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朊病毒
朊病毒
朊病毒就是蛋⽩质病毒,是只有蛋⽩质⽽没有核酸的病毒。
1997年诺贝尔医学或⽣理学奖的获得者美国⽣物学家斯垣利·普鲁⾟纳( S. B. Prusiner)就是由于研究朊病毒作出卓越贡献⽽获此殊荣的。
朊病毒不仅与⼈类健康、家畜饲养关系密切,⽽且可为研究与痴呆有关的其他疾病提供重要信息。
就⽣物理论⽽⾔,朊病毒的复制并⾮以核酸为模板,⽽是以蛋⽩质为模板,这必将对探索⽣命的起源与⽣命现象的本质产⽣重⼤的影响。
中⽂名称:
朊病毒
英⽂名称:
prion
其他名称:
普⾥昂
定义:
可以引起同种或异种蛋⽩质构象改变⽽致病或功能改变的蛋⽩质。
最常见的是引起传染性海绵样脑病(疯⽜病)的蛋⽩质。
⽬录
简介
病毒概述
病毒研究
病毒特性
传播史
病毒种类
朊病毒的发现
认识朊病毒的过程
朊病毒的性质与结构
朊病毒病
致病机制
朊病毒病的病原体究竟是什么
为什么朊病毒并不引起全部动物致病
疯⽜病能否传染给⼈
朊病毒发现的意义
朊病毒研究两获殊荣
疯⽜病扯出朊病毒
致死的慢病之源
国际研究
传播途径
预防
朊病毒的变性蛋⽩质假说
简介
病毒概述
病毒研究
病毒特性
传播史
病毒种类
朊病毒的发现
认识朊病毒的过程
· 朊病毒的性质与结构
· 朊病毒病
· 致病机制
· 朊病毒病的病原体究竟是什么
· 为什么朊病毒并不引起全部动物致病
· 疯⽜病能否传染给⼈
· 朊病毒发现的意义
· 朊病毒研究两获殊荣
· 疯⽜病扯出朊病毒
· 致死的慢病之源
· 国际研究
· 传播途径
· 预防
· 朊病毒的变性蛋⽩质假说
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编辑本段简介
朊病毒⼜称蛋⽩质侵染因⼦(⼜称毒阮)。
朊病毒是⼀类能侵染动物并在宿主细胞内复制的⼩分⼦⽆免疫性疏⽔蛋⽩质。
朊是蛋⽩质的旧称,朊病毒意思就是蛋⽩质病毒。
编辑本段病毒概述
病毒是⼀种⾮细胞结构微⽣物。
它们个体极微⼩,且没有细胞结构,其构成很特别,仅由核酸和蛋⽩质构成。
核酸(DNA或RNA)在病毒的遗传上起着重要作⽤,⽽蛋⽩质外壳只对核酸起保护作⽤,本⾝并没有遗传性。
这是⼈们对病毒的基本认识。
然⽽,随着⼈们对⼀些疾病的深⼊研究,科学家们发现,还有⼀类物质与⼀般病毒不⼀样,它只有蛋⽩质⽽⽆核酸,但却既有感染性,⼜有遗传性,并且具有和⼀切已知传统病原体不同的异常特性。
它就是朊病毒。
编辑本段病毒研究
⽤朊病毒命名朊粒(prion)不⼤恰当,朊粒的⽣物性状与病毒差异很⼤,它的发现,提⽰在传统的传染病病原微⽣物及寄⽣⾍之外,⼜增加了⼀种全新类型的病原因⼦,其⽣物学位置还未确定。
朊病毒就是蛋⽩质病毒,是只有蛋⽩质⽽没有核酸的病毒。
1997年诺贝尔医学或⽣理学奖的获得者美国⽣物学家斯垣利·普鲁⾟纳( S. B. Prusiner)就是由于研究朊病毒作出卓越贡献⽽获此殊荣的。
朊病毒不仅与⼈类健康、家畜饲养关系密切,⽽且可为研究与痴呆有关的其他疾病提供重要信息。
