Клинична патология на полиомиелит

Полиомиелитът е силно инфекциозно заболяване, причинено от вирус, принадлежащ към семейство Picornaviridae. Клиничните характеристики са разнообразни, вариращи от леки случаи на респираторни заболявания, гастроентерит и неразположение до тежки форми на парализа. Те са категоризирани в непрозрачна инфекция без симптоми, леко заболяване (абортивен полиомиелит), асептичен менингит (непаралитичен полиомиелит) и паралитичен полиомиелит. Това заболяване се свързва с осакатяващи деформации, засягащи хиляди животи по целия свят.

Полиомиелит съществува от хиляди години, с изобразяване на болестта в древното изкуство. Заболяването е признато за първи път като отделно състояние от английския лекар Майкъл Андервуд през 1789 година, а вирусът, който го причинява, е идентифициран за първи път през 1908 година от австрийския имунолог Карл Ландщайнер. Основни огнища започват да се появяват в края на 19 век в Европа и САЩ. През 20 век се превръща в едно от най-тревожните детски болести в тези области. Първата ваксина срещу полиомиелит е разработена през 50-те години на миналия век от Йонас Солк.

Епидемиология

Поради широкото използване на ваксината срещу полиовирус, честотата на заболеваемост е била по-малко от 0,01 случая на 100 000 население от 1965 година. Последният случай на полиомиелит е през 1979 година в САЩ. Съобщават се редки случаи на полиомиелит в резултат на живо атенюирана ваксина срещу полиовирус, като болестта е била внесена в Съединените щати чрез хора, които са пътували до страни, където полиомиелитът е ендемичен или където възниква огнище. Тези полиовирусни инфекции, получени от ваксина, са били съобщени за последно в Съединените щати през 2005 година.

Полиомиелитът има разпространение в световен мащаб, с пиков сезон от юли до септември и концентрация в тропическите райони на Северното полукълбо. Състоянието продължава да се проявява епидемично при неимунизирано население в развиващите се региони. Лошата санитария и пренаселеността са два допълнителни фактора, свързани с разпространението.

От острите полиовирусни инфекции 4-8% показват само неспецифично заболяване, а 1-2% от инфекциите в крайна сметка водят до неврологични симптоми. Честотата на паралитичните заболявания нараства с млада възраст, напреднала възраст, наскоро усилено физическо натоварване, тонзилектомия, бременност и нарушаване на защитните сили на В-лимфоцитите. Смъртността от остър паралитичен полиомиелит е 5-10%, но може да достигне 20-60% в случаите на булбарно засягане.

Съотношението мъже/жени за полиомиелит е 1:1. Повечето случаи се срещат при педиатричната популация. Инфекцията или имунизацията срещу полиовирус осигурява защита през целия живот.

Етиология

Полиомиелитът се причинява от вирус от рода Enterovirus, известен като полиовирус. Тази група РНК вируси колонизира стомашно-чревния тракт - по-специално орофаринкса и червата. Времето за инкубация (до първите признаци и симптоми) варира от три до 35 дни, с по-често срещан период от шест до 20 дни. Полиовирусът заразява и причинява заболяване само при хората. Структурата му е много проста, съставена от един (+) смислен РНК геном, затворен в протеинова обвивка, наречена капсид. В допълнение към защитата на генетичния материал на вируса, капсидните протеини дават възможност на полиовирус да инфектира определени видове клетки. Установени са три серотипа на полиовирус - полиовирус тип 1, тип 2 и тип 3 - всеки с малко по-различен капсиден протеин. И трите са изключително вирулентни и предизвикват едни и същи симптоми при клинична патология на полиомиелит.

Хората, които са изложени на вируса, или чрез инфекция, или чрез имунизация с полиомиелитна ваксина, развиват имунитет. При имунните индивиди имуноглобулин A антителата срещу полиовирус присъстват в тонзилите и стомашно-чревния тракт и са в състояние да блокират репликацията на вируса. Имуноглобулин G и имуноглобулин M антителата срещу полиовирус могат да предотвратят разпространението на вируса към моторните неврони на централната нервна система. Инфекцията или ваксинацията с един серотип на полиовирус не осигурява имунитет срещу другите серотипове и пълният имунитет изисква излагане на всеки серотип.

