Нейровирусология
Нейровирусология является междисциплинарной областью, которая представляет собой слияние клинической нейробиологии , вирусологии , иммунологии и молекулярной биологии . Основное внимание в этой области уделяется изучению вирусов, способных поражать нервную систему . В дополнение к этому, в этой области изучается использование вирусов для отслеживания нейроанатомических путей, для генной терапии и устранения вредных популяций нервных клеток. [1]
Обзор
[ редактировать ]Область нейровирусологии сформировалась в течение последних 30 лет. [1] Он был основан на открытии того, что большое количество вирусов способны проникать в нервную ткань и вызывать латентные инфекции. Было показано, что такие вирусы вызывают медленные, хронические или прогрессирующие заболевания нервной системы. [2] : v Нейровирусология включает в себя родственные области вирусологии , нейробиологии , неврологии , иммунологии и молекулярной биологии . Основное внимание в этой области уделяется изучению молекулярных и биологических основ вирусных заболеваний нервной системы. В дополнение к этому в этой области изучается использование этих вирусов в качестве индикаторов нейроанатомических путей и векторов для генной терапии.
Эта область опирается на нейровизуализацию , выделение вируса из ткани головного мозга или спинномозговой жидкости, серологическое тестирование сыворотки и спинномозговой жидкости, а также микроскопическое исследование ткани для диагностики инфекций нервной системы.
История
[ редактировать ]Нейровирусология стала официальной областью только в течение последних 30 лет. [1] Однако истинное происхождение нейровирусологии можно объяснить открытием того, что некоторые вирусы могут иметь сродство к тканям нервной системы. Это открытие было сделано в конце 1880-х годов во время исследований бешенства. [3] : 1
В 1881 году, изучая бешенство, Луи Пастер продемонстрировал, что центральная нервная система играет решающую роль в прогрессировании заболевания. [4] После этого открытия в 1890 году Шаффер продемонстрировал гистологические доказательства того, что вирус бешенства распространяется через нейронные сети.
В 1929 году Генрих Петте установил первые критерии классификации воспалительных заболеваний нервной системы. В этой классификации заболевания разделены на две группы: острые воспалительные заболевания серого вещества и острые воспалительные заболевания белого вещества. Острые воспалительные заболевания серого вещества характеризовались повреждением нейронов при миелина сохранении . Острые воспалительные заболевания белого вещества характеризуются разрушением миелина при сохранении интактных нейронов. [3] : 4
В 1938 году Сбин и Олицкий обнаружили, что распространение вируса внутри организма зависит от механизма его проникновения. [3] : 6
В 1965 году ЗуРейн и Чоу установили, что разрушение миелина может быть результатом первичной вирусной инфекции, а не только аутоиммунной реакции на вирус. [3] : 8
Большинство исследований, на которых основана нейровирусология, проводились в конце 1980-х и 1900-х годах. [3] : 10
Начиная с 1999 года Международное общество нейровирусологов признает и награждает людей, внесших значительный вклад в эту область, премией «Пионер нейровирусологии». [5]
Основные изученные вирусы
[ редактировать ]Семейство ДНК-вирусов
[ редактировать ]Герпесвирусы
[ редактировать ]- Вирус простого герпеса 1 типа (ВПГ-1)
- Данные могут поддерживать связь между вирусом и болезнью Альцгеймера, трудноизлечимой фокальной эпилепсией и острым рассеянным энцефаломиелитом. [6] : 119
- Инфекция может вызвать миелит и энцефалит. [2] : 7
- Вирус простого герпеса 2 типа (ВПГ-2)
- Инфекция может вызвать миелит и энцефалит.
- человека Цитомегаловирус (ЦМВ)
- Инфекция связана с синдромом Гийена-Барре.
- Является наиболее распространенной вирусной причиной детской умственной отсталости
- Связан с неврологическими нарушениями, такими как: микроэнцефалия, судороги , гипотомия и нейросенсорная тугоухость. [2]
- Вирус ветряной оспы (VZV)
- Связан с неврологическими осложнениями, такими как: менингоэнцефалит , миелит, мозжечковая атаксия , синдром Рея , краниальный нейропатий и постинфекционный рассеянный энцефаломиелит. [7]
- Вирус Эпштейна-Барра (ВЭБ)
- Связан с синдромом Гийена-Барре , краниальными мононевропатиями, очаговым энцефалитом и миелитом.
