نوع مقاله : آسیب شناسی تشریحی و بالینی
نویسندگان
1 گروه پاتولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 بخش اپیدمیولوژی و بیماری‌های مشترک گروه بهداشت و کنترل مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
BACKGROUND: The defects of the central nervous system caused by viruses are associated with tissue changes in certain areas of this system.
OBJECTIVES: We conducted the current work to determine and categorize the pathologic pattern of central nervous system lesions in stillbirths and newborns small ruminants with neurological symptoms in Semnan province.
METHODS: Primarily, we selected the affected animals and carried out systematic post mortem examination of lambs and kids. Subsequently, brain and spinal cords were completely removed. Processing, sectioning, and staining from different regions of the central nervous system was performed and 15 different regions of the brain and 10 different levels of the spinal cord were prepared. Subsequently, the histopathological study was performed and the observed lesions were arranged.
RESULTS: This study was performed on 20 lambs and kids with nonsuppurative inflammatory lesions in the brain and spinal cord. In the gross examination of the brain and spinal cord, we observed 4 cases of arthrogryposis, 1 case of spinal cord hypoplasia, 2 cases of hydranencephaly, 2 cases of porencephaly, and 1 case of cerebellar hypoplasia. According to the presence of nonsuppurative inflammation in the brain and spinal cord, 20 positive cases were categorized into 4 groups. In the first 3 groups, the main lesion was nonsuppurative encephalomyelitis and the main lesion of the fourth group was nonsuppurative encephalitis. Accordingly, 6 cases in the first group had extensive and inclusive nonsuppurative inflammation in over 75% of the brain and spinal cord sections; in the second group, five cases had multiple scattered nonsuppurative inflammation in 50% - 75% of the brain and spinal cord sections; in the third group, five cases had non-inclusive and focal nonsuppurative inflammation in less than 50% of the brain and spinal cord sections, and in the fourth group, 4 cases had nonsuppurative inflammation in the brain without lesion in the spinal cord.
CONCLUSIONS: It seemed as though in each of the four pathological patterns, certain viral agents were responsible for the pathological changes.
کلیدواژه‌ها [English]
ناهنجاری‌ها و اختلالات مادرزادی دستگاه عصبی مرکزی در حیوانات اهلی شایع بوده و فراوانی و تنوع آن‌ها از سایر دستگاه‌های بدن بیشتر می‌باشد. برای هریک از اختلالات و ناهنجاری‌های مادرزادی، دوره زمانی بحرانی و حساسی وجود دارد که در طی این دوره بافت عصبی در حال رشد و تکامل آسیب پذیر می‌باشد. خاصیت تراتوژن بودن یک عامل به گرایش و تمایل سلولی آن عامل بستگی دارد، ویروس‌ها از بین مجموعه‌ای از سلول‌ها که در معرض خطر قرار دارند تنها سلول‌هایی را که به آن‌ها تمایل و گرایش دارند برای آسیب زدن انتخاب می‌نمایند.
با عنایت به تروپیسم سلولی هر یک از عوامل ویروسی از یک سو و وسعت و تعدد نواحی تشریحی و بافتی مختلف با درجه بالایی از تفکیک و تمایز و اختصاصی بودن آن‌ها از سوی دیگر، انتظار می‌رود ناهنجاری‌های مادرزادی ناشی از عفونت‌های ویروسی در دستگاه عصبی مرکزی دارای الگوهای پاتولوژیک اختصاصی و ویژه معین و مشخص برای هر یک از عوامل ویروسی باشد (3).
دستیابی به استراتژی‌های کنترل بیماری‌ها و تدوین راه کارهای اجرایی برای کنترل عوامل ویروسی اختصاصی ایجاد کننده سقط در دام‌ها و پایش آن‌ها نیازمند تعیین و جداسازی عوامل ویروسی نمونه‌های در دسترس می‌باشد که همواره نتایج مطلوب و موفقیت آمیزی را به دنبال ندارد. در حالی که مطالعه هیستوپاتولوژیک دستگاه عصبی مرکزی و مشاهده ضایعات اختصاصی به صورت آنسفالومیلیت غیرچرکی در چنین مواردی توجه را به دخالت عوامل ویروسی مشخص و شناخته شده‌ای جلب خواهد نمود.