就⽣物理论⽽⾔,朊病毒的复制并⾮以核酸为模板,⽽是以蛋⽩质为模板,这必将对探索⽣命的起源与⽣命现象的本质产⽣重⼤的影响。
编辑本段病毒特性
朊病毒与常规病毒⼀样,有可滤过性、传染性、致病性、对宿主范围的特异性,但它⽐已知的最⼩的常规病毒还⼩得多(约30~50nm)。
电镜下观察不到病毒粒⼦的结构,且不呈现免疫效应,不诱发⼲扰素产⽣,也不受⼲扰作⽤。
朊病毒对⼈类最⼤的威胁是可以导致⼈类和家畜患中枢神经系统退化性病变,最终不治⽽亡。
因此世界卫⽣组织将朊病毒病和爱滋病并⽴为世纪之交危害⼈体健康的顽疾。
编辑本段传播史
早在三百年前,⼈类在绵⽺和⼩⼭⽺中⾸次发现了感染朊病毒病的患病动物。
因患病动物的奇痒难熬,常在粗糙的树⼲和⽯头表⾯不停摩擦,以致⾝上的⽑都被磨脱,⽽被称为“⽺瘙痒症”。
该病⼴泛传播于欧洲和澳洲,潜伏期为18到26个⽉,患病动物兴奋、瘙痒、瘫痪直⾄死亡。
后来⼜相继发现了传染性⽔貂脑软化病、马⿅和⿅的慢性消瘦病、猫的海绵状脑病等等。
经病理性研究表明,这些病都侵犯动物中枢神经系统,随病程进展,在神经元树突和细胞本⾝,特别是在⼩脑区星形细胞和树枝状细胞内发⽣进⾏性空泡化,星形细胞胶质增⽣,灰质中出现海绵状病变。
这些病均以潜伏期长、病程缓慢、进⾏性脑功能紊乱、⽆缓解康复、终⾄死亡为主要特征。
朊病毒
成为⼈类关注焦点的家畜朊病毒当推1996年春天英国蔓延的“疯⽜病”,它不仅引起英国⼀场空前的经济和政治动荡,⽽且也波及了整个欧洲,加上法国克罗伊茨菲尔德—雅各布⽒症(简称克雅⽒综合症,⼈类的⼀种朊病毒病)患者增多,⼈们很⾃然与⾷⽤来⾃英国的进⼝⽜⾁相联系,因⽽引起极⼤恐慌。
尽管后来找出了法国克雅⽒综合症的主要原因是医源性传染,但其它⼀些例证却⼜排除不了疯⽜病与⼈类朊病毒病的关联性。
编辑本段病毒种类
⼈类朊病毒现已发现以下四种,即库鲁病、克雅⽒综合症、格斯特曼综合症和致死性的家族失眠症,其病症与病理变化的主要特证与患病动物⼗分相似。
其中库鲁病的研究最早。
库鲁病(Kuru病)是20世纪上半世纪⼤西洋的巴布亚—新⼏内亚东部福雷族⾼地居民中的⼀种局部流⾏病,其主要症状为震颤、共济失调、脑退化痴呆,渐⾄完全丧失运动能⼒,3~6个⽉内因衰竭⽽死亡。
“Kuru”在该部落意为“恐惧”或“寒颤”,故称该病为库鲁病,患者总数约为3万,以⼥性和未成年⼉童居多。
美国医学家盖杜赛克曾在该地区进⾏20年研究,探明该病的发⽣与当地⼈⾷⽤⼈⾁的祭祀⽅式密切关联,并提出了预防措施。
1968年停⽌该仪式后该病得到控制,从⽽拯救了⼀个部落的⼈群,盖杜赛克为此获得了1976年诺贝尔医学奖。
编辑本段朊病毒的发现
早在300年前,⼈们已经注意到在绵⽺和⼭⽺⾝上患的“⽺瘙痒症”。
朊病毒
其症状表现为:丧失协调性、站⽴不稳、烦躁不安、奇痒难熬,直⾄瘫痪死亡。
20世纪60年代,英国⽣物学家阿尔卑斯⽤放射处理破坏DNA和RNA后,其组织仍具感染性,因⽽认为“⽺瘙痒症”的致病因⼦并⾮核酸,⽽可能是蛋⽩质。
由于这种推断不符合当时的⼀般认识,也缺乏有⼒的实验⽀持,因⽽没有得到认同,甚⾄被视为异端邪说。
1947年发现⽔貂脑软化病,其症状与“⽺搔痒症”相似。
