Скрэпи ( / ˈ s k r eɪ p i / ) — смертельное дегенеративное заболевание , поражающее нервную систему овец и коз . [1] Это одна из нескольких трансмиссивных губчатых энцефалопатий (TSE), и поэтому считается, что она вызвана прионом . [2] [3] Скрэпи известен как минимум с 1732 года и, по-видимому, не передается человеку . [4] [5] Однако экспериментально было обнаружено, что он может передаваться гуманизированным трансгенным мышам [6] и приматам, не являющимся человеком. [7]
Название «скрэпи» происходит от одного из клинических признаков этого заболевания, при котором пораженные животные навязчиво соскребают свою шерсть о камни, деревья или заборы. Болезнь, по-видимому, вызывает у животных ощущение зуда. Другие клинические признаки включают чрезмерное причмокивание губами , изменение походки и судорожный коллапс. [8]
Скрапи заразен и передается среди сородичей , поэтому одним из наиболее распространенных способов его сдерживания (поскольку он неизлечим) является карантин и убийство пораженных. Однако скрепи имеет тенденцию сохраняться в стадах, а также может возникать спонтанно в стадах, в которых ранее не было случаев заболевания. Механизм передачи между животными и другие аспекты биологии заболевания плохо изучены и являются активными областями исследований. Недавние исследования показывают, что прионы могут распространяться через мочу и сохраняться в окружающей среде в течение десятилетий. [9]
Скрэпи обычно поражает овец в возрасте от трех до пяти лет. [10] Вероятность передачи инфекции при рождении и при контакте с тканями плаценты очевидна. [11]
Это заболевание подлежит регистрации в ЕС с 1993 года, но в отличие от губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота (ГЭКРС, широко известной как коровье бешенство), по состоянию на 1999 год не было никаких доказательств того, что скрепи представляет собой риск для здоровья человека. [12] [13] [14] [15] В июле 2003 года сотрудник Канадского агентства по инспекции пищевых продуктов заявил, что, хотя скрепи каждый год появляется на канадских фермах, «у нас большой опыт работы со скрепи, и никогда не было связь между скрепи и болезнями человека». [16] По состоянию на 2004 год Министерство сельского хозяйства США не упоминало скрепи в своем циркуляре о смертности овец и коз . [17]
Исторически скрепи считалось проблемой для здоровья животных. Однако в период с 1996 по 1999 год Консультативный комитет по губчатой энцефалопатии Великобритании рассматривал вопрос контроля и искоренения скрепи в Великобритании также с учетом общественного здравоохранения из-за обеспокоенности по пяти вопросам: [18]
Скрепи и другие трансмиссивные губчатые энцефалопатии вызываются прионами . [19] Прионы были признаны инфекционным агентом, поскольку передачу трудно предотвратить с помощью тепла, радиации и дезинфицирующих средств, агент не вызывает какого-либо обнаруживаемого иммунного ответа и имеет длительный инкубационный период от 18 месяцев до 5 лет. [20] Считается, что этот агент намного меньше самого маленького известного вируса. Прионы размножаются, заставляя нормально свернутые белки одного и того же типа принимать свою аномальную форму, которая затем продолжает делать то же самое, в своего рода цепной реакции. Эти аномальные белки постепенно накапливаются в организме, особенно в нервных клетках, которые впоследствии погибают.
Основной путь передачи – от матери к ягненку при проглатывании плацентарной или аллантоисной жидкости. [21] Агент также может проникнуть через порезы на коже. Эксперимент показал, что ягнята рискуют заразиться через молоко зараженных овец, [22] но ягнята в эксперименте также заражали друг друга, что затрудняет оценку риска заражения. Эксперимент продолжался недостаточно долго, чтобы показать, появились ли у ягнят симптомы, а лишь то, что аномальный прион присутствовал в их телах.
В патогенез скрепи вовлечена лимфатическая система. Как только агент всасывается через кишечник, сначала появляются неправильно свернутые прионы, которые накапливаются в лимфатических узлах, особенно в пейеровых бляшках в тонком кишечнике . [23] В конце концов, инфекция проникает в головной мозг, часто через спинной мозг или продолговатый мозг, проникая по симпатической и парасимпатической нервной системе соответственно. [24]
Изменения сначала легкие; могут произойти небольшие изменения в поведении и увеличение жевательных движений. Затем развиваются атаксия и неврологические симптомы, и пораженные овцы с трудом успевают за стадом. [25]
Признаки и последствия скрепи обычно появляются через 2–5 лет после заражения, но могут проявиться и позже. После появления клинических признаков овцы обычно живут 1–6 месяцев. В некоторых случаях они могут жить дольше, но смерть является неизбежным следствием этого состояния. Признаки скрепи различаются у разных инфицированных животных и развиваются медленно. Из-за повреждения нервных клеток, вызванного этим заболеванием, у больных животных могут наблюдаться изменения в поведении, тремор, зуд и нарушение координации движений. [26]
Некоторые овцы чрезмерно чешутся, и на коже появляются пятна выпадения шерсти и повреждения. Царапание овец в области крупа может привести к появлению рефлекса покусывания, характерного для этого заболевания. [25]
Признаки хронического системного заболевания появляются позже: потеря веса, анорексия, летаргия и смерть. [25]
Посмертное исследование важно для диагностики скрепи. Гистология тканей показывает накопление прионов в центральной нервной системе, а для демонстрации белка также можно использовать иммуногистохимическое окрашивание и ИФА .