Заболяването се предава главно по фекално-орален път чрез поглъщане на замърсена храна или вода. Понякога се предава по орално-орален път. Полиомиелитът е най-заразен между 7 и 10 дни преди и след появата на симптоми, но предаването е възможно, стига вирусът да остане в слюнката или фекалиите.

Фактори, които увеличават риска от инфекция с полиомиелит или засягат тежестта на заболяването, включват имунен дефицит, недохранване, физическа активност непосредствено след началото на парализа, увреждане на скелетните мускули поради инжектиране на ваксини или терапевтични средства и бременност. Въпреки че вирусът може да премине майчино-феталната бариера по време на бременност, изглежда, че плодът не е засегнат нито от майчината инфекция, нито от ваксинацията срещу полиомиелит. Майчините антитела също пресичат плацентата, осигурявайки пасивен имунитет, който предпазва бебето от полиомиелитна инфекция през първите няколко месеца от живота.

Патогенеза

Полиовирусът е с диаметър от 25 до 30 нанометра. Външната му обвивка или капсида е съставена от 60 протомера, всеки от които е направен от 4 вирионни протеина VP1, VP2, VP3 и VP4, подредени в двадесетопръстенна симетрия. Благодарение на смесването на различни протеини се създават бримки, които служат като антигенни места за комбиниране със съответните антитела.

Полиовирусът навлиза в орофаринкса и се размножава локално в сливиците, лимфните възли на шията, а впоследствие и в Пейеровите плаки и тънките черва. Инкубационният период варира от 2 до 35 дни. Съществува и хипотеза, която предполага, че понякога вирусът навлиза в кръвния поток и след това вторично нахлува в сливиците. След 3 до 5 дни вирусът се появява в изпражненията. Този период може да бъде напълно асимптоматичен или да се наблюдават леки виремични симптоми. Могат да се появят самоограничаващи се епизоди на гастроентерит, инфекция на дихателните пътища и грипоподобни заболявания. Виремията може да отшуми поради появата на антитела или да се разпространи в централната нервна система чрез кръвообращението.

Публикуваната литература също сочи, че се разпространява по аферентния нервен път в мозъка, тъй като вирусът има специален афинитет към клетъчния рецептор CD155, който помага при клетъчното свързване. Вирусът причинява предимно унищожаване поради своята цитопатична природа. Има значително увреждане на клетките на предния рог на гръбначния мозък. Това причинява парализа на крайниците. Вирусът може да се разпространи в клетките на задния рог, моторния неврон на таламуса и хипоталамуса. При булбарната форма на полиомиелит има засягане на мозъчния ствол, което може да бъде фатално. Хистологичният вид на засегнатите мозъчни клетки показва вакуолация и инфилтрация. Има натрупване на плазмени клетки, полиморфонуклеарни неутрофили и микроглии. Заразените клетки фагоцитират от макрофаги, причинявайки дегенерация на аксони. Настъпва широко разпространена мускулна атрофия, която води до парализа. Смъртта обикновено настъпва поради респираторна парализа в крайни случаи.

Постполиомиелитният синдром може да се прояви 25 до 30 години след първоначалния паралитичен пристъп. При него се наблюдава прогресивна мускулна атрофия вероятно поради продължаващо влошаване на двигателния неврон. Друга хипотеза предполага анормално присъствие на цитокини, вероятно поради персистиращия полиовирус в главния и гръбначния мозък.

Клинична картина

Повечето пациенти (95%) с инфекции с вируса на полиомиелит са безсимптомни или имат само леки системни симптоми, като фарингит или гастроентерит. Тези случаи се наричат леки заболявания или абортивен полиомиелит. Леките симптоми са свързани с виремия и имунен отговор срещу разпространение на вируса. Само 5% от пациентите проявяват различна тежест на засягане на нервната система, от непаралитичен полиомиелит до най-тежката форма на паралитичен полиомиелит.

