ВИЧ-ассоциированные нейрокогнитивные расстройства ( HAND ) — это неврологические расстройства, связанные с ВИЧ- инфекцией и СПИДом . Это синдром прогрессирующего ухудшения памяти, познания, поведения и двигательной функции у ВИЧ-инфицированных людей на поздних стадиях заболевания, когда иммунодефицит является тяжелым. [1] HAND может включать неврологические расстройства различной степени тяжести. ВИЧ-ассоциированные нейрокогнитивные расстройства связаны с метаболической энцефалопатией , вызванной ВИЧ-инфекцией и подпитываемой иммунной активацией макрофагов и микроглии . [2] Эти клетки активно инфицированы ВИЧ и секретируют нейротоксины как хозяина, так и вирусного происхождения. Основными признаками ВИЧ-ассоциированной деменции ( HAD ) являются инвалидизирующие когнитивные нарушения, сопровождающиеся двигательной дисфункцией, проблемами с речью и изменением поведения. [3] Когнитивные нарушения характеризуются умственной медлительностью, проблемами с памятью и плохой концентрацией внимания . Двигательные симптомы включают потерю контроля за мелкой моторикой, что приводит к неуклюжести, плохому равновесию и тремору. Поведенческие изменения могут включать апатию , летаргию и снижение эмоциональных реакций и спонтанности. Гистопатологически это определяется инфильтрацией моноцитов и макрофагов в центральную нервную систему (ЦНС), глиозом , бледностью миелиновых оболочек , аномалиями дендритных процессов и потерей нейронов . [2] [4]
HAD обычно возникает после многих лет ВИЧ-инфекции и ассоциируется с низким уровнем CD4 + T-клеток и высокой вирусной нагрузкой в плазме. Иногда это рассматривается как первый признак начала СПИДа. Распространенность составляет от 10 до 24% в западных странах [5] и была отмечена только у 1–2% инфекций в Индии. [6] [7] С появлением высокоактивной антиретровирусной терапии (HAART) заболеваемость HAD снизилась в развитых странах , хотя ее распространенность растет. [8] [9] HAART может предотвратить или отсрочить начало HAD у людей с ВИЧ-инфекцией, а также может улучшить умственную функцию у людей, у которых уже есть HAD.
Деменция существует только тогда, когда нейрокогнитивные нарушения у пациента достаточно серьезны, чтобы заметно мешать повседневной деятельности. То есть пациент, как правило, не может работать и не может заботиться о себе. До этого говорят, что у пациента легкое нейрокогнитивное расстройство.
Когнитивные нарушения, связанные с ВИЧ, возникают в областях внимания, памяти, вербальной беглости и визуально-пространственного конструирования. В частности, для памяти пониженная активность гиппокампа изменяет основу кодирования памяти и влияет на такие механизмы, как долгосрочная потенциация. [10] Тяжесть нарушений в различных областях варьируется в зависимости от того, проходит ли пациент лечение ВААРТ или монотерапией . [11] Исследования показали, что у пациентов наблюдается когнитивный дефицит, соответствующий дисфункции фронто-стриарных цепей, включая связанные теменные области, последняя из которых может объяснять наблюдаемый дефицит визуально-пространственной функции. [12] [13] Помимо когнитивных нарушений, также отмечается психологическая дисфункция. Например, у пациентов с ВИЧ более высокие показатели клинической депрессии и алекситимии , т. е. трудности с обработкой или распознаванием собственных эмоций. [12] Пациенты также испытывают больше трудностей с распознаванием эмоций на лице. [14]
Без комбинированной антиретровирусной терапии когнитивные нарушения усиливаются с последующими стадиями ВИЧ. [15] У пациентов с ВИЧ на ранних стадиях наблюдаются легкие трудности с концентрацией и вниманием. [16] В запущенных случаях деменции, связанной с ВИЧ, наблюдаются задержка речи, двигательная дисфункция и нарушение мышления и поведения. [16] В частности, было обнаружено, что более низкая скорость движений коррелирует с гипертрофией правой скорлупы. [17]
