ספגת המוח - איתן ישראלי וינינה גיטלמן

לאחרונה עלתה שוב לכותרות קבוצת מחלות נדירות בבני אדם ובבעלי חיים, ובראשן "מחלת הפרה המשוגעת". המדובר במחלות, שפוגעות בכבשים וצאן ומ-1986 החלה להופיע בשכיחות גבוהה יחסית בבקר באנגליה. יותר מ-200 עדרים נמצאו פגועים בסוף 1988, ובשנים האחרונות אובחנו יותר מ-140,000 מקרים (למעלה מ-1000 מקרים לחודש). באנגליה נקראת המחלה בלשון העם מחלת "הפרה המשוגעת", ונגרמת כנראה ע"י הזנת הבקר בבשר ועצמות של כבשים המזוהמים ב-Scrapie, 

המחלה שיכת לקבוצת המחלות Transmissible Spongiform Encephalopathies הכוללת את Creutzfeldt-Jacob Disease (CJD), Gerstmann Straussler Syndrom (GSS), Scrapie, Kuru ו-Fatal famalial insommia (FFI). מחלות דומות פוגעות במינק, צבאים, טיגריסים ואלק המוחזקים בשבי.

המחלות האלה הנן מחלות נווניות של מערכת העצבים המרכזית. הסימנים בתאי העצב מתבטאים בהופעה מתקדמת של חללים בשלוחות הדנדריטים והאקסונים, בתא עצמו, ובתאי לואי, עם גידול יתר של תאי גליה, ספוגיות של המוח האפור והעלמות של תאי עצב.

ילדים משבט הקורו החולים בספגת המוח

בהדבקות אלה אין תופעות דלקתיות המאפיינות פגיעה מוחית ע"י נגיפים "קונבנציונלים" - אין עליה בספירת תאי דם או עליה ברכוז חלבון בנוזל השדרה. יתרה מכך, אין תגובה אימונית לגורם ולא נצפו נגיפים בחתכים מחיות במיקרוסקופ אלקטרוני. לעומת זאת יש שינוים במבנה הקרומים הפלסמטיים המרפדים את החללים והצטברות של מבנים חוטיים, (שאורכם הינו 550-100 נ"מ, ומורכבים מ-4-2 סלילים חוטיים בקוטר של 5-3 נ"מ), והצטברות של חלבון עמילואידי כמו במחלות ניווניות לא מדבקות כמו אלצהיימר, פרקינסון ועוד.

האטיולוגיה של המחלות אינה ברורה לחלוטין עד היום. עד שנות השבעים האמינו שגורמי המחלות הינם "נגיפים המורכבים מפיסות קטנות של חומצות גרעין פעילות גנטית, קשורות לחלקי ממברנה פלסמטית."

עד היום לא הצליחו להוכיח מציאות של חומצות גרעין כלשהן בחומר האינפקטיבי, המורכב רובו ככולו מחלבון. לא נמצאו שיירים של חומצות גרעין בפרפרטים נקיים של Scrapie Associated Filaments (SAF), בשיטות של הומולוגית DNA, טרנספקציה, הפעלת נוקלאזות וגם ב-PCR. גורם המחלה הניתן להעברה בהדבקה נקרא בשם "פריון" - Proteinacious lnfectious Organism (prion), מושג שטבע סטנלי פרוסינר מאוניברסיטת קליפורניה בסן פרנציסקו. לפרוסינר הוענק לאחרונה פרס וולף בישראל, לאחר שזכה כבר בפרסים רבים בינייהם פרסי לסקר וארליך. לפרוסינר יש תלמידים ועמיתים הממשיכים במחקרי פריונים במחלקה לנוירולוגיה בהדסה, ירושלים.

רכוז הגורם במוח מגיע ל-108 יחידות מדביקות לגרם ולעתים רחוקות גם באברים פנימיים (כבד, טחול) ובכייל נמוך.

