Preview

Российский неврологический журнал

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Инфекционная гипотеза нейродегенеративных заболеваний. Что может ждать нас после пандемии COVID-19?

https://doi.org/10.30629/2658-7947-2022-27-3-64-73

Полный текст:

Аннотация

С момента описания первых клинических случаев наиболее распространенных на сегодняшний день нейродегенеративных заболеваний предложены многочисленные гипотезы их развития. В то же время безуспешность терапевтических стратегий в разнообразных направлениях клинических исследований свидетельствует об ошибочности большинства теорий. В связи с этим в последние годы все чаще рассматриваются различные инфекционные агенты в качестве триггера нейронального воспаления и фактора, индуцирующего начало нейродегенеративного процесса. Инфекционные агенты различаются по механизмам инвазии в центральную нервную систему и могут проникать в головной мозг даже периневрально. Реактивация латентной вирусной инфекции индуцирует продукцию вирусных белков и накопление патологических белков, являющихся маркерами болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона. Рассматриваются как бактериальные (хламидии, возбудители хронического периодонтита, кишечная палочка), так и вирусные (вирусы герпетической группы, норовирусы) инфекционные агенты. Однако для развития нейродегенерации недостаточно лишь простой инвазии и реактивации инфекционного процесса: огромную роль играют и генетические особенности главного комплекса гистосовместимости. В настоящее время инициированы несколько исследований возможной эффективности антибактериальных и противовирусных препаратов при болезни Альцгеймера. Данные, полученные за последний год, свидетельствуют о том, что головной мозг может выступать в качестве «мишени» для SARS-CoV-2. Неврологические проявления COVID-19 могут возникать в результате как прямого цитопатического действия возбудителя, так и активации нейровоспаления, сопровождающегося при этом нарушением целостности гематоэнцефалического барьера. Дальнейшее изучение молекулярных и клеточных механизмов нейровоспаления и нейродегенерации при COVID-19 послужит основой для разработки методов лечения неврологических осложнений.

Об авторах

И. В. Литвиненко
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Россия

Санкт-Петербург



В. Ю. Лобзин
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова; Детский научно-клинический центр инфекционных болезней
Россия

Санкт-Петербург



В. А. Пушкарёв
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Россия

Санкт-Петербург



Н. В. Скрипченко
Детский научно-клинический центр инфекционных болезней
Россия

Санкт-Петербург



Список литературы

1. Литвиненко И.В., Емелин А.Ю., Лобзин В.Ю., Колмакова К.А., Наумов К.М., Лупанов И.А. и др. Амилоидная гипотеза болезни Альцгеймера: прошлое и настоящее, надежды и разочарования. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2019;11(3):4–10. [Litvinenko I.V., Emelin A.Yu., Lobzin V.Yu., Kolmakova K.A., Naumov K.M., Lupanov I.A. et al. The amyloid hypothesis of Alzheimer’s disease: past and present, hopes and disappointments. Neurology, Neuropsychiatry, Psychosomatics. 2019;11(3):4–10. (In Russ.)]. https://doi.org/10.14412/2074-2711-2019-3-4-10

2. Lewandowski G., Zimmerman M.N., Denk L.L., Porter D.D., Prince G.A. Herpes simplex type 1 infects and establishes latency in the brain and trigeminal ganglia during primary infection of the lip in cotton rats and mice. Arch. Virol. 2002;147:167–79. https://doi.org/10.1007/s705-002-8309-9

3. Mori I., Goshima F., Ito H., Koide N., Yoshida T., Yokochi T. et al. The vomeronasal chemosensory system as a route of neuroinvasion by herpes simplex virus. Virology. 2005;334:51–8.

4. Prokop S., Lee V.M.Y., Trojanowski J.Q. Neuroimmune interactions in Alzheimer’s disease-New frontier with old challenges? Prog Mol Biol Transl Sci. 2019;168:183–201. https://doi:10.1016/bs.pmbts.2019.10.002

5. Лобзин В.Ю., Литвиненко И.В., Скрипченко Н.В., Скрипченко Е.Ю., Струментова Е.С. Роль возбудителей бактериальных и вирусных инфекций в инициации нейродегенеративных заболеваний. Журнал инфектологии. 2021;13(1–1):77–78. [Lobzin V.Yu., Litvinenko I.V., Skripchenko N.V., Skripchenko E.Yu., Strumentova E.S. The role of causative agents of bacterial and viral infections in the initiation of neurodegenerative diseases. Journal Infectology. 2021;13(1– 1):77–78. (In Russ.)].

