第九章-生物制品-(2)

第九章生物制品目的要求：掌握生物制品概念和分类，疫苗定义和制造方法、研制策略；熟悉生物制品的一般制造方法、质量要求与检定；了解重要生物制品的制备方法，核酸疫苗的制备方法。教学重点：疫苗定义和制造方法、重要生物制品的制备方法。教学难点：核酸疫苗的制备方法。一、生物制品概述二、疫苗研究及其研制策略三、生物制品的一般制造方法、质量要求与检定四、重要生物制品的制备五、核酸疫苗第一节：生物制品概述1概念及发展沿革2生物制品的分类3制造生物制品的生物学及免疫学基础1概念及发展沿革1.1概念凡是从微生物及其代谢产物、原虫、动物毒素、人或动物的血液或组织直接加工制成，或用现代生物技术、化学方法制成，作为预防、治疗、诊断特定传染病或其他有关疾病的免疫制剂。包括各种疫苗、抗血清、抗毒素、类毒素、免疫调节剂、诊断试剂等。1.2从疫苗生产看生物制品的发展12世纪，中国开始用人痘接种预防天花，从症状轻微的天花病人身上人工接染到健康儿童，使其通过产生轻微症状的感染获得免疫力，避免天花引起的严重疾病甚至死亡。1721年，人痘接种法传入英国，英国医生琴纳注意到感染过牛痘的人不会再感染天花。经过多次实验，琴纳于1796年从一挤奶女工感染的痘疱中，取出疱浆，接种于8岁男孩的手臂上，然后让其接种天花脓疱液，结果该男孩并未染上天花，证明其对天花确实具有了免疫力。最早的弱毒活病毒疫苗。1.2从疫苗生产看生物制品的发展1798年，医学界正式承认“疫苗接种确实是一种行之有效的免疫方法”。经过一百多年的努力，1980年世界卫生组织宣布全球消灭了天花。1870年，法国科学家巴斯德发明了第一个细菌减毒活疫苗——鸡霍乱疫苗。巴斯德将此归纳为对动物接种什么细菌就可以使其不受该病菌感染的免疫接种原理，从而奠定了疫苗的理论基础。因此人们把巴斯德称为疫苗之父。1.2从疫苗生产看生物制品的发展第二代疫苗——亚基疫苗的出现，克服了第一代疫苗潜在致病性的问题。天然或重组成分为主。第三代疫苗——核酸疫苗，调动细胞免疫和体液免疫两个系统，追求最佳效果。持久，广谱，廉价。2生物制品的分类1.疫苗等预防类生物制品：细菌类疫苗、病毒类疫苗、类毒素和联合疫苗。2.抗毒素及免疫血清：由特定抗原免疫动物所得血浆制成的抗毒素或免疫血清，如破伤风抗毒素、抗狂犬病血清等，用于治疗或被动免疫预防。3.血液制品：如人血白蛋白、人免疫球蛋白、人凝血因子（天然或重组的）、红细胞浓缩物等。4.诊断制品：包括体内诊断制品和体外诊断制品。3制造生物制品的生物学及免疫学基础3.1生物学基础A:细菌的代谢产物。(1)热原质主要是革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖，注入体内能引起发热反应。(2)毒素有内毒素和外毒素两种，均有强烈毒性。(3)色素许多细菌能产生色素，对其鉴别有用。B:外界环境因素对微生物的影响一方面可创造有利条件，促进它们的生长繁殖，以制备生物制品；另一方面也可利用对微生物不利的因素使其发生变异或杀灭之，以更好地为制造生物制品服务。常用的几个概念：消毒；灭菌；无菌；防腐。3.2免疫学基础3.2.1机体的抗感染免疫1)先天性免疫（非特异性免疫）包括：①体表屏障，如皮肤粘膜屏障；②血脑屏障，防御病原微生物及其毒性产物从血流侵入脑组织；③细胞吞噬作用；④正常体液和组织中的抗菌物质。2)特异性免疫：个体在生命过程中接受抗原刺激后主动产生或被动获得的。又称获得性免疫。包括自动免疫和被动免疫。自然自动免疫：患传染病，隐性感染自动免疫人工自动免疫：接种疫苗，类毒素自然被动免疫：经胎盘，初乳特异性免疫被动免疫人工被动免疫：注射抗毒素，丙种球蛋白，细胞因子人工免疫人为的给机体输入抗原以调动机体的免疫系统，或直接输入免疫血清，使获得某种特殊抵抗力，用以预防或治疗某些疾病者，称人工免疫。人工主动免疫(artificialactiveimmunization)：是指给机体接种抗原性物质如疫苗，类毒素等，刺激机体免疫系统产生特异性免疫力的方法。