Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. ДОСТИЖЕНИЯ И НЕРЕШЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАССЕЯННОГО СКЛЕРОЗА (обзор литературы) 14
1.1. Клиника рассеянного склероза — 14
1.2. Этиология 15
1.3. Патогенез 16
1.3.1. Участие сосудов в патогенезе рассеянного склероза 18
1.3.2. Роль гематоэнцефалического барьера 19
1.3.3. Очаги демиелинизации 20
1.3.4. Внешне неизмененное вещество мозга при рассеянном склерозе...25
1.3.5. Изменения эпендимы и значение амилоидных телец 26
1.4. Участие иммунологических механизмов в патогенезе рассеянного склероза 28
1.4.1. Иммунный статус при рассеянном склерозе 28
1.4.1.1. Изменения субпопуляций лимфоцитов 28
1.4.1.2. Продукция цитокинов при рассеянном склерозе 31
1.4.1.3. Концепция балланса Тх1/Тх2 цитокинов 36
1.4.1.4. Пролиферативная активность лимфоцитов периферической крови 39
1.4.1.5. Иммунологические особенности различных типов
течения рассеянного склероза 39
1.5. Окислительный стресс при рассеянном склерозе 44
1.6. Диагностика рассеянного склероза 48
1.6.1. Клиническая диагностика 48
1.6.2. Исследование цереброспинальной жидкости 49
1.6.3. Нейровизуализационные методы 53
1.6.3.1. Магнитно-резонансная томография 53
1.6.3.1.1. Клинико-морфологические корреляции 63
1.6.3.2. Магнитно-резонансная спектроскопия 64
1.6.3.3. Позитронно-эмиссионная томография 67
1.7. Патогенетическая терапия рассеянного склероза 69
1.7.1. Иммуномодулирующая терапия 69
1.7.1.1. Влияние препарата IFNJ3-lb на иммунологическую реактивность 68
1.7.1.2. Влияние кополимера на иммунологическую реактивность .72
1.7.1.3. Иммунологические эффекты метилпреднизолона 74
1.7.1.4. Влияние на иммунную систему внутривенного
введения иммуноглобулинов 75
1.7.2. Антиоксидантная терапия при рассеянном склерозе 78
1.7.3. Иммуносупрессивная терапия..... 79
1.7.4. Аутологичная пересадка стволовых клеток периферической крови 80
Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 84
2.1. Характеристика клинических наблюдений 84
2.2. Иммунологические методы исследования — 87
2.3. Методы определения ферментов антиоксидантной защиты 93
2.4. Исследование свободных легких цепей иммуноглобулинов 95
2.5. Методы нейровизуализации 96
2.5.1. Магнитно-резонансная томография... 97
2.5.2. Магнитно-резонансная спектроскопия 98
2.5.3. Магнитно-резонансная томография аутопсийного головного мозга 100
2.5.4. Рентгеновская компьютерная томография 101
2.5.5. Позитронно-эмиссионная томография... 101
2.6. Методы морфологической диагностики, световой и электронной микроскопии 103
2.7. Методы статистического анализа 105
Глава 3. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ МЕТОДОВ НЕИРОВИЗУАЛИЗАЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЯ ЦЕРЕБРОСПИНАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ 106
3.1. Магнитно-резонансная томография и магнитно-резонансная спектроскопия в диагностике рассеянного склероза 106
3.2. Позитронно-эмиссионная томография при рассеянном склерозе 127
3.3. Значение интратекального синтеза свободных легких цепей иммуноглобулинов . . 126
3.4. Обсуждение полученных результатов 134
3.5. Заключение 141
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАТОГЕНЕЗА И ПАТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ТЕРАПИЯ РАССЕЯННОГО СКЛЕРОЗА 144
4.1. Морфологические изменения головного мозга у умерших с
рассеянным склерозом 144
4.1.1. Классификация очагов демиелинизации 153
4.1.2. Клеточный и волокнистый глиоз 161
4.1.3. Патология сосудов 175
4.1.4. Обсуждение полученных результатов.. 192
4.1.5. Заключение 198
4.2. Изменения иммунной системы и иммуномодулирующая терапия 199
4.2.1. Параметры иммунной системы и цитокинового статуса при рассеянном склерозе 199
4.2.2. Результаты иммуномодуляции препаратами IFNp-lb, КОП-1 и метилпреднизолон 212
4.2.3. Эффективность применения иммуноглобулинов для
внутривенного введения 219
4.2.4. Обсуждение полученных результатов 226
4.2.5. Заключение 236
4.3. Высокодозная химиотерапия и аутологичная трансплантация стволовых клеток 238
