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朊病毒结构研究和致病机理分析摘要朊病毒病是人和动物的一种退行性脑病，主要包括羊骚痒病，疯牛病，以及人的克雅氏综合症等。
其致病因子被认为是一种由正常细胞PrP蛋白经非正常折叠所形成的蛋白质（PrPsc）。
PrPsc和PrPc来自于同一基因具有相同的氨基酸序列，但在二级结构和三级结构上有很大的不同。
科学界认为朊蛋白是一种不含核酸和脂类的疏水性糖蛋白关键词：朊病毒 PrPc PrPsc 重组朊蛋白高级结构朊病毒（Prion Protein , PrP）是一种蛋白质亚病毒，是只有蛋白质而没有核酸的病毒，形态特征为小型蛋白质颗粒，大约有250个氨基酸组成，大小仅为最小病毒的1%。
它是由动物机体中高度保守的朊病毒蛋白基因编码的蛋白质并能在机体的多种细胞中表达，在中枢神经系统及神经元细胞中表达量最高。
朊病毒具有两种不同的分子构象：一种是存在于正常机体或感染动物的细胞中，没有致病作用，称为细胞朊蛋白（PrPc）,另一种是仅存在于感染动物的细胞中，称为朊病毒蛋白（PrPsc）。
两种蛋白的一级结构完全相同，但二极结构及高级结构则有着显著差异。
此种病毒可导致库鲁病（Ku-rmm）、克雅氏综合症（CJD）、格斯特曼综合症（GSS）、致死性家族失眠症（FFI）等常见人类疾病以及羊瘙痒病和疯牛病等动物疾病[1]。
朊病毒的传播途径包括：使用动物肉骨粉饲料、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。
朊病毒的复制并非以核酸为模板，而是以蛋白质为模板。
斯坦利由于发现PrPSC（一普里朊）和PrPC具有相同的一级结构而具有不同的二级和三级结构，打破了以往蛋白质的一级结构决定高级结构的定律，而获得了1997年诺贝尔生理学或医学奖[2]。
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。
朊毒体病,朊毒体病的症状,朊毒体病治疗【专业知识】疾病简介朊毒体病(prion diseases)是一组由变异朊蛋白引起可传递的神经系统变性疾病。
亦称朊病毒病或蛋白粒子病。
人朊毒体主要包括Creutzfeldt-Jakob病( CJD)，Getmann-Straussler病(GSS)，kuru病及致死性家族性失眠症(fatal familial iomnia，FFI)。
疾病病因一、发病原因非常规慢病毒致病因子被认为是一种淀粉样蛋白原纤维(SAF)，构成此种原纤维特殊蛋白颗粒被称为朊病毒(PrP27-30)。
这种慢病毒致病因子的性质既有病毒性传染发病特点，又有与常规病毒不同的理化特性和生物学特性。
理化特性表现为：①具有高度抗各种消毒灭活能力;②有抗高热80～l00℃灭菌能力;③具有抗紫外线和其他各种射线作用能力;④常规电镜看不到病毒，只有用特殊理化方法可发现原纤维和蛋白颗粒。
其生物学特性为：①宿主间可传递的传染性，潜伏期可长达数年或数十年;②病理为变性改变，可见淀粉样斑块和胶质增生，但无炎性反应，亦无包涵体可见;③无复发缓解病程，持续进展直至死亡;④不产生干扰素，不受干扰素影响，孵育过程中不受任何免疫抑制或免疫增强的影响。
现在已知此慢病毒致病因子：①在高热132℃ 60min可灭活;②亦可在10%次氯酸钠溶液内浸泡1h 以上或1N氢氧化钠内浸泡30min，反复3次即可灭活。
二、发病机制1982年Prusiner提出CJD系由一种特殊的，具有感染性质的蛋白质-朊蛋白(Prion Protein，PrP)所引起，从而否定了多年前Gajdusek所倡导的非寻常慢病毒感染学说。
PrP系一种单基因编码的糖蛋白，由253个氨基酸组成(鼠为254个氨基酸组成)。
位于人的第20号染色体短臂上，可译框架由一个外显子组成。
在N的末端的附近由富有脯氨酸和甘氨酸的短肽5次反复。
正常中枢神经细胞表面也存在朊蛋白，称此为PrPc。
朊病毒病摘要：概述了朊病毒的分子学特征，指出朊病毒实质上是一种具有侵染性的蛋白质颗粒。
同时详细介绍了常见的几种朊病毒病：库鲁病、克—雅氏病（CJD）、疯牛病（BSE），简要指出了其发病机理。