以后⼜陆续发现了马⿅和⿅的慢性消瘦病(萎缩病)、猫的海绵状脑病。
最为震惊的当⾸推1996年春天“疯⽜病”在英国以⾄于全世界引起的⼀场空前的恐慌,甚⾄引发了政治与经济的动荡,⼀时间⼈们“谈⽜⾊变”。
1997年,诺贝尔⽣理医学奖授予了美国⽣物化学家斯坦利·普鲁⾟纳(Stanley B.P Prusiner),因为他发现了⼀种新型的⽣物——朊病毒(Prion)。
“朊病毒”最早是由美国加州⼤学旧⾦⼭分校动物病毒学家Prusiner等提出的,在此之前,它曾经有许多不同的名称,如⾮寻常病毒、慢病毒、传染性⼤脑样变等,多年来的⼤量实验研究表明,它是⼀组⾄今不能查到任何核酸,对各种理化作⽤具有很强抵抗⼒,传染性极强,分⼦量在2.7万~3万的蛋⽩质颗粒,它是能在⼈和动物中引起可传染性脑病(TSE)的⼀个特殊的病因。
编辑本段认识朊病毒的过程
朊毒体具体的活动和复制机制还不是很清楚,但是它们通常被认为是引起先前⼀系列⼈们了解甚少的传染性海绵状脑病的原因,这些脑病包括⽺瘙痒症和⽜海绵状脑病(也叫「狂⽜症」)。
这些疾病对脑组织结构的影响都是致命的和不可医治的。
朊病毒(prion)的检测
朊毒体最早由美国加利福尼亚⼤学的斯坦利·B·布鲁⾟纳(Stanley B. Prusiner)于1982年发现的。
推测朊毒体仅由蛋⽩质组成,没有核酸。
在这之前,科学家认为所有的病原体都有可复制的核酸(细菌、病毒等等)。
研究⼈员发现了⼀个突破⼝:这种具有感染性的因⼦主要由被称为PrP的蛋⽩质组成的。
这种蛋⽩质可以在细胞的质膜上找到(具体功能还不了解),但是与具有感染性的因⼦PrpSC与正常因⼦PrPC在形状上有⼀点不同。
科学家推测这种变形的蛋⽩质会引起正常的PrPC转变成具有感染性的蛋⽩质,这种连锁反应使得正常的蛋⽩质和致病的蛋⽩质因⼦都成为新病毒的材料。
在这个假说被提出来以后,产⽣PrP的基因被抽离出来,产⽣不同形状的突变基因被成功的定义和复制,研究实验⿏的结果为这个假说提供了⽀持,这些证据现在是强有⼒的,但并不是⽆可争议的。
朊毒体似乎在直接与受感染的组织接触时感染性很强。
例如,⼈们可能会因为注射直接来源于⼈类脑下垂体的⽣长激素⽽感染Creutzfeldt-Jakob疾病或变异性克雅⽒病(nvCJD),或通过脑部外科⼿术的仪器传染(朊毒体可以幸存于通常为外科器械消毒的⾼压灭菌器)。
通常也认为,⾷⽤受感染的动物可以通过积累缓慢地引起疾病,特别是可以引起朊毒体在世代间积累的同类相⾷或类似的⾏为,例如太平洋⼀个⼩岛上发⽣的库鲁病。
虽然这种风险没有被证明,但是现代农场不接受给反刍动物喂养反刍动物蛋⽩质粉末就是⼀个警惕。
朊毒体没有引起免疫系统察觉的原因是,它们的「安全形式」从个体出⽣的⼀刻起就存在于体内。
「危险」朊毒体与之的差别只是它们的折叠结构有差别。
朊毒体通过不断聚合,形成⾃聚集纤维,然后在中枢神经细胞中堆积,最终破坏神经细胞。
根据脑部受破坏的区域不同,发病的症状也不同,如果感染⼩脑,则会引起运\动机能的损害,导致共济失调;如果感染⼤脑⽪层,则会引起记忆下降。
变异性克雅⽒病的致死率较⾼。
编辑本段朊病毒的性质与结构
期但利?普鲁⾟纳经过多年的研究,终于初步搞清了引起瘙痒病的病原体即朊病毒的⼀些特点。
