450.1 🎓 醫學生版
對象:M3-M6 醫學生。普利昂(prion)是醫學史上最違反直覺的病原體——一種不含任何核酸(沒有 DNA 也沒有 RNA)卻能自我複製、還能傳染的蛋白質。讀這章請抓住一個核心觀念:致病的關鍵不是「壞掉的基因」也不是「外來的病毒」,而是同一個蛋白摺疊成錯誤形狀後,會像骨牌一樣逼迫旁邊正常的蛋白也跟著摺錯。最重要的人類疾病是庫賈氏病(Creutzfeldt-Jakob disease, CJD),特徵是快速進展的失智。
450.1.0.1 📌 一頁重點
- 普利昂的本質:正常的普利昂蛋白 PrPC(富含 α-helix)會被致病型 PrPSc(富含 β-sheet)當成模板,被迫從 α 構型轉變成 β 構型。這個「α 轉 β」的構型轉變,就是所有普利昂疾病的根本事件。
- 三種來源(同一種病、三種發病方式):普利昂病可以是偶發型(sporadic,~85%)、遺傳型(genetic,10-15%,PRNP 基因突變、自體顯性)、或感染型(infectious,<1%)。沒有任何一類疾病能像它這樣以單一病因卻有如此多元的臨床表現。
- CJD 臨床:典型是 60-70 歲、不發燒的病人,在數週到數月內快速失智,合併肌陣攣(myoclonus)與運動障礙。從發病到死亡通常只有 6-12 個月(偶發型約 7 個月)。
- 診斷三大支柱:①腦部 MRI 瀰散加權影像(DWI) 出現皮質緞帶徵(cortical ribboning)與基底核高訊號;②CSF RT-QuIC(直接偵測 prion,敏感度/特異度約 90-95% / 98-99%)+ 14-3-3 / total tau;③EEG 出現週期性銳波複合(PSWC)。確診靠 PRNP 基因定序(區分偶發 vs 遺傳)+ 病理。
- 病理三特徵:海綿狀變性(spongiform,神經氈出現空泡)+ 神經元喪失 + 星狀膠細胞增生;沒有發炎反應是重要特點。
- 治療:無任何能改變病程的療法,只能症狀支持,必死。
450.1.0.2 一、普利昂到底是什麼?四個顛覆性概念
普利昂(prion)這個字來自「proteinaceous infectious particle(蛋白質感染顆粒)」。它之所以重要,是因為它推翻了傳統對「感染」與「遺傳」的理解。研究普利昂得到四個關鍵概念:
- 它是唯一不含核酸的傳染性病原:所有其他病原(病毒、細菌)都靠 RNA 或 DNA 來複製後代,但普利昂完全由「摺錯的蛋白」構成,靠改變別的蛋白的形狀來「繁殖」。
- 同一種病可以用三種方式發病:感染、遺傳、或偶發——沒有別的單一病因疾病能呈現如此寬廣的臨床光譜。
- 致病來自 PrPSc 的堆積:致病型蛋白 PrPSc 的「形狀」與正常前驅蛋白 PrPC 截然不同,靠的不是胺基酸序列改變,而是摺疊構型的改變。
- 不同「菌株(strain)」其實是不同的構型:PrPSc 可以摺成多種形狀,每一種對應不同的疾病表型,而且這種構型資訊可以「遺傳」給下一代蛋白——這是一種不靠核酸的表觀遺傳。
複製的機制是這樣的:致病型 PrPSc 結合到正常的 PrPC 上,逼迫 PrPC 從富含 α-helix 的構型轉變成富含 β-sheet 的 PrPSc 構型。PrPSc 因為富含 β 結構,所以不易被蛋白酶分解、容易聚集成澱粉樣(amyloid)斑塊。正常與致病兩種型態都由位在第 20 號染色體上的 PRNP 基因所編碼。
450.1.0.3 二、普利昂疾病的光譜:偶發、遺傳、感染
| 來源 | 佔比 | 代表疾病 | 機轉 |
|---|---|---|---|
| 偶發型 | ~85% | sporadic CJD(sCJD) | PrPC 自發轉變成 PrPSc,或體細胞突變 |
