Қосымша иммунжеткіліксіздік синдромымен байланысты нейрокогнитивтік бұзылыстар
HIV-associated neurocognitive disorder
ЖИТС-қа байланысты нейрокогнитивтік бұзылыстар (HAND): есте сақтау, ойлау, мінез-құлық және қозғалыс функцияларының нашарлауы. Себептері, белгілері мен ЖИТС-тің салдары.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
АИТВ-қа байланысты нейрокогнитивтік бұзылыстар (НҚБ) – АИТВ инфекциясы және ЖҚТБ-мен байланысты неврологиялық бұзылыстар. Бұл, иммуножеткіліксіздік ауыр болған кезде, АИТВ жұқтырған адамдарда есте сақтау, танымдық қабілеттер, мінез-құлық және қозғалыс функциясының прогрессивті түрде нашарлау синдромы. НҚБ – әртүрлі ауырлық деңгейлеріндегі неврологиялық ауруларды қамтиды. АИТВ-қа байланысты нейрокогнитивтік бұзылыстар АИТВ инфекциясының салдарынан туындайтын метаболикалық энцефалопатиямен байланысты және макрофагтар мен микроглияның иммундық белсенділігімен күшейеді. Бұл жасушалар АИТВ-мен белсенді жұғады және иесінің де, вирустың да нейротоксиндерін бөліп шығарады. АИТВ-мен байланысты деменцияның (АБД) ең маңызды белгілері – когнитивтік бұзылыстар, моторикалық дисфункция, сөйлеу қиындықтары және мінез-құлықтың өзгеруі. Танымдық бұзылыстар ақыл-ойдың баяулауымен, есте сақтау қабілетінің нашарлауымен және концентрацияның төмендеуімен сипатталады. Моторлық симптомдарға ұсақ моториканың жоғалуы, осыған байланысты ұқыпсыздық, тепе-теңдіктің нашарлауы және дірілдер жатады. Мінез-құлық өзгерістеріне әлеусіздік, шаршағыштық, эмоционалдық жауап берудің және спонтандықтың төмендеуі кіреді. Гистопатологиялық тұрғыдан, бұл орталық жүйке жүйесіне (ОЖЖ) моноциттер мен макрофагтардың енуі, глиоз, миелин қабығының ағаруы, дендриттік процестердің бұрмалануы және нейрондардың жоғалуы арқылы анықталады. АБД әдетте АИТВ инфекциясының бірнеше жылдан кейін пайда болады және CD4+ T-жасушаларының төмен деңгейімен және плазмадағы вирустық жүктеменің жоғары болуымен байланысты. Кейде бұл ЖҚТБ-ның алғашқы белгісі ретінде көрінеді. Батыс елдерінде таралушылығы 10-24% аралығында, ал Үндістанда инфекциялардың 1-2% ғана құрайды. Жоғары белсенді антиретровирустық терапияның (ЖБАРТ) енгізілуімен дамыған елдерде АБД-нің жиілігі азайды, бірақ таралушылығы артып келеді. Бұзылудың ауырлығы пациент ЖБАРТ немесе монотерапиямен емделіп жатыр ма, жоқ па, соған байланысты әртүрлі салаларда өзгереді. Зерттеулер пациенттерде фронтостриаттық тізбектердің, соның ішінде байланысты парлы аймақтардың дисфункциясына сәйкес келетін когнитивтік жетіспеушіліктер бар екенін көрсетті, соңғысы визуалды-пространдық функциядағы байқалатын жетіспеушіліктерді түсіндіруі мүмкін. Когнитивтік бұзылулармен қатар, психологиялық дисфункция да байқалады. Мысалы, АИТВ жұқтырған науқастарда клиникалық депрессия және алекситимия, яғни өз эмоцияларын өңдеу немесе тану қиындықтары жиі кездеседі. Комбинациялық антиретровирустық терапиясыз когнитивтік бұзылулар АИТВ инфекциясының кезеңдерімен бірге күшейеді. АИТВ жұқтырған науқастардың ерте кезеңдерінде концентрация және назар аударуда жеңіл қиындықтар байқалады. АИТВ-қа байланысты деменцияның қанағаттанарлықсыз жағдайында сөйлеудің баяулауы, моторикалық дисфункция және ойлау мен мінез-құлықтың бұзылуы байқалады. АИТВ ақуызы gp120 мидағы шектеулі жасушаларды жаңа жүйке жасушаларын өндіруден тоқтатады. Нейрондық жасушаларда АИТВ gp120 митохондриялық өлім ақуыздарын, мысалы, каспаздарды индукциялайды, бұл өлім рецепторы Fas-тың жоғарылауына ықпал етеді және апоптозға әкелуі мүмкін.
