• скачать файл

Санкт-петербург

с. 1

На правах рукописи



ЧИКУРОВ

Александр Андреевич

ВАРИАНТЫ ТЕЧЕНИЯ И ТИПЫ ОЧАГОВ

РАССЕЯННОГО СКЛЕРОЗА

(КЛИНИКО-ПАТОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)
14.01.11 – нервные болезни,

14.03.02 – патологическая анатомия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук


САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2011


Работа выполнена в ФГВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФ
Научные руководители

доктор медицинских наук, доцент Бисага Геннадий Николаевич

доктор медицинских наук,



ст. научный сотрудник Гайкова Ольга Николаевна
Официальные оппоненты

доктор медицинских наук, профессор Лобзин Сергей Владимирович

доктор медицинских наук, профессор Насыров Руслан Абдуллаевич
Ведущая организация

Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова.


Защита диссертации состоится « 21 » декабря 2011г. в __ часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 215.002.04 при ФГВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФ по адресу: 194044 г. Санкт-Петербург, ул. Лесной проспект, д. 2.
С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФ

Автореферат разослан « » ________________ 2011 г.


Ученый секретарь совета

доктор медицинских наук, профессор



Шамрей Владислав Казимирович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Рассеянный склероз, как заболевание, имеет большое медицинское и социально-экономическое значение. Это обусловлено его значительным распространением среди заболеваний ЦНС и высокой стоимостью терапии, составляющей в некоторых странах Европы от 6600 до 41000 евро в расчете на 1 пациента в год (Kobelt G., 2006). Поражая самую социально активную часть населения (как правило, молодых людей в возрасте 20-40 лет), заболевание нередко приводит их к тяжелой инвалидности.

Клиническая диагностика РС в ряде случаев вызывает значительные затруднения. Достаточно часто в процессе наблюдения за больным РС приходится отказываться от этого диагноза, или, наоборот, выставлять диагноз РС только после длительного наблюдения и проведения значительного количества высоко технологичных методов диагностики. По словам А.П. Зинченко (1973) нет такого другого заболевания в неврологии, в отношении которого допускалось бы столько диагностических ошибок и в таком диапазоне.

Внедрение МРТ в клиническую практику позволило с достаточно высокой точностью визуализировать очаги РС и осуществлять динамическое наблюдение за их изменением. Однако вопрос о корреляциях между морфологическими, нейровизуализационными и клиническими параметрами при РС остается открытым из-за малого числа подобных исследований. Отсутствие единого представления о строении очагов РС нередко приводит к ошибочным заключениям при описании МР-томограмм. Описываемые в заключениях специалистов–радиологов глиоз и демиелинизация редко находят подтверждение при патоморфологическом исследовании. Следовательно, требуется проведение исследований, в которых данные МРТ сопоставлялись бы с данными клинического и патоморфологического исследования с целью более полного раскрытия возможностей МРТ как метода прижизненной диагностики и мониторинга РС.



Цель исследования.

Комплексная клинико-морфологическая и МР-томографическая оценка изменений белого вещества головного мозга при различных вариантах клинического течения рассеянного склероза.



Задачи исследования:

  1. Оценить выраженность неврологических нарушений по расширенной шкале инвалидизации и провести сопоставление клинических и МР-томографических данных при рецидивирующе-ремиттирующем, первично- и вторично-прогрессирующих вариантах течения РС.

  2. Выделить типы очагов РС по результатам комплексного патоморфологического исследования головного мозга, включающего посмертную МРТ, макроскопию, световую и электронную микроскопию.

  3. Сопоставить клинические особенности течения РС с характеристиками очагов на МР-томограммах пациентов и патоморфологическими изменениями в таких же очагах. Оценить влияние количества и типа очагов на клиническую картину и варианты течения РС.

Научная новизна.

Установлено, что при рассеянном склерозе повреждается все белое вещество головного мозга, а обнаруживаемые на МРТ очаги являются лишь морфологическим маркером данного заболевания.

Показано, что у больных с РС часть выявляемых при МРТ очагов измененного сигнала, которые описываются как очаги глиоза, не имеют соответствующего морфологического эквивалента. В большинстве участков с повышением сигнала на Т2 ВИ и понижением на Т1 ВИ происходит разрежение нейропиля, часто сопровождающееся уменьшением количества глиоцитов и увеличением содержания жидкости в межклеточном веществе.

Впервые у больных c различными вариантами течения рассеянного склероза, при сопоставлении данных МРТ с результатами комплексного клинико-патоморфологического исследования головного мозга, выделены 4 типа очагов РС, которые различаются по качественным и количественным показателям.

В очагах РС, а также в макроскопически неизмененном белом веществе (МНБВ) головного мозга морфометрически установлено значительное изменение глиальной «формулы»: уменьшение количества миелинобразующих ОДЦ, относительное увеличение количества и гипертрофия фиброзных астроцитов.

Выявлен факт негативного влияния активированных фиброзных астроцитов и их отростков на миелин, миелинобразующие клетки, эпендимоциты и сосуды головного мозга.

Установлены МРТ признаки каждого типа очагов РС, включающие интенсивность сигнала очагов, четкость и совпадение их границ на Т1 и Т2 взвешенных изображениях (ВИ). Показано, что преобладание очагов 3 и 4 типа характерно для первично- и вторично-прогрессирующих вариантов РС.

Практическая значимость.

На основе результатов МРТ в сопоставлении с клиническими и морфологическими данными предложена классификация очагов РС, отражающая выраженность и в некоторой степени стадию процессов повреждения вещества мозга. Данная классификация позволяет при нейровизуализационном обследовании пациентов с РС корректно оценивать особенности и характер очаговых изменений МР-сигнала, а при сопоставлении их с клиническими проявлениями - выбирать оптимальное направление терапевтического воздействия.