- Считается ведущим вирусным кандидатом, вызывающим рассеянный склероз. [8]
- Вирус герпеса человека типа 6 (ВГЧ-6) и вирус герпеса человека типа 7 (ВГЧ-7)
- Не были связаны с заболеваниями нервной системы человека.
Полиомавирусы
[ редактировать ]- JC-вирус (JCV)
- Связан с прогрессирующей мультифокальной лейкоэнцефалопатией и демиелинизацией. [2] : 343
Семейство РНК-вирусов
[ редактировать ]Рабдовирусы
[ редактировать ]- Вирус бешенства
- Вызывает дисфункцию нейронов [9]
- Вирус бешенства
Парамиксовирусы
[ редактировать ]- Вирус кори
- Является основной причиной неврологического дефицита. [6] : 401
- Вирус паротита
- Является основной причиной вирусных асептических менингитов и энцефалитов. [6] : 1431
Ретровирусы
[ редактировать ]- Вирус иммунодефицита человека ( ВИЧ )
- Связано с когнитивной дисфункцией
Проникновение вируса в нервную систему
[ редактировать ]Вирусы развили механизмы, позволяющие им легко проникать в нервную систему. Выявлены два основных способа проникновения вируса: транснейрональное распространение и гематогенное распространение.
Транснейрональное распространение
[ редактировать ]Механизм транснейронального распространения еще не до конца известен, но он предполагает, что вирус выходит из иммунной системы, путешествуя вверх по аксонам нервов. [10]
Гематогенное распространение
[ редактировать ]Считается, что существует два основных пути проникновения вируса в мозг путем гематогенного распространения. Первый заключается в инфицировании иммунной клетки, которая затем переносит вирус в нервную ткань. Вирусные примеры этого включают вирус JC, который заражает В-клетки, и ВИЧ, который заражает Т-клетки CD4 и макрофаги, проникая в мозг. Второй – путем проникновения в кровеносные капилляры в виде свободного вируса или в лейкоцитах. [6] : 23
Преимущества заражения нервной системы
[ редактировать ]Нейронам не хватает молекул, необходимых для представления вирусных пептидов на поверхности клеткам-киллерам, а это означает, что они обеспечивают безопасное убежище для репликации вирусов. Попадая в нейроны, вирусы могут сохраняться на протяжении всей жизни хозяина и влиять на факторы, нарушающие функцию нейронов и гомеостаз нервной системы, приводя к заболеваниям нервной системы. [6] : 26
Инструменты, используемые для диагностики нейровирусных инфекций
[ редактировать ]Существует несколько диагностических инструментов, которые стали неоценимыми для диагностики вирусных инфекций нервной системы. В прошлом были необходимы более инвазивные методы получения образцов для диагностики, такие как биопсия головного мозга . Сейчас, с развитием технологий, все чаще используются менее инвазивные методы, такие как нейровизуализация и анализ спинномозговой жидкости (СМЖ).
Нейровизуализация
[ редактировать ]КТ и МРТ полезны для визуализации воспалений и поражений ЦНС, вызванных вирусной инфекцией. МРТ используется для визуализации глубоких поражений белого вещества и височных долей, которые плохо определяются при КТ. [11]
Люмбальная пункция и анализ СМЖ
[ редактировать ]Этот метод ценен при диагностике вирусных инфекций ЦНС. Анализ спинномозговой жидкости обычно включает определение общего количества лейкоцитов пациента, уровня глюкозы и уровня белка в спинномозговой жидкости. Вирусная инфекция ЦНС имеет тенденцию к увеличению общего количества лейкоцитов при одновременном повышении уровня белка. Уровни глюкозы обычно снижаются при вирусной инфекции из-за повышенного потребления глюкозы.
Амплификация нуклеиновых кислот спинномозговой жидкости с использованием полимеразной цепной реакции (ПЦР)
[ редактировать ]ПЦР часто используется для быстрой идентификации специфических ДНК-вирусов в СМЖ, тогда как ПЦР с обратной транскриптазой обычно используется для идентификации РНК-вирусов в СМЖ. [12] Точность этого диагностического инструмента ограничена количеством вируса, присутствующего в спинномозговой жидкости. Репликация вируса имеет тенденцию рано достигать пика, а затем снижаться до неопределяемого уровня при инфекции ЦНС. В течение первых 5 дней после появления симптомов, до снижения репликации вируса, ПЦР-анализы чаще выявляют инфекцию ЦНС. [13]
Серология
[ редактировать ]Серология полезна при диагностике вирусных инфекций ЦНС, когда ПЦР-анализ дает отрицательные результаты.