HIV associated neurocognitive disorders (HAND) are neurological disorders associated with HIV infection and AIDS. It is a syndrome of progressive deterioration of memory, cognition, behavior, and motor function in HIV infected individuals during the late stages of the disease, when immunodeficiency is severe. HAND may include neurological disorders of various severity. HIV associated neurocognitive disorders are associated with a metabolic encephalopathy induced by HIV infection and fueled by immune activation of macrophages and microglia. These cells are actively infected with HIV and secrete neurotoxins of both host and viral origin. The essential features of HIV associated dementia (HAD) are disabling cognitive impairment accompanied by motor dysfunction, speech problems and behavioral change. Cognitive impairment is characterised by mental slowness, trouble with memory and poor concentration. Motor symptoms include a loss of fine motor control leading to clumsiness, poor balance and tremors. Behavioral changes may include apathy, lethargy and diminished emotional responses and spontaneity. Histopathologically, it is identified by the infiltration of monocytes and macrophages into the central nervous system (CNS), gliosis, pallor of myelin sheaths, abnormalities of dendritic processes and neuronal loss. HAD typically occurs after years of HIV infection and is associated with low CD4+ T cell levels and high plasma viral loads. It is sometimes seen as the first sign of the onset of AIDS. Prevalence is between 10 and 24% in Western countries and has only been seen in 1–2% of India based infections. With the advent of highly active antiretroviral therapy (HAART), the incidence of HAD has declined in developed countries, although its prevalence is increasing. Severity of impairment in different domains varies depending on whether or not a patient is being treated with HAART or monotherapy. Studies have shown that patients exhibit cognitive deficits consistent with dysfunction of fronto striatal circuits including associated parietal areas, the latter of which may account for observed deficits in visuospatial function. In addition to cognitive impairments, psychological dysfunction is also noted. For example, patients with HIV have higher rates of clinical depression and alexithymia, i. e., difficulty processing or recognizing one's own emotions. Without combination antiretroviral therapy, cognitive impairments increase with successive stages of HIV. HIV patients in early stages show mild difficulties in concentration and attention. In advanced cases of HIV associated dementia, speech delay, motor dysfunction, and impaired thought and behavior are observed. HIV protein gp120 inhibits the stem cells in the brain from producing new nerve cells. In the neuronal cells, the HIV gp120 induces mitochondrial death proteins like caspases, which may influence the upregulation of the death receptor Fas leading to apoptosis.
АИТВ-тің тікелей әсері
АИТВ инфекциясының бастапқы кезеңдерінде миға еніп сіңеді. АИТВ миға "Трояндық ат" механизмі арқылы енетіні болжанады. Қан-ми тосқауылы (ҚМТ) әдетте бөгде заттардың өтуіне кедері келтіретін қорғаныс механизмі болып табылады; АИТВ-тың ҚМТ-ны бұзуы инфекцияның прогрессиясына әкеледі. Вирус миға қанмен қамтамасыз ететін иммундық жасушаларды алмастыру үшін ҚМТ арқылы өтетін инфекцияланған жасушалар арқылы өте алады. Инфекцияланған иммундық жасушалар инфекцияланбаған жасушаларға қарағанда тіндерге оңайрақ миграциялай алады. Инфекцияланған микроглия вирустың көбеюіне себеп болады. Микроглияның белсенділігі инфекцияны жақын жердегі жасушаларға таратуға қатысатын нейропатогенез процесін күшейтеді. Инфекцияға шалдығуы мүмкін басқа жасушалар – астроциттер, олар жасушалық дисфункцияны және апоптозды тудырады, бұл қан-ми тосқауылын одан әрі әлсіретеді. Уытты әсерлер жарықшалық байланысқа тәуелді механизм арқылы таралады.
