病毒或许是驱动机体蛋白质组氨基酸适应性改变的“罪魁祸首”

病毒或许是驱动机体蛋白质组氨基酸适应性改变的“罪魁祸首”

2016年08月24日讯 很多年前，斯坦福大学的研究者David Enard就发现在人类和其它灵长类动物机体的基因组中存在一些适应性的信号，但当时研究者并不清楚到底是哪种选择性的压力驱动引发这些适应性的出现，Enard说道，我非常失落，这就好比在地上看见了脚印，但我却不知道是哪种动物留下的脚印儿一样，而病毒或许可以解释这种适应性表现，因为病毒可以同细胞中的细胞器相互作用从而在细胞内实现病毒的自我复制。

研究者David Enard是Dmitri Petrov教授实验室的成员之一，在一项刊登于国际杂志eLife的研究报告中，Petrov教授的研究团队通过研究发现，病毒或许是驱动哺乳动物基因组中适应性表现的主要驱动子，尤其是机体蛋白质组中我们所拥有的30%的适应性氨基酸改变都是为了对病毒产生反应而驱动产生的。

哺乳动物机体蛋白和病毒之间的军备竞赛或许早已不是什么新鲜事儿了，纵观人类历史，病毒引发了不计其数的人类死亡，仅在过去几年里，研究者就利用深度测序和较好的分析工具深入剖析了病毒和宿主之间的相互关系，如今科学家们也早已经开始进行更为深入的研究，研究者认为，病毒指派用来复制的蛋白质或许在病毒和宿主相互作用的过程中扮演着重要的作用。

实际上，越来越多的哺乳动物机体的蛋白都开始因为与病毒相互作用而发生改变，塔夫斯大学的病毒学家John Coffin指出，我们机体的蛋白质组到底如何成型发展，目前我们还无法对此进行解释，目前我们或许仅仅看到了冰山一角罢了。

照亮研究

在这项最新的研究中，研究者Enard花费了将近4个月时间对已经发表的研究成果进行调查，他们对24种哺乳动物的基因组进行分析，发现在保守基因编码的10000个蛋白中有大约1300个蛋白可以同病毒相互作用，而其中80%的蛋白质都没有明显的抗病毒活性或免疫功能。

值得注意的是，相比类似功能的其它蛋白质而言，所谓的病毒相互作用蛋白质（VIPs）可以快速适应，在携带最大数量VIPs的10种类型病毒中，研究者在每一种病毒中都发现，相比非VIPs而言，VIPs的适应性要高于前者三倍，这些病毒包括HIV、HPV和流感病毒等。Enard说道，这种信号如此强劲让我们非常惊讶，这或许是由一种事实所引发，即除了机体的免疫反应之外我们或许还有如此多的适应性存在，此外2016年8月24日 讯 /生物谷BIOON/ --我们还必须采取多种手段来抵御病原体的入侵，而且在非免疫性的蛋白质中或许还存在着许多的适应性表现。

的确，还有很多案例可以表明病毒所利用的基本细胞功能或许和机体的免疫力无关，而这无疑再次激起了研究者们的研究热情。其中一种最为大家熟知的就是转铁蛋白受体（transferrin receptor），这种受体是一种对细胞进行铁摄入非常关键蛋白质，很多病毒可以利用转铁蛋白受体来进入到宿主细胞中，2013年，研究者利用计算机进化分析技术阐明了两种病毒感染所引发的转铁蛋白受体的特殊氨基酸残基改变，康奈尔大学的研究者Colin Parrish就在不同宿主机体中研究了转铁蛋白和病毒之间的相互作用，他认为，不同宿主细胞中转铁蛋白受体的差异很有可能是由病毒所引发的。

