第六章基因工程疫苗.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六章 基因工程疫苗,第一节 疫苗概述,一、疫苗的起源与发展,疫苗的起源可以追溯到我国古代。,早在,4,世纪初，东晋葛洪所著,肘后方,中，已有关于防治狂犬病的记载：“杀所咬犬，取脑敷之，后不复发”。,在宋真宗时代（公元,1000,年左右）宰相王达之子患了天花，四处请医无效，最后请来了峨眉山的道人，取其患处的结痂，处理后进行自体接种而治愈，这当是最早的,自身免疫治疗（,self-Vaccine,）,。,逐渐发展成了预防天花的,人痘接种法,，即从感染天花后的恢复期病人或症状比较轻的病人身上，挑取水泡、脓疱和痘痂内容物并保存,1,个月左右待其干燥，然后将其研磨成粉末，给健康人的鼻腔吸入，以预防天花，取得了很好的保护效果。,这是人类史上最早使用疫苗来预防疾病的记录,，较英国医生琴纳（,Jenner,）发明牛痘苗早了几百年。,15,世纪中期我国的人痘苗接种法传至中东，后经改革进行皮下接种。,1721,年英驻土耳其的大使夫人，将此法又传至英与欧洲各国。,人痘的发明是中国人民对世界医学的一大贡献。,2000,年，美国疾病控制与预防中心（,Centers for Disease Control and Prevention,，,CDC,）出版了,疫苗可预防疾病的流行病学与预防学,第,6,版，在这本被誉为疫苗学权威手册首页的“疫苗接种的里程碑”中，第一项即是“,12,世纪中国开始用人痘接种预防天花”（见表,6-1,）。这是,对中国首先开始使用人痘接种预防天花是最早的免疫接种形式的肯定。,表,5-1,疫苗发展史上的里程碑事件,时间,事件,12世纪,中国开始用人逗接种预防天花,1721年,人逗接种传入英国,1796年,E.Jenner为James Phipps接种牛痘，疫苗接种正式开始,1870,L.Pasteur发明了第一个细菌减毒活疫苗鸡霍乱疫苗,1884年,L.Pasteur发明了第一个病毒减毒活疫苗狂犬病疫苗,1885年,L.Pasteu第一次把狂犬病疫苗接种于人体,1901年,Von Behring发现了白喉抗毒素，获得第一个医学诺贝尔奖,1909年,Smith发明了灭活白喉毒素的方法,1909年,Calmette和Guerin发明了第一个用于人的细菌减毒活疫苗BCG,1933年,Good Pasture发明了鸡胚病毒培养法,1949年,Enders及其同事从人细胞系中分离出脊髓灰质炎型Lancing株,1954年,Enders分离出麻疹病毒,1955年,脊髓灰质炎灭活疫苗获准生产,时间,事件,1961年,人二倍体细胞株建立,1963年,麻疹疫苗获准生产,三价脊髓灰质炎疫苗获准生产,1966年,世界卫生联盟呼吁全球消灭天花,1977年,索马里发现最后一例本土天花,1979年,美国报道最后一例野毒传播型脊髓灰质炎,1986年,第一个重组疫苗重组乙型肝炎疫苗获准生产,1989年,推荐使用二剂型麻疹疫苗,1990年,第一个多糖结合疫苗B型流感嗜血杆菌疫苗获准生产,1991年,西半球报道最后一例野毒株脊髓灰质炎病例,乙型肝炎免疫纳入全球计划免疫,1994年,美国消灭脊髓灰质炎得到证实,1995年,水痘疫苗获准生产,1996年,用于婴儿的无细胞型百日咳疫苗获准生产,1997年,推荐进行扫荡式脊髓灰质炎免疫,1999年,推荐单一使用脊髓灰质炎灭活疫苗,2000年,用于婴儿的结合肺炎球菌疫苗获准生产,引自：,CDC,：,Epidemiology and Prevention of Vaccine-preventable Disease.6 Edition,，,2000,17965.14,英国乡村医生爱德华,琴纳（,Edward Jenner,）进行了人类历史上的第一次疫苗接种试验。,Jenner,从一位感染了牛痘的年轻挤奶农妇的手上挑取了痘苗接种到一名,8,岁男孩的手臂上。经过几个月的严密观察，发现小男孩获得了免疫保护，一直没有感染天花。,1798,年,9,月，,Jenner,发表了接种“牛痘”预防天花的论文，虽然当时全然不知天花是由天花病毒感染所致，但这一划时代的发明，,开创了人工自动免疫的先河,。,19,世纪,70,年代，法国科学家路易斯,巴斯德（,Louis Pasteur,）有关减毒鸡霍乱菌的研究，是继琴纳之后的重大进步。他认为使用减毒的病原体来预防其导致的疾病，比使用相关的动物病原体来预防人类疾病理当更加有效。