На основании морфологических и нейровизуализационных данных объективно обосновывать необходимость использования нейропротективно-метаболической, трофической и ангиопротективной терапии у пациентов с РС.

Внедрение результатов исследования в практику.

Полученные результаты используются в лекциях, семинарах и практических занятиях с врачами, клиническими ординаторами, адъюнктами, аспирантами и курсантами кафедры нервных болезней Военно-медицинской академии, Центрального Научно-исследовательского рентгено-радиологического института (ЦНИРРИ), Всероссийского центра экстремальной и радиационной медицины МЧС России и в практической работе в этих же учреждениях.



Личный вклад автора в проведенные исследования состоит в определении цели и задач исследования, сборе и анализе данных отечественной и зарубежной литературы, проведении комплексного клинического обследования пациентов, участии в обработке данных нейровизуализации (совместно с врачом-рентгенологом), выполнении микроскопической оценки аутопсийного материала, статистической обработке и анализе полученных результатов.

Основные положения, выносимые на защиту:

        1. При РС повреждается все вещество головного мозга, а обнаруживаемые на МРТ очаги являются лишь морфологическим маркером данного заболевания.

        2. Первично-прогрессирующий РС по сравнению с рецидивирующе-ремиттирующим и вторично-прогрессирующим вариантами РС характеризуется полисимптомным началом и более высоким темпом нарастания инвалидизации.

        3. В зависимости от степени повреждения ткани мозга и выраженности глиальной реакции патоморфологически очаги РС можно разделить на 4 типа, каждый из которых имеет специфическую МР-томографическую картину. Тяжесть заболевания по шкале EDSS не коррелирует с общим количеством очагов, однако имеются положительные корреляции с количеством очагов 3 и 4 типа. Преобладание очагов 3 и 4 типа характерно для прогрессирующих вариантов РС

        4. Морфологической особенностью очагов РС является разрежение нейропиля с уменьшением общего количества глиоцитов и особенно миелинобразующих олигодендроцитов, а также увеличением процентного содержания и гипертрофией фиброзных астроцитов с их негативным влиянием на стенки сосудов и эпендиму и олигодендроциты.

Апробация диссертации.

Основные результаты работы доложены на Всероссийских научно-практических конференциях «Нейроиммунология» (Санкт-Петербург, 2003, 2004, 2007, 2009, 2011), IX Всероссийском съезде неврологов (Ярославль, 2006), заседании ассоциации патологоанатомов Санкт-Петербурга и Ленинградской области (Санкт-Петербург, 2003), V международной конференции по функциональной нейроморфологии «Колосовские чтения» (Санкт-Петербург, 2003), научно-практической конференции с международным участием «Современные проблемы рассеянного склероза: теория и практика» (Казань, 2010), итоговых конференциях военно-научного общества курсантов и слушателей Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (Санкт-Петербург, 2002, 2003, 2004, 2005, 2010), межвузовской конференции «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической медицины» (Санкт-Петербург, 2003), Benzon symposium No.49. «Рассеянный склероз: генетика, патогенез и терапия» (Копенгаген, 2002).



Публикации.

По теме диссертации опубликовано 24 научные работы, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.



Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 3 глав, заключения, выводов и практических рекомендаций, списка литературы. Работа содержит 53 рисунка, 14 таблиц. Список литературы включает 172 источника (55 отечественных и 117 зарубежных). Текст диссертации изложен на 128 страницах.


Содержание работы

Клинико–неврологическое и нейровизуализационное обследование пациентов.

В клинике нервных болезней Военно-медицинской академии обследованы 74 пациента в возрасте 35,3 ± 12,2 лет с достоверным диагнозом РС (женщины составили 60%). В зависимости от варианта течения РС пациенты были разделены на 3 группы. Первую составляли пациенты с рецидивирующе-ремиттирующим РС (РРРС), вторую группу – пациенты с вторично- прогрессирующим РС (ВПРС) и третью группу составили пациенты с первично- прогрессирующим РС (ППРС).

Фазу обострения и ремиссии РС определяли по критериям Poser C.M (Poser C.M. et al., 1983). Хроническое прогрессирование определяли по увеличению тяжести симптомов заболевания на протяжении не менее 12 месяцев как связанное, так и не связанное с рецидивами. Считали, что после своего начала фаза вторичного прогрессирования продолжалась в течение всей последующей болезни, хотя в ходе нее могли наблюдаться некоторая стабилизация и даже незначительные временные, обычно субъективные, улучшения состояния. Степень тяжести заболевания определялась по шкале EDSS (Kurtzke J.F., 1983). К легкой относили степень тяжести от 0 до 3,5 баллов шкалы EDSS, к средней – от 4 до 5,5 баллов, тяжелой – 6 и более баллов.

Доброкачественность течения болезни оценивали по шкале MSSS (Multiple Sclerosis Severity Score), для чего использовали табличную методику остроты РС, при помощи которой определяли соотношение уровня неврологического дефицита по шкале EDSS и общей продолжительности болезни. Благоприятным вариантом течения РС считали, если MSSS ≤ 5,0. Неблагоприятный вариант заболевания характеризовался MSSS >5,0. Для подсчета баллов использовали компьютерную программу MSSS test [Roxburgh R.H. et al., 2005].