4.4. Состояние антиоксидантной системы при рассеянном склерозе и
возможности ее коррекции 242
4.4.1. Обсуждение полученных результатов 256
4.4.2. Заключение 262
Глава 5. КОНЦЕПЦИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ДИАГНОСТИЧЕСКОГО И ТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМОВ 263
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 271
ВЫВОДЫ 281
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 285
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 287
- Клиника рассеянного склероза
- Характеристика клинических наблюдений
- Магнитно-резонансная томография и магнитно-резонансная спектроскопия в диагностике рассеянного склероза
Введение к работе
Высокая актуальность изучения рассеянного склероза обусловлена его значительной распространенностью среди болезней центральной нервной системы. Примерно каждый десятый больной в неврологическом стационаре - больной с рассеянным склерозом (Панов А.Г., Зинченко А.П., 1970). Кроме того, заболевание поражает преимущественно людей в самом цветущем возрасте (20 - 40 лет), и быстро приводит их к тяжелой инвалидности, что обуславливает важность проблемы не только в медицинском, но и в социально-экономическом плане. Среди всех причин инвалидизации лиц молодого возраста рассеянный склероз занимает первое место по частоте среди неврологических заболеваний (Гусев Е.И., Бойко А.Н., 2001). В странах с развитой страховой медициной рассеянный склероз тяжелым бременем ложится на экономику, занимая первое место по затратам на одного пациента в расчете на все годы его лечения среди всех неврологических заболеваний (Grimaud J., Auray J.P, 2004). В последнее десятилетие продолжается неуклонный рост заболеваемости рассеянным склерозом как в Северо-западном регионе России, так и во всем мире в целом (РиизеТ.,2001).
Рассеянный склероз признан самым "загадочным" заболеванием в неврологии ввиду своей изменчивости, нестабильности и непредсказуемости. До настоящего времени точно не установлена его этиология. Несмотря на применение самых технически совершенных методов диагностики, таких как магнитно-резонансная томография и спектроскопия, вызванные потенциалы головного мозга, позитронно-эмиссионная томография, генетические и иммунологические исследования, до сих пор еще не выявлены патогномоничные признаки заболевания, позволяющие со 100-процентной уверенностью распознать рассеянный склероз. Это привело к тому, что стало общепринятым оперировать при проведении клинических исследований такими категориями, как "сомнительный", "вероятный" и "определенный" рассеянный склероз. По-прежнему не разработаны простые и доступные
9 методы количественной оценки * степени активности заболевания, на основании которых должна вырабатываться стратегия терапии. Несмотря на появление в последние годы новых данных о патогенезе рассеянного склероза, в этом вопросе также отсутствует полная ясность. В связи с этим, в лечении рассеянного склероза, хотя и наблюдаются за последние 10 лет существенные позитивные сдвиги, так и не произошло настоящего качественного скачка, который бы позволил считать проблему этого заболевания решенной.
Цель исследования. Разработать эффективные методы патогенетической терапии рассеянного склероза на основе новых представлений о патогенезе и использования современных методов диагностики.
Задачи исследования.
Установить роль магнитно-резонансной томографии, магнитно-резонансной спектроскопии и позитронно-эмиссионной томографии в диагностике, изучении патогенеза и мониторинге рассеянного склероза.
Оценить значение интратекального синтеза свободных легких цепей иммуноглобулинов для диагностики и определения степени активности заболевания.
Провести морфологические и морфометрические исследования очагов демиелинизации и макроскопически неизмененного белого вещества головного мозга у умерших с рассеянным склерозом и сопоставить полученные изменения с данными посмертной магнитно-резонансной томографии.