另一件引人入胜的案例就是埃博拉病毒和其未知的受体：C1型尼曼-皮克蛋白（NPC1，Niemann-Pick Type C1 protein），NPC1基因主要参与胆固醇和其它脂质在细胞中的穿梭过程，该基因在罕见障碍C型尼曼匹克症中处于突变状态，而该疾病是一种引发儿童机体快速神经变性的严重疾病；2011年，研究者在Nature上发表了两篇研究报告阐明了NPC1蛋白对于埃博拉病毒的感染非常重要，接下来的研究中，研究者则在蝙蝠机体中阐明了NPC1和埃博拉病毒之间的进化竞赛。

来自纽约爱因斯坦医学院（Albert Einstein College of Medicine）的研究者Kartik Chandran也对埃博拉病毒和NPC1之间的关联进行研究，其目的在于揭示病毒利用NPC1作用的机制，研究者说道，我们知道NPC1可以结合到病毒上，但下一步发生了什么我们却并不清楚，如今我们还需要深入研究调查NPC1基因的突变如何能够确定机体对埃博拉病毒感染易感性。

下一步的研究方向

这项研究所阐明的适应性表现自700万年以前人类从黑猩猩分化而来就出现了，如今研究者Enard通过研究分析了在过去50000年里特殊病毒对近来蛋白质适应性表现的效应。

其中一个主要的难题就是如何协调病毒和宿主之间不同的进化速率，对于人类而言或许需要花费10000年才能够适应一种病毒，但病毒的适应或许仅会在几周时间内就可以逃避疗法的攻击，如今这种问题变得非常严峻，随着科学家们鉴别出了内源性的逆转录病毒序列（即10万年-100万年的病毒整合到宿主的基因组中），他们发现这些逆转录病毒序列在人类基因组中占到了大约8%的比例，研究者认为，减缓病毒适应性的其中因个因素就是需要许多不同的宿主蛋白：HIV和流感病毒等，每一种病毒都会利用多种辅因子来进行复制。

长期以来，科学家们都通过设计靶向作用宿主蛋白而不是病毒自身的抗病毒药物来利用缓慢的宿主进化作用，比如，研究者Chandran的团队如今就在寻找暂时靶向可以阻断NPC1功能的药物，诸如NPC1的宿主蛋白往往是固有的靶点，因为其对于细胞的功能非常重要，阻断其功能或许会诱导短暂出现C型尼曼匹克症的症状；从另一方面来讲通过药物性制剂诱发潜在的改变或许会使得那些适应性的蛋白质表现出更好的耐受性。

由于这项最新研究对VIPs进行了一项保守性的估计，因此目前研究者Petrov的研究团队正在寻找额外的相互作用，其中就包括寨卡病毒所指派的蛋白；最后研究者Enard说道，这正是我们未来所要进行的工作，尽管目前存在很多与病毒之间的相互作用，但还有更多不为人知的相互作用有待于我们后期深入研究来探索。

为什么病毒生命力顽强，不像细菌一样容易被杀死？

病毒为什么不像细菌那样容易被杀死？

这是在人们习惯思维里形成了一种观念，是啊，大千世界，哪里没有病毒存在？说病毒不好消灭乃至攻克一点不为过，比如乙肝、丙肝病毒、人类免疫缺陷病毒（艾滋病）、各种肿瘤等等；而细菌，只要我们找准就会有针对性很强的抗生素。事实上，这两个病原体都不是好惹的。

病毒与细菌为什么是不同的病原体？

结构不同：病毒是没有细胞的最小微生物；结构简单，外面包裹着核酸及蛋白质物质的核衣壳，而内部具有基因片段的遗传物质，具有复制功能。病毒体积非常小，而种类繁多，目前人类发现的病毒，已接近万种。病毒虽然是人类发现的最小微生物，但病毒到底属不属于生命体，目前尚有争议。

细菌是具有细胞结构的生物体；体积较病毒大，有细胞基本结构即细胞膜、细胞壁、细胞质和细胞核，除此之外还有夹馍、鞭毛、菌毛等特殊结构。

致病性不同：病毒是以靶器官为目标，具有吸附、转移和复制功能；当病毒感染人以后，将自身遗传物质转移到人体细胞内，然后进行自我复制，从而干扰了人体细胞的正常生命活动，造成细胞内的功能紊乱，甚至导致细胞裂解死亡。

