1990年代英國牛隻爆發狂牛症，且跨物種傳染至人體，在英國引發170幾例人類「新變異型庫賈氏症」，曾引起全球恐慌；台灣也曾有一起人類病例，患者是在英國感染回台後發病。雖然現在已無大規模人類疫情，但最近世界各國仍有零星病例出現，科學家對引發此病的普立昂（Prion）蛋白也持續研究，最近有一些新進展。

 

諮詢／陳佩燁（中央研究院生物化學研究所副研究員）

撰稿／梁惠雯

 

引發狂牛症的是一種蛋白質叫Prion，估計在英國人口中每兩千人就有一人為潛伏的prion帶原者，即使沒有狂牛進入人類的食物鏈，Prion也可能經由輸血在人群中傳染新變異型庫賈氏症。

▲老鼠Prion 蛋白中的一段所形成的澱粉樣蛋白纖維。（在電子顯微鏡下所見之影像）（圖／陳佩燁提供）

 

Prion是一種特殊的蛋白質。一般來說傳染病是病毒、細菌等造成，但Prion是蛋白質，不但會在不同個體中傳染，甚至會跨物種傳染，這是Prion最特殊之處，也讓科學家從此對蛋白質的結構有全然不同的理解。近來科學家發現，在細菌身上，也有類似Prion的蛋白質型態存在，對於未來揭開Prion的作用之謎，將有更多啟發。

 

《Science》期刊在2017年1月刊登了一篇關於Prion的相關研究結果。研究人員發現，將肉毒桿菌中的某蛋白質的一部份，表現在酵母菌和大腸桿菌細胞中時，也會出現類似Prion形成的蛋白聚集狀態。這是科學家首次在細菌中發現有這樣的蛋白質，被視為是一項重大發現。細菌出現這種蛋白質聚集現象，科學家們大膽推論，可能是為了適應環境壓力，所出現的一種演化情形，未來可望幫助我們瞭解更多關於Prion的作用機制。

 

十八世紀的羊搔癢症（Scrapie）、二十世紀末在歐洲流行的狂牛症（Bovine Spongiform Encephalopathy，縮寫為BSE）、北美洲的狂鹿症（Chronic Wasting Disease，縮寫為CWD）、人類的庫賈氏病（Creuzfeldt-Jacob disease，縮寫為CJD）等，可統稱為「傳染性海綿狀腦病變」，引發這些腦部病變的「病原體」，就是Prion。

 

Prion為什麼會造成腦細胞的損傷？Prion Protein（簡稱為PrP）主要位於神經細胞表面，是一種糖蛋白。PrP有兩種型態，一種是正常的PrPC，另一種為不正常或突變型PrPSc（也叫Prion），兩者最大差異就是PrPSc有自動聚集的傾向，正常的PrPC是不會致病的。如果PrPC發生結構上的轉變形成PrPSc（PrPSc的結構仍為未解之謎），PrPSc會聚集成澱粉樣蛋白纖維，並誘使其他PrPC也結構轉變，這就是Prion具有傳染性的原因。

 

如果PrPC有基因突變，或是經由食物、注射、移植等途徑，接觸到帶有PrPSc的感染物質，正常的PrPC就可能逐漸轉變成為PrPSc，並且進行聚集成澱粉樣蛋白纖維。最後腦細胞因這種不正常的蛋白聚集而死亡，就會造成腦組織中的「海綿狀空洞」，這就是狂牛症等疾病的重要病理特徵。不過，Prion的傳染有兩大必要條件，一是要有PrPSc，二是時間要夠長，才足以發病。如果是跨物種傳染，Prion的蛋白質序列需要與被感染者的PrPC的蛋白質序列相近，不然就會有「跨種障礙」，例如牛可以傳染給人或貓，但是不會傳染給狗。

 

 

人類跟腦的退化症有關的疾病，都會有蛋白質變性聚集的現象，例如阿茲海默症，因此有不少研究試圖去探討Prion跟阿茲海默症的關係，但研究結果不一，至今未有定論。就目前來說，腦部神經退化性疾病仍很難被阻止或治療，即使有些藥物在動物實驗上出現療效，但實際運用到人體卻都失敗，所以想要在這領域獲得進展實屬艱難。

 

不過，中央研究院針對阿茲海默症，最近也有突破，研究人員設計出一種「R8-Aβ(25-35）-PEI胜肽」，可透過鼻腔以鼻噴劑形式進行治療，老鼠實驗的結果顯示可減輕老鼠的失智情形及病理進程，對於預防或延緩阿茲海默症發病帶來一線曙光。此外，去年也曾在動物實驗中發現，薑黃中的「多羥基薑黃素衍生物」能增進腦中的腦啡肽酶活性，有助於清除腦中有害的Aβ胜肽，可望應用於阿茲海默症的預防。此兩項研究成果分別榮獲國際專業期刊《歐洲分子生物組織之醫學生物》（EMBO Molecular Medicine）及《科學報導》（Scientific Reports）刊登。若能有廠商接手接續進行臨床前及臨床測試，就有機會開發成產品普遍運用。