第六节传染性海绵状脑病

V.

朊病毒病原的假说
唯蛋白质说：是不被大多数修饰核酸的方法灭活的蛋白质传染 性颗粒（Prion）。是蛋白质，不含核酸。 非寻常病毒说：异常特性的病毒，复制和致病作用均需有PrP存 在，PrP形成该病毒的部分或全部受体，其对理化因素和核酸酶 的抵抗力虽强，但处理后丧失大部分感染性，残余活性可能是 易于聚集的膜相关性因子。 拟病毒假说：核蛋白论，核酸同宿主酶催化复制，不编码病原 因子的蛋白质，但其必需成分与宿主成分（如PrPsc）紧密结合， 并受其保护。病原因子Pr由宿主基因编码，并形成核酸的外被 联合学说：感染因子是完全朊病毒组成，一是分离朊病毒，即 PrPsc，由宿主基因组复制，本身可致病，另一成分是协同朊病 毒，即核酸。它决定毒株的株特性，可能连结于PrPsc上 ，也存 在于正常宿主细胞中。
临床上以治疗无效的顽固失眠，自主神 经机能失调和运动体征（语言障碍，共 济失调）为特征，发病年龄20-71岁平均 51岁，病程6-32个月，平均14个月，FFI 是常染色体显性遗传性疾病。
5． 牛海绵状脑病（BSE）
特征是精神状态失常，共济失调， 感觉过敏和CNS灰质空泡化。
一、病原
I.

朊病毒的异常特性
英国BSE的流行过程 1986年 1987年 1988年 1992年 1993年 12头 461头 3000头 36000头 呈负增长，以后逐年下降
至1997. 8.21累计168578例，涉及33000多个牛群，平均 每群约5例。1988年7月起，英国颁布了反多动物饲喂含反 多动物蛋白的饲料，采取措施后5a，即1993年，发病数开 始下降，以后逐年减少，1993年后出生的牛很少发病，说 明上述预防措施有效。



VI.

朊病毒研究有待解决的问题
1个感染单位和PrPsc分子的比值约为1：100000，1个感 染 单 位 是 许 多 相 同 PrPsc 分 子 的 聚 合 物 还 是 若 干 不 同 PrPsc分子混合物中为数不多的某种特殊分子 PrPc和PrPsc的精确结构及前者转变为后者期间究竟产生 了哪些结构变化 是否存在抗蛋白酶而无感染性和有感染性而无抗蛋白酶 的PrPsc 体外试验产生的PrPsc有无感染性 PrPc的生理机能 朊病毒进入脑的通路和其与脑病变的关系。
英国2000年10月26日发表了《牛海绵状脑病调查报告》报 告否定了BSE源于绵羊痒病。认为它是牛十分罕见的散发性 朊病毒病。肉骨粉生产方式的改变与BSE发生无关。 ①BSE朊病毒和痒朊病毒的生物学和生物特性不同，后者虽 可实验感染牛使之发病，但临床表现和病理变化与BSE不同， BSE单一传染来源、属同一毒株，而痒病朊毒有明显的多样 性、具有许多不同的毒株。 ②BSE发生和流行期间，潜伏期未见缩短。 ③BSE流行期，英国痒病的发病率未见增多。 ④实验证实连续法和批次法生产的肉骨粉在感染性上并无明 显不同。 因此，在以不可供人食用的牛尸体生产饲料条件下，任何国 家一旦发生牛散发性朊病毒病就可引发BSE流行。
2． 痒病（Scrapie）
驴跑病、搔痒病，主要是成年绵羊，偶尔发生于山羊的 一种缓慢发展的传染性的中枢神经系统疾病，表现剧痒， 肌肉震颤，运动失调，瘫痪终归死亡，是最古老的朊病毒 病，朊病毒病的许多重大进展大多是借鉴痒病的研究经验 取得的，我国1983年从英国进口的边区莱斯特羊（Brode Leicefer）中发现5例，于1988年被扑灭。
IV.

PrP在朊病毒形成过程中的作用
PrP基因缺失小鼠发育正常，至600日龄时仍健活，接种痒病朊病毒的 小鼠存活350天以上，而PrP+/+ 的PrP+/0 小鼠则均发病死亡，且前者的 潜伏期和病程都明显短于后者，PrP0/0小鼠插入PrP基因后，获得痒病 的易感性。 有些试验结果表明，朊病毒病的发生可能是正常的PrPc缺失，而不是 PrPsc的积果所引起的。 1 缺 失 PrP的 小 鼠 在 昼 夜 节 律 和 睡 眠方式上发生改变 （FFI）。 2 PrP蛋白对潜伏期学习和长期记忆的保持是必需的。 3 PrP缺失鼠，Cu/zn超氧化物歧化酶活性降低，因此对 细胞内氧化压力更敏感导致细胞更快死亡。
PrPc
形态 蛋白酶K 高度敏感，完全消化，无感染性
PrPsc
部分消化，移去N末端67个aa残
不聚合为大分子纤维或短杆结构 大量聚合为SAF或短杆结构有抗性， 基，产生PrP27-30，PrPsc和 PrP27-30均有感染性
存在位置 半衰期 二级结构
细胞表面 短 а螺旋 42% β片层 3%
细胞内 长 а螺旋 38% β片层 43%
1 、克· 雅氏病（Creutzfeldt-Jakob disease,CJD）

