科學家聲稱發現了近50年來首個新的人類朊病毒。朊病毒是錯誤摺疊的蛋白質，它們透過誘導其他蛋白質錯誤摺疊來複制自身。透過這樣做，它們會繁殖並導致疾病。在這種情況下，由此產生的疾病是多系統萎縮症 (MSA)，一種類似於帕金森病的神經退行性疾病。這項於 8 月 31 日發表在《美國國家科學院院刊》上的研究，為許多神經退行性疾病是由朊病毒引起的觀點增加了份量。
在 20 世紀 60 年代，由美國國立衛生研究院的卡爾頓·蓋杜謝克領導的研究人員，透過將受害者的大腦樣本直接注射到黑猩猩的大腦中，將庫魯病（一種在巴布亞紐幾內亞發現的罕見神經退行性疾病）和克雅氏病 (CJD)（一種罕見的人類痴呆症）傳播給了黑猩猩。 然而，直到 1982 年，斯坦利·普魯西納才創造了“朊病毒”（“蛋白質感染性顆粒”的簡稱）一詞，來描述這種負責自我繁殖的蛋白質。
普魯西納和他在加州大學舊金山分校的同事表明，這個過程導致了一整類疾病，稱為海綿狀腦病（因為受影響的大腦呈海綿狀外觀），其中包括被稱為“瘋牛病”的牛類形式。 同一種蛋白質 PrP 也導致了庫魯病（透過食人傳播）；變異型 CJD，200 多人在食用感染牛類變種的牛肉後患上了這種疾病；以及其他疾病。 蛋白質可以傳播疾病的想法在當時是激進的，但這項工作最終為普魯西納贏得了 1997 年諾貝爾生理學或醫學獎。 他長期以來一直認為朊病毒可能是其他神經退行性疾病的根本原因，但這種觀點一直難以被接受。
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2013 年，在普魯西納實驗室的一個團隊中，包括神經科學家庫爾特·吉爾斯在內，他們試圖透過給轉基因小鼠注射已故患者的大腦樣本，將帕金森病傳播給這些轉基因小鼠，這些小鼠被轉基因改造為產生一種與帕金森病相關的人類蛋白質 alpha-突觸核蛋白。他們失敗了，但為了比較，他們還使用了兩個 MSA 樣本——那些小鼠生病了。“對照組才是起作用的組，”吉爾斯說。“所以我們獲得了更多的樣本。” 在這項新研究中，該團隊從倫敦、波士頓和悉尼的三個大腦庫獲得了 12 個 MSA 樣本。
結果是一樣的：注射這些樣本的小鼠都在 3.5 到 5 個月內患上了疾病。插入小鼠體內的基因具有與遺傳性帕金森病相關的突變，研究人員認為這使得 alpha-突觸核蛋白更容易錯誤摺疊。具有兩個複製的小鼠在大約 10 個月後會自發地患上疾病，但具有一個複製的小鼠仍然健康。用 MSA 樣本注射任何一種型別都會在相同的短時間內導致兩種小鼠的神經退行性變和死亡。
推測發生的情況是，MSA 大腦樣本中的 alpha-突觸核蛋白朊病毒會透過誘導小鼠體內易於錯誤摺疊的人類 alpha-突觸核蛋白，使其呈現特定的異常形狀來傳播。此後，這些小鼠的大腦細胞中也出現了 alpha-突觸核蛋白的堆積，並且這些大腦的樣本也會導致其他小鼠患病。來自無疾病大腦的樣本和來自帕金森病患者的樣本都沒有這些影響。
PrP 朊病毒有不同的毒株，導致不同的疾病。研究人員認為這是由於蛋白質可以呈現不同的形狀，這些形狀可能具有不同的特性。同樣的原理可能適用於其他型別的朊病毒。當注射到其他小鼠體內時，具有兩個基因複製的小鼠大腦樣本也會導致疾病，但這隻會在更長的 10 個月後發生。“當我們使用自發患病的動物時，患病所需的時間非常不同，”吉爾斯說。“這清楚地表明這是兩種不同的朊病毒毒株。” 帕金森病沒有傳播的事實表明，如果 alpha-突觸核蛋白朊病毒與帕金森病有關，那麼它們與導致 MSA 的毒株又是不同的毒株。
MSA 影響 50 歲以上人群中每 10 萬人中的 3 人，比帕金森病更罕見，但比 CJD 更常見。症狀包括運動和平衡障礙，以及膀胱控制和血壓喪失。死亡發生在 5 到 10 年內，並且沒有治療方法。它經常被誤診為帕金森病，因為兩者都有早期症狀。帕金森病有時會透過神經外科手術治療，這引起了人們的擔憂。儘管 MSA 朊病毒對標準去汙程式的抵抗力尚不清楚，但這些措施並不能消除 PrP 朊病毒，後者有時會透過神經外科裝置傳播。該團隊建議在對具有 alpha-突觸核蛋白病理學患者進行研究和神經外科手術時，採取與 CJD 病例相同的預防措施。
現在有許多證據支援這樣一種觀點，即許多神經退行性疾病都具有這種自我繁殖蛋白質積累並最終殺死細胞的核心機制。已經報道了澱粉樣蛋白β（阿爾茨海默病中積累的蛋白質）的類似發現，儘管通常是在增加損害方面，而不是傳播方面。“我認為普魯西納的概念是有效的——只是重要的是要對你所說的朊病毒稍加註意，”埃默裡大學的神經科學家拉里·沃克說，他沒有參與這項研究。“所有這些其他疾病都是在大腦中自發產生的；沒有任何證據表明它們按照任何標準定義是具有傳染性的。” 沃克和他的同事主張將定義更改為蛋白質核化顆粒。但是，從傳播途徑導致朊病毒病的人類病例數量實際上所佔比例很小。“絕大多數是散發性的，然後是遺傳性的，然後是極少數來自感染，”吉爾斯說。“一個很大的區別是，在動物身上沒有阿爾茨海默病、帕金森病和 MSA 的等效物，而且我們通常不吃人。”
該團隊還開發了一種更快的傳播測試方法，使用包含相同突變 alpha-突觸核蛋白基因的人類細胞培養物。這種方法也顯示了 MSA 的傳播，但在 4 天內而不是 4 個月內。這可能對試圖開發治療方法的研究人員來說是一個巨大的福音。“擁有對特定疾病作出反應的細胞分析法，使我們能夠快速研究這些疾病如何在患者中傳播，” 普魯西納實驗室的博士後阿曼達·沃曼說，她領導了一項專注於人類細胞系的配套研究，該研究於本月早些時候發表。“瞭解這種統一的機制為我們提供了開發能夠阻止疾病進展的干預措施的機會。”
沃克同意：“這迫使社群關注問題的正確部分，”他說。“透過關注分子機制的簡單性，你可以理解許多看似不同的疾病。”