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浅谈朊病毒 摘要：朊病毒是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制并具感染性的亚病毒因子。它超出了经典病毒学的生物学概念，挑战了传统的科学认知。科学家纷纷就其生化特性、传播途径、致病机理、繁殖方式等发面展开了研究。本文就对朊病毒的生物学特性的科学探究作出详细叙述。 关键词：朊病毒 生物学特征 综述 朊病毒（英语：Prion，发音为 /ˈpriː.ɒn/），又译为普里朊、蛋白质感染因子、蛋白侵染子、朊病素、朊病毒、普列昂、普利子、普昂蛋白等，是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制并具感染性的亚病毒因子。 朊病毒是由美国科学家斯坦利·普鲁辛纳发现的。为此，他获得了1997年的诺贝尔生理学或医学奖。斯坦利·普鲁辛纳与他的团队经过8年的提取工作，用了大约25万只染病小鼠，终于于1982年从仓鼠中分离出了这种病原体。经过多次的实验证明，这种病原体仅仅是蛋白质，不含有核酸，并首创了“Prion”这个术语。【1】 朊病毒可引起多种人畜疾病，主要是由朊病毒引起的人和动物出现以中枢神经系统退行性病变为特征的一类疾病，主要包括人的库鲁病、克雅氏病、致死性家族性失眠，牛的海绵状脑病、绵羊和山羊的痒病、鹿科动物的慢性消耗性疾病等等。【2】症状包括神经症状，抽搐，痴呆，共济失调（平衡和协调功能障碍），行为或人格改变。朊病毒引起的人畜疾病给人类带来了深重的灾难。如在1985年在英国爆发的疯牛病，至1998年8月英国已将240万头病牛或可疑病牛焚烧，使英国经济遭受150亿美元的重大损失，数十万人失业，一度引起一场空前的经济和政治动荡。至2001年1月，疯牛病已在英国、爱尔兰、葡萄牙、瑞士、法国、比利时、丹麦、德国、卢森堡、荷兰、西班牙、列支敦士登、意大利、加拿大、日本等15个国家发生过。更为可怕的是，人吃了这些患了疯牛病的牛的肉后，也会患上类似疾病——“克——雅二氏病”， 其典型临床症状为出现痴呆或神经错乱，视觉模糊，平衡障碍，肌肉收缩等，病人最终因精神错乱而死亡。医学界对克－雅氏症的发病机理还没有定论，也未找到有效的治疗方法。 朊病毒与普通蛋白质不同，对多种因素的灭活作用表现出惊人的抗性。总体上来说，凡能使蛋白质失活的方法，均可使朊病毒失活；凡能作用于核酸并使之失活的方法，均不能导致朊病毒失活。临床表现为淀粉样颗粒，即在被感染的生物机体的脑部会发现淀粉样脑部坏死现象或浆糊化组织病变，形成淀粉样颗粒沉淀。而且朊病毒无免疫抗性，即无法引起免疫系统的免疫反应。【3】 朊病毒作为一种只含蛋白质的病毒粒子，已经超出了经典病毒学的生物学概念，挑战了传统的科学认知。那么朊病毒的感染途径、致病机理和繁殖方式是怎么样的呢？ 研究表明：朊病毒的感染途径主要有经胃肠感染和腹腔感染、神经传入、神经细胞间的传播、神经末梢的播散、经血液的播散和组织自发产生。【4】目前已知，朊病毒的发病机制都是因存在于宿主细胞内的一些正常形式的细胞朊蛋白（ＰｒＰｃ）发生折叠错误后变成了致病朊蛋白（ＰｒＰｓｃ）而引起的。翻译后的ＰｒＰｃ受ＰｒＰｓｃ的作用而发生相应的构象变化，从而转变成大量的ＰｒＰｓｃ。就像把一只霉烂苹果投入到一筐好苹果中央所产生的后果。朊病毒无核酸成分，其本质是蛋白质，由朊蛋白编码基因(PRNP)编码。