6. Фисун А.Я., Черкашин Д.В., Макиев Р.Г., Кириченко П.Ю. «Очаговая инфекция» — фактор риска или патогенетическая основа возникновения заболеваний системы кровообращения. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2015;3(51):7–16. [Fisun A.Ya., Cherkashin D.V., Makiev R.G., Kirichenko P.Yu. “Focal infection” — risk factor or pathogenetic basis of developing cardiovascular diseases. Bulletin of the Russian Military medical academy. 2015;3(51):7–16. (In Russ.)].

7. Bourgade K., Garneau H., Giroux G., Le Page A.Y., Bocti C., Dupuis G. et al. β-Amyloid peptides display protective activity against the human Alzheimer’s disease-associated herpes simplex virus-1. Biogerontology. 2015;16:85–98. https://doi.org/10.1007/s10522-014-9538-8

8. Bourgade K., Le Page A.Y., Bocti C., Witkowski J.M., Dupuis G., Frost E.H., Fülöp T.Jr. Protective effect of amyloid-β peptides against herpes simplex virus-1 infection in a neuronal cell culture model. J. Alzheimers Dis. 2016;50(4):1227–41. https://doi.org/0.3233/JAD-150652

9. Kumar D.K., Choi S.H., Washicosky K.J., Eimer W.A., Tucker S., Ghofrani J. et al. Amyloid-β peptide protects against microbial infection in mouse and worm models of Alzheimer’s disease. Sci. transl. med. 2016;8(340):340ra72. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aaf1059

10. Luna S., Cameron D.J., Ethell D.W. Amyloid-β and APP deficiencies cause severe cerebrovascular defects: important work for an old villain. PLoS One. 2013;8(9):e75052. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0075052

11. Gosztyla M.L., Brothers H.M., Robinson S.R. Alzheimer’s amyloid-β is an antimicrobial peptide: a review of the evidence. J. Alzheimers Dis. 2018;62(4):1495–506. https://doi.org/10.3233/JAD-171133

12. Atwood C.S., Bowen R.L., Smith M.A., Perry G. Cerebrovascular requirement for sealant, anti-coagulant and remodeling molecules that allow for the maintenance of vascular integrity and blood supply. Brain Res. Rev. 2003;43(1):164–78. https://doi.org/10.1016/s0165-0173(03)00206-6

13. Pajoohesh-Ganji A., Burns M.P., Pal-Ghosh S., Tadvalkar G., Hokenbury N.G., Stepp M.A. et al. Inhibition of amyloid precursor protein secretases reduces recovery after spinal cord injury. Brain Res. 2014;1560:73–82. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2014.02.049

14. Morley J.E., Farr S.A. The role of amyloid-beta in the regulation of memory. Biochem. Pharmacol. 2014;88(4):479–85. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2013.12.018

15. Alzheimer A., Stelzmann R.A., Schnitzlein H.N., Murtagh F.R. An English translation of Alzheimer’s 1907 paper, “Uber eine eigenartige Erkankung der Hirnrinde”. Clin. Anat. 1995;8(6):429– 31. https://doi.org/10.1002/ca.980080612

16. Little C.S., Hammond C.J., MacIntyre A., Balin B.J., Appelt D.M. Chlamydia pneumoniae induces Alzheimer-like amyloid plaques in brains of BALB/c mice. Neurobiol. Aging. 2004;25(4):419– 29. https://doi.org/10.1016/S0197-4580(03)00127-1

17. Poole S., Singhrao S.K., Chukkapalli S., Rivera M., Velsko I., Kesavalu L. et al. Active invasion of Porphyromonas gingivalis and infection-induced complement activation in ApoE-/- mice brains. J. Alzheimers Dis. 2015;43(1):67–80. https://doi.org/10.3233/JAD-140315

18. Ide M., Harris M., Stevens A., Sussams R., Hopkins V., Culliford D. et al. Periodontitis and cognitive decline in Alzheimer’s disease. PLoS One. 2016;11(3):e0151081. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0151081