Диагноз нейрокогнитивных нарушений, связанных с ВИЧ, ставится с использованием клинических критериев после рассмотрения и исключения других возможных причин. [16] Тяжесть нейрокогнитивных нарушений связана с надиром CD4, что позволяет предположить, что более раннее лечение для предотвращения иммуносупрессии, вызванной ВИЧ, может помочь предотвратить нейрокогнитивные расстройства, связанные с ВИЧ. [15]
ВИЧ-ассоциированная деменция (HAD) не является истинной оппортунистической инфекцией ; это одно из немногих состояний, вызванных непосредственно самим ВИЧ. Однако причину HAD может быть трудно распознать, поскольку центральная нервная система может быть повреждена рядом других причин, связанных с ВИЧ-инфекцией: [ необходима цитата ]
Многие исследователи полагают, что ВИЧ повреждает жизненно важные клетки мозга, нейроны , косвенно. Согласно одной из теорий, ВИЧ либо заражает, либо активирует клетки, которые защищают мозг, известные как макрофаги и микроглия . Затем эти клетки вырабатывают токсины, которые могут запустить серию реакций, которые приказывают нейронам самоуничтожиться. Инфицированные макрофаги и микроглия также, по-видимому, вырабатывают дополнительные факторы, такие как хемокины и цитокины , которые могут влиять на нейроны, а также на другие клетки мозга, известные как астроциты . Пораженные астроциты, которые обычно питают и защищают нейроны, теперь также могут в конечном итоге наносить вред нейронам. Астроциты вырабатывают нейротоксичные белки, такие как Tat , Nef и Rev. Tat секретируется и вызывает реактивность в астроцитах посредством повышенной экспрессии GFAP. [18] Белок ВИЧ gp120 ингибирует стволовые клетки в мозге от производства новых нервных клеток. [19] В нейрональных клетках gp120 ВИЧ индуцирует белки смерти митохондрий, такие как каспазы, которые могут влиять на повышение регуляции рецептора смерти Fas, что приводит к апоптозу. [20]
ВИЧ проникает в мозг на ранней стадии инфекции. [21] Считается, что ВИЧ использует механизм « троянского коня » для проникновения в мозг. Обычно гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) служит защитным механизмом, предотвращая проникновение посторонних веществ; нарушение ГЭБ ВИЧ способствует прогрессированию инфекции. [22] Вирус способен проникать в мозг через инфицированные клетки, которые проходят через ГЭБ, чтобы заменить иммунные клетки, окружающие кровоснабжение мозга. При инфицировании иммунные клетки способны лучше мигрировать в ткани по сравнению с неинфицированными клетками. Инфицированная микроглия способствует производству вируса. Эта активация микроглии может способствовать процессу нейропатогенеза, который распространяет инфекцию на близлежащие клетки. [9] Другие клетки, которые могут быть инфицированы, включают астроциты, которые могут вызвать дисфункцию клеток-свидетелей и апоптоз , еще больше нарушая гематоэнцефалический барьер. Токсичность распространяется через механизм, зависящий от щелевых контактов. [23]
ВИЧ связан с патологическими изменениями в основном в подкорковых и лобно-стриарных областях мозга, включая базальные ганглии , глубокое белое вещество и гиппокампальные области. Нейровизуализационные исследования пациентов с ВИЧ показывают, что значительное уменьшение объема очевидно в лобном белом веществе, тогда как субкортикально гипертрофия очевидна в базальных ганглиях, особенно в скорлупе . [17] Более того, результаты некоторых исследований предполагают потерю объема мозга в корковых и подкорковых областях даже у бессимптомных пациентов с ВИЧ и пациентов, которые находились на стабильном лечении. [24] Недавнее продольное исследование небольшой репрезентативной когорты ВИЧ-положительных пациентов, находящихся на стабильном лечении, предполагает, что эта корковая атрофия прогрессирует