疫苗含疫苗研制思路参考材料课件.ppt

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1、疫 苗,临床血液教研室,1,优质内容,疫苗（vaccine）,用减毒或杀死的病原生物或其抗原性物质所制成，可诱导机体产生特异性体液或细胞免疫，使机体获得保护或消灭致病原的生物制品。免疫预防：自然免疫，人工免疫（人工主动免疫，人工被动免疫）,2,优质内容,人工主动免疫和人工被动免疫的比较,疫苗：用于人工主动免疫的生物制品。,人工主动免疫 人工被动免疫输入物质 抗原（疫苗） 抗体或致敏淋巴细胞诱导时间 慢（14周） 快（立刻发挥作用）维持时间 长（数月数年） 短（23周）用途 主要用于预防 治疗或应急预防,3,优质内容,疫苗的过去、现在和将来,3000年前在中国、印度、埃及的古医书及僧侣经文中，就

2、有了天花的相关记录公元前l160年统治古埃及的法老拉美西斯五世，从其木乃伊考证他面部有天花疤痕公元三四世纪罗马帝国出现大规模天花流行，饱受天花的肆虐约六世纪非洲暴发天花、八世纪欧洲暴发十七十八世纪天花传入大洋洲在西半球肆虐十八世纪末在欧洲的所有盲人中，三分之一以上是由天花引起的失明,天花 (smallpox) 由天花病毒引起的急性传染病。天花病毒繁殖速度快、传染性强、死亡率高。,4,优质内容,唐开元间（约618）：江南赵氏鼻苗种痘法（清牛痘新书）Edward Jenner 首次用牛痘来预防天花,5,优质内容,1979年世界卫生组织郑重宣市“天花在地球上绝迹”，这是人类对传染病进行人工免疫预防最

3、优秀的范例。,6,优质内容,WHO评论 在生命科学还没有一个领域对人类健康作出如此重大的贡献：一些重要传染病得到控制或消灭改变了人类的疾病谱延长了人类的平均寿命:我国50年代初平均寿命35岁，现在73岁,7,优质内容,美国疫苗使用前后的传染病死亡人数比较,8,优质内容,Expend programme immunization(EPI),1974年WHO在全球发起了EPI，包括卡介苗、白、百、破、麻疹、脊髓灰质炎、乙肝、黄热病、流感嗜血杆菌。35年的不懈的努力，全球的婴儿免疫接种的覆盖率已经达到了80%以上。20世纪末麻疹发病率和死亡率分别降低了90%和95%，基本消灭新生儿破伤风和小儿麻痹症

4、，2000年中国宣布消灭脊髓灰质炎。,9,优质内容,10,优质内容,面临的挑战,鼠疫,霍乱,艾滋,结核,乙肝,11,优质内容,面临的新问题：,老的传染病时有起伏： big three：爱滋、结核、疟疾新的传染病不断出现：平均每年在动物发现2-3种新的病毒性疾病，近20年出现了15种没法治疗的新的病毒性疾病，1970年以来新发展的传染病有20多种，如1977年的肺炎军团菌、1983年幽门螺杆菌和艾滋病毒、1988年的丙型肝炎、2003年的SARS等传染病的威胁仍然巨大：每年有1700万人死于传染病，中2/3是因为无疫苗可用，1/3是因为疫苗本身的质量或接种等原因造成 我国：乙肝2亿，AIDS19

5、99国家公布50万, 2010将达1000万。,12,优质内容,疫苗研制思路,13,优质内容,疫苗改变着世界,人工减毒活疫苗的第一次疫苗革命：减毒疫苗，死疫苗，类毒素。以重组DNA技术为代表的第二次疫苗革命：乙肝表面抗原的重组DNA疫苗。DNA疫苗的第三次疫苗革命：流感病毒DNA疫苗，乙型肝炎DNA疫苗，肿瘤疫苗等。,14,优质内容,疫苗：,疫苗的基本成分（自学，P:72）疫苗的基本性质： 安全：无致病性和接种后异常反应 有效：可诱导产生可靠的保护性免疫 实用：易于接种、保存和运输，价廉,15,优质内容,疫苗的种类,灭活疫苗（inactivated vaccine）：又称死疫苗，是用化学或物理