При непаралитичен полиомиелит или препаралитичен полиомиелит продромалните симптоми включват генерализирано главоболие, треска 38-40 ºC, възпалено гърло, анорексия, гадене, повръщане и мускулни болки. Тези симптоми могат или не могат да отшумят след 1-2 седмици. Могат да последват и признаци и симптоми на засягане на нервната система (раздразнителност, неспокойствие, тревожност, емоционална нестабилност, скованост на шията и гърба) и признаци на Керниг и Брудзински поради менингит. Децата обикновено проявяват по-леки системни симптоми, отколкото възрастните. Препаралитичните симптоми също могат да се развият в паралитични.

Инкубационният период при паралитичен полиомиелит от излагането на вируса в неврологичната фаза може да продължи 4-10 дни, но може да продължи до 4-5 седмици. Развиват се силна мускулна болка и спазми, последвани от слабост. Мускулната слабост има тенденция да стане максимална в рамките на 48 часа, но може да се развие по-дълго от седмица. Не трябва да се отбелязва прогресия на слабостта, след като температурата спадне до нормална за 48 часа. Слабостта е асиметрична, като долните крайници са засегнати повече от горните. Мускулният тонус е хлабав, а рефлексите първоначално са живи, но след това отсъстват. Преходни или от време на време персистиращи груби фасцикулации също се наблюдават често при пациенти с паралитичен полиомиелит. Пациентите се оплакват и от парестезии в засегнатите крайници без реална загуба на усещане. Парализата остава в продължение на дни или седмици, преди бавното възстановяване да настъпи за месеци или години.

Чисто булбарната форма на полиомиелит без слабост на крайниците може да се появи при деца, особено при тези, чиито сливици и аденоиди са отстранени. Булбарната парализа със засягане на гръбначния стълб е по-честа при възрастни, като най-често включва медулата и води до дисфагия, дисфония, дихателна недостатъчност и вазомоторни нарушения. Пациентите могат да имат симптоми и признаци, като хълцане, забавяне на дишането, цианоза, неспокойствие и безпокойство. Когато се появи и парализа на диафрагмалната и интеркосталната мускулатура, пациентите се нуждаят от незабавна дихателна помощ и интензивни грижи поради животозастрашаваща дихателна недостатъчност. Загубата на вазомоторен контрол с циркулаторен колапс също допринася за високата смъртност.

Енцефалитната форма, спадаща към клинична патология на полиомиелит,  е много рядка и се проявява като възбуда, объркване, ступор и кома. Автономната дисфункция е често срещана и има висока смъртност.

Патологични характеристики

Основните изменения са в гръбначния и по-рядко в продълговатия и малкия мозък. Менингите предимно в торакални е части на гръбначния мозък са оточни и кръвонапълнени. На срез границата между сивото и бялото вещество в областта на предните рога е заличена. В областта на последните могат да се видят точковидни кръвоизливи и малки огнища на размекване. В паралитичния стадий могат да се намерят множествени точковидни кръвоизливи по лигавицата на стомаха и червата, епикарда и висцералните плеври. Освен това се наблюдават катарални ангини и фарингити, ентерити с хиперплазия на Пайеровите плаки, наподобяващи коремен тиф. Напречно набраздената мускулатура в парализираните крайници е с дегенеративни и атрофични промени.

Хистологично в препаралитичният стадий се наблюдава тигролиза в двигателните неврони на предните рога със загиване на някои от тях. Преобладават хемодинамични нарушения - хиперемия, оток и точковидни кръвоизливи.

В паралитичния стадий в голяма част от засегнатите неврони се намират вътреядрени оксифилни включвания с диаметър 3-5 милиметра. Значително по-голям е броят на загиналите неврони. Около тях се образуват невронофагични възелчета от разраснала микроглия. Перивазално се намират огнищни глиални разраствания, лимфоцитни инфилтрати и микрокисти. Тези промени могат да персистират с месеци.

При енцефалитната форма, която е значително по-рядка и много по-тежко протичаща, подобни морфологични изменения се намират в ядрата на продълговатия мозък (булбарна форма), моста (понтинна форма), междинния мозък, ретикуларната формация и в Substantia nigra, големите пирамидални клетки в gyrus praecentralis.