朊病毒
他发现朊病毒⼤⼩只有30⼀50纳⽶,电镜下见不到病毒粒⼦的结构;经负染后才见到聚集⽽成的棒状体,其⼤⼩约为10~250 x 100~200纳⽶。
通过研究还发现,朊病毒对多种因素的灭活作⽤表现出惊⼈的抗性。
对物理因素,如紫外线照射、电离辐射、超声波以及80~100℃⾼温,均有相当的耐受能⼒。
对化学试剂与⽣化试剂,如甲醛、羟胺、核酸酶类等表现出强抗性。
能抵抗蛋⽩酶K的消化。
在⽣物学特性上,朊病毒能造成慢病毒性感染⽽不表现出免疫原性,巨噬细胞能降低甚⾄灭活朊病毒的感染性,但使⽤免疫学技术⼜不能检测出有特异性抗体存在,不诱发⼲扰素的产⽣,也不受⼲扰素作⽤。
总体上说,凡能使蛋⽩质消化、变性、修饰⽽失活的⽅法,均可能使朊病毒失活;凡能作⽤于核酸并使之失活的⽅法,均不能导致朊病毒失活。
由此可见,朊病毒本质上是具有感染性的蛋⽩质。
普鲁⾟纳将此种蛋⽩质单体称为朊病毒蛋⽩(PrP)。
朊病毒已经超出了经典病毒学的⽣物学概念,研究表明,蛋⽩质在特定条件下发⽣突变或构型上的变化,由良性变为恶性,即变为具有传染性的蛋⽩质颗粒,这⼀观点向传统观点提出了强有⼒的挑战。
由朊病毒引起的疾病近年来不断被发现并相继被确认,不论在⼈群中还是在动物群中的发病率在全球范围内呈上升趋势,因⽽对朊病毒的研究不仅有重⼤的理论意义,同时还有迫切的现实意义。
它的理论意义在于开辟了⽣物医学研究的⼀个新领域,要求细胞⽣物学、分⼦⽣物学、分⼦遗传学、蛋⽩质化学、分⼦病毒学、神经病理学等多学科的紧密合作来回答朊病毒带来的⼀系列问题;它的现实意义在于发展准确可靠的诊断技术,全⾯监测、检测朊病毒病,特别是做到对疯⽜病和医源性感染的早期预防。
编辑本段朊病毒病
除上⽂提到的⼏种由朊病毒引起的疾病均发⽣在动物⾝上外,⼈的朊病毒病已发现有4种:库鲁病(Ku-rmm)、克——雅⽒综合症(CJD)、格斯特曼综合症(GSS)及致死性家庭性失眠症(FFI)。
临床变化都局限于⼈和动物的中枢神经系统。
病理研究表明,随着阮病毒的侵⼊、复制,在神经元树突和细胞本⾝,尤其是⼩脑星状细胞和树枝状细胞内发⽣进⾏性空泡化,星状细胞胶质增⽣,灰质中出现海绵状病变。
朊病毒病属慢病毒性感染,皆以潜伏期长,病程缓慢,进⾏性脑功能紊乱,⽆缓解康复,终⾄死亡为特征。
朊病毒
对于⼈类⽽⾔,朊病毒病的传染有两种⽅式。
其⼀为遗传性的,即⼈家族性朊病毒传染;其⼆为医源性的,如⾓膜移植、脑电图电极的植⼊、不慎使⽤污染的外科器械以及注射取⾃⼈垂体的⽣长激素等。
⾄于⼈和动物问是否有传染,⽬前尚⽆定论。
但有消息说,英国已有两位拥
有“疯⽜病”⽜的农场主死于克—雅⽒综合症,预⽰着⼈和动物间有相互传染的可能性,这有待于科学家的进⼀步研究证实。
由于朊病毒病⽬前尚⽆有效的治疗⽅法,因此只能积极预防。
其⽅法主要有:
①消灭已知的感染牲⼝,对病⼈进⾏适当的隔离;
②禁⽌⾷⽤污染的⾷物,对神经外科的操作及器械进⾏消毒要严格规范化,对⾓膜及硬脑膜的移植要排除供者患病的可能;
③对有家庭性疾病的家属更应注意防⽌其接触该病。
编辑本段致病机制
最引起当今科学家兴趣和关注的是朊病毒的复制机理。