Выявить наиболее информативные показатели иммунной системы, связанные с типом течения и активностью патологического процесса, и эффективность иммуномодуляции при использовании иммуноглобулинов для внутривенного введения, препарата бета-интерферона и синтетического полипептида при рассеянном склерозе.
Оценить особенности системы антиоксидантной защиты при различных типах течения рассеянного склероза и определить эффективность комплексной антиоксидантной и нейропротективной терапии.
Определить безопасность и эффективность аутологичной трансплантации стволовых клеток периферической крови.
Разработать алгоритм патогенетической диагностики и патогенетической терапии рассеянного склероза.
Научная новизна исследования.
1. Проведена оценка роли магнитно-резонансной томографии с контрастным усилением и магнитно-резонансной спектроскопии в диагностике, исследовании патогенеза и мониторинге рассеянного склероза.
2., Определены возможности позитронно-эмиссионной томографии в исследовании патогенеза рассеянного склероза.
Установлено значение определения уровня интратекального синтеза для оценки активности рассеянного склероза.
Изменения при магнитно-резонансной томографии соотнесены с морфологическими изменениями в мозге, найденными на аутопсийном материале.
Определены эффективность применения иммуноглобулинов для внутривенного введения, аутологичной трансплантации стволовых клеток периферической крови и комплексной антиоксидантно-нейропротективной терапии при рассеянном склерозе.
Произведено сравнение ряда наиболее перспективных методов патогенетической терапии рассеянного склероза, проведенных в одном учреждении - клинике нервных болезней Военно-медицинской академии.
Создан алгоритм патогенетической диагностики и патогенетической терапии рассеянного склероза.
Практическая значимость работы.
Применение широкого спектра высокотехнологичных методов
диагностики, включающего высокопольную магнитно-резонансную
томографию с контрастным усилением, протонную магнитно-резонансную
спектроскопию, исследование свободных легких цепей иммуноглобулинов,
определение уровня провоспалительных и противовоспалительных цитокинов
и других иммунологических тестов позволило на 98% решить проблему
верификации диагноза рассеянного склероза и оптимизировать
диагностический алгоритм.
На основании комплексного обследования с применением магнитно-резонансной томографии и спектроскопии, позитронно-эмиссионной томографии, световой и электронной микроскопии, иммуногистохимии, иммунологического и биохимического исследований получены новые данные о патогенезе рассеянного склероза, которые позволили с современных позиций в каждом конкретном случае заболевания определить патогенез рассеянного склероза и выбрать оптимальное направление лечения.
Испытаны ряд новых препаратов и методов лечения рассеянного склероза — комплексная антиоксидантная терапия, иммуноглобулины для внутривенного введения, высокодозная химиотерапия с аутологичной трансплантацией стволовых клеток, иммуномодулирующая терапия с использованием IFNp-lb и КОП-1, назначение которых в соответствии с терапевтическим алгоритмом, разработанном на основании полученных при обследовании больных данных о патогенезе, позволило существенно повысить эффективность лечения.
Положения, выносимые на защиту. 1. Применение диагностического алгоритма, основанного на использовании комплекса высокотехнологических методов диагностики, включающего высокопольную магнитно-резонансную томографию с контрастным усилением, протонную магнитно-резонансную спектроскопию, позитронно-эмиссионную томографию, определение свободных легких цепей
12 иммуноглобулинов в цереброспинальной жидкости, иммунологическое обследование с регистрацией уровня провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, пролиферации лимфоцитов под воздействием белка миелина, исследование антиоксидантной системы, позволяет верифицировать диагноз рассеянного склероза с вероятностью до 98% и точно определять степень активности патологического процесса у каждого конкретного больного.
2. Выявленные при комплексном обследовании нарушения иммунной и антиоксидантной систем, а также морфологические и биохимические изменения в мозге, позволяют устанавливать ключевые аспекты патогенеза заболевания у каждого конкретного пациента и на основе этого определять алгоритм индивидуальной патогенетической терапии, позволяющей осуществлять прицельную коррекцию выявленных нарушений, существенно повышающую эффективность проводимого лечения.