با توجه به خسارات اقتصادی قابل توجه ناشی از تلفات بره‌ها و بزغاله‌ها در دوران جنینی و بدو تولد در گله‌های استان سمنان و لزوم بررسی و ارزیابی ضایعات ایجاد شده در دستگاه‌های مختلف این دام‌ها، مطالعه حاضر بر روی گله‌های گوسفند و بز دارای موارد بروز مرده‌زایی و تولد نوزادان همراه با اختلالات عصبی در یک دوره دو ساله طی فصل زایش در نیمه دوم سال 1395 و 1396 صورت پذیرفت. بر این اساس تعداد قابل توجهی از (40 رأس) بره‌ها و بزغاله‌های مرده به دنیا آمده و نوزاد دارای علائم و نشانه‌های عصبی مورد کالبدگشایی کامل و سیستماتیک قرار گرفت و پس از بازرسی دستگاه عصبی مرکزی مغز از داخل جمجمه و نخاع به صورت یکپارچه از درون ستون مهره‌ها خارج گردید. مغز و نخاع این حیوانات از لحاظ تغییرات ماکروسکوپیک مورد بررسی قرار گرفتند. در بررسی ظاهری، دستگاه عصبی مرکزی از نظر عدم تشکیل بخش‌های مختلف و کوچک بودن مادرزادی نواحی تشریحی مغز و نخاع ارزیابی شد. ضمن بررسی اولیه ایجاد این تغییرات، از بخش‌های مختلف مغز و نخاع نمونه‌هایی تهیه و به منظور پایدار نمودن در محلول بافر فرمالین خنثی 10 درصد قرار داده شد.
به منظور ارزیابی انتشار بافتی ضایعات و تعیین گرایش و تمایل عوامل ویروسی ایجاد کننده ضایعات برای استقرار در بافت عصبی از 25 ناحیه تشریحی دستگاه عصبی مرکزی شامل 15 قسمت مختلف مغز و 10 سطح مختلف نخاع مقاطع هیستوپاتولوژیک تهیه گردید. برخی از این نواحی عبارتند از:
تلنسفال شامل قشر مخ لوب‌های پیشانی، آهیانه‌ای، گیجگاهی و پس‌سری، هیپوکامپ، نواحی اطراف بطن‌های جانبی، اجسام مخطط
دینسفال شامل تالاموس
مغز میانی شامل اجسام چهارگانه قسمت قدامی و خلفی
متنسفال شامل پل مغزی، مخچه و هسته‌های عمقی آن
میلنسفال شامل بصل النخاع
طناب نخاعی شامل بخش گردنی (سه سطح)، بخش سینه‌ای (سه سطح)، بخش کمری (سه سطح) و بخش خاجی
بدین منظور سپس از این نمونه‌های بافتی با روش معمول فرآوری بافت، بلوک‌های پارافینی تهیه و با استفاده از دستگاه میکروتوم مقاطع بافتی به ضخامت 5 میکرون بریده شده و به روش هماتوکسیلین و ائوزین رنگ آمیزی شد. در پایان لام‌های تهیه شده مورد بررسی میکروسکوپیک قرار گرفته و ضایعات و تغییرات مشاهده شده به صورت توصیفی ثبت و به طورکامل در جداول تهیه شده وارد گردید.