6、的方法，将具有感染性的完整的病原微生物杀死，使其失去传染性而保留抗原性而成。百日咳、乙型脑炎、流行性脑脊髓膜炎、狂犬病、伤寒、钩体病、甲型肝炎、鼠疫、流感等疫苗。,16,优质内容,灭活疫苗优缺点,优点：易于制备；免疫原性稳定性高；储存及运输方便；易于制备多价疫苗；疫苗安全性高。缺点：免疫力维持短，需要多次接种；主要诱发体液免疫，不能产生细胞免疫或黏膜免疫应答；接种剂量大，不良反应；需要严格灭活。,17,优质内容,举例百日咳疫苗,20世界30年代开始使用，我国百日咳的发病率从1978年到1999年下降了99.6%。WHO估计，每年有7000万儿童接种该疫苗受到保护。但接种全菌体疫苗产生的严重副反

7、应（引起脑病），使一些国家接种率下降，随之又出现百日咳流行。日本于1981年首先研究成功含有百日咳毒素（PT）和丝状血凝素（FHA）的无细胞百日咳疫苗，并代替了百日咳菌体疫苗。我国于1991年研制成无细胞百日咳疫苗，副反应明显降低。我国目前新老疫苗并存。,18,优质内容,伤寒疫苗,历史：早期使用的是灭活的全菌体疫苗，改进发展为热灭活-酚防腐或丙酮灭活全菌体疫苗，保护率为60-70%，但副反应大。美国和法国联合研究成功纯化伤寒Vi多糖疫苗，1989年问世。使用现状：我国20世纪80年代开始伤寒Vi多糖疫苗研究，1996年开始生产。90%以上个体有4倍以上抗体水平维持3年，没有免疫记忆反应。统计的

8、2200万人接种人群，6人发生了伤寒，其中确认免疫接种失败的2人。缺点：2岁以下儿童没有保护性免疫反应，没有再次接种的免疫记忆反应。发展多糖蛋白结合疫苗，或伤寒减毒疫苗引入Vi多糖基因。,19,优质内容,SARS疫苗,国内全病毒灭活疫苗所用的SARS毒株均为原始毒力很强的毒株，必须在P3级条件下进行，不能适应规模化生产。尚无有效的动物模型，SARS流行爆发具有不确定性，各种疫苗的安全性和有效性的临床前验证较困难。,20,优质内容,减毒活疫苗（live-attenuated vaccine）,用人工诱变、从自然界筛选出的毒力高度降低、无毒的活的病原微生物制成的疫苗，可模拟自然发生隐性感染，诱发理

9、想的免疫应答而又不产生临床症状。结核病、脊髓灰质炎（Sabin）、麻疹、乙型脑炎、甲型肝炎、风疹疫苗、腮腺炎等疫苗。,21,优质内容,优点：能诱发全面、稳定、持久的体液、细胞和粘膜免疫应答；一般只须接种一次；可采用口服、喷鼻或气雾途径免疫。 缺点：有效期短和热稳定性差，运输、保存条件要求较高；回复突变危险；使用范围相对窄。,22,优质内容,举例卡介苗,历史 1921开始用于儿童，1928年以后在全世界广泛使用，至今已接种40亿人，现在每年有1亿儿童接种。早期接种方法为口服，二十世纪50年代后改为皮内接种。安全性 40亿人接种，是世界上最安全的疫苗之一，但对免疫缺陷者不安全。对感染艾滋病毒者接种

10、卡介菌要慎重。WHO建议可对无症状的感染艾滋病毒者接种卡介苗，而不能给有症状的患者接种。,23,优质内容,使用效果用卡介苗预防肺结核已超70年代，对于防止结核杆菌的播散，预防结核性脑膜炎、粟粒性结核等的免疫保护力十分显著，平均保护力在75%。在发展中国家继续广泛接种卡介苗的计划是有积极意义。 WHO综合分析免疫保护力在50%，从人类消灭天花的经验推测，疫苗的免疫保护力必须达到80%以上。因此卡介苗的效果不尽如意，研制和开发新的结核疫苗势在必行。,24,优质内容,BCG新疫苗研究,BCG重组疫苗和DNA疫苗人型结核杆菌基因（如一些分泌蛋白）在BCG中表达，其他保护性抗原基因也在进行尝试。Ag85