и частично связана с надиром CD4. [25] Объем головного мозга связан с факторами, связанными с длительностью заболевания и надиром CD4; у пациентов с более длительным анамнезом хронического ВИЧ и более высокой потерей надира CD4 наблюдается более выраженная церебральная атрофия. [24] Количество лимфоцитов CD4 также связано с более высокими показателями потери мозговой ткани. [26] Было обнаружено, что текущие факторы, такие как РНК ВИЧ в плазме, также связаны с объемами мозга, особенно в отношении объема базальных ганглиев [24] и общего белого вещества. [27] Потеря олигодендроцитов и нейронов коркового серого вещества также может способствовать симптоматологии. [28]
Изменения в мозге могут быть постоянными, но бессимптомными, то есть с минимальным вмешательством в функционирование, что затрудняет диагностику нейрокогнитивных расстройств, связанных с ВИЧ, на ранних стадиях. [29]
Хотя прогрессирование дисфункции вариабельно, оно считается серьезным осложнением и без лечения может прогрессировать до фатального исхода. Диагноз ставится неврологами, которые тщательно исключают альтернативные диагнозы. Обычно для этого требуется тщательное неврологическое обследование, сканирование мозга ( МРТ или КТ ) и люмбальная пункция для оценки спинномозговой жидкости . Не существует единого теста для подтверждения диагноза, но совокупность анамнеза, лабораторных данных и обследования может надежно установить диагноз, если проводится опытными врачами. Количество вируса в мозге плохо коррелирует со степенью деменции , что позволяет предположить, что вторичные механизмы также важны в проявлении HAD.
Исследование Мелроуза и соавторов (2008) изучало целостность фронто-стриарной схемы, которая лежит в основе исполнительных функций при ВИЧ. Участникам исследования был поставлен диагноз ВИЧ за три месяца до шестнадцати лет до исследования. Десять из одиннадцати пациентов принимали антиретровирусные препараты, и ни один из них не набрал баллов в диапазоне слабоумия по шкале ВИЧ-деменции. Было обнаружено, что у пациентов с ВИЧ+ наблюдалась меньшая активность в вентральной префронтальной коре (ПФК) и левой дорсолатеральной ПФК. Наблюдалось снижение связности между левой хвостатой и вентральной ПФК, а также между левой хвостатой и дорсолатеральной ПФК по сравнению со здоровыми контрольными лицами. Кроме того, у пациентов с ВИЧ+ наблюдалась гипоактивация левой хвостатой части. В контрольной группе наблюдалась корреляция между активностью хвостатой части и исполнительными функциями, что было показано при нейропсихологическом тестировании. Дальнейший анализ путей в группе ВИЧ+, включающих левую хвостатую часть, показал снижение функциональной связности между левой хвостатой частью и бледным шаром ( выходное ядро базальных ганглиев ). Эта дисфункция базальных ганглиев и префронтальной коры может объяснить нарушения исполнительной функции и задач по установлению семантической последовательности событий, отмеченные у пациентов с ВИЧ-инфекцией, включенных в это исследование. [31]
Исследование Мелроуза и др. (2008) также изучало теменную активацию. Было обнаружено, что передняя теменная активация у пациентов с ВИЧ-инфекцией была немного впереди, чем у контрольных участников, что соответствует идее о том, что ВИЧ вызывает реорганизацию сети внимания, что приводит к когнитивным нарушениям. Кроме того, передняя теменная активность показала связь с функционированием хвостатого ядра, что подразумевает компенсаторный механизм, возникающий при повреждении фронто-стриарной системы. [31]
В целом, исследование Мелроуза и др. (2008) показало, что ВИЧ в мозге связан с когнитивными нарушениями. Повреждение фронто-стриарной системы может лежать в основе когнитивных проблем, включая исполнительные функции и задачи последовательности. [ необходима цитата ]
