CC BY
117
Пищевые ресурсы дикой природы и экологическая безопасность населения
ПРИОННЫЕ БОЛЕЗНИ ДИКИХ И СОДЕРЖАЩИХСЯ В НЕВОЛЕ ЖИВОТНЫХ
С.С. Рыбаков, К.Н. Груздев
Федеральный центр охраны здоровья животных МСХ РФ, Владимир.
E-mail: [email protected]
PRION DISEASES OF WILD AND CAPTIVE ANIMALS
S. S. Rybakov, K.N. Gruzdev
Federal Centre for Animal Health (FGI ARRIAH), Vladimir.
The symptoms of human and animal transmissible spongiform encephalopathies (TSEs) are described. The differences between a pathogenic form of a prion protein, a new class of infectious agents, and a normal one are specified. A brief description of some prion diseases affecting wild and captive animals (chronic wasting disease of deer and elks, captive bovine TSEs, feline TSEs, TSE of mink) is given. The possibility of chronic wasting disease transmission to man is discussed. The results of TSE monitoring are presented. TSE monitoring is carried out when using histology and immunohistochemistry. No lesions typical of animal TSEs were found in animal brain samples submitted to the FGI ARRIAH.
До 1985 г. было известно шесть прионных болезней (трансмиссивных губкообразных энцефалопатий, ТГЭ). Три у человека - болезнь Крейтц-фельдта-Якоба (БКЯ), синдром Герстманна-Штраусслера-Шейнкера (СГШШ), куру и три у животных - скрепи овец и коз, трансмиссивная энцефалопатия норок (ТЭН) и хроническая изнуряющая болезнь (ХИБ) некоторых диких видов жвачных животных. Скрепи - первая из прионных болезней, которая была замечена у овец около 250 лет назад. В начале 20-х годов прошлого столетия была впервые описана БКЯ, а в начале 50-х годов - куру. Анализ эпизоотической ситуации показывает, что после 1985 г. появились случаи заболевания прионными болезнями других видов животных. Среди них губкообразная энцефалопатия крупного рогатого скота (ГЭ КРС), которая была впервые зарегистрирована в 1986 году в Великобритании и больше известна как болезнь «бешеная корова». В настоящее время считается доказанной связь ГЭ КРС с вариантом БКЯ (в БКЯ) у человека. Большинство учёных считает, что причиной возникновения ГЭ КРС является скрепи.
Трансмиссивные губкообразные энцефалопатии имеют следующие общие характеристики:
* являются прогрессирующими, летальными, нейродегенератив-ными болезнями;
* характеризуются крайне длительным инкубационным периодом, и поэтому они являются болезнями взрослых особей;
* имеют аналогичную патологию, включающую вакуолизацию нейронов и нейропиля, наличие амилоидов и отсутствие воспалительных процессов или повышения температуры;
* характеризуются отсутствием детектируемого иммунного ответа;
* имеют много общих клинических признаков;
* обычно могут экспериментально передаваться другим видам животных;
* характеризуются наличием аномальной формы (PrPSc) нормального клеточного прионного белка (РгРС), которая отличается не только одним из основных свойств - устойчивостью к протеолитическим ферментам, но имеет отличия и по другим характеристикам.
Факт экспериментальной передачи прионных болезней окончательно доказал их инфекционную природу. В 80-е годы прошлого столетия, в результате изучения этиологии прионных болезней, был открыт новый класс инфекционных агентов - прионы, которые имеют существенные отличия от известных ранее микроорганизмов. Известно, что нормальный прион (PrPC) является белком, кодируемым геномом клетки. В результате конформационных изменений он приобретает инфекционность и не может выполнять свои функции. PrPC и PrPSc имеют одинаковую последовательность аминокислот и отличаются только конформацией. Последний выступает в качестве матрицы при трансформации нормального клеточного белка в патогенный. Есть все основания предположить, что подобные конформационные изменения могут происходить и в других белках с возникновением инфекционных форм, нарушением их функций и появлением новых прионных болезней. Выявление у дрожжей Saccharomyces cerevisiae и гриба Podospora anserina инфекционных элементов, подобных прионам млекопитающих, указывает на универсальность данного явления.
Наличие PrPC описано у многих наземных позвоночных, а также у дрозофилы. Недавно он был обнаружен в мозгу у лосося, что очень важно как для понимания функции нормальной изоформы прионно-го белка, так и с филогенетической точки зрения, поскольку впервые такой факт отмечен у водных позвоночных.