细菌是在微生物的培养基进行细菌繁殖；一方面细菌自身具有侵袭力，即细菌突破皮肤、粘膜等屏障，进入机体内定值、繁殖以及扩散的能力，从而损伤人体。另一方面细菌感染人体以后会不断释放毒素。

为什么病毒比细菌难以消灭呢？

病毒的不可控因素：病毒强大的自我复制功能：病毒的特性是自我复制，而且病毒的复制能力非常强大，它是以病毒核酸为模板，在DNA或RNA及其他必要因素作用下，合成了子代的病毒核酸和蛋白质，装配成完整病毒颗粒并释放到细胞外。而所谓病毒复制经历了吸附、穿入、脱壳、合成及装配、释放的复杂过程，称为复制周期。病毒的复制过程，而产生大量的子代病毒，而此时，宿主细胞的生物合成则受到不同程度的抑制和破坏。

抗病毒药物不能准确消灭、控制病毒：病毒体积微小，通过宿主细胞转移、释放和复制病毒生存的，从而破坏了人的正常细胞。所以人类在消灭病毒的同时，往往就会“牺牲”人体细胞。这就会出现“歼敌千人、自毁八百”的困难局面。

而且有些病毒被消灭也许并不是病毒药物的“功劳”，是靠人体自身免疫力来对抗病毒，这就是我们常说的自限性。所以，并不是所有的病毒，都有药物能够控制、消灭病毒的。

病毒的变异：病毒变异是病毒的基因在某一序列片段的氨基酸发生了变化；病毒变异是病毒对外界环境变化的适应，病毒变异非常正常，比如流感病毒几乎每一、二年都会有变异，因此，当人们刚刚研制出预防病毒疫苗，由于其变异，就使得疫苗的作用大打折扣。

病毒具有免疫逃逸的特性：病毒能够通过各种方式使得人体免疫细胞不能发现病毒，当我们的免疫细胞、免疫组织、免疫器官还没有发现病毒存在的时候，就不能启动免疫反应，而当免疫发生反应的时候，往往病毒已经改变活动轨迹，逃逸到其他靶器官去了，不能有效病毒杀伤。

细菌是依靠二分裂式的细胞分裂：

细菌是通过无性的二分裂方式进行细菌繁殖的，可以经过细胞核与细胞质分裂、延长，形成横隔膜及细胞壁，最后子细胞从母细胞中分离的过程。细菌的繁殖、分裂过程基本上是一种有规律的模式，因此，一般抗菌素都能抵达，在细菌繁殖前，人们利用抗生素将致病菌消灭。

当然，人体内不是所有细菌都是有害的，我们的肠道内还有许多益生菌，可以帮助我们建立正常的菌群，维持肠道正常生态平衡。因此，抗生素也是不能滥用的，否则就会人为的制造“超级细菌”，我们就诊断无药可用了。

因此，由于病毒具有强大自我复制功能、病毒的变异、逃逸能力，病毒无处不在、往往还需要人类自身免疫功能来控制病毒，使得我们在预防病毒和控制、消灭病毒方面面临着种种考验。细菌由于其是靠分裂繁殖，需要一定的条件，相对于病毒是可以有抗生素控制的。

什么是蛋白质组学？

这个概念最早是在1995年提出的，它在本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。

目前，在蛋白质功能方面的研究是极其缺乏的。大部分通过基因组测序而新发现的基因编码的蛋白质的功能都是未知的，而对那些已知功能的蛋白而言，它们的功能也大多是通过同源基因功能类推等方法推测出来的。有人预测，人类基因组编码的蛋白至少有一半是功能未知的。因此，在未来的几年内，随着至少30种生物的基因组测序工作的完成，人们研究的重点必将转到蛋白质功能方面，而蛋白质组的研究正可以完成这样的目标。在蛋白质组的具体应用方面，蛋白质在疾病中的重要作用使得蛋白质组学在人类疾病的研究中有着极为重要的价值。

