프리온 질환: 원인, 증상, 진단, 치료

프리온 질환은 점진적인 뇌 손상과 사망을 특징으로 하는 신경 퇴행성 질환군입니다.

ICD-10 코드

A81.9. 중추신경계의 느린 바이러스 감염(상세불명).

프리온 질병의 원인은 무엇인가?

인간과 동물에서 프리온 질환의 원인은 프리온이라는 단백질입니다. 프리온은 모든 포유류와 인간의 체내에서 발견되는 정상 세포 단백질의 형태적 형태입니다. 인체에서 세포성 프리온 단백질 합성을 암호화하는 유전자는 PRNP로 지정됩니다. 비감염성 "세포성" 프리온 단백질은 일반적으로 PrP ^c (색인 "C"는 영어 단어 " cell "의 첫 글자입니다)로 지정됩니다. "세포성" 프리온 단백질은 생리 신호 전달에 관여하고 시냅스 구성 요소와 상호 작용합니다. 즉, 세포 신호 전달 시스템, 특히 뉴런의 기능에 참여합니다. PrP^c 의 반감기는 4~6시간입니다.

감염성을 가진 세포 프리온 단백질의 구조적 형태를 나타내기 위해 PrP ^Sc 라는 명칭이 사용됩니다. 프리온 단백질의 감염성은 가장 흔한 프리온 질환인 스크래피의 첫 글자를 따서 "Sc"(영어 스크래피에서 유래)로 표시합니다. 감염성 프리온은 저분자량(분자량 27-30 kDa) 단백질 입자로, 때때로 PrP27-30으로 명명됩니다. 폴리펩타이드 사슬의 길이는 253-254 아미노산 잔기입니다.

감염성 프리온 단백질의 축적 과정은 두 분자, 즉 초기 단백질인 PrP ^c 와 감염성 프리온 단백질인 PrP ^{Sc 의 접촉에 의해 발생합니다. 감염성 단백질은 정상 세포 단백질인 PrPc} 와 상호작용하는 과정에서 구조적(형태적) 변화를 유도하여 유사하고 비가역적인 감염성 단백질로 전환합니다. 따라서 감염성 프리온 단백질의 축적 과정은 감염된 생물체에서 PrP Sc 분자의 합성이 아니라, 생물체에 이미 존재하는 정상 PrP ^{c 분자의 형태적 변화의 결과로} 발생 합니다. 감염성 프리온 단백질의 축적 과정은 눈사태와 같은 특성을 지닙니다.

세포가 단일 감염성 분자에 감염되면, 하루 동안 생성되는 PrPSc 분자의 수는 ⁵⁰⁰ ~1,000개에 이르며, 1년 동안은 최대 50만 개에 이릅니다. 이는 박테리아와 바이러스의 증식 속도(수시간 동안 수백만 개의 입자 생성)에 비해 현저히 적으며, 이것이 프리온 질환의 잠복기가 긴 이유를 설명합니다.

다양한 동물 종의 프리온은 일차 구조에 상당한 차이를 보입니다. 감염성 프리온은 정상 세포 상동체를 PrPS로 전환하는 과정만 개시하기 때문에, 감염 과정을 통해 해당 종에만 특징적인 일차 구조를 갖는 프리온이 생성됩니다. 프리온이 종간 장벽을 극복하고 새로운 숙주에 적응할 수 있다는 분자생물학적 증거가 확보되었으며, 즉 프리온 감염의 원인균이 동물에서 인간으로 전파될 가능성이 입증되었습니다.

프리온의 형태학

감염된 세포의 프리온은 주로 미세소체 분획에서 발견됩니다. 형태학적으로, 신체 조직의 프리온은 중합체 형태(감염성 프리온 단백질인 PrP27-30 분자의 응집체)로 나타나며 막대 모양의 요소(섬유)처럼 보입니다. 미세구조 및 조직화학적 특성 측면에서 아밀로이드와 동일하지만, 이 아밀로이드 유사 물질은 개별 프리온 분자만이 감염성을 가지기 때문에 감염성이 없습니다.

