第23章免疫防治

1第二十三章免疫学防治免疫学理论和技术在预防医学和临床医学中已得到广泛应用，取得了卓著成效。新型疫苗、免疫治疗新方法的研究方兴未艾，有着广阔的应用前景。第一节免疫预防人类用免疫的方法预防传染病有着悠久的历史，采用牛痘苗接种的方法成功地在全球消灭了天花是用免疫预防的方法消灭传染病的最好例证。随着卫生状况的改善和计划免疫的实施，人们在传染病的预防中取得了巨大成就。目前，免疫预防已扩大到传染病以外的其他领域，疫苗的内涵及应用也将进一步拓展。特异性免疫的获得方式有自然免疫和人工免疫两种。自然免疫主要指机体感染病原体后建立的特异性免疫，也包括胎儿或新生儿经胎盘或乳汁从母体获得抗体。人工免疫则是人为地使机体获得特异性免疫，是免疫预防的重要手段，包括人工主动免疫和人工被动免疫。一、疫苗的基本要求免疫预防（immnoprophylaxis）的主要措施是接种疫苗，习惯上将细菌性制剂、病毒性制剂以及类毒素等人工主动免疫制剂统称为疫苗（vaccine）。1．安全疫苗都是用于健康人群，特别是儿童的免疫接种，其质量的优劣直接关系到千百万人的健康和生命安全，因此在制作中应特别注意质量管理。灭活疫苗菌毒种为致病性强的微生物，应予彻底灭活，并避免无关蛋白和内毒素污染；活疫苗的菌毒种要求遗传性状稳定，无回复突变，无致癌性；各种疫苗应尽可能减少接种后的副作用，推崇口服接种或尽量减少注射次数。2．有效疫苗应当具有很强的免疫原性，接种后能在大多数人中引起保护性免疫，使群体的抗感染能力增强。在疫苗设计中应当考虑两个问题：一是保护性免疫是以体液免疫为主还是细胞免疫为主，或二者兼备；二是能引起显著的免疫记忆，使保护性免疫维持很长的时间。例如，口服脊髓灰质炎疫苗能诱导中和抗体的产生，而且有很好的免疫记忆性，初次免疫后半年以上仍有高水平的记忆应答。用细菌的多糖成分免疫婴幼儿，18月龄以下者几乎都不产生抗体，但将细菌多糖连接于白喉类毒素后再免疫，效果十分显著。这是由于白喉类毒素提供了T细胞识别的表位，将细菌多糖引起的T细胞非依赖性抗体应答转变为T细胞依赖性抗体应答。模拟自然感染途径接种，除引起体液免疫和细胞免疫外，还可引起黏膜免疫，抵抗经黏膜入侵的病原体。细胞因子等新型佐剂与疫苗共同使用，可以调节免疫应答的类型，增强免疫效果。3．实用疫苗的可接受性十分重要，否则难以达到接种人群的高覆盖率。在保证免疫效果的前提下尽量简化接种程序，如口服疫苗、多价疫苗。同时要求疫苗易于保存运输，价格低廉。2二、人工主动免疫人工主动免疫（artificialactiveimmunization）是用疫苗接种机体，使之产生特异性免疫，从而预防感染的措施。1．灭活疫苗灭活疫苗（inactivatedvaccine）又称死疫苗，是选用免疫原性强的病原体，经人工大量培养后，用理化方法灭活制成。死疫苗主要诱导特异抗体的产生，为维持血清抗体水平，常需多次接种，有时注射局部和全身的反应较重。由于灭活的病原体不能进入宿主细胞内增殖，不能通过内源性抗原提呈途径诱导CTL的产生，免疫效果有一定局限性。2．减毒活疫苗减毒活疫苗（live-attenuatedvaccine）是用减毒或无毒力的活病原微生物制成。传统的制备方法是将病原体在培养基或动物细胞中反复传代，使其失去或明显降低毒力，但保留免疫原性。例如，用牛型结核杆菌在人工培养基上多次传代后制成卡介苗，用脊髓灰质炎病毒在猴肾细胞中反复传代后制成活疫苗。活疫苗接种类似隐性感染或轻症感染，病原体在体内有一定的生长繁殖能力，一般只需接种一次。多数活疫苗的免疫效果良好、持久，除诱导机体产生体液免疫外，还可产生细胞免疫，经自然感染途径接种还形成黏膜局部免疫。其不足之处是疫苗在体内存在着回复突变的危险，但在实践中十分罕见。免疫缺陷者和孕妇一般不宜接种活疫苗。3．类毒素类毒素（toxiod）是用细菌的外毒素经0.3%~0.4%甲醛处理制成。因其已失去外毒素的毒性，但保留免疫原性，接种后能诱导机体产生抗毒素。