由于朊病毒是⼀种只含有蛋⽩质⽽不含核酸的分⼦⽣物并且只能在寄⽣宿主细胞内⽣存。
因此,合成朊病毒所需的信息,有可能是存在于寄主细胞之中的,⽽朊病毒的作⽤,仅在于激活在寄主细胞中为朊病毒的编码的基因,使得朊病毒得以复制繁殖。
另⼀种学说认为朊病毒的蛋⽩质能为⾃⼰编码遗传信息。
这种假说与传统的分⼦⽣物学中的“中⼼法则”是相违背的,因为朊病毒没有核酸。
于是⼈们假设朊病毒的复制可能的⽅法,⼀认为是通过逆转译过程产⽣为朊病毒编码的RNA或DNA(如后者情况还需要逆转录)必须存在逆转译酶,甚⾄还要有逆转录酶。
⼆为蛋⽩质指导下的蛋⽩质合成,即蛋⽩质本⾝可作为遗传信息。
1982年普鲁宰纳提出了朊病毒致病的“蛋⽩质构象致病假说”,以后魏斯曼等⼈对其逐步完善。
其要点如下:①朊病毒蛋⽩有两种构象:细胞型(正常型PrPc)和瘙痒型(致病型
PrPsc)。
两者的主要区别在于其空间构象上的差异。
PrPc仅存在a螺旋,⽽PrPsc有多个β折叠存在,后者溶解度低,且抗蛋⽩酶解;②Prpsc可胁迫PrPc转化为Prpsc,实现⾃我复制,并产⽣病理效应;③基因突变可导致细胞型PrPc中的α螺旋结构不稳定,⾄⼀定量时产⽣⾃发性转化,β⽚层增加,最终变为Prpsc型,并通过多⽶诺效应倍增致病。
编辑本段朊病毒病的病原体究竟是什么
盖杜赛克等曾将库鲁病死者脑组织制成⽆菌、⽆原⾍的悬浮液,注⼊⿊猩猩的颅腔,20个⽉时,⿊猩猩发病,其症状与⼈相似,提⽰病原体不是细菌或原⾍。
20世纪60年代,英国放射⽣物学家阿普(T. Alper)将⽺搔痒症致病组织⽤会导致核酸失活的放射线辐射,发现处理过的致病组织仍有传染性,提出⽺搔痒症的病因可能是不含核酸的蛋⽩质,但这样的观点有悖于“核酸为中⼼”的观念,因⽽当时未得到⼈们的重视。
直⾄1982年,美国神经学与⽣物化学家鲁⾟纳在致病因⼦的探寻⽅⾯作了8年研究之后,基于所有实验结果表明,搔痒病致病因⼦⽤灭活核酸的⽅法不能明显降低致病性,但蛋⽩质变性剂却能使致病⼒消失,因⽽提出该致病因⼦确实不含核酸,⽽是蛋⽩质,相应疾病为朊病毒病。
为了能把他与细菌、真菌、病毒及其他已知病原体相区别,他将这种蛋⽩质致病因⼦定名为朊病毒(Prion),对应的蛋⽩质单体称为朊病毒蛋⽩,相应疾病称为朊病毒病。
进⼀步研究发现,朊病毒蛋⽩是⼈和动物正常细胞基因的编码产物(⼈的该基因位于第20号染⾊体短臂)。
编辑本段为什么朊病毒并不引起全部动物致病
这是由于朊病毒蛋⽩分⼦本⾝不能致病,⽽必须发⽣空间结构上的变化转化为朊病毒才会损害神经元。
这⼀变化恰恰是朊病毒胁迫所致的。
古⼈云:“近墨者⿊”⽤来描述这⼀变化还是⽐较合适的。
即⼀个致病分⼦先与⼀个正常分⼦结合,在致病分⼦的作⽤下,正常分⼦转变为致病分⼦,然后这两个致病分⼦分别与两个正常分⼦结合,再使后者转变为致病分⼦。
周⽽复始,通过多⽶诺效应倍增致病。
由此可见,致病的基本条件有⼆,⼀是具有朊病毒,⼆是具有朊病毒蛋⽩。
上述推测是否有根据?答案是肯定的。
动物实验证明,接种朊病毒可使动物患病。
应⽤基因操作⽅法去除朊病毒基因的⼩⿏,即使导⼊朊病毒也不会感染。