HIV enters the brain early on in the infection. It is thought that HIV uses a "Trojan horse" mechanism to enter the brain. Normally, the blood–brain barrier (BBB) serves as a protective mechanism by preventing entry of foreign substances; disruption of the BBB by HIV contributes to the progression of infection. The virus is able to enter the brain through infected cells that pass through the BBB to replace the immune cells surrounding the blood supply in the brain. When infected, immune cells are able to better migrate into tissues compared to uninfected cells. Infected microglia add to the production of the virus. This activation of the microglia may contribute to the process of neuropathogenesis that spreads the infection to nearby cells. Other cells that can get infected include the astrocytes, which can trigger bystander cellular dysfunction and apoptosis, further compromising the blood–brain barrier. The toxicity spreads through a gap junction dependent mechanism.
Мидың зақымдалған аймақтары
АИТВ мидың негізінен қабықша асты және алдыңғы-жолақты аймақтарындағы патологиялық өзгерістермен байланысты, оның ішінде базальды ганглиялар, терең ақ зат және гиппокамп аймақтары. ВИЧ жұқтырған пациенттердің нейробейнелеу зерттеулері алдыңғы ақ затта айқын көлемнің азаюын көрсетсе, қабықша астында базальды ганглияларда, әсіресе путаменде гипертрофия байқалады. Сонымен қатар, кейбір зерттеулердің нәтижелері тіпті симптомсыз ВИЧ жұқтырған науқастарда және тұрақты ем алудағы науқастарда да қабықшалық және қабықша асты аймақтарында ми көлемінің азаюын көрсетеді. Ми көлемі аурудың ұзақтығымен және CD4 ең төменгі көрсеткішімен байланысты факторларға тәуелді; созылмалы ВИЧ инфекциясының ұзақ тарихы және CD4 ең төменгі көрсеткішінің жоғары деңгейде төмендеуі бар науқастарда ми атрофиясы күшейеді. CD4 лимфоциттерінің саны ми тінінің жоғалу деңгейімен де байланысты. Плазмадағы ВИЧ РНК сияқты қазіргі факторлар да ми көлемімен байланысты екені анықталды, әсіресе базальды ганглиялар көлеміне қатысты. Мидегі кортикальды сұр заттың олигодендроциттері мен нейрондарының жоғалуы симптомдарға да себеп болуы мүмкін. Мидағы өзгерістер дамып, симптомсыз жүруі мүмкін, яғни функцияға минималдық әсер етеді, бұл ВИЧ-қа байланысты нейрокогнитивтік бұзылыстарды ерте сатыда диагностикалауды қиындатады.
HIV is associated with pathological changes in mainly subcortical and fronto striatal areas of the brain, including the basal ganglia, deep white matter, and hippocampal regions. Neuroimaging studies of HIV patients indicate that significant volume reductions are apparent in the frontal white matter, whereas subcortically, hypertrophy is apparent in the basal ganglia, especially the putamen. Moreover, the results of some studies suggest loss of brain volume in cortical and subcortical regions even in asymptomatic HIV patients and patients who were on stable treatment. Cerebral brain volume is associated with factors related to duration of the disease and CD4 nadir; patients with a longer history of chronic HIV and higher CD4 nadir loss present with greater cerebral atrophy. CD4 lymphocyte counts have also been related to greater rates of brain tissue loss. Current factors, such as plasma HIV RNA, have been found to be associated with brain volumes as well, especially with regards to basal ganglia volume Loss of cortical grey matter oligodendrocytes and neurons might also contribute to the symptomatology. Changes in the brain may be ongoing but asymptomatic, that is with minimal interference in functioning, making it difficult to diagnose HIV associated neurocognitive disorders in the early stages.