最后概括了朊病毒病的传播途径，以及预防和治疗措施。
以期可以普及并提高人们对朊病毒病的认识，加强人们对朊病毒病的防范意识。
关键词：朊蛋白；朊病毒病；海绵状脑病；传播Prion diseaseAbstract:This paper provided an overview of the molecular characteristics on prion protein , pointed out that the prion is in essence a protein of infectious particles. And it described several common prion disease in detail at the same time,such as Kuru, CJD, BSE, explained its pathogenesis briefly.At last it outlined the transmissional route of prion diseases, prevention and treatment measures. With a view to popularize and raise awareness of prion diseases, help people prevent infecting with them.Key words : prion; prion disease; transmissible spongiform encephalopathy; spread 朊病毒（prion，又称朊蛋白，普列昂或蛋白质侵染因子），是一种具有感染性和自我复制能力的蛋白因子[1]。
朊病毒概述及其所致疾病研究李忠秋1,王君伟1,刘春龙2(11东北农业大学动物医学院,黑龙江哈尔滨150030;21中国科学院东北地理与农业生态研究所,黑龙江哈尔滨150040)中图分类号:S852165+917文献标识码:A文章编号:1004-7034(2004)09-0083-02收稿日期:20040412作者简介:李忠秋(1974),女,黑龙江宾县人,在读硕士研究生1 Prusiner 提出了大分子蛋白质与感染性有关的假说,认为朊病毒是一种不含核酸、有部分蛋白酶抗性、具有感染性的蛋白粒子,且为了与病毒和类病毒(Viroids )相区分,用了朊病毒(Prion )这个概念。
近几十年来,由于疯牛病(mad cow disease )导致了全世界的恐慌,特别是随着疯牛病的全球范围流行,由同一致病因子引起的人的变异型克雅氏症(new variant Creutz feldt -Jakob disease ,nvC JD ,vC JD )的出现。
因此关于朊病毒的研究一直以来都是一个异常热门的领域。
经过几十年的研究,已取得了一些进展。
但是,在此领域里还有许多疑难问题尚待解决,需要科学家们继续努力。
1 朊病毒的发现早期对朊病毒的认识主要是对羊瘙痒病的研究。
Alper 在研究羊瘙痒病时发现,病羊脑组织在经受能够破坏DNA 和RNA 的放射处理后,仍具有传染性,认为感染因子可能是一种不含核酸的蛋白质。
1982年,Prusiner 等[1]在感染瘙痒病的仓鼠脑组织中提取一种蛋白质,经检测此蛋白质不含核酸,同时此蛋白进行紫外光灭活DNA 、RNA 和酶处理DNA 、RNA 实验后,仍具有感染力;但如果对其作蛋白酶、蛋白变性剂处理,则失去感染能力;据此Prusiner 等人认为朊病毒是一种蛋白侵染颗粒(Proteinaceous in fectious particle ),并命名为PrP 。
2 朊病毒的特性211 PrP c 的正常蛋白PrP c 是一类高度保守的糖蛋白,其广泛存在于哺乳动物中,是通过人或动物单拷贝染色体基因的单一外显子所编码,并通过C 末端糖基磷酰肌醇(glycan -phosphatidyl im ositol ,G PI )锚定在细胞膜上的唾液酸糖蛋白上,从而使蛋白质可以从一个细胞移位到另一个细胞。