Из всех прионных болезней ХИБ является наиболее загадочной. Она была зарегистрирована в США в 1967 г. В Канаде, в провинции Саскачеван, было зарегистрировано 8 случаев ХИБ у диких оленей. В США болезнь была выявлена у свободноживущих оленей и вапити в нескольких штатах: Иллинойс, Небраска, Нью-Мексико, Южная Дакота, Висконсин, Колорадо и Вайоминг. Количество выявляемых больных животных за последние годы заметно увеличивается. Однако непонятно, связано ли это с увеличением количества и распространением больных животных или с улучшением мониторинга, благодаря внедрению новых более чувствительных и специфичных методов диагностики.
ХИБ, за исключением ТЭН, является наиболее редкой болезнью из
всех ТГЭ животных. Во всём мире выявлено чуть более 1000 случаев. Она представляет важную научную и социальную проблему,поскольку не исключена передача этой болезни людям, потребляющим мясо диких копытных и сельскохозяйственных животных. Современные методы выявления источника ТГЭ позволяют регистрировать межвидовую передачу и являются ценным инструментом, дающим возможность контролировать их распространение (Collinge et al.,1996).
Анализ гликозилированных образцов патогенной формы прион-ного белка, выделенных от животных, больных ХИБ, скрепи и ГЭ КРС, не позволил выявить различий, делающих возможной дифференциацию этих ТГЭ. Тем не менее, образцы, взятые от отдельных животных, отличались. Это позволило предположить, что у некоторых видов животных можно выделить несколько штаммов возбудителя, вызывающего ХИБ.
Сходство гликоформ PrPres, выделенных от овец, больных скрепи, и оленей, больных ХИБ, согласуется с гипотезой происхождения ХИБ от скрепи (Raymond et al., 2000). Скрепи в США регистрируется с 1947 г., а во многих регионах для овец и оленей использовались одни и те же пастбища. Исследования, проведённые в течение последних пяти лет, позволили лучше понять патогенез и эпизоотологию ХИБ. Имеются веские доказательства горизонтальной передачи заболевания. Раннее накопление PrPres и его связь с лимфосис-темой пищеварительного тракта подтверждают предположение о том, что возбудитель ХИБ может выделяться с калом и слюной.
С ГЭ КРС связано возникновение ТГЭ у кошачьих и копытных животных, содержащихся в зоопарках и заповедниках, а также у нечеловекообразных обезьян. Первый случай губкообразной энцефалопатии у 30-месячной самки нья-ла (Tragelaphas ongasi) был идентифицирован в 1986 г., ещё до того, как первые пробы мозга от поражённых ГЭ коров поступили в Центральную ветеринарную лабораторию Великобритании в Вэйбридже (Animals Health, 1986).
В течение следующих 6 лет было выявлено ещё 14 случаев ГЭ у пяти видов копытных животных, содержавшихся в заповедниках и зоопарках: антилопы ньяла (1986 г.), сернобыка (1987 г.), аравийского орикса (1989 г.), большого куду (1989
и 1990 гг.) и южно-африканской антилопы (1989 г.) (Kirkwood, Cunningham, 1994). Хотя нет прямых доказательств горизонтальной передачи ГЭ КРС, однако, вспышка ГЭ у большого куду в зоопарке Лондона не исключает такую возможность. Причиной вспышки является то, что животных кормили мясо-костной мукой (МКМ) до введения запрета на её скармливание (1988 г.). В 1987-1993 г. родилось 8 здоровых животных. Потомство не кормили МКМ, однако, пять из них заболели ГЭ (Kirkwood et al.,1993). Ученые предполагают, что в процессе этой микроэпизоотии имела место не только горизонтальная, но вертикальная передача болезни. Патологоанатомические исследования этих случаев не оставили никаких сомнений относительно их природы и этиологии. Всем этим животным скармливали МКМ, очевидно, содержавшую возбудителя ГЭ КРС. Необходимо отметить, что заболевание ГЭ животных в зоопарках отличалось от ГЭ КРС по следующим аспектам:
1. Процент заболевших куду был значительно выше процента КРС, заболевшего ГЭ.
2. Инкубационный период был короче, а клинические признаки более выражены.
3. Период течения болезни был более коротким, чем при ГЭ КРС, иногда она протекала всего несколько дней.
4. Животные в зоопарках заболевали в более молодом возрасте (30-38 месяцев), т. е. они были более чувствительны к болезни, чем КРС (Kimberlin, 1992).