Диагностикалық критерийлер
Танымдық функцияның кем дегенде екі саласында (мысалы, есте сақтау, назар) айқын жетіспеушілік байқалады: әдетте, бұл жетіспеушілік бірнеше салаға таралады, әсіресе жаңа білімді игеру, ақпаратты өңдеу және назар шоғырландыруда. Танымдық бұзылу медициналық тарих, психикалық күйді тексеру немесе нейропсихологиялық тестілеу арқылы анықталады. 1-ші тармақ бойынша анықталған танымдық бұзылулар күнделікті өмірге елеулі кедергі келтіреді. 1-ші тармақта анықталған танымдық бұзылулар кем дегенде бір айға созылады. 1-ші тармақта анықталған танымдық бұзылулар делирийдің белгілеріне сәйкес келмейді, ал егер делирий болса, деменция диагнозы делирий болмаған кезде қойылған. Деменцияны түсіндіре алатын басқа, бұрыннан бар себептердің (мысалы, басқа ЦНС инфекциясы, ЦНС ісігі, ми қан тамырлары ауруы, бұрыннан бар неврологиялық ауру, ЦНС бұзылуымен үйлесетін ауыр заттарды қолдану) ешқандай дәлелі жоқ. Бұзылудың прогрессиясы әртүрлі болуы мүмкін, бірақ ол ауыр асқыну ретінде қарастырылады және емделмесе, өлімге алып соғуы мүмкін. Диагнозды неврологтар қояды, олар басқа диагноздарды мұқият жоққа шығарады. Бұл үшін жан-жақты неврологиялық тексеру, мидің сканері (МРТ немесе КТ) және ми-жұлын сұйықтығын бағалау үшін омыртқа пункциясы қажет. Диагнозды растайтын жеке тест жоқ, бірақ тәжірибелі мамандар жасағанда, ауру тарихының, зертханалық нәтижелердің және тексерулердің жиынтығы диагнозды сенімді түрде анықтай алады. Мидағы вирус мөлшері деменцияның ауырлығымен тікелей байланысты емес, бұл HAD көрінісінде екіншілік механизмдердің де маңызды екенін көрсетеді.
Marked acquired impairment of at least two ability domains of cognitive function (e. g. memory, attention): typically, the impairment is in multiple domains, especially in learning, information processing and concentration/attention. The cognitive impairment is ascertained by medical history, mental status examination or neuropsychological testing. Cognitive impairments identified in 1 interfere markedly with day to day functioning. Cognitive impairments identified in 1 are present for at least one month. Cognitive impairments identified in 1 do not meet the criteria for delirium, or if delirium is present, dementia was diagnosed when delirium was not present. No evidence of another, pre existing cause that could explain the dementia (e. g. another CNS infection, CNS neoplasm, cerebrovascular disease, pre existing neurological disease, severe substance abuse compatible with CNS disorder. While the progression of dysfunction is variable, it is regarded as a serious complication and untreated can progress to a fatal outcome. Diagnosis is made by neurologists who carefully rule out alternative diagnoses. This routinely requires a careful neurological examination, brain scans (MRI or CT scan) and a lumbar puncture to evaluate the cerebrospinal fluid. No single test is available to confirm the diagnosis, but the constellation of history, laboratory findings and examination can reliably establish the diagnosis when performed by experienced clinicians. The amount of virus in the brain does not correlate well with the degree of dementia, suggesting that secondary mechanisms are also important in the manifestation of HAD.