19. Mougeot J.-L.C., Stevens C.B., Paster B.J., Brennan M.T., Lockhart P.B., Mougeot F.K.B. Porphyromonas gingivalis is the most abundant species detected in coronary and femoral arteries. J. Oral Microbiol. 2017;9(1):1281562. https://doi.org/10.1080/20002297.2017.1281562

20. Dominy S.S., Lynch C., Ermini F. Porphyromonas gingivalis in Alzheimer’s disease brains: Evidence for disease causation and treatment with small-molecule inhibitors. Sci. Adv. 2019;5(1):eaau3333. https://doi.org/10.1126/sciadv.aau3333

21. Wang T., Town T., Alexopoulou L., Anderson J.F., Fikrig E., Flavell R.A. Toll-like receptor 3 mediates West Nile virus entry into the brain causing lethal encephalitis. Nat. Med. 2004;10(12):1366–73. https://doi.org/10.1038/nm1140

22. Bsibsi M., Ravid R., Gveric D., van Noort J.M. Broad expression of Toll-like receptors in the human central nervous system. J. Neuropathol. Exp. Neurol. 2002;61(11):1013–21. https://doi.org/10.1093/jnen/61.11.1013

23. Itzhaki R.F., Golde T.E., Heneka M.T., Readhead B. Do infections have a role in the pathogenesis of Alzheimer disease? Nat. Rev. Neurol. 2020;16(4):193–7. https://doi.org/10.1038/s41582-020-0323-9

24. Wozniak M.A., Itzhaki R.F., Shipley S.J., Dobson C.B. Herpes simplex virus infection causes cellular-amyloid accumulation and secretase upregulation. Neurosci. Lett. 2007;429(2–3):95– 100. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2007.09.077

25. Zambrano A., Solis L., Salvadores N., Cortés M., Lerchundi R., Otth C. Neuronal cytoskeletal dynamic modification and neurodegeneration induced by infection with herpes simplex virus type 1. J. Alzheimers Dis. 2008;14(3):259–69. https://doi.org/10.3233/jad-2008-14301

26. Piacentini R., Civitelli L., Ripoli C., Marcocci M.E., De Chiara G., Garaci E. et al. HSV-1 promotes Ca2+-mediated APP phosphorylation and Aβ accumulation in rat cortical neurons. Neurobiol. Aging. 2011;32(12):2323.e13–26. https://doi.org/10.1016/j.neurobiolaging.2010.06.009

27. Jang H., Boltz D., Sturm-Ramirez K., Shepherd K.R., Jiao Y., Webster R., Smeyne R.J. Highly pathogenic H5N1 influenza virus can enter the central nervous system and induce neuroinflammation and neurodegeneration. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009;106(33):14063–8. https://doi.org/10.1073/pnas.0900096106

28. Hawkes C.H., Del Tredici K., Braak H. Parkinson’s disease: a dual-hit hypothesis. Neuropathol. Appl. Neurobiol. 2007;33(6):599– 614. https://doi.org/10.1111/j.1365-2990.2007.00874.x

29. Красаков И.В., Литвиненко И.В., Родионов Г.Г., Шантырь И.И., Светкина Е.В. Оценка микробиоты кишечника у пациентов с болезнью Паркинсона с помощью метода газовой хромато-масс-спектрометрии. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2018;12(4):23–29. [Krasakov I.V., Litvinenko I.V., Rodionov G.G., Shantyr I.I., Svetkina E.V. Evaluation of gut microbiota in Parkinson’s disease using gas chromatography with mass spectrometric detection. Annals of clinical and experimental neurology. 2018;12(4):23– 29. (In Russ.)]. https://doi.org/10.25692/ACEN.2018.4.3

30. Labrie V., Brundin P. Alpha-synuclein to the rescue: immune cell recruitment by alpha-synuclein during gastrointestinal infection. J. Innate Immun. 2017;9(5):437–40. https://doi.org/10.1159/000479653

31. Литвиненко И.В., Красаков И.В., Бисага Г.Н., Скулябин Д.И., Полтавский И.Д. Cовременная концепция патогенеза нейродегенеративных заболеваний и стратегия терапии.Журналневрологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2017;117(6–2):3– 10. [Litvinenko I.V., Krasakov I.V., Bisaga G.N., Skulyabin D.I., Poltavsky I.D. Modern conception of the pathogenesis of neurodegenerative diseases and therapeutic strategy. Korsakov Journal of neurology and psychiatry. 2017;117(6–2):3–10. (In Russ.)]. https://doi.org/10.17116/jnevro2017117623-10

