Prion - tác nhân gây bệnh mới

CN Lê Thị Tuấn - Khoa HHTM

1. LỊCH SỬ PHÁT HIỆN PRION

Gần đây, các nhà nghiên cứu khoa học đã phát hiện ra một số bệnh lạ ở người và động vật, rất khó giải thích về nguyên nhân và cơ chế gây bệnh.

Vào giữa những năm của thập kỷ 50 (1957), tác giả Vincent Zigaz (Australia) và Carleton Gajdusek (Mỹ) đã mô tả một bệnh có tên Kuru: “để thể hiện sự tôn kính 2600 người ở bộ tộc Fore đã tham gia một nghi lễ ăn thịt đồng loại. Sau này đa số đều có triệu chứng mất khả năng phối hợp động tác, mất trí và cuối cùng là chết.

Năm 1986, Gereld Well và John Wilesmith ở Viện thú y Weybridge đã phát hiện bệnh sau một vụ dịch xảy ra ở bò: các con bò bị bệnh không còn khả năng phối hợp động tác để kéo xe và trở nên sợ hãi khác thường.

Trước đó, người ta phát hiện ra một bệnh xảy ra trên cả người và động vật gọi là viêm não thể xốp. Não của người và động vật bị bệnh rải rác có những lỗ thủng. Bệnh kéo dài hàng năm, hàng thập kỷ trước khi có triệu chứng.

Các mốc quan trọng về học thuyết prion

2. PRION LÀ GÌ

Prion là yếu tố gây bệnh có bản chất là Protein

PrP bình thường có tên gọi: protein Prion của tế bào.

3. ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA PRP.

Cấu trúc phẩn tử

Cấu trúc prion gồm một phân tử protein. Năm 1984, người ta đã xác định được 15 acid amin dưới dạng một đầu mút của PrP. Có hai dạng PrP là dạng bình thường và dạng gây bệnh; chúng khác nhau về cấu trúc. Có 4 cấu trúc protein:

• Cấu trúc bậc 1: qui định trình tự sắp xếp của các acid amin trên mạch polypeptid.
• Cấu trúc bậc 2: Tạo bởi mối liên kết hydro, bao gồm hai dạng: dạng alpha tạo bởi chuỗi polypeptid xoắn thành từng vòng quấn đều đặn quanh một trục không gian và dạng tệp bêta.
• Cấu trúc bậc 3: trục không gian không phải là một đường thẳng mà nó lại uốn lượn.
• Cấu trúc bậc 4: được tạo bởi sự liên kết của nhiều chuỗi polypeptid thành một phân tử protein.

Đặc điểm sinh học

Bệnh do prion hay còn gọi là “viêm não dạng xốp bán cấp có khả năng lây truyền” (ESST). Vấn đề chính là các tế bào thần kinh bệnh lý có khả năng lây truyền mà bản chất của sự lây truyền lại hoàn toàn chưa sáng tỏ. Có hai công trình nghiên cứu nhằm làm sáng tỏ vấn đề này:

Năm 1936, hai nhà thú y Pháp P.L. Chelle và J. Cuille chứng minh được chứng bệnh ở cừu có khả năng lây truyền. Năm 1976, Carleton Gajdusek đoạt giải Nobel sau khi chỉ ra bệnh trên người.

S. Prusiner và đồng nghiệp đã chứng minh vai trò của một protein có thể tự nhân lên dưới dạng bất thường (PrPsc) trong não của vật chủ bị bệnh. Bản chất của các tác nhân gây ra bệnh này được gọi là prion. Người ta đã tìm thấy nhiêu “chủng” prion đã tồn tại mà không hề có acid nucleic trong các phân tử lây nhiễm.

4. KHẢ NĂNG GÂY BỆNH

Sinh bệnh học

Các lỗ thủng trong não xuất hiện trên người và động vật bị bệnh não xốp, đó là do các PrP bình thường tự chuyển thành các PrP gây bệnh. Chúng tự nhân lên trong các lysosom, dần dần làm cho các lysosom đầy những tế bào bị hư hại, khi vỡ ra tạo thành các lỗ thủng trong não và các prion được giải phóng sẽ tiếp tục tấn cởng các tế bào khác. Sự nhân lên của PrP bất thường là nhân tố quyết định việc phá hủy hệ thần kinh trung ương trong các bệnh prion

Các mảnh nhỏ PrP gây bệnh tự nhân lên dưới dạng các mảng ở trong não một số bệnh nhân. Chính các mảng PrP này gây ra các dấu hiệu của nhiễm trùng prion nhưng chúng khồng chịu trách nhiệm về các lỗ thủng trong não, vì ở một số bệnh nhân bị bệnh do prion lại không thấy xuất hiện các mảng này.

