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「普里昂」一種不含核酸,但可自我複製且具有感染性致病機制

美國和加拿大的鹿群自50年前開始遭受慢性消耗性疾病的攻擊,這使得鹿像「僵屍」一樣這種疾病在散養及畜養的動物上都發生過,而疾病症狀的顯現也需要很多年;該疾病被稱為慢性消耗性疾病(chronic wasting disease,CWD),這也叫做「僵屍鹿病」。

1982年,美國加州大學舊金山分校的史坦利·布魯希納進一步從感染羊搔癢症的羊腦樣品純化感染因子。在將細菌、病毒、與核酸等成分去除之後,他發現剩下的蛋白質仍具有感染性。在排除了病毒與類病毒(viroids)的可能後,他證明該病是由蛋白質所造成,並將這種新發現的病原體稱為普里昂(prion),而組成的蛋白稱為普里昂蛋白(prion protein, PrP)

而CWD是由阮病毒引起,是一種具異常形式的正常蛋白,它可以誘導身體本身的蛋白質發生異常,當有足夠的蛋白質受到感染時,大腦會開始變“空洞”,進而引發其他生理和行為的異常,具有攻擊性。艾伯塔普里昂蛋白研究中心(Centre for Prions and Protein Folding Diseases)指出,人类一旦食用受感染鹿肉亦可能会染上病毒,现今医学界未寻找到根治方法。

美國22個州份、共186個縣已報告觀察到喪屍鹿出沒;公共野生動物聯盟表示,北美地區人民每年食用大約7000至1萬5000只野鹿。美國疾病控制及預防中心呼籲,不要吃看起來不舒服的野鹿、麋鹿和駝鹿、打獵之前注意所在地區是否有CWD的報告與病例、處理肉類時請戴手套。

加拿大衛生部表示,在最近的研究中發現,獮猴在食用遭感染的鹿肉後,有遭感染的跡象,研究人員擔心可能很快就會出現針對人類的變種。人們對感染僵屍鹿病毒的恐慌幾乎和對瘋牛病的害怕一樣。

普里昂(英語:prion;又譯為朊毒體、也被稱為朊病毒)是一種由由錯誤折疊的普里昂蛋白(prion protein, PrP)聚集組成、具感染性的致病因數,能引發哺乳動物的傳染性海綿狀腦病。普里昂疾病(傳染性海綿狀腦病)和阿茲海默症、帕金森氏症同屬於神經退化性疾病,擁有類似的致病機制。它不是病毒,而是僅的致病因數,不含核酸,但可自我複製且具有感染性。

普里昂最早發現於哺乳動物的傳染性海綿狀腦病,包括羊搔癢症、狂牛症、慢性消耗病,以及人類的克雅二氏病(包含散發性、家族性、與變異型克-雅二氏病),致死性家族失眠症,和於食人部落發現的庫魯病。所有傳染性海綿狀腦病目前均無法醫治。變異型克-雅二氏病為由牛傳染人的跨物種疾病,透過食用已感染狂牛症的牛隻的肉或其內臟製品感染。該病原體由飲食攝入後會穿越血腦屏障,緩慢破壞腦組織結構,最終導致患者死亡。

普里昂能夠誘導在神經細胞上原本是正常結構的普里昂蛋白,轉變為錯誤結構並進行聚集反應,藉由這個機制引入新的普里昂蛋白,不斷自我複製並傳遞至鄰近細胞,最終擴散至整個腦部。由組織染色法發現,聚集的普里昂蛋白會於神經細胞外形成類澱粉沉澱,並伴隨神經細胞死亡,造成腦組織空洞化。

人類克-雅二氏病的症狀包括逐漸喪失腦部功能與行動能力、不正常的抽搐、癡呆、口齒不清、共濟失調(平衡和協調功能障礙)、行為或人格改變。神經病理學上主要的特徵是在發病過程中的腦神經細胞會逐漸死亡,因此在組織中形成微小的「空洞」看起來猶如海綿一般。由免疫組織染色法可以發現由普里昂蛋白聚集而成的類澱粉蛋白堆積在腦部神經細胞外,並形成可觀察到的斑塊。其他改變還包括星形膠質細胞與小神經膠質細胞被激發而造成神經發炎反應。