32. Pan-Montojo F., Schwarz M., Winkler C., Arnhold M., O’Sullivan G.A., Pal A. et al. Environmental toxins trigger PDlike progression via increased alpha-synuclein release from enteric neurons in mice. Sci. Rep. 2012;2:898. https://doi.org/10.1038/srep00898

33. Svensson E., Horváth-Puhó E., Thomsen R.W., Djurhuus J.C., Pedersen L., Borghammer P. et al. Vagotomy and subsequent risk of Parkinson’s disease. Ann. Neurol. 2015;78(4):522–9. https://doi.org/10.1002/ana.24448

34. Eimer W.A., Vijaya Kumar D.K., Navalpur Shanmugam N.K., Rodriguez A.S., Mitchell T., Washicosky K.J. et al. Alzheimer’s disease-associated β-amyloid is rapidly seeded by Herpesviridae to protect against brain infection. Neuron. 2018;99(1):56–63. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2018.06.030

35. Waubant E., Mowry E.M., Krupp L., Chitnis T., Yeh E.A., Kuntz N. et al. US Pediatric MS Network. Common viruses associated with lower pediatric multiple sclerosis risk. Neurology. 2011;76(23):1989–95. https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e31821e552a

36. Alvarez-Lafuente R., De las Heras V., Bartolomé M., Picazo J.J., Arroyo R. Relapsing-remitting multiple sclerosis and human herpesvirus 6 active infection. Arch. Neurol. 2004;61(10):1523–7. https://doi.org/10.1001/archneur.61.10.1523

37. Salvetti M., Giovannoni G., Aloisi F. Epstein–Barr virus and multiple sclerosis. Curr. Opin. Neurol. 2009;22(3):201–6. https://doi.org/10.1097/WCO.0b013e32832b4c8d

38. Скрипченко Е.Ю., Железникова Г.Ф., Алексеева Л.А., Скрипченко Н.В., Астапова А.В. и др. Герпес-вирусы и биомаркеры при диссеминированном энцефаломиелите и рассеянном склерозе у детей. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2021;121(3):138–145. [Skripchenko E.Yu, Zheleznikova G.F., Alekseeva L.A., Skripchenko N.V., Astapova A.V. Herpesviruses and biomarkers in disseminated encephalomyelitis and multiple sclerosis in children. Korsakov Journal of neurology and psychiatry. 2021;121(3):138–145. (In Russ.)]. https://doi.org/10.17116/jnevro2021121031138

39. Алисейчик М.П., Андреева Т.В., Рогаев Е.И. Иммуногенетические факторы нейродегенеративных заболеваний: роль HLA II класса. Биохимия. 2018;83(9):1385–1398. [Aliseychik M.P., Andreeva T.V., Rogaev E.I. Immunogenetic factors of neurodegenerative diseases: the role of HLA class II. Biochemistry. 2018;83(9):1385–1398. (In Russ.)]. https://doi.org/10.1134/S0320972518090129

40. De Chiara G., Marcocci M.E., Sgarbanti R., Civitelli L., Ripoli C., Piacentini R. et al. Infectious agents and neurodegeneration. Mol. Neurobiol. 2012;46(3):614–38. https://doi.org/10.1007/s12035-012-8320-7

41. Tzeng N.S., Chung C.H., Lin F.H., Chiang C.P., Yeh C.B., Huang S.Y. et al. Anti-herpetic medications and reduced risk of dementia in patients with herpes simplex virus infections — a nationwide, population-based cohort study in Taiwan. Neurotherapeutics. 2018;15(2):417–29. https://doi.org/10.1007/s13311-018-0611-x

42. Mao L., Jin H., Wang M., Hu Y., Chen S., He Q. et al. Neurologic manifestations of hospitalized patients with Coronavirus Disease 2019 in Wuhan, China. JAMA Neurol. 2020;77(6):683–90. https://doi.org/10.1001/jamaneurol.2020.1127

