图片来源:THE OFFICIAL MAD COW HOME PAGE(官方疯牛病主页)
朊病毒蛋白,如图所示的构象,是在所有健康的牛、羊和人体内发现的正常蛋白质。 |
在20世纪80年代末和90年代初,英国有成千上万的人食用了感染牛海绵状脑病(BSE),或称“疯牛病”的牛的牛肉和牛奶。当时没有人过分担心,因为毕竟这似乎只是一种影响牛的疾病。
然后在20世纪90年代中期,英国首次出现了一种新型致命的人类BSE变种病例,称为新型变异型克雅氏病(vCJD)。政府第一次认真考虑了该疾病可能通过食物链从牛传播给人类的可能性。从那时起,这种恐惧一直挥之不去,研究人员正在努力寻找治疗方法,以防该疾病演变成流行病。
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BSE和CJD,以及羊瘙痒症,都是可怕的神经退行性疾病;行为和神经肌肉问题——看起来像疯狂的症状——随着疾病在大脑中钻出海绵状的孔洞而出现。以前已知的CJD形式不是直接传播的:它们是遗传的、自发引起的,或由涉及受感染组织或仪器的手术或注射引起的。
已经了解到的是,CJD、BSE和羊瘙痒症是所谓的朊病毒疾病,可能完全由朊病毒引起,朊病毒或“蛋白质性感染颗粒”不含核酸,这与其他所有感染性病原体不同。朊病毒主要由异常形式的原本普通的朊病毒蛋白(PrP)组成。一旦异常的PrP进入生物体,它很可能通过迫使正常的PrP改变形状来传播,从而将它们转化为致病形式。
图片来源:UC DAVIS SCHOOL OF VETERINARY MEDICINE(加州大学戴维斯分校兽医学院) 死于羊瘙痒症的绵羊的脑组织显示了在所有海绵状脑病中看到的改变。被称为液泡的大片空白区域出现在两个神经元的细胞质中。正是这些空腔使组织看起来像海绵,因此得名“海绵状”。 |
没有人知道感染牛的牛肉中残留了多少潜在的致命朊病毒,也不知道有多少英国人因此携带了vCJD病原体。科学家也不知道潜伏期有多长。迄今为止,英国已有56人,法国有2人成为新型“杀手蛋白质”的受害者。而这可能还不是最终的死亡人数。
英国科学家最近试图通过检测1990年代后期从患者身上移除的3000多个阑尾和扁桃体样本中的异常朊病毒蛋白,来更好地估计问题的范围。这些组织——与从vCJD患者身上采集的组织不同——不含“坏”朊病毒蛋白。然而,3000个样本的数量还不足以让人大大松一口气。还有大约15000个样本正在等待检测,其中只有少数阳性结果就可能表明未来会有数千例病例。
如果此类病例确实出现,科学家们希望做好准备。目前有几个团队正在研究朊病毒疾病在动物中的进展,以找到阻止它的方法。在5月19日出版的《科学》杂志上,来自瑞士和英国的研究人员报告了一种延迟朊病毒在小鼠体内从身体传播到中枢神经系统的方法,朊病毒在那里引起羊瘙痒症。科学家们已经注意到,当他们将朊病毒注射到小鼠腹部时,这些蛋白质主要感染脾脏和淋巴结,然后才进入大脑。脾脏包含所谓的滤泡树突状细胞(FDC),这些免疫系统细胞似乎对于滋养异常朊病毒蛋白特别重要,因为它们含有大量可以“转变”的普通PrP。
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传染性朊病毒蛋白具有不同的形状,它们以链式反应的方式将这种形状强加于正常的朊病毒蛋白,最终导致疾病和死亡。 |
为了使FDC在脾脏中发育,它们需要接收来自B细胞表面称为淋巴毒素(LT)α/β分子的信号。研究人员通过向小鼠注射一种与淋巴毒素α/β结合的分子来阻断该信号。结果是双重的:FDC几乎完全从脾脏中消失,并且在该器官中检测不到朊病毒蛋白。
为了衡量LT阻滞剂的敏感性,研究人员在小鼠感染朊病毒之前和之后都给它们使用了阻滞剂。在朊病毒注射后一周开始接受阻滞剂治疗八周的动物,比未治疗的小鼠晚几天患上羊瘙痒症。由于它们的脾脏仍然可以感染其他小鼠,因此它一定含有少量的坏朊病毒蛋白。但是,大多数在感染前一周开始使用LT阻滞剂治疗的小鼠,在未治疗的同类小鼠几周后才患上羊瘙痒症。更重要的是,在治疗期间,它们的脾脏没有使其他小鼠生病,至少在五个月内没有,因此很可能不含任何坏朊病毒蛋白。
尽管如此,这些动物并没有得到完全的保护。实验中几乎所有的小鼠最终都屈服于该疾病——可能是因为在治疗期结束后,FDC和朊病毒蛋白都重新出现在脾脏中。然而,还有另一种研究人员无法排除的可能性。朊病毒一旦被LT阻滞剂阻止进入脾脏,就可能采取不同的途径进入中枢神经系统和大脑。
尽管这些可怜的小鼠命运多舛,但结果却充满希望。引起vCJD的朊病毒的作用方式与引起小鼠羊瘙痒症的朊病毒类似,因为它们在到达大脑之前会出现在淋巴网状系统中。因此,阻止脾脏中FDC的发育可能至少是延缓人类疾病发作的一种方法。“我们没有观察到用融合蛋白治疗数周的小鼠出现不良反应,”伦敦帝国学院的Charles Weissmann说道,他是《科学》杂志这篇文章的作者之一。“长期治疗是否会对人类产生严重的[副作用],我无法预测。”
Weissmann强调,他们的方法只有在临床医生能够在非常早期阶段,在感染影响中枢神经系统和症状出现之前,就容易检测到感染时才有用。排除这种可能性,其他正在研究的治疗干预措施将在感染在体内进展的后期阶段阻止感染。几个研究小组正在研究阻止大脑中异常PrP转化正常PrP的方法。或者,最终可能会发现一些药物可以简单地减少大脑中正常PrP的量——没有正常PrP,疾病就无法发展。尽管最后一种方法迄今为止受到的关注最少,但事实证明,消除朊病毒确实是阻止它们“发疯”的最佳方法。