Transcript CREUTZFELDT-JAKOB HASTALIĞI (CJD)

PRION
Dr. Suna Gedikoğlu
TARİHÇE
1730lar
İlk Scrapie
olguları
1982
Bu bir protein!!
1950ler
Kuru salgını
1960lar
Bulaşıcılık!
1980ler
Tıbbi
Felaket!!
1985
Genlerimizde
bulunuyor!!
1986
SALGIN!!!
Deli dana hastalığı
1996
http://learn.genetics.utah.edu
Deli danalı etin
insan için önemi
PRION HASTALIKLARI
Yavaş virus enfeksiyonları
Transmissible Spongiform Encepholopathies
(TSE)
İnsan ve hayvanda Merkezi Sinir Sistemi’nin
etkilendiği bir hastalık grubudur
Sporadik
Familial
Kazanılmış
PRION HASTALIKLARI
(Transmissible Spongiform Encepholopathies)
Sporadik
Familial
Kazanılmış
Sporadik Creutzfeldt-Jacob Disease (sCJD)
Sporadik Familial Insomnia (sFI)
Familial Creutzfeldt-Jacob Disease (fCJD)
Fatal Familial Insomnia (fFI)
Gerstmann-Straussler-Scheinker Syndrome
(GSS)
İyatrojenik Creutzfeldt-Jacob Disease (iCJD)
Varyant Creutzfeldt-Jacob Disease (vCJD)
Kuru
KURU
Papua Yeni Gine - Fore
halkında bazı ailelerde 1900
başlarında ortaya çıkan
1957-1968 arasında
1,100
ölüm
Ölenlerin çoğunluğu
Kadın
Çocuk
Yaşlılar
İnkübasyon süresi çok uzun
KURU
Virolog Carleton Gajdusek
(1957)
Çevresel, etken ve toksin ???
Genetik bir hastalık???
Veteriner Dr. William Hadlow
(1959)
C Gajdusek
Koyunların scrapie hastalığı ile
benzerlik!!
Kuru’nun şempanzelere aktarımı
ile ilgili deneysel çalışmalar
CJD ile benzerliğinin fark
edilmesi
Nobel ödülü
1976
KURU
Kas güçsüzlüğü
Koordinasyon kaybı
Gülme krizleri
İmmün yanıt gelişmemesi
Beyin dokusunda hasar
KURU
Kanibalizm ve cenaze
ritüellerine bağlı olarak
gelişir
Ölen yakınlarının kas
dokusu erkekler, beyin
ise kadın ve çocuklar
tarafından yenir
Son enfekte olan kişiler
50-60 yaşlarındadır
FATAL FAMILIAL
INSOMNIA (İNSAN)
oPrP GEN MUTASYONU
o36-60 YAŞ ARASINDA
oUYKU BOZUKLUĞU
oKOMA
oÖLÜM
CREUTZFELDT-JACOB
HASTALIĞI
SCRAPIE
BOVINE SPONGIFORM
ENCEPHALOPATHY (BSE)
CHRONIC WASTING DISEASE
KURU
YAVAŞ VİRUS
ENFEKSİYONLARI
Uzun inkübasyon dönemi
Çok uzun süre semptom olmaması
Genellikle yavaş ilerleyen lethal
hastalıklar
CANLILAR
EUKARYOTE
HAYVAN
NONSELLÜLER
PROKARYOTE
VİRUS
PRİON
EUBACTERIA
BİTKİ
FUNGUS
PROTOZOA
ARCHAEOBACTERIA
MİKROORGANİZMALAR
NONSELLÜLER
ÖKARYOT
PROKARYOT
FUNGUS PROTOZOA
ÖBAKTERİ
VİRUS
ARKEBAKTERİ
PRİON
PRİON
Enfeksiyöz ajanlar; çoğalabilmek,
nesillerini sürdürebilmek için DNA
ve/veya RNA içerir
Prionlar; protein yapısındadır ve
DNA ve/veya RNA içermediği
halde hücre içinde çoğalabilir
O halde genom yapılarının
özelliği nedir???
Dr. Stanley B. Prusiner
Scientific American 1984;251:48-57
1997
Nobel
Fizyoloji-Tıp
PRION
Small proteinaceous infectious particles
Nükleik asitleri inaktive eden
yöntemlerden etkilenmez
spongiform encephalopathies
olarak anılmasının nedeni beyin korteksi ve
serebellumda geniş vakuoller oluşturmasıdır
PRİON
Genetik
insanda belirlendi
Bulaşıcılık
Scrapie hayvan modelleri
hipofiz kaynaklı hormon
İngiltere’de koyunlarda BSE
PRİON
Nükleik asit içermez
Büyüklüğü 15-40nm.
