传染性海绵状脑病.ppt

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1、传染性海绵状脑病 传染病教研室 09级 蒋伟 主要内容主要内容1.传染性海绵状脑病概述2.朊病毒蛋白的分子学特征 3.致病性朊病毒的复制与感染4.朊病毒病的防治策略 传染性海绵状脑病概述传染性海绵状脑病概述 传染性海绵状脑病朊软病毒病，是由朊病毒引起传染性海绵状脑病朊软病毒病，是由朊病毒引起的人和动物的一组具有共同特征的亚急性、渐进的人和动物的一组具有共同特征的亚急性、渐进性、致死性中枢系统变性疾病；机体感染后不发性、致死性中枢系统变性疾病；机体感染后不发热、不产生炎症、无特异性免疫应答；可分为散热、不产生炎症、无特异性免疫应答；可分为散发性、家族性和医源性发性、家族性和医源性3 3种类型；临

2、床上呈现进行种类型；临床上呈现进行性共济失调、震颤、姿态不稳、痴呆、知觉过敏、性共济失调、震颤、姿态不稳、痴呆、知觉过敏、行为反常等神经症状，病程发展缓慢，但全以死行为反常等神经症状，病程发展缓慢，但全以死亡告终；组织病理学病变局限于亡告终；组织病理学病变局限于CNSCNS，以神经元，以神经元空泡化、灰质海绵状病变、神经元丧失、神经胶空泡化、灰质海绵状病变、神经元丧失、神经胶质和星状细胞增生、病原因子质和星状细胞增生、病原因子PrPPrPSC SC 蓄积和淀粉样蓄积和淀粉样蛋白斑块为特征，病变通常两侧对称蛋白斑块为特征，病变通常两侧对称朊病毒病的疾病谱：朊病毒病的疾病谱：目前已知由目前已知由P

3、rionPrion蛋白引起的人畜共患性传染病约有蛋白引起的人畜共患性传染病约有 30 30余种，余种，统称统称Prion diseasePrion disease（朊病毒病，传染性蛋白病）其中包括：（朊病毒病，传染性蛋白病）其中包括：人类朊病毒病：如库鲁人类朊病毒病：如库鲁(kuru)(kuru)病、克雅病病、克雅病(ereutzfeldt(ereutzfeldtJakob diseaseJakob disease，CJD)CJD)、吉斯综合征、吉斯综合征(gerstmann-straussler (gerstmann-straussler synd-romesynd-rome，GSS)GSS

4、)、致死性家族失眠症、致死性家族失眠症(fatal familia(fatal familia insomniainsomnia，m)m)等；动物朊病毒病：如疯牛病等；动物朊病毒病：如疯牛病(mad COW(mad COW diseasedisease，MCD)MCD)、绵羊瘙痒症、绵羊瘙痒症(scrapie of sheep)(scrapie of sheep)、山羊瘙、山羊瘙痒症痒症(scrapie of goats)(scrapie of goats)、传染性水貂脑病、传染性水貂脑病(transmissible(transmissible mink eneephalopamink ene

5、ephalopathythy，TME)TME)、糜鹿慢性消瘦病、糜鹿慢性消瘦病(chronic(chronic wasting diseasewasting disease，CWD)CWD)、猫海绵脑病、猫海绵脑病(feline(feline spongiformencephalopathyspongiformencephalopathy，FSE)FSE)等等。病原病原 本病的病原它是一种特殊的传染因子，它不同于一般病毒，也不同于类病毒，它没有核酸，而是一种特殊的糖的蛋白。进一步研究发现许多正常动物的人的脑细胞及其他细胞也有这类朊蛋白。朊病毒的致病机制朊病毒的致病机制 朊病毒蛋白的分子学特征朊