در ارتباط با دخالت عوامل ویروسی نمونه‌های مغز و نخاع دارای التهاب غیر چرکی حداقل در یکی از مقاطع بافتی به عنوان نمونه مثبت انتخاب و تغییرات پاتولوژیک مشاهده شده در آن‌ها شامل تغییرات عروق خونی، نورون‌ها، سلول‌های پشتیبان، عدم تشکیل بافت عصبی و تغییرات مننژ مورد توجه قرار گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده ضایعات پاتولوژیک دسته‌بندی و سپس مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
در بررسی ظاهری مغز و نخاع 4مورد آرتروگریپوز به صورت خمیدگی مفاصل اندام‌های حرکتی، 1 مورد اسکولیوز با انحنای ایجاد شده در بخش سینه‌ای ستون مهره همراه با هیپوپلازی سرتاسری نخاع به شکل کاهش قطر طبیعی نخاع و کوچک بودن آن، 2 مورد هیدران انسفالی ناشی از جایگزین شدن مایعات مغزی نخاعی در ساختار کیسه‌ای شکل به جای بافت عصبی در نیم‌کره‌های مغزی، 2 مورد پورآنسفالی با حضور حفرات حاوی مایع مغزی نخاعی در بخش‌های مختلف مغز، 1 مورد هیپوپلازی مخچه به شکل کاهش اندازه و کوچک شدن آن نسبت به حالت طبیعی مشاهده شد.
در بررسی هیستوپاتولوژیک مقاطع تهیه شده از مغز و نخاع به منظور انتخاب نمونه‌های مثبت دچار التهاب غیر چرکی احتمالاً ناشی از عوامل ویروسی ابتدا عروق خونی در تمامی مقاطع بافتی مورد بررسی و ردیابی قرار گرفت. بدین منظور نفوذ و تجمع آستینی‌وار سلول‌های آماسی تک هسته‌ای (PVC) شامل لنفوسیت، پلاسماسل و ماکروفاژ در فضای اطراف عروق خونی یا فضای ویرشو و رابین(Virchow – Robin Space) به عنوان نشانه اصلی از وقوع التهاب در بافت عصبی مشاهده شد (تصویر 1) و هر بره یا بزغاله‌ای که دارای حداقل 1 مورد تجمع آستینی‌وار سلول‌های آماسی تک هسته‌ای به دور عروق خونی در یکی از مقاطع بافت عصبی تهیه شده از مغز و نخاع بود نمونه مثبت در نظر گرفته شد.
همراه با واکنش آماسی مشاهده شده در مغز و نخاع، سلول‌های عصبی دچار نکروز حاد نورونی به صورت سلول‌هایی با سیتوپلاسم چروکیده ائوزینوفیل و قرمز و کروماتین داخل هسته متراکم، هسته پیکنوزه شده به شکل سه گوش، زاویه‌دار و مثلثی و همچنین فاقد دانه‌های نیسل در سیتوپلاسم مشاهده شد (تصاویر2،3). پس از تجمع آستینی‌وار سلول‌های تک هسته‌ای اطراف عروق خونی، فراوان‌ترین ضایعه مشاهده شده در غالب نمونه‌ها ضایعه نکروز حاد نورونی بود و تنها در بره‌ها و بزغاله‌هایی که فاقد التهاب غیرچرکی در نخاع بودند این ضایعه نسبت به سایر ضایعات از فراوانی کمتری برخوردار بود. با توجه به نتایج بدست آمده بیشترین فراوانی نسبی نکروز حاد نورونی مشاهده‌شده در مناطق مختلف مغز مربوط به ناحیه بصل‌النخاع و لوب‌های مختلف قسمت قشری مغز بود و کمترین فراوانی نسبی به نواحی اطراف بطنی و مخچه تعلق داشت (نمودار1).
همچنین ایجاد کروماتولیز مرکزی در نورون‌ها (تصویر3) با مشخصات جسم سلولی بزرگ و متورم، فقدان اجسام نیسل در مرکز سلول، خارج گردیدن هسته از موقعیت مرکزی و متمایل شدن آن به جانب سلول مورد توجه قرار گرفت (3،7).
