兽医生物制品学

1兽医生物制品学第一讲绪论一、兽医生物制品学的概念1、兽医生物制品学（veterinarybiologicology）以预防兽医学和生物工程学理论为基础，研究动物传染病和寄生虫病的免疫预防、诊断和治疗用生物性制品的制造理论和技术、生产工艺、制品质量检验与控制及保藏和使用方法，以增强动物机体特异性和非特异性免疫力，及时准确诊断动物疫病，并给予特异性治疗，防止疫病传播的综合性应用学科。2、兽医生物制品(veterinarybiologics)是根据免疫学原理，利用微生物、寄生虫及其代谢产物或免疫应答产物制备的一类物质，专供相应的疫病诊断、治疗或预防之用。二、兽医生物制品学的应用：免疫预防、诊断、治疗1、免疫预防：18-19世纪,牛瘟在法国和南美引起大量牛只死亡；牛肺疫曾在亚非地区包括我国广泛流行；1956年周泰冲、袁庆志等研制成功的中国系（C系）猪瘟兔化弱毒疫苗。口蹄疫多价灭活疫苗已被成功应用，特别是口蹄疫在欧洲的控制和扑灭、其中部分应归功于O型、A型、C型口蹄疫三价灭活疫苗的有效应用。2、诊断：猪瘟、猪伪狂犬病、鸡新城疫及传染性法氏囊病等ELISA抗体检测试剂盒已在普遍使用。3、治疗：有些动物传染病的免疫血清、痊愈血清和卵黄抗体等生物制品具有帮助动物机体杀死、抑制或消除病原体的致病作用。三、生物制品的发展史（一）经验时期时间：十一世纪-1798年主要事件：1、十一世纪我国的“痘症防御法”。2、1400年，我国甘肃牧区的“灌花”预防牛瘟。（二）实验时期时间：1798年-1945年主要事件：1、1798年Jenner（秦纳）：天花疫苗的由来及效果的研究。2、疫苗技术研究：1881－1885Pasteur(巴斯德）培养鸡霍乱陈旧物、高温培养炭疽、兔体传代狂犬病毒，首创弱毒疫苗。1886Salmon首创灭活技术并培育成功灭活疫苗。1888外毒素的脱毒技术，研制成功类毒素。1890德国人Behring和日本人北里（Kitasato）将白喉外毒素注射给动物，发现抗毒素。这是第一次用人工被动免疫的方法治疗疾病的病例。荣获1901年诺贝尔奖3、免疫技术：相继建立凝集实验（1896，GruberandDurham)、沉淀实验（1897，Kraus）、补体结合反应（1900,BordetandGengou）。24、免疫机理：细胞免疫学说－研究白细胞、吞噬细胞。体液免疫学说－研究抗体、补体。（三）近代时期时间：1930年－1960年。主要事件：1、1930年，Tiselius和Kabat电泳鉴定抗体是γ-球蛋白2、1959年，Porter和Edelman对抗体结构进行了研究，证明是四肽链组成，借二硫键连接在一起3、建立了更多的免疫学技术：间接血凝实验、凝胶扩散实验、免疫标记技术。（四）分子生物学时期时间：1960年－现在主要事件：1、20世纪70年代，日本的利根川进等应用分子杂交技术证明并克隆出Ig分子V区和C区基因。1987年诺贝尔医学奖2、1975年，英国剑桥Kohler和Milstein发明了杂交瘤技术与丹麦人耶那共获1984年诺贝尔医学奖（生物导弹）1994年以来，已经有13种单克隆抗体通过FDA的批准在临床上应用于抗肿瘤、抗凝血反应以及治疗各种免疫系统疾病3、分子生物学的兴起，从基因水平揭示了抗体多样性产生的机制（麦克林托克与转移基因）4、20世纪80年代早期兴起基因工程抗体5、1994年美国CellGenesys公司和Genpharm国际公司宣布转基因小鼠作为生产全抗体的载体问世。四、兽医生物制品的分类（一）按生物制品性质分类1.疫苗（vaccine）2.类毒素（toxoid）3.诊断制品（diagnosticpreparation）4.抗病血清（antiserum）5.