スクレイピー

プリオンの取り込み

タンパク質は腸または皮膚の切り傷から入ります。プリオンは羊の通常のタンパク質を間違った形に折りたたむ原因となります。これらのタンパク質は体内、特に神経細胞に徐々に蓄積され、その後死滅します。プリオンが腸を通って吸収されると、最初にリンパ節、特に小腸のパイエル板に現れます。実験では、子羊が感染した雌羊のミルクから感染するリスクがあることが示されているが、実験に参加した子羊同士も感染するため、感染リスクを評価するのは困難である。実験は子羊に症状が現れたかどうかを示すほど長くは続かず、ただ子羊の体内にプリオンが存在していることだけが判明した。

臨床徴候と診断

変化は最初は穏やかです。行動にわずかな変化が生じたり、咀嚼動作が増加したりする場合があります。その後、 運動失調と神経症状が発症し、影響を受けた羊は群れについていくのに苦労します。羊によっては過度に引っ掻き、羊毛が抜け落ちたり、皮膚に傷ができたりすることがあります。羊が胴体部分を引っ掻くと、この症状の特徴であるかじる反射が起こることがあります。慢性的な全身性疾患の兆候は、体重減少、食欲不振、 無気力、そして死亡などの後に現れます。 スクレイピーの診断には死後検査が重要です。組織の組織学では、中枢神経系におけるプリオンの蓄積が示されており、免疫組織化学的染色や ​​ELISA もタンパク質の検出に使用できます。

治療と予防

影響を受けた羊には治療法はありません。第 3 まぶたから少量のリンパ組織を切除する検査が利用できるようになりました。英国政府は、遺伝的にスクレイピーに対する耐性がより高い羊の繁殖を奨励する国家スクレイピー計画を導入しました。これは最終的には英国の羊個体群における病気の発生率を減らすことを目的としています。スクレイピーはヨーロッパと北アメリカで発生しますが、現在までオーストラリアとニュージーランド (どちらも羊の主要生産国) にはスクレイピーは存在しません。チェビオットやサフォークなどの品種は、他の品種よりもスクレイピーに感染しやすいです。具体的には、これは天然に存在するプリオンタンパク質をコードする遺伝子によって決定されます。最も抵抗力のある羊は 2 つのARR 対立遺伝子を持っていますが、 VRQ 対立遺伝子を持つ羊は最も感受性が高いです。簡単な血液検査で羊の対立遺伝子が明らかになり、多くの国でVRQ 対立遺伝子の繁殖が積極的に行われています。 BSEの恐れのため、ヨーロッパの多くの国は、スマラホブやスモーキーなど、脊髄を除去せずに作られた一部の伝統的な羊やヤギ製品を禁止しています。 2010年、ニューヨークの研究チームは、たとえPrPScがもともと脳組織の1000億分の1（10-11）個にしか存在しなかったとしても、検出されたことを報告した。この方法では、増幅とサラウンドファイバーイムノアッセイと呼ばれる新規技術および PrPSc に対するいくつかの特異的抗体が組み合わされています。この技術により、他の技術よりもはるかに少ない変換サイクルで PrPSc を検出できるようになり、アーチファクトの可能性が大幅に低減され、テストが高速化されました。研究者らはまた、後にスクレイピーを発症した一見健康な羊の血液サンプルでもその方法をテストした。何らかの症状が現れるとすぐに、動物の脳が分析されました。これにより、動物が病気の症状を示した直後に採取された脳組織と血液の結果を、動物の生涯の初期に採取された血液と、感染していない動物から採取された血液と比較することができました。この結果は、症状が現れるずっと前に動物の血液中に PrPSc が検出される可能性があることを明確に示しました。開発とテストがさらに進めば、この方法は血液または尿に基づくスクレイピーのスクリーニング検査としてモニタリングに非常に役立つ可能性があります。