,巴斯德建立了现代意义上的预防接种，即通过实验室内研制的疫苗来预防传染病。,随后的羊炭疽减毒活疫苗的试验成功，尤其是,1885,年首次在人体使用减毒狂犬病疫苗的成功，标志人类进入了一个预防接种的科学新纪元。,基于安全原因，正式生产的均为狂犬病灭活疫苗，质量上也在不断的改进。,Pasteur,在疫苗研制领域的先锋作用和卓越贡献引起了第一次疫苗革命。,到,19,世纪末，,人类在疫苗学领域里已经取得了辉煌的成就，,包括,2,个人用病毒减毒活疫苗（琴纳的牛痘，巴斯德的狂犬病），,3,个人用细菌灭活疫苗（,美国,Salmon,和,Smith,、法国,Chamberlai,和,Roux,的伤寒、霍乱和鼠疫,），以及疫苗学的一些基础概念，如,Metchnikoff,的的,细胞免疫（,1884,年），,Ehrlich,的受体理论（,1897,年）及,毒素,-,抗毒素作用,。,进入,20,世纪前,30,年，疫苗学在三个方面取得了重大进展：,首先，法国科学家,Calmette,和,Guerin,在,1906,年从牛体分离到,1,株结核菌，经过,13,年在牛胆汁中传递,230,代，获得,1,株减毒株，制成疫苗，于,1927,年上市，即所谓,卡介苗（,BCG其次，在,20,年代，巴斯德研究所的,Ramon,应用化学灭活方法获得,白喉和破伤风类毒素并研制成疫苗,。,第三，,Wilson Smith,和,Thomas Francis,分别在禽胚中研制成功,2,种灭活,甲型流行性感冒（流感）疫苗,。,二次大战后，疫苗研究进入了突飞猛进的发展阶段。,波士顿的,Enders,及其同事发展了病毒的体外细胞培养技术，促进了多种减毒和灭活病毒疫苗的研制。,50,年代，先有,Salk,的,3,价灭活脊髓灰质炎（脊灰）疫苗（,IPV,），后有,Sabin,的,3,价减毒脊灰疫苗（,OPV,），为人类渴望在地球上消灭脊灰提供了有力武器。同一时期还研制了在鸡胚细胞中培养减毒的麻疹疫苗。,60,年代研制了在鸡胚中减毒的流行性腮腺炎疫苗。,70,年代研制了在细胞中培养的风疹疫苗。,细菌疫苗方面，,70,年代细菌夹膜多糖的纯化技术促进了多个侵袭性细菌疫苗的研制成功。,同一时期的病毒蛋白纯化技术也促进了血源性乙型病毒性肝炎（乙肝）疫苗的研制成功。,20,世纪,80,年代，现代分子技术的应用推动了又一代疫苗的研制，引发了疫苗发展史上的第二次革命，其首要成果是基因重组乙肝疫苗，为人类在地球上消除乙肝提供了希望。与此同时，化学、生物化学、遗传学和免疫学的发展在很大程度上为新疫苗的研制和旧疫苗的改进提供了新技术和新方法（表,5-2,）。,表,5-2,新技术对疫苗研制和开发的作用及影响,学科领域,生物技术,作用和影响,遗传学,基因工程和DNA重组（包括基因克隆和表达，DNA测序，DNA合成，核酸内切酶和工具酶，PCR，全基因图谱）,抗原鉴定和抗原分离,测定抗原的可变性,蛋白质抗原的基因工程,基因突变和减毒,重组微生物作为载体,化学,多肽合成,鉴定抗原表位,研制多肽疫苗,蛋白质结构,计数及估测T和B细胞表位,糖结构,多糖疫苗,基础研究,佐剂，多糖和蛋白质偶联疫苗,免疫学,单克隆抗体,抗原鉴定和抗原分离,鉴定抗原表位,抗同种异型,模拟非蛋白质表位,免疫调控,新型佐剂,基础研究,细胞和分子免疫机理,粘膜免疫,至今已有,30,余种疫苗成功的用于人类疾病的预防（表,5-3,）。其中一半以上是病毒疫苗。如天花（,poxvirus,）、小儿麻痹（,poliovirus,）、麻疹（,Measles,）等曾严重危害人类生命与健康的疾病的流行得到了有效的控制。其中天花已被根除，创造了使用疫苗在自然界中彻底消灭一种病原微生物的医学奇迹。人类消灭脊髓灰质炎的目标也即将实现。,表,6-3,人用疫苗发展年表,应用年份,疾病名称,疫苗类型,1721,天花,“人痘”活天花病毒,1796,天花,“天然减毒”痘苗病毒,1885,狂犬病,“不同程度”减毒的灭活病毒,1936,黄热病,活减毒病毒,1936,流感,灭活全病毒,1943,流感,灭活完整（whole）病毒,1955,小儿麻痹,灭活病毒,1957,狂犬病,灭活病毒、鸭胚培养,1961,小儿麻痹,活减毒病毒,1963,麻疹,灭活病毒和减毒活病毒,1967,腮腺炎,活减毒病毒,1969,风疹,活减毒病毒,表,6-3,人用疫苗发展年表,应用年份,疾病名称,疫苗类型,1972,流脑,纯化多糖A和C型,1974,日本脑炎（乙脑）,灭活病毒,1976,狂犬病,灭活病毒、人二倍体细胞培养,1981,乙型肝炎,灭活、血源苗,1982,脑膜炎球菌脑膜炎,纯化A、C、Y、W135型多糖,1983,日本脑炎（乙脑）,活减毒病毒,1983,水痘,活减毒病毒,1986,乙型肝炎,基因重组蛋白质疫苗,1991,甲型肝炎,活减毒病毒和灭活病毒1998,轮状病毒腹泻,活减毒病毒,1998,回归热,纯化蛋白质疫苗,我国自,1919,年开始建立专门的机构（中央防疫处，北京生物制品研究所前身）从事生物制品的研究、生产，这是我国第一所生物制品研究所。