朊病毒
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生命科学学院11级生物工程 C01114013 宋强微生物学朊病毒综述一、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“羊搔痒症”。
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“羊搔痒症”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“羊搔症症”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(Piron)。
“朊病毒”最早是由美国加州大学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。
二、朊病毒的概念1982年stanly B1prusiner等提出蛋白质感染颗粒(pro teinaceous infectious particles,prion)假说,提出了朊病毒(prion)的概念,他给朊病毒所下的定义是:朊病毒是不被大多数修饰核酸的方法灭活的蛋白质传染性颗粒(proteinaceous infectious particle;缩写为prion,今的朊病毒假说是唯蛋白质说,认为朊病毒是一种蛋白质,不含核酸,分子量33kD~35kD,抗蛋白酶的PrPSc是其唯一(或主要)成分;它是宿主PrP基因编码的蛋白PrPC经翻译后修饰构象改变形成,在朊病毒病病理发生中起主导作用,其复制和分离物(或毒株)的不同特性都由其自身和宿主PrPC相互作用决定,而不依赖于任何核酸。
朊病毒简介朊病毒(Prion),又称“普里昂”或蛋白质侵染子,是一种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。
“朊病毒”最早是由布鲁希纳等提出的,在此之前,它曾经有许多不同的名称,非寻常病毒、慢病毒,传染性大脑样变等。
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”。
20世纪60年代,生物学家阿尔卑斯破坏其DNA和RNA后,其仍具感染性。
1947年水貂脑软化病,其症状与“羊瘙痒病”相似。
最为震惊的是1996年“疯牛病”,在英国引起的一场空前的恐慌,一时间人们“谈牛色变”。
多年来人们一直认为它是一种不能查到任何核酸,对各种理化作用有很强抵抗力,传染性极强,分子量在2.7万~3万的蛋白质颗粒,但近来又有研究报道,朊病毒含有微量核酸。
它是能在人和动物中引起可传染性脑病(TSE)的一个特殊原因。
朊病毒与真病毒存在一些主要区别:阮病毒呈淀粉样颗粒状,无免疫原性,无核酸成分,由宿主细胞内的基因编码,抗逆性强、能耐杀菌剂和高温。
朊病毒的致病机理是1982年普鲁宰纳提出的朊病毒致病的“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;2.PrPsc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。
朊病毒致病如此强,其传播途径也是多样的,主要通过以下几种途径传播:1.食用动物肉骨粉饲料、牛骨粉汤;2.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;3、朊病毒存在变异和跨种族感染,主要为牛、羊等反刍动物;4、朊病毒可感染多个器官,已知的主要为脑髓。
初中生物朊病毒知识点总结一、朊病毒的基本概念朊病毒(Prion)是一种特殊的传染性蛋白质,它不含有遗传物质如DNA或RNA,但却能够诱导正常的朊蛋白发生结构变化,从而引发一系列神经退行性疾病。
朊病毒的发现挑战了传统关于病原体必须含有遗传物质的观点,为生物学领域带来了新的研究课题。
二、朊病毒的结构与特性1. 结构特点- 朊病毒通常由一个或多个异常折叠的朊蛋白分子组成。
- 这些异常折叠的蛋白质具有高度的稳定性和抵抗蛋白酶消化的能力。
- 朊病毒的形态多样,可以在多种生物体内发现。
2. 传染性- 朊病毒能够通过直接或间接接触传播,例如通过受污染的手术器械、器官移植等途径。
- 它们能够在宿主体内诱导正常的朊蛋白发生结构变化,从而形成更多的朊病毒。
三、朊病毒引起的疾病1. 克雅氏病(Creutzfeldt-Jakob Disease, CJD)- 是人类中最常见的朊病毒疾病。
- 表现为进行性痴呆、肌阵挛、行为改变等症状。
- 通常在症状出现后1-2年内导致死亡。
2. 变异型克雅氏病(Variant Creutzfeldt-Jakob Disease, vCJD) - 主要影响年轻人群,平均发病年龄在30岁以下。
- 症状包括精神病性症状、严重头痛、肌肉僵硬等。
3. 格特瑞-斯特劳斯勒症候群(Gerstmann-Sträussler-Scheinker syndrome, GSS)- 表现为共济失调、眼肌麻痹、痴呆等症状。