Апробация работы и внедрение ее результатов. Основные результаты работы доложены на Всероссийских научно-практических конференции «Нейроиммунология» (Санкт-Петербург, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003), симпозиуме «Рассеянный склероз: лечение и оздоровление» (Санкт-Петербург, 2000), Международных симпозиумах (ECTRIMS) по рассеянному склерозу (Стамбул, 1998; Базель, 1999; Тулуза, 2000; Дублин, 2002; Милан, 2003), заседаниях Ассоциации неврологов (Санкт-Петербург, 2000, 2002), Всероссийской научно-практической конференции «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» (Санкт-Петербург, 2002), научной конференции «Медико-социальные аспекты рассеянного склероза» (Санкт-Петербург, 2001), VIII Всероссийском съезде неврологов (Казань, 2001), межобластной научно-практической конференции неврологов (Ярославль, 2001), международном симпозиуме «Человек и лекарство» (Москва, 2002), рабочем совещании неврологов РФ и образовательном семинаре "Клиника, диагностика и лечение демиелинизирующих заболеваний нервной системы" (Ярославль, 2002), Всероссийской конференции
13 «Цитокины и воспаление» (Санкт-Петербург, 2002), Benzon symposium No.49. «Рассеянный склероз: генетика, патогенез и терапия» (Копенгаген, 2002), заседании Ассоциации патологоанатомов Санкт-Петербурга и Ленинградской области (Санкт-Петербург, 2003).
По материалам диссертации опубликовано 43 печатная работа, в том числе 14 журнальных статей в реферируемых журналах, 25 публикаций на международных конференциях, 2 коллективные монографии и 2 методических руководства.
Результаты диссертационной работы нашли отражение в лекциях, семинарах и практических занятиях с врачами, клиническими ординаторами, адъюнктами и аспирантами кафедры нервных болезней Военно-медицинской академии, ЦНИРРИ, Всероссийского центра экстремальной и радиационной медицины МЧС России и используются в практической работе в этих же учреждениях.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа содержит 80 рисунков, 32 таблицы. Список литературы включает 309 источников (57 отечественных и 252 зарубежных). Текст диссертации изложен на 319 страницах.
Клиника рассеянного склероза
Рассеянный склероз (PC) является хроническим воспалительным демиелинизирующим заболеванием центральной нервной системы, поражает преимущественно молодых лиц, чаще женщин. Встречаемость PC возрастает от экватора к полюсам, в Северо-западном регионе России она составляет 50-60 на 100 000 и более. PC почти всегда приводит к нарастающей инвалидизации, а в острых случаях - иногда и к гибели больных. После первого в России сообщения с демонстрацией больного, страдавшего PC, которое осуществил на обществе психиатров ординарный профессор кафедры нервных и душевных болезней Военно-медицинской академии И.П.Мержеевский в 1888 году, прошло уже 116 лет (Владычко С.Д., 1912). С тех пор в клинической картине PC, пожалуй, мало что изменилось. Течение PC, по-прежнему, индивидуально и мало предсказуемо у каждого отдельного пациента. Наиболее часто в начальный период заболевания отмечаются обострения, после которых возникают полные ремиссии с исчезновением всех признаков PC (ремиттирующий PC). При этом воспалительный процесс полностью обычно не затухает, что подтверждается определением с помощью МРТ активных очагов и обозначается как «субклинические обострения», частота которого в несколько раз превышает частоту клинически выявляемых обострений (Thorpe J.W. et al., 1996). Спустя определенный промежуток времени, длительность которого зависит от многих факторов, наступает фаза вторичного прогрессирования, когда неврологический дефицит нарастает постепенно. Возникновение этой фазы заболевания рассматривается как признак того, что объем повреждения вещества мозга превысил возможности резервной компенсации функций мозга. Ремиттирующий PC часто дебютирует как клинически изолированный синдром, например, в виде эпизода острого одностороннего неврита зрительного нерва (НЗН). К другим синдромам, которые проявляются в начале или в течение PC, относят пирамидный, мозжечковый, чувствительный, тазовый и поражения черепных нервов (Rovaris М., Filippi М., 2000).