הגורם עובר ממברנות של 220 נ"מ, יציב לחום, לחומרי חיטוי ולקרינה, יבוש והקפאה, וגורם לאחוי תאים. לא נמצא מבחן סרולוגי לגורם, אך בקורו וב-CJD נמצאו נוגדנים עצמיים נגד הנוירופילמנטים שגדלם 10 נ"מ, ביותר מ-60% מהחולים בשלבים מאוחרים של המחלה. הופעת הנוגדנים דומה להופעתם במחלות אוטואימוניות אחרות, בכך שהם מופיעים גם באנשים בריאים ובשכיחות גבוהה יותר בקרובי משפחה של החולים. הם נמצאו גם במחלות אלצהיימר ופרקינסון אך בשכיחות נמוכה יותר, כך שנראה שזו תוצאה ולא גורם. הנוגדנים מכוונים בעיקר נגד חלבון בגודל 200Kda המרכיב את הפילמנטים.

אין טפול או תרופה למחלות אלה.

נשים חולות בספגת המוח בשבט הקורו

מחלת Creuzfeldt-Jacob:

מחלה נדירה, ספורדית בכל העולם בשכיחות של כ-1:106 לשנה, עם שכיחות גבוהה יותר בקרב אוכלוסיות מסוימות ללא קשר משפחתי כמו בסלובקיה, אנגליה, ארצות הברית, יפן, פינלנד, שבדיה, צ'ילי וביהודים יוצאי לוב החיים בישראל (עד פי 30!). בשיתוף הקבוצה הירושלמית בהדסה נקבע שמוטציה מסוימת בקודון 200, המחליפה את החומצה האמינית גלוטמית לליזין, נמצאת אצל קבוצה אתנית זו, ושצורה זו הינה דומיננטית בגרימת המחלה. המוות מגיע תוך שנה, כאשר הגיל הממוצע במוות הינו 57.

ניתן להעביר את המחלה לקופים, וזנים מסוימים גם לחזירי ים, חתולים, אוגרים ועכברים. הסימנים דומים לקורו ברמה תאית, עם יצירת פיברילות עמילואידיות כמו ב-Scrapie.

בחלק מהמקרים המשפחתיים בעלי מעורבות גנטית, המחלה מתפתחת לאט יותר, והדמיון לקורו מתבטא יותר. סינדרום זה נקרא Gerstmann-Straussler-Scheinker, גם כאן ניתן להעביר את המחלה ע"י תרחיף מוח לחיות. מחלה גנטית נוספת מקבוצה זו היא FFI, המתחילה בקשיי שינה ועוברת לשטיון. עד היום נתגלו תשע משפחות הנושאות הפרעה זו.

כושר הדבקה ויציבות של הגורם:

את כל המחלות הנ"ל הצליחו להעביר לחיות מעבדה וחיות משק, ע"י הזרקה תוך מוחית של רקמת מוח נגוע, או ע"י האכלה. מחלת הקורו התפשטה בקרב השבטים בגיניאה החדשה ע"י אכילת מוח של נפטרים מהמחלה, וגם ע"י זהום ריריות ועור פצוע .

למרות ש-CJD הינה מחלה ספורדית המופיעה בשכיחות של כ-1:106 לשנה, תוארו העברות מאדם לאדם במספר מקרים:

1. לאחר השתלת קרנית מאדם שנפטר מהמחלה (ממוח הנפגע העבירו CJD לשימפנזה לאחר שהחומר שהה בטמפרטורת החדר 7 חודשים ב-90% פורמלין-סליין).
2. שני מקרים לאחר נתוח מוח והשתלת dura mater שעבר הקרנה מיננת.
3. שני חולי אפילפסיה שהושתלו באלקטרודות כסף שחוטאו ב-70% אתנול ואידי פורמלדהיד, לאחר ששמשו לטפול בחולי CJD.
4. שני מנתחי מוח, רופא שיניים ושניים ממטופליו, שנחשפו לרקמה אינפקטיבית בנתוחים ו-PM.
5. טכנאי פתולוגיה ומספר רופאי שיניים נוספים נפטרו מ-CJD.
6. שמונה חולים פיתחו מחלה לאחר טפול בהורמון גדילה מיותרת מוח של אדם (לפחות 3 אצוות של ההורמון נמצאו מזוהמות בגורם). מאז הופסק השמוש בהורמון ממקור אנושי ועברו לשמוש בהורמון מהונדס.

לא נצפתה העברה בתרומות דם מחולי CJD שהיו תורמים "מקצועיים".

לגורם יציבות גבוהה לכל הכימיקלים המקובלים, לקרינה ולחום. עקב זמן האינקובציה הארוך (אפילו בשימפנזים יכול להגיע לעשרות שנים), בדיקות סרולוגיות "קשות" לבצוע ולקבלת תוצאות.

