编码PrP蛋白的基因称为Prnp,该基因位于人第20号染色体的短臂,小鼠第2号染色体。敲除小鼠的Prnp基因,小鼠仍能正常发育,并对瘙痒病完全免疫,但出生后很快会出现共济失调、小脑皮层颗粒细胞退化。
目前对蛋白质感染因子的增殖方式有两种解释(图3-30),一是重折叠模型(refolding model),认为PrPSc分子起分子伴侣(molecular chaperone)的作用,能与PrPc分子相结合,诱使PrPc转变成PrPSc,从而形成了PrPSc二聚体,于是一个PrPSc分子就变成了2个PrPSc分子,如此倍增不已。另一种解释是晶种模型(Seeding model),认为PrPc分子本身有向PrPSc转变的倾向(一种平衡反应),PrPSc能像晶种一样,稳定PrPc的构象,形成淀粉样蛋白沉淀,然后碎裂后又变成新的晶种。

图3-30 PrPSc的增殖 图片引自Frank L. Heppner等2001
蛋白质感染因子的增殖既不是由于基因过分表达,也不是因翻译量增加,而是由于正常分子的构象发生转变造成的,所以亦称朊病毒。目前已知的人类PRION疾病主要有:
1. 克-雅二氏病(Creutzfeldt–Jakob disease,CJD):Cruetzfeldt和Jakob 1920年发现于六例患者,大多发生于60岁以上的人,是自身PrP蛋白发生变异引起的。
2. 变异型克-雅氏病(vCJD):患者都处于以往CJD未曾出现的年龄段,为十几岁至三十岁的年轻人,是由于取食病牛产品而感染。患者首先出现忧郁症的病状,继而不能行走,并呈现精神障碍等痴呆症状,最后死亡。
3. GSS综合征(Gerstmann-Straussler Scheinker disease)):是一种遗传的的慢性脑病,由Prnp基因缺陷引起,PrP蛋白的102位亮氨酸被脯氨酸取代或117位的缬氨酸被丙氨酸取代。
4. 克鲁病(Kuru):发现于新几内亚一个叫Fore的部落,当地人称作kuru,意即颤抖。病人大多数是妇女及小孩,病症有言语含糊及无意识地狂笑,最后不省人事并死亡。一名美国医生D. C. Gajdusek到了当地,发现那里的妇女及小孩具有吃死者尸体的习惯,结果受到感染。
5. 致死性家族性失眠症(Fatal familial insomnia,FFI):也是一种遗传性疾病,Prnp基因变异,PrP蛋白178位的天冬酰胺被天冬氨酸取代。患者的主要症状是失眠,并有CJD的症状。
对于蛋白质感染因子引起的疾病,目前尚没有有效的治疗措施。这类蛋白具有很强的抵抗力,对抗生素和消毒剂不敏感,134-138℃持续1h的病牛脑组织匀浆,以及10%福尔马林固定过的病羊脑组织,仍有感染性。
据报道,自1996年以来,共有106人得了疯牛病,其中仅有七人还活着。
[3]病毒RNA的碱基序列与mRNA完全相同者,称为正链RNA病毒。这种病毒RNA可直接起病毒mRNA的作用,附着到宿主细胞核糖体上,翻译出病毒蛋白。从正链RNA病毒颗粒中提取出RNA,注入适宜的细胞时有感染性;病毒RNA碱基序列与mRNA互补者,称为负链RNA病毒。负链RNA病毒的颗粒中含有依赖RNA的RNA聚合酶,可催化合成互补链,成为病毒mRNA,翻译病毒蛋白,从负链RNA病毒颗粒中提取出的RNA,因提取过程损坏了这种酶,而无感染性。
