羊痒病研究进展

摘　要：痒病是一类引起绵羊和山羊的神经退行性脑病，是目前世界上研究的热点问题之一。引起该病的病原是一种朊蛋白，它与宿主自身的正常朊蛋白在一级结构上是相同的，只是二级结构的构象有所不同。论文针对目前人们研究中发现羊痒病的病毒存在不同的毒株型，以及不同毒株型的分子特性做一综述。

关键词：痒病；传染性海绵状脑病；毒株型；分子特性

痒病迄今已有270多年的历史记载，是最早所知的传染性海绵状脑病，多发于绵羊和山羊，目前在世界许多地方流行。早在18世纪中叶，欧洲人就对该病的临床症状进行了详细描述，随后引起了人们的极大关注。绵羊痒病最早于1732年在英国的大不列颠被发现。瘙痒是痒病的一个显著特征，也是其名字的来源。此外，共济失调、麻痹、衰弱也是其主要的临床症状，死亡率达100%。在20世纪20年代到50年代之间，羊痒病成为英国萨福克羊群的主要疾病，造成了巨大的经济损失。

羊痒病属于传染性海绵状脑病(Transmissible spongiformencephalopathies，TSEs)的一种，该病是由朊病毒引起的人和多种哺乳动物以神经退行性变化为主要特征的一种慢性消耗性传染病，也称作朊病毒病。包括人的库鲁病(Kuru)、克-雅氏病(Creutzfeldt-Jakobdisease， CJD)、吉斯特曼综合征(Gerstmann-straussier-scheinkerdisease，GSSD)、致死性家族失眠症(Fatal familiar insomnia，FFI)和变异克-雅氏病(Viriant creutzfeldtl jakob disease，vCJD)；在动物主要有羊痒病(Scrapie)、牛海绵状脑病(Bovine spongiform encephalopathy，BSE)、鹿慢性消耗性疾病(Chronic wasting disease， CWD)、传染性水貂脑病(Transmissiblemink encephalopathy， TME)和猫科动物海绵状脑病(Feline spongiformencephalopathy，FSE)。TSE的共性是临床上呈现进行性共济失调、震颤、姿势不稳、痴呆、知觉过敏、行为异常等神经症状，病程发展缓慢，但全部以死亡告终；组织病理学病变局限于神经系统，以神经元空泡化，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PrPSc蓄积和淀粉样蛋白斑块形成为特征，病变通常为两侧对称。虽然人和不同动物的TSE病变不完全一样，但基本上都具有以上几个方面的变化。

1　羊痒病的病原研究

最初由于缺乏对羊痒病传染性的认识，因此一直未引起人类的重视。1982年，美国生理学家Prusiner及其同事，在大量试验的基础上，突破经典病毒学理论而提出朊病毒(Prion)的概念，认为痒病的病原体是一种尚未证实的有核酸结构的蛋白质侵染颗粒(proteinaceous infectious particles)，并将其称为朊蛋白(prion protein)。

Prusiner认为朊蛋白折叠存在于两种形式。一种是细胞朊蛋白(PrPC)，这是由同一种PRNP基因编码的与细胞膜结合的糖蛋白，另一种是与痒病有关的朊蛋白(PrPSc)，这种蛋白在被感染动物的大脑里沉积，这两种异构体有相同的氨基酸序列，只是分子的折叠不同。Prusiner的理论指出，PrPSc能诱导PrPC向PrPSc的转化。这种转化能引起病理性的错误折叠。PrP在TSE中的主要作用已经通过PrP0/0敲除鼠试验得到了证实。PRNP基因的失活导致试验鼠对TSE因子的完全抗性。这种理论引起很大的争论。两个已发表的科学研究提供证据支持“蛋白假说”。Legname等通过大肠埃希菌合成了含有鼠PrP的89～230片段人工多肽，通过脑内接种转基因鼠后380 d～600d，再用这些转基因鼠的大脑提取物接种野生鼠后150 d就能引起疾病，2005年，CastillaJ等报道，他们应用一种蛋白错误循环扩增仪(PMCA)的技术在体外让PrPC向PrPSc转化，结果形成大量的PrPSc，这种体外形成的PrPSc，和患病大脑组织中提取的PrPSc在本质上是相同的。将这些PrPSc接种野生型金黄地鼠后，能引起与痒病相似的疾病。与由感染性大脑组织引起的疾病是一样的。从而证明两者是同一病原。

2　羊痒病的分布

由欧盟成员国和OIE提供的数据显示，痒病是欧洲国家的地方病，特别是在西欧国家很流行，但是在瑞典，直到2004年才有该病发生的报道，加拿大、美国、巴西、埃塞俄比亚、日本都有本病的存在，以色列从1993年就有本病的发生，在20世纪50年代，澳大利亚和新西兰有本病的报道，然而这些国家通过严格的健康措施，现在已经是“无痒”国家，同样南非上一次报道痒病的发生在1972年，至今没有类似的报道。很多国家没有痒病的发生，一些国家这方面的信息不完整，因此不同国家组织调查活动的强度和有效性有很大的区别。

根据OIE公布的疫情资料和有关资料，目前全世界已有30多个国家曾发生过羊痒病。我国1983年从进口的羊中发现痒病，并迅速进行了扑杀和销毁处理，再没有发病的报道。

3　羊痒病不同毒株分型方法的研究

早在19世纪60年代后期就有存在痒病不同毒株的报道，在试验接种鼠的试验中，不同的痒病毒株含有不同潜伏期和神经损伤范围程度的不同。在同一个小鼠品系，这些特征是相同的。痒病毒株型的产生基于接种明确品系的小鼠，每个毒株的潜伏期的损伤程度都有特定的标记。然而潜伏期过长或接种野生型鼠失败都可能使分离的痒病毒株没有典型特征。