МРТ головного мозга пациентов с РС выполняли на кафедре радиологии Военно-медицинской академии на томографе с напряженностью магнитного поля 1,5 Т, фирмы Сименс. Всем пациентам из группы ППРС и 10 пациентам из группы ВПРС и 26 пациентам с РРРС была выполнена МРТ головного мозга. Протокол МРТ исследования был стандартным. Параметры МРТ, использованные при исследовании головного мозга больных, представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Параметры МРТ, использованные при исследовании головного мозга


Изображения

Параметры (мс)

Взвешенные по Т1
TR=758, 720, 660

TE=14

Взвешенные по Т2
TR=5340, 4000, 3404

TE=119, 17

Для анализа МРТ - снимков использовали компьютерную программу eFilm Workstantion 2.1.0, разработанную компанией Merge healthcare. Исследовали такие параметры, как: интенсивность сигнала, его однородность и четкость границ очагов на одном и том же срезе в Т1 ВИ и Т2 ВИ режимах. Интенсивность сигнала очага демиелинизации измеряли на среднем срезе очага с последующим вычислением тканевого контраста (ТК) очага РС по следующей формуле:

ТК= |ИС очага - ИС белого вещества| / ИС белого вещества,

где ИС – интенсивность сигнала.

Очаг с увеличением интенсивности сигнала на Т2 ВИ менее, чем на 50% по сравнению с интенсивностью сигнала от неизмененного белого вещества головного мозга, считали слабо гиперинтенсивным, а более 50% - резко гиперинтенсивным. На Т1 ВИ уменьшение интенсивности сигнала от очага менее, чем 40%. в сравнении с неизмененным белым веществом считали слабым.

Комплексное МРТ - патоморфологическое исследование головного мозга умерших с рассеянным склерозом.

Морфологическое (светооптическое и электронно-микроскопическое) исследование препаратов головного мозга умерших пациентов с РС проводили в нейрогистологической лаборатории кафедры нервных болезней и НИЛ электронной микроскопии и гистохимии НИЦ Военно-медицинской академии. Был исследован головной мозг 6 пациентов с РС: 4 женщин и 2 мужчин (табл.2).

Группу сравнения составили 7 погибших быстрой смертью (6 мужчин и 1 женщина), 4 из которых погибли на поле боя от огнестрельных повреждений сердца и крупных сосудов (аорты, легочного ствола), вызванных огнестрельными пулевыми и осколочными ранениями без повреждения головного мозга. Все погибшие при жизни не имели неврологической и соматической патологии. Средний возраст группы сравнения – 21,8±2,1 лет.

Таблица 2.

Распределение умерших пациентов по возрасту, длительности заболевания и варианту течения РС


Характеристика

Умершая М.

Умершая К.

Умершая Ш.

Умершая Л.

Умерший У.

Умерший С.

Возраст, лет

63

55

56

53

64

50

Длительность заболевания, лет

10

10

16

21

28

12

Вариант течения

ВПРС

РРРС

ППРС

РРРС

ППРС

ВПРС

Комплексное исследование головного мозга умерших проводили в несколько этапов по единой схеме.

На первом этапе проводилась фиксация препарата головного мозга по стандартной методике в растворе нейтрального формалина нарастающей концентрации в течение 1 месяца. В сосуды и желудочки мозга вводили 5% раствор формалина. На втором этапе выполняли МРТ фиксированного препарата головного мозга в ЦНИРРИ на томографе с использованием тех же режимов, что и при клиническом исследовании пациентов. Для изучения полученных МР-изображений (как и при изучении клинических случаев) использовалась одно и то же программное обеспечение (eFilm Workstation 2.1.0) с аналогичными настройками. На третьем этапе проводили макроскопическое исследование горизонтальных и фронтальных срезов головного мозга толщиной 5 мм, совпадавших с направлением МРТ срезов. На этих срезах оценивали локализацию, размер, окраску очагов, их форму, плотность вещества мозга в очаге. На четвертом этапе (микроскопическое и электронно-микроскопическое исследования) были взяты участки ткани мозга из различных отделов мозга – всех очагов РС и симметричных участков макроскопически неизмененного белого вещества (МНБВ) по 20 – 25 кусочков в каждом наблюдении.

Световая микроскопия. Гистологические препараты, приготовленные по стандартной методике, окрашивали гематоксилином и эозином, фукселином и пикрофуксином, а также по методу Маллори. Дополнительно светооптически исследовали полутонкие эпонаралдитовые срезы толщиной до 1 мкм, полученные на ультратомах LKB – 5 и Ultracut E, которые окрашивали по методу Ниссля 1% раствором толуидинового синего. Всего изучено 120 препаратов.

Для уточнения природы клеток, встречавшихся в очагах РС и МНБВ были проведены непрямые иммунопероксидазные реакции с глиофибриллярным кислым белком (GFAP) и виментином для выявления астроцитов; а также реакции с общим лейкоцитарным антигеном (LCA) и CD3 и CD20, идентифицирующие соответственно Т- и В- лимфоциты.



Электронная микроскопия. Материал для электронно-микроскопического исследования подготавливали по методике, которая была разработана в Военно-медицинской академии (Клочков Н.Д. и соавт, 2003). Полученные ультратонкие срезы контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца по Рейнольдсу. Просмотр и фотосъемку ультратонких срезов с целью детального изучения структуры глиоцитов, нервных волокон, сосудов и других составляющих элементов белого вещества головного мозга пациентов проводили в электронных микроскопах Tesla (Чехия) и LEO-910 (Германия). Всего было исследовано 680 электронограмм.