Первично-прогредиентный PC, наблюдающийся у примерно 15% всех больных PC, представляет собой, вероятно, особую форму заболевания. Он дебютирует в среднем возрасте, чаще у мужчин, и с самого начала характеризуется неуклонным прогрессированием. Очаги демиелинизации локализуются преимущественно в спинном мозге и субтенториально, имеют меньшие размеры, менее выраженные лейкоцитарную инфильтрацию и повреждение ГЭБ (Stevenson V.L. et al., 1999).
1.2. Этиология.
Этиология PC в настоящее время неизвестна. Сочетание генетической предрасположенности с факторами окружающей среды, прежде всего с инфекциями и географической широтой проживания, рассматривается в настоящее время как причина заболевания (Wilier C.J., Ebers G.C., 2000). PC, в целом, в настоящее время рассматривается как воспалительное заболевание с аутоиммунным генезом по следующим критериям: 1) органная специфичность (орган-мишень - ЦНС); 2) повышенное содержание в крови и ЦСЖ активированных к антигенам миелина Т и В лимфоцитов (Soderstrom М. et al., 1993); 3) ассоциация с определенными HLA-гаплотипами, в частности, HLA-DR15 (Hillert J., Olerap О., 1993); 4) схожесть с экспериментальным аллергическим энцефаломиелитом (ЭАЭ), экспериментальным аутоиммунным заболеванием, используемым как модель PC. Однако остается нерешенным вопрос: аутоиммунный ответ является причиной PC или он развивается вторично на определенной стадии заболевания? В первом случае миелин-реактивные Т клетки могут быть активированы путем взаимодействия с микробными белками. Доказательством тому служит возникновение обострений PC под влиянием респираторных инфекций и установленный факт молекулярной мимикрии между миелином и микробными антигенами (Wucherpfennig K.W., Strominger J.L., 1995). Напротив, первичный ответ может быть направлен против субклинической (например, вирусной) инфекции, персистирующей в ЦНС и, поэтому, повреждение миелина является сопутствующим. В последующем длительное высвобождение антигенов миелина и воспалительных медиаторов может запустить истинный аутоиммунный ответ. Наиболее интересные результаты получены для человеческого вируса герпеса 6 типа (HHV-6): установлена возможность реактивации латентного HHV-6 в олигодендроцитах при PC, отсутствующая в контроле; клеточный и гуморальный ответы против HHV-6 усилены при PC (Soldan S.S. et al., 2000). Среди более ранних публикаций наиболее значимы исследования А.ПЗинченко (1973), показавшего важную роль различных видов инфекционных агентов (вирусов бешенства, герпеса, хориоменингита, полиомиелита, клещевого энцефалита, бактерий туберкулеза, бруцеллеза, сифилиса и токсоплазмоза) в индукции PC и РЭМ.
Характеристика клинических наблюдений
Обследовано 670 пациентов (281 мужчина и 389 женщин) с достоверным диагнозом PC по шкале C.M.Poser (1983) и критериям W.I.McDonald и соавт. (2001), находившихся на лечении в клинике нервных болезней Военно-медицинской академии. Средний возраст составил 35,2±1,1 года, средняя продолжительность заболевания - 9,2±0,7года. 36,2% пациентов имели легкую степень тяжести (0-2 балла), 34,3% - среднюю (3-4 балла) и 29,5% -тяжелую (5 и более баллов) по шкале J.Kurtzke EDSS (1983). У 314 пациентов установлен ремиттирующий (РРС), 344 - прогредиентный тип течения (ПРС), у 12 - дебют PC. В группу с ПРС входили пациенты как с первично - (ПИРС), так и с вторично-прогредиентным PC (ВПРС). больной получал специальное лечение с подробным мониторированием (табл. 2.1-1).
Где ОВДП - острая воспалительная демиелинизирующая полиневропатия. МРС - магнитно-резонансная спектроскопия, ПЭТ -позитронная эмиссионная томография, СЛЦ - свободные легкие цепи иммуноглобулинов.