疾病的产生可能仅仅是因为基因组中一个碱基对的变化，如β-血红蛋白第六位上的Glu变为Val就导致了镰刀型细胞贫血症的发生。然而，对于大多数疾病来说，其疾病发生机制要复杂的多。因此，对于疾病发生的分子机制的认识就需要一些能够解决这些复杂性的方法来完成。而作为细胞中的活性大分子，蛋白质无疑是与疾病相关的主要分子，蛋白表达水平的改变是与疾病，药物作用或毒素作用直接相关的。因此，基于蛋白质整体水平的蛋白质组学在人类疾病研究中无疑将发挥重要作用。

现在，蛋白质组学在人类疾病中的应用已经在一些疾病如皮肤病，癌症，心脏病中广泛开展了，而这些研究则主要集中在这样几个方面：寻找和疾病相关的单个蛋白，整体研究某种疾病引起的蛋白表达或修饰的变化，利用蛋白质组寻找一些致病微生物引起的疾病的诊断标记和疫苗等。下面，我们就将就蛋白质组学的基本技术和这些领域的应用作一些介绍。

蛋白质组学研究的基本技术
对于蛋白质组学的研究来说，它的最基本的实验手段就是利用双向凝胶电泳(two-dimensional protein electrophoresis, 2DE)，在整个 基因组水平上检测蛋白质表达的情况。双向凝胶电泳首先利用等电点聚焦来分离不同等电点的蛋白，再利用SDS－PAGE来分离不同分子量的蛋白，其分辨率是非常高的。微克级的蛋白质就可以被很好的分辨开了，如在微克级水平上，有人从一个蛋白混合物中最多分开了11200种蛋白质，数量是非常可观的。因而，微克级的蛋白的双向凝胶电泳常被用来初步检测表达或修饰有变化的蛋白。然后，同样的蛋白混合物样品可用于毫克级的2DE，这样，电泳图谱上的每一个多肽就可被纯化并进行下一步的分析，如质谱，末端或中间的氨基酸序列分析等。

仅仅进行双向凝胶电泳显然是远远不够的，因为由双向电泳得到的蛋白质表达情况的变化并不能和具体的何种蛋白表达出了变化联系起来。而一些如蛋白质印迹或凝集素亲和印迹等传统技术对于这方面的信息也帮助不大。为了鉴定这些由电泳得来的蛋白，质谱(MS，mass spectrometry)被广泛应用在蛋白质组学中。对于蛋白质的鉴定，有两种方法用的最为广泛，即MALDI－MS ( matrix-assisted laser desorption ionization)和ESI－MS (electrospray ionization)。这两种方法各有自己的 适用范围，通常前者对于分析高分子量的蛋白更有效，而后者对于蛋 白的检测灵敏度更高，常可达到飞克级水平以下。质谱可以用于蛋白质分析主要是因为它可以提供特定蛋白的不同方面的结构信息，如它可直接测定蛋白或多肽的分子量信息，也可用来获得一些蛋白质序列信息等。同时，质谱也可通过多肽片段分子量的改变来得到一些关于糖型，磷酸化和其它翻译后修饰的数据。因此，质谱对于蛋白质的鉴定是非常重要的，而它的进展也无疑会大大促进蛋白质组学的研究进展。

单个的疾病相关蛋白的寻找
在疾病发生过程中，由于和疾病相关的遗传信息的变化常常会导致蛋白的种类和数量发生变化，而这些变化是可以被可以被高解析度的双向凝胶电泳所检测到的，这就是利用蛋白质组学寻找和鉴定疾病相关蛋白的依据。