Методика морфометрического анализа клеточного состава. Морфометрия проводилась на препаратах, окрашенных гематоксилином и эозином, с подтверждением (в случае необходимости) природы клеток на полутонких срезах, а также при помощи электронной микроскопии и иммуногистохимии. Эта морфометрическая методика подсчета и оценки состояния глии применялась нами в связи с недостаточной, на наш взгляд, специфичностью таких популярных показательно красочных методик идентификации глиоцитов, как импрегнация и иммуногистохимия, которые, к сожалению, не могут дать достоверного ответа о количестве клеток, поскольку при данных методах выявляются не все клетки исследуемых нами групп. Для количественной оценки и сравнения клеточного состава белого вещества головного мозга в очагах РС и МНБВ на препаратах, окрашенных гематоксилином и эозином, производился подсчет общего числа глиальных клеток при увеличении х400 в 20 случайно выбранных полях зрения у умерших пациентов в двух группах: первая – РС, вторая – группа сравнения. Во второй группе брали по 6 фрагментов из симметричных участков лобных, теменных, височных и затылочных долей каждого головного мозга. Подсчет процентного состава глиоцитов проводился на полутонких срезах с этого же уровня, окрашенных по методу Ниссля, в 10 случайно выбранных полях зрения. Абсолютное количество глиоцитов разных типов определяли расчетным методом, исходя из общего количества всех клеток и процентного соотношения каждого из их типов. При возникновении сомнений в принадлежности клеток к той или иной группе (астроглии или олигодендроглии) использовалась электронная микроскопия и иммуногистохимия. После проведенных подсчетов полученные данные пересчитывались на мм².

Методы статистической обработки результатов исследования.

Статистическую обработку результатов исследования выполняли с использованием методов параметрической и непараметрической статистики с помощью пакета прикладных программ Statistica for Windows 8.0 (StatSoft®, Inc., USA). Методы статистического анализа морфометрического исследования включали однофакторный дисперсионный анализ с определением среднего значения изучаемого показателя, ошибки среднего и квадратичного отклонения, максимального и минимального значений. Оценка различий средних значений произведена при помощи F-критерия. Вероятность р<0,05 определялась как достаточная для вывода о существенности различия данных, полученных при исследовании.



РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Клинико–неврологическое и нейровизуализационное обследование.

При исследовании 74 пациентов с достоверным диагнозом РС, получавших лечение в клинике нервных болезней Военно-медицинской академии, в зависимости от варианта клинического течения нами было выделено 3 группы пациентов: РРРС 51 человек (69%); ППРС 8 человек (10,8%); ВПРС 15 человек (20,2%).

Рецидивирующе-ремиттирующий тип течения РС характеризовался практически равным распределением исследованных пациентов по полу, и большинство из них имело легкую степень тяжести болезни (до 3,5 баллов по шкале EDSS). Благоприятный вариант течения заболевания незначительно преобладал над неблагоприятным (MSSS - 4,3 балла).

Первично-прогрессирующий РС в 62% был отмечен у мужчин и в 38% у женщин, что является отличительной характеристикой этого типа течения. При ППРС 62,5% всех пациентов имели среднюю степень тяжести (EDSS от 4,0 до 5,5 баллов). У пациентов с ППРС чаще отмечался неблагоприятный вариант течения болезни, а балл по шкале MSSS составил 5,6. Важно отметить, что возраст дебюта заболевания при ППРС (в среднем 38,5±3,1 лет) был выше, чем при других вариантах течения.

Вторично-прогрессирующее течение РС характеризовалось самой большой продолжительностью заболевания (13,7±5,0 лет). В группе с ВПРС преобладали женщины (87%), и у 73,4% пациентов этой группы течение заболевания определялось как тяжелое (EDSS>6,0), а балл по шкале MSSS составил 6,6.

Клинические данные о пациентах по типу течения РС представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Распределение пациентов по типу течения РС



Клинические данные

РРРС

ППРС

ВПРС

Средний возраст (лет)

35,0±9,8

44,1±4,1

45,4±6,3

Средняя продолжительность заболевания (лет)

10,3±6,8

5,8±2,4

13,7±5,0

Дебют заболевания (возраст)

24,7±5,8

38,5±3,1

31,7±4,6

Распределение по полу

45% муж

55% жен


62% муж

38% жен


13% муж

87% жен


Средний балл по EDSS

3,7±1,2

4,0±0,9

4,8±1,0

Легкая степень тяжести (до 3,5 баллов EDSS)

56%

37,5%

6,6%

Средняя степень тяжести (4 – 5,5 баллов EDSS)

34,2%

62,5%

20%

Тяжелая степень (более 6 баллов EDSS)

9,8%

0%

73,4%

Балл по MSSS

4,3

5,6

6,6

При дисперсионном анализе зависимости значений показателя MSSS от типа течения РС установлено, что они определяются типом течения РС и достоверно отличаются в группах РРРС – ППРС (F= 7,71; p<0,05) и ВПРС – ППРС (F=6,1; p<0,05). Наиболее неблагоприятным течением можно считать ППРС с более быстрым прогрессированием заболевания и более ранним наступлением инвалидизации.

Основные характеристики клинической симптоматики у пациентов с различными вариантами течения РС представлены в таблице 4.

Таблица 4.

Сравнительные клинические характеристики больных с различными типами течения РС

Группа симптомов


РРРС

ППРС

ВПРС


В начале заболевания

На момент исследова-ния

В начале заболевания

На момент исследова

ния


В начале заболевания

На момент

Исследова

ния


Мозжечковые и вестибулярные расстройства

14(27,4%)

20(39,2%)

5(62,5%)

6(75%)

4(26,6%)

10(66,6%)

Пирамидные

расстройства



17(33,3%)

34(66,6%)

4(50%)

7(87,5%)

5(33,3%)

13(86,6%)

Зрительные расстройства

18(35,2%)

20(39,2%)

2(25%)

2(25%)

6(40%)

7(46,6%)

Нарушения чув-ствительности

16(31,3%)

22(43,1%)

2(25%)

3(37,5%)

3(20%)

8(53,3%)

Нарушение функ-ции тазовых орга-нов

2(3,9%)

8(15,6%)

0(0%)

4(50%)

2(13,3%)

7(46,6%)

«Моносимптом-ное» начало

36(70,5%)

2(25%)

10(66,6%)

Проведенный анализ очагов на МРТ позволил нам выделить среди них 4 основных типа. В таблице 5 представлена общая характеристика очагов измененного сигнала в белом веществе головного мозга у больных с РС в зависимости от интенсивности сигнала от очагов на Т1 и Т2 ВИ.

