Results. Due to the studies reviewed, we are convinced that the true diversity of CJD histotypes is much wider than previously thought. Along with typical M1, M2C, M2T, VV1, and VV2 CJD forms, researchers distinguish transitional forms – VV1–VV2, and subtypes with specific morphological features – MV 1C–2PL.
Conclusion. The obtained data can be applied in practice if it is necessary to differentiate the types of CJD

Keywords

Creutzfeldt-Jakob disease
prions
phenotype
dementia
neurodegenerative disease

Введение

Болезнь Крейтцфельдта–Якоба (БКЯ) – сложнодиагностируемое прионное заболевание, характеризующееся развитием быстропрогрессирующей деменцией и длительным инкубационным периодом, которое приводит к летальному исходу в течение первого года в 90% случаев [1–4]. Летальный исход возникает в связи с необратимыми спонгиозными изменениями и накоплением аномального прионного белка PrPsc в тканях центральной нервной системы.

Средний возраст больных БКЯ составляет 65 лет, продолжительность заболевания от момента постановки диагноза до летального исхода в среднем 4 месяца. При этом инкубационный период колеблется от 1 года до 42 лет. Несмотря на то что первичная заболеваемость и частота встречаемости данной патологии невысокие и составляют около 1–2 случев на 1 млн и она неумолимо снижается от года к году, данная тема является актуальной в связи с абсолютной летальностью при БКЯ [1, 2, 15].

К характерным симптомам БКЯ относятся быстропрогрессирующая деменция, мозжечковые и экстрапирамидные поражения, а также миоклонус и зрительные нарушения. БКЯ часто путают с такими заболеваниями, как деменция, болезнь Альцгеймера, энцефалит, гиперпаратиреоз и др. Диагностические критерии представлены в табл. 1 [3].

171-1.jpg (91 KB)

В зависимости от этиологии выделяют несколько типов БКЯ:

1. Спорадическая (сБКЯ) – самая распространенная форма (85% от общего числа больных БКЯ), этиология которой не известна до сих пор.

2. Генетическая (гБКЯ) – наследственная форма заболевания с аутосомно-доминантным типом наследования и вариабельной пенетрантностью. На нее приходится 10–15% от общего количества БКЯ.

3. Приобретенная:

  • вариантная (вБКЯ) – зооноз, который возникает вследствие употребления в пищу крупного рогатого скота, пораженного губчатой энцефалопатией;
  • ятрогенная (яБКЯ) – заболеваемость связана с лечением человеческим соматотропином (в прошлом) и при некачественной стерилизации мединструмента – в наши дни практически не встречается [1–3].

Заболеваемость того или иного человека определенным подтипом БКЯ зависит от комбинации генотипа и типа прионного белка. Полиморфный кодон 129 кодирует либо метионин (М), либо валин (V), поэтому люди либо гомозиготны (MM или VV), либо гетерозиготны (MV). Прионные белки PrPsc в зависимости от массы делятся на два типа: 1-й тип (1T) имеет массу 19 кДа (килодальтон), 2-й тип (2Т) имеет массу 21 кДа. Иногда в ходе PET-блоттинга выявляются промежуточные формы белков с массой 20 кДа, но подобные случаи в нашей работе не представлены [1–4].

Поскольку в подавляющем большинстве случаев диагноз БКЯ устанавливается посмертно вследствие аутопсии и последующего гистологического исследования, вопрос о более подробном рассмотрении и систематизации информации о морфологическом разнообразии БКЯ остается актуальным.

В обзоре рассмотрены результаты исследований по определению морфологических особенностей при различных типах БКЯ.

Цель исследования: анализ актуальных данных о БКА, систематизация полученной информации для облегчения дифференциальной диагностики типов БКЯ.

Методы

Авторы проанализировали и отобрали мета-анализы, рандомизированные и диагностические исследования, систематические обзоры, опубликованные на ресурсах «PubMed», «Elsevier» и «National Institutes of Health» до 30 ноября 2023 г. с использованием следующих ключевых слов: «Creutzfeldt-Jakob disease», «Creutzfeldt-Jakob», «prions», «neurodegenerative disease», «prion disease», «prion diseases», «phenotype», «dementia», «prion disease».

Критерии отбора: тема исследований «Болезнь Крейтцфельдта–Якоба или другие прионные заболевания», давность исследований менее 20 лет.

Критерии исключения: давность исследования более 20 лет, описание одного клинического случая.

Результаты

Анализ литературы показал, что 11 опубликованных исследований удовлетворяют нашим критериям. Представим результаты выполненной работы (табл. 2).

172-2.jpg (163 KB)

Фенотипические и гистотипические особенности при БКА

сБКЯ

При оценке морфологических изменений обычно нет возможности выявлять фенотипически «чистый» вариант того или иного генотипа, что приводит к образованию и, соответственно, описанию все новых и новых подтипов.

MM/MV1 (М1)

Фенотипические проявления генотипов ММ и MV1 настолько схожи, что их объединили в один молекулярный тип – MM/MV1. Он является наиболее часто встречаемым подтипом сБКЯ – выявляется в 65–70% случаев. Для него характерны сливающиеся вакуоли и грубые и/или околовакуольные отложения PrPsc, причем характер включений не зависит от длительности заболевания. Спонгиоз в основном затрагивает кору, особенно ее глубокие слои, полосатое тело, области таламуса и мозжечка (рис. 1) [4, 5].

172-1.jpg (91 KB)

В 2020 г. R. Pascuzzo et al. опубликовали исследование, в котором говорится о приверженности того или иного фенотипа определенному сценарию распространения PrPsc. Например, при сБКЯ–ММ1 «эпицентром» изменений является предклинье с последующим вовлечением полосатого тела и мозжечка (рис. 2) [6].

Видимо, конформационное превращение белка из нормального PrPc в патологический PrPsc происходит постепенно и занимает определенное время. Было исследовано несколько образцов гиппокампа, полученных путем аутопсии. При иммуногистохимческом (ИГХ)-окрашивании EP1802Y (специфически связываются c С-концом PrPsc) положительными являлись те образцы, в которых от начала болезни до летального исхода прошло более 6 месяцев. При этом они были менее чувствительными к 8B4, 8G8 и 3F4 (АТ к С-концу).

В случае если заболевание протекало длительно, картина иммунореактивности менялась: ткани становились менее чувствительными к EP1802Y и все чаще определялись области, чувствительные к 8B4, 8G8 и 3F4 [5] .

VV2

Генотип VV2, который составляет 15–20% от общего числа сБКЯ, также называют атипическим, или мозжечковым. Морфологически он проявляется выраженным подкорковым и мозжечковым бляшкоподнобным отложением PrPsc с поздним вовлечением коры (наименее всего поражается затылочная доля). Скопления белка чаще всего наблюдаются в зернистом слое мозжечка и белом веществе. Размер вакуолей варьируется от малого до промежуточного (рис. 3) [1, 7].

173-1.jpg (127 KB)

При исследовании МРТ снимков и диффузионно-взвешенных изображений выявлено, что при VV2 эпицентром могут являться мозжечок или, возможно, поясная кора и/или хвостатое ядро. Затем поражаются лимбические структуры, глубокие слои лобной коры (рис. 4). [6]

VV1–VV2

VV1–VV2-подтип является промежуточным между VV2 и VV1: паттерн распространения PrPsc колеблется в зависимости от преобладания Т1 (19 кДа) или Т2 (21 кДа) формы белка. В связи с этим выделяют 3 гистологических подкласса для фенотипа VV1–VV2:

  • с преимущественными признаками VV2 (Т2 представлен в ≥91% случаев);
  • промежуточный – признаки VV1 и VV2 представлены в равных количествах (на Т2 приходится 37–77% от площади всех образцов);
  • с преимущественными признаками VV1 (T2 занимает ≤9% тканей) [8].

VV1

Для подтипа сБКЯ-VV1 характерно диффузное поражение коры и полосатого тела с вакуолями промежуточного размера и баллонное увеличение нейронов в наиболее поврежденных участках (рис. 5). Эпицентром для VV1, как и при ММ/MV1, является предклинье с последующим распространением от коры к подкорковым структурам. Мозжечок и ядра ствола поражаются в гораздо меньшей степени [6, 8].

MV1–MV2

Подтип MV2 обладает высоким фенотипическим разнообразием, в то время как MV1 до недавного времени являлся наименее изученным из всех подтипов сБКЯ, поэтому обычно их объединяли в одну группу, выделяя лишь M V2K и MV 2K+C. Однако L. Cracco et al. выделили несколько новых подподтипов в зависимости от представленности тех или иных фенотипических особенностей [9].

1C

Спонгиоз с вакуолями малых размеров и диффузным распространением крупных зернистых включений PrPsc наблюдается в коре, полосатом теле, таламусе, меньше всего – в мозжечке. Степень поражения коры находится в прямой зависимости от длительности и активности патологического процесса.

1C–2PL

Больше всего поражаются таламус и черная субстанция, где PrPsc откладывается бляшкообразно (PL). Кора поражается в меньшей степени.

1C–2K

Для этого подтипа характерно зернистое отложение белка во всех структурах мозга совместно с вакуолями промежуточного размера. В мозжечке обнаруживаются многочисленные бляшки куру. Гиппокамп поражается в редких случаях.