11、ADNA疫苗在小鼠实验中有保护效果。营养缺陷型减毒活疫苗牛型结核菌BCG营养缺陷型减毒活疫苗：甲硫氨酸或亮氨酸生物合成缺陷人型结核菌BCG营养缺陷型减毒活疫苗：亮氨酸生物合成缺陷，有效，但毒力恢复频率高,25,优质内容,亚单位疫苗,是由提取或合成细菌、病毒的特殊蛋白结构制成的疫苗。不是完整的病原微生物，而是其结构的一部分。白喉、破伤风类毒素，A群脑膜炎球菌多糖疫苗、流感嗜血杆菌荚膜多糖、流感病毒血凝素和神经氨酸酶，伤寒Vi多糖疫苗等。,26,优质内容,优点：除去了病原体中与诱发保护性免疫无关或有害成分，只保留有效的免疫原成分，因而免疫作用明显增强，稳定，可靠性提高，不良反应小。缺点：免疫原性弱

12、，需加佐剂，需多次接种，不能诱发细胞免疫和黏膜免疫。,27,优质内容,基因工程疫苗（genetically engineered vaccine）,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。包括基因工程亚单位疫苗、基因缺失活疫苗、基因工程载体疫苗、核酸疫苗、蛋白质工程疫苗。,28,优质内容,基因缺失活疫苗（gene deleted live vaccine）,采用分子生物学技术，去除与毒力或毒力相关基因片段，使病原微生物毒力减低或丧失，即用缺失突变毒株制成的疫苗。与自然突变株（多为点突变毒株）相比，基因缺失活疫苗具有突变性状明确、稳定、不易发生毒力返

13、祖的优点。,29,优质内容,基因重组亚单位疫苗 (genetic engineering subunit vaccine),将病原体中能诱导保护性免疫应答的目的抗原编码基因克隆后，插入适当的原核或真核表达载体质粒；再将重组质粒导入细菌、酵母菌或哺乳动物细胞中高效表达目的基因；分离、提取、纯化目的蛋白而制成。,30,优质内容,表达蛋白提取、纯化,免疫动物，验证其防治作用,31,优质内容,乙肝疫苗,发展史 1964年发现澳大利亚抗原，1971年将含有高滴度的HBsAg血浆稀释后加热，接种志原者，证明能产生抗体，有保护力。在此基础上美国NIH作出了纯化血源苗。我国1989年生产血源苗，效果是理想的，

14、抗体阳转率在90%左右。但长期使用有安全性问题，而乙肝病毒无法在体外培养，因此发展基因工程疫苗成为乙肝疫苗换代产品的必然趋势，国内外相继研制出了真核表达的乙肝疫苗。乙肝基因工程疫苗：将乙型肝炎表面抗原基因片段重组到中国仓鼠卵巢细胞(CHO)内，通过对细胞培养增殖，增殖分泌乙肝HBsAg于培养液中，经纯化加佐剂氢氧化铝后制成。国产的是中国预防医学科学院阮力研制，从国外引进的是酵母细胞表达的乙肝基因工程疫苗。我国目前这两种疫苗用于预防乙肝，血源疫苗已经停止生产。发展趋势 怎么解决5-15%无反应性,32,优质内容,核酸疫苗,1990年，Wolff等首次发现，给小鼠肌肉注射裸露质粒DNA后，质粒携带

15、的基因可被肌细胞摄取并在其中表达，还可诱生特异性免疫应答。核酸疫苗（nucleotide vaccine）：又称DNA疫苗（DNA vaccine），是将一种或多种目的抗原的编码基因克隆到真核质粒表达载体上；再将重组质粒直接注入到体内，在宿主细胞内表达目的蛋白，诱发特异性免疫应答。目前进入临床试验的核酸疫苗有HIV DNA疫苗和疟疾 DNA疫苗。,33,优质内容,核酸疫苗具有构建容易、生产方便、表达稳定、可诱发全面的免疫应答。在抗感染、抗肿瘤免疫及疾病的预防等具有广阔的前景，被誉为疫苗的“第三次革命”。,34,优质内容,核酸疫苗免疫机制,局部注射的核酸（重组质粒DNA）被周围的细胞（如黏膜上皮

