狂牛症與感染性蛋白質

1. 狂牛症與感染性蛋白質 • 內容 • 感染性蛋白質的基本性質 • 感染性蛋白質的研究歷史 • 感染性蛋白質的分子特性 • 感染性蛋白質的變性假說 • 狂牛症與庫甲氏症 • 變異型庫甲氏症的流行統計資料 • 感染性蛋白質的檢測方法 • 治療與結語

2. Prion 感染性蛋白質：不尋常的慢性病毒 • (普粒子或普恩蛋白質) • 海綿狀腦病變 spongiform encephalopathies • 慢性神經性退化疾病 • 克魯症 kuru disease 顫抖症 • 庫甲氏病 Creutzfeldt-Jakob disease, CJD • 古氏曼症 Gerstmann-Straussler-Scheninker, GSS • 致命的家族性失眠症 fatal familial insomnia, FFI • 羊搔癢症 scrapie • 牛的海綿狀腦病變 mad cow disease 狂牛症 • 鹿、糜鹿、騾慢性消耗性疾病 • 傳播性貂病變 transmissible mink encephalopathy

3. 病毒與Prions的比較 病毒 Prion 可過濾性、傳染性 Yes Yes 具有核酸 Yes ? 形狀確定（TEM） Yes No 具有蛋白質 Yes Yes 被去活化 福馬林 Yes No 蛋白質水解酵素 某些 No (?) 加熱 大部分 No UV Yes No 疾病 細胞病變 Yes No 潛伏期 依病毒 長 免疫反應 有 無 干擾素的產生 有 無 發炎性反應 有 無

4. Daniel Carlton Gajdusek 賈久斯克 1923 出生New York 1957 參與Kuru研究工作 1976 獲得諾貝爾醫學獎 Stanley B. Prusiner 1997年諾貝爾醫學獎得主 1942 美國中西部出生1972 擔任神經科住院醫師 1982年發表於Science的論文 『引起羊搔症的傳染性新蛋白質粒子』 Prion：一種不含核酸的傳染性蛋白質或 少量核酸外圍包有緊密的蛋白質外殼

5. Kuru症（又名顫抖症） Kuru 顫抖，新幾內亞Fore族。病患婦人與小孩 漸消瘦步不穩，不自主顫抖、痙笑，一年內死亡 1956 Gajdusek以流行病學研究 Fore族特殊葬禮儀式……… 將Kuru症死者之腦取液注射於各種實驗動物腦內 大猩猩注射後，18-38個月發生與Kuru臨床相似 病症首次證實Kuru為傳染性的疾病。

6. 從Kuru經CJD到Alzheimer病？ • CJD病理變化與Scrapie，Kuru相似-海棉狀腦病變 • 具有慢性傳染性，傳染物質到底是什麼？ • 早期，認為這是一種遲發性感染Slow infection • 區分一般病毒感染，稱為Slow virus infection • 傳染物質一直未被分離，歸屬為非傳統病毒。 • 1982年 Prusiner發現Scrapie之傳染物質為 Scrapie-specific amyloid protein而稱之 “Prion”protein” • Gajdusek研究小組轉研究老人癡呆症致病機轉。

7. 羊搔癢症 Scrapie • Scrapie流行於英國及歐洲大陸有200多年歷史 • 羊的一種漸進性神經系統退化症。 • 症狀：步態失衡，顫抖，終而死亡 • 病程： • 身體到處刮擦，因而稱為Scrapie。 • 無感染症狀，無發炎反應， • 大腦皮質呈海棉般鬆散空泡（海棉樣腦病） • 1899 學者進行傳染實驗 • 1936 再度被證實可傳染

8. “Prion” proteinaceous and infectious

9. 動物模型的建立 • 早期：1.5-2年收集實驗數據（需一年才發病） • 需60隻老鼠、慢、冗長乏味、貴 • 令人XXX……. • 發展出倉鼠：70天 PrPC: Prion Protein Cytosol正常的蛋白質 PrPSc: Prion Protein Scrapie不正常蛋白質

11. PrPC PrPSc

12. 生理功能?

13. BSE KURU GSS

14. PrPc是變成PrPsc的途徑有三種學說 • DNA 有點突變point mutation，具有遺傳性 • DNA 無突變但 PrPC因某種原因而主動變成 PrPSc • 經注射或其他途徑進入體中的 PrPSc當「模板」 • ， 使PrPC是變成PrPSc，

15. 基因突變會引起此疾病

17. Models for the conformational conversion of cellular prion protein (PrPC) into scrapie prion protein (PrPSc).

18. BSE vs vCJD 牛海綿狀腦病變vs 變異型庫賈氏症 (狂牛症)

19. 庫甲氏症與變異型庫甲氏症的比較 CJD vCJD (variant) 平均發病年齡 65 29 發病至死亡(月) 6-18 9-35 病原分佈 腦組織 腦組織+淋巴組織 澱粉樣斑更多 發生地區 全球 狂牛症疫區

21. 臨床症狀及神經病理特點 • 臨床症狀 • 記憶喪失及混淆、慢性痴呆化、運動神經失調、肌躍症、失明及喪失語言能力。 • 神經病理學特點 • 大腦皮質產生空洞狀退化。 • 神經元細胞壞死及減少。 • 星狀膠質細胞增多，大腦組織為海綿狀。