Hidrofobik yapıda oldukları için kolay
agrege olurlar, bu nedenle büyüklük ve
dansite yönünden farklılık gösterirler
Nukleazlar, UV gibi mikroorganizmalara
etkin olan yöntemlerden etkilenmezler
Proteinaz K, tripsin gibi maddelerin
yüksek dozları etkilidir
PRİON
Normal kişilerde bulunan
PrPc proteininin anormal bir
izoformu
PrPsc 27-30kDa protein enfektiviteden sorumlu
protein
Hasta kişilerin beyin
dokularında hastalığın evresi
ile orantılı miktarda
saptanır
Prusiner
(1980’ler)
PRION PROTEİNLERİNİN AGREGE
OLACAK FORMA DÖNÜŞÜMÜ
PrPC
PrPC – PrP hücresel
izoformu
PrPSc
PrPSC – scrapie benzer
izoformu
Prion Proteinleri (PrPsens PrPres )
a
b
•PrPsens - PrPc
•PrPres – PrPsc -
PrPTSE
•Proteinase K sensitive
•Proteinase K resistant
•Deterjanda erir
•Deterjanda agrege olur
PRİON
PrPc proteini beyin dokusunda diğer
dokulara oranla 50 kat daha fazla bulunur
Bu durum TSE olgularının patogenezinde
neden MSS tutulduğunu açıklamaktadır
PrPsc beyin dokusundan ayrıştırmak güçtür
PrPc
PrPsc
PrPc hücre membranında yarı ömrü 5
saat kadardır
Glikozil fosfatidil inozitol (GPI) aracılığı
ile hücre içine girer
Endolizozom içine alınır
PrPsc dönüşümü muhtemelen hücre içine
alım sırasında olmaktadır
PrPsc sadece sitoplazmada toplu olarak
saptanmaktadır
GPI
PRİON HİPOTEZİ
PrP, prP-res’e
bağlayan bir liganttır
PrP-res
PrP-c
PrP substrattır
PrP-res
PrP-res
PrP-c
PrP-c
PrP-c ve prP-res
kompleks oluşturur
Protein X bir şaperon
olarak PrP-c - prP-res
değişimi
PrPC
PrPSC
X-şaperon
NMR GÖRÜNTÜLERİ
PrP
PrP geni (PRNP) 20 kromozom kısa kolu
üzerinde yer alır
İnsan PrP proteini 253 AA oluşur
N terminalinde 2 hexapepetit ve
tekrarlayan oktapepdit yer alır
C terminali Glikozil fosfatidil inozitol (GPI)
ile ilişkilidir
PRİON
Viruslarda konak özgüllüğü vardır
Prionlar ise, bulaştıkları türün özelliğini
kazanır
İlk bulundukları türe ait özelliği kaybeder
İnsan Prionu
Fare prionu
PATOGENEZ - İMMÜN SİSTEM
Dendritik hücreler ve makrofajlar bu
ajanların organizmada çoğaldığı ilk
hücrelerdir
Lenfoid dokularda folliküler dendritik
hücrelerde (FDCs) çoğalır ve bu dokuda
bulunan sinir hücrelerine invazyon
yaparlar
TSE ajanının oral yolla alınması
perifer sinir dokusu
Merkezi
sinir
sistemi
lenfatik sistem
beyin ve spinal kord
kan
FAE: follikül ilişkili epitel
FDC: folliküler dendritik hücreler
ENS: enterik sinir sistemi
DCs: dendritik hücreler
GALT:barsak ilişkili lenfoid doku
Beekes M, McBride P.
FEBS Journal 2007, 274:588
FDCs – folliküler dendritik hücreler
CMGC:çeliak ve mezenterik
ganglion kompleksi
DRG:dorsal root ganglion
NG:nodos ganglion
IML:intermediolateral cell
Beekes M, McBride P.
FEBSJournal 2007,274:588
Beekes M, McBride P.
