大脑器官的研究加强了实质性物种屏障的证据
2024年5月17日
一项关于朊病毒疾病的新研究，使用人类大脑类器官模型，表明存在一个实质性的物种屏障，可以阻止鹿、麋鹿和麋鹿向人类传播慢性消耗性疾病（CWD）。这些发现来自美国国立卫生研究院的科学家，发表于新发传染病与NIH国家过敏和传染病研究所（NIAID）数十年来在动物模型上进行的类似研究一致。
朊病毒疾病是一些哺乳动物中发现的退化性疾病。这些疾病主要涉及大脑退化，但也可能影响眼睛和其他器官。当异常蛋白质折叠、聚集在一起，募集其他朊病毒蛋白来做同样的事情，并最终破坏中枢神经系统时，就会发生疾病和死亡。目前，还没有针对朊病毒疾病的预防或治疗方法。
CWD是一种朊病毒疾病，在常见的猎物鹿中发现。虽然在人类中从未发现CWD，但关于其传播潜力的问题已经持续了几十年：食用受CWD感染的鹿的肉的人是否会患上朊病毒病？这个问题很重要，因为在20世纪80年代中期和90年代中期，一种不同的朊病毒疾病——牛海绵状脑病（BSE）或疯牛病——在英国的牛中出现，在包括美国在内的其他国家的牛中也发现了病例。在接下来的十年里，英国有178人被认为食用了感染疯牛病的牛肉，他们患上了一种新的人类朊病毒病，即变异的克雅氏病，并因此死亡。研究人员后来确定，这种疾病是通过感染朊病毒蛋白的饲料在牛中传播的。从饲料到牲畜再到人的疾病传播途径吓坏了英国居民，并使全世界警惕其他从动物传播到人的朊病毒疾病，包括慢性阻塞性肺病。CWD是朊病毒病家族中最易传播的疾病，显示出在鹿类之间的高效传播。
从历史上看，十多年来，科学家曾使用小鼠、仓鼠、松鼠猴和食蟹猴来模拟人类的朊病毒疾病，有时监测动物是否有慢性肝病症状。2019年，蒙大拿州汉密尔顿市洛基山实验室的NIAID科学家开发了克雅氏病的人脑类器官模型，以评估潜在的治疗方法并研究特定的人类朊病毒疾病。
人类大脑类器官是人类大脑细胞的小球体，大小从罂粟籽到豌豆不等。科学家在培养皿中从人类皮肤细胞中培养类器官。脑类器官的组织、结构和电信号与脑组织相似。它们是目前最接近人脑的实验室模型。由于类有机物可以在受控环境中存活数月，科学家们用它们来研究神经系统疾病。脑类有机物已被用作研究其他疾病的模型，如寨卡病毒感染、阿尔茨海默病和唐氏综合征。
在2022年和2023年进行的新的CWD研究中，研究团队通过成功感染人类CJD朊病毒（阳性对照）来验证研究模型。然后，在相同的实验室条件下，他们直接将健康的人类大脑有机物与高浓度的白尾鹿、骡鹿、麋鹿和正常脑物质（阴性对照）中的CWD朊病毒接触7天。研究人员随后观察了这些有机物长达六个月，没有人感染CWD。
研究人员表示，这表明，即使在人类中枢神经系统组织直接接触到CWD朊病毒后，感染的传播也会受到很大的阻力或阻碍。作者承认他们研究的局限性，包括少数人可能具有未被解释的遗传易感性，以及出现具有较小感染屏障的新菌株的可能性。他们乐观地认为，根据目前的数据推断，人类极不可能因为无意中食用了受CWD感染的鹿肉而感染朊病毒。
条款：
B Groveman和K Williams等慢性消耗性疾病朊病毒缺乏向人类大脑器官的传播。新发传染病DOI:10.3201/eid3006.231568（2024）。
B Groveman和NC Ferreira等人类大脑器官作为克雅氏病治疗药物筛选模型。科学报告内政部：10.1038/s41598-021-84689-6（2021）。
B种族等慢性消耗性疾病无法传播给食蟹猴。病毒学杂志DOI:10.1128/JVI.00550-18（2018）。
B种族等非人类灵长类对慢性消耗性疾病的敏感性。新发传染病内政部：10.3201/eid1509.090253（2009）。
世界卫生组织：
NIAID神经感染与免疫实验室朊病毒细胞生物学部门负责人Cathryn Haigh博士可以对这项研究发表评论。