Нейросуретке түсіру зерттеулері
Мелроуз және басқалар жасаған зерттеу (2008) ВИЧ-пен ауыратын адамдардағы атқарушы функцияны қамтамасыз ететін фронто-стриатарлық контурдың тұтастығын зерттеді. Зерттеуге қатысушыларда ВИЧ-инфекциясы зерттеуге 3 айдан 16 жылға дейін бұрын анықталған. Он бір науқастың 10-ы антиретровирустық дәрі-дәрмектер қабылдады және олардың ешқайсысының ВИЧ-деменция шкаласында деменция диапазонында ұпайлары жоқ. ВИЧ-жұқтырған науқастарда вентральді префронтальді қабық (ВПК) және сол жақ дорсолатеральді ВПК белсенділігі төмен екені анықталды. Сау бақылау топтарына қарағанда сол жақ каудаттық және вентральдық ПФК арасындағы және сол жақ каудаттық және дорсолатеральдық ПФК арасындағы байланыстың төмендеуі байқалды. Сонымен қатар, ВИЧ-жұқтырған науқастарда сол жақ қанатшаның белсенділігі төмендеуі байқалды. Бақылау тобында нейропсихологиялық сынақтардағы нәтижелер бойынша каудаттық белсенділік пен атқарушы қызмет арасында өзара байланыстылық болды. АИТВ+ тобындағы жолдарды одан әрі талдау сол жақ қанатшасын қамтитын жолдар сол жақ қанатшасы мен шарықшаның (базалық ганглиялардың шығу ядросы) арасындағы функционалдық байланыстың төмендеуін көрсетті. Базальді ганглиялар мен ПФК-ның бұл бұзылуы осы зерттеуге қатысқан ВИЧ-жұқтырған пациенттерде байқалған атқарушы функция мен семантикалық оқиғаларды тізбектеу тапсырмасының бұзылуын түсіндіре алады. Мелроуз және басқалардың зерттеулері (2008) сондай-ақ париетальдік белсенділікті зерттеді. АИТВ+ жұқтырған науқастарда алдыңғы париетальдік белсенділік бақылау қатысушыларындағыдан сәл алдырақ екені анықталды, бұл ВИЧ-тың когнитивтік бұзылуларға әкелетін назар желісінің қайта ұйымдастырылуын тудырады деген ойға сәйкес келеді. Сонымен қатар, алдыңғы париетальдік белсенділік қанатшаның функциясымен байланысты, бұл алдыңғы стриатталдық жүйе зақымдалған кезде пайда болатын өтемақы механизмін білдіреді. Неврологиялық бұзылулар ХВИ инфекциясымен байланысты болса да, неврологиялық бұзылулардың патогенезін қалай анықтағаны белгісіз. Жүйке тініндегі ВИЧ-1 жұқтырған негізгі жасушалар – микроглия, астроциттер және макрофагтар, ал жұқтырған нейрондар сирек байқалады. Нейрондық және глиальды жасушаларда ВИЧ-1 инфекциясына және репликациясына бейімделу клеткалық дифференциацияның функциясы болып табылады және ол дифференциацияланған жасушаларға қарағанда жетілмеген прекурсорларда көбірек болады. Цитокиндер сияқты бірнеше ерігіш сигналдар сезімталдықты реттейді және ағза дамуы кезінде вирустың жасырын болуын немесе вирустың көбеюін қолдауға ықпал етеді. Нейрологиялық жүйенің дамуындағы жасушалар қоршаған ортаның әсерінен жүйке жасушаларына нұсқаулық сигналдар береді. Нейрондық және глиальдық прекурсорлардың тіршілігін, дифференциациясын және белгілі бір функцияларын сақтауды реттеу арқылы бұл клеткадан тыс сигналдар ОЖС дамуының көптеген сатыларына әсер етуі мүмкін және жетіліп келе жатқан мидағы вирустық жасушалардың өзара әрекеттесуін бақылауға ықпал етеді. Цитокиндер өндірісінен басқа, ВИЧ-1 жұқтырған мононуклеарлы жасушалар мен астроциттер бірнеше ерігіш медиаторларды, соның ішінде gp120 және Tat сияқты вирустық белоктарды да өндіре алады, олар дамушы және жетіліп қалған жүйке тіндеріне зиянды әсер етуі мүмкін. Сонымен қатар, микроглия / макрофагтар мен астроциттердің функционалдық өзара әрекеттесуі арқылы өндірілетін тромбоциттерді белсендіретін фактор (PAF) және простагландиндер сияқты молекулалардың бастапқы нейроциттік клеткалар мәдениеттерінде және жетілмеген фенотипті нейроциттік клеткалар желілерінде жасушалардың зақымдалуына ықпал ететіні мәлім болды. Осы байқайтын мәліметтерді біріктірсек, вирустың орталық жүйке жүйесінің дамуын өзгертіп, жетілмеген мида патологияны тудыратын механизмі ерігіш биоактивті қосылыстардың өзгерген өндірісіне байланысты болуы мүмкін. Әр түрлі модельдік жүйелерде бірнеше потенциалды нейротоксикалық медиаторлар анықталды, соның ішінде қабыну цитокиндері, вирустық ақуыздар және нейротоксикалық метаболиттер. Осылайша, бірнеше медиаторлардың күрделі өзара әрекеттесуі неврологиялық бұзылыстарға жауапты белсенді дамып келе жатқан және жетіліп келе жатқан жасушалардың қызметін және тіршілігін өзгерте алады.
