库鲁病是一种由名为朊病毒的感染性错误折叠蛋白质引发的致命脑部疾病。它曾一度在巴布亚新几内亚的福尔人中流行,并通过仪式性地食用已故亲属的组织(尤其是脑部)传播。这种病有时被称为“笑病”,因为它能引发无法控制的笑声,在20世纪50和60年代,库鲁病导致部分福尔社区约25%的女性人口死亡。
库鲁病如何传播
与细菌或病毒不同,朊病毒不是生物体。它们是折叠成错误形状的正常脑蛋白。一旦错误折叠的朊病毒进入人体,它就像模板一样,将健康的蛋白质转化为自身的副本。这些异常蛋白质会聚集在一起,逐渐破坏脑组织,使其布满微小的孔洞,在显微镜下呈现海绵状外观。人体没有免疫反应可以阻止这一过程,也没有治疗方法可以逆转它。
库鲁病通过丧葬食人习俗在福尔人中传播。当社区成员去世时,亲属会食用其身体的部分组织,以此作为哀悼和尊重。男性很少参与这些仪式,这就是为什么该疾病主要袭击女性和年幼儿童。儿童因陪同母亲并食用了受污染的组织(包括脑部)而暴露。这种模式最初让研究人员感到困惑,他们曾考虑该疾病是否可能是遗传性的,因为它似乎按家族和性别线分布。通过食人传播的方式解释了这种家族聚集性和不平衡的性别比例。
症状与阶段
库鲁病在约12个月内会经历三个不同的阶段,尽管有些患者病情恶化得更快。该疾病主要攻击小脑,即负责协调和平衡的大脑部分,这就是为什么临床表现以运动问题为主,而不是记忆力丧失。
行走期
最早的迹象是行走时出现轻微的摇晃。这逐渐发展为腿部和躯干协调困难。一种特征性的震颤,被描述为全身性的细微颤抖,赋予了这种病其名称:“库鲁”在福尔语中意为“颤抖”。低温会使颤抖加剧。处于这一阶段的患者可能还会卷起脚、蜷起脚趾,试图保持平衡。言语开始含糊不清,手部动作变得不精确。情绪不稳定很常见,包括自发、无法控制的阵阵笑声,这导致外人将其称为“笑病”。
静坐期
当患者无法在没有支撑的情况下站立,并最终无法在没有帮助的情况下坐直时,便进入了这一阶段。震颤、言语含糊和协调问题都会加重。出现急促的、不自主的眼球运动。肌肉僵硬和异常姿势变得更加明显,反射变得夸张。
终末期
在最后阶段,患者卧床不起。吞咽变得困难,并出现失禁。患者可能对周围环境毫无反应,但仍保持清醒。不自主的扭动和抽搐运动仍在继续。与诸如克雅氏病等其他朊病毒病不同,严重的痴呆并非库鲁病的显著特征,尽管可能出现某些认知能力下降。死亡通常由肺炎、感染或无法进食和饮水导致。
极长的潜伏期
库鲁病最显著的特征之一是它在症状出现前能在体内潜伏多久。典型的潜伏期约为10到13年,但有些病例在最后一次可能暴露后50多年才出现。福尔人在20世纪50年代末在澳大利亚当局和传教士的劝阻下停止了食人习俗,但新病例在此后数十年间仍在不断出现。这些晚发型病例证明,朊病毒可以在人体内悄无声息地复制一整个人类寿命之久,然后才造成可检测的损害。
大脑内部发生了什么
当研究人员在显微镜下检查库鲁病患者的脑组织时,他们发现了广泛聚集的错误折叠的朊病毒蛋白,形成了被称为“库鲁斑”的特征性圆形沉积物。这些斑块异常突出,遍布整个大脑,尤其集中在小脑。周围的组织显示出所有朊病毒病都有的海绵状小孔。这种损伤模式集中在脑部协调中枢,而非记忆和推理区域,这解释了为什么库鲁病患者在精神意识丧失之前,首先失去了对身体的掌控。
后来,在通过医疗程序意外传播的克雅氏病病例中也发现了同样类型的斑块,这加强了库鲁病与更广泛的朊病毒病家族之间的联系。
库鲁病如何改变了科学
库鲁病是首个被识别的人类朊病毒病,对它的研究重塑了科学家对感染因子的看法。20世纪50年代,美国研究员丹尼尔·卡尔顿·盖杜谢克前往巴布亚新几内亚,开始调查这一流行病。他和同事们证明,库鲁病可以传染给黑猩猩,证明它是传染性的,而非纯遗传性的。这项工作为盖杜谢克赢得了1976年的诺贝尔生理学或医学奖。发现一种蛋白质,而非病毒或细菌,可以充当感染因子,最初遭到了深深的怀疑,但最终成为现代神经科学最重要的突破之一。它把库鲁病与人类的克雅氏病、羊的痒病,以及后来的牛海绵状脑病(疯牛病)联系了起来。
生存的遗传遗产
库鲁病疫情的破坏性如此之大,以至于在福尔人的DNA上留下了印记。研究幸存者及其后代的研究人员发现了编码朊病毒蛋白的基因中存在一种名为G127V的遗传变异。这个单一氨基酸的改变似乎能完全预防朊病毒病。在使用携带该人类变异体的小鼠进行的实验室实验中,这些动物对库鲁病和克雅氏病朊病毒的感染完全具有抵抗力。这种变异体仅在来自巴布亚新几内亚库鲁病暴露地区的人群中发现,且基因分析证实,在疫情期间它受到了强烈的正向选择,意味着携带该基因的个体生存下来并生育后代的可能性要大得多。
即使在其杂合形式中,即一个人携带一份保护性变异体和一份正常拷贝,也能提供针对库鲁病的强大保护。由该变异体编码的错误折叠蛋白不仅自身难以转化,还能以剂量依赖的方式抑制错误折叠朊病毒的传播,从而减缓或阻止破坏脑组织的连锁反应。
当前状况
库鲁病基本上已经灭绝。自20世纪50年代末丧葬食人习俗结束以来,新病例的数量在此后几十年中稳步下降。已知的最后死亡病例发生在21世纪初,代表的是那些在习俗停止前作为儿童暴露,并拥有异常长潜伏期的个体。近年来没有报告新病例,并且随着传播途径被切断,该疾病预计不会复发。然而,它的遗产仍存在于科学界对朊病毒病的理解,以及福尔人身上仍携带的保护性遗传适应性中。
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