,建国后，我国政府重新组建和新建了北京、上海、武汉、长春、兰州、成都等六个生物制品研究所。,中国现有疫苗产品生产企业约,30,家，是世界上疫苗产品生产企业最多的国家（表,5-4,）。,中国的疫苗产品年产量已经超过,10,亿个剂量单位，疫苗的种类和数量也达到世界之最，其中用于预防乙肝、脊髓灰质炎、麻疹、百日咳、白喉、破伤风的儿科常见病的疫苗生产量达到,5,亿人份，已经全部实现计划免疫接种。,中国生产的疫苗产品已经能够满足防病、灭病的需要。,表,6-4,中国主要疫苗种类和生产厂家,种类,制品名称,用途,生产厂家,病毒类,重组酵母基因工程乙肝疫苗,用于预防所有已知亚型的乙肝病毒的感染。,北京天坛生物、深圳康泰,重组（CHO）乙型肝炎疫苗,预防乙型肝炎病毒感染,长春所、兰州所、华北制药,甲型肝炎纯化灭活疫苗（VAQTA）,VAQTA适用于接触前的主动免疫，以预防甲型肝炎病毒引起的肝炎，但不能预防由非甲型肝炎病毒引起的肝炎。首次免疫应在预计接触前至少2周进行。,巴斯德-梅里厄-康纳公司、北京科兴,甲型肝炎减毒疫苗,用于预防甲型肝炎,史克必成公司、长春所、长春高新,种类,制品名称,用途,生产厂家,风疹减毒活疫苗,年龄为8个月以上的风疹易感者,巴斯德-梅里厄-康纳公司、兰州所、天坛生物、上海所,麻疹减毒活疫苗,预防麻疹病,兰州所、长春所、上海所,森林脑炎灭活疫苗,用于预防森林脑炎,长春所,乙型脑炎灭活疫苗,本疫苗免疫接种后，刺激机体产生抗乙型脑炎病毒的免疫力，用于预防乙型脑炎。,兰州所、长春所、天坛生物、上海所,型肾综合征出血热纯化疫苗,预防流行性出血热,兰州所、上海所,型肾综合征出血热纯化疫苗,预防型出血热,长春所,流行性感冒灭活疫苗,6岁以上所有希望预防流感的健康人群,巴斯德-梅里厄-康纳公司、史克必成公司、兰州所、长春所、长春高新,腮腺炎减毒活疫苗,8月龄以上的腮腺炎易感者,兰州所、上海所,种类,制品名称,用途,生产厂家,口服脊髓灰质炎减毒活疫苗,预防脊髓灰质炎,天坛生物,口服轮状病毒活疫苗,预防小儿秋季腹泻,兰州所,水痘减毒活疫苗,12月龄以上的水痘易感者,长春生物制品研究所、史克必成公司、长春所、上海所,人用狂犬病纯化疫苗,用于预防狂犬病,巴斯德-梅里厄-康纳公司、兰州所、长春所、成都所,黄热减毒活疫苗,预防黄热病,天坛生物,联合疫苗,吸附白喉、破伤风、百日咳和脊髓灰质炎疫苗,该联合疫苗适用于儿童预防白喉、破伤风、百日咳和脊髓灰质炎的基础免疫及加强免疫。,巴斯德梅里厄康纳公司,麻疹、流行性腮腺炎和风疹疫苗,预防麻疹、流行性腮腺炎、风疹,默沙东公司、史克必成公司,甲乙肝联合疫苗,预防甲肝和乙肝,史克必成公司、北京科兴,二、疫苗与基因工程疫苗,传统疫苗,（,Traditional Vaccine,）,用人工变异或从自然界筛选获得的减毒或无毒的活的病原微生物制成的制剂或者用理化方法将病原微生物杀死制备的生物制剂，用于人工自动免疫以保护人或动物产生免疫力，这些制剂被称为疫苗（多用于预防），即疫苗是由病原体制成的。,国内常将细菌制作的人工主动免疫生物制品称为,菌苗,。将病毒（,Virus,）、立克次氏体（,Rickettia,）、螺旋体（,Spiral coil,）等微生物制成的生物制品称为,疫苗,。,现在国际上一般,将细菌性制剂、病毒性制剂以及类毒素统称为疫苗（,vaccine,）。,基因工程疫苗：上述狭义的疫苗被称做传统疫苗（,traditional vaccine,），,即完整的病原体为主制成的疫苗；而,基因工程疫苗则属于新一代疫苗（,New generation Vaccine,）,或高技术疫苗范畴（,High-tech Vaccine,）,。,主要包括,基因工程亚单位疫苗、基因工程载体疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗、蛋白工程疫苗,等等，广义的还包括,遗传重组疫苗、合成肽疫苗、抗独特型抗体疫苗以及微胶囊可控缓释疫苗,等。