沙龙疯牛病与CJD课件

疯牛病和CJD北京友谊医院神经内科神经病毒室王得新内容：疯牛病（牛海绵样脑病）－－为什么对动物和人类构成威胁？关于朊病毒(Prion)的研究Creutzfeldt-Jakob病的影像学诊断可传播性海绵样脑病的药物治疗进展疯牛病（牛海绵样脑病）－－为什么对动物和人类构成威胁？TransmissibleSpongiformEncephalopathies(TSEs)Animal HumanScrapie—sheep/goat KuruTME—mink CJD—sporadicCWD—maledeer/elk family iatrogenic variantBSE—cattle GSSexoticungulates FFIFSE可传播性海绵样脑病的特征长潜伏期－－恒定的致死性疾病病因性病原（朊病毒）－－不能被现有消毒灭菌手段灭活血清学试验不能证实这种感染在潜伏期内感染可以在组织中存在（扁桃腺、脾脏、淋巴组织）英国BSE流行情况BSE在欧盟国家发生情况FIRSTCASESOFBSEUnitedKingdomIrelandSwitzerlandPortugalFranceNetherlandsBelgiumLuxembourgLiechtenstein19861990199419982000ItalyCzechRepGreeceSlovakRepJapanSloveniaAustriaFinlandDenmark

Spain

GermanyNUMBEROFBSECASESINTHEWORLDBSE发病例数英国：182779爱尔兰：1070法国：707葡萄牙：688欧盟仅瑞典未发现BSE日本：5（根据新闻报道）英国出口牛及牛制品情况

1979-1995欧盟对存在BSE国家分类评估

GeographicalBSErisk,GBRGBRlevel RiskI HighlyunlikelyII UnlikelybutnotexcludedIII Likelybutnotconfirmedor confirmedatalowerlevelIV ConfirmedatahigherlevelCountrycategories(GBR)

特别指定的危险组织和器官BSE和vCJD相关的证据临床表现流行病学神经病理学朊蛋白（prionprotein）isotyping实验室传播的特征

疯牛病简介疯牛病（MadCowDisease）是牛海绵样脑病（BovineSpongiformEncephalitis，BSE）的俗称。1986年首先在英国发现。临床表现：紧张不安，攻击行为，姿势异常，动作不协调，爬起困难。食欲不减但体重减轻，泌乳量减少。潜伏期长达2-8年。病程2周-6个月。病牛不屠杀也终将死亡。目前无法治疗。vCJD的临床特征精神症状 －退缩/抑郁、焦虑、妄想、幻觉（视觉>听觉）感觉特征 －感觉症状（见于2/3病例）：感觉障碍、感觉异常、肢体疼痛和麻木 －感觉障碍特征罕见或短暂（约见于22%病例）其他神经系统症状（平均发病6.5个月后出现） －小脑性共济失调（重要体征） －锥体束征、原始反射、认知障碍、上视、复视、轻瘫、舞蹈sCJD和vCJD的比较

sCJD vCJD平均死亡年龄 66岁 29岁平均病程 4个月 13个月MRIT系列高信号尾状核/壳核 丘脑枕核 （60%） （90%）EEG “典型”者70% “典型”者0%神经病理学 斑，10% 花瓣样斑，100% BSE和vCJD相关的证据临床表现流行病学：英国是BSE的发生地，vCJD最多神经病理学朊蛋白（prionprotein）isotyping实验室传播的特征vCJD和sCJD的年龄分布vCJD每年死亡病例数世界范围内vCJD病例数