16、细胞、抗原提呈细胞）摄取后，进入核内进行转录，并在胞质中翻译成目的蛋白。目的蛋白被蛋白酶复合体降解成含有表位的抗原肽，可作为： “内源性抗原”：与MHC类分子结合，诱发CTL介导的细胞免 疫应答。 “外源性抗原”：与MHC类分子结合，诱发Th1型免疫应答。,35,优质内容,目的蛋白亦可通过细胞分泌或细胞破裂的方式进入组织间，以天然折叠形式激活B淋巴细胞而产生抗体。DNA疫苗接种后，体内仅表达pgng水平的外源蛋白，但能诱发强而持久的细胞免疫和体液免疫应答。如何解释这一现象？呢？,36,优质内容,目的基因（含载体质粒）含有CpG基序，能激活较强的CTL效应，并能激活巨噬细胞与NK细胞，因此，Cp

17、G回文序列被称为免疫刺激DNA序列。CpG基序与IL-2、TNF-、IFN-的基因结构相似而产生协同作用。,37,优质内容,DNA疫苗的设计优化,联合构建：在载体质粒中插入2个或2个以上目的抗原基因，既能激活CD8T细胞，又能激活CD4Th2细胞。协同构建：将目的基因与细胞因子的基因构建成嵌合基因，以促进目的基因的免疫效果。,38,优质内容,免疫途径：常见免疫途径有肌肉注射、皮内或皮下免疫、粘膜免疫等。基因枪（gene gun):用火药爆炸或者高压气体加速将包裹了DNA的球状金粉或者钨粉颗粒直接送入完整的植物组织或者动物细胞中，这一加速设备称为基因枪。已完成炭疽基因疫苗对兔子的活体实验：10只

18、兔子麻醉，向它们的腹部发射炭疽菌DNA的疫苗“子弹” 。半年后，再对兔子注射炭疽菌剂量，其中9只兔子安然无恙，显示炭疽疫苗已成功生效。,39,优质内容,核酸疫苗与传统疫苗的比较,传统免疫使用抗原是灭活病原体、减毒的活病原体或病原体的亚单位蛋白。核酸疫苗是病原体某种抗原的基因片段，与自然感染过程相似。核酸疫苗兼有重组亚单位疫苗的安全性和减毒活疫苗诱导全方位免疫应答的高效力。,40,优质内容,核酸疫苗可在体内不断翻译表达，较长时间维持较高的蛋白水平，免疫具有连续性，一次接种可获得长期或终身免疫力。灭活疫苗和亚单位疫苗在体内代谢较快，难以长时间维持较稳定的含量，需多次接种免疫原，加强免疫。,41,优

19、质内容,植物疫苗（plant-based vaccine）：,亦称转基因植物疫苗（transgenic plant vaccine），是指将抗原基因导入植物细胞并在其中表达，人食用已表达目的抗原的转基因植物后，可诱发特异性免疫应答的新型疫苗。,42,优质内容,肿瘤疫苗：,是通过激活患者自身免疫系统，利用肿瘤细胞或肿瘤抗原物质诱导机体的特异性细胞免疫和体液免疫反应，增强机体的抗癌能力，阻止肿瘤的生长、扩散和复发，以达到清除或控制肿瘤的目的。 肿瘤细胞疫苗、基因疫苗、多肽疫苗、树突状细胞疫苗、CTL表位肽疫苗等。,43,优质内容,治疗性疫苗,目前出现了针对自身免疫性疾病（MS、SLE等）、Alzheimer氏病（AD）、I型糖尿病的治疗性疫苗。,44,优质内容,基因工程疫苗的发展重点：,采用不同毒株之间的保守DNA序列作核酸疫苗，可使免疫作用突破地理株的限制，有效预防病原体发生变异，如丙型肝炎、甲型流感、艾滋病等。核酸疫苗与世界卫生组织儿童计划免疫长远目标（用一种疫苗预防多种疾病）相吻合，不仅能预防疾病，还可作为治疗性疫苗，治疗一些复杂难治的疾病，如病毒性肝炎、癌症等。,45,优质内容,分组答辩讨论,请就血液制品、抗体制药、疫苗、肿瘤生物治疗等相关主题，每个小组组织一次分组答辩讨论（产品性能介绍、技术咨询、进展讲座）PPT宣读10-15分钟，答辩提问10分钟。,46,优质内容,