【醫學研究】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
狂牛症患牛的腦組織切片。圖片來源:wiki

撰文|葉綠舒

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)。51%的人是M129/V129,37%是M129/M129,而剩下的12%是V129/V129。但是,在罹患CJD的病人中,M129/V129只佔了4.5%。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!

參考文獻:
1. John Collinge et. al.,1991.Homozygous prion protein genotype predisposes to sporadic Creutzfeldt–Jakob disease. Nature. 352, 340 - 342 ; doi:10.1038/352340a0
2. John Collinge et. al., 2015. A naturally occurring variant of the human prion protein completely prevents prion disease. Nature. doi:10.1038/nature14510

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作者:葉綠舒 慈濟大學生命科學系助理教授,科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。

 

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