近年建立了很多研究痒病的动物模型，表达羊PrP转基因鼠沙滩鼠和啮齿类动物证明，动物和人类对TSE易感。

有关BSE在小反刍动物群中流行的风险和建立能快速有效区分痒病和BSE的分析方法的需求引起人们对PrPSc分子特性的研究。结果表明这种特点随着TSE毒株的不同而不同。这些特性需要通过蛋白酶K消化和免疫组织化学的方法分析PrPSc抗蛋白酶核心的分子重量和糖型比率。

一些报道称，BSE接种绵羊的试验通过不同PrPSc的沉积来区分不同毒株。事实上来自痒病的PrPSc与来自绵羊BSE的PrPSc相比，具有更高的分子质量和低的糖型比率。只有少数的报道称，通过电泳迁移证明痒病的PrPSc比BSE的PrPSc分子糖型比率高。羊与牛BSE的分子特点和一些与BSE有关的朊病具有相似的分子特性。与BSE有关PrPSc的低分子质量是由于PrPSc蛋白酶K裂解位点造成的。这些裂解位点与痒病的PrPSc相比，更靠近C端。根据这些结果，Stack等发现，P4单克隆抗体的抗原决定族(羊PrP93-98氨基酸)在羊BES实际上被蛋白酶K裂解，而在羊痒病中是共享的。这些结果为建立有效的免疫印记方法打下基础。2005年，在法国对2002年屠宰的山羊通过生物试验和毒株分型被证实感染了BSE，这是至今为止BSE感染反刍动物的惟一病例。

4　羊痒病Nor98毒株的研究

有关TSE毒株在小反刍动物自然条件下的可变性被证实。1998年挪威报道发现了一株新的TSE毒株，这个毒株被命名为Nor98，可以通过PrPSc的致病性、流行性、遗传性和分子特点以及生物模型的生物特性与经典的痒病区别开。其脑内神经出现空泡化或缺失，在小脑和大脑皮层海绵样变和PrPSc沉积，但是在淋巴组织没有检测到PrPSc。

Nor98作为群体中的一个个例被报道。人们发现这种变异与PRNP中141位点的苯丙氨酸(F)和AHQ等位基因有关。Nor98中的PrPSc对蛋白酶K消化更敏感。在Westernblot试验中呈现特有的分子条带，在12ku出现一条特异性的条带。自1998年以来，同样的病例在欧洲其他国家也有发现。法国、德国、瑞典、爱尔兰、葡萄牙、比利时和英国，至今还没有BSE导致的非典型羊痒病的病例报道。用非典型痒病毒株接种表达PRNP基因的转基因鼠的试验产生一株独特的毒株，其生物和生物化学特点与接种Nor98的同一品系的鼠相同，对先前认为对痒病抗性的基因型(ARR/ARR)的羊检测到非典型痒病病例。人们不得不对通过培育抗性品种来消除羊群中羊痒病的计划提出怀疑。然而能够减少羊群对经典痒病和羊BSE的遗传育种计划，仍然是一个可行的策略。Nor98和PrP氨基酸多态性L141F和AHQ等位基因之间的联系，必将为将来的育种计划打下基础。

法国、英国和塞浦路斯的TSE病例，表现出异常的分子特性，看起来好像是BSE和痒病的中间体，将这种毒株接种到转基因鼠(TgOVprp4)，发现来自法国的分离株与CH1641分离株有相似的特性。

5　羊痒病不同毒株对绵羊遗传性的影响

人们很久以前就知道痒病不同毒株能影响绵羊对痒病的遗传易感性。试验发现携带ARQ/ARQ基因型的Cheviot羊对SSBP/1痒病毒株有抗性，但对CH1641痒病毒株易感。研究表明，在用BSE因子接种羊的试验中，BSE因子更倾向于感染ARQ/ARQ基因型的羊。有报道称，有杂合子VRQ/ARR基因型的羊感染了羊痒病，但是当有ARR等位基因和非VRQ等位基因伴随时，羊很少有感染羊痒病的报道。来自监管和试验调查10年的数据表明，ARR/ARR纯合子的羊对羊痒病有抗性或很低的易感性。直到2006年，只有1例未经证实的痒病发生在ARR/ARR基因型的羊，然而，对非典型TSE因子感染对痒病控制的绵羊的检测结果，让人们对通过绵羊育种来抗痒病的有效性提出质疑。

人们对山羊痒病的遗传易感性知之甚少。已经证实了山羊PRNP基因的开放式阅读框架发生一些突变。有12个位点在不同的山羊品种被检测到发生突变。它们分别是G37V、T110P、G127S、I142M、H143R、N146S和N146D、R154H、P168Q、Q222H、Q222K和S240P。其他的突变很少，针对特异性的羊群或地理上有差异。通过研究自然暴发病例来评估山羊PrP等位基因对痒病的易感性。证明羊痒病和野生型PrP等位基因之间有很大的关联。相反，I142M，H143R、R154H、N146D和Q222K多态性证实有保护性。而且Goldmann等的研究表明，PrP单位基因是由3个八肽重复而不是5个八肽重复区组成。八肽重复区的作用通过SSBP痒病接种山羊证明它可能延长了疾病的潜伏期。

6　结语

许多年前来自小反刍动物的TSE都被鉴定为羊痒病。现在研究发现比想象的复杂。Nor98分离自山羊的BSE和山羊TSE有相似的分子特性，而且，既使分离的非典型痒病也存在生物可变性，这种复杂性对诊断和流行病学的调查都有启发，并且有助于风险分析。