感染/暴露経路

さまざまな研究により、スクレイピーとして知られる致死的な伝染性脳症をヒツジやヤギに感染させるプリオン（PrPSC）は、病原性活性を失うことなく土壌中に何年も生存できることが示されています。環境へのプリオンの拡散はさまざまな原因から起こります。主に羊の感染性の胎盤や羊水から、そして場合によっては唾液や糞便による環境の汚染から発生します。スクレイピーの確認検査は、死後に採取された組織（脳幹構造）、咽頭後リンパ節、扁桃腺などに疾患関連プリオンタンパク質（PrPSC）免疫組織化学を適用することによってのみ実現できます。 2008 年に、直腸生検由来のリンパ組織の免疫化学検査として、生きた動物を用いた診断的非確定検査が USDA によって承認されました。野外におけるスクレイピーの自然伝播は、大部分が消化管を介して起こるようで、以前にスクレイピーの発生が観察された牧草地では、スクレイピーのいない羊の群れが感染する可能性があります。これらの発見は、環境、特に土壌中での継続的な伝染を示唆しています。出産液中のプリオンの濃度は、プリオンの感染力を変化させません。自然にまたは実験的に感染した動物はこれを行い、たとえ胎盤の PrPSC が低くても、雌羊は子羊に感染を伝えます。 USDA農業研究局の研究では、PrPSCはヤギ胎盤（5～10％）よりもヒツジ胎盤（52～72％）で高い割合で排泄されます。検出可能なPrPSCは、この病気の末期および初期の前臨床段階の両方でヒツジの糞便から検出され、プリオンが病気の経過全体を通じて環境中に排泄される可能性が高いことを示唆しています。環境からの取り込みや感染した唾液の飲み込みなど、糞便中のプリオンの発生源は複数考えられる。しかし、最も考えられる原因は腸関連リンパ組織からの排泄物です。反芻動物は、回腸の全長に沿って約 100,000 個の卵胞を数える特殊なパイエル板を持っており、これらすべてが感染して内腔にプリオンを放出する可能性があります。スクレイピー プリオンは、生後 4 か月の自然感染した無症候性子羊のパイエル板で発見されました。汚染されたワクチンへの曝露

• 汚染されたルーピン病ワクチン。 1935 年のモレダン ワクチン災害としても知られています。ワクチン接種後に 1,500 頭以上の羊がスクレイピーを発症しました。 「スクレイピーの病因に関する調査は、知らず知らずのうちにスクレイピー・プリオンに汚染されていた羊のリンパ組織のホルマリン処理抽出物を用いて、ルーピン病ウイルスに対する羊のワクチン接種を行った後に行われた(Gordon 1946)。2年後、1500頭以上の羊がこのスクレイピー・ワクチンを受けた。 「このワクチンは、スクレイピー病原体に汚染された正式化された羊の脳から調製されました。」 「1946年の英国・アイルランド国立獣医師会の年次総会で、WS・ゴードン博士は狼瘡ワクチンによるスクレイピー感染の証拠を発表した。」ゴードンは 1931 年から 1932 年にかけて狼瘡病を予防する効果的なワクチンを開発しました。 4 年間の実地試験を経て、1935 年に彼のワクチンは広く使用されるよう 3 バッチで生産されました。このワクチンは、ルーピングIIIウイルスの脳内ワクチン接種の5日後に採取された羊の脳、脊髄、脾臓の組織から調製された。ホルマリンを 10% 生理食塩水に添加して、ウイルスを不活化しました。 1935 年と 1936 年には、ワクチン接種された動物に悪影響は認められませんでした。その後、2 人の飼い主が、2 年半前にルーピング ワクチン (バッチ 2) を接種したブラックフェイス羊にスクレイピーが発生したと報告しました。スクレイピーはこれまでブラックフェイスレースでは観察されていなかった。検査中、Dr.ゴードンは、バッチ2が作られた8頭の子羊はスクレイピーにさらされた雌羊から生まれたと述べた。 1936年から1937年にかけて、一部の羊がスクレイピーを発症しました。博士。ゴードンは、バッチ 2 の製造に使用された子羊の組織には「スクレイピーの感染物質」が存在し、この物質は「不活化された虫眼鏡病原体のウイルスを含む濃度のホルマリンに耐えることができ、感染できる可能性がある」と仮説を立てました。皮下接種によって感染する可能性があり、潜伏期間は2年以上です。」 ‘788 羊を使った 4 年半にわたる実験が 1938 年に動物疾病研究協会によって開始されました。研究者らは、羊の脳と脊髄組織の生理食塩水懸濁液を脳内にスクレイピーワクチン接種した正常な羊の60％が、その4年半以内にスクレイピーを発症したことを発見した。潜伏期間は7か月以上でした。この懸濁液の皮下接種を受けた羊のうちスクレイピーを発症したのはわずか 30% であり、この群の潜伏期間は 15 か月以上でした。研究者らは、感染因子は濾過可能なウイルスである可能性が高いと結論付けました。」
• マイコプラズマ・アガラクティエに対する汚染されたワクチン。 1997年と1998年にイタリアで羊とヤギでスクレイピーが発生し、その原因はワクチンにあると考えられていた。 「1997年と1998年にイタリアでスクレイピーの発生が急増した理由として、ワクチンによる偶発的感染が説明されている。この論文は、同じワクチンに曝露されたヒツジとヤギにおけるスクレイピーの最近の発生について説明している。1992年以来、雌羊やヤギはもう発生していない」ヤギは群れに導入されたが、マイコプラズマ・アガラクティエに対するワクチンは1995年と1997年の2回投与された。どちらの種も粗死亡率とスクレイピー発生率が高く、すべての出生コホートが影響を受け、高齢のコホートの大部分が感染した。ヒツジとヤギの間でわずかに異なる脳障害のパターンが観察されました。これは、以前に同じワクチンに曝露された動物で観察されたパターンと非常に似ていましたが、ヒツジの脳で観察されたパターンとは大きく異なりました。ワクチンを接種していない群れのスクレイピー。暴露状況に関係なく、ヒツジの遺伝子型分析では、コドン 171 にのみ多型の存在が示された。発生率と脳損傷のパターンの両方から、スクレイピーの流行がワクチンの使用によるものであるという証拠が得られた。」 1997 年と 1998 年に、マイコプラズマ アガラクティエに対するワクチンへの曝露後に、スクレイピーの不注意による種内および種間感染が発生しました。 2 年前にワクチン接種を受けた単一の群れから得られた、罹患したヒツジおよびヤギの PrP(Sc) の分子型が特定されました。医原性スクレイピーを患った５匹の動物では、調べたすべての脳領域で 20 kDa の核断片を持つ PrP(Sc) タイプが見つかりました。 3頭のヒツジと1頭のヤギでは、このアイソフォームは17 kDaのプロテアーゼ耐性骨格を持つ完全にグリコシル化されたアイソフォームと一緒に発生したが、2頭のヒツジと4頭のヤギでは2種類のPrP(Sc)が異なる脳領域で検出された。自然野スクレイピーを持つ羊では、20 kDa アイソフォームと区別できない物理化学的特性を持つ PrP(Sc) タイプが見つかりました。 「今回の結果は、ワクチン接種に使用された乳腺および脳のホモジネート中に2つのプリオン株が同時発生していることを示しています。」

