1、问题 什么是朊粒（Prion）？ 朊粒能引起什么疾病？ 如何预防朊粒感染？ 朊粒（prion） 名称 来源于蛋白性感染颗粒（proteinaceus infection particle）的字头组合，曾译作朊病毒 定义 个体微小（ 300nm） ，不含核酸，其主要成分是一种蛋白酶抗性蛋白，对各种理化作用的抵抗力强，具有传染性，属一种非寻常病毒 PrPRES Prion 主要成份是一种蛋白酶抗性蛋白（proteinase resistant protein，PrPRES ） ，由于 PrPRES 是从羊瘙痒病因子感染的仓鼠脑组织内分离到的一种蛋白，故又称 PrPSC（Scrapie isofor
2、m of PrP） ，是组成 prion 的基本成分 PrPRES 分子量为 2730?103，称为 PrP2730，能抵抗蛋白酶的消化作用。正常人和动物的神经细胞能编码一种与 PrPRES 相似的 PrP 前体分子，分子量为 3335?103，称为PrP3335，命名 PrPC（cellular isoform of PrP） ，它对蛋白酶敏感。PrPC 和 PrPRES 的一级结构完全相同，但其空间结构不同 Prion 对理化因素的抵抗力强 对甲醛、?-羟丙酸、?- 内脂、乙醇、蛋白酶、脱氧胆酸和放射性核素等具有抵抗力 对酚类、漂白剂、乙醚、丙酮、尿素、强洗涤剂（SDS）和高压灭菌等敏感
3、消毒常用 5%次氯酸钠或 1mol/L 的氢氧化钠浸泡手术器械 1 小时，高压灭菌需用 202kPa、134处理 1 小时，以彻底灭活 prion 致病性 prion 致中枢神经系统退化性病变，大脑和小脑的神经细胞融合、消失，形成多数小空泡（10 200?m）并伴有星状胶质细胞增生，出现海绵状改变为特征，病变部位无炎症反应，而是由朊粒蛋白（prion protein，PrP）大量堆积在神经组织里，形成淀粉样斑块 所致疾病 动物的传染性海绵状脑病（transmissible spongiform encephalopathies，TSE ） 羊瘙痒病 疯牛病 人的传染性海绵状脑病 Kuru 病
4、克雅病 羊瘙痒病（scrapie） 是 prion 引起的最常见疾病之一，是绵羊和山羊地方性、致死性、慢性消耗性疾病。该病由于动物瘙痒、磨擦，致大量脱毛而取名。潜伏期 60 天至 2 年以上，引起动物运动失调和致残、致死 从瘙痒病动物脑组织的电镜观察，可见到异常的瘙痒病相关纤维（Scrapie-associated fibrils，SAF） ，是 prion 感染的标志之一，与 prion 的感染滴度成正比，实质上，高度纯化的 SAF 主要由PrPSC 组成 牛海绵状脑病（bovine spongiform encephalopathy，BSE ） 俗称疯牛病（mad cow disease）
5、 ，于 1985 年在英国饲养的牛群中出现一种类似羊瘙痒症的病，1986 年迅速流行，并扩大至十几个国家。追查这一突发事件发现牛饲料中添加了羊和牛的内脏、骨粉等，认为引起疯牛病的病原可能来自羊瘙痒病，PrPSC 在神经组织中大量沉积而产生海绵状退行性变和神经胶质增生 颤抖病（Kuru Disease） 第一个被认为由 prion 引起人的传染性海绵状脑病，发生于巴布亚新几内亚高原上的土著部落 病人小脑受损，产生共济失调和震颤。“Kuru”一词是当地方言，用来形容本病颤抖和跳动的特征 患者多为妇女和儿童，成年男子很少患病。Kuru 病的潜伏期为 530 年，早期症状为运动失调、颤抖，晚期出现痴呆
6、。病程一般不超过 1 年，大多在 69 个月内死亡 当地有宗教性食尸恶习，这是感染本病的原因 克雅病（CJD)Creutzfeld-Jakob disease 又称传染性痴呆病（transmissible dementia）或早老性痴呆病（presenile dementia） ，是一种致命性人海绵状脑病 潜伏期可达数十年，发病开始出现精神和感觉方面的症状，随后出现运动失调，晚期出现肌肉痉挛并伴有痴呆，多在 512 个月内死亡 发病率是百万分之一，年龄均在 50 岁以上 克雅病的神经病理特点 大脑海绵样变性，类似于瘙痒病，在脑组织中可见一种非常类似瘙痒病 PrPSC 的蛋白，推测 CJD 传染