3.2.2人工免疫人工自动免疫和人工被动免疫的比较区别点人工自动免疫人工被动免疫接种物疫苗，类毒素抗体（抗毒素，丙球）免疫出现时间慢，1-4周快，立即免疫力维持时间长（数月---数年）较短（2周---数周）用途主要用于预防多用于紧急预防和治疗人工被动免疫(artificialpassiveimmunization):是给人体注射含特异性抗体的免疫血清或细胞因子等制剂，使受者迅速获得特异性免疫力的方法。主动免疫和被动免疫互补性免疫方法主动免疫：抗原接种人体产生主动免疫，一般一个月内产生，持续数年。主动免疫包括体液免疫（抗体）细胞免疫，如麻疹疫苗、脊髓灰质炎疫苗、百白破疫苗等。被动免疫：抗体IgG接种人体后，抗体停留体内，当日有效。但只可维持１—３个月。如抗狂犬血清（免疫蛋白）、破伤风抗毒素（TAT）、丙种球蛋白、乙肝高效价丙球。3.3人工自动免疫类生物制品疫苗（Vaccine）：细菌，病毒，螺旋体，立克次体和类毒素等抗原性生物制品统称为疫苗。安全有效实用分类1）死疫苗（deathvaccine）:选用免疫原性强的微生物标准株经大量培养后，用物理或化学方法将其杀死或灭活而制成的预防制剂。如霍乱、百日咳、伤寒、钩端螺旋体疫苗。优点：主要诱导特异性抗体产生，安全缺点：不能繁殖，需多次刺激，注射局部和全身反应严重2）减毒活疫苗（live-attenuatedVaccine）用人工定向变异或从自然界筛选得到的毒力高度减弱或基本无毒的病原微生物制成的预防制剂。优点：一次免疫即可获得长久免疫力，类似自然状态下的轻型或隐性感染。诱导体液免疫和细胞免疫。缺点：不易保存，存在回复突变的危险如卡介苗牛痘麻疹等死疫苗活疫苗制剂性状杀死的病原微生物弱毒或无毒的病原微生物接种量及次数量大，2-3次量小，1次保存及有效期易保存，较稳定，有效期一年不易保存，4度数周失效免疫效果较差，维持数月至一年较好，维持1-5年或更长3）类毒素（Toxid）细菌外毒素经0.3-0.4%甲醛处理，使其毒性减弱而保留其免疫原性。白百破：白喉类毒素+百日咳杆菌死疫苗+破伤风类毒素4）新型疫苗（1）亚单位疫苗（SubunitVaccine）是去除病原体中与激发保护性免疫无关的甚至有害的成分，保留有效免疫原成分制作的疫苗。优点：免疫效果高，不良反应少（2）合成肽疫苗(syntheticpeptidevaccine)将具有保护性免疫力的人工合成肽与适当载体结合后，再加入佐剂制成的疫苗。乙肝病毒多肽疫苗（3）基因工程疫苗DNA疫苗（DNAVaccine）是用编码病原体有效免疫原的基因与细菌质粒构建的重组体直接免疫机体，转染宿主细胞，使其表达保护性抗原，从而诱导机体产生特异性免疫的疫苗。优点：体内可持续表达，免疫效果好，维持时间长。缺点：其机制和安全性尚不完全清楚，一些问题有待解决。重组抗原疫苗(recombinantantigenvaccine)是利用DNA重组技术制备的只含保护性抗原的纯化疫苗。优点：不含活的病原体和病毒核酸，安全有效，成本低廉。目前获准使用的有乙型肝炎疫苗。重组载体疫苗(recombinantvectorvaccine)是将编码病原体有效免疫原的基因插入载体（减毒的病毒或细菌疫苗株）基因组中，接种后，随疫苗株在体内的增殖，大量所需的抗原得以表达。如果将多种病原体的有关基因插入载体，则成为可表达多种保护性抗原的多价疫苗。载体：痘苗病毒转基因植物疫苗用转基因方法，将编码有效免疫原的基因导入可食用植物细胞的基因组中，免疫原即可在植物的可食用部分稳定的表达和积累，人类和动物通过摄食达到免疫接种的目的。常用的植物有蕃茄、马铃薯、香蕉等。疫苗和其它药物的不同点疫苗是药物，有特殊性：1用于预防。2用于健康人群，尤其是儿童。3用途不是减轻症状而是产生免疫。4使用后人群中发病死亡减少，消灭疾病。减毒活疫苗减毒活疫苗是模拟自然感染后免疫过程，通过不同方法使病原体的毒力、致病性减弱或丧失后获得一完整的微生物组成的疫苗制品。