结肠癌的产生是一个包含了多个基因突变的多步过程，这其中包括抑癌基因的功能丧失，癌基因的活化等。然而，肿瘤发生的具体机制仍不清楚。对于这样一种涉及多种蛋白的疾病，人们已经开始利用蛋白质组学来分析结肠粘膜发生恶性转化后的多肽的变化了。对照15例结肠癌病人和13例正常人的结肠表皮的双向凝胶电泳结果发现，二者分别含有882个和861个点，而这些点中，有一个蛋白，其分子量为 13kDa，等电点为5.6，它只在肿瘤组织中专一性的表达。在15个癌症样品中，有13例的此蛋白表达上调，占到了87%。进一步的研究也证实了这个蛋白在不同程度的癌症引起的发育异常中也有明显的表达水平上的差异。由双向电泳发现的这个可能与癌症相关的蛋白到底是什么蛋白呢？从电泳的凝胶上得到的这个点经胰蛋白酶水解后，得到的肽段由μ－HPLC分离后测序。测序的结果拿到两个序列，LGHPDTLNQ和VIEHMEDLDTNADK，这与钙粒蛋白B的情况完全吻合。进一步的用MALDI－MS分析的结果也证实了这个蛋白就是钙粒蛋白B。同时，结合以前的发现，即由钙粒蛋白B和A组成的异源二聚体蛋白钙防卫蛋白在胃肠肿瘤病人的粪便样品中含量有很大提高，钙粒蛋白B在肿瘤性转化的组织中的高专一性存在显示出它在结肠癌的产生中具有重要的作用。尽管蛋白的具体功能还需要进一步的阐明，但这个例子已经可以证明，由蛋白质组学方法寻找疾病相关蛋白肯定是可行的。

这方面的另一个例子是关于肝细胞癌的研究。双向凝胶电泳已经被成功的用于发现化学诱导的鼠的肝癌相关蛋白中。而双向电泳和蛋白质化学方法的联合应用也更深化了对这些癌症相关蛋白的具体特征的认识。在用N－甲基－N－亚硝基脲诱导了鼠的肝癌后，利用双向电泳发现了一些表达有变化的蛋白，经氨基酸序列分析后，分析其中一个蛋白是来源于肝癌的醛糖还原酶样蛋白( hepatoma-derived aldose reductase-like protein)。这个蛋白分子量为35KDa，等电点为7.4，它是 一种在肝癌和胚胎的肝中特异性表达的蛋白。利用双向电泳得到了这样一种可能和癌症相关的蛋白后，一些蛋白质化学的方法可用来对这种蛋白和疾病的相关性作进一步的研究。有人利用免疫组化的方法发现，直接针对来源于肝癌的醛糖还原酶样蛋白的抗体FR－1表明，这个蛋白在化学诱导的肝癌小鼠的发生肿瘤转化的前期和转化的早期就已经有很强的表达了，而正常肝组织中并无表达。这都是该蛋白涉及肝癌发生过程的有力证据。

已有的一些关于此蛋白的研究表明，醛糖还原酶是还原酶超家族的成员，在山梨糖醇途径中它可以催化葡萄糖向山梨糖醇的转化，而且在一些糖尿病的并发症的发生中它也有作用。作为一种酶，它可以水解一些生物异源物质等，因此它也参与了一些解毒过程。而在肝癌发生过程中，一些解毒酶的表达水平或活力增高已是公认的事实了。对于醛糖还原酶这一类有解毒功能的蛋白来说，只有由双向电泳发现的肝癌来源的醛糖还原酶样蛋白是与肝癌相关的。它首先在胚胎肝中表达，但在成年的肝中就不表达了。肝癌发生时，它又重新表达了。因此，目前可以初步推断，醛糖还原酶样蛋白在肝癌发生过程中是与肝的解毒过程相关的。现在，在人的肝癌中，也找到了鼠的醛糖还原酶样蛋白的同源蛋白，它同样是在人的不同组织中选择性表达的。