,现代疫苗（,Modern vaccine,）：,是一种利用现代分子生物学技术使用,Ag,通过诱发机体产生特异性免疫反应以予防和治疗疾病或达到某种特定的医学目的生物制剂。,三、传统疫苗与新型疫苗的区别：,传统疫苗,疫苗的研制则主要是通过人体实验从经验与失败中获得。,20世纪以来，随着病原学、流行病学、免疫学，特别是病毒组织培养技术的发展，大量传统疫苗相继问世。,免疫学的进展，使人们可以通过是否产生中和抗体判定疫苗成功与否。几乎所有免疫保护机制明确，可以产生中和抗体，又易于培养的疫苗都已获得成功。甚至一些新出现的疾病，主要具备上述特点，也可以使用传统疫苗技术迅速研制成功（表5-5）。,对于免疫保护机制不明确，有潜在致癌性或免疫病理作用，以及病原不能或难于培养的疫苗，使用传统疫苗技术就很难研制成功。,新型疫苗,新型疫苗则是在分子生物、分子免疫学、蛋白化学以及相应的生物高技术基础上发展起来的（Woodrow，1997）。,重组DNA技术包括促进了疫苗生产技术的发展。,从现代的观点来看，我们可以把疫苗定义为：一种使用抗原通过诱发机体产生特异免疫反应以预防和治疗疾病或达到特定医学目的的生物制剂。,目前新型疫苗的研究主要集中在改进传统疫苗和研制传统技术不能解决的新疫苗两个方面，包括肿瘤疫苗、避孕疫苗及其它非感染性疾病疫苗的研究，其中发展治疗性疫苗已成为新型疫苗研究的重要组成部分。,疫 苗,类 型,国内外生产状况,国 内,国 外,1,小儿麻痹（OPV）,减毒活疫苗（I-III型联合）,+,-,小儿麻痹（IVP）,灭活疫苗（I-III型联合）,+,-,2,麻疹,减毒活疫苗,+,+,3,卡介苗（BCG）,减毒活疫苗,+,+,4,白喉-百日咳-破伤,风（DPT）,亚单位疫苗（联合）,+,+,亚单位疫苗（基因工程P）,-,+,5,乙型肝炎,亚单位疫苗（血源）,+,+,亚单位疫苗（基因工程CHO）,+（S）,+（S2）,亚单位疫苗（基因工程酵母）,+（引进）,+,6,乙脑,减毒活疫苗,+,-,灭活疫苗,+,+,7,流脑,亚单位疫苗（多糖）,+,+,8,甲肝,减毒活疫苗,+,+,灭活疫苗,-,+,9,流感,灭活疫苗,+,+,减毒活疫苗（遗传重配）,-,+,10,狂犬,灭活疫苗,+,+,11,风疹,减毒活疫苗,+,+12,腮腺炎,减毒活疫苗,+,+,麻疹-风疹-腮腺炎（MMR）,减毒活疫苗（三种联合）,-,+,13,出血热,灭活疫苗,+,+,14,腺病毒（Ad4，Ad7）,减毒活疫苗,-,+,15,水痘,减毒活疫苗,-,+,16,黄热病,减毒活疫苗,+,+,17,轮状病毒腹泻,减毒活疫苗（人猴遗传重配）,-,+,减毒活疫苗（人羊遗传重配）,+,-,18,伤寒,灭活疫苗,+,+,减毒活疫苗（Ty21a）,-,+,19,钩端螺旋体,灭活疫苗,+,-,20,霍乱,亚单位+灭活（CTB+WC）,-,+,亚单位+灭活（基因工程CTB+WC）,+,+,减毒活疫苗（基因工程CBV-HgR）,-,+,21,鼠疫,减毒活疫苗,+,+,22,斑疹伤寒,灭活疫苗,+,+,23,布氏杆菌,减毒活疫苗,+,+,24,炭疽杆菌,减毒活疫苗,+,+,25,痢疾,减毒活疫苗（基因工程FS）,+,-,26,链球菌肺炎,亚单位疫苗（多糖）,-,+,27,噬血杆菌流感,亚单位疫苗（多糖）,-,+,28,痘苗（天花）,减毒活疫苗,+*,+*,注：“+”为已投入生产，“-”为未生产，“*”为已停止生产,第二节 病毒疫苗的种类,一、,传统病毒疫苗,又称常规疫苗或第一代疫苗，是长期以来用于传染病预防的主要生物制品,。,1,、灭活疫苗（,dead Vaccine,）,灭活疫苗又称死疫苗，是指利用加热或甲醛等理化方法将人工大量培养的完整的病原微生物杀死，使其丧失感染性和毒性而保持其免疫原性，并结合相应的佐剂而制成的疫苗。,疫苗液中除含有灭活的病毒颗粒外，还含有细胞成分和培养病毒时加入的牛血清等蛋白类物质，,多次接种疫苗容易发生过敏反应。,优点,制造工艺简单,免疫原性的稳定性高,易于制备多价疫苗,缺点：,1,）,需要严格的灭活操作,，保证疫苗中不含有灭活不完全的颗粒。,2,）灭活疫苗所提供的免疫力较短暂，为完成免疫程序，,需要进行多次接种,，由于机体反复接受疫苗中的异性蛋白质的刺激，而可能出现不良的过敏反应。,3,）有些灭活疫苗，如早年制备的麻疹灭活疫苗，可使有些受接种者在以后自然接触麻疹病毒时，,引起严重的麻疹感染过敏性反应。,4,）,灭活疫苗虽可刺激机体产生,IgM,和,IgG,抗体，但有时却得不到满意的保护效果。