43. Cheever F.S., Daniels J.B., Pappenheimer A.M., Bailey O.T. A murine virus (JHM) causing disseminated encephalomyelitis with extensive destruction of myelin. J. Exp. Med. 1949;90(3):181– 210. https://doi.org/10.1084/jem.90.3.181

44. Alenina N., Bader M. ACE2 in brain physiology and pathophysiology: evidence from transgenic animal models. Neurochem. Res. 2019;44(6):1323–29. https://doi.org/10.1007/s11064-018-2679-4

45. Heurich A., Hofmann-Winkler H., Gierer S., Liepold T., Jahn O., Pöhlmann S. TMPRSS2 and ADAM17 cleave ACE2 differentially and only proteolysis by TMPRSS2 augments entry driven by the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein. J. Virol. 2014;88(2):1293–307. https://doi.org/10.1128/jvi.02202-13

46. Chen Z., Mi L., Xu J., Yu J., Wang X., Jiang J. et al. Function of HAb18G/ CD147 in invasion of host cells by severe acute respiratory syndrome coronavirus. J. Infect. Dis. 2005;191(5):755–60. https://doi.org/10.1086/427811

47. Baig A.M., Khaleeq A., Ali U., Syeda H. Evidence of the COVID-19 virus targeting the CNS: tissue distribution, host-virus interaction, and proposed neurotropic mechanisms. ACS Chem. Neurosci. 2020;11(7):995–8. https://doi.org/10.1021/acschemneuro.0c00122

48. Bender S.J., Phillips J.M., Scott E.P., Weiss S.R. Murine coronavirus receptors are differentially expressed in the central nervous system and play virus strain-dependent roles in neuronal spread. J. Virol. 2010;84(21):11030–44. https://doi.org/10.1128/jvi.02688-09

49. Finsterer J., Stollberger C. Update on the neurology of COVID-19. J. Med. Virol. 2020;92(11):2316–8. https://doi.org/10.1002/jmv.26000

50. Kumar A., Pareek V., Prasoon P., Faiq M.A., Kumar P., Kumari C. et al. Possible routes of SARS-CoV-2 invasion in brain: In context of neurological symptoms in COVID-19 patients. J. Neurosci. Res. 2020;98(12):2376–83. https://doi.org/10.1002/jnr.24717

51. Najjar S., Najjar A., Chong D.J., Pramanik B.K., Kirsch C., Kuzniecky R.I. et al. Central nervous system complications associated with SARS-CoV-2 infection: integrative concepts of pathophysiologyand case reports. J. Neuroinflammation. 2020;17(1):231. https://doi.org/10.1186/s12974-020-01896-0

52. Zubair A.S., McAlpine L.S., Gardin T., Farhadian S., Kuruvilla D.E., Spudich S. Neuropathogenesis and neurologic manifestations of the coronaviruses in the age of Coronavirus Disease 2019. JAMA Neurol. 2020;77(8):1018–27. https://doi.org/10.1001/jamaneurol.2020.2065

53. Plog B.A., Nedergaard M. The glymphatic system in central nervous system health and disease: past, present, and future. Annu. Rev. Pathol. 2018;13(1):379–94. https://doi.org/10.1146/annurev-pathol-051217-111018

54. Netland J., Meyerholz D.K., Moore S., Cassell M., Perlman S. Severe acute respiratory syndrome coronavirus infection causes neuronal death in the absence of encephalitis in mice transgenic for human ACE2. J. Virol. 2008;82(15):7264–75. https://doi.org/10.1128/jvi.00737-08


Рецензия

Для цитирования:


Литвиненко И.В., Лобзин В.Ю., Пушкарёв В.А., Скрипченко Н.В. Инфекционная гипотеза нейродегенеративных заболеваний. Что может ждать нас после пандемии COVID-19? Российский неврологический журнал. 2022;27(3):64-73. https://doi.org/10.30629/2658-7947-2022-27-3-64-73

For citation:


Litvinenko I.V., Lobzin V.Yu., Pushkarev V.A., Skripchenko N.V. Infectious hypothesis of neurodegenerative diseases. What waits us after the COVID-19 pandemic? Russian neurological journal. 2022;27(3):64-73. (In Russ.) https://doi.org/10.30629/2658-7947-2022-27-3-64-73

Просмотров: 42


ISSN 2658-7947 (Print)
ISSN 2686-7192 (Online)