最常见的人朊病毒病，全球分布，年发病率为0.5-1%。 我国1989首次报道 散发性（spCJD）：占总病例85%-90%，平均年龄65岁， 怀疑源于痒病，但无可靠证据。PrP基因无突变，PrPc自发转 变或体细胞突变。 家族性（fCJD）：10%-15%，40岁发病约1%，50岁发病 80%，50岁以上100% ， PrP基因突变约有10多种 。 医源性（iCJD）：1% 医疗诊断器械（脑波电极、脑手术器 械），组织移植物（角膜、硬脑膜），脑垂体生长激素或促性 腺激素，PrP基因突变。
3． 库鲁病（Kuru）
仅发生于大洋州巴布亚新几内亚东部高地福尔 （Fore）人聚集地。从1956年以来已记录病例 约2600个，发生和传播是与食用死亡亲属脑组 织所致，最初的库鲁病可能是食用克· 雅二氏病 病人脑细胞引起，潜伏期4-30年。革除此陋习， 发病迅速下降，现几乎消灭。
4． 致死性家族性失眠症 （Fatal familial insomeia,FFI）
①脑组织病理学检查、PrP斑块，中心致密，嗜伊红、边缘较 暗淡，周围被海绵状空泡病变带环绕。如雏菊样
②生物学测定法：潜伏期长、费时、费力、花费大，但转基因 小鼠有优势，用对BSE高度易感的转基因小鼠检测BSE、实验 鼠约在200天发病，潜伏期可望进一步缩短。
③BSE免疫学检测方法


a．以一种单抗检测PrPsc的免疫印迹法。 b．以多克隆抗体检测PrPsc的化学发光ELISA。 c．在变性和浓缩后用两种单抗检测PrPsc的夹心 免疫测定法。a．b．分别需时8和4h、c法需时不 到24h。最小检测值，c为10-2.5,b为10-1.5，a为 10-1.0。 现已有各种特异的单抗可区分小鼠，仓鼠和人的 PrPsc。 制备了只和各种动物PrPsc共有位点而不和PrPc反 应的特异单抗，应用此单抗，标本无需蛋白酶K 处理即可检测。
黑猩猩、猴、水貂、猫、 仓鼠、小鼠、豚鼠 体细胞突变或PrPc自发转
变为PrPsc
PrP基因种子突变 因接受污染的硬脑膜、角 膜移植物或手术器械污染 1951（1957） 1965 黑猩猩、猴、水貂、 因食库鲁病死者脑而感染 雪貂、山羊 格· 斯综合症 1928 （GSS） 致死性家族 1986 性失眠症（FFI） 新型克· 雅氏病 1994 （vCJD) 1995 猴、小鼠 BSE朊病毒感染 1995 小鼠 PrP基因种子突变 1961 猩猩、猴 PrP基因种子突变
II.

PrPc和PrPsc
抗蛋白酶蛋白（Protease-resistant Protein,PrP ） , PrPc和PrPsc为异构体,分子 质量均为33-35Ku，PrPc和PrPsc在mRNA 和氨酸酸水平无任何差异，但理化特性和 二级结构显著不同。正常动物仅有PrPc， 痒病感染动物则两者兼备。
III.
蛋白质X PrPc
朊病毒形成机制
PrP*
PrPsc（PrPsc—PrPsc，PrPsc—PrP*）
① 外源朊病毒，作为模板促使PrP*转变为PrPsc ② 散发性，无外源朊病毒参与，PRP*蓄积至自发产生PrPsc。 野型PrP转基因过度表达转基因的老龄小鼠自发地发生痒病 样疾病。 ③体细胞突变可使PrPc失稳转变为PrP*，进而形成PrPsc。 ④ 遗传性朊病毒病，突变PrPc（△PrPc）结构的随机不稳定性 比PrPc，易产生△PrP*，从而产生△PrPsc
1982
猩猩、猴、雪貂
性疾病（CWD）
牛海绵状脑病
（BSE） 猫海绵状脑病 （FSE）
1985
1988
小鼠、水貂、绵羊、山羊
猪、猴
通过朊病毒污染的
肉骨粉感染 通过朊病毒污染的 肉骨物（MBM）感染
1989
1984
鼠
被囚禁野生
动物的海绵 状脑病（SE）
1986-1993
1992
小鼠
同上，或种间自然
垂直或水平传播
病名 痒病 （Scrapie） 传染性水貂 脑病（TME） 动物慢性消耗
发现年代 1730
证实年代 1936
实验动物 小鼠、大鼠、仓鼠、沙鼠 水貂、猴、黑猩狸
发病机理 具有遗传性易感性 绵羊的传染性疾病 被绵羊或牛的朊病 毒感染 不明
1947
1965
仓鼠、雪貂、绵羊、山羊 黑猩猩、猴、浣熊、臭鼬
1967
对物理化学因素具有非常强的抵抗力 高压蒸气134-138℃ 18min不能使之完全灭活；37℃、20% 福尔马林18小时不能使之完全灭活；室温下，10-12%福尔马林 中可存活28个月；对紫外线，离子辐射，超声波抵抗力均很强 ；不被多种核酸酶（RNA酶和DNA酶）灭活。

