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1、 朊病毒（朊病毒（Prion, ,简称简称PrPsc）是）是2020世纪世纪8080年代发现的一种年代发现的一种不含核酸的不含核酸的蛋白质传染性颗粒蛋白质传染性颗粒，是包括人在内所有动物中，是包括人在内所有动物中都具有的正常细胞朊蛋白都具有的正常细胞朊蛋白( (PrPc) )的同源异构体。正常细胞的同源异构体。正常细胞朊蛋白在未知因素的作用下，性质发生改变（如空间结构朊蛋白在未知因素的作用下，性质发生改变（如空间结构的改变），成为的改变），成为引起疾病的引起疾病的的病原体。的病原体。 朊病毒能够在人及动物中引起一组疾病，命名为传染朊病毒能够在人及动物中引起一组疾病，命名为传染性海绵状脑炎（性海
2、绵状脑炎（transmissible spongiform encephalopathie, TSE）使普通使普通DNADNA及及RNARNA病毒失去感染性的紫外光剂量不能使脑病毒失去感染性的紫外光剂量不能使脑组织匀浆中的朊病毒蛋白失去感染性。组织匀浆中的朊病毒蛋白失去感染性。蛋白提取物经蛋白提取物经DNADNA酶及酶及RNARNA酶作用后仍具有较强的感染性。酶作用后仍具有较强的感染性。经蛋白酶、蛋白变性剂处理后，蛋白提取物失去感染性。经蛋白酶、蛋白变性剂处理后，蛋白提取物失去感染性。福尔马林溶液不能完全消除朊病毒的感染性。福尔马林溶液不能完全消除朊病毒的感染性。蛋白质致病假说的依据蛋白质致病
3、假说的依据蛋白质致病假说的依据蛋白质致病假说的依据PrPsc与与PrPc的基本特征比较的基本特征比较1. 朊病毒是一种蛋白酶抗性蛋白（朊病毒是一种蛋白酶抗性蛋白（proteinase resistant protein, PrP）。 表达组织：中枢神经系统、淋巴系统。存在位置：细胞膜。表达组织：中枢神经系统、淋巴系统。存在位置：细胞膜。无无 核酸结构，可抵抗非变性去污剂、核酸酶的作用。因其分子量核酸结构，可抵抗非变性去污剂、核酸酶的作用。因其分子量 为为272730kD30kD，称为，称为PrP27PrP273030。2. 正常人和动物的神经细胞编码这一蛋白的前体分子，被称之为正常人和动物的神
4、经细胞编码这一蛋白的前体分子，被称之为 PrPc（cellular isoform of PrP），分子量），分子量3335kD对蛋白酶敏感。对蛋白酶敏感。 为区别朊病毒，将细胞编码的为区别朊病毒，将细胞编码的PrP称之为称之为PrPc，朊病毒缩写为，朊病毒缩写为PrPsc （scrapie isoform of PrP）在未知因素的作用下，）在未知因素的作用下， PrPc分子构型发分子构型发 生改变，成为生改变，成为PrPsc。 1.1.耐受蛋白酶的消化和常规消毒作用，只有强碱耐受蛋白酶的消化和常规消毒作用，只有强碱( (10N NaOH ) )， 高压消毒高压消毒( (136,2小时小时)
5、 )才能灭活；才能灭活；2. 2. 不含核酸，用常规不含核酸，用常规PCRPCR无法检测；无法检测；3. 3. 超长的潜伏期（平均超长的潜伏期（平均2020年），发病前无法检测和诊断；年），发病前无法检测和诊断；4. 4. 变异和跨种族感染，具有大量的潜在感染来源，主要为牛、变异和跨种族感染，具有大量的潜在感染来源，主要为牛、 羊等反刍动物，传播的潜在危险不明，很难预测和控制；羊等反刍动物，传播的潜在危险不明，很难预测和控制；5. 5. 感染途径多感染途径多已知有消化道（食入）、神经、血液均可感染。已知有消化道（食入）、神经、血液均可感染。 由正常由正常PrPc转化成恶性转化成恶性PrPsc的