朊蛋白病朊蛋白病（prion disease）是由朊蛋白引起的中枢神经系统变性疾病，亦称朊病毒病、蛋白粒子病、感染性海绵状脑病、亚急性海绵状脑病等。
朊蛋白病是一种人畜共患、中枢神经慢性非炎性致死性疾病。
朊蛋白（prion）并非病毒，而是一种特殊的具有感染性质的蛋白质，简称PrP。
PrP自身不具备核酸，但却可直接指导宿主细胞的核酸合成变异朊蛋白（即不溶性朊蛋白）。
健康人体的CNS细胞表面也存在朊蛋白，称为PrP C，是保持神经系统信息传递不可缺少的重要物质。
若发生基因突变，则可使可溶性PrP C转变成不溶性的PrP SC。
目前已明确的人类朊蛋白病有：Creutzfeldt-Jakob病（CJD）、GSS病、Kuru病及致死性家族性失眠症四种。
已明确的动物朊蛋白病为：疯牛病、羊瘙痒病等。
动物朊蛋白病和人朊蛋白病在病原学、病理特点和症状表现及实验室检查等方面，均极为相似。
Creutzfeldt-Jakob病（克-雅病）CJD病是指由朊蛋白感染而表现为精神障碍、痴呆、帕金森样表现、共济失调、肌痉挛、肌肉萎缩等的慢性、进展性疾病，又称为皮质-纹状体-脊髓变性（corticostriatal-spinal degeneration）、亚急性海绵状脑病（subacute spongiform encephalopathy）等。
本病好发于50-70岁人群，男女均可发病，感染后的潜伏期为4-30年。
一、病因及发病机制CJD病因可概括为外源性PrP感染和内源性PrP基因突变。
外源性的医务人员应避免身体破损处、结膜和皮肤与患者的CSF、血液或组织相接触。
新变异型CJD被认为是牛海绵状脑病即疯牛病传播给人类所致。
内源性为家族性CJD患者自身的朊蛋白基因突变导致，为常染色体显性遗传。
PrP SC会促进PrP C转化为越来越多的PrP SC，致使神经细胞逐渐失去功能，导致神经细胞死亡，而引起CNS发生病变。
二、临床表现CJD分为：散发性、遗传性、医源性和新变异型四种类型。
朊毒体感染及其所致疾病朊毒体不同于人类至今发现的以核酸复制为遗传基础的任何病原微生物，是一种缺乏核酸、不需核酸复制而能自行增殖的蛋白质感染性粒子。
朊毒体感染所致的朊毒体病, 目前已知的包括有人类的克-雅病、库鲁病、杰茨曼-斯脱胎司勒-史茵克综合征、致死性家族性失眠症等一类被称之为“传染性海绵奖脑病”的神经系统退行性变性疾病，这类疾病可呈传染性、散发性或遗传性发生。
人类的朊毒体病具有以下基本特征：主要病理学改变为中枢神经系统星形胶质细胞增生的神经纤维的空泡样改变，且此种上病变极少伴有炎细胞浸润；潜伏期长，可达数年至数十年；病性持续进展并最终致死以及病变的发生都与朊毒体蛋白的异常代谢及由此所引起的PrP 在中枢神经系统的积聚有关。
一、疾病概述临床表现:相似的共同表现为共济失调，肌阵挛，痴呆，阳性锥体系和锥体外系征等。
临床特点：1、潜伏期长，可达数年至数十年；2、主要表现为中枢神经系统的异常；3、病情进展迅速，可很快导致死亡。
实验室检查:1．脑脊液2．影像学3．脑电图4．组织病理学5．免疫组化技术6．分子生物学技术预后:极差，均为致死性。
治疗:无特效治疗。
对症，支持。
预防:1．管理传染源；2．切断传播途径二、病原学微观的“空洞化”是在受朊病毒影响的组织切片的特性，导致组织中发展“海绵状”的结构。
朊毒体（prion，又称普利昂蛋白、蛋白质侵染因子、毒朊、感染性蛋白质、普恩蛋白等）是一类具感染性的致病因子，并能引发人及哺乳动物的传染性海绵状脑病（Transmissible spongiform encephalopathies, TSEs）。
朊毒体在过去有时也被称为朊病毒。
但它严格来说不是病毒，而是一类不含核酸，仅由蛋白质构成的致病因子，但可自我复制并具感染性。
错误结构的普利昂蛋白（prion protein, PrP）能够诱导在神经细胞上原本是正常结构的普利昂蛋白转变为错误结构并进行聚集反应，借由这个机制引入新的普利昂蛋白，不断自我复制并传递至邻近细胞，**终扩散至整个脑部。
由组织染色法发现。
聚集的普利昂蛋白会于神经细胞外形成类淀粉沉淀，并伴随神经细胞死亡，造成脑组织空洞化。
朊毒体虽然是蛋白质，但相较于普通蛋白质更为稳定，无法以一般物理或化学消毒法去除感染性。