FEBSJournal 2007,274:588
İNSANDA vCJD
PrPTSE histokimyasal olarak gösterildiği dokular
Üst mezenterik ganglion
Sempatik celiak ganglion
Dorsal root
Trigeminal ganglion
Barsak ganglionları
Parasempatik ganglion
Tonsiller
Apendiks
YAZARLAR BU BULGULARIN DİKKATLE
DEĞERLENDİRİLMESİ GEREKTİĞİNİ
VURGULUYORLAR
Beekes M, McBride P.
FEBSJournal 2007,274:588
PATOGENEZ
İnkübasyon süresi;
doğal veya deneysel TSE olgularında, klinik semptom
olmadan oldukça uzundur
Kuru hastalığı ve büyüme hormonuna bağlı gelişen
olgularda 40 yıla kadar uzayabilir
Hastalık başladıktan sonra remisyon olmadan
yavaş olarak ilerler
BOS ve kanda enflamasyon bulgusu yoktur
Beyin dokusunda herhangi bir enfeksiyöz ajan
saptanmaz
PATOGENEZ
Enfekte kişilerin organ ekstraklarının
ultrafiltratlarının enjeksiyonu ile deneysel
olarak bulaş sağlanabilir
Genetik yapıya da bağlı olarak, enfektivite;
Etken
Miktar
Veriliş yolu
ile ilişkilidir
İntraserebral enjeksiyon
Oral yol
1 ünit
125.000 ünit
PATOGENEZ
Etkenin doğal yollarla bulaşı halinde;
özellikle BSE ajanı, oral yolda dahil olmak
üzere daha fazla enfeksiyözdür
Türler arasında bulaş olabilmesi için, alıcı
ve verici PrP genlerinin homolog olması
gerekir
HLA genlerinin de etkisi olmakla beraber,
daha azdır
PATOGENEZ
İnsanda 129. kodonda PrP gen
polimorfizmi vardır, Valin veya methionin
kodlanabilir
Genel populasyonun %50 si homozigottur
Sporadik ve iyatrojenik CJD olgularında
homozigotluk duyarlılığı arttırmaktadır
vCJD olgularının hepsinde
methionin/methionin homozigotluğu
saptanmıştır
PATOGENEZ
PrPc
PrPsc dönüşümü
PrPsc toplanması
PrPsc toplanmasına bağlı sinir ölümü
PrPsc ekstrasellüler bölgeye geçmesi
Astrositlerin aktivasyonu Mikroglia aktivasyonu
Nöron ölümü
Gliozis
apoptoz
PATOGENEZ
PrPc, PrPsc ile direkt temastan sonra transforme
olur
PrPsc proteolizise dirençli olduğu için enfekte
hücre sitoplazmasında toplanır. Sonuçta;
nöron ölümü
Ekstrasellüler ortama PrPsc çıkışı
PrPsc ile diğer nöronlar ya enfekte olur yada
apoptoz gelişir
PrPsc mikroglia hücrelerini aktive eder ve
nörotoksik metaboliter açığa çıkar
Astrositlerin aktivasyonu ile gliozis meydana
gelir
KLİNİK BULGULAR
Klinik olarak sessiz dönem ~ 20 yıl
Başlangıç döneminde
Hafıza kaybı
Koordinasyon bozukluğu, motor kontrol kaybı
Psikolojik bozukluklar
İlerleyen dönemde
Ciddi demans
Ataksi, paralizi
Ekstrapiramidal ve piramidal sistem ile ilgili bulgular
Ensefalit
Yaygın nöron kaybı
EPİDEMİYOLOJİ
İnsan TSE olguları nadirdir
CJD en sık rastlanan formudur
Olgular;
%85-90 oranında sporadik
%10-15 oranında familial
<%1 oranda iyatrojenik
Epidemiyolojik sürveyansı yapılan ülkelerde
de oran benzerdir
İnsidans yılda 1-1.7/milyon kişi kadardır
EPİDEMİYOLOJİ
İngiltere’de BSE olgularına bağlı gelişen yeni
varyant Creutzfeldt-Jacob Disease (vCJD)
dışında, hayvanlardan insana geçen olgu
saptanmamıştır
Özellikle Slovakya ve İsrail’de geçmiş yıllarda
saptanmış olguların, gelişen moleküler yöntemler
ile kalıtsal olduğu gösterilmiştir
ANCAK, İNSAN TSE
BÜTÜN FORMLARININ,
GENETİK FORMLAR DAHİL OLMAK ÜZERE
BULAŞABİLECEĞİ UNUTULMAMALIDIR
RİSK FAKTÖRLERİ
Doku grefti
Kan transfüzyonu?