یکی از شاخص‌های التهاب غیر چرکی در بافت عصبی ناشی از عوامل ویروسی تشکیل ندول‌های گلیال می‌باشد (3،7) که به صورت تجمع کانونی از سلول‌های گلیال به دور هم و با طرح و الگوی کروی در ارتباط با عروق خونی در بافت عصبی مشاهده گردید (تصویر 4). این ضایعه در مغز نسبت به نخاع فراوان‌تر بوده و بیشترین میزان فراوانی آن در مغز در قسمت قشری مغز در لوب‌های آهیانه‌ای مشاهده گردید (نمودار2).
در بررسی مننژ نیز مننژیت (تصویر5) به شکل نفوذ سلول‌های التهابی تک هسته‌ای از جمله سلول‌های لنفوسیت، پلاسماسل و ماکروفاژ همراه با پر خونی در عروق خونی آن دیده شد (3،7). در برخی از مقاطع بافتی تهیه شده، تعداد فراوانی حفرات با اندازه‌های مختلف پراکنده در بین اجزای بافت عصبی (تصویر6) حاکی از ضایعه حفره‌دارشدن بافت عصبی مشاهده شد. این حفرات حاوی مایعات بوده که پس از فرآوری نمونه به صورت حفرات توخالی دیده می‌شوند (3،7).
در این مطالعه، التهاب غیر چرکی و ایجاد تجمع آستینی‌وار سلول‌های تک هسته‌ای اطراف عروق خونی به عنوان واکنش اصلی در پاسخ به حضور عوامل ویروسی در بافت عصبی در نظر گرفته شد و از آن به عنوان معیاری برای تعیین و مشخص نمودن انتشار و پراکندگی عوامل احتمالاً ویروسی در دستگاه عصبی مرکزی استفاده گردید. بدین ترتیب بر اساس مشاهده التهاب غیرچرکی در بافت مغز و نخاع، 20 نمونه مثبت مطالعه شده در 4 دسته قرار گرفتند. در 3 دسته اول ضایعه مشاهده شده از نوع آنسفالومیلیت غیرچرکی و ضایعه دسته چهارم از نوع آنسفالیت غیر چرکی بوده است. مشخصات دسته‌ها از نظر وسعت و پراکندگی ضایعات و همچنین تعداد مقاطع دارای ضایعه التهابی به شرح زیر می‌باشد:
دسته اول دارای ضایعه وسیع و فراگیر و دارای التهاب غیرچرکی در بیش از 75 درصد مقاطع مغز و نخاع.
دسته دوم دارای ضایعه پراکنده در کانون‌های متعدد و دارای التهاب غیرچرکی بین 75-50 درصد مقاطع مغز و نخاع.
دسته سوم دارای ضایعه محدود و کانونی و دارای التهاب غیرچرکی درکمتر از 50 درصد مقاطع مغز و نخاع.
دسته چهارم دارای ضایعه التهاب غیرچرکی در مغز و فاقد این ضایعه در نخاع.
از بین 20 نمونه مثبت دارای ضایعه التهاب غیرچرکی مطالعه شده، 6 حیوان در دسته اول، 5 حیوان در دسته دوم، 5 حیوان در دسته سوم و 4 حیوان در دسته چهارم قرار گرفت.
بر مبنای این الگوی انتشار ضایعات، به نظر می‌رسد در هر دسته عوامل ویروسی خاص باعث ایجاد این تغییرات بافتی و الگوی پاتولوژیک مربوطه گردیده‌اند.
همچنین فراوانی ضایعات کروماتولیز مرکزی، نکروز حاد نورونی، تشکیل حفره و مننژیت در 4 دسته ذکر شده از بیشتر به کمتر به ترتیب زیر می‌باشد:
دسته اول نکروز حاد نورونی، تشکیل حفره، مننژیت و کروماتولیز مرکزی.
دسته دوم نکروز حاد نورونی، مننژیت، کروماتولیز مرکزی و تشکیل حفره.
