朊病毒病的研究进展

摘要朊病毒病是一类由朊病毒引起的致死性神经退行性疾病,对人类社会的危害日益明显。本文就朊病毒病的致病机制、检测及治疗的研究进展做一综述。

卢韦华琳

卢韦华琳(四川大学基础医学与法医学院四川成都60041)

【摘要】朊病毒病是一类由朊病毒引起的致死性神经退行性疾病,对人类社会的危害日益明显。本文就朊病毒病的致病机制、检测及治疗的研究进展做一综述。

【关键词】朊病毒朊蛋白致病机制检测治疗综述

朊病毒病是一种慢性、致死性、神经退行性传染病。对动物而言可分为牛海绵状脑病和羊痒病等;对于人类可分为库鲁病、克雅氏病、变异型克雅氏病等[1]。该疾病主要由于人和动物感染朊病毒引起。朊病毒并非普遍意义的病毒,而是一种可自我复制的小分子蛋白,其特点包括:无核酸、无免疫源性、对外界环境的抵抗力强、传染性强、可在多物种间传播等,可造成人和动物的神经元、脑组织、胶质细胞造成一系列损伤。本文着重介绍朊病毒病的致病机制、检测及治疗的研究进展。

1、致病机制

朊病毒朊病毒有2种同分异构体,即正常细胞型朊病毒(PrPc)和致病型朊病毒(PrPSc)。功能上,PrPc具有超氧化物歧化酶(SOD)活性,可调节免疫,与信号转导和突触传递有关[2]。PrPsc可杀死神经细胞,破坏机体的GABA系统且影响细胞内钙调节等[3]。结构上,PrPc是4个α螺旋(H1~H4)的球形蛋白,含43%的α螺旋,很少或几乎不含β折叠;而PrPSc有2个螺旋(Hl和H2)形成4个β折叠链,含有43%的β折叠和30%的α螺旋[4]

转化PrPc转化为致病PrPSc现有两种学说:①一种认为PrPc和PrPsc可互相转化,正常情况下处于平衡,当外来PrPsc进入体内会形成多聚体,破坏这种平衡,从而PrPc大量消耗;②一种认为PrPsc有模版作用,可促使PrPc构象改变,PrPsc得以繁殖形成多聚体。实验证明,常温下,分子伴侣αB-Crystallin可帮助PrPc的折叠、复性。PrPc的N端具有4个铜离子结合位点,与铜离子的结合可以影响PrPc的结构,从而使PrPc的功能发生变化;PrPc与铜离子的结合受pH和铜离子浓度影响,这些都表明铜影响PrPc向PrPsc的转化,可稳定PrPc的a螺旋构象[5]。

复制Prusiner等认为朊病毒的增殖是一个指数增长的过程,且在细胞内膜上进行;PrPsc先与PrPc结合生成一个PrPsc-PrPc复合物,随后转变为2个分子的PrPsc。如此类推,以2n倍生成PrPsc。影响PrPsc复制的一个因素是宿主朊蛋白的组织分布,复制过程中朊病毒有“朊病毒组织嗜性”,即PrPsc在不同组织中的复制程度有差异性,而近年来研究证实37kDa/67kDaLRP/LR作为朊病毒的重要受体,在复制过程中起着重要的作用,组织中该受体越多朊病毒含量也就越多[6]。

2、检测方法

免疫学方法免疫印迹技术可在病理学检查结果阴性的情况下可检出PrPsc,已成为朊病毒研究中最常用的检测方法之一。免疫组化利用特异性抗体在组织切片上直接显现朊病毒的沉积,因此可实现精确的解剖学定位,为临床诊断提供客观证据,临床应用价值较高。酶联免疫吸附方法具有简便、灵敏、快速和可定量等特点,适合大批量标本的筛查工作[7]。

其他错误折叠蛋白循环扩增方法(PMCA)是应用超声波使PrPsc凝集物破碎成小PrPsc单位,以这些小单位为模板,PrPc为底物,通过复制过程,使PrPsc获得大量的扩增,研究表明,PMCA可提高检测敏感性6600倍[2]。金属离子检测,研究表明朊病毒与生物体内的金属离子变化有一定的关系[5],在慢性朊病毒动物的神经细胞内,由于VGCC下调方式改变导致细胞溶质内钙离子降低;感染后细胞内的锰含量明显升高,而铜离子的含量则会下降,这些都表明离子浓度的变化与朊病毒病有关系。

3、治疗

化学药物治疗抗PrPsc聚集药品:①硫酸乙酰肝素:感染朊病毒的小鼠使用该药后,其细胞中的PrPsc聚集减少[8]。但研究表明在无细胞体系中该药会促进朊病毒产生②卟啉及其配合物:研究表明卟啉及其配合物可降低细胞中PrPsc的水平,同时在无细胞体系中有抗PrPsc聚集效果,其中以四吡啶基卟吩效果最好③阿司咪唑:对羊和鼠细胞模型有较好的抑制抗PrPsc聚集效果,但很难穿过血脑屏障;清除PrPsc药品:①环糊精:研究证实β-环糊精在感染的小鼠细胞中具有清除PrPsc的能力,尤其是硫化后的3β-环糊精其抗朊病毒能力可提高31倍[9]②菲啶衍生物:具有很强的抗酵母朊病毒和清除细胞内PrPsc的能力;其他:盐酸胍可治愈酵母朊病毒,当羟基脲抑制细胞分裂时盐酸胍对于酵母朊病毒的治愈会下降[10]。

LRP/LR抗体治疗

疫苗

正常情况下,在早期的阳性选择时针对PrPc抗体的T细胞被清除,机体对PrPc呈免疫耐受状态,而PrPsc与PrPc又具有相似的抗原表位,因此即使机体被感染后仍无法激发针对PrPsc的免疫应答[13]。虽然如此,某些针对PrPsc的特异性抗体仍可以存在于完整的免疫系统中,但就目前报道,仍没有较高滴度的疫苗。Souan等将可表达PrPsc的肿瘤移植至不同肽段免疫后的小鼠,诱导出较弱的T细胞免疫应答能使Prp的含量降低60%,诱导出较强的T、B细胞免疫应答可将Prp的含量降低70%-80%[14]。Goni等用表达小鼠PrP的沙门氏菌减毒活疫苗黏膜免疫野生型鼠后可诱导特异性的PrP抗体,且同时产生高滴度IgA抗体和IgG抗体的实验小鼠可100%免于发病,存活的实验动物均未出现任何症状且大脑和脾脏中也未检测到PrPsc[15]。

参考文献

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