프리온의 물리화학적 특성

프리온은 화학적 및 물리적 요인에 대한 내성이 매우 높은 것이 특징이며, 이는 열에 안정적인 단백질에서도 흔하지 않습니다. 프리온은 90°C에서 30분 동안 안정하며, 135°C에서 30분 동안 고압증기멸균을 실시해야만 불활성화됩니다. 감염성 프리온 분자는 소수성이며 서로 응집하고 세포 단백질 및 구조와도 응집하는 경향이 강합니다. 프리온(PrP ^Sc )은 알데히드, 뉴클레아제, 유기 용매, 비이온성 및 이온성 세제, 자외선 조사 및 이온화 방사선과 같은 물리적 영향 및 시약에 내성을 보입니다.

프리온 질병의 병인

프리온의 일차 증식은 수지상 세포, 림프절, 비장, 흉선에서 일어납니다. PrPSc ^는 세포 내에 축적되어 세포질 소포에 축적됩니다. 프리온은 축삭 수송을 통해 비장에서 흉부 림프관을 거쳐 신경줄기를 따라 퍼져 뇌와 상부 척수에 손상을 일으킬 수 있습니다. 균주 간 차이는 잠복기, 영향을 받는 뇌 구조의 지형, 그리고 숙주에 대한 특이성에서 나타납니다.

감염에 대한 숙주 유기체의 면역 반응과 염증 반응이 전혀 없는 것이 특징이며, 이로 인해 완화 없이 만성적으로 진행되는 질병 과정이 미리 결정됩니다.

^{프리온은 감염된 세포의 세포자멸사를 유도합니다. PrPSc} 분자가 미토콘드리아 유전체 복제를 차단하고 퇴화를 유발하는 능력이 입증되었습니다. 시냅스 구조 내 ^PrPSc 축적 과 이와 관련된 시냅스 구조의 무질서는 심각한 신경학적 결함 및 치매 발생의 원인일 수 있습니다. 형태학적 측면에서 모든 프리온 질환에서 공통적인 특징이 관찰됩니다. 프리온의 손상 효과로 인해 신경세포의 공포화 및 사멸이 발생하여 뇌가 시각적으로 스펀지처럼 보입니다(해면상 변성). 거시적으로는 뇌 위축이 관찰됩니다. 조직학적으로는 해면상 변성, 신경 세포의 위축 및 소실, 신경교세포의 증식(성상세포성 신경교증), 백질 섬유의 사멸(백해면상), 프리온 단백질을 함유한 아밀로이드 플라크, 그리고 염증 반응의 부재가 관찰됩니다. 이 그룹의 질병들은 뇌 조직 내 해면증, 아밀로이드증, 그리고 신경교증의 강도 비율에서 병리조직학적으로 차이를 보이며, 각 질병은 임상적, 역학적 특징이 뚜렷합니다. 바이러스성 감염과는 달리, 탈수초화 과정이 없습니다.

프리온 질환의 증상은 무엇인가?

게르스트만-슈트로이슬러-샤인커 증후군

게르스트만-슈트로이슬러-샤인커 증후군은 상염색체 우성 유전(PRNP 유전자 돌연변이)을 특징으로 하는 유전적으로 결정되는 해면상뇌병증의 한 형태로 분류되는 희귀 가족성 질환입니다. 이 질환은 인구 1천만 명당 1건의 빈도로 보고됩니다. 이 질환의 임상 증상은 30대 또는 40대에 나타납니다. 크로이츠펠트-야콥병과 달리 치매는 나타나지 않을 수 있습니다. 이 질환의 초기 증상은 소뇌 질환입니다. PRNP 유전자 돌연변이의 위치에 따라, 질병 진행 단계에서는 소뇌 또는 추체외로계 질환, 주시 마비 또는 난청, 실명이 나타날 수 있습니다. 이 질환의 지속 기간은 4~5년입니다.

가족성 치명적 불면증

동의어: 치명적인 가족성 불면증.

