6.4: 病毒、病毒样体和朊病毒

6.4: 病毒、病毒样体和朊病毒

朊病毒

科学家曾相信,任何传染性颗粒都必须含有DNA或RNA。 然后,在1982年,研究scrapie(一种致命的绵羊退行性疾病)的医生斯坦利·普鲁西纳(Stanley Prusiner)发现这种疾病是由蛋白质传染性颗粒或朊病毒引起的。 由于蛋白质是脱细胞的,不含DNA或RNA,普鲁西纳的发现最初受到抵制和怀疑;但是,他的研究最终得到了验证,并于1997年获得了诺贝尔生理学或医学奖。

图\(\PageIndex{2}\):内源性正常朊蛋白(prPC)在遇到这种变异形式的蛋白质时会转化为致病形式(prPSC)。 prpsC 可能在脑组织中自发产生,尤其是在存在突变形式的蛋白质的情况下,或者它可能源于食物中消耗的错误折叠的朊病毒,最终会进入脑组织。 (来源 b:美国农业部对作品的修改)

朊病毒是在细胞中发现的一种错误折叠的正常蛋白(prPC)的无赖形式。 这种流氓 prion 蛋白 (prpsC) 可能由基因突变引起或自发发生,具有传染性,刺激其他内源性正常蛋白错误折叠,形成斑块(见图\(\PageIndex{2}\))。 如今,众所周知,朊病毒会在人类和动物身上引起各种形式的传播性海绵状脑病(TSE)。 TSE 是一种罕见的退行性疾病,会影响大脑和神经系统。 恶意蛋白质的积累会导致脑组织变成海绵状,杀死脑细胞并在组织中形成空洞,从而导致脑损伤、运动协调能力丧失和痴呆(见图\(\PageIndex{3}\))。 感染者有精神障碍,无法移动或说话。 无法治愈,疾病进展迅速,最终导致在几个月或几年内死亡。

图\(\PageIndex{3}\):Creutzfeldt-Jakob 病(CJD)是一种导致神经组织退化的致命疾病。 (a) 这些脑部扫描将正常的大脑与患有克雅氏病的大脑进行比较。 (b) 与正常的大脑相比,克雅氏病患者的脑组织充满了海绵样病变,这些病变是由朊蛋白的异常形成引起的。 (来源 a(右):修改劳克林·道斯博士的作品;来源 b(上):修改苏珊娜·瓦基姆的作品;来源 b(下):修改疾病控制与预防中心的工作)

人类的 TSE 包括库鲁病、致命的家族失眠、格斯特曼-施特劳斯勒-舍因克病和 Creutzfeldt-Jakob 病(见图\(\PageIndex{3}\))。 动物体内的 TSE 包括疯牛病、scrapie(绵羊和山羊)和慢性消耗性疾病(麋鹿和鹿)。 通过食用受污染的肉类或动物饲料,TSE 可以在动物之间传播,也可以从动物传播给人类。 人与人之间的传播可以通过遗传(GSS和CJD通常是这种情况)或通过接触受污染的组织而发生,输血或器官移植期间可能发生这种情况。 没有证据表明是通过与感染者的偶然接触传播的。 表中\(\PageIndex{1}\)列出了影响人类及其传播方式的 TSE。

表\(\PageIndex{1}\):人类中的可传播海绵状脑病(TSE)

疾病

传动机制 1

零星克雅氏病 (scJD)

未知;可能是由于体细胞突变将正常的先验蛋白 (prP) 变为流氓形态

变体 CJD (vcJD)

食用受污染的牛产品和继发血液传播途径

家族性克雅氏病 (fcJD)

种系 prP 基因的突变

医源性克雅氏病 (iCJD)

受污染的神经外科器械、角膜移植物、促性腺激素,其次是输血

库鲁

通过仪式的自相残杀吃受感染的肉

Gerstmann-Straussler-Scheinker 病(GSS)

种系 prP 基因的突变

致命性家族失眠 (FFI)

种系 prP 基因的突变

朊病毒极难摧毁,因为它们具有耐热、耐化学和辐射的能力。 即使是标准的灭菌程序也不能确保这些颗粒的破坏。 目前,TSE病尚无治疗或治愈方法,必须根据联邦指导方针处理受污染的肉类或受感染的动物,以防止传播。

练习\(\PageIndex{3}\)

朊病毒有基因组吗?

临床重点:分辨率

几天后,大卫的医生收到了对他的皮肤样本进行免疫荧光测试的结果。 狂犬病抗原检测结果为阴性。 对他的唾液样本进行的第二次病毒抗原检测结果也呈阴性。 尽管有这些结果,但医生还是决定继续戴维目前的治疗方案。 鉴于逆转录聚合酶链反应检测呈阳性,最好不要排除可能的狂犬病感染。

在咬伤部位附近,大卫注射了狂犬病免疫球蛋白,这种免疫球蛋白附着在他组织中可能存在的任何狂犬病病毒并使其失活。 在接下来的14天里,他的手臂接种了四种狂犬病特异性疫苗。 这些疫苗可以激活大卫的免疫反应,帮助他的身体识别和对抗病毒。 值得庆幸的是,通过治疗,大卫的症状有所改善,他完全康复了。

并非所有狂犬病病例都有如此幸运的结果。 实际上,狂犬病通常在患者开始出现症状后致命,而咬伤后的治疗主要是姑息治疗(即镇静剂和疼痛管理)。

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