最新关于朊病毒疾病的研究使用人类大脑器官模型,表明存在一个显著的物种屏障,阻止来自鹿类(如鹿、驼鹿和麋鹿)的慢性消耗病(CWD)传播给人类。这些发现与动物模型中进行的多年相似研究相一致。该研究由国家卫生研究院的科学家进行,并发表在《Emerging Infectious Diseases》上,支持国家过敏和传染病研究所(NIAID)数十年来在动物模型中进行的相似研究。
朊病毒疾病是一些哺乳动物中发现的退行性疾病。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,并招募其他朊病毒蛋白质以做同样的事情时,就会发生疾病和死亡,最终摧毁中枢神经系统。目前,尚无针对朊病毒疾病的预防或治疗措施。
CWD是一种发现于鹿类的朊病毒疾病,它们是受欢迎的野生动物。虽然CWD从未在人类中被发现,但关于其传播潜力的问题已持续了数十年:吃了CWD感染的鹿肉的人是否会发展为朊病毒疾病?这个问题很重要,因为在1980年代中期和1990年代中期,另一种朊病毒疾病——牛海绵状脑病(BSE),或疯牛病——在英国的牛中出现,其他国家(包括美国)的牛中也检测到了病例。在接下来的十年中,178名在英国被认为食用过BSE感染牛肉的人,发展出了新型的朊病毒疾病。变异的克雅氏病,一种人类的朊病毒疾病,导致死亡。研究人员发现,该疾病是由感染的牛饲料中的朊病毒蛋白传播而来的。这种从牛到人类的传播路径引起了英国的恐慌,并引发了对其他从动物传播给人类的朊病毒疾病(如慢性消耗病CWD)的担忧。CWD是传播最容易的朊病毒疾病,鹿类之间的传播非常有效。
历史上,科学家们使用老鼠、仓鼠、松鼠猴和猕猴来复制人类的朊病毒疾病,并有时对此进行监测。国家过敏和传染病研究所(NIAID)已经对动物进行慢性消耗病(CWD)迹象的研究超过十年。在2019年,位于蒙大拿州汉密尔顿的洛基山实验室的NIAID科学家创建了一种克雅氏病(CJD)的人类大脑器官模型,以测试潜在治疗方法并研究特定的人类朊病毒疾病。
人类大脑器官是小型人类脑细胞的集群,大小介于罂粟种子和豌豆之间。科学家用人类皮肤细胞在培养皿中培育这些器官。大脑器官的结构、组织和电信号与大脑组织非常相似,使其成为现有实验室模型中与人类大脑最接近的模型。这个新模型有潜力革新神经退行性疾病的研究和治疗。大脑器官,也称为大脑类器官,可以在受控环境中维持活性很长时间,使其在研究进行性神经系统疾病方面非常有用。这些器官也被用作研究各种其他疾病的工具,包括寨卡病毒感染、阿尔茨海默病和唐氏综合症。
在2022年和2023年进行的一项最新研究中,研究人员成功地用人类CJD朊病毒感染人类大脑器官,以验证研究模型。经过验证,他们将健康的人类大脑器官暴露在来自白尾鹿和骡子鹿的高浓度CWD朊病毒下,持续七天,保持相同的实验室条件。研究人员使用从人类诱导多能干细胞衍生的脑器官进行研究。这些器官暴露在CWD朊病毒以及鹿、驼鹿和正常的脑组织中,以进行比较。研究人员观察这些器官长达六个月,发现没有一个被CWD感染。
这表明,即使在直接暴露于CWD朊病毒后,人类中枢神经系统组织对感染的传播具有显著的抵抗力或屏障。研究人员承认,他们的研究存在局限性,包括可能的遗传易感性未被考虑,以及可能出现具有更低感染屏障的新株。然而,他们对自己的发现仍然保持乐观。该研究结果表明,人类从CWD感染的鹿肉中发展成朊病毒疾病的可能性极低。