为什么朊病毒科学家关注淀粉样β蛋白？

今天，顶级学术期刊《自然》在线发表了一份重要报告，证实了淀粉样蛋白的阿尔茨海默病病理特征可以通过医源性途径在人与人之间传播。来自英国伦敦大学学院朊病毒疾病研究所的John Collinge教授的团队跟踪了几十年前用于医疗的一批生长激素，并确认它们受到了错误折叠的淀粉样蛋白的污染，并且这些淀粉样蛋白似乎能够在小鼠体内“播种”，形成病理性斑块。这项研究为阿尔茨海默病等神经退行性疾病的病因学增加了新的知识。

为什么朊病毒科学家关注淀粉样蛋白？故事从20世纪50年代开始.

当时人们刚刚发现，应用“生长激素(GH)”可以帮助矮小症患者提高身高，其他因缺乏生长激素而导致的症状，如骨质疏松、代谢异常等也可以得到改善。生长激素是大脑下面一个叫做“脑垂体”的分泌器官产生的多肽。生物化学家试图从动物和人体中分离和提纯生长激素。从人尸体脑垂体中提取的生长激素，成为第一代用于治疗的生长激素，称为尸体人生长激素(c-hGH)。从1958年到1985年，全世界约有30，000名发育迟缓儿童接受了c-hHG治疗。

这些生长激素对治疗身材矮小有效，但在1985年宣布停止使用。原因不仅是来源极其有限，而且三名接受治疗的患者感染了一种致命的疾病：克雅病。

克雅氏病(Creutzfeldt-Jakob disease)又称亚急性海绵状脑病，是一种人类朊病毒病，其特征是一种被称为“朊病毒蛋白”的脑蛋白发生错误折叠和积聚，导致进行性和不可逆的脑损伤。异常朊病毒蛋白不仅折叠不正确，还会导致其他正常朊病毒折叠不正确，从而传播疾病。

被朊病毒污染的尸体人类生长激素导致了医源性克雅病的传播。发现这一点后，c-hGH治疗迅速停止，导致后来合成重组人生长激素(rhGH)成为标准治疗。

克雅氏病的潜伏期为5~40年，之后至少有200名儿童时期接受过c-hGH治疗的患者发展为克雅氏病。

专门研究朊病毒的约翰科林格教授在对8名死于克雅氏病的死者进行尸检时，发现了意想不到的结果。在4名死者的大脑中，还有另一种错误折叠的蛋白质：神经元胞体灰质和血管壁上的淀粉样蛋白。

众所周知，淀粉样蛋白沉积是神经退行性疾病阿尔茨海默病(AD)的重要病理特征。但这8名死于克雅氏病的人都比较年轻，只有36~51岁。这个年龄段很少发生AD，这些患者没有家族性早发性AD的基因突变。那么，这些患者大脑中淀粉样蛋白的病理特征是从哪里来的呢？

一种可以像种子一样传播的错误折叠的蛋白质

以上结果发表于三年前的《自然》，引起了极大关注。AD也会通过医源性途径传播吗？朊病毒研究人员怀疑，答案可能就在这些患者小时候注射的尸体人类生长激素中。除了已被缉拿归案的朊病毒蛋白，可能还有在逃的淀粉样蛋白，共同污染c-hGH。

科林格教授和他的同事们发现了一些存档的样本3354 c-hGH用于治疗在过去。它们已经在室温下保存了30多年。生化分析结果显示，部分样本中淀粉样蛋白和AD的另一个重要临床特征蛋白——tau呈阳性。

但是，被污染的c-hGH注入人体后，其中的淀粉样蛋白是不是导致患者脑部出现斑块的直接原因？虽然阿尔茨海默病不属于朊病毒病，但错误折叠的淀粉样蛋白会不会像朊病毒一样，“带坏”生物体内的其他正常蛋白，引起聚集？

因此，研究团队设计了动物实验来验证。他们将被污染的c-hGH注射到老鼠的大脑中。这些小鼠经过基因改造，可以表达突变的人类淀粉样前体蛋白(APP)基因，淀粉样蛋白沉积将在6个月左右开始。注射240天后，与接受重组人生长激素的小鼠相比，接受c-hGH的小鼠神经细胞和血管中出现淀粉样蛋白斑块和沉积物，与当年死者的病理特征相似。

这项研究表明，淀粉样蛋白确实有类似朊病毒的表现，它像“种子”一样在生物体内引起病理。该团队表示，接下来，将使用表达tau蛋白的小鼠模型来测试c-hGH样本中的tau蛋白是否也具有这种“种子”一般传播潜力。这些结论将对AD的预防和治疗具有重要意义。

研究结果也警告我们，除非有足够的筛选，没有更好的选择，否则来自人类中枢神经系统的生物材料不应用于神经外科或内科手术。接触人脑的手术器械必须经过适当的处理，去除其上可能存在的错误折叠的多肽和蛋白质，以免引入“致病种子”。

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