6、机理和因素不清，难以预防；的机理和因素不清，难以预防；6. 6. 100%病死率，缺乏治疗药物，无法研制预防疫苗。病死率，缺乏治疗药物，无法研制预防疫苗。 朊病毒的特殊性质朊病毒的特殊性质朊病毒病的共同特点朊病毒病的共同特点朊病毒病的共同特点朊病毒病的共同特点潜伏期长（潜伏期长（5-505-50年），一旦发病年），一旦发病6 6个个月至月至1 1年全部死亡，临床表现为进行年全部死亡，临床表现为进行性痴呆，共济失调，震颤。性痴呆，共济失调，震颤。根据朊病毒的感染途径不同，分为根据朊病毒的感染途径不同，分为散发性、传染性和遗传性三种。散发性、传染性和遗传性三种。不同疾病有相似的病理学变化特征。不同
7、疾病有相似的病理学变化特征。1.1.羊瘙痒病羊瘙痒病（scrapie）2.2.疯牛病疯牛病（bovine spongiform encephalopathy, BSE ）3.3.库鲁病库鲁病（Kuru）4.4.克克- -雅氏症雅氏症（Creutzefeldt-jakob disease, CJD） 传染性病毒性痴呆传染性病毒性痴呆（transmissible virus dementia, TVD）5. 致死性家族性失眠症（致死性家族性失眠症（fatal familial insomnia, FFI）6. 吉斯特曼吉斯特曼-斯召斯列综合征（斯召斯列综合征（Gerstmann-Straussle
8、r syndrome, GSS）朊病毒感染引起人和动物的主要疾病朊病毒感染引起人和动物的主要疾病第一类第一类: : 羊瘙痒病；牛海绵状脑病；散发性、家族性及医源性克雅羊瘙痒病；牛海绵状脑病；散发性、家族性及医源性克雅病（病（sporadic, familial and iatrogenic CJD, sCJD, fCJD, iCJD）；库鲁）；库鲁病；散发性、家族性致死性失眠症（病；散发性、家族性致死性失眠症（Sporadic and familial fatal insomnia，sFI , fFI）。）。 这类疾病的特征是灰质海绵样变、蛋白酶抗性这类疾病的特征是灰质海绵样变、蛋白酶抗性Pr
9、PPrPScSc积聚积聚和少量或无和少量或无PrPPrP淀粉样斑形成；淀粉样斑形成；朊病毒病的分类朊病毒病的分类第二类第二类: : 吉斯特曼吉斯特曼- -斯召斯列综合征。这类疾病的特征为在脑皮质斯召斯列综合征。这类疾病的特征为在脑皮质及副皮质区沉积大量的及副皮质区沉积大量的PrPPrP淀粉样斑块。这种淀粉样斑块的组淀粉样斑块。这种淀粉样斑块的组成成分为截断后的成成分为截断后的PrPPrP多肽，由氨基酸残基多肽，由氨基酸残基90-16090-160组成，这个组成，这个区域氨基酸变异与区域氨基酸变异与GSSGSS关系密切。这种多肽释放到细胞外间隙关系密切。这种多肽释放到细胞外间隙时，聚合成大量的淀
10、粉样斑块。与引起家族性时，聚合成大量的淀粉样斑块。与引起家族性CJDCJD的的PrPPrP不同，不同，这种多聚体对蛋白酶敏感。这种多聚体对蛋白酶敏感。朊病毒病的分类朊病毒病的分类第三类第三类: : 新型变异性克雅病（新型变异性克雅病（new variant of CJD，nvCJD or vCJD）。）。vCJD是由于食入是由于食入BSEBSE污染的食物制品引起。此类朊病毒病的污染的食物制品引起。此类朊病毒病的特征为脑组织中大量特征为脑组织中大量PrPPrP淀粉样斑块沉积，大量的海绵样空淀粉样斑块沉积，大量的海绵样空泡形成。与泡形成。与GSSGSS不同的是其不同的是其PRNPPRNP基因未发现
11、有变异位点存在。基因未发现有变异位点存在。朊病毒病的分类朊病毒病的分类中枢神经系统进行性退行性海绵样变中枢神经系统进行性退行性海绵样变, , 四大神经病理特征：四大神经病理特征：1. 1. 神经元细胞空泡变性或海绵样变（神经元细胞空泡变性或海绵样变（Spongiform changes）2.2.神经元退化、丢失神经元退化、丢失( (Neuron loss) )3.3.星形细胞增生（星形细胞增生（Astrocytosis），取代正常的神经元细胞），取代正常的神经元细胞4.4.形成淀粉样斑沉积形成淀粉样斑沉积( (Amyloidosis) )朊病毒病的共同病理特点朊病毒病的共同病理特点朊病毒感染引