6、病毒蛋白的分子学特征 这种具有感染性的因子主要由被称为这种具有感染性的因子主要由被称为 PrP PrPC C(c(c代表细胞代表细胞 ce1-ce1-lular)lular)的蛋白质组成的，可以在细胞的膜上找到的蛋白质组成的，可以在细胞的膜上找到 。此。此 PrP PrPC C正常结构为正常结构为 4 4个螺旋结构，由于不明原因使其个螺旋结构，由于不明原因使其 中中2 2个螺旋个螺旋结构异构为褶板样结构，变成具有感染性的因子结构异构为褶板样结构，变成具有感染性的因子 PrP PrPSCSC(Sc(Sc代表代表serapie)serapie)。PrPPrPSCSC无法被正常的蛋白酶分解，堆积在脑

7、组无法被正常的蛋白酶分解，堆积在脑组织中，尤其是神经细胞，引起神经细胞凋零织中，尤其是神经细胞，引起神经细胞凋零(apoptosis)(apoptosis)。继而星状细胞移除凋零死亡的神经细胞，形成脑组织空洞继而星状细胞移除凋零死亡的神经细胞，形成脑组织空洞化。根据脑部受损的区域不同，发病的症状也不同，如果化。根据脑部受损的区域不同，发病的症状也不同，如果感染小脑感染小脑 ，则会引起运动机能的损害；如果感染大脑皮层，则会引起运动机能的损害；如果感染大脑皮层，则会引起记忆下降。两类则会引起记忆下降。两类 PrP PrP不同的分子学特性见（下表不同的分子学特性见（下表 ）。项目项目PrPPrPc

8、cPrPPrPscsc属性属性良性，细胞表面的生理性糖蛋白恶性，致病性传染因子来源来源20号染色体短臂PRNP基因表达外来传染或PRNP基因变异高级构象高级构象螺旋占螺旋占43%43%折叠占折叠占3%3%螺旋占螺旋占3%3%折折叠占叠占43%43%蛋白酶蛋白酶K K的作的作用用敏感（又称敏感（又称PrPPrPsensen），可），可完全溶解完全溶解抵抗（又称抵抗（又称PrPPrPscsc)仅部分消解（仅部分消解（N N端）端）温和清洁剂中温和清洁剂中 全溶，呈单体全溶，呈单体PrPPrPC C或二或二聚体，三聚体聚体，三聚体不溶，呈短杆状多不溶，呈短杆状多聚体或羊痒病相关聚体或羊痒病相关纤维纤

9、维致病性朊病毒的复制与感染致病性朊病毒的复制与感染致病性朊病毒的复制：外源性PrPsc内源性PrPc 复杂的复杂的二聚体二聚体以PrPsc 为模版 PrPsc 致病性朊病毒的感染 PrPSC的侵袭扩散 人类 Prion蛋白引起的疾病约 15的患者为遗传性的，其余为散发性及医源性的。遗传性患者 Prion 蛋白基因均有单一核酸的突变，这种突变体所制造的 Prion蛋白在结构上不能形成稳定的螺旋结构，它们是使这些患者发病的原因。但散发性传染的患者 Prion蛋白基因并无异常。由于 PrPC为正常细胞的成分之一，宿主的特异性免疫系统对它表现为天然的耐受态，既无体液免疫反应也无细胞免疫反应发生。值得注

10、意的是尽管 PrPC在脑以外的组织都有不同水平的表现，但并未发现 Pri-on蛋白在神经组织系统及外周淋巴器官以外的组织具有感染性的情况。n nPrPPrPSCSC 的侵袭扩散方式刚开始主要是在淋巴网状的侵袭扩散方式刚开始主要是在淋巴网状 内内皮细胞系统的复制储存，科学家通过蛋白印迹法、皮细胞系统的复制储存，科学家通过蛋白印迹法、免疫金电镜法等实免疫金电镜法等实 验证实淋巴网状内皮细胞系统验证实淋巴网状内皮细胞系统即为即为 Pr Pr 在外周的主要储存和复制场所。另外在外周的主要储存和复制场所。另外 PrF PrF 可以通过神经轴突输送链，在神经轴突上面扩散，可以通过神经轴突输送链，在神经轴突