Lâm sàng

Biểu hiện nhiều dạng tổn thương hệ thần kinh

• Bệnh Kuru: sau khi ăn bộ não người chết, những người này xuất hiện mất khả nãng điều hòa động tác, mất trí và cuối cùng là chết; khi tập tục ăn thịt đồng loại này bị bãi bỏ thì bệnh cũng biến mất.
• Bệnh Creutzfeldt – Jacob: biểu hiện rõ rệt của sa sút trí tuệ, khoảng 10 – 15% bệnh này là do di truyền, nhưng cũng có vài trường hợp lây nhiễm xảy ra trong khi điều trị cho bệnh nhân khác. Bệnh còn lây truyền qua ghép giác mạc, đưa điện cực vào não, qua sử dụng các dụng cụ phẫu thuật bị nhiễm bẩn, qua điều trị bằng hormon tăng trưởng chiết xuất từ tuyến yên của người bị nhiễm bệnh.
• Bệnh Gerstmann – Straussler – Scheinker: mất điều hòa động tác và tổn thương  tiểu não, bệnh nhân mất ngủ trầm trọng dẫn đến sa sút trí tuệ và tử vong.

Cả hai bệnh Creutzfel – Jacob và Gersmann – Straussler – Scheinker đều có tính chất di truyền, xuất hiện vào khoảng 40 – 50 tuổi.

Gần đây người ta lại phát hiện thêm hai dạng mới của bệnh prion:

• Dạng thứ nhất: tác động đến hệ thần kinh và cơ bắp. . Đó là sự dư thừa quá mức của PrP dẫn đến thoái hóa các neuron thần kinh ngoại biên và cơ.
• Dạng thứ hai: người ta đã phát hiện ra vai trò của các prion khác trong các bệnh thoái hóa thần kinh (Parkinson, xơ cứng mảng). Tất cả những bệnh này có những điểm chung giống các bệnh do prion.

Đặc tính của bệnh là gây thái hóa các neuron bằng cách chuyển các protein lên dưới dạng mảng và giãn rộng các tê bào đệm (tế bào đệm có nhiệm vụ nuôi dưỡng neuron thần kinh) vì vậy gây tổn thương neuron thần kinh.

Các yếu tố làm tăng nguy cơ mắc bệnh

• Lây truyền qua đường máu, ghép tạng
• PrP tổn tại dưới hai dạng: những người đổng hợp tử chỉ có một trong loại PrP, còn những người dị hợp tử lại có cả hai loại PrP. Ở những bệnh nhân điều trị bằng hormon tăng trưởng chiết xuất từ tuyến yên: một nửa số họ đồng hợp tử, một nửa có tính dị hợp tử
• Lây truyền do sử dụng thực phẩm nhiễm bệnh (thực phẩm từ động vật bị bệnh viêm não thể xốp)                 

5. CHẨN ĐOÁN

Các bệnh do prion trên người tương đối hiếm nhưng khả năng lây bệnh của chúng rất đa dạng với thời kỳ ủ bệnh kéo dài hàng năm, hàng thế hệ; vì vậy chẩn đoán sớm là rất khó. Thường chỉ đến khi bệnh có biểu hiện trên lâm sàng, lúc đó  được chú ý đến. Để phát hiện ngay từ giai đoạn sớm khi PrP mới tích tụ một lượng rất nhỏ phải dùng đến phương pháp miễn dịch huỳnh quang gián tiếp. Đây là phương pháp có độ nhậy cao dựa trên phát hiện của từng phân tử riêng lẻ khi được đánh dấu huỳnh quang.

6. PHÒNG BỆNH

• Hạn chế sử dụng thực phẩm có nguồn gốc từ động vật để bị bệnh
• Không sử dụng hormon tăng trưởng chiết xuất từ tuyến yên để điều trị bệnh.
• Phải thực hiện nguyên tắc vô khuẩn tuyệt đối đối với các dụng cụ y tế

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Collinge, J. (2001) Prion diseases of humans and animals: their causes and molecular basis. Annu. Rev. Neurosci. 24, pp. 519–550
2. Cullie, J. and Chelle, P.L. (1939) Experimental transmission of trembling to the goat. Comptes Rendus des Seances de l’Academie des Sciences 208, pp.1058–1160
3. Chandler, R.L. (1961) Encephalopathy in mice produced by inoculation with scrapie brain material. Lancet 1, pp. 1378–1379
4. Telling, G.C. et al. (1995) Prion propagation in mice expressing human and chimeric PrP transgenes implicates the interaction of cellular PrP with another protein. Cell 83, pp. 79–90