疾病相关蛋白的整体研究
对于大多数疾病来说，疾病造成的往往不只一个或几个蛋白的变化，参与疾病过程的蛋白的数目也是很大的，因此除了通过双向凝胶电泳来寻找与疾病相关的单个蛋白外，通过蛋白质组对表达情况有变化的蛋白在整体水平上的研究同样是非常重要的。目前，在利用双向凝胶电泳进行的蛋白整体水平的研究方面，扩张性的心肌病(Dilated cardiomyopathy, DCM)是一个较好的例子。

扩张性的心肌病是一种严重的心脏疾病，对于这种疾病的致病机理和涉及的分子都还不清楚，而且，对于这样一种复杂的疾病来说，也不可能仅由一种致病机理造成。因此，对于这样的疾病，从整体的蛋白质组水平来研究是极为必要的。另外，相对其它组织而言，主要由心肌细胞组成的心脏是一种相对均一的组织，这也为用双向凝胶电泳进行蛋白质组的研究提供了良好的基础。对DCM的蛋白质组的研究在九十年代初就已经开始了，目前，心肌的双向凝胶电泳的数据库已经建立。尽管国际上各实验室之间的数据之间有着如不同的样品制备，不同的等电聚焦条件，不同的凝胶大小等差异，但这些数据的比较证明，在大多数情况下，不同蛋白的点的位置还是相对稳定的，可以进行大规模的比较研究。

在Knecht等人的研究中，得到了一个高解析度的具有大约3300个心肌蛋白点的双向电泳结果，并对其中的150个蛋白进行了氨基酸分析，N端和中间的Edman降解以及MALDI－MS等一系列鉴定。而对几百个正常和扩张性心肌病的病人的2－DE结果比较发现，两者的蛋白条带具有可比性。除去一些可能由不同的疾病有关参数如患病程度，用药情况，病人年纪等因素造成的无重复性的点的多少和强度的变化外，患病者和正常人有25种蛋白在统计学上具有显著差异。这些即是DCM相关蛋白。而这个结果是在对几百个样品的大规模研究的基础上得来的，而也只有大规模的研究，才能体现出这个结果在实际应用前景上的价值。对于这几十种疾病相关蛋白，我们可以用一些其它方法，如免疫组化，酶活测定等，来作进一步的鉴定，确认它们与疾病的相关性以及它们在疾病中的作用等。这些工作都是在基于蛋白质组的研究基础上进一步的深入而进行的，显然，在几百个DCM患者和正常对照的样品的大规模水平上对疾病相关蛋白的整体研究无疑是最为基础和有效的。

病原微生物的蛋白质组学分析
近几年来，关于传染病的研究变得比原来更为重要。一些新的传染原，如Borrelia burgdorferi，HIV，Ebola病毒等的出现，使得一些原来认为已被控制的疾病如结核，多抗药性的链球菌属感染等又有所增 加。因此，对于有毒力的微生物和病毒进行蛋白质组学的分析就显得非常必要，它可以用来寻找和研究毒力因子，抗原，疫苗等，而这些对于疾病的诊断，治疗和防治是极为重要的。目前，已经有18种微生物的基因组测序已经完成，而另有60多种的微生物的基因组测序正在进行当中，这些基因序列的信息和相对真核组织来说少得多的基因数量都为蛋白质组的研究提供了良好的基础。

疏螺旋体属的Borrelia burgdoferi是引起多系统疾病人类Lyme氏疏 螺旋体病的主要致病因子。这种疾病的症状开始时常表现为一些环状红斑样皮疹以及流感样症状，发展下去也会造成一些神经系统的并发症和关节炎等。目前，对这种疾病的诊断主要是通过临床症状的判断并辅以血清学实验如ELISA，免疫印迹等来证实。由于这些实验具有不同程度的敏感性和特异性，诊断并不是标准化的。利用蛋白质组学的研究提供一些新的较为标准的诊断标记就显得尤为必要了。