11、上面扩散，这个结论是科学家通过对肠系膜神经节和与网状这个结论是科学家通过对肠系膜神经节和与网状内皮细胞相邻的交感神经末梢纤维的生理分析得内皮细胞相邻的交感神经末梢纤维的生理分析得出的。最后，由于出的。最后，由于PrPPrPSCSC可以血源性播散的，所以可以血源性播散的，所以在英国规定在英国本土曾经接受过输血的人是绝在英国规定在英国本土曾经接受过输血的人是绝对不允许献血的。对不允许献血的。朊病毒感染所引起的疾病朊病毒感染所引起的疾病疯牛病疯牛病疯牛病疯牛病 临床症状和病理变化临床症状和病理变化 临床上患牛的神经症状主要表现在临床上患牛的神经症状主要表现在3 3个方面：个方面：精精神异常。表现为神

12、经质，焦虑不安，恐惧，神志神异常。表现为神经质，焦虑不安，恐惧，神志恍惚和烦躁不安；恍惚和烦躁不安；运动障碍。表现为共济失调，运动障碍。表现为共济失调，四肢伸展过度，后肢运动失调、震颤和易跌倒，四肢伸展过度，后肢运动失调、震颤和易跌倒，麻痹，起立困难或不能站立；麻痹，起立困难或不能站立；感觉异常。对触感觉异常。对触摸和声音过度敏感，挤奶时奶牛乱踢乱蹬，擦痒。摸和声音过度敏感，挤奶时奶牛乱踢乱蹬，擦痒。最后，牛因根本不能进食而死亡。最后，牛因根本不能进食而死亡。病理变化主要发生在中枢神经系统。脑组织神经病理变化主要发生在中枢神经系统。脑组织神经元出现数目减少，脑两侧灰质神经从对称性海绵元出现数目

13、减少，脑两侧灰质神经从对称性海绵样病变和脑子神经核的神经元空泡化，一般在延样病变和脑子神经核的神经元空泡化，一般在延髓、小脑腹侧角处延髓、脑桥和中脑处的脑横切髓、小脑腹侧角处延髓、脑桥和中脑处的脑横切面切片中较常出现，变化也较一致，尤其在延髓面切片中较常出现，变化也较一致，尤其在延髓的孤束核和三叉神经脊束核最严重。因此，维斯的孤束核和三叉神经脊束核最严重。因此，维斯等人建议在组织病理检查时，首先检查一张延髓等人建议在组织病理检查时，首先检查一张延髓冠状维切片，若为不肯定结果，可再检查其它脑冠状维切片，若为不肯定结果，可再检查其它脑区的切片。用此方法只检查孤束核、三叉神经脊区的切片。用此方法只检

14、查孤束核、三叉神经脊束核，可确诊束核，可确诊99.699.6。少数病例可见灶状的大脑淀。少数病例可见灶状的大脑淀粉样变，脑组织中淀粉样核心周围有海绵样变性粉样变，脑组织中淀粉样核心周围有海绵样变性形成的形成的“花瓣花瓣”，组成雏菊花样病理斑。，组成雏菊花样病理斑。流行病学 肉骨粉所致疯牛病的潜伏期为28年，平均45年。牛开始发病的年龄通常为35岁，迄今见到最年幼的病牛是22月龄，年龄最大的是17岁，2岁以下和6岁以上的牛很少发病。痒病痒病痒病痒病临床症状和病理变化临床症状和病理变化 临床上以瘙痒与运动共济失调为临床特征临床上以瘙痒与运动共济失调为临床特征 。病羊早期易惊，头颈抬起，行走时步态高

