朊病毒的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

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1、嚴(yán)格意義上講，病毒為非生物。它們無細胞結(jié)構(gòu)且個體積微小，其構(gòu)成很特別，僅由核酸和蛋白質(zhì)構(gòu)成。核酸（DNA或RNA）在病毒的遺傳上起著重要作用，而蛋白質(zhì)外殼只對核酸起保護作用，本身并沒有遺傳性。這是人們對病毒的基本認(rèn)識。然而，隨著人們對一些疾病的深入研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，還有一類物質(zhì)與一般病毒不一樣，它只有蛋白質(zhì)而無核酸，但卻既有感染性，又有遺傳性，并且具有和一切已知傳統(tǒng)病原體不同的異常特性。它就是朊病毒。期但利·普魯辛納經(jīng)過多年的研究，終于初步搞清了朊病毒的一些特點。??他發(fā)現(xiàn)朊病毒大小只有30一50納米，電鏡下見不到病毒粒子的結(jié)構(gòu)；經(jīng)負染后才見到聚集而成的棒狀體，其大小約

2、為10～250x100～200納米。通過研究還發(fā)現(xiàn)，朊病毒對多種因素的滅活作用表現(xiàn)出驚人的抗性。對物理因素，如紫外線照射、電離輻射、超聲波以及80～100℃高溫，均有相當(dāng)?shù)哪褪苣芰?。對化學(xué)試劑與生化試劑，如甲醛、羥胺、核酸酶類等表現(xiàn)出強抗性。能抵抗蛋白酶K的消化。在生物學(xué)特性上，朊病毒能造成慢病毒性感染而不表現(xiàn)出免疫原性，巨噬細胞能降低甚至滅活朊病毒的感染性，但使用免疫學(xué)技術(shù)又不能檢測出有特異性抗體存在，不誘發(fā)干擾素的產(chǎn)生，也不受干擾素作用?？傮w上說，凡能使蛋白質(zhì)消化、變性、修飾而失活的方法，均可能使朊病毒失活；凡能作用于核酸并使之失活的方法，均不能導(dǎo)致朊病毒失活。由此可

3、見，朊病毒本質(zhì)上是具有感染性的蛋白質(zhì)。普魯辛納將此種蛋白質(zhì)單體稱為朊病毒蛋白（PrP）。朊病毒已經(jīng)超出了經(jīng)典病毒學(xué)的生物學(xué)概念，研究表明，蛋白質(zhì)在特定條件下發(fā)生突變或構(gòu)型上的變化，由良性變?yōu)閻盒裕醋優(yōu)榫哂袀魅拘缘牡鞍踪|(zhì)顆粒，這一觀點向傳統(tǒng)觀點提出了強有力的挑戰(zhàn)。由朊病毒引起的疾病近年來不斷被發(fā)現(xiàn)并相繼被確認(rèn)，不論在人群中還是在動物群中的發(fā)病率在全球范圍內(nèi)呈上升趨勢，因而對朊病毒的研究不僅有重大的理論意義，同時還有迫切的現(xiàn)實意義。它的理論意義在于開辟了生物醫(yī)學(xué)研究的一個新領(lǐng)域，要求細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、蛋白質(zhì)化學(xué)、分子病毒學(xué)、神經(jīng)病理學(xué)等多學(xué)科的緊密合作來回

4、答朊病毒帶來的一系列問題；它的現(xiàn)實意義在于發(fā)展準(zhǔn)確可靠的診斷技術(shù)，全面監(jiān)測、檢測朊病毒病，特別是做到對瘋牛病和醫(yī)源性感染的早期預(yù)防除上文提到的幾種由朊病毒引起的疾病均發(fā)生在動物身上外，人的朊病毒病已發(fā)現(xiàn)有4種：庫魯?。↘u-rmm）、克——雅氏綜合癥（CJD）、格斯特曼綜合癥（GSS）及致死性家庭性失眠癥（FFI）。臨床變化都局限于人和動物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。病理研究表明，隨著阮病毒的侵入、復(fù)制，在神經(jīng)元樹突和細胞本身，尤其是小腦星狀細胞和樹枝狀細胞內(nèi)發(fā)生進行性空泡化，星狀細胞膠質(zhì)增生，灰質(zhì)中出現(xiàn)海綿狀病變。朊病毒病屬慢病毒性感染，皆以潛伏期長，病程緩慢，進行性腦功能紊亂，無

5、緩解康復(fù)，終至死亡為特征。??朊病毒對于人類而言，朊病毒病的傳染有兩種方式。其一為遺傳性的，即家族性朊病毒傳染；其二為醫(yī)源性的，如角膜移植、腦電圖電極的植入、不慎使用污染的外科器械以及注射取自人垂體的生長激素等。至于人和動物是否有傳染，目前尚無定論。但有消息說，英國已有兩位擁有“瘋牛病”牛的農(nóng)場主死于克—雅氏綜合癥，預(yù)示著人和動物間有相互傳染的可能性，這有待于科學(xué)家的進一步研究證實。由于朊病毒病目前尚無有效的治療方法，因此只能積極預(yù)防。其方法主要有：①消滅已知的感染牲口，對病人進行適當(dāng)?shù)母綦x②禁止食用污染的食物，對神經(jīng)外科的操作及器械進行消毒要嚴(yán)格規(guī)范化，對角膜及硬腦膜的

6、移植要排除供者患病的可能③對有家庭性疾病的家屬更應(yīng)注意防止其接觸該病。最引起當(dāng)今科學(xué)家興趣和關(guān)注的是朊病毒的復(fù)制機理。由于朊病毒是一種只含有蛋白質(zhì)而不含核酸的分子生物并且只能在寄生宿主細胞內(nèi)生存。因此，合成朊病毒所需的信息，有可能是存在于寄主細胞之中的，而朊病毒的作用，僅在于激活在寄主細胞中為朊病毒的編碼的基因，使得朊病毒得以復(fù)制繁殖。幾年前，瘋牛病肆虐歐陸，朊病毒成為肆虐的元兇，一時為大家所關(guān)注，但朊病毒到底是什么？到底它的出現(xiàn)是否對遺傳學(xué)上的“中心法則”構(gòu)成了挑戰(zhàn)呢？我們先從1982年普魯宰納提出的朊病毒致病的“蛋白質(zhì)構(gòu)象致病假說”說起，以后魏斯曼等人對其逐步完善。其

7、要點如下：①朊病毒蛋白有兩種構(gòu)象：細胞型（正常型PrPc）和搔癢型（致病型PrPsc）。兩者的主要區(qū)別在于其空間構(gòu)象上的差異。PrPc僅存在α螺旋，而PrPsc有多個β折疊存在，后者溶解度低，且抗蛋白酶解；②Prpsc可脅迫PrPc轉(zhuǎn)化為Prpsc，實現(xiàn)自我復(fù)制，并產(chǎn)生病理效應(yīng)；③基因突變可導(dǎo)致細胞型PrPc中的α螺旋結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，至一定量時產(chǎn)生自發(fā)性轉(zhuǎn)化，β片層增加，最終變?yōu)镻rpsc型，并通過多米諾效應(yīng)倍增致病。從這一假說我們可以知道：1、朊病毒是蛋白質(zhì)，沒有通常我們認(rèn)為是遺傳物質(zhì)的DNA、RNA等成分；2、與朊病毒相對應(yīng)的