חיטוי "יעיל" מתקבל באוטוקלב 15 PSl, 132°C, למשך למעלה משעה, או ב-NaOH 1N - למכשירים ולמשטחים. אפילו חום יבש ב-3600°C - לשעה, משאיר פעילות מסוימת. השיטה היעילה ביותר שפותחה עד היום לנטרול הגורם ברקמות מוח כוללת טיפול בפורמלין (37%) למשך 48 שעות, השרייה בחומצה פורמית (96%) למשך שעה ושוב 48 שעות בפורמלין. בשיטה זו הצליחו להוריד את כייל הגורם בשמונה סדרי גודל (Brown et al. Neurology 40:887, 1990).

ביולוגיה מולקולרית של ה"נגיף":

הפלקים העמילואידים במחלות הנגרמות ע"י פריונים בנויים מחלבון הנקרא Scrapie Amyloid Protein "Prion" - (PrP27-30) שנוצר עקב חתוך פרוטאוליטי ושנוי קונפורמציה של החלבון הנורמלי במאכסן Scrapie Precursor proIeln - (PrP35-37) - רצף cDNA של חלבון המוצא נקבע ורובו אומת ע"י רצף חומצות אמינו של החלבון עצמו.

הגן נמצא על כרומוזום 20 באדם ו-2 בעכבר. (לעומת זאת - הגן לחלבון המצטבר במחלות ה"לא אינפקטיביות" כמו אלצהיימר ופרקינסון וכנראה גם הזדקנות טבעית - נמצא בכרומוזום 21 באדם ו-16 בעכבר. שם החלבון העמילואידי הינו בגודל של K4.1 דלתון ותת-היחידה היא בת 42 חומצות אמינו, ואין כל הומולוגיה ברצף ל-scrapie).

החלבון הינו טרנס ממברנלי, מזדקר משטח התא הנורמלי ותפקידו אינו ידוע, (אולי קשור למשפחת חלבוני תעלות יונים). הרצף הינו נשמר היטב במינים שונים.

המכניזם של שרשרת השנויים קשור להפרעה כלשהיא ב-turnover הגבוה של החלבון המקורי, הנגרמת ע"י הגורם. החלבון עובר לצורה עמילואידית בלתי מסיסה ועמידה לפרוטאוליזה, שגם היא אינפקטיבית. תת יחידות אלה מגרענות פולימריזציה ויצירה עצמית של הצורות החוטיות (SAF) המתגבשות למבנים עמילואידים שנצפים במיקרוסקופ.

פרוסינר מציע שהמעבר מצורה נורמלית לצורה הפתולוגית קשור בשינוי במבנה השלישוני של החלבון. החלבון הנורמלי בנוי מצורות סליליות מקופלות בצורת "אלפא". בצורה האינפקטיבית נפתחים סלילים אלה לצורות "ביתא", וכנראה שהמוטציות הידועות ברצף החלבון מספיקות כדי לשנות את צורת קיפול החלבון. החוקרים ממשיכים ומניחים שהתפתחות המחלה נעשית כאפקט דומינו: מולקולה אחת של החלבון הסקרייפי PrP "נוגעת" במולקולה נורמלית ומשרה בה את הקיפול לצורה האינפקטיבית. מולקולה זו וחברתה שוב "מתקיפות" מולקולות נוספות וכך הלאה, עד שהחלבון הפתולוגי מצטבר לריכוזים הגורמים לתופעת המחלה.

אחת התעלומות בספור הפריונים היא מדוע ואיך ל"זנים" שונים יש זמני דגירה שונים. יתכן שגם בעיה זו ניתנת להסבר ע"י הקונפורמציה של חלבוני הפריון. לנדסברי ובירון מה- NlH במונטנה סיפקו תמיכה לתיאוריה זו. הם לקחו פריונים ממוחות אוגרים מודבקים בשני זנים שונים (איטי ומהיר) וערבבו אותם עם חלבון פריון נורמלי. הם הראו שהחלבון הנורמלי קבל את הקונפורמציה של הפריון אתו בא במגע. כלומר, תכונת הפריון הועברה ע"י החלבון בלבד.

הסתברות השינוי הספונטני של חלבון נורמלי לאינפקטיבי ע"י שינוי קונפורמציה במבנה שניוני ושלישוני של החלבון היא כ-1:106 לשנה, בדומה לשכיחות הכלל עולמית של CJD.