微生态制剂（probiotics）6.副免疫制品（paraimmunityprepariations）（二）按生物制品制造方法和物理性状分类1.普通制品2.精制生物制品3.液状制品4.干燥制品5.佐剂制品———————————————————————————————————————TIPS:一、疫苗（vaccine）1、凡接种机体后能产生自动免疫和预防疾病的一类生物制剂均称为疫苗。细菌性菌苗病毒性疫苗寄生虫性虫苗治疗性疫苗（肿瘤、过敏和一些传染性疾病）生理调控疫苗（如促进生长和控制生殖等）32、根据疫苗抗原的性质和制备工艺，疫苗又分为：活疫苗（livevaccine）、死疫苗（killedvaccine）、基因疫苗（geneticvaccine）。（一种疫病究竟以哪类疫苗最为有效可行，取决于该疫病特点，包括流行病学、病原理化特性、致病机理和免疫特点以及各种技术手段是否可行。）二、类毒素（toxoid）1、又称脱毒毒素，是指细菌生长繁殖过程中产生的外毒素，经化学药品（甲醛）处理后，成为无毒性而保留免疫原性的生物制剂。2、于类毒素中加入适量磷酸铝或氢氧化铝等吸附剂吸附的类毒素即为吸附精制类毒素。三、微生态制剂（probiotics）1、又称益生素、活菌制剂或生菌剂。2、是用非病原性微生物，如乳酸杆菌，醋样芽胞杆菌、地衣芽胞杆菌或双歧杆菌等活菌制剂，口服治疗畜禽正常菌群失调引起的下痢。3、饲料添加剂。———————————————————————————————————————五、生物制品命名原则1.一般采用“动物种名+病名+制品名称”的形式2.共患病一般可不列动物种名3.由两种以上的病原体制成的一种疫苗，命名采用“动物种名+若干病名+×联疫苗“的形式。4.由两种以上血清型制备的一种疫苗，命名采用“动物种名+病名+若干型名+×价疫苗”的形式。六、我国兽医生物制品的历史与成就1930建立实业部青岛商品检验局青岛血清制造所和1931建立上海商品检验局血清制造所50年代初，建立9个兽医生物制品厂，组建了国家兽医药品监察所，制定多种生物制品的制造和检验规程。牛瘟兔化弱毒苗，牛肺疫兔化弱毒苗马传贫驴白细胞活疫苗（哈兽研沈荣显院士）80年代以来，禽用疫苗发展迅速研制了多种疾病的灭活疫苗基因工程技术应用到疫苗研究领域除疫苗外的其它兽医生物制品的研究拓宽了兽医生物制品的领域大型冷冻干燥机为高质量生物制品国产化创造了物质条件诊断技术和制品发挥重要作用活疫苗(livevaccine)弱毒疫苗(attenuatedvaccine)基因缺失疫苗(genedeletedvaccine)基因工程活载体疫苗(geneticengineeringlivevectorvaccine)病毒抗体复合物疫苗(virus-antibodycomplexvaccine)死疫苗(killedvaccine)基因疫苗(geneticvaccine)：又称DNA疫苗或核酸疫苗灭活疫苗(inactivatedvaccine)化学合成亚单位疫苗(chemicalsubunitvaccine)基因工程亚单位疫苗(geneticengineeringsubunitvaccine)抗独特型抗体疫苗(anti-idiotypevaccine)4到2001年，我国兽医生物制品共有188种，灭活苗56种，活疫苗57种，抗血清7种，诊断制品61种，其它制品7种。规范了兽医生物制品生产、组织管理制度建立了兽医生物制品的管理、监督检察机构逐渐制定和完善了兽医生物制品的行政法规七、兽医生物制品学的发展前景传统疫苗仍占主导地位，多联多价疫苗更受青睐改进疫苗质量，提高免疫效果，研究和开发新出现传染病的疫苗倍受关注以分子生物技术为基础，研制新型疫苗是新世纪疫苗研究的一个主导方向常规诊断试剂标准化、新诊断技术实用化微生态制剂、寄生虫虫苗与鱼用疫苗的研制将拓宽兽医生物制品的范围加快兽医生物制品GMP建设，迎接WTO新挑战进一步完善法规，加强兽医生物制品管理第二讲抗原（antigen，Ag）§1、抗原的概念1.