12、起人和动物的主要疾病朊病毒感染引起人和动物的主要疾病 是一种羊的慢性消耗性疾是一种羊的慢性消耗性疾病，是朊病毒引起的最常见疾病，是朊病毒引起的最常见疾病之一。十八世纪中叶开始在病之一。十八世纪中叶开始在欧洲流行。在羊群中易于传播，欧洲流行。在羊群中易于传播，但确切的传播途径尚不清楚。但确切的传播途径尚不清楚。羊瘙痒病（羊瘙痒病（scrapie）朊病毒感染引起人和动物的主要疾病朊病毒感染引起人和动物的主要疾病 1954年冰岛病理学家年冰岛病理学家Bjorn Sigurdsson（1913-1959）首先系统）首先系统地描述了羊瘙痒病的特点地描述了羊瘙痒病的特点。 1.1.伴随长达数月至数年的潜伏
13、期伴随长达数月至数年的潜伏期 2.2.一旦发病多为进行性、致死性。一旦发病多为进行性、致死性。 3.3.感染局限于单一物种且仅累及感染局限于单一物种且仅累及 单个的解剖部位，或组织器官。单个的解剖部位，或组织器官。Bjorn Sigurdsson, Iceland.Bjorn Sigurdsson, Iceland.Bjorn Sigurdsson, Iceland.Bjorn Sigurdsson, Iceland. 牛海绵状脑病牛海绵状脑病( (bovine spongiform encephalopathy, BSE ) )1984年疯牛病在英国被首次发现。年疯牛病在英国被首次发现。19
14、87年年Wells首先进行了报道。首先进行了报道。感染原因为进食病感染原因为进食病羊的肉制品。羊的肉制品。1992年至少年至少1818万头牛感染了万头牛感染了PrD,PrD,平均每周平均每周80080010001000头牛发病。头牛发病。目前全世界发现有此病的国家已超过一百目前全世界发现有此病的国家已超过一百个，其中部分国家的疯牛病只在英国进口个，其中部分国家的疯牛病只在英国进口的牛中发生。的牛中发生。Dr.Gerald WellsDr.Gerald Wells 早在一个世纪前早在一个世纪前, ,法国法国Germain Galerant 描述说：描述说：“1873年在年在Martagny， H
15、ucher先生家的牛先生家的牛突然变得异常兴奋。它们快突然变得异常兴奋。它们快速地奔跑、旋转，并且频繁速地奔跑、旋转，并且频繁地跌倒在地。它们的口中喷地跌倒在地。它们的口中喷吐着泡沫，但从不咬任何人吐着泡沫，但从不咬任何人! !” 牛海绵状脑病牛海绵状脑病( (bovine spongiform encephalopathy, BSE ) ) 1929 1929年年 Creutzfeldt 和和Jakob先后发现了先后发现了人类第一个朊病毒病人类第一个朊病毒病 克雅病（克雅病（CJD）。）。发病人群多为发病人群多为65岁以上的老年人。岁以上的老年人。10%15%为家族性遗传；其他为散发性和医源
16、为家族性遗传；其他为散发性和医源性性CJDCJD。（角膜移植；使用人垂体制备的。（角膜移植；使用人垂体制备的生长激素；输血等）。生长激素；输血等）。克克- -雅氏症（雅氏症（Creutzefeldt-jakob disease, CJD）传染性病毒性痴呆（传染性病毒性痴呆（transmissible virus dementia，TVD）Alfons Jakob,Alfons Jakob,Alfons Jakob,Alfons Jakob,克克- -雅氏症（雅氏症（Creutzefeldt-jakob disease, CJD）传染性病毒性痴呆（传染性病毒性痴呆（transmissible v
17、irus dementia，TVD）Creutzefeldt-jakobCreutzefeldt-jakobCreutzefeldt-jakobCreutzefeldt-jakob 1. 1.英国英国1959-19851959-1985年年20002000名接受来自尸名接受来自尸体脑垂体生长激素体脑垂体生长激素(hGH)(hGH)治疗的侏儒儿童中，治疗的侏儒儿童中，2727人人感染并死于感染并死于CJDCJD。 2.2.澳大利亚（声称世界上唯一没有羊瘙澳大利亚（声称世界上唯一没有羊瘙痒症的国家）采集尸体脑垂体治疗妇女不育痒症的国家）采集尸体脑垂体治疗妇女不育症侏儒症，至今有的发病，大多数为医源