Биопсия головного мозга
[ редактировать ]В последние годы в связи с развитием менее инвазивных методов диагностики биопсию головного мозга перестали часто использовать для диагностики вирусных инфекций нервной системы. [6] : 35 Однако некоторые вирусные инфекции ЦНС не могут быть диагностированы без гистологических и электронно-микроскопических данных. В этих случаях биопсию головного мозга проводят только в том случае, если у пациента имеется серьезное неврологическое заболевание и он нуждается в немедленной терапии, альтернативная процедура не приведет к установлению конкретного диагноза, а информация, полученная при биопсии головного мозга, перевешивает риски.
Исследования и терапия
[ редактировать ]Использование противовирусных препаратов для лечения инфекции ЦНС
[ редактировать ]Использование противовирусного лечения как при рассеянном склерозе, так и при СПИД-деменции оказалось неэффективным в качестве лечения. У пациентов с рассеянным склерозом противовирусное лечение ВЭБ ацикловиром не выявило существенных отличий от плацебо. [8] У больных СПИД-деменцией, несмотря на антиретровирусную терапию, функция ЦНС остается сниженной. [14]
Использование вирусов для генной терапии
[ редактировать ]ВПГ-1 является многообещающим агентом генной терапии, который можно использовать для доставки генов в нейроны. Эту терапию можно использовать для лечения метаболических заболеваний головного мозга, нейродегенеративных расстройств или для улучшения восстановления тканей головного мозга при неврологических заболеваниях. [6] : 121
Будущее отрасли
[ редактировать ]Новые вирусы и вирусные инфекции нервной системы будут продолжать появляться, и область нейровирусологии должна постоянно расширяться, чтобы удовлетворить эти растущие потребности. [6] : v Хотя интерес к исследованию вирусов, поражающих нервную систему, резко возрос за последние 40 лет, есть три ключевых компонента, жизненно важных для дальнейшего развития этой области:
- Обучение: Новых исследователей и врачей необходимо обучать значению вирусной инфекции в прогрессировании неврологических заболеваний.
- Технологии: необходимо совершенствовать и развивать новые технологии, которые будут способствовать развитию исследований.
- Развитие терапии. Результаты исследований следует применять к терапии неврологических заболеваний.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Джонсон, Р. (1995). «Нейровирусология: эволюция новой дисциплины», Журнал нейровирусологии , 1 (2).
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д Маккендалл Р. и Струп В. (1994). «Справочник по нейровирусологии».
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и Гостоньи, Г (2001). Механизмы повреждения нейронов при вирусных инфекциях нервной системы .
- ^ GM Baer, TR Shanthaveerappa, GH Bourne (1965). «Исследования патогенеза фиксированного вируса бешенства у крыс», Bull. Орг. понедельник. Санте , 33 (783).
- ^ «Международное общество нейровирусологии» .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж г час Нат А., Бергер Дж. (2003). Клиническая нейровирусология .
- ^ Мюллер Н., Гилден Д., Корс Р. (2008). «Инфекция вирусом ветряной оспы: клинические особенности, молекулярный патогенез заболевания и латентный период». Неврологические клиники . 26(675).
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Линкольн Дж., Ханкевич К. (2008). «Может ли вирус Эпштейна-Барр или вирус собачьей чумы вызывать рассеянный склероз?». Неврологическая поликлиника 26(699).
- ^ Джексон А. (2008) «Бешенство». Неврологические клиники . 26(717).
- ^ Райт Э., Брю Б., Весселинг С. (2008). «Патогенез и диагностика вирусных инфекций нервной системы». Неврологические клиники . 26 (617).
- ^ Райт, Э. и др. (2008). Патогенез и диагностика вирусных инфекций нервной системы . 26(617).
- ^ Ирани, Д. (2008). «Асептический менингит и вирусный миелит», Неврологические клиники , 26 (635).
- ^ Дэвис Н.В., Браун Л.Дж., Айриш Д. и др. (2005). «Факторы, влияющие на ПЦР-выявление вирусов в спинномозговой жидкости больных с подозрением на инфекции ЦНС». Журнал неврологии, нейрохирургии и психиатрии . 76 (82).
- ^ Феррис М., Мактутус С., Буз Р. (2008). «Нейротоксические профили ВИЧ, злоупотребление психостимулирующими препаратами и их согласованное воздействие на мозг: текущий статус уязвимости дофаминовой системы при нейроСПИДе». Неврологические и биоповеденческие обзоры 32 (883).
