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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。
关于朊病毒的综述摘要：朊病毒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，是一类与其他病毒不一样的病毒，它只有蛋白质而无核酸，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。
本文主要从朊病毒的发现过程、基本结构、致病机理、主要疾病、传播途径以及研究意义等方面来介绍朊病毒，让大家进一步认识朊病毒，了解朊病毒。
关键词：朊病毒；蛋白质；核酸朊病毒是一类与其他病毒不一样的病毒，它只有蛋白质而无核酸，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。
朊病毒又称蛋白质侵袭因子，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。
本文主要从朊病毒的发现过程、基本结构、致病机理、主要疾病、传播途径以及研究意义等方面来介绍朊病毒。
1.朊病毒的发现过程朊病毒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。
2.朊病毒的基本结构斯坦利·布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。
关于朊病毒致病机制的研究进展摘要自20世纪80年代欧洲疯牛病的爆发到由疯牛病感染而导致人的新型克雅氏病（nvCJD）的出现，使人们越来越重视对BSE病原朊病毒及朊病毒病的研究。
Prusiner等（1982）首次提出的朊病毒假说已经逐步得到人们的认可。
朊病毒病是由一种新型蛋白感染因子引起的任何动物可转移神经退化性疾病，所以实际上是一种蛋白质病毒，朊病毒病又称海绵状脑病，最中可导致患者死亡。
此类疾病包括人的震颤病、克雅氏病（CJD）、吉斯综合症（GSS）和致死性家族失眠症（FFI）以及动物的羊瘙痒症、牛海绵脑症（俗称疯牛病）和鹿、猫、水貂等的海绵状脑病，这些疾病的共同特征是是动物和人产生认知和运动功能的严重衰竭直至死亡，其临床和病理特征表现为脑组织的海绵体化、空泡化、星形胶质细胞和小胶质细胞的形成以及致病蛋白的积累（Brandner，1996）。
十几年来，人们在探索朊病毒致病机理方面进行了不懈的努力。
关键词：朊病毒新型蛋白蛋白质病毒功能衰竭引言Prion病是异常的朊病毒蛋白（PrP）蓄积在人、畜脑组织引起的一类疾病的总称。
1982年美国生物学家斯坦利普鲁西纳尔发现了该病毒蛋白，他的发现对了解与痴呆有关的疾病和疯牛病的病因具有重要作业。
为表彰他的新发现及研究成就，于时隔25年后的1997年授予他诺贝尔医学奖。
正文一、Prion病的共同特点1.1、潜伏期长，可达数月至数年（一般为18到26个月）。
1.2、一旦发病即呈慢性、进行性发展，并以死亡告终。
1.3、病理学特征是脑皮质神经元空泡变性、死亡、缺失，而星形（小胶质）细胞高度增生，脑皮质疏松呈海绵状，并有淀粉样斑块形成，HE染色淡红色，脑组织中无炎症反应1.4、不能诱导产生特异性免疫应答；患者以痴呆、共济失调、震颤等为主要临床表现。
二、Prion病的致病机制研究2.1 Prion病概述Prion是一类完全不同于细菌、真菌、病毒、类病毒及卫星病毒等病原因子，其致病机制尚未完全阐明，目前认为由PrP c或其前体转变为由α螺旋结构变成β片层结构的PrP sc，同时，PrP sc还可结合PrP c，使之发生结构的改变，从而，由于外源性PrP sc的侵入并结合PrP c以及自身PrP c基因突变使其自发的发生结构改变，最终使PrP sc大量复制增殖、聚集，并沉积于脑组织中，引起神经细胞空泡变性等病变而造成海绵状脑病。
朊病毒的致病机理朊病毒又称蛋白侵染子，是一类能引起哺乳动物的亚急性海绵样脑病的不含核酸的传染性蛋白质分子病原体。