截至2002年10月英国 128法国 6爱尔兰 1意大利 1美国 1加拿大 1BSE的经口传播口服BSE脑组织传播给羊/山羊 0.5g口服BSE脑组织给牛 1.0g饮食与vCJD肉肠消费>1kg/周：OR8.4(2.2-32.5)，p=0.004MRM消费>8kg/月：OR4.4(1.5-12.7)，p=0.006非可疑食品消费：无明显发现QueniboroughStudy：该小镇有5人发病，彼此相距很近，其中3人与一个屠夫相关。 （CJDclusterinanAustralianRuralCity：CollinsetalAnnNeurol2002,52,115）发生率累计：北方vs南方＝3.19/millvs1.83/mill献血者中的vCJD病人据病人家属报告，vCJD病人生前曾有献血史者：21例据NBS追踪，vCJD病人生前曾有献血史者：9例接受上述9例病人血液者：29例献血者中的vCJD病人2003年12月英国公布了首例疯牛病“疑似血液感染”病例。该病人1996年3月曾在手术中接受输血，并于2003年秋患疯牛病死亡。经查实献血者当年献血时正常，3年后才发病死亡。英国政府规定从2004年4月5日起，凡自1980年1月1日以来在英国境内接受国输血的任何人将不允许献血。确诊的和可能的vCJD病例（n=128）平均死亡年龄： 29(14-74)死亡年龄中间数： 28平均发病年龄： 27(12-74)发病年龄中间数： 26平均病程： 13.5月（6-39）性别： 70男性，58女性105例PrP基因129位密码子为MM129位密码子PRNP分布PrP密码子129氨基酸多态性与sCJDsCJD病人密码子129氨基酸纯合子比例比正常人高。三种基因型对sCJD的相对危险度：Met/Met:Val/Val:Met/Val=11:4:1临床表现 --129M/M：视觉障碍、人格改变、肌阵挛、幻觉、EEG改变、有淀粉样斑、病程较长（平均17月） --129V/V：共济失调、健忘、可有肌阵挛和EEG改变、淀粉样斑（无以例外）、病程较长。PrP密码子129氨基酸多态性与vCJD在目前已知的vCJD中密码子129氨基酸无一例外的为Met/Met。牛PrP129密码子氨基酸尚未发现非Met型。体外实验证明，人PrPC转化牛PrP129密码子Met比转化129密码子Val更为有效。对人PrP-sen而言，牛PrP-res比羊PrP-res的转化率更高。BSE和vCJD相关的证据临床表现流行病学神经病理学朊蛋白（prionprotein）isotyping实验室传播的特征A BA：BSE牛的孤束核，显示神经毡内海绵样变化（HE）；B：正常健康牛的孤束核无海绵样变化（HE）。sCJD病人额叶皮质神经毡内海绵样变和PrP沉积。sCJD病人额叶皮质神经毡内海绵样改变。ABA:sCJD病人小脑皮质kuru斑。B:sCJD病人额叶皮质花瓣样斑（florid）。BSE和vCJD相关的证据临床表现流行病学神经病理学朊蛋白（prionprotein）isotyping实验室传播的特征vCJD病人阑尾组织朊蛋白检测

HILTONDA，etal..BMJ2002;325:633-634)

朊蛋白聚集发生率估计为120/百万 （95%CI,0.5-900），病例年龄10-50，1995-1999*2例阳性者分别在出现症状前1年(1995)和2年(1996)年切除阑尾，1例阴性者于出现症状前10年(1987)切除阑尾。死亡分别发生在手术后的3,4和11年。BSE和vCJD相关的证据临床表现流行病学神经病理学朊蛋白（prionprotein）isotyping实验室传播的特征 －野型小鼠脑内接种后可发病 －人转基因小鼠（敲除小鼠PrPC基因）脑内接种后可发病 －牛转基因小鼠（转入BSE基因）脑内接种后可发病有关vCJD的疑点有多少人被感染？在英国和世界其他地方人类暴露于BSE的程度？有哪些医药途径可以造成继发性传播？任何充分保护公众避免BSE的危险因素？欧盟国家在BSE上的错误监测不足危险性估计和对危险因素管理不足危险性信息交流不足消费者信心崩溃Eatmeifyoudare!关于朊病毒(PRION)的研究可传播性海绵样脑病（TSEs）1954,Sigurdsson发现羊瘙痒病(Scrapie)。1957,Gadjusek和Zigas发现Kuru。1959,Klatzo发现Kuru和CJD在病理学相似性。1960,Chandle将羊瘙痒病因子传递给小鼠。

Nevin首先使用“亚急性海绵样脑病”。1966,Gadjusek证明Kuru可以传递给黑猩猩。1968,Gibbs等证明CJD也可以传递给黑猩猩，同时使用“传染性海绵样脑病”。1976,Gadjusek获得NobelPrize。1997,Prusiner因创立“Prion”理论获得NobelPrize。VirusEuvirus(真病毒) Subvirus(亚病毒)(Lwoff,1981)

Viroid

ViralSatellitePrion

(类病毒)(卫星病毒)(朊病毒)

smallRNAsmallRNAprotein orDNAPrion理论Prusiner(1978)分离纯化了scrapie因子，发现它是一种不含核酸的蛋白质（prionprotein，PrP），经酶解后分子量在27-30kDa之间。PrP对应于机体本身的一个基因PRNP，该基因可以正常编码一个蛋白PrPC，分子量为30-50kDa。朊病毒假说认为当正常朊蛋白PrPC