汚染された土壌への曝露

放牧羊による土壌摂取量は、2 つの土壌タイプ、2 つの放牧率、2 つの放牧期間にわたって測定されました。動物は5月から11月の間に体重1kg当たり最大400gの土壌を摂取した。降雨量と放流率が食物摂取量に影響を与える要因であることが判明した。土壌の種類と植生の種類の影響はそれほど明白ではありませんでした。大人の羊の平均体重は約250ポンドです。成羊の場合、D. McGrath et al . が説明したように、土壌を 400g/kg 食べると予測された場合、平均的な羊は 6 か月間で 1 日あたり約 45,000g または 251g を食べることになります。土壌が糞便や産液からのプリオン（PrPSC）で汚染されていると仮定すると、羊が感染する可能性があります。土壌中のプリオンの濃度は不確実であり、濃度は感染力に直接比例しません。土壌中のプリオン感染力に影響を与える要因には、土壌中の時間の長さと土壌の結合能力が含まれることが示されています。スクレイピー汚染土壌の詳細なリスク評価には、土壌抽出物中に検出可能な PrPSc が、最長 29 か月の潜伏期間後でも依然として経口感染性を示すかどうかを分析することが非常に重要でした。シリアンハムスターを用いた生物検定は、それぞれ26か月と29か月の潜伏期間後に収集された汚染土壌または水性土壌抽出物を動物に与えることによって行われた。汚染された土壌を与えられたハムスターは、最初の給餌後 2 週間から 6 か月 (95% CI) で最初のスクレイピー関連症状を示しました。ハムスターは、最初の給餌から 5 ～ 21 か月 (95% CI) でスクレイピーの最終段階に達しました。これは、26 か月および 29 か月間培養された土壌ではかなりの量の持続的な感染力が存在することを示しました。アイスランドでは、1978年にスクレイピー撲滅プログラムが実施され、影響を受けた群れは殺処分され、敷地内が消毒され、羊小屋が焼かれた。 2、3 年後、スクレイピーの発生していない地域からの子羊が敷地内に補充されました。 1978 年から 2004 年の間に、スクレイピーは 33 の施設で再び出現しました。 PrPSc による持続的な環境汚染の結果、殺処分後 14 ～ 21 年後に 9 件の再発が発生しました。さまざまな種類の土壌の結合能力により、集団内での病気の浸透が増加することが示されています。一般的な粘土鉱物であるモンモリロナイト (Mte) とカオリナイト (Kte) を含む土壌は、石英を含む土壌よりも効果的にプリオンと結合します。環境中に放出される量はごくわずかですが、土壌結合プリオンの伝播性の向上は、環境中でのスクレイピーの蔓延を説明できる可能性があります。 Mte または他の土壌成分が粒子結合プリオンの伝達性を高めるメカニズムはまだ解明されていません。プリオンが Mte または他の土壌成分に結合すると、消化管での変性やタンパク質分解から PrPSC が部分的に保護され、より多くの病原体が腸から吸収される可能性があります。 PrPSc 土壌の吸着により、タンパク質の凝集状態が変化し、サイズ分布がより感染性の高いプリオンタンパク質粒子にシフトし、それによって感染単位が増加する可能性があります。プリオン病がプリオンで汚染された土壌の摂取を通じて伝播するためには、プリオンは経口曝露経路でも感染性を保たなければなりません。ウィスコンシン大学の研究者らは、Mte結合プリオンと土壌結合プリオンの経口感染力を調べた。プリオン源（感染脳ホモジネートおよび精製 PrPSc を介したもの）と用量の​​浸透率（最終的にスクレイピーの臨床徴候を示す動物の割合）および潜伏期間（臨床徴候の発現までの時間）に及ぼす影響を調べた。未結合の浄化された土壌由来 PrPSc 200 g を経口投与された動物の約 38% が臨床症状を示し、感染動物の潜伏期間は 203 ～ 633 日でした。