第16章　疯牛病和朊病毒

大量焚烧得了疯牛病的牛

疯牛病是一种神经元海绵状退化疾病，受感染的牛经过一定的潜伏期后发病。死后的尸体解剖表明牛脑内灰质呈海绵状，神经元大量丧失，并有淀粉变性斑增生。曾经在英国爆发的疯牛病造成了大量的经济损失，引起西欧各国恐慌。许多国家宣布禁止进口英国牛肉，英国因此宰杀了大批病牛。1997年3月30日，英国卫生大臣多雷尔宣布，英国发现有10人染上了类似疯牛病的脑病（克雅氏症），但这种脑病是否真的和疯牛病有关，科学界还存在争议。

美国生物学家普鲁西内尔（StanleyB.Prusiner）因发现引起疯牛病的朊病毒而获得1997年诺贝尔生理学或医学奖。下图左是人类正常蛋白分子的电脑图像，下图右为会引起疯牛病的不正常蛋白的模型。

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朊病毒

1972年， 普鲁西内尔提出引起动物和人（比较少见）的中枢神经系统变性疾病的传染性因子可能是蛋白质。人们对此产生怀疑，认为是左道邪说。生物学的教条认为传染性疾病的传播因子必须具有DNA 或RNA 组成的遗传物质，才能在宿主体内感染，即使最简单的微生物中病毒也要靠核酸的指令合成为存活和繁殖所必需的蛋白质。

对患疯牛病的牛死后脑解剖病理组织分析结果表明，牛脑灰质中有与羊痒病（Scrapie）相关的原纤维存在，感染因子含于其中。普鲁西内尔在1982年将感染因子命名为朊病毒（Prion），它是一种蛋白感染颗粒，是一种抗蛋白酶作用的糖蛋白（PrP）。它具有病毒的特征，但很多使病毒失活的方法、试剂都对它无效。它与病毒的区别在于它比病毒更小，不含核酸，不会在患病体中诱发产生抗体。这种致病的蛋白粒子PrPsc，是正常蛋白质PrP 的突变异构体。

PrPc 是一种由253个～254个氨基酸组成的33KDa～37KDa 的正常蛋白质，存在于脑组织中，由20号染色体一个基因表达。PrPsc 与诱发疾病有关的一种内源性PrP 形似。二者有同样的一级氨基酸序列、相同的化学性质，但PrPsc 难溶，对蛋白酶的抵抗力更强。它们之间的差别是构象不同。英国的格里夫和美国的普鲁西内尔提出过杂二聚机制，认为从PrPc 单体分子慢慢改变构象形成PrPsc 单体分子，中间经过PrPc-PrPsc 杂二聚物，然后再变成PrPc-PrPsc。这个二聚物解离又释放出PrPsc，因此复制下去。

Prion感染蛋白中的主要组成PrPsc，它并不含核酸，却能进行自我复制，这种史无前例的自我复制模式甚至引发了一种联想，Prion 感染蛋白是不是一种神秘的生命形式，是否需要对生命重新下定义？Prion 感染蛋白是否可能是分子和微生物间在进化过程中的一个桥梁？这是研究生命起源和化学进化的科学家们极感兴趣的问题。