三、人工被动免疫人工被动免疫（artificialpassiveimmunization）是给人体注射含特异性抗体或细胞因子的制剂，以治疗或紧急预防感染的措施。由于这些免疫物质并非由被接种者自己产生，缺乏主动补充的来源，因而接种后免疫效果维持时间短暂，一般约2~3周。1．抗毒素抗毒素（antitoxin）是用细菌外毒素或类毒素免疫动物制备的免疫血清，具有中和外毒素毒性的作用。一般选择健康马匹免疫，待马体内产生高效价抗毒素后，采血分离血清，或进一步提取免疫球蛋白制成。该制剂对人而言是异种蛋白，使用时应注意Ⅰ型超敏反应的发生。常用的有破伤风抗毒素、白喉抗毒素等。2．人免疫球蛋白制剂人免疫球蛋白制剂是从大量混合血浆或胎盘血中分离制成的免疫球蛋白浓缩剂。该制剂中所含的抗体即为人群中含有的抗体，因不同地区和人群的免疫状况差异，免疫球蛋白制剂所含抗体的种类和效价不尽相同。肌肉注射人免疫球蛋白制剂主要用于甲型肝炎、丙型肝炎、麻疹、脊髓灰质炎等病毒性疾病的预防。静脉注射用免疫球蛋白（IVIG）须经特殊工艺制备，主要用于原发性和继发性免疫缺陷病的治疗。特异性免疫球蛋白则是由对某种病原微生物具有高效价抗体的血浆制备，用于特定病原微生物感染的预防，如乙型肝炎免疫球蛋白。3．细胞因子与单克隆抗体细胞因子制剂与单抗制剂是近年来研制的新型免疫治疗剂，可望成为肿瘤、艾滋病等的有效治疗手段。3四、佐剂佐剂（adjuvant）是一类与抗原合用时能增强抗原免疫效应的物质。其可能的作用机制有二：一是在淋巴细胞接触抗原的局部可浓缩抗原，即储存效应（depoteffect）；二是通过诱导细胞因子的产生，调节淋巴细胞的功能。目前在人类疫苗制作中使用的有氢氧化铝、磷酸铝、磷酸钙等无机盐以及结合细菌类毒素的百日咳杆菌。动物试验中使用的有弗氏佐剂、卡介苗、胞壁酰二肽、脂质体等。此外，细胞因子如IL-2、IL-12、IFN-等也具佐剂活性，一些新型佐剂在试验中十分常用。1．ISCOMs是一种缓释的复合物。含磷脂、皂素、胆固醇及蛋白质，为30~40nm直径的二十面体对称结构，能捕获大量抗原分子并释放给抗原提呈细胞。ISCOMs可上调MHC分子的表达，促进细胞免疫尤其是CTL活性。2．CpG寡核苷酸指人工合成的一段含非甲基化胞嘧啶-鸟嘌呤的寡核苷酸链，其受体是TLR9，能诱导细胞因子的产生，活化B细胞、NK细胞及树突状细胞，对蛋白疫苗和核酸疫苗均有明显佐剂活性。寡核苷酸链的序列决定了佐剂活性的强弱，不同种属的最适基序不尽相同。五、计划免疫计划免疫（planedimmunization）是根据某些特定传染病的疫情监测和人群免疫状况分析，有计划地用疫苗进行免疫接种，预防相应传染病，确保儿童健康成长的重要手段，最终达到控制以至消灭相应传染病的目的而采取的重要措施。我国政府非常关心儿童健康，重视预防保健工作，制定了一系列的政策、法规，控制儿童传染病发生，优先考虑控制和消灭脊髓灰质灰、麻疹、新生儿破伤风等疾病。表23-1我国计划免疫程序表年龄疫苗种类基础接种出生卡介苗乙型肝炎疫苗(第1针)1个月乙型肝炎疫苗(第2针)2个月小儿麻痹疫苗(初服)3个月小儿麻痹疫苗(复服)百白破(第1针)4个月小儿麻痹疫苗(复服)百白破(第2针)5个月百白破(第3针)6个月乙型肝炎疫苗(第3针)8个月麻疹疫苗(初种)加强接种1岁半小儿麻痹疫苗(加服)百白破(加强)4岁小儿麻痹疫苗(加服)麻疹疫苗(复种)7岁卡介苗(复种)百白破(加强)麻疹疫苗(复种)我国儿童计划免疫的常用疫苗有5种，即卡介苗、小儿麻痹症疫苗、百白破疫苗、麻疹活疫苗和乙型肝炎疫苗（表23-1）。2007年国家扩大了计划免疫免费提供的疫苗种类，将在原有的“五苗七病”基础上增加到15种传染病。新增了甲型肝炎疫苗、乙脑疫苗、流脑多糖疫苗、风疹疫苗、4腮腺炎疫苗、钩体病疫苗、流行性出血热疫苗和炭疽疫苗。我国的计划免疫工作取得了显著成绩，全国已实现了以县为单位的儿童接种率达到85%的目标，传染病的发病率大幅度下降。