构象异常变化时可形成致病PrPSc，PrPC和PrPSc一级结构及共价修饰完全相同，但空间结构不同。PrPC主要α螺旋组成，表现蛋白酶消化敏感性和水溶性，而PrPSc主要由β折叠组成，对蛋白酶消化具有显著的抵抗能力，并聚集成淀粉样的纤维杆状结构。PrPC一旦形成可催化更多的PrPC向PrPSc转变，这种构象转变导致神经退化变性，该假说为朊病毒病独特的传播行为提供了合理的解释。Prion理论人PrP基因(PRNP)位于染色体20p。有2个外显子。外显子1很短，外显子2为编码PrP的开读框架。两个外显子相距10kb。PRNP表达的蛋白PrPC为正常的细胞蛋白，在脑（皮质、海马，小脑Pukinje细胞和胶质细胞）、脊髓神经元中均有表达。在周围神经、淋巴组织中也有表达。PrPC的功能不明。Prion理论SPG-PPrPC的功能研究转基因/基因敲除动物研究--PRNP0/0（转基因）小鼠发育正常，无表型缺陷。--PRNP0/0（基因敲除）小鼠存在表型缺陷：生理节奏和睡眠类型改变，Cu/Zn超氧化物歧化酶活性下降，Cu离子代谢减弱，海马回中GABA受体介导的活性减弱。蛋白分子研究--PrP蛋白可同多种活性分子发生蛋白-蛋白的相互作用。--PrPC可能与细胞凋亡、信号转导、离子交换和突触传导有关。

PrPSc形成的假说1.核聚集学说(NecleatingPolymerization)PrPCPrPScfastslowfastnucleusPrPCPrPScPrPSc形成是一个核依赖的聚合过程即种子模型，低分子量的PrPSc多聚物形成后，可结合更多的PrPC向PrPSc转变。2.模板学说（TemplateAssistance）

PrPCPrPIntPrPScPrPIntPrPIntPrPScPrPSc

PrPScslowfastfast模板介导的转换过程即重折叠模式。该学说认为PrPSc比PrPC更稳定，这种转换在热力学上稳定，但在动力学上进行十分缓慢。PrPC依靠催化一种不稳定的PrPC中间体来提高转换。PrPc和PrPSc的构象PrPC与PrPSc的构象PrPScPrPCα-螺旋结构42%β-片层结构3%α-螺旋结构30%

β-片层结构43%

Prion学说：新理论、新挑战全新感染因子的出现 无核酸蛋白感染粒子－生物的起源，物种的分类生物中心法则的挑战和完善

DNARNA蛋白质 逆转录病毒：RNADNARNA蛋白质

Prion：蛋白质蛋白质 生命信息的流向：单向、双向、多向？StanleyPrusinerPrion学说与构象病（conformationaldisease）构象病是指蛋白质构象病，即由于组织中特定的蛋白质发生了构象变化进而聚集并产生沉积所引起的一种疾病。Carrell(1997)提出构象病的概念并以此来解释一些疾病的发生机制，如AD，PD，Huntington舞蹈病和朊蛋白病等。构象病的提出不仅在医学上是一个发现，由此揭示了一种全新的发病机制。更为重要的是它是在生物学基本概念（基本法则）的发展过程中的一个重要突破。Prion学说与构象病（conformationaldisease）蛋白质到蛋白质的信息传递是否存在？RNA，DNA，蛋白质三大类生物大分子之间的信息传递可能有以下途径：DNA复制、RNA复制、转录、逆转录、翻译、逆翻译(？)、DNA与蛋白质(？)、蛋白质与蛋白质(？)。蛋白质帷一论(“proteinonly”)Prusiner认为疯牛病的传播完全是朊蛋白的作用而没有基于DNA或RNA的作用。其实质就是疯牛病的传染过程就是致病朊蛋白流向正常蛋白的过程。淀粉样蛋白(Amyloid)RudolphVirchow（1854） 脑组织（cerebralcorporaamylacea，lardaceous）＋碘 淡蓝色＋磷酸紫色