我们知道，蛋白质是生命活动的主要承担者，但是无论是那种蛋白质都是有相应的基因编码，研究发现PrP由动物体内单一基因组基因即P R N P 编码。【5】 但是随着科学研究的深入，治疗朊病毒病的方法陆续被发现。如化学治疗，即使用一些具有抗朊病毒作用的化合物，包括聚阴离子化合物硫酸肝素、粘多糖以及粘多糖类似物刚果红、四环类化合物、多烯类抗生素、阻断β－折叠形成的多肽类等。这些抗朊病毒的化合物在体外选择性地与ＰｒＰＣ 或ＰｒＰＳｃ靶向结合，或靶向作用于ＰｒＰＣ→ＰｒＰＳ，的转化过程，阻止ＰｒＰＣ 转化成ＰｒＰＳｃ，从而抑制了朊病毒的增殖。除此之外，还有ＬＲＰ／ＬＲ受体特异性抗体治疗、ＲＮＡ干扰、免疫治疗等方法。【6】而最新的研究成果表明：苔藓生物有望成为朊病毒的克星。经过研究人员的大量工作，苔藓生物中的一种丝氨酸蛋白酶能够降解朊病毒。【7】 虽然朊病毒引起的各种疾病给人类带来了深重的灾难，但是朊病毒对人类也并非一无是处。科学家发现了一些具有β片层结构的多肽具有自聚集的性质，可以自聚集形成纤维，为纳米材料提供了新的研究思路。而且并不是所有的朊病毒都是危险的。科学家在对一种特定的藓类植物进行研究的时候发现：朊病毒会绕到被病毒感染的藓的边缘部分，引起藓边缘部分的细胞死亡，形成屏障，阻止病毒穿过，从而避免受到感染。此外，研究人员的研究显示出了氨基酸序列如何帮助PSI蛋白质（Sup35p）在PrPc和PrPsc状态间转化。这个研究使得SusanLindquist认为，PrPc转换在某种情况可能是有利的，使得它们在进化中得以保留。还有人推测PrPc与细胞分化有关，他们能够刺激干细胞的功能分化（例如形成肌肉细胞和血细胞）。【8】 朊病毒的发现向蛋白质只有在基因控制下才能自我复制的理论提出了挑战，向蛋白质一级结构决定高级结构的理论提出了挑战， 向核酸作为各种病原体的传染性基础提出了挑战。因此，对朊病毒的研究有重大的理论意义和应用价值。虽然对朊病毒的研究取得了较大进展，克服了不少难题，但是仍存在不少问题值得我们去思考、去探究。随着研究的不断深入，人们对于朊病毒的认识将更加深入，这不仅有利于对朊病毒病的防治，对于探索生命的起源及其本质，以及研究其他一些机制尚不明确的神经退行性疾病（如老年性痴呆症、帕金森病）均有重要的启发作用。 参考文献： 1 任衍钢 宋玉奇普鲁辛纳与朊病毒的发现 生物学通报 2011 年第46 卷第9 期 2 张珠明 汪仁莉 赵德明朊病毒病治疗的研究进展 中国兽医杂志 ２０１２年（第４８卷）第３期 3 宋 俊 陈全战 朊病毒的研究进展 生物技术世界 2012 年第5 期 总第54 期 4 孙 可 沈宇清 朊病毒播散机制的研究进展 病毒学报 ２０１１年９月第２７卷 第５期 5 宋 俊 陈全战 朊病毒的研究进展 生物技术世界 2012 年第5 期 总第54 期 6 张珠明 汪仁莉 赵德明朊病毒病治疗的研究进展 中国兽医杂志 ２０１２年（第４８卷）第３期 7 管 峰 吴俊清 王海霞（译）苔藓生物有望成为朊病毒的克星 2012年6月 广东饲料第21 卷第6 期 8 宋 俊 陈全战 朊病毒的研究进展 生物技术世界 2012 年第5 期 总第54 期 本文来源：https://www.dywdw.cn/e0cbbb257a563c1ec5da50e2524de518964bd3ce.html
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2022-05-26