При анализе частоты встречаемости очагов различных типов в зависимости от клинического варианта течения РС было установлено, что РРРС характеризуется преобладанием очагов 1 и 2 типов (71,5%). Доля очагов 3 типа составляла 21,5%, 4 типа – 7,0%. При прогрессирующих формах РС очаги 3 и 4 типов встречались чаще. Так, при ВПРС очаги 3 типа встречались в 27,8% случаев, а 4 типа – в 23,2%. Для ППРС было также характерным увеличение числа очагов 3 типа до 36,8% ( по сравнению с РРРС), а очагов 4 типа – до 15,8%.


Таблица 5.

Общая характеристика очагов РС при МРТ


Очаг

Сигнал Т1 ВИ

Сигнал Т2 ВИ

1 типа

Не определяется*

Слабый (ТК≤0,5),

нечеткие границы



2 типа

Слабый (ТК ≤0,4),

существенно меньшего размера, чем на Т2 ВИ

Слабый (ТК≤0,5),

нечеткие границы



3 типа

Сильный (ТК> 0,4),

меньшего размера, чем на Т2 ВИ

Сильный (ТК>0,5), неоднородный,

нечеткие границы



4 типа

Сильный (ТК> 0,4),

совпадает размером с очагом на Т2 ВИ

Сильный (ТК>0,5), однородный,

четкие границы

Примечание: * - жирным шрифтом выделены основные отличия очагов.



Морфологические изменения головного мозга у умерших лиц с РС.

Во всех случаях при сопоставлении МРТ и макроскопического исследования головного мозга были найдены типичные очаги демиелинизации, которые имели различную форму и размеры. Исследование макропрепаратов, проведенное с использованием срезов на тех же уровнях, что и срезы МРТ, в целом подтвердило локализацию бляшек в мозге, за исключением нескольких очагов, расположенных в коре и в базальных ганглиях, или в непосредственной близости от них. МРТ позволила нам обнаружить отек вокруг очагов, не определяющийся при макроскопическом исследовании.

При проведении комплексного МРТ - патоморфологического исследования головного мозга умерших с РС нам было выделено четыре типа очагов в зависимости от степени повреждения вещества мозга.

На МРТ очаги 1 типа проявлялись в 60% случаев (и только на Т2 ВИ) в виде слабого гиперинтенсивного сигнала с нечеткими границами, меньшего размера, чем при макроскопическом исследовании, где они имели нечеткие границы и мало отличались от ткани мозга. При светооптическом исследовании препаратов, окрашенных гематоксилином и эозином, очаги были представлены достаточно плотной тканью мозга с незначительным очаговым разрежением нейропиля, а при окраске на миелин по методу Шпильмейера в этих очагах выявлены минимальные изменения. Количество клеток глии в них было 1092,7±24,4 в мм2. На полутонких срезах, окрашенных по методу Ниссля, в этих же участках мозга определялись миелинизированные волокна (МВ) с полностью сохранившимися аксонами, но частично лишенными миелиновой оболочки. При электронной микроскопии в МВ из этих очагов часто отмечались набухание миелина, слипание слоев миелиновой оболочки друг с другом. Эти очаги характеризовались минимальными изменениями структуры глиоцитов, однако часть олигодендроцитов (ОДЦ), находилась в состоянии морфофункционального напряжения.

Очаги 2 типа на МРТ имели слабый гиперинтенсивный сигнал на Т2 ВИ с нечеткими границами и выявлялись в виде слабого гипоинтенсивного сигнала на Т1 ВИ. Макроскопически очаги имели овальную форму, серо-розовый цвет и четкие границы с окружающим белым веществом. Светооптически в этих очагах отчетливо определялось уменьшение количества МВ, повреждение сохранившегося миелина и разрежение нейропиля. Общее количество клеток глии составило 750,8±10,5 в мм2. Глиоциты были представлены гипертрофированными астроцитами (АЦ), типичными ОДЦ и мелкими клетками с гиперхромными ядрами и высоким ядерно-цитоплазматическим соотношением. При электронной микроскопии в их цитоплазме обнаружен скудный набор органоидов, что является признаком их незрелости. В ядрах этих клеток хроматин был нетипично плотным и располагался в виде «спиц колеса». По своей структуре эти клетки были отнесены нами к молодым ОДЦ, которые уже на ранних стадиях развития изменялись по типу апоптоза. Принадлежность этих клеток к ОДЦ подтверждалась наличием по соседству более зрелых ОДЦ, имевших типичное строение ядра и цитоплазмы. Зрелые ОДЦ в этих очагах были как в активном функциональном состоянии, так и в состоянии апоптоза. Отдельные АЦ с цитоплазмой, содержавшей большое количество лизосом, находились в непосредственном контакте с ОДЦ, цитоплазма которых была дистрофически изменена по светлому типу вследствие расширения канальцев эндоплазматической сети и вакуолизации митохондрий. Миелинизированные волокна, расположенные в зоне контакта с АЦ, имели признаки миелино- и аксонопатии. Все это позволяет нам высказать предположение о негативном влиянии АЦ на миелинизированные волокна и миелинообразующие клетки.