,2,、减毒活疫苗（,attenuated vaccine,）,减毒活疫苗又称弱毒疫苗，是指将微生物的自然强毒株通过物理、化学和生物学的方法，连续传代，使其对原宿主丧失致病力，或只引起亚临床感染，但仍保持良好的免疫原性、遗传特性，用这种毒株制备的疫苗就叫,减毒活疫苗,。,当前使用的病毒疫苗多数是减毒活疫苗。,活疫苗具有可诱发全面的免疫应答反应（体液免疫和细胞免疫）、免疫力持久等优点。,常用的减毒方法有以下几种：,1,）体外减毒,即体外连续传代减毒。在异源宿主中连续传代；在单一宿主中反复连续传代。,2,）冷适应筛选,温度可以改变病毒的特性，得到冷适应株。,病毒冷适应株常伴有毒力减弱和各种特征性标志。,冷适应筛选稳定的减毒突变株是在传统疫苗设计中较早采用的方法，而且也是最为行之有效的思路。,减毒活疫苗与灭活疫苗各有优缺点。前者优于后者。,减毒活疫苗可使机体产生亚临床感染，,特别当以自然途径，如口服或喷鼻免疫时，,可产生广谱的免疫应答，,即除循环性抗体,IgM,和,IgG,外，在病毒侵入的门户如呼吸道和消化道也,可诱生局部抗体,IgA,。,3,、亚单位疫苗（,subunit vaccine,）,亚单位疫苗是指提取或合成细菌、病毒外壳的特殊蛋白结构，即抗原决定簇制成的疫苗，这类疫苗不是完整的病毒，是病毒的一部分物质，故称亚单位疫苗。,亚单位疫苗仅有几种主要表面蛋白，因而,能消除病毒（或细菌）的许多无关抗原决定簇和粗制或半提纯的病毒（或细菌）制剂诱发的不良反应。,表 5-6 灭活疫苗、减毒活疫苗和亚单位疫苗三类疫苗的比较,灭活疫苗,减毒活疫苗,亚单位疫苗,制备方法,通过化学或物理方法使病原体失活,通过非正常培养选择减毒株或无毒株,以化学方法获得病原体的某些具有免疫原性的成分,免疫机理,病原体失去毒力但保持免疫原性，接种后产生特异抗体或致敏淋巴细胞,接种后病原体在体内有一定生长繁殖能力，类似隐性感染，产生细胞、体液和局部免疫,接种后能刺激机体产生特异性免疫,疫苗稳定性,相对稳定,相对不稳定,稳定,毒力回升,不可能,有可能,不可能,免疫接种,多次免疫接种,一般为一次性,多次免疫接种,安全性,较安全,对免疫缺陷者有危险,安全性好,常用疫苗,乙脑、脊髓灰质炎灭活疫苗,麻疹、脊髓灰质炎减毒活疫苗,白喉、破伤风类毒素，A群脑膜炎球菌多糖疫苗,二、新一代病毒疫苗,新一代病毒疫苗（新型疫苗）主要指利用基因工程技术研制的疫苗。,基因工程亚单位疫苗、基因工程载体疫苗、核酸疫苗、基缺失活疫苗，通常也习惯地将遗传重组疫苗、合成肽疫苗和抗独特型抗体疫苗包括在新型疫苗范畴。,1.,New Generation vaccine or High-tech Vaccine（高技术疫苗）,基因工程亚单位疫苗（gene engineering subunit vaccine),基因工程载体疫苗(gene engineering vector vaccine),核酸疫苗(nucleic acid vaccine),基因缺失活疫苗(gene deleted live vaccine),蛋白工程疫苗(protein engineering vaccine),2.遗传重组疫苗(genetic recombinant vaccine),3.合成肽疫苗(synthtic peptide vaccine),4.抗独特型Ab疫苗(anti-idiotype Ab vaccine),5.微胶囊可控缓释疫苗(controllable released micro-capsule vaccine),（一）基因工程疫苗,gene engineering vaccine,基因工程疫苗，也称遗传工程疫苗（,genetic engineering vaccine,），,指,使用重组,DNA,技术克隆并表达保护性抗原基因，利用表达的抗原产物，或重组体本身制成的疫苗。,主要包括,基因工程亚单位疫苗，基因工程载体疫苗，核酸疫苗，基因缺失活疫苗，及蛋白工程疫苗,等五种。,1、基因工程亚单位疫苗(,gene engineering subunit vaccine,),基因工程亚单位疫苗,，,主要是指将基因工程表达的蛋白抗原纯化后制成的疫苗。,优点：,产量高,；,纯度高；,安全性高；,用于病原体难于培养或有潜在致癌性，或有免疫病理作用的疫苗研究。,缺点：,与传统亚单位疫苗相比，,免疫效果较差,。,增强其免疫原性的方法,：,调整基因组合使之表达成颗粒性结构,是在体外加以聚团化，包入脂质体或胶囊微球,加入有免疫增强作用的化合物作为佐剂（,adjuvant,）。