无DNA的朊病毒:如何让“同类相食”成禁忌?

07-10 06:54

原创 郭菲 科普中国


有一种存在,它没有DNA,没有RNA,甚至不算严格意义上的生命体,却能在大脑中制造“海绵状”的恐怖空洞,让人逐渐失去记忆、运动能力,最终走向死亡。它就是朊病毒,一种颠覆传统病原体概念的神秘存在。


从巴布亚新几内亚的“库鲁病”悲剧,到英国的“疯牛病”恐慌,朊病毒以独特传播方式和致命后果,成为现代医学最令人困惑的谜题之一。这个“蛋白质杀手”究竟是什么?它的传播与同类相食有何关联?对于这一病原体,我们该如何看待与防护?本篇文章,将一同揭晓答案。



朊病毒并非“病毒”,而是“黑化”的蛋白质


要认识朊病毒,需打破对“病毒”的传统认知,它甚至算不上真正的病毒。与常见的流感病毒、冠状病毒不同,朊病毒既无遗传物质DNA或RNA,也不具备传统生命特征。它本质是一种异常折叠的蛋白质,即正常蛋白质的“黑化版本”。


正常情况下,大脑中有叫做PrP(朊蛋白)的正常蛋白质,其功能不完全清楚,但被认为参与神经保护和细胞间信号传递。这种正常的PrP蛋白采用α - 螺旋结构,受不良刺激时,可能“黑化”,蛋白质结构从α - 螺旋结构转变为β - 折叠结构,变成PrPSc(致病性朊蛋白)。


这种结构变化虽小,后果却严重:异常蛋白质失去原有功能,还获得传染能力,能诱导周围正常蛋白质发生同样结构转变,形成连锁反应。随着越来越多正常蛋白质被“感染”,大脑组织出现空洞,呈海绵状外观,神经细胞大量死亡,最终导致不可逆的神经退行性疾病。


同类相食风险高,跨物种传播有可能


朊病毒最著名的传播案例来自20世纪中期巴布亚新几内亚的弗雷部落。该部落有食用死者大脑的丧葬习俗,引发“库鲁病”大规模流行。患者会出现不可控的颤抖、运动失调、情绪异常等症状,最终在6到12个月内死亡。



美国病毒学家卡尔顿·盖杜塞克研究发现,库鲁病病原是侵入大脑和神经系统的慢性病原体,以脑组织为主要寄主,可长期潜伏,与部落食用已故亲人大脑习俗有关。后续研究证明,库鲁病由朊病毒引起,异常蛋白质会在新宿主体内“作恶”,揭示了朊病毒传播的重要途径——同类相食。


同类相食风险高的关键在于“种属屏障”。朊病毒在不同物种间传播有阻力,因不同物种朊蛋白序列有差异。同类相食时,朊蛋白结构相同,朊病毒无需适应就能直接传播,效率最高。但跨物种传播也可能发生,20世纪80到90年代英国的“疯牛病”危机就是例子。当时牛饲料中添加含朊病毒的羊骨粉,导致牛群感染牛海绵状脑病(BSE),一些食用感染牛肉的人类也患上变异型克雅氏病(vCJD),证明朊病毒可跨越物种屏障。



日常生活中感染朊病毒的风险并不高


尽管朊病毒可怕,但普通人日常生活中感染风险极低。下面分析各种可能的接触途径:


食物安全方面,在严格食品安全监管下,市场上正规肉类产品感染朊病毒可能性微乎其微。自疯牛病危机后,各国建立严格动物疫病监测体系,禁止使用动物或其副产品为原料的饲料,对潜在感染动物严格筛查和处理。普通消费者可放心购买正规渠道的牛肉、羊肉等产品。


医疗器械传播风险值得关注。朊病毒顽强,常规消毒方法难以将其完全清除。被朊病毒污染的手术器械、移植器官、血液制品等存在传播风险,历史上有通过角膜移植、硬脑膜移植、生长激素注射等医疗操作传播朊病毒的案例。


不过,现代医疗机构已建立针对朊病毒的特殊消毒规程。接触神经组织的手术器械,医院会采用特殊清洗和灭菌程序,如使用强碱性清洗剂、长时间高温处理等。血液制品筛查技术也在改进,虽无可靠朊病毒检测方法,但通过流行病学调查和供血者筛选,能最大程度降低风险。


职业暴露方面,只有极少数职业人群需关注朊病毒风险,主要包括神经外科医生、病理学家、兽医、屠宰场工人等。这些人群需严格遵守职业安全规范,使用适当防护设备,并定期接受健康监测。


遗传风险方面,约10% - 15%的朊病毒病是遗传性的,由特定基因突变引起。因朊病毒致病机制独特,异常蛋白就能诱导正常蛋白变性。基因突变会遗传给后代,导致蛋白更易错误折叠或直接产生异常蛋白。家族中有朊病毒病史,建议进行遗传咨询和基因检测。但携带致病基因,疾病发生也非绝对,发病年龄和严重程度因人而异。


理性认知与科学防护,在恐慌与忽视之间找到平衡


朊病毒的故事让我们看到生命世界的复杂。一个简单的蛋白质结构变化,能引发严重后果。我们既不能因它神秘可怕而恐慌,也不能因它罕见而掉以轻心,应科学认识、理性对待、有效防范。


普通公众要保持良好食品安全意识:购买正规渠道的肉类产品,避免食用来源不明的动物制品,特别是神经组织。旅行时,了解目的地食品安全状况,避免尝试有疫病风险的“特色”食品。


医疗机构和从业人员要持续改进朊病毒防控措施,包括完善器械消毒规程、加强职业防护培训、建立完善的疫情监测体系等。同时,加快朊病毒检测技术研发,争取早日实现快速、准确诊断。


从科研角度看,朊病毒研究仍有许多未解之谜。如正常朊蛋白的确切功能、触发蛋白质异常折叠的因素、有效的治疗方法等。这些问题的答案不仅有助于防治朊病毒疾病,也可能为其他神经退行性疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病等)的研究提供新思路。


与蛋白质杀手共存的智慧


朊病毒的故事提醒我们要敬畏自然、谦逊对待科学。在与朊病毒的较量中,不能恐慌也不能轻视。真正的智慧是科学认识、理性对待、有效防范。


随着科学研究发展,我们对朊病毒的认识不断深化,防控手段也会更完善。也许不久后,这个曾令人谈之色变的“蛋白质杀手”将不再神秘,人类将以智慧与技术从容应对。毕竟,在进化历程中,生命总在挑战与适应中前行。


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出品丨科普中国


作者丨郭菲 烟台大学


监制丨中国科普博览


原标题:《这个没有 DNA 的病毒,如何让“吃同类”成为禁忌?》


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