[감염병학] 프리온 질환

프리온은 아포보다도 저항성이 크다.

728x90

프리온 질병

- transmissible spongiform encephalopathy(해면상 뇌병증)가 있다. 뇌에 구멍이 뚫린다.

- 동물은 scrapie, bovine spongiform encephalopathy(광우병), feline spongiform encephalopathy, transmissible mink encephalopathy, chronic wasting disease of cervids(만성 소모성 질환)가 있다. 동물의 프리온 질병은 육골분사료의 섭취로 전파되는 경우가 많다.

 

- 사람은 kuru, CJD(Creutzfeldt-Jakob Disease), Gerstmann-Straussler-Scheinker Syndrome, Fatal familia insomnia가 있다. 뒤의 2개는 유전질환이다. 유전질환은 일반적으로 고령에서 발병한다.

- kuru는 인육을 먹는 풍습과 관련된다.

- iatrogenic(의인성) CJD는 주로 오염된 수술도구나 감염된 조직 이식으로 발병한다.

- sporadic(산발성) CJD는 아마 노화에 관련된 것이며 대부분의 prion 질환에 해당한다.

- variant CJD는 육골분 사료로 사육한 소고기 먹으면 생긴다.(팡우병) 영국에서 많이 발생했다. 장내에 들어온 비정상 PrPsc를 macrophage가 탐식하면 신경계 타고 CNS까지 올라간다.

- genetic은 fCJD, GSS syndrome, FFI가 있다. PrP를 인코딩하는 유전자 PRNP의 돌연변이로 발생한다.

- GSS syndrome은 40-50세에 발병하여 평균 5-6년 후 사망한다.

- FFI는 강력한 불면증이 특징적이다.

 

프리온이란?

- 단백성 감염성 입자이다.

- 숙주의 프리온 단백 PrPc(cellular prion protein)의 접힘 차이로 3차 구조가 변형되어 PrPsc(scrapie prion protein)이 된다.

  * CJD 환자의 뇌조직은 단백질 분해효소 처리해도 분해되지 않는다. PrPsc가 저항성을 가지기 때문이다.

- 숙주 단백질이 변형된 거니까 면역 반응을 일으키지 않는다.

- 오랜 잠복기를 가진다.

- 1982년에 프리온의 개념이 잡혔으니까 연구의 역사가 오래되지 않았다.

- 바이러스와 비교하자면, 마찬가지로 여과성 감염성 병원체지만 핵산이 없고 형태학적 특징도 없다. 바이러스를 조지는 온갖 종류의 살균 방법(포름알데히드, 전리 방사선과 자외선)이 먹히지 않는다. 세포병변의 효과는 없고 면역반응, 인터페론 생산, 염증반응 모두 없다.

 

PrPsc(scrapie prion protein)

- 아미노산 서열은 정상 단백질과 같지만 접힘 차이로 3차 구조가 변화한다.

- PrPc는 세포막에 위치하며 전환에 수 시간이 걸린다. 반면 PrPsc는 단백분해효소 저항성이 있고 (이름처럼)스크래피 섬유를 가진다. 세포질 소포와 세포외 환경에 위치(집 나가서 깽판침)하며 전환에 수 일이 걸린다.

- 감염성이 있어 PrPc를 PrPsc로 conversion시킨다. 이렇게 만들어진 PrPsc들이 중추신경계에서 뭉쳐 amyloid-like fibrils를 형성한다.

 

주형의존 단백 재접힘 모델

- 프리온에 의해 병변이 생기는 기전이다.

1. PrPsc가 선형으로 응집

2. 세포 표면의 PrPc와 결합

3. 구조적 재접힘을 유발(alpha helix에서 beta sheet로)

4. PrPc가 PrPsc로 변형되고 사슬구조 형성하며 응집

5. 사슬구조가 깨질 때 생성되는 PrPsc 조각이 새로운 PrPsc 형성 촉진

6. 신경세포 내로 흡수되고 숙주 체내에 지속적으로 축적

  암기 : 주형에 의존하여 단백이 다시 접히는 모델이다. sc 깡패들이 선형으로 뭉쳐서 돌아다니다가 c를 때리면 c가 알파나선에서 베타병풍으로 바뀌어 사슬구조 형성하며 응집한다. 이 사슬이 깨지면서 나온 sc 조각들이 신경세포 내에 흡수되어 amyloid plaque를 형성한다.

 

프리온 발병특성

- 신경세포 공포화(spongiform change), 기능 상실(구멍 뽕뽕)

- 아밀로이드 함유 플라크 및 섬유 형성(amyloid plaque formation)

- astrocyte 증식(astrocytosis)과 비대

- 신경세포와 신경아교세포(glial cell) 응집 (neuronal loss)

- 면역과 염증반응 없음

  암기 : SNAA(spongiform, neuronal, astro, amyloid)에 해당한다. 구멍 뽕뽕 뚫리고 그 자리에 amyloid plaque 들어찬다. astrocyte가 많아진다. 이로 인해 뇌 기능이 약화되어 neuronal loss 생긴다. 그런데 면역반응과 염증반응은 없다.

 

역학

- 인간은 sporadic, genetic, acquired 경로로 발병하는데 대부분 고령환자에게 특별한 원인 없이 sporadic한 sCJD로 발병한다.

- 전파 경로는 감염조직 이식; 오염된 수술도구; 음식; 유전으로 전파된다.

- 치료 방법이 없으니까 예방한다. 전파 경로를 잘 살피면 된다. 장기 이식 주의하고 수술도구 재사용하지 않고 가축사료 조심하고 살처분 잘 하면 된다.

- 없애려면 2M NaOH 1시간 이상, 132도 1시간 이상 autoclave한다. 그 후 폐기한다.

 

검사실 진단

- 임상적 판단&자기공명영상으로 판단한다. rt q-ic, tau단백, alpha-synuclein, western blotting 등

- CSF&blood biomarker와 prion-specific biomarker(real time quaking-induced conversion은 thioflavin T이 seed에 붙어 형광을 발생시키며 sensitivity와 specificity 모두 높음; western blotting하면 감염 샘플은 저항성이 있어 분해되지 않음)를 사용한다.