О случае ТГЭ у Macaca mulatta было сообщено в 1996 г. Поскольку в рационе обезьян содержались белки животного происхождения, авторы высказали предположение, что этот случай заболевания связан с их потреблением (Bons et al., 1996).
Губкообразная энцефалопатия кошек впервые была диагностирована в Великобритании у домашней кошки, более чем через три года после того, как был подтверждён первый случай ГЭ КРС. Случаи этого заболевания имели место также в Норвегии, Северной Ирландии, Лихтенштейне и в Италии.
ТГЭ была описана также у трёх видов диких кошачьих: у пумы Felis concolor (Willoughby et al., 1992), оцелота Felis pardolis и четырех гепардов Acinonyx jubatus (Kirkwood, Cunningham, 1994).
Пума была пуглива, с трудом удерживала равновесие, у неё наблюдался мелкий тремор всех мышц тела. В среднем мозгу и шейном отделе спинного мозга наблюдались губкообразные поражения, в них же иммуногистохимическим методом был обнаружен PrPSc. Гепард, родившийся в зоопарке Великобритании в 1987 г., был экспортирован во Францию в 1993 г. Через 3 года у него была замечена атаксия, тремор, мышечные спазмы и гиперстезия. Причиной заболевания, очевидно, явилось скармливание тканей КРС, поражённого ГЭ. Еще четыре случая ГЭ были зарегистрированы у гепардов, находящихся в неволе. При исследовании была обнаружена вакуолизация нейро-пиля и наличие амилоидов. Животным скармливали мясо КРС, непригодное для потребления в пищу человеку, поэтому не исключено заражение агентом ГЭ КРС. Многим видам животных семейства кошачьих скармливали такое мясо, однако, у гепардов заболевание наблюдали чаще всего. На основе этого сделано предположение, что гепарды более чувствительны к данному заболеванию, чем другие виды этого семейства.
Из других прионных болезней, поражающих животных, содержащихся в неволе, следует отметить ТЭН. Она является первой прион-ной болезнью, обнаруженной у недомашних животных. Однако, происхождение ТЭН, также как и ХИБ, окончательно не выяснено. На основе эпизоотологических данных можно сказать, что они не связаны с ГЭ КРС. По клиническим и анатомо-патологическим признакам ТЭН имеет большее сходство со скрепи.
Ограниченная информация имеется о заболевании ТГЭ свиней и птиц. Свиней удалось экпериментально заразить агентом ГЭ КРС путем парентерального введения. Оральное заражение не дало положительных результатов даже при скармливании свиньям значительного количества гомогената мозга КРС, больного ГЭ. Имеется также предположение, что свиньи устойчивы и к агенту скрепи. Возможно, кабаны также устойчивы к проионным болезням.
С 1986 по 1989 гг. на северо-западе Германии зарегистрированы три
Международная конференция
Пищевые ресурсы дикой природы и экологическая безопасность населения
ЛИТЕРАТУРА
Collinge J., Sidle K. C. L., Meads J et al. 1996. Molecular analysis of prion strain variation and the etiology of 'new variant' CJD // Nature 383. P.685-690.
Raymond G. J., A. Bossers L. D. Raymond K. I. et al. 2000. Evidence of a molecular barrier limiting susceptibility of humans, cattle and sheep to chronic wasting disease // EMBO J. 19 P.4425-4430.
Animals Health. 1986. The report of the Chief Veterinary Officer. - London: HMSO. 69 p.
Kirkwood J.K., Cunningham A.A. 1994. Epidemiological observations on spongiform encephalopathies in captive wild animals in the British Isles // Vet. Rec. Vol.135. P.296-303.
Kirkwood J.K., Cunningham A.A., Wells G.A.H. et al. 1993. Spongiform encephalopathy in a herd of greater kudu (Tragelaphus strepsiceros): epidemiological observations // Vet. Rec. Vol. 133. P.360-364.
Kimberlin R.H. 1992. Encephalopa-tia bovina espongiforme // Rev. Sci. Techn. Off. Int. Epiz. Vol. 7. № 2. P.441-449.
Bons N., Mestre Frances N., Char-nay Y. et al. 1996. Spontaneous spongiform encephalopathy in a young and adult rhesus monkey // Comptes Rendus Acad. Sci. (Paris) Ser. III, Sci. de la Vie. Vol. 319. № 8. P.733-736.
Willoughby K., Kelly D.F., Lyon D.G., Wells G.A.H. 1992. Spongiform encephalopathy in captive puma (Felis concolor) // Vet. Rec. Vol. 131. P.431-434.