Очаги 3 типа имели размеры 10-15 мм, четкие границы на МРТ и неоднородную интенсивность сигнала на Т1 и Т2 ВИ. Основной особенностью этих очагов было скопление в них криблюр – резко расширенных пространств Вирхова-Робэна диаметром до 5 мм с четкими границами, ровными контурами и хорошо сформированной стенкой. При световой микроскопии криблюры занимали до 50% площади очага. Плотность нейропиля в межкриблюрном пространстве таких очагов была выше, чем в других очагах, а количество клеток глии составляло 2111,3±29,7 в мм2. Электронно-микроскопическое исследование показало, что нейропиль вокруг полости состоял из многочисленных глиофибрилл и умеренно измененных или разрушенных МВ. Миелинопатия часто проявлялась набуханием миелина и потерей его ламеллярной структуры. Нередко встречались МВ с выраженной периаксональной вакуолизацией миелина и ее переходом в периаксональный отек. Аксонопатия проявлялась в уменьшении объема осевых цилиндров с повышением их электронной плотности.

Очаги 4 типа во всех исследованных случаях были наиболее крупными (размерами от 15 до 30 мм), располагались вокруг боковых желудочков, имели неправильную форму. При МРТ такие очаги отличались от других значительным изменением интенсивности сигналов на Т2 и Т1 ВИ, и их границы на этих режимах МРТ совпадали. При макроскопическом исследовании они были серого цвета и имели неровные, но четкие контуры. Поверхность этих бляшек всегда западала по сравнению с плоскостью разреза, а в участках вблизи полости желудочка нередко наблюдались множественные мелкие кисты. При световой микроскопии в них отмечено резко выраженное разрежение нейропиля с формированием мелких одиночных, впоследствии сливающихся между собой полостей и с уменьшением общего числа клеток глии (490,0±12,6 в мм2), но с гипертрофией отростков АЦ, которые создавали картину волокнистого глиоза. При электронной микроскопии МВ встречались крайне редко и, как правило, имели выраженную аксонопатию и спонгиформную миелинопатию (при этом миелин становился похожим на сети). В ряде МВ имело место истончение, либо полное разрушение участков миелиновой оболочки с оголением измененных (редуцированных и электронноплотных) осевых цилиндров. В этих очагах АЦ встречались чаще, чем ОДЦ, и были представлены, в основном, гипертрофированными (часто двуядерными) фиброзными клетками с признаками повышенной функциональной активности. Вследствие этого в ткани мозга содержалось большое количество поперечно срезанных отростков фиброзных АЦ, которые располагались очень плотно непосредственно вблизи просвета желудочка, а иногда контактировали с полостью желудочка и замещали собой разрушенные клетки эпендимы.

При световой микроскопии МНБВ разрежение нейропиля было небольшим, а количество клеток глии достоверно увеличенным по отношению к группе сравнения. Наблюдалось также достоверное различие (p<0,05) количества глиоцитов в зависимости от клинического варианта РС. Так, при РРРС общее количество клеток глии в МНБВ составило 1542,0±55,7 в мм2, а при ВПРС – 2459,5±37,6 в мм2. Иммуногистохимическое исследование МНБВ при прогрессирующих вариантах РС на фоне повышения количества и полиморфизма АЦ с выраженной экспрессией GFAP обнаруживало значительное число виментин-позитивных АЦ. При РРРС мы отметили менее выраженную экспрессию виментина астроцитами в МНБВ, при этом экспрессия GFAP была одинаковой при всех вариантах течения РС. Считается, что GFAP и виментин являются маркерами глии и могут экспрессироваться активированной астроглией (Gomes F.C.A. et al., 1999; Сухорукова Е. Г., 2011). Виментин выявляется, в основном, в молодых клетках, а при дальнейшем созревании клеток происходит уменьшение его экспрессии и в качестве иммуногистохимического маркера используют GFAP. Результаты нашей работы показали, что при прогрессирующих вариантах течения РС количество молодых активированных АЦ в МНБВ выше, чем при РРРС.

При электронной микроскопии в МНБВ обнаружены разнообразные изменения ОДЦ и АЦ вплоть до апоптоза. Изменения МВ проявлялись миелинопатией с незначительными изменениями миелиновой оболочки, а также аксонопатией по светлому и темному типу. Наибольшие изменения МВ выявлены вокруг капилляров (часто с явлениями стаза эритроцитов) и эта периваскулярная демиелинизация была представлена набуханием миелиновой оболочки МВ и спонгиформной миелинопатией.

При световой микроскопии кроме изменений клеточного состава в очагах и в МНБВ нами выявлены изменения сосудов всех типов, которые по выраженности не зависели от их положения в очаге или вне его и были распространены значительно шире, чем повреждения миелина и аксонов, считающиеся маркерами РС.

Таким образом, изменения МВ, сосудов, клеточного состава глиоцитов наблюдаются не только в очагах РС, но и в белом веществе вне очагов. Следовательно, при РС повреждается все белое вещество головного мозга, включая МНБВ, а видимые на МРТ и макроскопически очаги (бляшки) являются морфологическим маркером данного заболевания.

В некоторых очагах (вне зависимости от их типа) при светооптическом исследовании наблюдались картины негативного влияния отростков астроцитов на стенку сосуда. Оно проявлялось в том, что отростки АЦ прорастали сквозь стенку в полость сосуда таким образом нарушая строение ГЭБ. Установлен также факт деформации стенки желудочков, повреждения и разрушения эпендимы, вследствие негативного влияния фиброзных астроцитов и их отростков на эпендимоциты. Таким образом, описанный в литературе (Adams C.W.M. et al., 1987) гранулярный эпендимит при РС не является воспалением, а представлен комплексом изменений, связанных с деформацией и разрушением стенки желудочков отростками фиброзных астроцитов и дополняет морфологическую картину перивентрикулярных очагов демиелинизации.

В результате проведенного морфометрического исследования (включавшего количественную оценку клеточных реакций и изучение глиальной формулы) всех вариантов очагов РС, а также МНБВ, нами были получены следующие результаты. В группе сравнения – 1196,0±171,4 клеток в мм². Из них ОДЦ составили 85% всех клеток белого вещества головного мозга, АЦ – 8% и все остальные клетки (микроглия, макрофаги и т.д.) – 7%.