Другая область нарушений, вызванных дисфункцией лобно-стриатума, находится в области распознавания эмоций. В исследовании пациентов с ВИЧ и контрольной группы Кларком и др. (2010) было показано, что у пациентов с ВИЧ наблюдаются нарушения распознавания выражений страха на лице. Авторы предположили, что в основе этих нарушений могут лежать аномалии лобно-стриатума, связанные с ВИЧ. [14]
В заданиях по идентификации, проводимых Кларком и соавторами (2010), ВИЧ-положительным пациентам и контрольным участникам предлагалось определить различные эмоции на лице и ландшафты, при этом эти категории изображений сопоставлялись по сложности изображения. ВИЧ-положительные пациенты справились хуже контрольной группы с заданием по распознаванию лиц, но не с идентификацией ландшафтов. В задании по эмоциям на лице распознавание страха было значительно хуже у ВИЧ-положительных, чем в контрольной группе. [14]
Передача от матери ребенку во время беременности является доминирующим способом заражения ВИЧ-инфекцией у детей и связана с повышенным риском смертности и задержкой развития . Дети со СПИДом, по-видимому, имеют неврологические заболевания как следствие инфекции ВИЧ-1. У новорожденных и детей, инфицированных ВИЧ-1, центральная нервная система (ЦНС) инфицируется ВИЧ-1 через несколько недель после первичной инфекции, вызывая повреждение нейронов и гибель клеток. [32] Хотя неврологические дисфункции были связаны с ВИЧ-инфекцией ЦНС, неясно, как был установлен патогенез неврологических расстройств. [ необходима ссылка ]
Основными клетками, инфицированными ВИЧ-1 в нервной ткани, являются микроглия, астроциты и макрофаги , тогда как инфицированные нейроны наблюдаются редко. Восприимчивость к инфекции ВИЧ-1 и репликации в нейрональных и глиальных клетках является функцией клеточной дифференциации, и она более вероятна в незрелых предшественниках, чем в дифференцированных клетках. Было описано несколько растворимых сигналов, таких как цитокины , которые модулируют восприимчивость и могут дополнительно способствовать поддержанию латентности вируса или репликации вируса во время развития органов. Фактически, в развивающейся ЦНС клетки находятся под контролем факторов окружающей среды, которые предоставляют инструктивные сигналы для целей нервных клеток. Регулируя выживание, дифференциацию и поддержание определенных функций нейрональных и глиальных предшественников, эти внеклеточные сигналы могут влиять на многие этапы развития ЦНС и совместно контролировать взаимодействия вируса и клетки в созревшем мозге. [33]
В дополнение к продукции цитокинов, инфицированные ВИЧ-1 мононуклеарные клетки и астроциты могут продуцировать ряд растворимых медиаторов, включая вирусные белки, такие как gp120 и Tat, которые могут оказывать повреждающее воздействие как на развивающиеся, так и на зрелые нервные ткани. Более того, такие молекулы, как фактор активации тромбоцитов (PAF) и простагландины , которые продуцируются при функциональных взаимодействиях микроглии/макрофагов и астроцитов, как сообщается, опосредуют повреждение клеток в первичных культурах нервных клеток и линиях нервных клеток с незрелым фенотипом . [34]
В совокупности эти наблюдения предполагают, что механизм, посредством которого вирус может изменять развитие ЦНС и вызывать патологию в незрелом мозге, может зависеть от измененной продукции растворимых биоактивных соединений. Несколько потенциально нейротоксичных медиаторов были идентифицированы в различных модельных системах, включая воспалительные цитокины, вирусные белки и нейротоксичные метаболиты . Таким образом, вполне вероятно, что сложное взаимодействие нескольких медиаторов может изменять функцию и выживаемость активно развивающихся и созревающих клеток, ответственных за неврологические расстройства. [ необходима цитата ]
{{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )