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蛋白质杀手“病毒prion”:科学家最狡猾的敌人

2022-07-30
来源:求医网

蛋白质杀手“病毒prion”:科学家最狡猾的敌人

据TOM科技:在小说《猫的摇篮》中,奇思妙想的科学家发明了一种名为冰-9的具有神奇功能的物质,它可以把接触到的每一滴水都变成水晶。最终,随着地球上的最后一片海洋变成水晶,整个地球都被冻住了。

作家Kurt Vonnegu创造出冰-9距今已经有40年了,研究人员认为那些对感染了人类疯牛病的大脑产生破坏作用的“病毒prion”(基因排列错误的蛋白质)是冰-9最好的写照。

一旦人体被prion病毒感染之后,蛋白质的形状就发生了改变,通过“死亡之吻”prion病毒可以把自己周围的蛋白质都克隆成自己的样子,大量的prion蛋白集中起来吞噬掉神经元,在人脑里形成许多空洞,死亡也就是在所难免的事。科学家都认识到了这一点,但还没有深入的研究。尽管已经进行了几十年的研究,牛肉食用者中间的发病率又居高不下,但疾病是如何把人脑中正常存在的基因排列错误的蛋白质prion转化为蛋白质杀手仍然是一个谜。

哥伦比亚大学公共卫生研究中心主任斯蒂芬·摩斯说,“仍然存在很多未解的问题,无论是该疾病漫长的潜伏期,还是它真正的传染病元,无论从哪方面来说这都是非同寻常的疾病。”

问题之一:prion疾病不能归入普通的传染病。通常通过接触感染的疾病在进入人体之后就建立了病灶,比如链锁状球菌、爱滋病毒等。病菌或病毒开始传染时人体的免疫系统也会随之开始工作,人体随之会出现淋巴肿大、流鼻涕和胃功能紊乱等一系列反应,人们也就知道自己得病了。但prion疾病的发作并不是上面的过程。研究人员并没有发现导致prion疾病的病菌或病毒,并且在整个感染的过程中免疫系统似乎没有丝毫的反应。国家卫生研究所专门研究prion疾病的研究员拜伦·Caughey说,“Prion疾病代表了一类全新的传染疾病”。

Prion是普通细胞中无数种蛋白质中的一种类型,也是最神秘的一种蛋白质。科学家一般通过形状和分子结构描述各种各样的蛋白质,有的就如同细胞整个建筑物的砖块,有的帮助细胞传递化学信息,与其它细胞进行交流。Prion大量存在于我们的脑细胞中间,显然是非常重要的,但它们所发挥的作用至今还不为人所知。但一位英国研究人员却发现,经过基因培养的大脑中没有Prion蛋白的小鼠和其它的小鼠看起来并没有两样。洛杉矶加利福尼亚大学研究Prion疾病的戴卫·艾斯伯格说,“可是小鼠无法和人对话,或许它有一些功能缺陷,但根据研究人员的观察,小鼠看起来完全正常。”他说,“但也有可能接受实验的小鼠并不能敏感地表现出差异”。

但小鼠和人类还是存在重大的差异,小鼠很可能不会感染Prion疾病。当然人类是没有这么幸运的。人类已经感染上了至少两种Prion疾病,一种是吃了有问题的食物引起的,名为Creutzfeldt-Jakob病,很显然是因食用了患了疯牛病的牛肉而引起的;另一种是发生在新几内亚一个部族的苦鲁病,牛肉是该部族的主要食物。但人们不清楚被感染的prions病毒是如何从食物进入人脑发生传染的。

但是你并不必因为担心得病整天吃大面包。零星发作的Creutzfeldt-Jakob病是最普通的一种prion病,该疾病似乎是自行繁殖的。这种疾病都是致命的,据统计每年美国有200人感染此病而撒手西归。与之形成对比的是,自从1995年被人们发现以来,由疯牛病引起的Creutzfeldt-Jakob已经导致153人去世,几乎全来自英国。

一旦人脑感染Creutzfeldt-Jakob病,病毒prions将在大脑里面肆虐,它可以改变其它prions的形状,并且这一改变是不能恢复的。该病毒prions被大量的prions所包围,或许是通过内部的一种自杀机制,整个脑细胞都开始崩溃。用显微镜观察病人的大脑就如同瑞士奶酪或海绵,充满空洞(因此人体和动物的几种prions病都以“海绵症”来命名)。

人体得了这种病以后,通常就开始出现抑郁或精神错乱等症状,随后出现行走困难、一些奇怪的身体反应及不自觉的动作。一般在病逝之前病人就失去了行走和说话能力。prions病还没有一种单独的诊断方法,只有在病人死后通过解剖或冒极大的风险对病人的大脑活组织进行检查才能断定是否患了prions病。

prions病目前还没有任何治疗办法。如同少数慢性传染病一样,prions病毒可以在人脑中潜伏几年甚至几十年才出现症状。人们经过研究认为,因食用被感染的牛肉被传染的病人的潜伏期为6年-12年,大概是因为被感染的牛的prions在植入人脑需要一定的时间。苦鲁病的潜伏期可以长达40年。由于被传染和出现病状相隔的时间太长,使得prions疾病的动物实验室研究相当困难。

虽然面临许多挑战,但prions病研究的前景并非一片漆黑。基因排列出现错乱的prions呈现迷人的螺旋状,它自身的的形状为研究者提供了许多线索。上个月有研究人员宣布,他们在鼻涕虫和酵母中间发现了一种和prions病毒蛋白极为相象的蛋白,但它似乎与记忆有关,而不是疾病。

与此同时科学家也正在研究制造prions疫苗的办法。但这也应当是一个极其艰巨的任务,因为prions病毒并没有侵入免疫系统。研究人员还希望研究镜像探测技术,使医生直接干预治疗,但他们对此还没有把握,是否会对脑组织构成破坏也未可知。

国家卫生研究所的Caughey说,“我们正在寻找大量药物并进行测试,并希望此举能够加速我们的研究进程,但还没有人能够做出保证,前面的路仍然很漫长”。

2004.01.16