1C–2C

Является промежуточным и гистотипически напоминает ММ1 – PrPsc диффузно занимает 5–15% от общего объема тканей, распространяясь в основном в подкорковых областях и мозжечке.

2C

Грубые корковые и таламические повреждения в виде крупных сливающихся вакуолей с окружающим их PrPsc, который также распространяется и диффузно, концентрируясь в основном в мозжечке (рис. 6) [9].

174-1.jpg (177 KB)

2K (MV2K)

Фенотип 2К является наиболее частым представителем MV и имеет некоторое сходство с VV2: преимущественное вовлечение мозжечка, подкорковых областей, меньше – коры. Однако помимо диффузного точечного и PL-отложения основной отличительной чертой являются бляшки типа Куру (рис. 7). Спонгиоз представлен несливающимися вакуолями промежуточного размера, иногда они имеют вид виноградной лозы и поражают глубокие слои неокортекса (IV–VI) [9, 10].

Было выявлено, что подкорковые ядра и ядра лимбической системы также поражались, но патологические изменения были менее выражены, что позволяет судить о пути развития патологии [6].

2C-K

Данный гистотип существенно отличается от других. Его главными особенностями являются более тяжелая патология лобной коры по сравнению с затылочной корой, выраженное поражение гиппокампа и тяжелые патологические изменения полосатого тела. Спонгиоз представлен смесью мелких и крупных вакуолей, которые располагаются преимущественно в глубоких слоях коры. Для PrPsc характерно грубое и околовакуольное отложение [6, 9, 10].

1v (VM1)

Также является малоизученным и недавно выявленным фенотипом: для него характерны поражения по типу С1, но, кроме того, у VM1 есть ряд своих особенностей – вакуоли промежуточного размера и баллонное увеличение корковых нейронов.

MM 2T

Данный фенотип также называют М2T, или sFI (Sporadic fatal insomnia), – спорадическая фатальная бессонница. Отличительной чертой является выраженная атрофия ядер таламуса и оливы (рис. 8).

MM 2V (вБКЯ)

По сути, это особый подтип сБКЯ–MM2, который является самостоятельным видом в связи со своей этиологией. Фенотипически для него характерны крупные конгломераты красноватых бляшек, расположенных во всех долях коры и в мозжечке. Особенно обращают на себя внимание повреждение и глиоз в зоне ядер подушки. Спонгиоз наиболее выражен в хвостатом ядре и скорлупе.

Ключевой патологической находкой у людей с синдромом вБКЯ является обширное лимфоретикулярное отложение прионного белка, не встречающееся при других формах синдрома [7, 8].

гБКЯ

В ходе недавнего исследования гБКЯ было выявлено, что генетический тип БКЯ фенотипически во многом похож на спорадический. Однако в зависимости от мутации в гене PRNP гБКЯ все же имеет отличительные черты:

  • у носителей мутации E200K регистрировался утолщенный диффузный паттерн распространения PrPsc;
  • в случае наличия вставочных мутаций фенотипически определялись полосообразные линейные зернистые отложения прионного белка;
  • точечные отложения PrPsc внутри нейронов при мутациях E200K-V2 или M“i”-E200K [11].

Нейроглия

Активность астроцитов и микроглии при БКЯ также были исследованы. Выявлено, что в образцах, полученных методом аутопсии, реактивность астроцитов и микроглий повышена вне зависимости от подтипа БКЯ и напрямую зависит от объема спонгиоза. Кроме того, во всех образцах мозжечков наблюдалось деление на два принципиально различных типа иммуноокрашивания в молекулярном слое. В тех случаях, когда активность астроглии была высокой, рисунок был преимущественно радиальным, в то время как при низкой активности рисунок был параллелен поверхности пиальной оболочки. Важным является тот факт, что данная особенность наблюдалась вне зависимости от типа PrPsc [12–14].

Заключение

Истинное разнообразие гистотипов БКЯ гораздо шире, чем считалось ранее. Наравне с типичными M1, M2C, M2T, VV1 и VV2 сБКЯ исследователи выделяют переходные формы – VV1–VV2, подтипы со специфическими морфологическими особенностями – MV 1C–2PL. Полученные данные могут быть применены в практике при необходимости дифференциальной диагностики типов БКЯ.

Данные об отсутствии зависимости между подтипом БКЯ и реактивностью астроцитов и микроглии, о наличии связи реактивности и объема спонгиоза еще не нашли точки приложения во врачебной практике.

About the Authors

Corresponding author: Vitaly A. Sidnyaev, Clinical Psychologist, Student at the Faculty of Medicine, Moscow Financial and Industrial University “Synergy”, Moscow, Russia; vitaliysidnyaev@mail.ru

Similar Articles