A study by Melrose et al. (2008) examined the integrity of the fronto striatal circuitry that underlies executive functioning in HIV. Participants in the study were diagnosed with HIV three months to sixteen years before the study. Ten out of eleven patients were on antiretroviral medication and none scored within the demented range on the HIV Dementia Scale. It was found that HIV+ patients showed less activity within the ventral prefrontal cortex (PFC) and left dorsolateral PFC. There was reduced connectivity between the left caudate and ventral PFC and between the left caudate and dorsolateral PFC compared to healthy controls. Additionally, there was hypoactivation of the left caudate in the HIV+ patients. In the control group, there was correlation between caudate activity and executive functioning as shown by performance on neuropsychological testing. Further analysis of the pathways in the HIV+ group involving left caudate showed reduced functional connectivity between the left caudate and globus pallidus (basal ganglia output nucleus). This dysfunction with the basal ganglia and PFC may explain the executive function and semantic event sequencing task impairments noted in HIV+ patients included in this study. The study by Melrose et al. (2008) also investigated parietal activation. It was found that anterior parietal activation in HIV+ patients was slightly anterior to that in control participants, which follows the idea that HIV causes a reorganization of the attention network leading to cognitive impairments. Additionally, the anterior parietal activity showed a relationship with caudate functioning, which implicates a compensatory mechanism set forth when damage to the fronto striatal system occurs. Although neurological dysfunctions have been associated to HIV infection of the CNS, it is unclear how the pathogenesis of neurological disorders has been established. The main cells infected by HIV 1 in the nervous tissue are the microglia, astrocytes and macrophages, whereas infected neurons have been rarely observed. The susceptibility to HIV 1 infection and replication in neuronal and glial cells is a function of cellular differentiation, and it is more likely in immature precursors than with differentiated cells. Several soluble signals, such as cytokines, have been described to modulate susceptibility and can further contribute in supporting virus latency or virus replication during organ development. In fact, within the developing CNS, cells are under the control of environmental factors that provide instructive signals to neural cell targets. By regulating the survival, differentiation and maintenance of specific functions of neuronal and glial precursors, these extracellular signals can influence many steps of the CNS development and concur in controlling virus cell interactions in the maturing brain. In addition to the production of cytokines, HIV 1 infected mononuclear cells and astrocytes can produce a number of soluble mediators, including viral proteins such as gp120 and Tat, that can exert damaging effects on both developing and mature neural tissues. Moreover, molecules such as the platelet activating factor (PAF) and prostaglandins, which are produced upon microglia/macrophages and astrocytes functional interactions, have been reported to mediate cell damage in primary neural cell cultures and neural cell lines with immature phenotype. Taken together, these observations suggest that the mechanism by which the virus can alter CNS development and induce pathology in the immature brain may depend upon the altered production of soluble bioactive compounds. Several potentially neurotoxic mediators have been identified in different model systems, including inflammatory cytokines, viral proteins and neurotoxic metabolites. Thus, it is likely that a complex interaction of several mediators may alter the function and survival of actively developing and maturing cells, responsible for the neurologic disorders.