15、举，头病羊早期易惊，头颈抬起，行走时步态高举，头颈或腹肋部肌肉发生频细震颤；发展期，病羊出颈或腹肋部肌肉发生频细震颤；发展期，病羊出现瘙痒，用手抓搔其腰部，常发生伸颈、摆头、现瘙痒，用手抓搔其腰部，常发生伸颈、摆头、咬唇或舔舌等反射。病羊常啃咬腹肋部、股部或咬唇或舔舌等反射。病羊常啃咬腹肋部、股部或尾部；瘙痒部位多在臀部、腹部、尾根部、头顶尾部；瘙痒部位多在臀部、腹部、尾根部、头顶部和颈背侧，常常是两侧对称性的。病羊频频摩部和颈背侧，常常是两侧对称性的。病羊频频摩擦，啃咬，蹬踢自身的发痒部位，造成大面积掉擦，啃咬，蹬踢自身的发痒部位，造成大面积掉毛和皮肤损伤，甚至破溃出血。有时还会出现大毛和皮

16、肤损伤，甚至破溃出血。有时还会出现大小便失禁。病羊体温正常，照常采食，但日渐消小便失禁。病羊体温正常，照常采食，但日渐消瘦，常不能跳跃，遇沟坡、土堆、门槛时，反复瘦，常不能跳跃，遇沟坡、土堆、门槛时，反复跌倒；病期几周或几个月。病死率几达跌倒；病期几周或几个月。病死率几达100100。病理变化除尸体消瘦、掉毛、皮肤损伤外，内脏病理变化除尸体消瘦、掉毛、皮肤损伤外，内脏器官缺乏明显可见的肉眼变化。器官缺乏明显可见的肉眼变化。病理组织学检查，主要是中枢神经系统的显微变病理组织学检查，主要是中枢神经系统的显微变化。病变出现在脑干的灰质中，可见神经节元的化。病变出现在脑干的灰质中，可见神经节元的树突和

17、轴突内形成大空泡，其空泡数量比正常羊树突和轴突内形成大空泡，其空泡数量比正常羊多的多（正常羊脑在显微镜下一个视野大约只有多的多（正常羊脑在显微镜下一个视野大约只有一个空泡）。大空泡在脑干和延脑中尤为多见；一个空泡）。大空泡在脑干和延脑中尤为多见；星状胶质细胞增生，最终导致灰质的海绵状变性。星状胶质细胞增生，最终导致灰质的海绵状变性。流行病学不同品种、性别的羊均可发生痒病，主要是2-5岁绵羊，易感性存在着明显品种间差异，可在无关联的绵羊间进行水平传播。消化道很可能是自然感染痒病的门户，因为可首先在患羊消化道的淋巴组织中查到病原。25岁的成年绵羊最为易感，18个月以下的幼龄绵羊很少表现临床症状。不

18、同品种和品系的绵羊，易感性不同。病羊是本病的传染源。痒病可经口腔或黏膜感染，也可在子宫内以垂直方式传播，直接感染胎儿。通常呈散发性流行，感染羊群内只有少数羊发病，传播缓慢。羊群一旦感染痒病，很难根除。首次发生痒病的地区，发病率为520或高一些，病死率极高，几乎100。在已受感染的羊群中，以散发为主，常常只有个别动物发病。朊病毒病的防治策略朊病毒病的防治策略 1 朊病毒的预防:(1)朊病毒病在国际上已引起广泛重视，在欧洲出现疯牛病以及新型变异型 CJD后，欧美等国都相继成 立了国家的朊病毒病监控机构，严密监视朊病毒病的发病流行 情况，同时对有关的血液、组织、乳汁制品，进行严格检测和控制。(2)在

19、我国进行朊病毒病的研究工作十分必要，病毒所洪涛院士领导的朊病毒病课题组在朊病毒研究方面，已获得了可喜的进展，初步建立的实验室诊断技术对临床朊病毒病的诊断，具有重要的意义。(3)呼吁筹建中国朊病毒病诊断、监控中心。未来的中心将以病毒学研究所为核心，联合广大的临床医院对我国朊病毒病的流行、发病、诊断进行研究，积累资料；为我国的朊病毒病流行控制，以及国家一些大政方针的制定提供可靠的科学数据。(4)尽快建全全国朊病毒病的协作网络，扩大我国朊病毒研究的研究范围，提高研究和防治水平。(5)对朊病毒病的实验室诊断的患者材料，可包括血液、脑脊液以及脑组织标本。血液进行自细胞分离、PrP基因型鉴定。(6)由于朊

