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2015年10月8日 星期四

狂牛症的解藥在新幾內亞?

狂牛症患牛的腦組織切片。圖片來源:wiki

狂牛症(bovine spongiform encephalopathy,BSE)最早應該是在新幾內亞發現的。當時被稱為苦魯(kuru)症,因為發病是由頭痛開始,接著關節痛、四肢顫抖(kuru是Fore語中的kuria/guria,就是發抖的意思)。它的病原是普利昂蛋白(prion),除了造成狂牛症與苦魯症以外,還可以導致羊的搔癢病(scrapie)與人的CJD(Creutzfeldt–Jakob disease)。

在二十世紀中期,在新幾內亞的澳洲人發現了這個疾病。後續的研究發現,這個疾病是由於吃人的習俗所造成:可能在1900年左右,一位Fore族的部落原住民發生了突變產生了病原,由於他們有吃人的風俗,使得這個疾病由他開始,漸漸傳播開來。於是殖民地政府便禁止部落原住民繼續食人的習俗,就不再有新的病歷了。

但是,當時參與研究的Simon Mead注意到,有些原住民似乎對苦魯症有抵抗力。經過研究以後發現,原來他們的普利昂蛋白在第127個氨基酸發生突變,由甘氨酸(glycine,符號為G)變為纈氨酸(valine,符號為V)。

最近同一個研究團隊發表了針對這個突變進行的進一步的研究。當他們在小鼠體內轉入突變的普利昂蛋白(簡稱G127V)時,如果兩個染色體上面的普利昂基因只有一個是G127V(異基因型),小鼠對苦魯症病原有抵抗力,但對於CJD病原的抵抗力則較弱。

但是,當兩個染色體的基因都是G127V時,小鼠對研究團隊測試的所有病原--包括苦魯症、傳統的CJD以及變異型CJD(vCJD)等—都具有抵抗力。

這個發現讓研究團隊覺得很有意思。為什麼呢?因為在1991年時,研究團隊曾經發現,大部分人的普利昂基因是異基因型的,而變異之處在第129個氨基酸,原來的序列應該是甲硫氨酸(methionine,符號是M)。百分之五十一的人是M129/V129,百分之三十七是M129/M129,而剩下的百分之十二是V129/V129。但是,在罹患CJD的病人中,M129/V129只佔了百分之四點五。因此,研究團隊當時的結論是:普利昂蛋白要形成結晶構造才能破壞腦組織,由於異基因型的人有兩種普利昂蛋白,干擾了結晶形成,所以較不容易罹患CJD。

這也是為什麼研究團隊一開始先測試異基因型(V127/G127)的原因,但最後卻是同基因型勝出,真的是有點意外。

但是更多意外還在等著研究團隊。由於他們使用的轉基因小鼠有兩種,其中一種的G127V的表現量是野生種小鼠的兩倍,另一種則跟野生種相當。在測試的過程中,研究團隊發現,若異基因型小鼠中G127V的表現量較高,則對於病原的抵抗力相對較強。

這個發現有什麼意義呢?研究團隊認為,由於這個突變的普利昂蛋白(G127V)不僅對致病的普利昂蛋白有抵抗性,而且大量表現時可以抵抗所有不同類型的普利昂蛋白;或許將來可以將這個突變的蛋白做成生物製劑來治療得到CJD的患者喔! 如此一來,CJD就不再是無法治療的疾病了!

本文版權為台大科教中心所有,其他單位需經同意始可轉載)

參考文獻:

John Collinge et. al.,1991. Homozygous prion protein genotype predisposes to sporadic Creutzfeldt–Jakob disease. Nature. 352, 340 - 342 ; doi:10.1038/352340a0

John Collinge et. al., 2015. A naturally occurring variant of the human prion protein completely prevents prion disease. Nature. doi:10.1038/nature14510

2010年12月28日 星期二

苦魯(kuru)症:第一個人傳人的prion(普利昂蛋白)疾病

因為上通識課的關係,接觸到了苦魯症。

在「第三種猩猩」裡面有提到苦魯症(kuru),但是因為當時還不清楚,所以在裡面(p.277)說它是慢性濾過性病毒造成的。

現在知道它是由prion(普利昂蛋白)造成的,是世界上第一個人傳人的prion疾病。可以看看英文的維基百科網站,上面講得很清楚。

在1950年代由澳洲人發現這個疾病。主要的原因是新幾內亞(New Guinea)的Fore族人有吃人的傳統,造成prion疾病的流行。(有一說是說他們認為吃腦子可以繼承祖先的記憶,不過我找不到資料了)

由吃到帶有prion的組織,到發病的潛伏期可以由5年到20年不等(平均潛伏期是14年);一開始是頭痛、接著關節痛、四肢顫抖(所以叫做kuru,是Fore語言中的kuria/guria,就是發抖[shake]的意思),同時伴隨著不由自主的發笑(pathological burst of laughter),所以kuru又叫做笑病(laughing sickness)。

老葉曰:說真的我看到這裡時,想到「三笑逍遙散」,不過kuru並不是只有笑三次囉...

接著隨著大腦開始海綿化,病人開始喪失很多能力,最後死亡。從發病到死亡大概要一年。

這整個病的研究,最重要的兩個人是Michael Alpers和Daniel Carleton Gajdusek。Michael Alpers在對Fore族進行人類學研究時,發現了這個疾病,並回溯到疾病的初始應該是在1900年時,有位Fore族人發生了突變,產生了prion。

由於Fore族人在吃人的時候,男人先吃肉,女人跟孩子吃剩下的部分(包括腦),所以在他們族中,女人跟孩子得到kuru的機會特別高。

Michael Alpers將一位死於kuru的女孩子的腦組織萃取物帶回美國,交給Daniel Carleton Gajdusek,他把這個萃取物注射到猩猩體內,使猩猩得到kuru,證明了kuru是經由腦部的組織傳播的,這個發現也使得Gajdusek和他的同事得到了1976年的諾貝爾生理醫學獎。

至於新幾內亞的Fore族,後來政府禁止他們吃人肉,發病的人就漸漸減少。最後一個死於kuru的Fore族人是在2005年。

不過kuru因為是第一個人傳人的prion疾病,還是有很多人一直在研究它。2009年Simon Mead還發現能夠不被傳染的新幾內亞居民,其實是對kuru有抵抗力。他們分析了3000名新幾內亞土著的prion基因,其中709名吃過人肉,而這709名中有152名死於kuru。他們發現,吃過人腦卻沒有得kuru的人,他們的prion基因都有相同的突變G127V;由glycine變為valine。但是得到kuru的人的prion基因就沒有這個突變。這個發現震撼了科學界,或許將來我們可以開發prion疫苗也不一定?

 參考文獻:

 John Collinge, F.R.S et. al. 2009. A Novel Protective Prion Protein Variantthat Colocalizes with Kuru Exposure. The New England Journal of Medicine.361:2056-65