因能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相似的构象变化，从而可使宿主致病。
研究证明朊病毒蛋白(PrP)是由宿主基因编码的，其编码蛋白有两种形式:一种是正常人和动物细胞中的PrP，称为外PrPc，另一种是致病性PrP，称为PrPsc。
朊病毒致病原因是由于正常蛋白PrPc转变成PrPsc，，其致病机理有两种解释：一是重折叠模型(refolding model)，认为PrPsc分子起分子伴侣(molecular chaperone)的作用，能与PrPc分子相结合，形成杂合二聚体，然后PrPsc以自身为模板，诱使PrPc转变成PrPsc，从而形成了PrPsc二聚体，于是一个PrPsc分子就变成了2个PrPsc分子，如此倍增。
并且从PrPc到PrPsc的结构转变过程是不可逆的。
另一种解释是晶种模型(Seeding model)，认为PrPc分子本身有向PrPsc转变的倾向(一种平衡反应)，PrPsc能像晶种一样，稳定PrPc的构象，形成淀粉样蛋白沉淀，然后碎裂后又变成新的晶种PrPc。
蛋白质感染因子的增殖既不是由于基因过分表达，也不是因翻译量增加，而是由于正常分子的构象发生转变造成的。
因此这种病原体引起的疾病称构象病。
它的提出不仅在医学上是一新的发现，揭示了一种新的致病的机制，在分子生物学中心法则的发展过程中也是一个重大突破。
研究发现重组的PrPc在一定条件下(如酸性低浓度盐酸孤)可发生构象转变.并获得一定的抵抗蛋白酶水解的能力。
尽管其产物不等同于PrPsc，但为深入了解PrP构象转变提供了有价值的信息。
现在醉母阮病毒Ure2p和Sup 35p已成为研究PrP构象转变良好的实验模型[4]。
如果朊病毒的增殖是以改变正常PrPc 蛋白的空间结构为基础的,那么缺失PrPc 的机体对羊痒病有抵抗力。
食品微生物学进展课程论文题目：朊病毒的致病机理及其检测姓名：费鹏学号26专业：粮食、油脂和植物蛋白工程指导教师：陈福生职称教授中国·武汉二○一二年一月朊病毒的致病机理及其检测摘要：朊病毒病是人和动物的一种致死性的神经系统退行性疾病，主要包括羊骚痒病，疯牛病，以及人的克—雅氏综合症。
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）。
本文对其理化性状、致病机理以及检测方法加以综述。
关键词：朊病毒；羊骚痒病；疯牛病；克—雅氏综合症；致病机理；Abstract：Prion diseases is a family of fatal neurodegenerative disorders in both huma -ns and animals,including scrapie in sheep,Bovine Spongiform Encephalopathy (BSE) in cattle andCreutzfeld-Jakob Disease(CJD) in human.The pathogenic factor of these diseases is thought to be a abnormal isoform protein(PrP Sc) of a normal cellular protei -n-PrP C. In this review the present knowledge concerning the physico-chemical featur -es of prion, prion pathogenesis as well as detection method is presented.Keywords: prion; scrapie; BSE; CJD; pathogenesis;朊病毒,也称为朊粒，是一种只有蛋白质而没有核酸的传染因子。
它是动物和人传染性海绵状脑病（Transmissible Spongiform Encephloathy, TSE）的主要致病因子。
1982年Prusiner提出“唯蛋白”假说，以后Weismann等人对其逐步完善，并成为目前的主流学说。