במקרים משפחתיים של CJD ו-GSS הסתברות יצירת חלבון מוטנטי עולה פי 106 כתוצאה מאחת מתוך 4 מוטציות שונות, ששלוש מהן גורמות שנוי בחומצה אמינית אחת בחלבון המוצא. באחת מוחלפת פרולין ללאוצין (בקודון 102) בשניה חומצה גלוטמית לליזין (בקודון 200 כמו במשפחות יוצאי לוב בישראל), ושלישית תוספת בין קודון 39 ל-40. מוטציות אלה לא נמצאו במקרים משפחתיים אחרים וספורדים של CJD או בחולי קורו.

לאכול או לא לאכול?

לאחרונה פורסמו בארץ ובעולם ידיעות, הקושרות לכאורה כ-10 מקרי ספגת מוח באדם באנגליה עם אכילת בשר. מקרים אלה עדיין לא התבררו, אך מאמר שפורסם בעתון Nature (376: 402, 1994) התייחס לתופעה וטוענים שעד היום אין כל הוכחה שאדם חלה במחלה עקב אכילת בשר חיה. באנגליה, בה הרבה עדרי בקר נגועים במחלת "הפרה המשוגעת", הגיעו גם הדווחים המדאיגים על הדבקת אנשים מבקר. דובר על כעשרה מקרים ובהם שני חקלאים שחלו בקרויצפלד-יעקב שהיה להם קשר עם בקר נגוע בשנים 1992 ו-1993, ועל מקרה נוסף של נערה, שחלתה ללא קשר ישיר עם בקר. מקרה של מחלה כזו בנערה הינו נדיר מאד, אך אינו בודד. שני מקרים נוספים תוארו בספרות של צעירים בני 16 ו-19 שחלו במחלה, ללא קשר למחלה בבקר. במקרה של הנערה היתה מגמה לקשור את המחלה לאכילת בשר, ביחוד המבורגרים (אולי בלתי מבושלים מספיק), למרות שהרופאים לא קבעו חד משמעותית שהיא חולת קרויצפלד-יעקב.

באנגליה מופיעים כ-50 מקרי מחלה זו בשנה, ללא קשר למחלה בבקר בהתאם לשכיחות הופעת המחלה בצורה מקרית בעולם.

לאחר פרסום מחלות שני האיכרים באנגליה, חיפשו ומצאו גם מקרה אחד בחקלאי בבלגיה וחמישה חקלאים צרפתיים. בבלגיה לא אותרה מחלת הבקר מעולם, ובצרפת היו מקרים אך ללא קשר גיאוגרפי למחלת החקלאים.

יחידת המעקב והניטור הבריטית הלאומית ל-CJD בבית החולים "הכללי המערבי" באדינבורו, הודיעה עתה כי במהלך השנתיים האחרונות (1995-1994) נתגלו בבריטניה 10 מקרי קרויצפלד יעקב החורגים מהמקובל. החריגה מתמקדת בחמש נקודות:

1. לא היה בין החולים כל מגע או קשר, גיאוגרפי או משפחתיי לפיכך, ובמיוחד לנוכח הארוע הסימולטני, יתכן שקיים גורם סיכון משותף.
2. גילם היה נמוך בהרבה מהמקובל לגבי חולי CJD: בממוצע 27.5 שנה (הממוצע למעלה מ-63 שנה). רוב החולים בתסמונת החדשה היו בני 30-25; המבוגר בן 42; הצעירים - בסוף שנות העשרה. שניים עדיין חיים, כנראה.
3. משך המחלה הממוצע היה 13 חודש (ברגיל - 6 חודשים).
4. הפעילות החשמלית המוחית (EEG) לא היתה טיפוסית ל-CJD.
5. אף כי השינויים הפתולוגיים במוח ניתנו לזיהוי כ-CJD, הם חרגו מהמקובל במחלה זו, תוך הופעת ריכוזים גדולים של חלבון הפריון ברבדים חוץ תאיים.

על סמך כל אלה, הודיעה הוועדה המייעצת לספגת מוח (SEAC) כי אין לשלול את האפשרות שמקרים אלה נגרמו בבני אדם מכיוון שנחשפו לספגת מוח הבקר בטרם נאסר השימוש בקמחי בשר בבקר, קרי לפני 1989.