1986년에 처음 기술되었습니다. 가족성 치명적 불면증은 상염색체 우성 패턴으로 유전되는 드문 질환입니다. 이 질환은 코돈 178의 돌연변이를 특징으로 하며, 이는 크로이츠펠트-야콥병 환자에게서도 나타납니다. 어떤 질환이 발생할지는 129번 위치에 어떤 아미노산이 있는지에 따라 달라집니다. 메티오닌이면 가족성 치명적 불면증이 발생하고, 발린이면 크로이츠펠트-야콥병이 발생합니다. 코돈 183의 돌연변이가 등록된 가족이 기술되었습니다. 2003년까지 이탈리아 및 이탈리아계 미국인 가족의 26개 가족이 기술되었습니다. 이 질환은 25세에서 71세 사이에 시작될 수 있으며 다양한 과정(6~13개월에서 24~48개월)을 거칩니다. 이 질환의 주요 증상은 다음과 같습니다. 불치성 불면증, 일주기 리듬 상실, 운동 장애 및 치매. 초기 증상으로는 자율신경계 장애가 있습니다. 발한과 타액 분비 변화, 변비, 고혈압, 빈맥, 빈호흡, 그리고 때때로 발열이 동반됩니다. 대뇌 피질의 해면상 병변은 드물며, 주로 시상핵에 국한됩니다.

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쿠루

ICD-10 코드

A81.8. 중추신경계의 기타 완만한 바이러스 감염.

쿠루병의 증상

쿠루는 인간에게서 얻은 생물학적 물질을 원숭이에게 실험적으로 감염시켜 전염성이 입증된 최초의 프리온 질병이었습니다.쿠루는 뉴기니 동부에서 발견되는 풍토병성 느린 감염증입니다.이 질병은 1953년에 처음 발견되었고 1957년에 미국 연구원 D. 가이두섹에 의해 설명되었습니다.이 질병은 의식적 식인 풍습을 행했던 포레족에서 확인되었습니다.어린이를 포함한 이 부족의 대표자들은 요리하지 않고 조상의 뇌를 먹었습니다.식인 풍습이 법으로 폐지되자 섬에서 질병의 발생률은 급격히 감소했고 20세기 말에는 식인 풍습이 공식적으로 폐지된 1956년 이전에 태어난 사람들에게만 질병 사례가 등록되었습니다.이 질병은 5세에서 60세 이상에서 시작될 수 있습니다.잠복기는 5년에서 30년(평균 8.5년)으로 깁니다. 이 질환의 핵심 임상 증상은 진행성 소뇌 운동실조입니다. 이어서 구음장애, 두부 떨림, 억제할 수 없는 웃음("쿠루"는 "웃음" 또는 "공포에 떨다"로 번역됨)이 동반됩니다. 이 질환은 4개월에서 3년까지 지속됩니다. 환자는 심각한 근긴장저하증과 근력 약화를 배경으로 호흡 부전이나 기관지 폐렴으로 사망합니다. 치매는 질환의 말기에만 나타납니다. 뇌파(EEG)는 대개 변화가 없습니다. 부검 결과 소뇌, 특히 충부(vermis)의 위축이 관찰됩니다. 현미경적으로 가장 큰 변화는 소뇌에 국한되어 나타나며, 신경세포 소실, 신경교증, 아밀로이드 플라크의 형태로 나타납니다. 대뇌 피질에서는 신경교세포의 경미한 해면증으로 변화가 나타납니다.

프리온 질환의 분류

인간의 프리온 질병에는 4가지의 알려진 질병학적 변종이 있습니다.

• 크로이츠펠트-야콥병 (산발성, 가족성 및 감염성 형태) - 의인성 및 새로운 변종:
• 게르스트만-슈트로이슬러-샤인커 증후군;
• 가족성 치명적 불면증
• 쿠루.

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프리온 질병은 어떻게 진단하나요?

프리온 질병에 대한 진단법은 아직 개발되지 않았습니다.

뇌파. 크로이츠펠트-야콥병 환자의 60~80%에서 0.5~2.0Hz의 일반화된 2상 또는 3상 복합파가 초당 1회 반복되는 것으로 알려져 있습니다(다른 뇌 질환에서도 유사한 뇌파 특성이 나타납니다). 그러나 뇌파 검사 결과가 음성이라고 해서 크로이츠펠트-야콥병 진단을 취소할 근거가 될 수는 없습니다.

MRI는 검사 대상자의 80%에서 비특이적 신호가 검출되기 때문에 진단적 가치가 낮습니다. 그러나 MRI는 뇌 위축을 진단할 수 있게 해주며, 뇌 위축의 심각성은 질병이 진행됨에 따라 더욱 악화됩니다.