變異型克-雅二氏病的平均潛伏期在中是16.7年,而由食人部落所發現的庫魯病平均潛伏期是10.3-13.2年,但有極少數會超過40年。值得注意的是,由於對於變異型克-雅二氏病的研究較多(源於1990年代英國爆發狂牛症),擁有特別基因突變的人可能會因為有更長的潛伏期而尚未發病。一旦出現不適症狀後,病情會快速進展,導致腦損傷和死亡。人類普里昂疾病的傳染途徑包括:未知的散發型發病(sCJD, 佔80-90%)、攝食受狂牛症感染的牛隻食品(vCJD)、醫源性傳染(iCJD),還有大約有15%的患者為家族遺傳(fCJD);極少數是由於儀式中的食人行為傳染(庫魯病)。多數人在發病後一年內會死亡,但是許多病人的死因是發病導致的其它呼吸道或全身感染。

普里昂雖然是由蛋白質構成,但相較於普通蛋白質更為穩定,無法以一般物理或化學消毒法去除感染性。以120 ~ 130℃加熱4小時、紫外線照射、甲醛均不能將這種蛋白質變性。它對蛋白酶有抗性,但不能抵抗高濃度的蛋白質強變性劑,如苯酚、尿酸。

除了普里昂疾病以外,其它的神經退化性疾病的致病因數: 阿茲海默症的Aβ勝肽、帕金森氏症的 α-synuclein、肌萎縮性脊髓側索硬化症 (ALS)的superoxide dismutase 1、亨丁頓舞蹈症的huntingtin蛋白片段、家族性澱粉樣物多發性神經病變 (FAP) 的transthyretin ,和非神經疾病的第二型糖尿病的胰島素,都有類似普里昂的自我複製機制,由蛋白質錯誤折疊和聚集反應造成組織細胞死亡。

但不是所有類似普里昂性質的蛋白質都是危險的。事實上,它們存在於很多植物和動物中。正因為如此,科學家認為這些變形的蛋白質一定為它們的宿主帶來了一些好處。這個假設在對一種特定的蘚類植物進行研究的時候被證實。正常情況下,當一個地方的蘚與另一個地方的蘚長得足夠它們的外層細胞相接觸時,病毒會從一個受感染的蘚的部分傳播到另一個沒有受感染的蘚的部分。但是,普利昂蛋白似乎會繞到被感染的蘚的邊緣部分。這可以引起蘚邊緣部分的細胞死亡,從而形成一個屏障,阻止病毒穿過,從而避免受到感染。

此外,蛋白質聚集反應也存在於一些正常折疊的蛋白質中,而且是它們正常功能的一部份。常見的例子包括細胞骨架和絲蛋白。

現知的傳染性海綿狀腦病 (TSEs)

物種

疾病

傳染途徑

綿羊山羊

歐洲盤角羊

羊搔癢症 (Scrapie disease)

水準感染 (可能垂直感染)

牛海綿狀腦病

(BSE,即狂牛病)

食用感染BSE的牛類食品

駱駝

駱駝普利昂蛋白疾病(CPD)

未知

水貂

傳染性貂腦病(TME)

食用感染BSE的牛類食品

白尾鹿、麋鹿、

慢性消耗病(CWD)

水準感染 (可能垂直感染)

貓科動物

貓科海綿狀腦病(FSE)

食用感染BSE的牛類食品

藪羚劍羚

扭角林羚

外來偶蹄類腦病(EUE)

食用感染BSE的牛類食品

鴕鳥

未命名(傳染性未被證實)

未知。

人類

散發性克-雅二氏病(sCJD)

佔人類克-雅二氏病的80-90%

傳染途徑未知

醫源性克-雅二氏病(iCJD)

執行醫療行為時

意外接觸受感染的組織、激素或血液

家族性克-雅二氏病(fCJD)

遺傳性的PRNP基因突變

變異型克-雅二氏病(vCJD)

食用感染BSE的牛類食品

可能經由血液傳遞至腦部

格斯特曼症候群(GSS)

遺傳性的PRNP基因突變

傳播性致死失眠症(sFI)

未知

致死性家族失眠症(FFI)

遺傳性的PRNP基因突變

庫魯病(Kuru disease)

原始部落儀式的食人行為


參考網址:

1. 維基百科網站文章:普里昂

2. 今日搜狐熱點報導:「加拿大驚現『喪屍鹿』,專家恐傳染人類」



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