该假说认为：TSE是哺乳动物细胞中普遍存在的正常细胞PrP(Cellular Isoform of Prion Protein，PrP C)转变为致病性的异常痒病型PrP(Scrapie Isoform Of Prion Protein,PrP Sc)所致。
PrP Sc 在感染动物脑内形成不溶性的、抗蛋白酶的积聚物而引起动物发病，1985年英国爆发疯牛病后，朊病毒引起了人们的极大关注。
而且随着时间的推移和科研水平的提高，朊病毒蛋白的结构特征、生化特性及致病机理的研究取得了显著进展(刁小龙，2007）。
由朊病毒引起的传染性海绵状脑病有在动物中有羊瘙痒病(scrapie of sheep and goat)、水貂传染性脑病(Transmissible Mink Encephalopathy，TME)、鹿慢性退行性变(Chronic Wasting Diseaseof Deer，CWD)、牛海绵状脑病(Bovine Spongiform Encephalopathy，BSE)以及猫海绵状脑病(Feline Spongiform Encephalopathy，FSE)等。
在人类中的疾病主要有库鲁病(Kuru disease)、克-雅病(Creutzfeld-Jakob Disease，CJD)、格斯特曼综合征(Gretmann-Straussler Syndrome，GSS)、致死性家庭失眠症(Fatal Familial Insomnia，FFI)、克-雅病变种(variant CJD，v-CJD)（侯佩强，2003）。
一、朊病毒的发现及其特性1 朊病毒的发现早在200多年以前,英国的牧人就注意到羊的一种致死性疾病，即羊瘙痒病，但病因并不清楚（杨正，2011）。
随着技术的发展，这种病越来越被人们所注意。
这种为了探究这种致病原的性质，研究人员检测了羊瘙痒病病脑匀浆对动物的致病能力。
发现感染因子可以通过滤器，有点象病毒，但与病毒不同，用福尔马林处理不能使之完全失活。
1966年，英国放射生物学家Alper发现，这种物质对254nm的紫外线照射不敏感，而对237nm的紫外线敏感。
1972年，由于Prusiner的一位病人死于克雅氏病，促使他开始研究这类疾病。
经过10年努力，Prusiner与其同事终于在1982年从仓鼠脑中浓缩了羊搔痒病病原成分。
这是一种直径25nm长约100～200nm其浓缩成分的活性可被蛋白酶K，二乙酰焦碳酸、尿素、酚和SDS等破坏，但不能被核酸酶E或紫外线照射破坏。
所以Prusiner称之为Prion,意为蛋白性感染颗粒（Proteinaceous infectious particle）。
这个成份中只含一种蛋白质，称为朊病毒蛋白（prion protein，PrP），并命名为朊病毒（Virino）。
Prusiner因此获1997年诺贝尔医学和生理学奖。
2 PrP C与PrP Sc与细菌、真菌及病毒等病原体不同，prion是一种不含核酸的蛋白质，普遍存在于人和动物细胞内并由宿主自身基因编码。
正常的细胞型构象PrP C没有致病性, 但在一定的条件下可以转化成瘙痒型PrP Sc这种异常构象，从而引起传染性海绵状脑病的发生。
PrP C和PrP Sc虽然具有完全相同的一级序列，但因构象上的差异导致生化性质显著不同：PrP C是可溶的单体，以α螺旋为主，易被蛋白水解酶K降解；PrP Sc高度不溶，β折叠含量高，极易形成抗蛋白酶K水解的多聚体（林东海，2011）。
PrP的构象变化造成了其理化和生化性质的显著变化。
3 PrP Sc理化性质及生化特性3.1 PrP Sc独特的理化性质⑴高压蒸汽灭菌（134℃～138℃）18 分钟不能使其完全灭活。
⑵对紫外线（波长 254nm）照射的抵抗力比一般的病毒高 40～200 倍，但是对 237nm的紫外线敏感（白丽荣，1999）。
⑶对一般的离子辐射和超声波抵抗力很强。
⑷对许多微生物有致死作用的一般化学消毒剂对朊病毒却无法起到坡坏作用，如37℃的20%的福尔马林溶液中可存活28个月。
⑸对多种核酸酶（RNA 酶和 DNA 酶）有抵抗作用，但可以被胰蛋白酶降解。
这一点也证明了朊蛋白中不含有核酸。