认为脑中异常物质是纤维素，并称之为amyloid。当时动物来源的starch和植物来源的cellulose没有特别区分。FriedReich和Kekule（1859）：共价氮含量测定证明在这种淀粉样物质中没有碳水化合物，而是蛋白质。Prion学说的疑点射线照射灭活动力学研究提示小量核酸基因存在的可能性不能除外。商无可信的研究显示感染性因子的物理形态的确小于病毒。尚无资料明确证明纯化的、不含感染组织核酸成分污染的蛋白质的确就是海绵样脑病的自我复制因子。一些实验发现PrPres构型改变的动力学与感染性动力学不相符。Prion学说不能很好解释海绵样脑病致病因子具有“毒株”样特点。现有动力学研究难以解释scrapie有20多种“株”，不同“株”的空间构象有所不同。Creutzfeldt-Jakob病的影像学诊断

所以类型的CJD的在体（invivo）临床诊断可能都有困难，因此CJD的确定诊断依赖于尸检或脑活检。但是对于大部分病例来说，现有的临床诊断标准还是可以作出合理和确信的诊断。近来神经影像学技术对于CJD的诊断和除外其他疾病方面的作用已日显重要。与其他有创性在体诊断技术（扁桃体活检和脑活检）相比，MRI检查的优越性不言自明。sCJD的MRI所见

sCJD病人MRI异常主要表现在基底节（壳核、尾状核头）高信号（与大脑皮质和丘脑比），其敏感性为67%，特异性为93%。由此表明对于sCJD的诊断MRI比EEG更为准确。在长T2成像壳核和尾状核的变化通常是对称性的，纹状体变化有时呈不对称性。MRI的这些变化出现的时间可能比EEG的变化要早。壳核前半部可能比后半部高信号更为明显，推测可能是由于壳核后半部较薄所造成的部分性容积假象。苍白球（2.5%）、丘脑（7.4%）和导水管周围灰质也可有高信号改变。55岁sCJD,晚期，脑萎缩

sCJD进行性脑萎缩

1998.6

1998.10Prion学说与构象病（conformationaldisease）“蛋白质唯一论”受染组织蛋白质的不可逆性构象变化以及抵抗蛋白酶水解作用的淀粉样蛋白沉积不能证明是病毒或DNA所致。用人的富有β结构的朊蛋白肽片段P101L(89-143)可使转基因小鼠发病，而转染非β结构肽的小鼠不发病。“Prion是独身杀手还是帮凶？”（哥丁根会议，1999,9）中心法则的第6条信息传递途径还不是一朝一夕就可以完全确立的。正常壳核和尾状核头与其他灰质部位相比呈等密度或低密度。sCJD：FLAIR成像可较早见到基底节密度变化。sCJD：20%病例的基底节可有两侧不对称的密度变化。

造成基底节长T信号变化的其他疾病

造成基底节长T信号变化的其他疾病缺氧、CO中毒、低血糖、溶血性-尿毒症性综合症、脑炎、线粒体疾病（如Leigh病）、肝豆状核变性和Huntington病。肝豆状核变性

变异型CJD（vCJD）

vCJD的临床表现 自上世纪90年代初发现vCJD以来，到2001年5月英国确诊了100例vCJD病人，法国确诊了3例病人，爱尔兰确诊了1例病人。但是由于本病潜伏期长，因此其发病情况需要长期监测。vCJD病人MRI（T2加权像和质子密度像）检查可以见到丘脑枕核对称性高信号，称为“枕征”（pulvinarsign）。在丘脑背内侧核也常可见到高信号，其影像如同“曲棍球棒”（“hockey-stick”），其敏感性约为75%。正常人丘脑与壳核和其他灰质相比呈低密度。vCJD:T2加权像的丘脑枕征（Pulvinarsign）。vCJD:T2加权像的“曲棍球棒”征（“Hockeystick”）。vCJD：质子密度像。vCJD：质子密度加权像。vCJD:丘脑枕征的FLAIR像。vCJD：矢状位的FLAIR像示“cut-off”征。vCJD：FLAIR像丘脑枕的冠状位。

vCJD和sCJD之间的鉴别vCJD和sCJD两者之间最重要的临床鉴别诊断之一是MRI所表现的明显不同。尽管在sCJD和fCJD中可以见到丘脑高信号（与皮质相比），但从未见到丘脑枕核比壳核的信号更高。

丘脑高信号也见于其他一些疾病，如CO中毒、乙脑、Wernicke脑病、双侧丘脑胶质瘤和基底动脉和大脑深静脉血栓形成所致的丘脑梗死等，但是这些疾病均无枕核高信号影像。CJD的其他征像：vCJD：导水管周围灰质高信号。10-40%sCJD病例MRI（基底节）为阴性。 本例为确诊的sCJD。vCJD：PDsCJD：FLAIR白质改变。vCJD：FLAIRvCJD：DW1

