プリオン

概要

プリオン（prion）とは、DNAもRNAも持たず、タンパク質のみで感染・増殖する病原体である。名称は “proteinaceous infectious particle” を短縮した造語で、1982年にスタンリー・プルシナー（Stanley Prusiner, 1942-）が提唱した。

「すべての感染症は核酸を持つ病原体によって引き起こされる」——それが当時の生物学の常識だった。プリオンの発見はこの前提を根底から崩し、生命情報の伝達に関する理解を刷新した。プルシナーは1997年にノーベル生理学・医学賞を単独受賞する。

プリオンが引き起こす疾患をプリオン病（prion disease）と総称する。ヒトのクロイツフェルト・ヤコブ病（CJD）、ヒツジのスクレイピー、ウシの牛海綿状脳症（BSE・狂牛病）、ニホンジカの慢性消耗病（CWD）などが代表例である。いずれも致死性の神経変性疾患であり、現在も有効な治療法は存在しない。

分子機構——折り畳みの連鎖

プリオンの本体は、正常細胞にも存在するタンパク質 PrP（プリオンタンパク質）の異常型である。

正常型（PrP^C）は主にαヘリックス構造をとり、神経細胞の表面に発現している。異常型（PrP^Sc）はβシート構造に富む立体配置をとる。この二者は同じアミノ酸配列を持ちながら、空間的な折り畳み方が根本的に異なる。

病原性の核心は「テンプレート変換」にある。PrP^Sc が PrP^C に接触すると、正常型が異常型の立体配置を「模倣」するように変換される。変換された分子はまた別の PrP^C を変換する——この連鎖が止まることなく進行し、脳組織にスポンジ状の空洞（空胞変性）を生じさせる。

「プリオンは情報を核酸ではなくタンパク質の立体構造に乗せて伝える。」（スタンリー・プルシナー、ノーベル講演、1997）

遺伝子の変異も、感染も、最終的には「折り畳みの誤り」という物理現象に還元される点がプリオンの特異性である。

疾患の類型と感染経路

プリオン病は発症機序によって三種に分類される。

孤発性（sPrP） — 明確な原因なく発症。CJD の約85%。老年期に多い
遺伝性 — PRNP遺伝子変異により異常型PrPが自発的に生じる。家族性CJD、ゲルストマン・ストロイスラー・シャインカー症候群など
感染性 — 汚染された組織の接触・摂取によって伝播。変異型CJD（vCJD）はBSE感染牛の摂食が原因とされる

1980〜90年代の英国でBSEが流行し、感染牛由来の肉骨粉が飼料として使用されたことで大規模な感染拡大が起きた。ヒトへの伝播（vCJD）は英国で約230例が確認されており、食の安全をめぐる国際的な政策議論を引き起こした。

プリオンは通常の滅菌処理（高温・紫外線・アルコール消毒）に対して異常な耐性を示す。外科器具を介した医原性感染が問題になったのはこのためである。

Prusiner, S.B. “Novel Proteinaceous Infectious Particles Cause Scrapie.” Science, 216(4542), 1982
プルシナー, S.B. ノーベル賞受賞講演「プリオン」（1997）
水野美邦監修『プリオン病のすべて』（医学書院、2003）
WHO. “WHO infection control guidelines for transmissible spongiform encephalopathies.” 1999

概要

分子機構——折り畳みの連鎖

疾患の類型と感染経路

現代への示唆

1. 「前例のないリスク」への対処

2. パラダイム転換のコスト

3. 構造が機能を決める

関連する概念

参考