22. 新型庫賈氏病（new variant form of CJD）臨床病徵 • 顯現焦慮、憂鬱、退縮等精神方面的症狀及其他行為上的改變，並出現神經學上的異常 • 在症狀出現數週或數月內，出現進行性小腦症候群 • 健忘或其他記憶力缺損，且疾病末期出現失智症 • 疾病末期出現肌躍症或舞蹈症 • 腦電圖未顯示典型的週期性棘波

23. 庫賈氏病（CJD）臨床病徵 • 發病為亞急性，伴隨意識不清現象，之後發展成進行性失智(dementia)症狀 • 產生多種運動失調等情形 • 病患晚期出現肌肉抽動，及併發多種神經症狀 • 有70%的病患腦電波圖（EEG）會顯示出週期性的棘波

26. 全世界變異型庫甲氏症(vCJD)的統計（截至2012.7）全世界變異型庫甲氏症(vCJD)的統計（截至2012.7） http://www.eurocjd.ed.ac.uk/EUROINDEX.htm

28. 國內監測計畫執行現況 • 臺灣地區自1997年起，透過臺灣神經學學會建立通報及監測系統。截至2013年9月止，經審查列入可能或極可能之病例共314例（含1980年至1996年病歷回溯調查），其中1例經腦組織採檢確認。 • 近十年來平均年發生率約為0.5人/百萬人。 • 2010年臨床上發現新類型庫賈氏病1人(與BSE相關者)。 • 2007年為使監測機制更為完備，將庫賈氏病納入第四類法定傳染病

30. 台灣第一宗狂牛症病人死亡

33. 消毒方法 • PrPSc對熱、紫外線、輻射照射及消毒劑均有很強的抵抗性，一般常用的物理或化學方法無效。 • 132℃以上，持續１小時以上的高壓蒸氣消毒法（steam autoclave）是有效的消毒方式。 • 在化學消毒方面，可使用5.0％次氯酸鈉（NaOCl）以或1N～2N的氫氧化鈉（NaOH）作用1小時，但仍可能消毒不完全。 • 最好的做法是先使用化學消毒處理，再用高壓蒸氣消毒法進行消毒。

34. 狂牛症的起因: 人類違反自然法則 大自然的反撲？ • 1980 飼料工廠添加動物性蛋白質於牛飼料中 • 1984 開始出現狂牛症案例 • 1988 英國政府禁止牛飼料添加動物性蛋白質 • 1990 歐洲各國跟進 • 1995 英國出現第一例vCJD病患 • 1998 美國政府禁止牛飼料添加動物性蛋白質

35. 潛伏期：狂 牛 症 - 牛隻 4 ～5 年 ？ 變異型庫甲氏症 –人類 7 ～8 年 ？

36. 感染狂牛症的牛隻在各國陸續禁止餵食肉骨粉給牛隻吃後，病牛數逐漸下降。在第一例病牛發現約10年後，人類也出現新型庫賈氏症。（電腦繪圖：姚裕評） 文／楊嘉慧審稿／台灣大學獸醫系名譽教授　賴秀穗

37. 人類對狂牛症的感受性以15歲以前最強，超過40歲即使吃進帶有狂牛症的肉品，幾乎不太可能得新型庫賈氏症。（電腦繪圖：姚裕評） 文／楊嘉慧審稿／台灣大學獸醫系名譽教授　賴秀穗

39. The efficiencies of these heterologous conversion reactions were similar but much lower than those of relevant homologous conversions. Thus the inherent ability of these infectious agents of BSE and scrapie to affect humans following equivalent exposure may be finite but similarly low.

40. Twenty cases of a clinically and pathologically atypical form of Creutzfeldt–Jakob disease (CJD), referred to as ‘new variant’ CJD (vCJD), have been recognized in unusually young people in theUnited Kingdom, and a further case has been reported in France10. This has raised serious concerns that BSE may have spread to humans, putatively by dietary exposure. Here we report the interim results of transmissions of sporadic CJD and vCJD to mice. Our data provide strong evidence that the same agent strain is involved in both BSE and vCJD.

42. 輸血會感染變異型庫甲氏症嗎？

43. 猴子的動物實驗證據顯示可以透過輸血感染變異型庫甲氏症猴子的動物實驗證據顯示可以透過輸血感染變異型庫甲氏症

45. 檢測感染性蛋白質的方法

49. Published online: 28 August 2005; | Detection of prions in blood Joaquín Castilla1, Paula Saá1, 2 & Claudio Soto1 Prion diseases are caused by an unconventional infectious agent termed prion, composed mainly of the misfolded prion protein (PrPSc). The development of highly sensitive assays for biochemical detection of PrPSc in blood is a top priority for minimizing the spread of the disease. Here we show that the protein misfolding cyclic amplification (PMCA) technology can be automated and optimized for high-efficiency amplification of PrPSc. We show that 140 PMCA cycles leads to a 6,600-fold increase in sensitivity over standard detection methods. Two successive rounds of PMCA cycles resulted in a 10 million−fold increase in sensitivity and a capability to detect as little as 8,000 equivalent molecules of PrPSc. Notably, serial PMCA enables detection of PrPSc in blood samples of scrapie-afflicted hamsters with 89% sensitivity and 100% specificity. These findings represent the first time that PrPSc has been detected biochemically in blood, offering promise for developing a noninvasive method for early diagnosis of prion diseases.