六、新型疫苗及其发展近30年来，随着免疫学、生物化学、生物技术和分子微生物学的发展，疫苗的研制进入新的阶段。例如，采用人工变异技术制作的营养缺陷变异株疫苗、温度敏感变异株疫苗等；利用基因工程技术在核酸水平上造成病原体毒力有关基因的缺失，避免疫苗株的回复突变而恢复毒力的基因缺失疫苗；去除全细胞疫苗中很多与保护性免疫无关的成分而保留有效免疫原的亚单位疫苗。基因工程疫苗是现代生物技术的热点之一，其发展的重点对象是难（或不能）培养、有潜在危险、常规免疫效果差的病原体。尽管迄今为止获准生产的基因工程疫苗仅有少数几种，但它解决的是多年来常规疫苗不能解决的难题，而且在简化免疫程序的多价疫苗制作方面具有显著优势。近年来新发展的疫苗主要有以下几类。1．亚单位疫苗亚单位疫苗（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。例如无细胞百日咳疫苗则提取百日咳杆菌的丝状血凝素（FHA）等保护性抗原成分制成，其内毒素含量仅为全菌体疫苗的1/2000，副作用明显减少而保护效果相同。又如提取细菌的多糖成分制作成脑膜炎球菌、肺炎球菌多糖疫苗，以及流感病毒血凝素/神经氨酸酶亚单位疫苗。2．结合疫苗细菌荚膜多糖具有抗吞噬作用，可保护细菌免受机体吞噬细胞的吞噬。提取细菌荚膜多糖制作的多糖疫苗早已应用。荚膜多糖属于T细胞非依赖性抗原，不需T细胞辅助而直接刺激B细胞产生IgM类抗体，不产生记忆细胞，也无Ig的类别转换，对婴幼儿的免疫效果很差。近年来发展的结合疫苗（conjugatevaccine）是将细菌荚膜多糖成分化学连接于白喉类毒素，为细菌荚膜多糖提供了蛋白质载体，使其成为T细胞依赖性抗原。结合疫苗能引起T、B细胞的联合识别，B细胞可产生IgG类抗体，明显提高了免疫效果。目前已获准使用的结合疫苗有b型流感杆菌疫苗、脑膜炎球菌疫苗和肺炎球菌疫苗等。3．合成肽疫苗合成肽疫苗（syntheticpeptidevaccine）是根据有效免疫原的氨基酸序列，设计和合成的免疫原性多肽，以期用最小的免疫原性肽来激发有效的特异性免疫应答。同一种蛋白质抗原的不同位置上有不同免疫细胞识别的表位，如果合成的多肽上既有B细胞识别的表位，又有Th、CTL识别的表位，它就能同时诱导特异性体液免疫和细胞免疫。Th与CTL识别的表位与宿主的HLA分子密切相关，由于HLA分子具有高度多态性，制作单一表位的疫苗很难在群体中每一个体奏效。因此，了解人群HLA限制的T细胞识别表位的概况，合成含有这些表位的多肽，才能有群体保护作用。目前，在了解人群HLA单体型表位的基础上，利用计算机演绎法可预测T细胞识别的表位，为合成肽疫苗的研制提供了重要手段。由于合成肽分子小、免疫原性弱，常需交联载体才能诱导免疫应答。常用的载体有脂质体，它可将合成肽分子运送至APC的胞浆中，使其与MHC-Ⅰ类分子结合，诱导特异性CTL应答。目前研究较多的主要是抗病毒感染和抗肿瘤的合成肽疫苗。54.基因工程疫苗（1）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。首先需选定病原体编码有效免疫原的基因片段，将该基因片段引入细菌、酵母或能连续传代的哺乳动物细胞基因组内，通过大量繁殖这些细菌或细胞，表达目的基因的产物，最后从细菌或细胞培养物中收集、提取、纯化所需的抗原。重组抗原疫苗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（重组乙型肝炎病毒表面抗原）、口蹄疫疫苗和莱姆病疫苗等。（2）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）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。目前使用最广的载体是痘苗病毒，用其表达的外源基因很多，已用于甲型和乙型肝炎、麻疹、单纯疱疹、肿瘤