,2、基因工程载体疫苗（,gene engineering vector vaccine,）,基因工程载体疫苗是指利用微生物做载体，将保护性抗原基因重组到微生物体中，使用能表达保护性抗原基因的重组微生物制成的疫苗。,优点,：,疫苗多为活疫苗，重组体用量少，抗原不需纯化，载体本身可发挥佐剂效应增强免疫效果,缺点,：,曾感染过腺病毒或者接种过痘苗的人，对载体微生物已具有免疫力，使之接种后不易繁殖，因而影响免疫效果。,3、核酸疫苗（nucleic acid vaccine）,核酸疫苗或称基因疫苗（,gene vaccine,），指使用能够表达抗原的基因本身，即核酸制成的疫苗。,优点,：,易于制备；,便于保存；,可多次免疫并且容易制成多联多价疫苗。,缺点,：,外源核酸是否会整合到染色体中引起癌变；,能否引起免疫病理作用，如自身抗核酸抗体的产生，免疫耐受等。,4、基因缺失活疫苗（gene deleted live vaccine,）,基因缺失活疫苗使用分子生物学技术去除与毒力有关的基因获得的缺失突变毒株制成的疫苗。,优点：,有突变性状明确、稳定；,不易返祖、毒力恢复；,是研究安全有效的新型疫苗的重要途径。,5、蛋白工程疫苗（,protein engineering vaccine）,蛋白工程疫苗是指将抗原基因加以改造，使之发生点突变、插入、缺失、构型改变，甚至进行不同基因或部分结构域的人工组合，以期达到增强其产物的免疫原性，扩大反应谱，去除有害作用或副反应的一类疫苗。,（二）遗传重组疫苗（genetic recombinant vaccine）,遗传重组疫苗是指使用经遗传重组方法（,genetic recombination,）,获得的重组微生物制成的疫苗。通常是将对人体无致病性的弱毒株与强毒株（野毒株）混合感染，弱毒株与野毒株间发生基因组片段交换造成重组，然后使用特异方法筛选出对人体不致病的但又含有野毒株强免疫原性基因片段的重组毒株。,（三）合成肽疫苗（Synthetic peptide vaccine）,合成肽疫苗是指使用化学方法合成能够诱发机体产生免疫保护的多肽制成的疫苗。,优点,：纯度和安全性高；副作用小；可长期在常温下保存；,缺点：,其抗原性单一；免疫原性弱。,因此须用几种合成肽抗原联合使用，还须用多种方法提高合成肽的免疫原性。,（四）抗独特型抗体疫苗（anti-idiotype vaccine）,抗独特型抗体疫苗是指使用与特定抗原的免疫原性相近的抗体（,ab2,）,做抗原制成的疫苗。,目前此疫苗尚处于理论性研究阶段。,（五）微胶囊可控缓释疫苗,(controllable released micro-capsule vaccine),微胶囊可控缓释疫苗,，,指使用微胶囊技术将特定抗原包裹后制成的疫苗。,特点,小于,10m,的微胶囊在注射部位可被巨噬细胞吞噬并携带至淋巴结附近和免疫系统其他部位，具有更强的免疫效果。,大于,30m,的微胶囊，更适于做可控缓释。由于微胶囊的保护作用，母体抗体不能使抗原失活，可用于婴幼儿免疫接种。,微胶囊在肠道内不受酸或酶的影响，可用于口服。,第三节 基因工程病毒疫苗的开发现状,一、急需研制的基因工程病毒疫苗,急需研制的基因工程病毒疫苗主要有十几种,疾病-,预防性疫苗,治疗性疫苗,艾滋病,+（需要）,+,乙型肝炎,+,+,丙型肝炎,+,+,戊型肝炎,+,-（不需要）,EBV肝炎,+,+,表 4-2 需要研制的基因工程病毒疫苗,人乳头瘤病毒感染（宫颈癌）,+,+,单纯疱疹病毒感染（、型）,+,+,巨细胞病毒感染,+,+,呼吸道和细胞病毒感染,+,-,轮状病毒感染,+,-,登革热病毒感染,+,-,埃博拉病毒感染,+,-,注：“+”表示需要，“-”表示不需要,二、值得使用基因工程技术进行改造的传统病毒疫苗,对那些免疫保护效果差，或副反应较大，或成本较高，或使用不方便的传统疫苗，使用基因工程技术对其改造，或用基因工程疫苗取而代之，将具有极大的市场前景。,传统疫苗,可能使用的基因工程疫苗类型,流感,基因缺失活疫苗，遗传重组活疫苗,甲型肝炎,重组活疫苗，亚单位疫苗（病毒样颗粒）,乙型脑炎,基因缺失活疫苗,水痘,重组活疫苗，基因缺失活疫苗,麻疹,重组活疫苗，基因工程亚单位疫苗,黄热,重组活疫苗,狂犬（人和兽）,重组活疫苗，亚单位疫苗（病毒样颗粒）,出血热,基因缺失活疫苗,腺病毒,遗传重配活疫苗，重组活疫苗,轮状病毒,亚单位疫苗（病毒样颗粒）,联合疫苗,重组多价活疫苗，亚单位联合疫苗,表5-3 值得使用基因工程技术进行改造的传统病毒疫苗,三、重要病毒性疾病基因工程疫苗研究进展,目前，病毒基因工程疫苗主要集中在研制常规技术不能或很难解决的新疫苗和改造免疫保护效果差，负反应较大，或成本较高，或使用不方便的传统疫苗上，有的疫苗兼有预防和治疗两种功能,现将我国重要的病毒病基因工程疫苗研究状况概述如下（参见表,5-4,）。