Borrelia burgdoferi的染色体上有853个基因，它的11个质粒上有额 外的430个基因。它的双向凝胶电泳图谱大约有300个点，由这些蛋白点就可以寻找免疫相关抗体等蛋白了。将银染的 Borrelia burgdoferi的 2DE凝胶上的其中217个点编号后，用来源于兔子的多克隆抗体采用免 疫杂交的方法鉴定了一些抗原在胶上的位置，如外表面蛋白A(OspA)，OspB，OspC，p83/100，p39，flagellin p41等。除了p83/100外，所有 抗原在2DE图上都存在于不只一个点上。利用不同表现症状的Lyme氏 疏螺旋体病病人的血清与疏螺旋体的2DE图进行印迹分析发现，具有 红斑迁移症状的十个病人的血清中分别含有60种和88种抗原的IgM型和IgG型抗体，而关节炎病人的血清中含有15种抗原的IgM抗体和76种不同抗原的IgG抗体，晚期神经疏螺旋体病人的血清中则含有33种抗原的IgM抗体和76种抗原的IgG抗体，但在这三种不同疾病时期的病人血清中都含有这样几种抗原的抗体,OspA，OspB，OspC，flagellin，p83/100，p39等，这几个抗原同时也是原来血清学实验中用来诊断的标记，蛋白质组的结果验证了原来诊断的合理性，同时，2DE的结果也发现了一些原来并没有发现的抗原，这些正是一些新的潜在的诊断标记。更多诊断标记的发现对于诊断的标准化和准确性的提高大有帮助。

弓形虫病是由原生动物Toxoplasma gondil寄生感染引起的，全世 界约有30%的人携带此种寄生虫，而在欧洲，弓形虫病是发生频率最 高的传染病之一，因此，这种疾病的危害是相当高的。在健康人群中，寄生虫的感染通常是无症状的或症状极其轻微的，但如果是怀孕期间感染，寄生虫就会通过胎盘，并造成胎儿的死亡。随着怀孕时间的增加，寄生虫穿透的可能性也会增加。因此，确定感染的时间就显得非常重要了。另一方面，怀孕不同时期的感染后果也是不同的，在怀孕早期，器官形成过程时的感染危害可能是致死的，而怀孕的后期，胎儿的感染经常会导致一些并发症的出现如视网膜色素异常等。如果在怀孕期间感染的妇女得到了充分的治疗，胎儿感染的可能和后果的严重性都会大大降低。因此，及时的诊断和准确判断感染时间对于弓形虫病的治疗是非常重要的。

但实际上，90%以上的怀孕妇女的初期感染都不能被及时发现。目前的诊断主要是依靠血清学手段和PCR方法，而用血清学的方法来检测抗体对于一些无免疫应答的和怀孕的病人显然是不够的，而潜伏性感染致病恰恰是经常发生在无免疫应答的人中。如在艾滋病患者中， T.gondil就是导致脑内病变并致死的主要原因。由这些都可看出，疾病的有效的诊断对于有效的治疗是非常关键的。同样，蛋白质组水平上的研究为这方面的进展提供了非常有力的方法。我们可以用不同感染情况的病人的血清和T.gondil的2DE图进行免疫印迹来寻找和感染相关的抗 原来作为诊断标记。这些不同的血清包括：急性感染弓形虫病的 怀孕妇女的血清，急性弓形虫病的非怀孕病人的血清，潜伏性感染弓形虫的尚未发病者的血清。结果显示，2DE图上的9个点可以和感染者血清中的任一类型的免疫球蛋白反应，且这种反应和感染的状态和发病与否无关，这9个点就可用来作为T.gondil 感染的标记。另外有7个点 和抗体的反 应则与抗体类型或发病情况有关，可用来区分不同疾病状 况如潜伏期和急性期等，它们同样可作为进一步判断感染状态的诊断标记使用。