| 遺傳型 | 10-15% | familial CJD、GSS、致死性家族失眠症(FFI) | PRNP 基因生殖系突變(自體顯性) |
| 感染型 | <1% | kuru、醫源性 CJD(iCJD)、變異型 CJD(vCJD) | 外來普利昂進入體內 |
感染型的經典故事(高頻考點): - Kuru(庫魯症):巴布亞紐幾內亞 Fore 族人因儀式性食人(食用死去親人的腦)而感染。1950 年代末停止此習俗後幾乎絕跡,但仍有潛伏期超過 50 年才發病的零星個案。 - 醫源性 CJD(iCJD):醫療過程意外接種,最有名的是屍體來源的硬腦膜移植片(>200 例,平均潛伏期 12 年)與屍體萃取的人類生長激素(hGH)(>200 例)。現在生長激素都用基因重組製造,已無此風險。 - 變異型 CJD(vCJD):因食用感染狂牛症(BSE,牛海綿狀腦病)的牛肉而得病,主要發生在英國與法國的青少年與年輕人(平均發病年齡 28 歲)。vCJD 是唯一被證實可經輸血傳染的人類普利昂病。
動物的普利昂病:羊搔癢症(scrapie,原型)、牛的 BSE(因「工業性食人」——把含普利昂的肉骨粉 MBM 餵牛而擴散)、鹿與麋鹿的慢性消耗病(CWD)(在鹿群間高度傳染,分泌物如糞、尿、唾液都帶毒)。
450.1.0.4 三、流行病學
偶發型 CJD(sCJD)全世界都有,發生率約每百萬人 1-2 例;換算終生因 CJD 死亡的風險約為每 5000 到 6000 個死亡中有 1 個。因為這是一種與年齡相關的退化病,隨著人口老化,發生率預期會逐漸上升。雖然曾有許多「地區性聚集」的報告,但深入調查後發現這些群聚多半其實是帶有 PRNP 基因突變的家族、或是誤診。
450.1.0.5 四、臨床表現(怎麼認出 CJD)
約三分之一的 CJD 病人有非特異性的前驅症狀,例如疲倦、睡眠障礙、體重下降、頭痛、焦慮、眩暈。但多數病人是以認知和/或運動缺損來表現。行為與精神症狀(憂鬱、焦慮、失眠、精神病、視幻覺)很常見、而且常是早期特徵。這些缺損會在數週到數月內進展到嚴重失智。
運動方面,除了小腦性運動失調,還會有錐體外症狀(僵硬、面具臉、肌張力不全)以及肌陣攣(myoclonus)。肌陣攣有兩個特別之處值得記:它在睡眠中仍會持續(與多數不自主運動不同),而且常可被巨大聲音、強光或突然出現的物體「驚嚇誘發(startle myoclonus)」。不過要強調:肌陣攣既不專一也不限於 CJD,且通常出現在病程較晚期;阿茲海默症、路易體失智等也會有。
幾個有名的變異型: - Heidenhain 變異型:以孤立的視覺障礙開場(視力模糊、敏銳度下降),通常衰退較快。 - Brownell-Oppenheim 變異型:以小腦步態與協調障礙開場。 - GSS(Gerstmann-Sträussler-Scheinker 病):以小腦失調為突出的早期表現,失智反而出現在後期;發病較早(平均約 43 歲)、進展較慢,約 5 年死亡。 - 致死性家族失眠症(FFI):以頑固失眠 + 自律神經失調為特徵,失智只在末期才出現;存活通常 <2 年。分子上是 PRNP codon 178 的 D178N 突變,且同一條 allele 的 codon 129 為 methionine(M)。
病程:多數 sCJD 與 fCJD 在發病後存活約 6-12 個月。
450.1.0.6 五、診斷工具(重要!怎麼把 CJD 與其他失智區分)
一個不發燒的 60-70 歲病人,在數週到數月內快速認知退化,合併肌陣攣與運動症狀,加上典型 MRI 變化——這個組合通常就指向 CJD(多為 sCJD)。