뇌척수액 검사. 신경특이적 단백질 14-3-3의 존재 여부를 검사할 수 있습니다. ELISA 또는 Western blot을 이용한 이 연구는 초기 및 후기 크로이츠펠트-야콥병의 산발성 사례에서 우수한 민감도와 특이도를 보였습니다. 가족성 크로이츠펠트-야콥병과 의인성 크로이츠펠트-야콥병에서는 이 방법이 정보성이 낮습니다(특이도는 약 50%).

혈액 검사. 말초 림프구에서 면역블롯을 통해 프리온을 확인하는 것이 가능합니다.

^{분자유전학 연구. 현재 단일클론 항체(MKA-15BZ)를 이용한 면역블롯팅 방법이 개발되어 PrP Sc} 와 PrP ^c를 인식할 수 있습니다.

PCR 방법은 인간 유전체의 시퀀싱과 PRNP 유전자 돌연변이의 국소화 분석을 수행하는 데 사용됩니다.

부검 소견서 검사 결과, 해면상 지위증 (신경 조직의 공포화 형태), 뇌 아밀로이드증 징후, 특징적인 아밀로이드 플라크 형성이 확인되었습니다.

생물학적 진단 방법. WHO는 프리온 오염이 의심되는 물질의 감염 활성을 검사하기 위해 정상 인간 PrP를 암호화하는 유전자를 보유한 형질전환 마우스를 권장합니다.

프리온 질환의 감별진단

크로이츠펠트-야콥병을 포함한 프리온 질환의 감별 진단은 치매를 증상 중 하나로 하는 모든 질환에 대해 시행됩니다. 즉, 알츠하이머병, 혈관염, 신경매독, 연쇄상구균성 수막염, 헤르페스성 뇌염, 근간대발작, 파킨슨병 등이 있습니다.

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프리온 질환 치료

프리온 질환에 대한 치료법은 없습니다.

임상 증상을 보이는 환자는 장애를 겪습니다. 프리온 질환은 예후가 좋지 않으며, 결국 사망에 이르게 됩니다.

프리온 질병을 예방하려면 어떻게 해야 하나요?

병원에서 실제 사용에 권장되는 소독 방법으로 프리온 불활성화를 목표로 함

프리온과 관련하여, 불활성화 방법의 효과는 감염성 물질을 불활성화제로 처리한 후, 처리된 샘플을 실험실 동물의 뇌내 감염시킨 후에야 입증된 것으로 간주될 수 있습니다. 최대 잠복 기간에 대한 합의가 아직 이루어지지 않았기 때문에, 불활성화제로 처리된 샘플에 잔류 감염 활성이 없다고 판단하는 것 또한 불가능합니다. 현재 프리온의 감염 활성을 적정하는 법적으로 허용되는 방법은 없습니다.

WHO는 현재 일회용이 아닌 의료기구의 처리 방법으로 세 가지 유형을 권장합니다.

• 물리적 처리: 134-138 °C에서 18분간 고압증기멸균
• 화학적 처리: 20 °C에서 1 N NaOH 용액에 1시간 담가두기;
• 화학적 처리: 20°C에서 1시간 동안 표백제 2.5-12.5% 용액에 담가둡니다.

병리학적 샘플을 처리하는 일에는 어느 정도 위험이 따르므로 실험실 직원은 검사 대상 물질의 샘플과 함께 모든 일회용 도구를 소각해야 합니다.

크로이츠펠트-야콥병(CJD) 환자 또는 크로이츠펠트-야콥병에 걸릴 위험이 있는 환자의 치료와 관련된 사용된 재료는 즉시 소각됩니다.

환자에게 크로이츠펠트-야콥병이 의심되는 경우, 내시경 장비는 반드시 격리해야 합니다. 의료 시술 중 의료진의 피부에 베인 상처나 천공이 발생한 경우, 크로이츠펠트-야콥병 환자는 의료진의 상처를 표백제(농도 12.5%)로 5~10분간 충분히 헹군 후 처치하는 것이 좋습니다. 오염된 물질이 눈에 닿은 경우, 물이나 등장성 염화나트륨 용액으로 눈을 깨끗이 그리고 지속적으로 헹궈야 합니다.

프리온 질병은 비상 상황에서는 예방할 수 없습니다. 즉, 인원 감염에 대한 비상 예방 방법이 개발되지 않았습니다.