⼈类格斯特曼综合症和致死性的家族性失眠症已被确定是由于编码该蛋⽩的基因发⽣了突变,因此具有遗传性,这些突变致使所编码的蛋⽩质结构不稳定,易于转变为朊病毒。
近年来已鉴定到数⼗个传播的家族。
克雅⽒综合症中10-15%由基因突变所致,现已鉴定到百来个传播的家族。
库鲁病则被确定为传染性的疾病。
编辑本段疯⽜病能否传染给⼈
⾄今还没有明确的答案。
因为已经证明,不同的动物之间,朊病毒病的传染是与朊病毒蛋⽩氨基酸差别程度有关的。
前年疯⽜病的⾼发是与⽜饲料添加剂中存在携带朊病毒的绵⽺组织密切相关的。
⽜和⽺的朊病毒蛋⽩有7个氨基酸的差别,⽽仓⿏与⼩⿏有16个氨基酸的不同,致使⼩⿏难于被仓⿏朊病毒感染。
⽜和⼈之间有30多个氨基酸的差别,远远⼤于仓⿏与⼩⿏之间的差别,似乎疯⽜病不可能传染给⼈。
然⽽,英国已有两位拥有“疯⽜病”⽜的农场主死于克雅⽒综合症。
英国4例新发现患者中,其中3位⽣活在10年前疯⽜病频发区。
因⽽不能排除疯⽜病传播给⼈的可能性。
朊病毒是蛋⽩质,它对蛋⽩质强变性剂如苯酚、尿素等的处理⽆耐受性,但却有不同于⼀般蛋⽩质的特征,即耐⾼温性和抗蛋⽩酶性。
朊病毒⽬前尚未有有效的治疗⽅法,因此属“不治之症。
”⼈们只能采取相应措施预防,如消灭染病牲畜,对病⼈进⾏适当隔离;禁⽌⾷⽤可能传染的⾷物,禁⽌使⽤可能污染的药物(法国近年克雅⽒综合症部分患者是由于使⽤了携带朊病毒的⽣长激素制剂);对神经外科的操作器械进⾏严格处理,对⾓膜及硬脑膜的移植应排除供者患朊病者的可能;家族性疾病的未患病成员更应注意预防。
研究进展及有待解决的问题
⽬前对朊病毒的研究侧重两个⽅⾯。
其⼀,朊病病毒本⾝的分⼦结构、遗传机制、增殖⽅式、传递的种间屏障、毒株的多样性等;
其⼆,朊病病毒的致病机理及治疗⽅法等。
其中对有些问题已有了实质性的进展。
如测定了⼀些朊病毒蛋⽩分⼦结构,建⽴了分⼦模型;测定了PrP基因的结构及编码蛋⽩的序列,并⽐较了⼈、仓⿏、⼩⿏、绵⽺、⽜、⽔貂之间PrP的同源性均⾼于80%;已测定的25种⾮⼈灵长类动物和⼈PrP序列的同源性为92.9%~99.6%;建⽴了朊病毒的疾病谱;1994年⼜发现了新型克⼀雅⽒综合症(vCJD);1997年WHO TSEs专家会议提出了各种⼈朊病毒的诊断标准,诊断⽅法也时有报道,如⽣物测定法、单克隆抗体法等;2000年2⽉,美国政府宣布,在⽤⽼⿏做实验后发现,环四吡咯(cyclic tetrapyrrole)可⽤于治疗和预防“疯⽜病”及相关疾病。
尽管朊病毒的研究取得了许多成绩,但⽬前还有许多问题尚待解决。
例如,朊病毒⼀个感染单位是许多PrPsc分⼦的聚合物还是若⼲个PrPsc分⼦混合物中为数不多的某种特殊分⼦;PrPc和PrPsc的精确结构及其在转变中产⽣的结构变化;体外试验产主的PrPc有⽆感染性;毒株多样性形成的机制;PrP的⽣理机能;朊病毒进⼊脑的通路和其与脑病变的关系;朊病毒病的诊断标准、防治药物、流⾏趋势预测等。
编辑本段朊病毒发现的意义
从理论上讲,“中⼼法则”认为DNA复制是“⾃我复制”,即DNA~DNA,⽽朊病毒蛋⽩是PrP→PrP,是为“⾃他复制”。
这对遗传学理论有⼀定的补充作⽤。