它引起机体感染但不发生临床症状。其免疫原性能刺激机体免疫系统产生免疫反应。如牛痘、麻疹苗等。灭活疫苗优点：安全、有效。灭活疫苗是将病原体培养繁殖后杀死病原体，再进行纯化处理使之完全失去感染性，保留病原体的免疫原性。如甲肝灭活疫苗、乙脑灭活疫苗、脊髓灰质炎灭活疫苗等。脊髓灰质炎灭活疫苗1953年由美国Salk制成并在美国欧洲国家应用。能产生高的血清中和抗体,但防止野毒株病人发生的效果不如活疫苗。20世纪80年代后制成增效脊髓灰质炎灭活疫苗，接种3个剂量后中和抗体达99-100%。现在美国已由使用脊灰活疫苗改为脊髓灰质炎灭活疫苗。常规免疫3针间隔6-8周。最后1针间隔6-12个月，可加强1、2次。甲肝灭活疫苗甲肝病毒分离后用细胞株增殖，再用甲醛灭活、纯化。现有三个外国公司生产，而国内柯兴公司也生产了抗体阳转率100%的甲肝灭活疫苗。病毒的变异由于流感病毒野毒株变异最多，分为甲乙丙三大型，其中甲１和甲３型曾造成流感大流行。WHO世界流感监测中心不断分离流感病毒的毒株，每年两次向疫苗的生产单位提供新的流感病毒株。因此疫苗生产单位已经适应这种情况。麻疹病毒的变异７０至９０年代一些国家分离的麻疹野毒株与５０至６０年代（用疫苗前）的野毒株相比抗原性和生物特性上有差异。１８０年代病毒野毒株无血凝和吸附特性。２８０年代病毒野毒株不能在VeroBsc-1细胞中培养。３８０年代病毒野毒株HN蛋白基因有漂移，其中H蛋白和疫苗株相比有５６个核苷酸变异，N蛋白和疫苗株相比有７６个核苷酸变异。4我国流行的H及A基因组病毒,H1H2为大多数。５现行麻疹疫苗免疫血清能中和所有已知的病毒基因型，说明现有麻疹疫苗株仍对所有麻疹病毒基因型具有保护作用。（一）特异性免疫治疗剂1）抗毒素利用类病毒注射动物，产生特异性抗体，经采血、分离、纯化后制成的产品。2）抗病毒血清用病毒作抗原免疫动物制备的含有抗体的血清生物制品。3.4人工被动免疫类生物制品还有：抗菌血清、免疫球蛋白、免疫核糖核酸等（二）非特异性免疫治疗剂---免疫调节剂1）转移因子2）白细胞介素6）小棒杆菌3）胸腺素4）细胞毒T细胞5）卡介苗7）干扰素第二节：疫苗研究及其研制策略疫苗的现代定义为：一切通过注射或黏膜途径接种，可以诱导机体产生针对特定致病原的特异性抗体或细胞免疫，从而使机体获得保护或消灭该致病原能力的生物制品统称为疫苗，包括蛋白质、多糖、核酸、活载体或感染因子。预防用生物制品按所用材料一般分细菌性疫苗、病毒性疫苗及类毒素三大类。1接种目的及作用接种目的防止病原体进入机体建立抗感染免疫口服或注射疫苗激发宿主产生抗病原体的抗体暴露于病原体也不会生病进入机体的病原体被抗体失活2疫苗的种类从疫苗研制技术又可将疫苗分为传统疫苗和新型疫苗两大类。2.1常规疫苗1）疫苗（1）活疫苗：减毒活疫苗（卡介苗）（2）死疫苗（百日咳、霍乱等）2）类毒素破伤风类毒素、白喉类毒素3）自身疫苗由病人自身病灶中分离出的病原体制成的死疫苗。2.2新型疫苗1）亚单位疫苗一类保留病原体中有效免疫原成分，而除去无效成分和有毒成分的化学纯疫苗。乙肝亚单位疫苗2）化学疫苗用化学方法提取病原体中有效免疫原成分体制成的化学纯疫苗，比亚单位疫苗更为简单。肺炎链球菌荚膜多糖3）多肽疫苗人工合成的高免疫原性多肽片段制成的疫苗。乙型肝炎表面抗原的各种合成肽段4）基因工程疫苗利用基因工程构建重组基因序列，表达免疫原性强、无毒性的多肽制成的疫苗。乙型肝炎基因工程疫苗5）DNA疫苗用编码抗原基因制成的疫苗。流感病毒核蛋白DNA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。抗病血清抗病血清是抗菌，抗病毒、抗毒血清的总称。凡是用细菌免疫马或其他大动物所取得的免疫血清，称为抗菌血清。凡是用病毒免疫马或其他大动物，所取得的免疫血清，称为抗病毒血清。凡是用细菌类毒素或毒素免疫马或其他大动物，所取得的免疫血