朊病毒的致病机理及其检测

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 and

Creutzfeld-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 Disease

of 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。