Результаты обработки подсчетов общего количества клеток методом однофакторного дисперсионного анализа подтверждают возможность выделения 4-х типов очагов РС, различающихся по общему числу глиальных клеток (табл. 6).

Таблица 6.

Общее количество глиальных клеток в очагах РС и вокруг них



Статисти

ческие параметры



Типы очагов РС

Группа сравнения

1 тип

2 тип

3 тип

4 тип

Количество клеток в очагах на 1 мм2

M±m

1092,7±24,4

750,8±10,5

2111,3±29,7

490,0±12,6

1196,0±171,4

σ

189,7

115

268

132,1

262

min÷max

638÷1482

482÷1120

1499÷2654

258÷965

920÷2027

Количество клеток вокруг очагов на 1 мм2




M±m

3133,3±35,6

3374,7±53,8

4447,0±113,6

4102,2±36,8

σ

159,5

240,7

508

164,7

min÷max

2896÷3448

2861÷3792

2413÷4878

3741÷4378

Примечание: M – среднее значение; m – ошибка среднего значения, σ – стандартное отклонение, min÷max – минимальное и максимальное значения.

В центре очагов количество глиоцитов уменьшается от 1 очага к 4 очагу, обратная картина наблюдается вокруг очагов. Так, в наиболее измененных очагах 4 типа общее количество глиальных клеток уменьшается в 2,5 раза по отношению к группе сравнения, а в белом веществе, окружающем такие очаги, количество глиоцитов, напротив, значительно увеличивается (в 3,4 раза). В очагах 1 типа уменьшение общего числа глиоцитов по отношению к группе сравнения статистически не значимо, однако в очагах 2 типа количество глиоцитов снижается на 38%, а вокруг таких очагов количество глиоцитов увеличивается почти в 2,8 раза и незначительно отличается от такового вокруг очагов 1 типа (рис. 1).




*

* p<0,05

*

Рис. 1. Общее количество клеток глии в очагах РС и вокруг них.

Очаги 3 типа характеризовались своеобразным видом атрофии – формированием множественных криблюр, занимавших значительную часть очага, и уплотнением нейропиля в межкриблюрном пространстве. Общее количество глиоцитов в межкриблюрном пространстве этих очагов составило 2111,3±29,7 кл/мм2, а вокруг этих очагов – 4447,0±113,6 кл/мм2, что превышает таковое в других типах очагов и в группе сравнения (рис. 2).

*

* p<0,05

Рис. 2. Общее количество клеток глии в очаге 3 типа и вокруг него.

Таким образом, в очагах 1, 2 и 4 типов по мере уменьшения общего количества глиоцитов в центре очага, происходит значительное увеличение количества клеток на его периферии, а в очагах 3 типа количество клеток глии увеличено и в самом очаге, и на его периферии, что является отличительной чертой очагов этого типа. Кроме количественных изменений глии в целом нами был изучен процентный состав глиоцитов в каждом очаге с составлением глиальной формулы. Так, для очагов 1 типа характерно двукратное снижение количества ОДЦ и резкое (почти семикратное) увеличение числа АЦ. Для очагов 4 типа наиболее характерно грубое снижение абсолютного числа ОДЦ и умеренное увеличение количества АЦ (рис. 3).

Рис. 3. Процентное соотношение глиоцитов (глиальная формула) в очагах РС, в макроскопически неизмененном белом веществе при РС и в группе контроля.



ВЫВОДЫ

  1. При РС повреждается все вещество головного мозга, включая макроскопически неизмененное белое вещество, а обнаруживаемые на МРТ очаги являются лишь морфологическим маркером данного заболевания.

  2. Первично прогрессирующее течение РС отличается от рецидивирующе-ремиттирующего и вторично прогрессирующего частотой полисимптомного начала (p<0,05) и большей скоростью прогрессирования (p<0,05). Тяжелая степень заболевания (более 6 баллов по шкале EDSS) чаще встречается у пациентов с вторично прогрессирующим течением.

  3. Комплексное нейровизуализационно – патоморфологическое исследование головного мозга позволило выделить 4 типа очагов РС, различающихся интенсивностью сигнала, соотношением размеров на Т1 и Т2 ВИ на МРТ, плотностью нейропиля, количеством глиоцитов, а также выраженностью изменений миелинизированных волокон.

  4. Установлены морфологические особенности очагов РС:

1 тип – слабый сигнал с нечеткими границами на МРТ, не определяющийся на Т1 ВИ, общее количество глиоцитов в 1,5 раза меньше по сравнению с группой сравнения;

2 тип – слабый сигнал на МРТ с нечеткими границами, площадь которого на Т1 ВИ существенно меньше, чем на Т2 ВИ, общее количество глиоцитов снижено в 2 раза;

3 тип – сильный, неоднородный сигнал на МРТ с нечеткими границами, микроскопически – множественные криблюры, занимающие до 50% площади очага, между которыми расположен плотный нейропиль; общее количество глиоцитов в нейропиле повышено в 1,3 раза;

4 тип – на МРТ сильный однородный сигнал с четкими границами, площадь которого на Т1 ВИ и Т2 ВИ совпадает, нейропиль крайне разрежен с образованием кист, общее количество глиоцитов снижено в 3,2 раза.



  1. Особенность глиальной реакции при прогрессирующем течении РС: в очагах – уменьшение количества олигодендроцитов в 6,5 раз по сравнению с группой сравнения, негативное влияние активированных фиброзных астроцитов с разрастанием их отростков, прорастанием ими эпендимы и стенки сосудов, разрушением прилежащих миелинизированных волокон; вне очагов – увеличение виментин-позитивных активированных астроцитов на фоне повышенного в 2,8 раза общего количества глиоцитов.