,疫苗及靶抗原,疫苗类型,研究开发现状,国内,国外,1,艾滋病毒苗env.gag.pol.nef.v3,亚单位多肽（细胞）,亚单位多肽（酵母）,亚单位多肽（昆虫）,亚单位多肽（痘苗）,亚单位多肽（昆虫）,亚单位多肽（细胞）,载体活疫苗（痘苗）,载体活疫苗（ALVAC）,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,期,期,期,期,研究,研究,期,期,表5-4我国重要病毒病基因工程疫苗研究开发状况,完整病毒颗粒,减毒活疫苗（SIV）,灭活疫苗（SIV）,减毒活疫苗（HIV）,减毒活疫苗（HLIV）,DNA疫苗,研究,研究,期,期（动物）,研究,研究,期,联合免疫,多肽+痘病毒,DNA+痘病毒,研究,研究,期,研究,2,乙肝疫苗S,亚单位颗粒（酵母）,亚单位颗粒（CHO）,亚单位颗粒（痘苗）,载体活疫苗（痘苗）,载体活疫苗（Ad）,亚单位颗粒（植物）,DNA疫苗,引进,生产,生产,期,研究,研究,研究,生产,研究,研究,研究,期,期,研究,S2+S,亚单位颗粒（CHO）,载体活疫苗（痘苗）,DNA疫苗,研究,研究,研究,生产,研究,研究,S1+S2+S,亚单位颗粒CHO）,亚单位颗粒（酵母）,载体活疫苗（痘苗）,DNA疫苗,研究,研究,研究,研究,I期,期,研究,研究,Epitop,(S1,S2,S),载体活疫苗（沙门菌）,研究,I期,C,亚单位颗粒（大肠）,载体活疫苗（痘苗）,DNA疫苗,研究,研究,研究,研究,研究,研究,3,丙肝疫苗,C+E1+E2,亚单位多肽（CHO）,DNA疫苗,研究,研究,研究,研究,4,戊肝疫苗,ORF2,3,亚单位多肽（大肠）,亚单位多肽（酵母）,亚单位多肽（昆虫）,DNA疫苗,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,5,呼吸道合胞病毒疫苗F+G,载体活疫苗（痘苗）,载体活疫羁（Ad4）,研究,研究,研究,研究F,亚单位多肽（大肠）,研究,期,6,巨细胞病毒疫苗,完整病毒颗粒,减毒活疫苗（Towne）,基因缺失活疫苗,II期,研究,7,单纯疱疹病毒疫苗,完整病毒颗粒,基因缺失活疫苗,I期,gD,gB,载体活疫苗（痘苗）,DNA疫苗,研究,研究,研究,研究,8,登革热病毒疫苗,Dengnel,2,3,4E,Prem-E,NS1,NS2,减毒活疫苗,分子减毒活疫苗,亚单位多肽（痘苗）,亚单位多肽（昆虫）,亚单位多肽（原核）,亚单位颗粒（痘苗）,亚单位颗粒（昆虫）,载体活疫苗（痘苗）,DNA疫苗,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,期,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,9乳头瘤病毒疫苗,L1、L2、E6、E7,载体活疫苗（痘苗）,亚单位颗粒（酵母）,亚单位颗粒（昆虫）,亚单位颗粒（原核）,DNA疫苗,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,II期,研究,研究,E6、E7,载体活疫苗（痘苗）,研究,I期,10,EB病毒疫苗,gp350,LMP1,LM2,C,Epitop,载体活疫苗（痘苗）,业单位多肽（合成）,亚单位多肽（CHO）,亚单位多肽（昆虫）,免疫细胞苗（树突）,DNA疫苗,I期,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,11,甲肝疫苗,ORF,载体活疫苗（痘苗）,亚单位颗粒（昆虫）,I期,研究,研究,研究,VP1，VP3,亚单位多肽（大肠）,载体活疫苗（polio）,研究,研究,研究,研究,12,麻疹疫苗,HA+F,载体活疫苗（ALVAC）,载体活疫苗（痘苗）,DNA疫苗,I期,研究,I期,研究,研究,完整病毒,基因缺失活疫苗,研究,研究,13,出血热疫苗,G1，G2，NP,载体活疫苗（痘苗）,载体活疫苗（Ad）,亚单位颗粒（痘苗）,亚单位颗粒（昆虫）,研究,研究,研究,研究,I期,研究,研究,14,小儿轮状