Tedavi amacı ile insan, insan kanı,
büyük ve küçük baş hayvandan
hazırlanan ürünler
Hastane sterilizasyon yöntemleri
İngiltere’deki olgular;
Gıda
Tıbbi amaçla büyük baş hayvandan
hazırlanan ürünler
WHO
Scrapie risk faktörlerinin sınıflandırılması
Kategori
Enfektivite
Doku /vücut sıvısı
I
Yüksek
Beyin, spinal kord
II
Orta
Dalak, tonsil, lenf nodu, ileum,
proksimal kolon, plasenta
IIIa
Bazen
Siyatik sinir, hipofiz, adrenal,
distal kolon, burun mukozası
IIIb
Minimal
BOS, timus, kemik iliği, karaciğer,
akciğer, pankreas, beyaz küre
IV
Saptanmayan
Çizgili kas, kalp, meme, süt,
kolostrum, dışkı, böbrek, tiroid,
tükrük bezi, over, uterus, testis,
seminal sıvı
İYATROJENİK CJD
Enfeksiyon şekli
Tıbbi uygulama
Beyin cerrahisi
Steriotaksik EEG
Doku nakli
Korneal transplant
Duramater implant
Timpanik transplant
Doku ekstraktı
Büyüme hormonu
Gonadotropin
~ inkübasyon
Hasta
sayısı
Beyine giriş
yolu
4
2
İntraserebral
İntraserebral
20 ay
18 ay
Optik sinir
Beyin yüzeyi
İşitme siniri
18 ay
33 ay
48 ay
Periferik
Periferik
15 yıl
13 yıl
2(+1?)
115
1
>120
5
süresi
Edinburg – UK CJD istatistikleri
TANIMLANMIŞ veya OLASI CJD NEDENİ İLE ÖLÜM
Yıl
Şüpheli
olgu
Sporadik
İyatrojenik Familial GSS
vCJD Toplam
1990
53
28
5
0
0
-
33
1991
75
32
1
3
0
-
36
1992
96
45
2
5
1
-
53
1993
78
37
4
3
2
-
46
1994
118
53
1
4
3
-
61
1995
87
35
4
2
3
3
47
1996
133
40
4
2
4
10
60
1997
162
60
6
4
1
10
81
1998
154
63
3
3
2
18
89
1999
170
62
6
2
0
15
85
http//www.cjd.ed.ac.uk/figures.htm
TANIMLANMIŞ veya OLASI CJD NEDENİ İLE ÖLÜM
Yıl
Şüpheli Sporadik İyatrojenik Familial
olgu
GSS
vCJD Toplam
2000
178
50
1
2
1
28
82
2001
179
58
4
4
2
20
88
2002
163
72
0
4
1
17
94
2003
162
79
5
4
2
18
108
2004
114
50
2
4
1
9
66
2005
124
66
4
8
5
5
88
2006
110
65
1
6
3
5
80
2007
113
55
2
4
1
5
67
2008*
20
8
1
0
0
0
9
958
56
64
32
163ª
1273
Toplam 2289
*3 mart 2008’e kadar
ªNöropatolojik doğrulaması yapılmış olgu sayısı
115
Varyant CREUTZFELDT-JAKOB hastalığı
ülke
Primer
Sekonder olgu
olgu sayısı sayısı: kan
(yaşayan) transfüzyonu
1980-1996 arasında
>6ay İngiltere’de
yaşamak
İngiltere
163(3)
3(0)
166
Fransa
23(2)
-
1
İrlanda
4(0)
-
2
İtalya
1(0)
-
0
3*(0)
-
2
Kanada
1(0)
-
1
S Arabistan
1(1)
-
0
Japonya
1**(0)
-
0
Hollanda
2(0)
-
0
Portekiz
2(1)
-
0
İspanya
2(0)
-
0
ABD
*S Arabistan’da doğup büyümüş
**24 gün ABD yaşamış (1980-1996)
http//www.cjd.ed.ac.uk/figures.htm
TIBBİ ÜRÜN GÜVENLİĞİ
Donör veya hayvan kaynağının
güvenliğinin araştırılması
Pürifikasyon aşamaları
Doz
Son ürün kullanım yeri (intraserebral yol
riski en fazla)
Olası ise sentetik ürün kullanılmalı
PRİONLARIN KAN YOLU İLE
BULAŞI
TSE ajanı alındıktan sonra, barsak lenfoid
sisteminden kan dolaşımına geçmesi olasıdır
ancak, deneysel olarak;
Keçilerin scrapie
Mink TME
Kuru
vCJD
gösterilememiştir
PRİONLARIN KAN YOLU İLE
BULAŞI
Koyunda doğal yolla veya deneysel
scrapie de, klinik öncesi ve klinik
dönemde kanda saptanmış
Hamsterlerde deneysel scrapie
hastalığında düşük düzeyde “viremi?”nin
en az 40 gün sürebileceği gösterilmiş
İnsan kan donörlerinde de, vCJD klinik
öncesi dönemde bulunabilir???