Фазу обострения и ремиссии определяли по критериям C.M.Poser (1983), считая рецидивом возникновение нового симптома или группы симптомов неврологических нарушений, с или без объективного подтверждения, длящихся более 24 часов. Ремиссию определяли как полное исчезновение или значительное уменьшение остроты, по крайней мере, на 1 месяц, симптома, который оставался постоянным, по крайней мере, 24 часа. Стабилизацию определяли как отсутствие обострений, ремиссий или хронического прогрессирования на протяжении, по крайней мере, 1 месяца. Хроническое прогрессирование определяли как увеличение тяжести симптомов заболевания на протяжении не менее двух месяцев без стабилизации или улучшения.
Выделяли благоприятный вариант PC — если при длительности заболевания более 10 лет уровень неврологического дефицита по шкале EDSS не превышал 3 баллов (Hawkins S.A., McDonnell G.V., 1999) и неблагоприятный PC - если при длительности заболевания до 5 лет неврологический дефицит составлял 5 и более баллов по шкале EDSS (Kurtzke J.F. et al., 1977).
Различные виды лабораторного обследования проведены у 190 больных с PC (табл.2.1-3).
Магнитно-резонансная томография и магнитно-резонансная спектроскопия в диагностике рассеянного склероза
С целью диагностики и изучения патогенеза обследовано 182 пациента в возрасте от 16 до 58 лет с верифицированным (п=163) и вероятным (п=19) по шкале J.Kurtzke (1983) диагнозом PC.
У обследованных больных очаги демиелинизации отображались на томограммах, взвешенных по Т2 и протонной плотности в виде гиперинтенсивных, а взвешенных по ТІ - гипоинтенсивных участков небольших размеров (рис.3.1- 1 А, Б).
Рис.3.1-1. MP-томограммы головного мозга больного с PC в аксиальной проекции. А. Т2 взвешенное изображение. Очаги демиелинизации (Т) без перифокального отека, имеют гиперинтенсивный сигнал; Б. ТІ взвешенноеПри исследовании 163 пациентов с достоверным PC посредством МРТ очаги в головном мозге обнаружены у 153 (94%). Среди 10 больных без очагов в головном мозге у 2 при дальнейшем обследовании очаги демиелинизации были найдены в шейном или грудном отделах спинного мозга. Кроме того, при повторных МРТ исследованиях этих же 10 пациентов без очагов в головном мозге на протяжении 2-х летнего периода у 6 из них отмечено появление очагов демиелинизации в головном мозге.
Таким образом, чувствительность МРТ в динамике в нашем исследовании достигла 98% против 94% при первичном исследовании головного мозга. Установлено, что очаги в головном мозге отсутствовали при тяжести заболевания не выше 2 баллов EDSS - у 7 из 10 пациентов, не выше 3 баллов - у оставшихся 3 из 10 пациентов и выше 3 баллов - ни у одного из пациентов. При анализе клинической картины всех пациентов, у которых не выявлены очаги демиелинизации в головном мозге, включая не только достоверный, но и вероятный PC по шкале CM.Poser (1983), установлено, что 4 больных можно отнести к категории дебюта PC (длительность заболевания менее 6 месяцев, тяжесть менее 2 баллов по шкале EDSS), 4 - к моносимптомному вероятному PC (острый неврит зрительного нерва), 3 — к ремиттирующему доброкачественному PC без признаков прогрессирования заболевания и невысокой степени тяжести, 2 - преимущественно спинальной форме PC с невысокой длительностью заболевания и степенью тяжести не выше 3 баллов EDSS, одну пациентку - к рецидивирующему инфекционному (герпетическая микст инфекция) рассеянному энцефаломиелиту.
При достоверном PC очаги в головном мозге наиболее часто локализовались в паравентрикулярных областях (93%), глубинных отделах белого вещества (83%), мозолистом теле, субтенториально (50%), в шейном (69%) и грудном отделах (71%) спинного мозга (табл. 3.1-1). изображение. Очаги демиелинизации (Т) имеют гипоинтенсивный сигнал.