دسته سوم نکروز حاد نورونی، مننژیت، کروماتولیز مرکزی و تشکیل حفره.
دسته چهارم تشکیل حفره، کروماتولیز مرکزی، مننژیت، و نکروز حاد نورونی.
Toplu و همکاران در سال 2011 به مطالعه موارد طبیعی بروز آسیب‌های وارده به بافت مغز و نخاع و نقایص مادرزادی ناشی از ویروس بیماری مرزی در گله‌های گوسفند و بز کشور ترکیه پرداخته و نقایصی از جمله هیدران انسفالی، پورآنسفالی، هیپوپلازی مخچه و همچنین ضایعات هیستوپاتولوژیک مننگوآنسفالیت غیرچرکی و هیپومیلینوژنز را در آنان گزارش نمودند (5). Peperkamp و همکاران در سال 2015 نقایص مادرزادی حاصل از ویروس اشمالنبرگ (Schmallenberg) در گله‌های گاو و گوسفند هلند را مورد بررسی قرار دادند. نقایص ایجاد شده در 102 رأس بره و 204 رأس گوساله شامل پورآنسفالی، هیدران انسفالی، هیپوپلازی مخچه، آرتروگریپوز و بدشکلی‌های استخوانی ستون مهره بوده است (4). Hunter و همکاران در سال 2001 ضمن مطالعه تجربی در گوسفند توانایی ناقص الخلقه‌زایی ناشی از ابتلاء به ویروس تب دره ریفت را مورد ارزیابی قرار دادند. در طی این مطالعه به 50 رأس میش که در مراحل مختلف آبستنی قرار داشتند ویروس تراتوژن به آن‌ها تلقیح گردید. پس از زایمان میش‌ها، در 14 درصد از آنان اثرات تراتوژنیک ویروس به صورت هیدران‌انسفالی، هیپوپلازی طناب نخاعی، آرتروگریپوز و کوتاهی فک پایین در بره‌های مطالعه شده مشاهده گردید (1).
در مقایسه با مطالعه تجربی Hunter و همکاران در سال 2001، در این مطالعه که بر روی گله‌های نشخوارکننده کوچک استان سمنان در یک دوره دو ساله طی فصل زایش در نیمه دوم سال 1395 و 1396 صورت پذیرفت در 20 بره و بزغاله دارای التهاب غیر چرکی به شکل تجمع آستینی‌وار سلول‌های تک هسته‌ای اطراف عروق خونی (PVC) در پاسخ به حضور عوامل مختلف احتمالاً ویروسی، در40 درصد از آن‌ها نقایص مادرزادی به صورت هیدران‌انسفالی، پورآنسفالی، هیپوپلازی مخچه، هیپوپلازی نخاع و اسکولیوز مشاهده گردید. به نظر می‌رسد افزایش میزان بروز نقایص مادرزادی در استان سمنان مربوط به دخالت بیش از یک عامل ویروسی بوده و بر این اساس می‌توان ایجاد الگوهای مختلف پاتولوژیک ارائه شده در این مطالعه را به دخالت چند عامل ویروسی از جمله ویروس آکابان، ویروس بیماری مرزی، ویروس زبان آبی، ویروس اشمالنبرگ، ویروس تب دره ریفت، ویروس کشه ولی و ویروس وسلزبرون منسوب داشت.
Van der Sluijs و همکاران در سال 2013 با مطالعه تجربی بر روی گوسفند و آلوده نمودن آن‌ها با دو سروتیپ ویروس بیماری زبان آبی نشان دادند که التهاب غیر چرکی دستگاه عصبی مرکزی مهم‌ترین و چشمگیرترین یافته در هر دو گروه مورد مطالعه بوده است (6).
در مطالعه حاضر نیز در بین 20 بره و بزغاله مثبت، فراوان‌ترین ضایعه مشاهده شده نفوذ و تجمع آستینی‌وار سلول‌های آماسی تک هسته‌ای در فضای اطراف عروق خونی (PVC) بدست آمد.