7、因子来源于羊瘙痒病 1968 年成功地将 CJD 转移给实验动物，随后又将 GSS 综合征（1981）和致死性家族性不眠症（1995）等均转移给实验动物 现已证实此病是由朊粒蛋白 PrPRES 大量沉积在神经组织里，形成淀粉样斑块，引起致死性中枢神经系统慢性退化性疾病 有传染型、家族遗传型和散发型等三型 传染型：占 10%，主要由医源性传播，如角膜移植和硬脑膜移植等，或使用污染的手术器械，或使用人垂体制备的生长激素等，多于手术后 18 个月发病 家族遗传型：占 10%15%，包括 GSS（Gerstemann-Str?nssler syndrome）综合征以及致死性家族性失眠（fatal fa
8、milial insomnia） 。前者的主要临床特征是小脑运动失调，眼球震颤和步态异常，后期出现痴呆；而后者是一种特别罕见的遗传性失调，临床特点是睡眠紊乱与智力下降，神经的损伤常累及丘脑 散发型：最为常见，占75%80% 克雅病新变种（ new variant of CJD） 近年提出的新概念。1996 年在英国出现了一种新的 CJD 的变异型，在发病年龄上与 CJD 不同，新变种发生于青年人（平均年龄 26 岁），病程长至 14 个月，而且临床特点也与之不同，开始出现精神和感觉方面异常的症状，随后运动失调，最后阶段才出现肌肉痉挛和痴呆。其神经病理特点是全脑呈现大量 PrPRES 累积，并形
9、成多发性淀粉样斑块被海绵样变组织包围（与 BSE 和 Kuru 病的病理相似） BSE显示的神经海绵样变为多发性淀粉样斑块的变化，与 CJD 新变异型的特征一致，这些发现有力支持着 CJD 新变异型和 BSE 是由同一致病因子引起的假说，但这一假说的成立仍需最后证据的出现 微生物学检查 实验室诊断：主要依赖神经病理学检查 海绵状病变稀疏地分布于整个大脑皮层，神经元消失，星状细胞增生，典型病变为融合性海绵状空泡，空泡周围有大量淀粉样斑块，在 HE 和 PAS 染色中清晰可见 基因诊断方法 PrP 基因全长759bp，编码 253 个氨基酸，仅含一个外显子和一个 ORF，很适于用 PCR 法扩增出
10、 PrP 的全基因 分离 可用猴、羊、貂、猫及豚鼠等动物进行感染试验，但成功率较低，且时间的较长，一般需 200 天以上，不适于实验室检查 防治原则 朊粒感染所致疾病目前均无治疗方法 应及早建立长期监督、监测和报道疫情的机构，采取有效措施，杜绝 PrP 的传入和扩散 杜绝医源性感染：克雅病的传播可因角膜移植、神经外科手术，尸体解剖和应用人垂体激素等 禁止用任何动物脏器（尤其脑、脊髓、视网膜等）加工成牛或其他动物的饲料，加强进口牛、羊制品和饲料的检疫 强化消毒：由于朊粒对理化因子的抵抗力强，高压灭菌时需134，处理 1 小时，手术器械如需化学消毒时选用有效制剂（如 5%次氯酸钠等）浸泡 1小时以
11、上 1997 年诺贝尔生理学和医学奖 1997 年 Prusiner 因首先提出朊粒是 TSE 的病原，并对 PrP 的生化和分子生物学特性以及与 TSE 的相关性等进行了大量细致的研究，因此获1997 年诺贝尔生理学和医学奖 关于 prion 在病原生物学领域中的定位至今尚未解决 * * 第 41 章 朊 粒 Prion Hong Ling, Ph.D. Department of Microbiology, HMU 根据 PrPC 的氨基酸一级结构，推测肽链的三维结构上含有 4 个?- 螺旋区域，几乎没有 ?-折叠，即 PrPC 含有 42%的 ?-螺旋，仅含 3%的?- 折叠；而 PrPRES 肽链上 4 个?-螺旋区域中有 2 个转换成 4 个?-折叠，即 PrPRES 含有 43%的?-折叠和 30%的?-螺旋 PrPC 转变为 PrPRES 的机制尚不清楚