但也有⽭盾,即”DNA→蛋⽩质”与“蛋⽩质→蛋⽩质”之间的⽭盾。
对这⼀问题的研究会丰富⽣物学有关领域的内容;对病理学、分⼦⽣物学、分⼦病毒学、分⼦遗传学等学科的发展⾄关重要,对探索⽣命起源与⽣命现象的本质有重要意义。
从实践上讲,其对⼈畜健康;为揭⽰与痴呆有关的疾病(如⽼年性痴呆症、帕⾦森病)的⽣物学机制、诊断与防治提供了信息,并为今后的药物开发和新的治疗⽅法的研究奠定了基础
编辑本段朊病毒研究两获殊荣
有关朊病毒的研究在过去的诺贝尔奖百年中曾分别于1976年和1997年两次获得诺贝尔⽣理学和医学奖。
20世纪50年代初,居住在⼤洋洲巴布亚新⼏内亚⾼原的⼀个叫Fore的部落还处在原始社会,他们⼀直沿袭着⼀种宗教性⾷⼫习惯,若⼲年后(⼀般5~30年)⾷⼫者中不少⼈会出现震颤病最终发展成失语直⾄完全不能运动,不出⼀年被染者全部死亡。
这种现代医学所说的
震颤病,当地⼟语称之为“Kuru”。
Fore部落原有160个村落、35000⼈,疾病流⾏期间80%的⼈皆患此病,整个民族陷⼊危亡。
50年代后期,在世界卫⽣组织和澳⼤利亚政府的⼲预下禁⽌了这种⼈吃⼈的陋习,发病率逐渐下降。
美国国⽴卫⽣研究院的Gajdusek和Gibbs与澳⼤利亚Zigas等⼈合作共同研究这种震颤性疾病,并通过⼀系列的实验证实震颤病与⽺瘙痒症、⼈早⽼性痴呆属于同⼀病原感染,Gajdusek 由此获得1976年诺贝尔⽣理学和医学奖。
之后,各国科学家在震颤病⽅⾯⼜做了⼤量的研究⼯作,发现震颤病是⼀种神经系统慢性退化性疾病,其病理变化与动物的海绵状脑病很相似,并成功地构建了动物模型。
美国加州⼤学神经病学专家StanleyB?Prusiner等提出,朊病毒是⼀种传染性蛋⽩质颗粒,不含有核酸,可⾃⾝复制,Prusiner凭借对朊病毒的研究获得1997年诺贝尔⽣理学和医学奖。
编辑本段疯⽜病扯出朊病毒
朊病毒研究为什么会引起这么多科学家的热情呢?除了它有可能为研究者带来更多的成果和殊荣外,还有⼀个重要的原因是朊病毒是唯⼀缺乏核酸的传染性因⼦,特别是科学家在研究震颤病(Kuru)的过程中发现震惊世界的疯⽜病(BSE)和克—雅⽒病与朊病毒有着千丝万缕的联系。
最近,美国Prusiner等已⽤转基因技术在地⿏⾝上证明,只要⼀个氨基酸位点突变,就可以使正常动物和⼈脑组织内的朊蛋⽩异构体变成传染性朊蛋⽩。
此外国外已有反复的报道称,⽣物制品中尤其是⼈源性脑下垂体⽣长激素等制品⼀旦被朊病毒感染,将会造成不可挽救的医源性传播。
1986年11⽉⾄1995年5⽉,英国饲养的⼤约15万头⽜感染了⼀种新的神经疾病,病⽜从发病到死亡仅数周到数⽉的时间,这种病被称为疯⽜病。
通过流⾏病学研究发现,疯⽜病的起病原因既不是传染性病毒,也不是细菌,更不是真菌或寄⽣⾍。
它是⼀种能起传播作⽤的物质,这种物质影响⽜脑和脊髓,⽤普通显微镜即可观察到脑部的海绵状变化。
这⼀物质⾮常稳定,⽤普通的烹调温度⽆法将其杀死,甚⾄连消毒、冷冻和⼲燥也⽆法将其消灭,它就是朊病毒。
⽬前,除英国外,法国、葡萄⽛等20多个国家和地区相继也发现了疯⽜病,并有⾜够的证据证明其与使⽤⽜⾻⾁粉饲料密切相关。
联合国粮农组织郑重宣布:疯⽜病正在⾛向全球化!