Schoon H.A., Brunckhorst D., Poh-lenz J. 1991. Spongiforme Encephalopa-thie beim Rothalsstrau (Struthio camtlus) // Tieraztl. Praxis. Band 19. S.263-265.
Kamin M., Patten B. M. 1984. Creutzfeldt-Jakob disease. Possible transmission to humans by consumption of wild animal brains // Am. J. Med. Vol. 76. № 1. P.142-145.
Belay E.D., Gambetti P., Schonberger L.B. et al. 2001. Creutzfeldt-Jakob disease in unusually young patients who consumed venison // Arch. Neurol. Vol. 58. № 10. P. 1673-1678.
случая ТГЭ у страусов, находившихся в зоопарке. Это первое сообщение о ТГЭ у животных, не относящихся к млекопитающим (Schoon u.a.,1991).
Согласно одному из предположений, заражение происходило в результате поедания кормов, содержащих агент ГЭ КРС. Однако окончательный диагноз не был поставлен. Не исключается пищевое отравление, что вполне приемлемо, поскольку PrP птиц и млекопитающих имеют наибольшие отличия в структуре, поэтому заражению будет препятствовать видовой барьер.
Эти примеры показывают, что когда животные содержатся в неволе, то они поедают тот корм, какой им дают, иногда он может содержать возбудителей прионных болезней. Несмотря на то, что влияние человека на диких животных меньше, чем на животных, содержащихся в неволе, тем не менее, необходимо проводить мониторинг прионных болезней и у этой части животных. Он даст ценную информацию о связи ТГЭ диких, домашних, сельскохозяйственных животных и человека.
Описаны 4 случая возникновения БКЯ у людей, потреблявших мозг или мясо (белки) дикой козы (Kamin, Patten, 1984). Это подтверждает гипотезу о возможности возникновения инфекционной формы БКЯ при попадании патогенной формы прионного белка из предполагаемого резервуара, например, в ЦНС диких животных.
Таким образом, прионные болезни могут преодолевать барьер не только между животными разных видов, но и между животными и человеком. Примером такой передачи является ГЭ КРС и, возможно, ХИБ. Поскольку ХИБ, как и все прионные болезни, неизлечима, животные с подозрением на ХИБ должны быть исключены из пищевой цепочки человека и животных.
Первоначальная информация о потреблении инфицированной оленины 53 охотниками подтвердилась только в отношении 34 человек. Из них 7 человек умерли в 1993-1999 г., причём трое - с нейроде-генеративной клиникой. При проверке тканей мозга иммуногисто-химическим методом аномальная форма прионного белка была обнаружена только у одного из них. При определении генотипа у него была обнаружена гомозиготность (M/M) по кодону 129 (PrP), что является характерным для спорадической формы БКЯ. Вероятность такого предположения возрастает, если отметить, что возраст пациента был равен 55 годам. Ни у одного из ныне живущих охотников пока не обнаружены нейрологические признаки.
В 2001 году была опубликована статья о трёх пациентах с клиникой БКЯ (Belay et al.,2001): двух охотников и дочери охотника. Возраст двух из них был равен 28 годам, третьего - 30. Ни один из них не посещал Европу. Хотя возникло подозрение о заражении возбудителем ХИБ, поскольку пациенты ели оленину, однако при последующих исследованиях веских доказательств этому не было получено.
В последние годы появляются публикации, связанные с изучением чувствительности других видов диких животных к ТГЭ. К сожалению, в доступной нам информации мы не обнаружили данных о чувствительности к ТГЭ рыб.
В России мониторинг ГЭ КРС проводится в ФГУ ВНИИЗЖ с 1999 г. За истекший период было проанализировано около 2500 проб головного мозга КРС с использованием гистологического и иммуноги-стохимического методов. Пробы были доставлены из различных субъектов РФ. С октября 2002 г. проводится мониторинг скрепи овец и коз, исследовано 210 образцов головного мозга. С марта 2003 г. проводится мониторинг ТЭН и ХИБ. На ТЭН исследовано около 250 и на ХИБ 20 образцов головного мозга. Ни в одном из исследованных образцов признаков ТГЭ не было обнаружено. Тем не менее, несмотря на отрицательные результаты исследований в России, мясо самых разных диких животных, как показывает мировой опыт, может быть источником не только опасных гельминтозов, но и неизлечимых прионных болезней. Об этом должны помнить охотники и члены их семей.