小结
双向凝胶电泳就象一个分子显微镜，将复杂的蛋白混合物分离开来，而进一步的由疾病和对照的比较可以找到一些疾病相关蛋白。目前，蛋白质组的应用最多的领域就是通过疾病和对照的2DE条带的比较寻找单个的疾病相关蛋白，钙粒蛋白B在结肠癌中的表达上调和肝癌来源的醛糖还原酶样蛋白在鼠的肝癌发生过程中的重新表达就是两个典型的例子。这些蛋白和疾病的相互关系还可以通过免疫组化等方法进一步的鉴定。而另一方面，利用蛋白质组来进行整体水平上的研究也是不可缺少的。如对扩张性心肌病的研究就显示出了患病者和对照的 25种蛋白的显著差异，人的心肌的包括了3300个蛋白的双向凝胶电泳数据库也已经建立了。对于整体水平上的研究而言，规模越大，使用样品数目越多，对分子机制的研究可能就越深入，因而国际间的协作是非常重要的。蛋白质组学应用的另一领域是在致病微生物的诊断用蛋白的寻找方面，如在上面所提到的Borrelia burgdoferi引起的Lyme氏 疏螺旋体病和Toxoplasma gondil引起的弓形虫病等，由蛋白质组学得 来的诊断标记甚至还可用来区分不同的疾病时期，这些都为有效的 诊断检测的发展提供了基础。蛋白质组学的研究在蛋白质功能和人类疾病研究方面为我们开辟了一个新的领域，尽管它还处于刚刚起步的不成熟期，很多技术还有待完善和发展，但它的潜力是不可低估的，在将来，蛋白质组在人类疾病中的应用也必然会更加广泛和深入。

朊病毒是直接破坏蛋白质还是通过寄主细胞中mRNA进行翻译来复制自身？

朊病毒又称“普里昂”或蛋白侵染子，是一类不含核酸的传染性蛋白质分子，因能宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相似的构象变化，从而可使宿主治病。
朊病毒是一类小型蛋白质颗粒，约由250个氨基酸组成，大小仅为最小病毒的1%。
发病机制都是因存于宿主细胞内的一些正常形式的细胞朊蛋白发生折叠错误后变成了致病朊蛋白而引起。
简单说：致病朊蛋白进入生物体后，引起正常朊蛋白构象变化成致病朊蛋白，从而致病。

为什么免疫系统对朊病毒没有反应？

1、朊病毒（prion，朊蛋白）虽然叫“病毒”，但是其实不是一种病毒，而只是一种蛋白质而已，不含有核酸。这种蛋白体内有正常的蛋白（PrPc），而朊病毒是变性的（PrPsc）。

2、先不考虑正确与否，我们先假设PrPsc可以被免疫系统识别，那么出现该变性蛋白的就作为抗原被机体识别，进而受到免疫系统的攻击。而PrPsc是一个不断诱导正常蛋白PrPc成为PrPsc的“链式反应”的过程，那么可以想见，大脑中受到如此程度的免疫系统攻击，画面太美。事实上，大部分引起脑炎的病毒，比如乙型脑炎病毒（日本脑炎病毒）、西尼罗病毒等等，都是这些病毒具有神经噬性，造成大脑损伤的一般都是免疫系统自己惹的祸。

3、朊蛋白是变性后直接沉积在脑部，这样就造成了初始免疫递呈细胞（树突状细胞/DC）可能不太好识别，这样后续的B细胞估计也就不好产生相对于的抗体了，而且DC不能发挥作用的话，T细胞免疫也就无从谈起了。至于事实是否如此，需要实验验证。PrPc成为PrPsc后是主要的α螺旋成为了β折叠。正如其中提到的免疫耐受可以导致机体不识别正常的蛋白，但是PrPsc不被识别是不是因为免疫耐受导致的却并不一定，因为α螺旋变成β折叠是在蛋白质二级结构上的改变，这无可避免的要引起蛋白的三级结构的改变，而如果PrPsc算外来蛋白的话，机体会识别出来，并且产生相应的抗体。当然现在也开始有了新的理论补充朊病毒假说，大致意思是两种蛋白其实都存于脑部，只是病人是因为平衡发生改变而导致的“链式反应”，至于对不对，还是需要时间和事实的检验。但如果这样的话，那么免疫耐受就可以解释了。

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