Никакого лечения для больных овец не существует. [25]
Теперь доступен тест, выполняемый путем взятия небольшого количества лимфатической ткани из третьего века . [27]
В Великобритании в 2001 году министерство Блэра реализовало Национальный план скрепи , который поощрял разведение овец, генетически более устойчивых к скрепи. Это призвано в конечном итоге снизить заболеваемость этой болезнью среди овец в Великобритании. [28] [29] Скрепи встречается в Европе и Северной Америке , но на сегодняшний день в Австралии и Новой Зеландии (обе основные страны-производители овец) скрепи свободны. [30] В 2003 году пострадавшие канадские практикующие фермеры оказали давление на правительство Кретьена и их CFIA с целью реализации их собственного национального плана скрепи. [16]
Такие породы, как Чевиот и Саффолк , более восприимчивы к скрепи, чем другие породы. [31] В частности, это определяется генами, кодирующими природные прионные белки. Наиболее устойчивые овцы имеют двойной набор аллелей ARR , тогда как овцы с аллелем VRQ являются наиболее восприимчивыми. [32] Простой анализ крови выявляет аллель овцы, и многие страны активно выводят аллель VRQ .
Из-за опасений передачи инфекции, подобной ГЭКРС, многие европейские страны запретили некоторые традиционные продукты из овец или коз, производимые без удаления спинного мозга, такие как смалахове и смоки . [33]
В 2010 году группа из Нью-Йорка описала обнаружение PrP Sc, даже если первоначально его концентрация в тканях головного мозга составляла лишь одну стомиллиардную (10 -11 ). Этот метод сочетает в себе амплификацию с новой технологией, называемой иммуноанализом по окружающему оптическому волокну, и некоторыми специфическими антителами против PrP Sc . Этот метод позволил обнаружить PrP Sc после гораздо меньшего количества циклов конверсии, чем другие, что существенно снизило вероятность появления артефактов, а также ускорило анализ. Исследователи также проверили свой метод на образцах крови внешне здоровых овец, у которых впоследствии развилась скрепи. Мозг животных анализировали, как только проявлялись какие-либо симптомы. Таким образом, они могли сравнить результаты тканей головного мозга и крови, взятых после того, как у животных проявились симптомы заболеваний, с кровью, полученной ранее в жизни животных, и от неинфицированных животных. Результаты очень четко показали, что PrP Sc можно обнаружить в крови животных задолго до появления симптомов. После дальнейшей разработки и испытаний этот метод может иметь большое значение в эпиднадзоре в качестве скринингового теста на скрепи на основе крови или мочи. [34] [35]
Различные исследования показали, что прионы (PrP SC ), которые заражают овец и коз смертельной трансмиссивной энцефалопатией , известной как скрепи, способны сохраняться в почве в течение многих лет, не теряя своей патогенной активности. [36] Распространение прионов в окружающую среду может происходить из нескольких источников: в основном, инфекционная плацента или околоплодные воды овец и, возможно, загрязнение окружающей среды слюной или экскрементами.
Подтверждающее тестирование на скрепи может быть достигнуто только путем применения иммуногистохимии прионного белка, ассоциированного с заболеванием (PrP SC ), к тканям, собранным посмертно , включая обекс (структуру ствола мозга), заглоточный лимфатический узел и небную миндалину . В 2008 году Министерство сельского хозяйства США одобрило диагностический, а не подтверждающий тест на живых животных для иммунохимического тестирования лимфоидной ткани, полученной из ректальной биопсии.