独特的生物学特性 见不到病毒颗粒，但可检出痒病相关纤维（SAF,Scrapie associated fibrils）；不形成包涵体；不含非宿主蛋白；不诱生 干扰素，对干扰素不敏感，不干扰其它病毒诱生干扰素，也不 受普通病毒干扰；至今未能证明其含感染性核酸；免疫抑制和 免疫增强剂不能改变TSES的发生和发展过程；不破坏宿主B细 胞和T细胞的免疫机能；也不引起宿主的免疫反应。
四、防治

防制必须永久禁止使用动物性饲料（肉骨粉，血粉 等），饲喂家畜（包括鱼），销毁现有的这类饲料。 最有效的消毒方法是焚烧病畜及产品 对病原因子需以136℃高压蒸汽消毒1h,1— 2ml/L 的NaoH溶液消毒1h以上，5mol/L的次氯酸钠溶液消 毒2h以上，固定组织的甲醛对病料消毒不彻底，需再 用960ml/C的乙酸溶液浸泡1h以上。
Fra Baidu bibliotek
二、流行病学
I. BSE的传染来源
错误推论： BSE是高蛋白补充饲料肉骨粉（MBM）被痒病朊病毒污 染所致，MBM是从绵羊、牛、鸡的下水化制生产的。 英国绵羊：牛=3.75:1，痒病患病率达0.2% ①70-80年，MBM生产工艺由碳氢化合物溶 剂提取的批次法改为连续法，导致痒病朊病 毒未被完全灭活残存于MBM中。 ②为降低乳牛饲养费用，饲料中BMB含量由 1%猛增到12%，乳牛群牛犊4周龄前用代乳品 喂养，代乳品蛋白含量约为16%，大部分为 MBM。
牛海绵状脑病 (疯牛病)
Bovine spongiform encephalopathy (Mad cow disease)
朊病毒病的疾病谱
病名
克· 雅氏病 （CJD） 散发性（spCJD） 家族性（fCJD） 医源性（iCJD） 库鲁病
发现年代
证实年代
实验动物
发生机理
1920-1921 1966
结论：饲喂了污染痒病的MBM导致BSE。
美国和冰岛科学家则认为，BSE蔓延原因 是与生活在干草中的螨虫有关，从螨虫身上提 取的化学物质注射小鼠，小鼠患痒病，这似乎 可以解释英国禁食反多动物饲料后仍未消灭 BSE。
法国2000年BSE发病数急剧上升，1991-2000年 11月末累计发病183，而2000年11个月即发生 100余例。这些病牛绝大多数是欧洲1996年3月 禁止英国出口牛肉、牛肉制成品、半成品和医 药原料以及哺乳动物原料生产饲料后，本国出 生的土生土长的牛。以前认为除英国外，其他 国家不具备该病发生流行的全部条件不会严重 流行观点，显然已过时。
II. 流行特点


BSE平均潜伏期约为5年，发病年龄多为4-6岁，2岁 以下和6岁以上牛很少发生。牛的概率寿命为3年，大 多数牛于2-3岁即被屠宰食用。 乳牛发病率显著高于肉牛，性别、品种和遗传因素与 BSE的易感性无关。 BSE水平传播和垂直传播情况很少或没有。
三、诊断
根据临床症状只能作出朊病毒病的可疑诊断，确诊必须依赖 脑组织病理学检查（包括活检）。PrPsc 检测（细胞免疫化学 检查、免疫印迹、组织印迹、ELESA等）及PrP基因分析，脑 组织SAF检查。