- 腦部 MRI(最關鍵的影像工具):在瀰散加權影像(DWI)上看到皮質緞帶徵(cortical ribboning,皮質呈現亮帶)與紋狀體(尾核、被殼)高訊號,並在對應的 ADC 序列上呈現低訊號(代表水分子瀰散受限,因為神經組織出現空泡化)。DWI + ADC 把 MRI 對普利昂病的敏感度與特異度提升到 90% 以上。
- CSF 檢查:常規(細胞數、蛋白、糖)幾乎正常。生物標記用 14-3-3 蛋白(腦損傷時升高,但特異度不穩定)、total tau(t-tau,敏感度/特異度約 90% 中段,優於 14-3-3)。
- RT-QuIC(最強的診斷檢查):把 prion 放大成澱粉樣纖維、再用 thioflavin 螢光偵測,直接測到 prion 本身;對 sCJD 敏感度約 90-95%、特異度約 98-99%。但約 10% sCJD 仍會偽陰性,對 vCJD 與某些遺傳型較不敏感。
- EEG:約 60%(多為 MM1/MV1 亞型)會出現週期性銳波複合(periodic sharp wave complexes, PSWC)——每 1-2 秒重複出現的高電位雙/三相銳波,常出現在病程較晚期,可能需連續多次 EEG 才抓到。
- PRNP 基因定序:找到野生型序列 + 無外來感染史 → sCJD;找到非保守性的胺基酸取代突變 → 家族型普利昂病。
450.1.0.7 六、鑑別診斷
很多病會「假裝」成 CJD,臨床上最常被誤認的是路易體失智(DLB)(偶爾會以亞急性、譫妄 + 肌陣攣 + 錐體外症狀表現)。其他要想到的退化病:阿茲海默症(少數快速進展、<3 年、合併失調與肌陣攣者 14-3-3 也會升高)、額顳葉失智、皮質基底核退化、進行性核上性麻痺。
鑑別的關鍵工具是 DWI/ADC MRI:這些退化病通常 DWI 正常,可藉此與 CJD 區分;CSF RT-QuIC 陽性也很有幫助。此外,自體免疫腦炎(anti-LGI1、anti-AMPAR 等)、顱內血管炎、神經梅毒、HIV 失智、進行性多灶性白質腦病、肝性腦病、鋰或鉍中毒,都可能模擬 CJD。出現發燒、血沉上升、白血球增多或 CSF 細胞增生,應警覺另有病因。
450.1.0.8 七、照護與感染管控(治療無解,但要會處理)
目前沒有任何能改變病程的治療,只能症狀支持,疾病必然致命。 曾試過 quinacrine(在細胞實驗能抑制 PrPSc 形成)但臨床無法減緩認知退化;anti-PrP 抗體在腦內接種的小鼠也無效。新療法試驗仍在進行。
感染管控上,雖然 CJD 可傳染,但人傳人的機率極低;主要風險是醫護人員被針扎或銳器刺傷。照護時用標準防護(手套、隔離衣、護目)即可;EEG 與 EMG 的針頭用過不可重複使用。普利昂對一般滅菌方法高度抗性:建議 134°C 高壓滅菌 5 小時或 2 N NaOH 處理數小時;神經外科器械若用於確診 CJD 病人,能銷毀就銷毀。
450.1.0.9 🎯 醫學生最該記住的 5 件事
- 普利昂 = 不含核酸、靠逼迫正常蛋白摺錯來複製的蛋白病原;核心事件是 PrPC(α)→ PrPSc(β)的構型轉變。
- 同一病有三種發病方式:偶發(85%)/ 遺傳(PRNP 突變,AD)/ 感染(kuru、iCJD、vCJD)。
- CJD 招牌 = 不發燒老人、數週至數月快速失智 + 肌陣攣,存活 6-12 個月。
- 診斷靠 DWI MRI 皮質緞帶徵 + CSF RT-QuIC + EEG PSWC + PRNP 定序。
- vCJD 來自 BSE 牛肉、可經輸血傳染;無治癒療法,普利昂滅菌要 134°C 5 小時或 NaOH。
來源:Harrison 22e Ch.449(Prusiner & Geschwind)。數字(sCJD 85%、發生率每百萬 1-2、存活 6-12 月、RT-QuIC 90-95%/98-99%、vCJD 平均 28 歲)均對照原文。