Естественная передача скрепи в полевых условиях, по-видимому, в большинстве случаев происходит через пищеварительный тракт, а отары овец, свободные от скрепи, могут заразиться на пастбищах, где ранее наблюдались вспышки скрепи. Эти результаты указывают на устойчивое заражение в окружающей среде, особенно в почве. [37]
Концентрация прионов в родовых жидкостях не изменяет инфекционность прионов. Зараженные естественным или экспериментальным путем самки и овцы передают инфекцию ягнятам, даже если в плацентах мало PrP SC . По данным исследований, проведенных Службой сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США, PrP SC выделяется в более высоком проценте из плаценты овцы (52–72%), чем из плаценты козы (5–10%). [38]
Сообщалось об обнаружении PrP SC в фекалиях овец как на терминальной, так и на ранней доклинической стадии заболевания, что позволяет предположить, что прионы, вероятно, будут выделяться в окружающую среду на протяжении всего течения заболевания. Можно предположить несколько источников прионов в фекалиях, включая попадание в пищу и инфицированную слюну; однако наиболее вероятным источником является выделение из лимфоидной ткани, связанной с кишечником . У жвачных животных имеются специализированные пейеровы бляшки , которые по всей длине подвздошной кишки насчитывают около 100 000 фолликулов, и все они могут быть инфицированы и выделять прионы в просвет . [39] Прионы Scrapie были обнаружены в пейеровых пятнах у естественно инфицированных бессимптомных ягнят в возрасте четырех месяцев.
Поглощение почвы пасущимися овцами измерялось на двух типах почв, при двух нормах поголовья и в течение двух сезонов выпаса. В период с мая по ноябрь животные съедали до 400 г почвы на кг массы тела. Факторами, влияющими на поступление в пищу, оказались осадки и объем посадки. Влияние типа почвы и типа растительности было менее очевидным. [46]
Средний вес взрослой овцы составляет около 250 фунтов. [47] Если взрослая овца съедала 400 г/кг почвы, как предсказывали Д. МакГрат и др. , то средняя овца будет потреблять около 45 000 г за шесть месяцев, или 251 г в день. Если предположить, что почва была загрязнена прионами (PrP SC ) из фекалий или родовых выделений, то потенциально овцы могли бы заразиться. Концентрация прионов в почве не определена, и она не прямо пропорциональна инфекционности. Было показано, что факторы, влияющие на инфекционность прионов в почве, включают продолжительность пребывания в почве и связывающую способность почвы.
Для детальной оценки риска загрязненной скрепи почвы очень важно было проанализировать, проявляет ли обнаруживаемый PrP Sc в экстрактах почвы пероральную инфекционность после периода инкубации до 29 месяцев. Биологический анализ сирийских хомячков проводили путем кормления животных зараженной почвой или водными экстрактами почвы, собранными после инкубации почвы в течение 26 и 29 месяцев соответственно. У хомяков, которых кормили зараженной почвой, первые симптомы, связанные со скрепи, проявлялись через две недели-шесть месяцев (95% ДИ) после первого кормления. Хомяки достигли терминальной стадии скрепи в возрасте от пяти до 21 месяца (95% ДИ) после первого кормления. Это указывало на значительный уровень стойкой инфекционности в почве, инкубированной в течение 26 и 29 месяцев. [37] В Исландии в 1978 году была реализована программа по искоренению скрепи, пораженные стада были забиты , помещения продезинфицированы, а овчарни сожжены; через два-три года помещения пополнились ягнятами из свободных от скрепи участков. В период с 1978 по 2004 год скрепи рецидивировал на 33 фермах. Девять рецидивов произошли через 14–21 год после выбраковки в результате постоянного загрязнения окружающей среды PrP Sc . [48]
Было показано, что связывающая способность различных типов почв увеличивает проникновение болезней в популяцию. Почва, содержащая обычный глинистый минерал монтмориллонит (Mte) и каолинит (Kte), более эффективно связывается с прионами, чем почва, содержащая кварц . [38] Повышенная трансмиссивность прионов, связанных с почвой, может объяснить распространение скрепи в окружающей среде, несмотря на то, что их низкие уровни попадают в окружающую среду. Механизм, с помощью которого Mte или другие компоненты почвы усиливают передачу прионов, связанных с частицами, еще предстоит выяснить. Связывание приона с Mte или другими компонентами почвы может частично защищать PrP SC от денатурации или протеолиза в пищеварительном тракте, позволяя большему количеству возбудителя болезни попасть из кишечника. Адсорбция почвы PrP Sc может изменить агрегатное состояние белка, смещая распределение по размерам в сторону более инфекционных частиц прионного белка, тем самым увеличивая инфекционные единицы. Чтобы прионовая болезнь передавалась через проглатывание загрязненной прионами почвы, прионы также должны оставаться заразными при пероральном пути заражения. Исследователи из Университета Висконсина исследовали пероральную инфекционность прионов, связанных с Mte и почвой. Оценивали влияние источника приона (через инфицированный гомогенат головного мозга и очищенный PrP Sc ) и дозы на пенетрантность (долю животных, в конечном итоге проявляющих клинические признаки скрепи) и инкубационный период (время до появления клинических симптомов). Около 38% животных, получивших перорально 200 нг несвязанного осветленного PrP Sc , полученного из почвы, проявили клинические симптомы, при этом инкубационный период для инфицированных животных составлял от 203 до 633 дней. У всех животных, которым перорально вводили эквивалентное количество Mte-связанного PrP Sc, симптомы заболевания проявлялись через 195–637 дней. Напротив, животные, перорально получавшие только почву Mte или одну десятую часть несвязанного осветленного PrP Sc (20 нг), оставались бессимптомными на протяжении всего эксперимента. Эти данные установили, что прионы, связанные с Mte, остаются инфекционными при пероральном пути воздействия и что связывающий агент Mte увеличивает пенетрантность заболевания, повышая эффективность оральной передачи. [49]
Воздействие через зараженных сенных клещей
«При скрепи, архетипическом TSE, который является естественным заболеванием у овец и коз, болезнь может появиться внезапно в стаде при отсутствии какого-либо известного контакта с инфицированным стадом (Palsson, 1979). Наконец, поля в Исландии, которые были оставленные пустыми на срок до 3 лет после уничтожения стад, инфицированных скрепи, были вновь заселены известными овцами, не имеющими скрепи, и у некоторых овец из этой последней группы впоследствии развилась скрепи (Palsson, 1979). несколько раз давал аналогичные результаты в Исландии и Соединенном Королевстве. На одной исландской ферме трижды уничтожали стада, каждый раз ферму оставляли без овец на 2 года, а после пополнения поголовья овцами, свободными от скрепи; Несколько лет назад было высказано предположение (С. Сигурдарсон, личное сообщение), что сенные клещи могут быть хорошими кандидатами в качестве переносчиков скрепи, что привело к заражению мышей образцами клещей, приготовленными из сена, полученного от пяти животных; Исландские фермы. Десять из этих 71 мышей заболели после инъекции препаратов от клещей с трех из пяти ферм (Вишневски и др., 1996; Рубинштейн и др., 1998). Инкубационные периоды варьировались от 340 до 626 дней, и эти мыши имели резистентную к протеазе форму Prp Sc гликопротеина, кодируемого хозяином, PrP c . Устойчивая к протеазе форма является маркером ТГЭ (Prusiner, 1991; Parchi et al, 1996). Для некоторых из этих клинически положительных мышей картина полос при анализе WB была уникальной (Wisniewski et al, 1996; Rubenstein et al, 1998)» [50] .
Прионы (PrP Sc ) выделяются овцами и козами с родовыми выделениями, фекалиями и другими экскрементами. Концентрация прионов не определена, но она не прямо пропорциональна инфекционности. Овцы поглощают значительное количество почвы, поэтому почва представляет собой вероятный экологический резервуар прионов скрепи, которые могут сохраняться в окружающей среде годами. Продолжительность жизни прионов и прикрепление частиц почвы, вероятно, влияет на стойкость и инфекционность прионов в окружающей среде. [51]
В настоящее время отсутствуют эффективные методы инактивации прионов в почве, а влияние механизмов естественной деградации на инфекционность прионов в значительной степени неизвестно. Для управления загрязненной прионами окружающей средой необходимо лучшее понимание процессов, влияющих на подвижность, стойкость и биодоступность прионов в почве. Система оценки способности почвы связывать прионы на фермах с использованием простого анализа почвы может позволить оценить риск прионов в окружающей среде и определить, может ли изменение связывания прионов с помощью почвенных добавок помочь смягчить воздействие инфекционных прионов. Лишайники , в частности Parmelia sulcata , Cladonia rangiferina и Lobaria pulmonaria , могут иметь потенциал для уменьшения количества прионов, поскольку некоторые виды лишайников содержат протеазы , которые обещают расщеплять прионы. Дальнейшая работа по клонированию и характеристике протеаз, оценке их влияния на прионную инфекционность и определению того, какой компонент организма или организмов, присутствующих в лишайниках, производит или влияет на активность протеазы, оправдана и в настоящее время находится на стадии изучения. [52]
Ген приона, кодирующий прионный белок, высококонсервативен у большинства млекопитающих, то есть этот ген аналогичен и присутствует у большинства видов млекопитающих. Три участка гена прионного белка были идентифицированы как высокополиморфные и могут оказывать влияние на скрепи: кодоны 136, 154 и 171. [53] Кодон 154 не продемонстрировал каких-либо доказательств сильного влияния на восприимчивость к скрепи, но скорее всего, оказывает влияние на инкубационный период заболевания. [54] Считается, что кодоны 136 и 171 контролируют время инкубации, а также восприимчивость к заболеванию, и именно их Министерство сельского хозяйства США использует в своем стандарте разведения. [55] [56] [57] Было установлено, что кодон 171 является основным генетическим фактором восприимчивости к скрепи. [58] [59]
{{cite book}}
: |journal=
игнорируется ( помощь ){{cite web}}
: Отсутствует или пусто |url=
( помощь )