第34章-朊粒

医学微生物学朊粒山东大学医学院赵蔚明教授本章重点与难点1.朊粒的定义。2.PrPC与PrPSc的主要区别。3.朊粒的抵抗力。4.何谓朊粒病？主要的人和动物朊粒病医源性CJD的危险因素及预防原则。朊粒（prion）Prion(朊粒,又称朊病毒）*宿主细胞基因编码的构象异常的朊蛋白*不含核酸，具有自我复制能力和传染性*引起人和动物传染性海绵状脑病（TSEs）普鲁西纳（S.B.Prusiner）1982年美国学者普鲁西纳首次证实羊瘙痒病致病因子的本质是一种不含核酸的传染性蛋白颗粒（proteinaceousinfectiousparticle），命名为prion。荣获1997年诺贝尔生理学或医学奖。1997年盖达塞（D.C.Gajdusek）50年代末，美国学者盖达塞克证明库鲁病是人类第一个由“慢病毒”感染所致的传染性疾病，荣获1976年诺贝尔生理学或医学奖。1976年TSEs/Prion研究中的诺贝尔奖获得者一、生物学性状*prion在电镜下呈纤维状或杆状，称羊瘙痒病相关纤维（SAF）。*在某些TSEs的脑组织中prion可聚集形成光镜下可见的淀粉样蛋白斑块。SAF一、生物学性状*prion的本质：异常折叠的朊蛋白*朊蛋白（prionprotein,PrP）：由宿主细胞PrP基因编码产生人类PrP基因(PRNP)位于第20号染色体小鼠PrP基因(Prnp)位于第2号染色体PrPC与PrPSC*细胞PrP基因编码产生细胞朊蛋白（cellularprionprotein,PrPC），PrPC以α螺旋为主，对蛋白酶K敏感，无致病性。*某些条件下，PrPC构象异常变化，形成具有致病作用的羊瘙痒病朊蛋白（scrapieprionprotein，PrPSc），PrPSc以β折叠为主，对蛋白酶K有抗性，具有致病性与传染性。PrPC与PrPSc的主要区别Prpcprpsc分子构象ɑ-螺旋占42％，β-折叠仅占3％β-折叠占43％，ɑ-螺旋占30％蛋白酶K的消化在非变性去污剂中敏感可溶抗性不可溶存在部位正常及感染动物感染动物致病性无有致病性与传染性PrPC和PrPSc的空间结构模式图PrPC与PrPSc*PrPC与PrPSc由同一染色体基因编码，两者的氨基酸序列完全一致，根本的差别在于它们空间构象上的差异。PrPC与PrPSc促使PrPC转变为PrPSc的原因：*外源性prion侵入，与体内PrPC结合催化其转变为PrPSc，见于传染性prion病。*体内PrP基因突变，突变的PrPC（△PrPC）结构失稳转变为PrPSc，见于遗传性prion病。*PrPC自发异常折叠形成PrPSc，这种情况很少，可见于散发性prion病。模板学说（PrPSc增殖机制示意图）PrP*PrPCPrP*/PrPSCPrPSC+PrPSC外源性prionΔPrPCΔPrP*ΔPrP*/ΔPrPSCΔPrPSC+ΔPrPSC⊕⊕⊕ΔPrPc：突变的PrPc抵抗力prion对理化因素有很强的抵抗力*抵抗蛋白酶K的消化作用*标准的高压蒸气灭菌（121.3℃,20min）不能破坏prion，需高压蒸气灭菌134℃、≥2h，才能使其失去传染性*对辐射、紫外线、及常用消毒剂有很强的抗性二、致病性*prion病：人和动物慢性退行性、致死性中枢神经系统疾病，即传染性海绵状脑病（TSEs）。*prion病的共同特点：潜伏期很长（数年至数十年）一旦发病呈进行性发展最终导致死亡脑组织变性坏死（无炎症反应）不能诱导感染宿主产生免疫反应具有传染性人和动物的prion病人类Prion病动物Prion病库鲁病(kurudisease)羊瘙痒病（scrapieofsheepandgoat）克－雅病(creutzfeld-Jakobdisease,CJD)水貂传染性脑病(transmissibleminkencephalopathy,TME)格斯特曼综合征(Grestmann-Strausslersyndrome,GSS)鹿慢性消瘦症（chronicwastingdiseaseofdeer，CWD）致死性家族失眠征(fatalfamilialinsomnia,FFI)牛海绵状脑病(bovinespongiformencephalopathy,BSE)变异型克－雅病(variantCJD,v-CJD)猫海绵状脑病（felinespongiformencephalopathy,FSE）人类prion病*库鲁病：通过食尸的宗教仪式而感染，已杜绝。*克-雅病（CJD）：（1）散发性CJD：较常见，病因不明。（2）家族性CJD：与遗传有关（PrP基因突变）。（3）医源性CJD：Prion污染临床诊疗过程导致个体间传染。*变异型克-雅病(v-CJD)：源于疯牛病的Prion感染人体。*GSS和FFI：较罕见，与遗传有关（PrP基因突变）。疯牛病相关的v-CJD与病牛接触或进食病牛肉是人类v-CJD最主要的发病原因v-CJD病人大脑组织切片示海绵状病变淀粉样蛋白沉淀*免疫组化：确诊的方法。标本需先处理以破坏PrPC，然后再用PrP单抗染色，可在组织切片中直接显示PrPSc。*Westernblot：确诊的方法。将脑组织样本匀浆、处理（破坏PrPC）、电泳、转印至硝酸纤维膜，用PrP单抗检测PrPSc。病原学确诊——检测致病因子PrPSc*ELISA：适用于大批量样品的筛查。*基因分析：协助诊断遗传性prion病。*蛋白质错误折叠循环扩增技术(PMCA)：灵敏度高，用于检测血液等体液中PrPSc。防治原则*医源性Prion病的预防可疑患者的手术器械、血液、体液等污染物须彻底灭菌（1mol/LNaOH处理1h后，再高压灭菌134℃，2h），彻底销毁含Prion的动物尸体、组织块或注射器等用品。严禁退行性中枢神经系统疾病患者捐献组织器官。医护人员及实验室人员应严格遵守安全操作规程。防治原则*BSE及vCJD的预防禁止用动物骨肉粉作为饲料添加剂喂养牛羊等反刍动物。对从有BSE国家进口的牛或牛制品，必须严格地进行特殊检疫。思考题1.何谓Prion？Prion可导致人和动物哪些疾病？2.比较PrPC与PrPSC的主要区别。3.如何预防医源性Prion病？中英文关键词朊粒（prion）传染性海绵状脑病（transmissiblespongiformencephalopathies，TSEs）细胞朊蛋白（cellularprionprotein,PrPc）羊瘙痒病朊蛋白（scrapieprionprotein，PrPSc）库鲁病（kurudisease）克-雅病（creutzfeld-Jakobdisease,CJD）变异型克-雅病（variantCJD,v-CJD）羊瘙痒病（scrapieofsheepandgoat）牛海绵状脑病（bovinespongiformencephalopathy,BSE）课外阅读资料目录[1]BrooksGF,Jawetz,Melnick&Adelberg’sMEDICALMICROBIOLOGY25thEdition[2]洪涛主编，传染性与非传染性痴呆症，科学出版社，2011-03[3]徐耀先主编，分子病毒学，湖北科技出版社，2000-01[4]黄文林主编，分子病毒学(第二版)，人民卫生出版社，2006-12