病毒疫苗,人/猴病毒重组,减毒活疫苗（重配）,IV期,人/牛病毒重组,减毒活疫苗（重配）,III期,人/羊病毒重组,减毒活疫苗（重配）,IV期,VP4，VP7，VP6,亚单位颗粒（昆虫）,载体活疫苗（原核）,载体活疫苗（痘苗）,载体活疫苗（Ad）,研究,研究,研究,研究,研究,研究,研究,15,狂犬病疫苗,外膜糖蛋白,载体活疫苗（痘病毒）,研究,IV期（动物）,载体活疫苗（Ad）,研究,研究,多价疫苗,DTP+HBV，DTP+IVP，,DTP+IVP+HBV,DTP+HBV+HAV,联合疫苗（传统技术+基因工程）,研究,II期,16,甲肝、乙肝,、麻疹、RSV,载体活疫苗（痘苗）,多价DNA疫苗,研究,研究,研究,研究,1、艾滋病（AIDS）疫苗,（1）研究的三阶段：,最早使用其膜抗原,gp120,（,Glucose protein 120,）,膜抗原加其他能诱发细胞免疫抗原的多抗原疫苗的复杂设计在泰国使用,gp120,亚单位疫苗数千人免疫接苗无效后，改为先用重组痘病毒,ALVA,（,疫苗注射后），再使用,gp120,亚单位疫苗加强，,80%,以上的人产生了特异的体液和细胞免疫反应。,（2）HIV感染特点：,HIV直接感染破坏免疫细胞；,HIV变异极快。,（3）AIDS疫苗研究方向：,能诱发有效的中和抗体，阻止或大部阻止HIV感染免疫细胞；,能诱发强细胞免疫；,中和抗体屏障被部分突破时能有效清除被感染细胞，是研究中应统筹考虑的。,2、乙型肝炎病毒（HBV）疫苗,（1）目前存在的问题：,人群中约10%左右对现有乙肝疫苗（仅含S抗原的疫苗）无反应；,（2）研制方向：,使用含前S（主要是前SI）的新一代乙肝基因工程疫苗，可使对现有S乙肝疫苗无反应的人群产生良好的免疫反应。目前，含前S的疫苗，新佐剂乙肝疫苗，乙肝抗原抗体复合物疫苗，治疗性乙肝研究的热点。,（3）丙型肝炎病毒（HCV）疫苗,丙型肝炎感染约占人群,2%,左右，也就是有,2000,多万感染者，大部分都会转为慢性，并导致肝硬化和肝癌，危害远大于乙肝。,研究方向,；多数实验集中于使用病毒外膜蛋白,E1+E2,研制病毒样颗粒的亚单位疫苗和使用载体进行重组活疫苗研究。由于丙肝病毒变异快，极易冲破已有中和抗体的屏障，选择变异不大且能诱发细胞免疫的抗原是目前研究的重要的方向之一。,4、戊型肝炎病毒（HEV）疫苗,戊型肝炎病毒属杯状病毒科，单股正链,RNA,病毒，基因组全长约,7.4kb,。,经消化道传播，暴发流行和散发两种，戊型肝炎的临床表现比甲型肝炎重。,选择基因工程的手段研制戊型肝炎疫苗唯一的方法。基因工程疫苗主要采用原核细胞、酵母细胞和昆虫细胞三种表达体系。,我国目前以原核细胞和酵母细胞对戊型肝炎病毒结构蛋白均表达成功（张明程，,1999,）抗原性在世界范围内稳定，表明戊型肝炎病毒基因工程疫苗将对该病的预防具有良好的效果。,5、呼吸道合胞病毒（RSV）疫苗,呼吸道合胞病毒属单股副链,RNA,病毒，是引起婴幼儿肺炎的主要病因。,RSV,保护性抗原主要是其糖蛋白,F,和,G,，,高度糖化蛋白，抗原结构复杂，属结构依赖性抗原，产生中和抗体的能力都很差，给研制,RSV,蛋白亚单位疫苗带来了一定困难。,研制方向：,目前研制的高度减毒的非复制型载体是研制该疫苗的重要途径；制备减毒活疫苗是,RSV,疫苗研制的另一个重要途径，负链,RNA,病毒,cDNA,转染技术的成功给使用现代分子生物学技术制备,RSV,的分子减毒活疫苗带来了希望，也是目前,RSV,疫苗研制重要途径。,6、人巨细胞病毒（HMV）疫苗,（1）危害：,HMV 属疱疹病毒科，通常为隐性感染，无明显临床症状。然而 HMV的潜伏感染将对人体健康造成极大威胁。,（2）问题,：,该疫苗株虽能诱发体液和细胞免疫，但保护作用不强，且其潜在的致癌性，以及尚未能最终排除的潜伏感染性，使该类活疫苗尚未能广泛使用。,（3）研制方向：,目前使用分子生物学技术，有目的地去除与与毒力、潜伏及肿瘤相关基因的分子减毒疫苗株正在研制中。基因工程技术表达的gB做亚单位疫苗或重组活疫苗的研究已成为目前HMV疫苗研究的一个重要方向。,7、单纯疱疹病毒（HSV）疫苗,（1）危害：,单纯疱疹病毒有两种类型（HSVI和HSVII），在人群中感染相当广泛。,HSV I,人群感染率高到,50%-90%,，多为隐性潜伏性感染。母婴传播中疱疹性角膜炎视力障碍新生儿死亡率高达,60%,。在病毒性脑炎中，,HSV I,型感染引起的占,10%,。,HSV II,主要经过性传播，病毒检出率可达,5%