  2. Сопоставление данных клинического и патоморфологического исследований позволило установить, что тяжесть заболевания по шкале EDSS не коррелирует с общим количеством очагов, а зависит преимущественно от диффузного поражения головного мозга при РС. Имеются слабые положительные корреляции тяжести течения с количеством очагов 3 и 4 типа.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. При анализе МР-томограмм с целью более точной оценки распространенности и глубины повреждений вещества мозга при РС рекомендуется использовать разработанную классификацию типов очагов РС, основанную на нейровизуализационно-морфологических особенностях очагов РС.

2. В описании МРТ рентгенологам и неврологам необходимо избегать употребления термина «очаги глиоза» как методически неверного, поскольку данный термин при РС не имеет морфологического эквивалента. Полученные данные свидетельствуют о том, что в очагах изменения сигнала при РС морфологически определяется разрежение нейропиля и уменьшение общего числа глиоцитов.

3. Очаги при первично- и вторично-прогрессирующих вариантах течения РС имеют морфологически более выраженные дистрофические изменения, для коррекции которых перспективно использование нейропротективно-метаболической и трофической терапии (никотинамид, ацетилцистеин, церебролизин, альфа-липоевая кислота, амантадин) и, возможно, методов клеточной терапии.

4. Применение ангиопротекторов и антиагрегантов показано при всех типах течения РС, поскольку у таких пациентов и в очагах РС, и в макроскопически неизмененном белом веществе выявлены распространенные нарушения ГЭБ и периваскулярная демиелинизация.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

Всего опубликовано 24 работы, из них наиболее значимые:



  1. [Бисага Г.Н.] Bisaga G.N. Glial reactions of brain tissue in multiple sclerosis plaques / [Г.Н. Бисага, О.Н. Гайкова, Л.С. Онищенко, А.А. Чикуров] Bisaga G.N., Gaikova O.N., Onischenko L.S., Chikurov A.A. // Benzon sympos. N.49. Multiple sclerosis: Genetics, pathogenesis and therapy.Copenhagen, 2002. – Poster III-I.

  2. Гайкова О.Н. Характеристика глиальных реакций при рассеянном склерозе / О.Н. Гайкова, Г.Н. Бисага, Л.С. Онищенко, А.А. Чикуров // Нейроиммунология. – 2003. – Т.1, №2. – С.35 – 36.

  3. Бисага Г.Н. Изменения состава глиоцитов в очагах демиелинизации и на расстоянии от них при рассеянном склерозе / Г.Н. Бисага, О.Н. Гайкова, А.В. Поздняков, Л.С. Онищенко, А.А. Чикуров // Материалы 5-й международной конф. по функцион. нейроморфологии «Колосовские чтения – 2006». – Морфология. – 2006. – Т.129, №2. – C.22.

  4. Одинак М.М. Новые данные по морфологии рассеянного склероза / М.М. Одинак, Г.Н. Бисага, О.Н. Гайкова, Л.С. Онищенко, А.А. Чикуров // Архив патологии. – 2006. – №2. – С. 28 – 34.

  5. Гайкова О.Н. Морфология рассеянного склероза / О.Н. Гайкова, Г.Н. Бисага, Л.С. Онищенко, А.В. Поздняков, И.М. Пахомов, А.А. Чикуров // Библиотека патологоанатома / Научно-практ. журн. – С.-Пб. – 2006. – Вып.71. – 32с.

  6. Бисага Г.Н. Варианты очагов демиелинизации и течения рассеянного склероза. Клинико-патоморфологическое сопоставление / Г.Н. Бисага, О.Н. Гайкова, Л.С. Онищенко, А.А. Чикуров // Нейроиммунология. – 2009. – Т.1. – С.14.

  7. Чикуров А.А. Структурные изменения эпендимы и субэпендимной зоны в перивентрикулярных очагах демиелинизации при рассеянном склерозе / А.А. Чикуров, Л.С. Онищенко, О.Н. Гайкова, Г.Н. Бисага, М.М. Одинак // Вестн. Рос. Воен.-мед. Акад. – 2010. – №1 (29). – С. 141 – 45.

  8. Бисага Г.Н. Морфологические особенности очагов демиелинизации в коре головного мозга при рассеянном склерозе/ Г.Н. Бисага, О.Н. Гайкова, Л.С. Онищенко, А.А. Чикуров // Неврологический вестник. – 2010. – Т.42(1). – С.127 – 28.

  9. Зайчиков Д.А. Морфометрические характеристики глиальных реакций головного мозга при неврологической патологии / Д.А. Зайчиков, А.А. Чикуров, О.Н Гайкова, Л.С. Онищенко, Е.В. Воробейчиков, В.Ю. Федоров // Вестн. Рос. Воен. – мед. акад. – 2011. – № 2 (34). – С. 67 – 75.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АЦ - астроцит

ВИ – взвешенные изображения

ВМедА – Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

ВПРС – вторично прогрессирующий рассеянный склероз

ГЭБ – гематоэнцефалический барьер

МНБВ – макроскопически неизмененное белое вещество

МРТ – магнитно-резонансная томография

ОДЦ – олигодендроцит

ППРС – первично прогрессирующий рассеянный склероз

РРРС – рецидивирующе-ремиттирующий рассеянный склероз

РС – рассеянный склероз

ТЕ – время эха

ТК – тканевой контраст

ЦНС – центральная нервная система

EDSS – шкала инвалидизации J.Kurtzke (1983)

ТR – время повторения
Выражаю глубокую признательность за помощь в проведении исследований и оформлении диссертации:

к.б.н. Л.С. Онищенко, С.В. Лепневой за помощь в электронно-микроскопическом исследовании аутопсийного материала;



д.м.н. В.А. Фокину, к.м.н. А.Г. Труфанову, Р.В. Пухову за помощь в проведении МРТ.


с. 1