你今天吃牛肉了嗎？---------狂牛症與普恩蛋白

2008年7月韓國民眾抗議李明博政府開放美國牛肉進口，韓國民眾抗議的新聞也上了電視。2003~2004年時，當時的陳水扁政府也開放美國牛肉進口，台灣民眾當時抗議時的強度與模式，與韓國比起來真是相差甚遠。當然，今天韓國民眾激烈抗議原因恐怕是政治遠大於科學(不過我想當時陳水扁開放的原因恐怕也是政治大於科學，科學始終是為政治服務的，不是嗎？哈哈！)。若從科學角度來看，美國進口的牛肉到底該不該吃呢?這是我2004年寫的一篇介紹狂牛症分子病因的短文，我把其中一些圖片拿掉了，因為.........因為Yahoo的編輯功能實在太陽春，我懶的再轉存或拉圖了。

 

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你今天吃牛肉了嗎？---------狂牛症與普恩蛋白

 

2003年年底狂牛症襲擊美國，我國已正式將美國列為狂牛症疫區，行政院衛生署已於12月29日下令全面禁止進口24日以後自美國輸出的牛羊肉，連相關牛羊組織製品，例如以牛羊隻為提取來源的膠原蛋白、胎盤素、胰島素及生物製劑也在禁止進口之列，已進口之製品亦須下架銷毀，衛生署將於12月31日正式公告需要銷毀的品項。此次事件衝擊之大，已經不只是吃不吃美國牛肉的問題而已了，身為社會的一員，對於狂牛症是不是也有足夠的認識呢？

 

狂牛症（Mad Cow Disease）於1986年在英國發現，超過十六萬頭的牛隻隨後被銷毀，經過多年研究認為狂牛症應該是牛隻吃了感染了羊搔症（Scrapies，於1930年被發現，發病羊隻會因搔抓潰爛而死亡）羊隻的肉骨所作成的飼料所導致。如果狂牛症只會發生在牛隻身上或許還不會引起人們太大的注意，在1996年，一種新的腦病變疾病---變異型賈庫氏症（variant Creutzfeldt-Jakob Disease； 簡稱vCJD）被發現，才引爆人類的恐牛症。典型傳統賈庫氏症好發於老年人，在發病初期，以記憶力衰退、行為異常及步態不穩等症狀為主，並隨著病程進展而逐漸惡化，患者的四肢與軀幹會有劇烈之抽動，此外，也會有視力模糊、肢體無力、麻木感及癲癇等症狀；末期則以嚴重痴呆為主，最後甚至死於呼吸道或全身感染，一般病人於發病後約1年內死亡。變異型賈庫氏症則好發於16~48歲的年輕人（平均年齡不到30歲），以精神症狀（如憂鬱，焦躁，妄想等）為主，然後會出現走路不穩及智力減退。狂牛症、羊搔症及賈庫氏症都有類似的腦部海綿樣病變及類澱粉斑，這種情形與新幾內亞所發生的古魯症（Kuru）患者的腦部病變類似。古魯症是新幾內亞當地因傳統習俗吃食親人死後的腦子及內臟而感染的病症，當地的女人及小孩因傳統習俗吃食親人死後的腦子及內臟而感染，男人因為不吃或只吃肌肉的部分，感染情形相對較少。

 

從上面的介紹可以發現，當生物食入患有上述病症同類生物之體組織時（大腦、內臟、眼、脊髓液、腎、肝、血液等均具有傳染力），就有感染的可能，潛伏期甚至可達數十年，但其感染力並不強。比較值得注意的是，此種傳染似乎以同種或近種間相食為主要傳染途徑，異種間的傳染途徑截至目前為止尚未被確認存在，其中最受矚目的變異型賈庫氏症被懷疑可能是透過牛隻傳到人類的異種感染途徑。世界衛生組織（WHO）曾於2003年年初於其官方網站上指出，根舉目前對於狂牛症的瞭解，部分牛隻相關製品，例如牛乳、乳製品、自皮膚萃取之明膠或膠原蛋白，在食用上應該是安全無虞，至於肌肉組織則有部分科學家認為應亦無安全問題，但是光靠上述宣告並無法消除大眾的疑慮，只能期待更多科學實驗的證據來證實。

 

對於狂牛症的研究，最著名的要算是1997年諾貝爾醫學獎得主普希納醫師（Stanley B. Prusiner）了，1972年普希納醫師因為其病人死於庫賈氏症開始致力於此病之研究，直到1983年，才發現是普恩蛋白（Prion Protein；簡稱PrP）所引起。PrP的基因稱為PRNP，位於染色體20p12，在不同物種的保留度相當高，目前發現連yeast都有！PrP是一種小型的醣蛋白，經常表現於在神經細胞，藉由GPI-anchor掛在身神經細胞的細胞膜外側。PrP的生化功能目前未有定論，有的人認為與Purkinje神經細胞的生存有關，有的人認為與生物的週期韻律（circadian rhythms）有關，PrP在身體裡的代謝情形目前也不清楚。在傳統賈庫氏症患者腦部突變型的PrP皆源自於其基因的突變，但在變異型賈庫氏症患者身上並未檢測到突變的PRNP基因，因此科學家認為突變型的PrP（稱為PrP^Sc，結構中主要為b平板）具有誘發正常型PrP（稱為PrP^C，結構中主要為a螺旋）產生突變的能力，這種突變的誘發無須牽涉到基因層面，只要蛋白質與蛋白質接觸就可發生，PrP^Sc就以這種方式大量「複製」PrP^Sc！

 

PrP^Sc大量產生會在腦部型成類澱粉斑，雖然類澱粉斑是賈庫氏症患者（或是狂牛症牛隻）腦部重要的病變特徵，但是在部分其他患者腦部並未發現塊斑，因此塊斑應該不是主要的致病原因。以基因剔除（Gene Knockout）方式產生剔除PRNP基因的老鼠，發現老鼠可以正常生長，並無重大致命缺損，但是當無PRNP-/-老鼠長至約70週大時，會逐漸出現肢體劇烈抽動現象，其運動協調能力亦會出現問題，病理切片顯示其Purkinje細胞明顯流失，因而推論PrP^C與Purkinje神經細胞的長期生存有關。PrP^Sc相較於PrP^C的另一個特點是PrP^Sc具有抗蛋白脢分解的能力，這可能與食品中的PrP^Sc如何逃過人類腸胃到消化脢的攻擊有關！

 

參考文獻

 

1.          A new variant of Creutzfeldt-Jakob disease in the UK . (1996) Lancet 347: 921-925

2.          Loss of cerebellar Purkinje cells in aged mice homozygous for a disrupted PrP gene. (1996) Nature 380: 528-531.

3.          NMR structure of the mouse prion protein domain PrP(121-321) (1996) Nature. 382: 180-182.

4.          Human prion diseases and neurodegeneration. (1996) Curr. Top. Microbiol. Immunol. 207: 1-17

5.          Cell biology of the prion protein. (1996) Curr. Top. Microbiol. Immunol. 207: 77-93

6.          Prion protein biology. (1998) Cell 93: 337-348.

7.          陽明大學相關資料