18、感症侏儒症，至今有的发病，大多数为医源感染，已述诸法律途径索赔。染，已述诸法律途径索赔。 19961996年，年，Robert Will首先报道一种人类新型首先报道一种人类新型CJDCJD变异型克雅病（变异型克雅病（ variant CJD，vCJD ） 1.1.发病年龄趋于年轻化（平均年龄发病年龄趋于年轻化（平均年龄2828岁）岁） 2.2.发病初期症状，主要表现为心理障碍如：心发病初期症状，主要表现为心理障碍如：心 情抑郁，情抑郁， 3.3.病理学改变为大量的病理学改变为大量的“淀粉样斑块淀粉样斑块”周围形成周围形成 大量的海绵样变大量的海绵样变 4.4.感染途径：进食感染感染途径：进食感
19、染 “疯牛病疯牛病”的牛肉制品的牛肉制品克克- -雅氏症（雅氏症（Creutzefeldt-jakob disease, CJD）传染性病毒性痴呆（传染性病毒性痴呆（transmissible virus dementia，TVD）Robert WillRobert WillRobert WillRobert Will库鲁病（库鲁病（Kuru）2020世纪世纪5050年代中期，流行于新几内亚高原土著人群中的一种年代中期，流行于新几内亚高原土著人群中的一种PrDPrDProfessor LugaresiProfessor LugaresiProfessor LugaresiProfessor L
20、ugaresi家族性致死性失眠症家族性致死性失眠症fatal familial insomnia 本病具有明显的家族史，发病年龄多本病具有明显的家族史，发病年龄多为为5050岁左右。发病初期表现为失眠、呼吸岁左右。发病初期表现为失眠、呼吸急促、心动过速、高血压等。疾病晚期患急促、心动过速、高血压等。疾病晚期患者完全不能入睡。症状出现后，患者多于者完全不能入睡。症状出现后，患者多于1 1至至2 2年内死亡。年内死亡。朊病毒的分子特征朊病毒的分子特征The characteristics of the PrP molecule 人类人类PrPPrP基因位于第基因位于第2020号染色体。号染色体。m
21、RNAmRNA转译出转译出253253个个aaaa长的多肽链。长的多肽链。多肽氨基端含多肽氨基端含5 5个八肽重复序列，个八肽重复序列，两个糖基化位点，及一个二硫键。两个糖基化位点，及一个二硫键。PrPc结构中含有结构中含有3个个- -螺旋结构，螺旋结构，两个反向平行的两个反向平行的-片层结构。片层结构。多肽链羧基末端糖基磷酸肌醇锚多肽链羧基末端糖基磷酸肌醇锚（glycosylphosphatidylinositol , GPI）使朊蛋白附着在细胞膜表面。使朊蛋白附着在细胞膜表面。朊病毒的分子特征朊病毒的分子特征The characteristics of the PrP molecule 1
22、2456789H1 H2 H3OctarepeatPrPc与与PrPsc分子结构特征比较分子结构特征比较1.1.PrPPrPc c二级结构中主要以二级结构中主要以-螺旋结构为主，约占螺旋结构为主，约占40%40%，仅存在少量，仅存在少量 -片层结构。溶解于非变性剂溶液，对蛋白酶片层结构。溶解于非变性剂溶液，对蛋白酶K K敏感敏感。2. 2. PrPPrPScSc含有含有50%50%的的-片层结构，片层结构， 20%20%的的-螺旋。不溶于非变螺旋。不溶于非变 性剂溶液，当用蛋白酶作限性剂溶液，当用蛋白酶作限 制性消化时，只是在氨基端制性消化时，只是在氨基端 的序列被部分切割，形成对的序列被部分