20、病毒病的特殊性，标本的采取比较困难，尤其是脑组织的活检和尸检。(7)(7)应注意朊病毒病消毒防护工作，制定可行的灭应注意朊病毒病消毒防护工作，制定可行的灭活、处理程序，以有效地保护广大临床工作者及活、处理程序，以有效地保护广大临床工作者及患者家属。患者家属。（8 8）随着人口）随着人口老龄化和进出口贸易的日益增加，老龄化和进出口贸易的日益增加，朊病毒病的发病人数可能也会有所变化。应向广朊病毒病的发病人数可能也会有所变化。应向广大临床工作者介绍有关朊病毒病的相关知识，以大临床工作者介绍有关朊病毒病的相关知识，以利于朊病毒病的诊断、防治工作。利于朊病毒病的诊断、防治工作。(9)(9)各单位应努力争

21、取经费，进行广泛的国内、国各单位应努力争取经费，进行广泛的国内、国际合作。际合作。2 2 朊病毒的治疗：朊病毒的治疗：朊病毒病至今尚无有效疗法，朊病毒病至今尚无有效疗法，9090病例均在病例均在 1 1年内年内死亡，故在朊病毒病治疗方面各国进行了大量的死亡，故在朊病毒病治疗方面各国进行了大量的研究。目前已发现，蔗糖、海藻糖研究。目前已发现，蔗糖、海藻糖 、二甲基亚砜、二甲基亚砜、刚果红、多烯复合物刚果红、多烯复合物 、分枝多胺等，在体内外均、分枝多胺等，在体内外均有抑制有抑制PrPPrPC C转化为转化为 PrP PrPSCSC的活性的活性 ，但大多难以透过，但大多难以透过血脑屏障。利用能分解

22、磷脂酰基肌醇的磷脂酶可血脑屏障。利用能分解磷脂酰基肌醇的磷脂酶可将将 PrP PrPSCSC从细胞膜表面除去；使用螯合剂可除去从细胞膜表面除去；使用螯合剂可除去PrPPrPSCSC分子中的金属离子，改变基蛋白酶抗性和致分子中的金属离子，改变基蛋白酶抗性和致病性病性 。这些都颇具开发潜力。根据。这些都颇具开发潜力。根据 PrP PrP序列而人序列而人工合成的一些单克隆抗体，如工合成的一些单克隆抗体，如antiPrP219antiPrP219232232、Fab D18Fab D18等，通过体内外试验也发现有抑制等，通过体内外试验也发现有抑制 PrP PrPSCSC 与与 PrP PrPc c 结

23、合及转变的作用，有的还能清除机体中结合及转变的作用，有的还能清除机体中原有的原有的 PrP PrPscsc。但一般半衰期较短，透过血脑屏障。但一般半衰期较短，透过血脑屏障效率差。但是，最近的一项小鼠相关研究表明，效率差。但是，最近的一项小鼠相关研究表明，如果及早发现，朊病毒疾病或许可以得到治愈。如果及早发现，朊病毒疾病或许可以得到治愈。传染性海绵状脑病的诊断方法传染性海绵状脑病的诊断方法一.动物传递实验二.免疫学方法1.组织印迹组织印迹2.2.斑点印迹斑点印迹3.3.免疫印迹免疫印迹4.4.免疫组化免疫组化5.5.酶联免疫吸附实验酶联免疫吸附实验三.借助特殊仪器的检测方法1.1.电镜法电镜法2.2.毛细吸管毛细吸管SDS-SDS-凝胶电泳凝胶电泳3.3.荧光标记肽链的毛细管电泳免疫测定法荧光标记肽链的毛细管电泳免疫测定法4.4.多光谱紫外荧光分析多光谱紫外荧光分析5 5双色强荧光目标扫描法双色强荧光目标扫描法