Peperkamp و همکاران در سال 2015 با مطالعه میکروسکوپیک مقاطع بافتی تهیه شده از مغز و نخاع بره‌ها و گوساله‌ها ضایعات آنسفالومیلیت، حفره‌دارشدن، نکروز و از بین رفتن نورون‌ها را در دستگاه عصبی مرکزی گزارش نمودند (4).
Van der Sluijs و همکاران در سال 2013 بر روی این نکته تکیه نمودند که مواجهه میش‌های باردار با ویروس بیماری زبان آبی در ثلث اول دوران بارداری منجر به نکروز گسترده بافت عصبی و بروز هیدران‌انسفالی می‌گردد در حالی‌که مواجهه بعد از این دوران ضایعات مشابهی را با شدت کمتر و انتشار محدودتر موجب می‌گردد (2،6). نتایج بدست آمده در مطالعه حاضر نیز از جنبه‌هایی با نتایج این محقق مطابقت دارد. به طوری‌که در 2 بره و بزغاله مرده به دنیا آمده در استان سمنان نقص مادرزادی هیدران‌انسفالی مشاهده گردید و همچنین مطالعه آسیب شناسی صورت گرفته بر روی مقاطع مغز و نخاع نمونه‌های مثبت نشان داد که پس از تجمع آستینی‌وار سلول‌های تک هسته‌ای اطراف عروق خونی (PVC)، فراوان‌ترین ضایعه مشاهده شده در غالب نمونه‌ها ضایعه نکروز حاد نورونی می‌باشد و این ضایعه در تمامی 25 ناحیه آناتومیکی دستگاه عصبی مرکزی نمونه‌های مثبت بروز نموده، از جمله ناحیه شاخ شکمی نخاع که موجب آرتروگریپوز می‌گردد. به‌علاوه نکروز حاد نورونی در 3 الگوی پاتولوژیک ارائه شده از بیشترین فراوانی نسبت به سایر ضایعات مشاهده شده برخوردار می‌باشد (نمودار1).
Peperkamp و همکاران در سال 2015 از دسـت رفـتن نورون‌های حـرکتی در شـاخ شکمی نخاع را که موجـب میکـرومیلیا می‌گردد را از وجوه تشخیص ویروس اشمالنبرگ نسبت به سایر عوامل ویروسی ایجادکننده ضایعه در دستگاه عصبی مرکزی نشخوارکنندگان برشمردند (4).
با عنایت به نتایج بدست آمده در این مطالعه و مشاهده تغییرات ظاهری مشخص در بره‌ها و بزغاله‌های مبتلا و دسته‌بندی تغییرات بافتی همراه با ضایعه اصلی التهاب غیرچرکی مغز و نخاع به نظر می‌رسد در هر یک از چهار الگوی پاتولوژیک معرفی شده عوامل ویروسی خاص مسئول بروز تغییرات بافتی بوده‌اند. شناسایی و تعیین این عوامل ویروسی که در طی دوران جنینی دستگاه عصبی مرکزی را گرفتار می‌نمایند و همچنین اشاعه و پراکندگی آن‌ها در گله‌های گوسفند و بز مناطق مختلف ایران و سایر استان‌های کشور، از موضوعات با اهمیت و قابل طرح برای مطالعات تکمیلی در آینده می‌باشد.
این پژوهش با استفاده از اعتبارات طرح مصوب معاونت پژوهشی دانشگاه تهران به شماره 6/6/7502013 انجام پذیرفته است. با سپاس از آقای رضا آقاابراهیمی سامانی کارشناس گرامی گروه آموزشی پاتولوژی دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران که این پژوهش جز با همکاری و همت ایشان میسر نمی‌گردید.
بین نویسندگان تعارض در منافع گزارش نشده است.
References
', './data/jvr/coversheet/cover_fa.jpg'))