⑹一些蛋白质变性剂或氨基酸化学修饰剂对其具有灭活或抑制作用，如尿素、SDS 等处理则使其失去活性。
3.2 PrP Sc独特的生化特性⑴不形成包涵体，不含非宿主蛋白，不诱生干扰素，对干扰素也不敏感，不干扰其他病毒诱生干扰素，也不受普通病毒干扰。
⑵不破坏宿主B细胞和T细胞的免疫功能，也不引起宿主的免疫反应。
⑶在电镜下见不到其病原颗粒，但可检测出痒病相关纤维（Sceapre Associate Fibrils，SAF）⑷朊蛋白病毒一旦致病，免疫增强剂和免疫抑制剂均不能改变致病过程。
⑸朊蛋白病毒（PrP Sc）在温和的清洁提取物中大量聚合成痒病相关纤维（SAF）或短杆结构，即在非变性去污剂中不溶，而细胞朊蛋白（PrP C）则可以完全溶于其中，只以单体或是二聚体形式存在，故用核磁共振（NMR）和X光谱分析就可以检测到PrP C的三维构象，却不能辨别PrP Sc的构象。
⑹ PrP Sc具有相对的抗蛋白酶水解特性，如在用蛋白酶K进行水解时，PrP Sc只被水解掉其N-端的67个氨基酸残基，形成PrP27～30，成为其致病的“无敌先锋”。
而PrP C则可被完全水解掉，故PrP Sc的半衰期特别长，而PrP C的半衰期短（杨建民，2004）。
⑺ PrP Sc和PrP C都依赖于磷酸肌醇磷脂酶结合位点（GPI）附着在细胞表面，经过磷酸肌醇磷脂酶C（PUPLC）酶解后，PrP Sc不能从膜上释放，而PrP C则可以。
用Trion X-114进行相分离后，PrP C处于水相。
而PrP Sc则处于Trion X-114 相中。
⑻用特异的抗体与朊蛋白反应，PrP Sc有血清反应，而PrP C则没有反应。
说明两者的高级结构是不同的。
二、PrP Sc的致病机理和转化1 阮病毒的致病机理关于朊病毒的致病机理，主要有两种观点。
一个是由于PrP C正常功能的缺失，另一个是由于PrP Sc的过度增殖而产生神经毒性。
除此之外，还有拟病毒假说与联合假说等等。
1.1 PrP C正常功能的缺失PrP C的编码基因在小鼠中位于2号染色体,在人类位于20号染色体。
PrP C在神经元、神经胶质细胞、小胶质细胞、肌细胞、白细胞等多种细胞中表达。
关于PrP C生理功能的研究进展较为缓慢，目前发现其可能在神经系统、T细胞信号转导及核酸代谢等方面发挥一定作用（王小凡，2005）。
1.2 PrP Sc的神经毒性PrP Sc具有潜在的神经毒性，其中PrP106-126称为神经肽，单独这一段小肽也能使在体外培养的神经细胞发生凋亡。
而大量PrP Sc在CNS尤其是在脑内的积累可抑制Cu2+与SOD或其它酶的结合，从而使神经细胞的抗氧化作用下降，PrP Sc还可抑制星形细胞摄入能诱导其增殖的Glu。
此外，细胞内的PrP Sc可能还抑制tau调节的微管蛋白的聚合,导致L-型钙通道发生改变，进而使细胞骨架失去稳定性，最终都可使神经细胞发生凋亡并形成空泡状结构，进而使各种信号传导发生紊乱。
外在表现为自主运动失调、恐惧、生物钟紊乱等症状（乔俊文，2006）。
1.3 酵母菌朊病毒假说Cox(1965)发现在某些酵母菌株内存在一种引起终止密码抑制的成分，表现为显性，且不遵守孟德尔遗传规律，故命名为[PSI+]。
Lacrout发现某些酿酒酵母菌中存在另外一种非孟德尔成分，与[PSI+]具有相似的遗传特性，该成分被命名为[URE3]。
Wickner提出用酵母菌朊病毒假说来解释[PSI+]和[URE3]的遗传行为。
认为[PSI+]和[URE3]可能和朊病毒一样，是由细胞内正常成分Sup35和Ure2P经构型改变而来，因为蛋白质的C端失去其正常功能，所以能产生Sup35和Ure2P突变相同的表现型；失去正常结构和功能的Sup35和Ure2P 又可与新的Sup35和Ure2P相互作用，诱导他们发生同样的构型改变，从而使[PSI+]和[URE3]表现出显性且不遵守孟德尔遗传规律。
因此，将[PSI+]和[URE3]称为酵母菌朊病毒(yeast prion)。
与哺乳动物朊病毒不同的是：[PSI+]和[URE3]不在细胞间传播，而是由细胞母代传给子代；也不会导致其存在的细胞发生死亡,而是使其产生新的细胞代谢型。