小结

CJD的临床诊断常有困难，而MRI的特征性改变常能提供准确的放射学诊断，并且可以区分亚型。CJD的病理改变是全脑性的，而MRI最明显的变化是深部灰质团块高信号，壳核、尾状核（sCJD）和枕核（vCJD）。MRI序列对于发现CJD高信号的敏感性依次为DWI>FLAIR>PD>T2>T1。目前对于vCJD最敏感的MRI检查是质子密度轴位成像。sCJD的神经影像

CT对于诊断sCJD非常不敏感，但可以用来除外其他疾病。本病神经元丢失发生在疾病的早期，而且在出现症状后6个月或更长一些时间后才出现大脑和小脑萎缩，但是在本病早期CT灌注成像正常。PET和SPECT已经用于sCJD的诊断，其优越性是在CT和MRI之前能够发现片状或融合的代谢性变化或皮质灌注异常。可传播性海绵样脑病的药物

治疗进展1.四环素（1）四环素是目前最新一类对TSE进行药物干预的药物。四环素对PrP的作用机制尚不清楚，但可能与其理化性质有关。四环素具有两性性质（亲水基团的半芳香基团构成伸展的疏水核心）。PrPc转化为PrPSc的过程中，由于亲脂位点的暴露及形成不溶性积聚物和淀粉样纤维，从而导致疏水性增加。由于四环素等化合物具有疏水的特性，因而可以和PrPSc及其片段的脂质位点发生强烈的相互作用。四环素的极性基团与PrPSc的特异性位点形成氢的键加强了药物－蛋白的相互作用。极性基团在体外抑制PrPSc的形成方面具有重要作用。对四环素类似物的初步研究提示极性基团的性质和在苯环上的位置对四环素抑制PrP肽链聚合的均有显著影响。1.四环素（2)人类对四环素药力作用、药代动力学和毒理学等已有充分认识。四环素的衍生物如二甲胺四环素能够较好的透过血脑屏障，还能抑制活化Caspase3的形成，抑制凋亡、避免兴奋性毒性、坏死细胞死亡。二甲胺四环素在肌萎缩侧所硬化、Huntinton病等神经变性病实验动物模型中具有神经保护作用[4]。推测四环素类化合物有可能对prion病有效。1.四环素（3）四环素对羊瘙痒因子263K的蛋白酶抗性和感染性影响用不同浓度四环素与羊瘙痒因子263K共孵育12h、24h、48h、72h和96h后消化，用蛋白印迹法检测蛋白酶K（ProteaseＫ，PK）抗性PrPSc产物的存在。结果发现四环素浓度与羊瘙痒因子263K蛋白酶抗性正相关，随作用时间延长，这一作用更加明显。四环素处理后的样品颅内接种金黄仓鼠，观察潜伏期。5mM四环素处理组实验动物潜伏期延长了14.42%，差异具有显著性（p<0.01，独立样本t检验）。本研究提示四环素能够降低PrPSc的PK抗性，使羊瘙痒因子263K感染动物后潜伏期延长。

2.多烯抗生素多烯抗生素较早的用于治疗prion病的研究，结果也比较肯定。它是一类以疏水性的七烯为主要结构、带有亲水性基团的化合物。主要包括：两性霉素B1-脱氧-4,6-氧-次苄基-D-果聚糖-两性霉素B的N-甲基葡聚糖水溶液（MS-8209）菲律宾霉素（Flupirtine）最初应用两性霉素B治疗prion病是由于当时人们尚不了解CJD的致病因子，而接种了CJD脑组织的非洲绿猴接受两性霉素B治疗后，发病潜伏期延长，从而认为这种抗真菌药物可能有价值。

3.刚果红刚果红抑制ScN2a细胞中的PrP以PrPres形式积聚。Demaimay等在纯化的PrPres和PrPsen组成的最简单的无细胞转化系统中发现，刚果红能够抑制PrPres的形成。在另外一个无细胞转化模型中，刚果红衍生物能够逆转PrPSc的蛋白酶抗性。刚果红及其衍生物作用1小时就能使PrPres转化为PrPsen，还能与过度稳定的PrPres积聚物发生相互作用。

刚果红对颅内、腹腔接种的实验动物都有效，在感染早期给药有效。

4.聚阴离子主要包括多硫酸戊聚糖（Pentosanpolysulfate）、硫酸右旋糖苷500（dextransulphate500