克—雅⽒病是20世纪20年代由两位德国病理学家⾸次描述和报道的,后来发现该病可经外科、⽛科等⼿术传染。
克—雅⽒病是罕见的早⽼性痴呆病,其潜伏期可长达⼗年,发病后期⼈的⼤脑被毁损,最后昏迷死亡。
在欧洲、美洲、⼤洋洲等各地的发病率约为百万分之⼀。
有报告称,近年来此病在欧洲发病率⽐过去⼏⼗年增长了10倍以上,这很可能与疯⽜病有关。
世界卫⽣组织⼀直关注着疯⽜病是否会传染给⼈,并多次召开专题会议,现已证明朊病毒可以发⽣突变,⽽突变后的病原能突破种族界限,由动物传染给⼈,英国新近发现的⼈的疯⽜病与疯⽜病关系密切。
科学家⾼度怀疑,⼈吃了疯⽜病病⽜的内脏可能是造成⼈畜共患的原因。
据科学推测,疯⽜病的发源国——英国已约有50万⼈潜在感染疯⽜病,这些⼈都应处于长短不同的潜伏期中,如果处理不当,到2020年以后⼈的疯⽜病(即变异型克—雅⽒病)将成为⽐艾滋病还要可怕的传染病。
编辑本段致死的慢病之源
由朊病毒引起的病统称朊病毒病或传染性海绵脑病,它们都为致死性中枢神经系统的慢性退化性脑病,感染朊病毒后有超长的潜伏期,平均20年,最长可达到50年,发病前⽆法检测和诊断。
其病理学的特点是淀粉样斑沉积,⼤脑⽪层的神经元细胞退化、丢失,空泡变性、死亡、消失,最终被空泡和星状细胞取代,因⽽造成海绵状态——⼤脑⽪层(灰质)变薄⽽⽩质相对明显,即海绵脑病。
患这种病的病⼈全部都伴有痴呆、共济失调、震颤等症状。
⽬前发现的⼈和动物因感染朊病毒所致的疾病包括:震颤病或称库鲁(Kuru)、克—雅⽒病(CJD)或称为早⽼性痴呆、吉斯特曼——斯召斯列综合症、致死性家族失眠症、绵⽺瘙痒症、⼭⽺瘙痒症、⼤⽿⿅慢性消耗病(CWD)、⽜海绵脑病(BSE)即疯⽜病、猫海绵脑病(FSE)、传染性雪貂⽩质脑病(TME)。
编辑本段国际研究
国际上对朊病毒的研究已经取得了突破性的进展,80年代Merz等⼈在电⼦显微镜下发现了⽺瘙痒病相关纤维是⾄今朊病毒唯⼀的可见形态。
它是⼀种特殊的纤维结构,它的存在形式有两种,Ⅰ型纤维直径为11~14纳⽶,由两根直径为4~6纳⽶的原纤维相互螺旋盘绕⽽成,螺距为40纳⽶不等;Ⅱ型纤维由4根相同的原纤维组成,每两根之间的间隙为3~4纳⽶,Ⅱ型纤维的直径为27~34纳⽶,每100~200纳⽶即出现⼀个狭窄区,狭窄区的直径约9~11纳⽶。
编辑本段传播途径
朊病毒的传播途径包括,⾷⽤动物⾁⾻粉饲料、⽜⾻粉汤;医源性感染,如使⽤脑垂体⽣长激素、促性腺激素和硬脑膜移植、⾓膜移植、输⾎等。
朊病毒特点是耐受蛋⽩酶的消化和常规消毒作⽤,由于它不含核酸,⽤常规的PCR技术还⽆法检测出来。
朊病毒存在变异和跨种族感染,具有⼤量的潜在感染来源,主要为⽜、⽺等反刍动物,未知的潜在宿主可能很⼴,传播的潜在危险性不明,很难预测和推断。
朊病毒可感染多个器官,已知的主要为脑髓,但在潜伏期内除中枢神经系统外,各种组织器官均有感染,且感染多途径,除消化道外,神经系统、⾎液均可感染,预防难度⼤,⼈畜⼀旦发病,6个⽉⾄1年全部死亡,100%的死亡率。
编辑本段预防
⼀是堵漏洞,严把海关进出⼝国门,严禁从疯⽜病疫区进⼝动物源性饲料、⽣物制品和与⽜相关制品;⼆是查内源,加强对本⼟⽺瘙痒病的筛查,监测疯⽜病,预防医源感染;三是强基础,加强对朊病毒发病机理、传染途径、灭活消毒⼿段的研究。
朊病毒(Proteinaceous infection particle,简称prion,⼜称朊蛋⽩,普列昂或蛋⽩质浸染因⼦)是⼀种具有感染性和⾃我复制能⼒的蛋⽩因⼦。
虽然它们在细胞内具体的活动和复制机制还不是很清楚,但是它们通常被认为是引起⼀系列传染性海绵状脑病(Transmissible spongiform encephalopathies;TSEs,如疯⽜病Bovine spongiform encephalopathy,BSE,⽺瘙痒症Scrapie)的根源。
这些疾病对脑组织结构的影响都是致命的。
朊病毒最早是由美国旧⾦⼭加利福尼亚⼤学的斯坦利?B?布鲁⾟纳博⼠
(StanleyB.Prusiner)于1982年发现的。
推测朊病毒仅由蛋⽩质组成,没有核酸。
在这之前,科学家认为所有的病原体(细菌、病毒等)都有可⾃我复制的核酸。
这种具有感染性的因⼦主要由被称为PrPc(c代表细胞cellular)的蛋⽩质组成的,可以在细胞。