23、切割，形成对 蛋白酶具有抗性的蛋白酶具有抗性的PrPPrP27273030。 模板模式：模板模式： X X蛋白与蛋白与H2H2和和H3-H3-螺旋区域结合形成螺旋区域结合形成PrPPrPc c与与X X蛋白结合的中间蛋白结合的中间体体PrPPrP* *，PrPPrP* *促进促进PrPPrPc c氨基末端与氨基末端与PrPPrPScSc结合，结合，PrPPrPScSc作为模板催作为模板催化化PrPPrPc c构型发生改变。构型发生改变。PrPPrPc c转化为转化为PrPPrPScSc的模式的模式The model of conversion of PrPc to PrPScPrPc PrP*
24、 + PrPsc 2PrPsc proteinX晶种模式：晶种模式：PrPPrPScSc作为作为“晶种晶种”聚集聚集PrPPrPc c使其构型发生改变，成为使其构型发生改变，成为PrPPrPScSc 。PrPscPrPcPrPscPrPcPrPscPrPscPrPcPrPcPrPscPrPscPrPscPrPscPrPcPrPscrPscPscPcPPPPPPPPPPPrPsc from:1.Mutation2.Spontaneous3.exposurePrPsc -PrPcComplexformsPrPc converted To New PrPscAdditionalPrPc recrui
25、tedRecruitment of PrPc by PrPsc Becomes more efficient as PrPsc levels increas PrPsc accumulation results in cellular dysfunction and neuronal death突变：突变：家族性致死性失眠症的发病多由于家族性致死性失眠症的发病多由于PrPPrP基因发生变异，在没基因发生变异，在没有外源性有外源性PrPPrPScSc存在的环境中自发转变为存在的环境中自发转变为PrPPrPScSc。在八肽重复。在八肽重复区中氨基酸的插入突变与家族性区中氨基酸的插入突变与家族性CJ
26、DCJD的发生密切相关。的发生密切相关。PrPPrPc c转化为转化为PrPPrPScSc的模式的模式The model of conversion of PrPc to PrPSc朊病毒病的诊断朊病毒病的诊断 Diagnosis of prion disease1.1.确诊依据：尸检脑组织病理学特征确诊依据：尸检脑组织病理学特征2.2.辅助诊断：脑脊液辅助诊断：脑脊液14-3-314-3-3蛋白检测蛋白检测 14-3-314-3-3蛋白广泛存在于神经系统中的一种分子量为蛋白广泛存在于神经系统中的一种分子量为30KD30KD的的 蛋白质。其功能为信号传导、细胞周期调节等。检测方法蛋白质。其功能
27、为信号传导、细胞周期调节等。检测方法 适用于散发性和遗传性适用于散发性和遗传性CJDCJD。1.1.我国牛羊等牲畜和肉食加工业仍然分散，难以管理。我国牛羊等牲畜和肉食加工业仍然分散，难以管理。2.2.我国周边国家（韩国，发现我国周边国家（韩国，发现3030岁的岁的CJDCJD病人）病人） 已有疯牛病出现。已有疯牛病出现。 印度、巴基斯坦、泰国等均为英国危险动物饲料进口国。现代印度、巴基斯坦、泰国等均为英国危险动物饲料进口国。现代 化国际贸易，为疯牛病的输入造成温床。化国际贸易，为疯牛病的输入造成温床。3.3.内源性朊病毒病潜在危险很大，主要的内源性朊病毒病潜在危险很大，主要的CJDCJD（80
28、%80%）可以自发。）可以自发。4.4.医源性感染（器官移植、激素治疗、血源等）难以控制。医源性感染（器官移植、激素治疗、血源等）难以控制。5.5.美国美国 “曼巴曼巴” 胶糖已被禁销，而北京胶糖已被禁销，而北京“家乐福家乐福”等商店美制胶糖等商店美制胶糖 正在畅销。正在畅销。我国的严峻形势我国的严峻形势1. 1. 朊病毒的四大神经病理特征是什麽？朊病毒的四大神经病理特征是什麽？2. 2. 朊病毒感染引起人和动物的主要疾病有哪些？朊病毒感染引起人和动物的主要疾病有哪些？3. PrP3. PrPc c与与PrPPrPscsc分子结构特征是什磨？分子结构特征是什磨？4. 4. 朊病毒的特殊性质朊病毒的特殊性质复习题复习题