以120- 130℃加热4小时、紫外线照射、甲醛均不能将这种蛋白质变性。
它对蛋白酶有抗性，但不能抵抗高浓度的蛋白质强变性剂，如苯酚、尿酸。
朊毒体最早发现于哺乳动物的传染性海绵状脑病，包括羊瘙痒症、疯牛病、慢性消耗病。
人类的传染性海绵状脑病包含库贾氏症（自发性、遗传性、与变种库贾氏症），致死性家族失眠症，和于食人部落发现的库鲁病。
目前均无法医治。
变种库贾氏症为由牛传染人的跨物种疾病，透过食用已感染疯牛病的牛只的肉或其内脏制品感染。
该病原体由饮食摄入后能够穿越血脑屏障，缓慢破坏脑组织结构，**终导致患者死亡。
1、名称的来由史坦利·布鲁希纳于1982年提出了prion一词，以代表其自我复制能力，并能够传递本身错误结构给普利昂蛋白。
英语中的prion是由protein and infection拼接而成的混成词，全称是proteinaceous infectious particle，为“蛋白质感染颗粒”之意。
中文的“朊”为蛋白质的别称。
2、发现之历史在发现普利昂蛋白之前，科学家认为所有传染病的病原体都是微生物，都有可复制的核酸，如细菌、病毒、真菌、原生动物等。
Tikvah Alper于1960年，与John Stanley Griffith于1967年分别提出了感染性海绵状脑病的感染因子可能只由蛋白质所组成，但并未得到重视。
美国加州大学旧金山分校的史坦利·布鲁希纳（英语：Stanley B. Prusiner）于1982年从感染羊瘙痒症的羊脑样品纯化感染因子。
将细菌、病毒、与核酸等细胞成分去除之后，发现余下的蛋白质仍具有感染性。
他提出这种蛋白质就是该病的病原，并称其为普利昂蛋白（prion protein, PrP）。
当时有许多质疑者认为传染源于蛋白质中残留的病毒，但他们重复的实验证实了布鲁希纳的结论。
布鲁希纳的后续研究表明，错误结构的普利昂蛋白（PrPSc）和正常结构的PrPC有相同的一级结构（氨基酸序列），但结构（构象）不同，打破了之前人们认为的“蛋白质的一级结构决定高级结构”（一条序列一种结构）的定律。
凭借着对普利昂蛋白的研究，布鲁希纳获得了1997年的诺贝尔生理学或医学奖。
朊病毒十分稳定，能在高温、胃酸等条件下不失活；而且它十分小，小到能够不引起机体的免疫反应，直接穿过肠道，进入淋巴系统，循环上头人体内有对应的正常状态Prion蛋白质，大脑内的神经胶质细胞就需要这类蛋白质来运作朊病毒是一种异常状态的蛋白质，能诱导正常状态的蛋白质也变成异常状态，而且朊病毒的构型使他能够不断聚集起来，干扰细胞的正常生化活动，最终引起细胞死亡裂解后，朊病毒会进入到附近的细胞，引起细胞崩坏的链式反应神经胶质细胞不会再生，没了就没了，缺失的神经细胞引起神经退行性疾病。
三、流行病学1、传染源感染朊毒体病的动物和人是本病的传染源。
2、传播途径本病的传播途径尚不十分清楚，但业已证明的途径有：（1）消化道传播：进食朊毒体感染宿主的或加工物可导致感染本病。
如库鲁病就是由于巴布亚—新及内亚东部高地的土著部落有食用已故亲人的脏器以示怀念的传播习俗而致该病在当地传播，而牛海绵状脑病，又称疯牛病，是因使用加工不当的动物内脏作饲料而致该病在动物中传播。
（2）医源性传播：器官移植、注射尸体来源的人体激素等已被证明可引起克-雅病的医源性传播。
3、人群易感染人对本病普遍易感，尚未发现保护性免疫的产生。
四、病理生理发病机制与病理解剖朊毒体病的发病机制尚不十分清楚。
目前认为朊毒体本身可自体外进入或因遗传变异自发产生，对于软然性朊毒体而言，朊毒体可经口、注射或外科手术进入人体，进入人体后的朊毒体侵入人脑组织的可能途径包括从感染部位直接经神经传递、先在单核—吞噬细胞系统复制然后经神经脊髓扩散以及血源性等不同途径。
朊毒体致病的始动环节是PrPsc转化PrPc，使PrPc在中枢神经系统大量聚集。
PrPsc如何导致神经细胞损伤有待阐明，有关研究提示：PrPc 有神经细胞毒性，可引起神经细胞的凋亡；PrPc是可溶性的，转化为不可溶的PrPsc后，于脑组织内沉淀样斑块导致损害；PrPc与铜原子结合形成的复合物具有类似超氧化物歧化酶的活性，当PrPc变构成PrPsc后导致PrPc缺乏，使神经细胞SOD活性下降，从而对超氧化物等所造成的氧化损伤的敏感性增加，并可使神经细胞对高谷氨酸和高铜毒性的敏感增生、淀粉样斑块形成和神经细胞空泡变形，但几乎无白细胞浸润等炎症或免疫反应。