4. 动物中的朊病毒疾病- 牛海绵状脑病(Bovine Spongiform Encephalopathy, BSE),俗称“疯牛病”。
- 羊瘙痒症(Scrapie)。
四、朊病毒的检测与诊断1. 临床诊断- 根据病人的临床症状和体征进行初步诊断。
- 朊病毒疾病的症状与其他神经退行性疾病相似,需要通过实验室检测来确诊。
2. 实验室检测- 免疫组化染色:利用抗体特异性识别朊蛋白。
- 西方印迹(Western blot):检测脑组织中的异常朊蛋白。
朊病毒的名词解释近年来,人们对朊病毒这一词汇不断熟悉起来。
朊病毒是一种新型病毒,引起了全球范围内的担忧和关注。
本文将对朊病毒进行名词解释,包括其起源、传播途径、症状和防治措施等。
通过深入剖析,希望读者可以更好地了解朊病毒并采取有效的防护措施。
首先,我们来看一下朊病毒的起源。
朊病毒是一种可以感染人类的新型病毒,首次于20XX年出现在某个亚洲国家。
起初,几起病例引起了医学界的关注,但由于症状与其他病毒相似,许多人并未给予足够的重视。
然而,随着时间的推移,朊病毒在当地和其他地区的传播逐渐扩大,引起了全球的警惕。
朊病毒的传播途径是重要的研究方向之一。
据科学家的初步研究,朊病毒主要通过密切接触和空气传播进行传播。
例如,与患者直接接触、呼吸患者的空气或接触被患者接触过的物体等方式都可能导致病毒传播。
此外,朊病毒还有可能存在其他传播途径,需要进一步的研究来明确。
朊病毒感染的症状常常与其他病毒感染相似,包括发热、头痛、咳嗽、喉咙痛和肌肉疼痛等。
有些患者还可能出现呼吸困难和严重肺炎的症状。
根据现有资料,朊病毒的潜伏期一般为3-14天,病毒感染程度和患者的自身免疫力水平等因素有关。
朊病毒的防治措施极为重要。
首先,个人和公共卫生措施非常关键。
保持良好的个人卫生习惯,例如勤洗手、戴口罩和避免接触患者等,可以降低感染的风险。
此外,加强公共场所的消毒工作也是防止病毒传播的重要手段。
其次,全球合作和信息共享对于控制朊病毒的传播至关重要。
各国政府和组织应加强协作,共同研究疫情控制的策略并共享科学知识。
最后,疫苗研发和临床治疗也是关键领域。
科学家们正在加紧研发疫苗并寻找有效的抗病毒药物,以提高治愈率和降低死亡率。
朊病毒的爆发引发了全球范围内的恐慌和不安,然而,我们应该保持冷静并以科学的态度应对。
面对未知的病毒,我们必须密切关注专家的建议,并采取适当的防护措施,以保护自己和他人的安全。
同时,政府和国际组织也应共同努力,加强合作,共同应对朊病毒的挑战。
朊病毒
能侵染动物、在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。
大小:约30~50nm。
(电镜下观察不到)
可滤过性、传染性、致病性、对宿主范围的特异性
无免疫效应,不诱发干扰素产生,也不受干扰作用
性质与结构
•对多种因素的灭活作用表现出惊人的抗性。
(杀不死的羊骚扰症)
•在生物学特性上,其能能造成慢病毒性感染而不表现出免疫原性。
(疯牛病、库鲁症)
•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。
复制过程PrPc PrP*PrPc
PrP*-PrPsc {PrPsc PrPsc 指数增长
结构的
随机不
稳定性
传播与预防•1、传播途径:
2、有效预防:
阮病毒发现意义
几个问题?
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,是唯一不用DNA,RNA作遗传物质的病毒。
朊病毒是一类能引起哺乳动物和人的中枢神经系统病变的传染性的病变因子,美国生物学家斯垣利·普鲁辛纳(Prusiner)认为它是一种蛋白质侵染颗粒。
病毒概述严格意义上讲,病毒为非生物。
它们无细胞结构且个体积微小,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。
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。
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艾滋病并立为世纪之交危害人体健康的顽疾。
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。
病毒种类人类朊病毒现已发现以下四种,即库鲁病、克雅氏病、格斯特曼综合症和致死性家族性失眠症,其病症与病理变化的主要特征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。
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。
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。
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。
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。