TIBBİ ÜRÜN GÜVENLİĞİ
Subakut ensefalopatisi olan olgular
Ailede familial CJD, GSS, fFI olgusu olan
kişiler
Geçmişte hipofiz kaynaklı hormon tedavisi
almış yada duramater grefti uygulanmış
kişiler
KAN VE DOKU DONÖRÜ OLARAK
KULLANILMAMALIDIR
TIBBİ ÜRÜN GÜVENLİĞİ
Kanda enfeksiyöz partikül varmıdır??
Kan bankacılığı önlem almalımıdır??
Bazı ülkeler 1980-1996 arasında 6 aydan fazla
İngiltere’de bulunmuş kişileri donasyonda çıkartıyor
Bazı ülkeler lökosit ayrımı yaparak kan kullanıyor
İngiltere kaynaklı plazmalardan ürün hazırlanmıyor
Lenfoid doku ile ilişkili cerrahi işlemler
risklimidir???
PRİON
Filtreler
UV (254nm)
Nukleaz
Proteaz
Divalen katyonlar
Asit
Radyasyon
Kaynatma
Kuru ısı
Alkol
Betapropionolakton
Formalin
DİRENÇLİDİR
PRİON İNAKTİVASYONU
Proteazlar ile uzun süreli muamele
Sodyum dodesil sülfat ve üre ile kaynatma
132°C otoklavda 4.5 saat (enfekte doku)
Guanidin izotiyosiyanat/ hidroklorid 4.0 M
NaOH 1N
Na hipoklorid %2
132°C OTOKLAV
4.5 SAAT
TIBBİ GÜVENLİK
STERİLİZASYON
ÖN TEMİZLİK;
Otoklavda 134-136°C – 20 dak (türler arasıda
direnç farkı olabilir!!!)
Sodyum hidroksit 1-2mol/l – 1 saat - 20 °C
Sodyum hipoklorit %2 – 1 saat - 20 °C
NORMAL STERİLİZASYON PROSEDÜRÜ
Riskli bir hastaya cerrahi işlem yapılacaksa
WHO önerileri dikkate alınmalıdır
İMMÜN YANIT
Doğal enfeksiyon veya deneysel
koşullarda humoral ve hücresel immün
cevapta değişiklik olmaz
PrP’ye karşı oluşan bir antikor cevabı
yoktur
Dolayısıyla, asemptomatik olguların
saptanması bağışık yanıt aracılığı ile
olası görülmemektedir
MİKROBİYOLOJİK TANI
Humoral immün cevap oluşmaması
nedeniyle, tanıda antikor oluşumunu
gösteren kolay bir test bulunmamaktadır
Olguların tanısı genellikle postmortem
olarak konulmaktadır
Prion 15B3 epitopuna karşı geliştirilen
monoklonal antikor (mAb) ile tanı olasıdır
45
Prion 15B3 epitopu
monoklonal antikor
31
(mAb)ile PrPTSE tanısı
PK
a
b
a
D
84
50
35.7
29.3
15B3 epitope
Nature 390 (6655) : 74-77, 1997
21.2
7.5
PK
case 256
CJD
case 188
CJD
15B3
Normal
Normal
case 256
Normal
CJD
case 256
CJD
Normal
homogenates protein A
ELISA TESTİ
Immunoassay - prion specific antikor 15B3
Geniş tür spesifikliği
İnsan
Koyun
rodent
Hastalık ile ilişkili anormal PrP saptanması
Immünpresipitat Western blot
FACS
Sensitivite
10 – 100 enfeksiyöz ünit/ ml kan
Nanomechanical resonator array
ve
secondary mass labeling
2ng/ml miktarda PrP’yi antemortem olarak
saptamayı sağlamaktadır
Varsney M et al.
Analitical Chemistry 2008