病理损伤可出现在大脑皮层、豆状核、尾状核、丘脑、海马、脑干和脊髓等多各部位，这些空泡改变使得脑组织似海绵样，故而朊毒体病亦称“传染性海绵状脑病”。
对普利昂蛋白的研究尚有许多未知领域，目前被普遍接受的理论如下：PrPSc蛋白和神经细胞细胞膜上正常结构的PrPC蛋白质（具体功能还不了解）有相同的一级结构—氨基酸序列，但它们的结构—折叠方式不同。
因具有对蛋白酶的抗性，普利昂蛋白被摄入体内之后不会被消化降解；同时因具有与体内的蛋白质有相同的一级结构，它也不会被免疫系统清除。
于是朊毒体得以积累。
该蛋白与体内的正常蛋白接触时，会诱导后者转化为普利昂蛋白（详细机理尚不清楚）。
该蛋白不能被酶分解，于是在脑部形成斑块，最终导致中枢神经细胞死亡，脑组织被破坏。
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，则会引起语言、记忆力及行为能力的下降。
变异性库贾氏病的致死率较高。
普利昂蛋白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库贾氏症，或通过脑部外科手术的仪器传染（普利昂蛋白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，特别是可以引起普利昂蛋白在世代间积累的同类相食或类似的行为，例如巴布亚纽新几内亚上发生的库鲁病。
而狂牛病的病因源于用动物骨粉做饲料，如果死去的动物体内含有普利昂蛋白，因为该致病原无法通过常见的消毒手段清除，会通过饲料传染给健康的牛。
最近的研究发现普利昂蛋白虽然没有遗传物质，但是在生物体内会进化得更加致命。
五、临床表现目前已知的人类朊毒体病，患者多在经历较长的潜伏期后，表现渐进性的神经精神症状，并最终死亡。
个病的临床特点分述如下：1、克-雅病本病是最常见的人类朊毒体病，多呈散发，平均发病年龄在65岁左右，性别构成明显差异。
医源性克—雅病的潜伏期3-22年不等。
多数患者以痴呆、行为异常起病，且进展迅速。
患者的另一突出表现是肌阵挛，常由惊吓引发，并渐进加重。
病情继续发展，多会出现锥体外系及小脑损害表现，包括行动迟缓、肢体僵直、眼球及肢体震颤和共济失调。
典型表现往往是先出现痴呆后有共济失调。
约半数患者尚可出现皮质脊髓通路的功能异常，包括神经反射亢进、身体强直等。
部分患者可以视觉异常，如视野缺损、皮质盲和视觉丧失等为主要表现。
患者大多在起病7-9个月后死亡。
新变异型克-雅病已于近年被发现报道。
本病可能是疯牛病传播于人的表现，其特点是：发病年龄轻，多在30岁以下；病程较长，平均约1个月左右；临床表现以感觉异常（如疼痛、感觉迟钝或麻木）和精神症状（如抑郁、焦虑及精神分裂）为主；与散发性克-雅病不同，肌电图及脑电图大多正常；神经病理表现为围绕以海绵状病变的、中心嗜酸性而周边苍白的广泛淀粉样斑块形成。
2、库鲁病本病是最早被研究的人类朊毒体病，曾经仅见于巴布亚-新几内亚东部高地有食用已故亲人脏器习俗的土著部落，自从这一习俗被废止后已无新发病例。
库鲁病潜伏期长，自4—30年不等，起病隐匿，前驱期患者仅感头痛及关节疼痛，继之出现共济失调、震颤、不自主运动，后者包括舞蹈症、肌阵挛等，在病程晚期出现进行性加重的痴呆。
与克—雅病相反，先有震颤及共济失调，后有痴呆是本病的临床特征。
患者多在起病3个月—2年内死亡。
3、杰茨曼—斯脱司勒—史茵克综合征本病是由于人朊毒体蛋白基因突变所致的一种罕见的常染色体显性遗传朊毒体病，发病年龄多在40-50岁，平均病程约5年，以小脑病变表现为主，如失调、步履蹒跚和不行障碍等，可同时伴有辩距障碍、构音障碍、肢体及眼球震颤等，痴呆仅在晚期出现甚至极少出现。
本病少见肌阵挛。
因人朊毒体蛋白基因突变不同致其表型差异，故本病也可有其他不同表现。
4、致死性家族性失眠症是一种家族性常染色体遗传朊毒体病，多在中晚年起病，病程约1年余。