等量の Mte 結合 PrPSc を経口投与されたすべての動物は、195 ～ 637 日後に疾患の症状を示しました。対照的に、Mte土壌単独、またはその10分の1の未結合の清澄化PrPSc（20ng）を経口摂取した動物は、実験期間中無症状のままであった。これらのデータは、Mte 結合プリオンが経口曝露経路を通じて感染性を維持すること、および結合剤 Mte が疾患の浸透性を高め、したがって経口感染の効率を改善することを実証しました。汚染された干し草ダニへの曝露「羊やヤギの自然疾患である典型的な TSE であるスクレイピーでは、感染した群れへの曝露がまったく知られていないにもかかわらず、この病気が突然群れに現れることがあります (Palsson、1979)。最後に、アイスランドの野原では、スクレイピーに感染した群れが破壊された後、最大 3 年間空き家になっていた羊には、スクレイピーのいないことが知られている羊が再繁殖し、この後者のグループの一部の羊はその後スクレイピーを発症しました (Palsson、1979)。」と同様の結果が得られました。アイスランドとイギリスでは何度か、あるアイスランドの農場では羊の群れが3回全滅し、そのたびに農場に羊がいない状態で2年間放置され、スクレイピーのいない地域から羊を補充した後にこの病気が再発した。数年前、干し草ダニがスクレイピーの媒介者として有力な候補であることが示唆されました（S. Sigurdarson、私信）。これにより、アイスランドの 5 つの農場の干し草から採取されたダニのサンプルがマウスに感染しました。これら 71 匹のマウスのうち 10 匹は、5 つの農場のうち 3 つの農場から採取したダニ製剤を注射された後に発病した(Wisniewski et al., 1996; Rubenstein et al., 1998)。培養時間は 340 日から 626 日の範囲であり、これらのマウスは宿主にコードされた糖タンパク質 PrPc のプロテアーゼ耐性型^PrpScを持っていました。プロテアーゼ耐性型はTSE疾患のマーカーである(Prusiner, 1991; Parchi et al., 1996)。これらの臨床的に陽性のマウスの一部では、WB 分析でのバンドパターンが独特でした (Wisniewski et al., 1996; Rubenstein et al., 1998)。

譲渡の概要

プリオン (PrPSc) は、羊やヤギによって産液、糞便、その他の排泄物中に排泄されます。プリオンの濃度は不確実ですが、感染力に直接比例するわけではありません。羊は大量の土壌を摂取するため、土壌は環境中に何年も残留する可能性があるスクレイピー プリオンの環境貯蔵庫となる可能性があります。プリオンの寿命と土壌粒子の蓄積は、環境中でのプリオンの持続性と感染力に影響を与える可能性があります。土壌中のプリオンを不活化する効果的な方法は現在不足しており、プリオンの感染力に対する自然分解メカニズムの影響はほとんどわかっていません。プリオン汚染環境の管理には、土壌中のプリオンの移動性、残留性、生物学的利用能に影響を与えるプロセスをより深く理解することが必要です。簡単な土壌分析を使用して農場の土壌のプリオン結合能力を推定するシステムは、環境中のプリオンのリスクと、土壌改良材の使用によるプリオン結合の変化が感染性プリオンの減弱に役立つかどうかの評価を可能にする可能性があります。地衣類、特にParmelia sulcata 、 Cladonia rangiferina 、およびLobaria pulmonaria は、プリオンの分解に有望なプロテアーゼを含む地衣類種があるため、プリオン数を減少させる可能性があります。プロテアーゼのクローンを作成して特性を明らかにし、プリオン感染力に対するそれらの影響を評価し、地衣類に存在するどの微生物がプロテアーゼ活性を生成または影響するかを決定するさらなる研究が必要であり、現在調査中です。