מסתבר שהקשר בין אכילת בשר ממקור נגוע והופעת המחלה באדם אינו ברור, ואם קיים סיכון הרי עיקרו הוא באכילת מוח או אברים פנימיים ולאו דווקא בשר.

חשוב לציין שמחלת "הפרה המשוגעת" לא דווחה בארץ, אך דווח על שני מקרים באזור עכו של מחלה מקבילה ב כבשים (סקרייפי). כמו כן יש לאסור על יבוא בקר ואו קמחי בשר בעלי חיים מבריטניה לישראל.

עדר פרות - ספגת המוח של הבקר הפכה לבעייה כלכלית ובריאותית חריפה ביותר בבריטניה.
מיליוני ראשי בקר מיועדים לחיסול.

האם בני אדם עלולים להידבק בספגת המוח של הבקר?

עקב זמן הדגירה הארוך, עד עשרות שנים, קשה לעקוב אחר מקרים ולוודא התפתחות מחלה. כדי להתגבר על בעיה זו, משתמשים החוקרים בעכברים טרנסגניים, שהוכנס להם הגן לחלבון הפריון האנושי (HuPrP). החלבון הטבעי (PrP^c) אינו מזיק ונמצא על פני ממברנות תאי עצב ורקמות אחרות. עקב שינוי גנטי או מגע בחלבון המדביק (PrP^sc) מצטבר האחרון ברקמת המוח. ככל שהמרחק הפילוגנטי בין מינים גדול יותר, כן גדול השינוי ברצף חלבוני הפריון שלהם. (רצף חלבון הפרה שונה מזה של כבש ב-7 מקומות, רצף האדם והפרה שונים ב-30 נקודות, ורצף אדם ועכבר שונה ב-28 נקודות.) ככל שהשוני ברצף גדול יותר כן קשה יותר לגרום למחלה ע"י הזרקת הפריון האינפקטיבי לבעלי חיים. כשהרצף דומה, מהירות הופעת המחלה גדולה. מאחר שכך סוברים החוקרים, שעכבר המכיל חלבון פריון אנושי, יהיה חיית מודל רגישה יותר לצורך הערכת אפשרות העברת מחלת הפרה (BSE) לבני אדם.

קולינג' וחבריו הזריקו עכברים נושאי HuPrP ועכברי בקורת רגילים, בתמצית מוח מחולה CJD. העכברים נושאי הגן האנושי שרדו פחות (300-250 יום) מעכברי הביקורת (480 יום ויותר). כשהוזרקו שתי קבוצות עכברים המכילים את שני הגנים הן של עכברים והן של אדם בתמצית מוח פרות חולות ב-BSE, לא נמצאו הבדלים משמעותיים בזמן השרידה (520-450 יום). כלומר מציאות הגן האנושי בעכברים לא קיצרה את זמן האינקובציה של המחלה. קבוצה עכברים נוספת שהוזרקה ב- BSEוהכילה רק גן אנושי עדיין לא חלתה עד פרסום המאמר (268 יום) שהם 63 ימים יותר מזמן השרידה של העכברים בעלי גנום דומה שהוזרקו ב-CJD. למרות שיש בניסויים אלה מודל מעניין ללימוד הפתוגנזה של מחלות פריון, עדיין העכברים הטרנסגניים אינם בני אדם. ולכן יהיו תוצאות ניסוים אלה אשר יהיו, השלכותיהם על שאלת הסיכון בהדבקת אדם ב-BSE אינו ברור.

לקריאה נוספת:

1. Molecular biology of prion diseases. SB. Prusiner in Science, 252: 1515-1522, 1991
2. Prion diseases of humans and animals. Ed. SB. Prusiner, J. Collinge, J. Powell and B. Anderton. Ellis Horwood, 1992
3. Molecular biology of prion diseases. Special issue of Philosophichal transactions of the Royal Society of London, Series B, 343:# 1306; March 29, 1994
4. Strctural clues to prion replication. FE. Cohen, K-M, Pan, Z. Huang, M. Baldwin, RJ. Flefferick and SB. Prusiner in Science, 264:530-531, 1994.

ד"ר איתן ישראלי וינינה גיטלמן - המכון למחקר ביולוגי בישראל

פורסם ב"סינתזיס" 13,  יוני 1996