概念：能刺激机体免疫系统启动免疫应答，并能与相应的免疫应答产物在体内或体外发生特异性结合的物质，即抗原。2.特性（1）免疫原性（2）免疫反应性———————————————————————————————————————相关名词术语：半抗原：只有免疫反应性，而无免疫原性的小分子物质。如药物、多糖、类脂等。载体：赋予半抗原具有免疫原性的蛋白质分子，即为载体。半抗原结合某些蛋白质抗原（完全抗原）载体(Carrier，C)：大分子，Pro.等半抗原(Hapten，H)：H1、H2、H3……完全抗原(Ag)=C+nH———————————————————————————————————————§2、影响抗原分子免疫原性的因素一、异物性1.抗原与自身成分相异（异种物质、异体物质）2.未与宿主胚胎期免疫细胞接触过的自身物质。（隔绝的自身成分和修饰的自身成分）二、理化状态（1）化学性质：天然抗原多为大分子有机物。一般蛋白质是良好的抗原。多糖及多肽也具有一定的免疫原性。（2）分子量大小：要求分子量一般在10.0kD以上。（3）化学结构的复杂性：必须有较复杂的化学组成和特殊的化学基团（要含有大量的芳香族氨基酸）。（4）物理状态：聚合状态的蛋白质较其单体免疫原性强，颗粒性抗原强于可溶性抗原。（5）分子结构和易接近性：5分子结构是指抗原分子中一些特殊化学基团的立体构象。易接近性是指抗原表面这些特殊的化学基团与淋巴细胞表面相应受体相互接触的难易程度。易接近性常与这些化学基团在抗原分子中分布的部位有关。三、机体因素遗传、年龄、生理状态、个体差异等因素抗原进入机体的方式和途径也有关四、抗原进入机体的方式抗原进入机体的数量、途径、两次免疫间的时间间隔、次数以及免疫佐剂类型等都影响机体对抗原的应答。§3、抗原的特异性与交叉反应特异性既表现在免疫原性上，也表现在免疫反应性上。特异性的物质基础是抗原表位或抗原决定簇。一、表位或抗原决定簇1、概念表位（epitope）或抗原决定簇（antigenicdeterminant）是指存在于抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团。其性质、数量和空间构象决定了抗原的特异性。2、3、表位是免疫细胞识别的标志及免疫反应具有特异性的物质基础。§4、医学上重要的抗原物质一、病原微生物及其代谢产物各种病原微生物的化学组成复杂，是含有多种抗原决定簇的复合物。细菌的代谢产物有些也是良好的抗原，如细菌外毒素。1、细菌抗原（bacterialantigen）细菌的抗原结构比较复杂，每个菌的每种结构都由若干抗原组成，因此细菌是多种抗原成分的复合体。根据细菌的结构，抗原组成有鞭毛抗原、菌体抗原、荚膜抗原和菌毛抗原。（1）菌体抗原（somaticantigen）又称O抗原，主要指革兰氏阴性菌细胞壁抗原，其化学本质为脂多糖（LPS）。（2）鞭毛抗原（flagllarantigen）又称H抗原。细菌鞭毛是一种空心管状结构，由蛋白亚单位（亚基）组成，此亚单位称为鞭毛蛋白或鞭毛素（flagellin）。鞭毛抗原的特异性较强，用其制备抗鞭毛因子血清，可用于沙门氏菌和大肠杆菌的的免相应淋巴细胞表面受体抗原簇表位结合相应抗体外毒素机体产生抗毒素注入甲醛脱毒类毒素（失去毒性，保留免疫原性）6疫诊断。（3）荚膜抗原（capsularantigen）又称K抗原。荚膜由细菌菌体外的粘液物质组成，电镜下呈致密丝状网络。细菌荚膜构成有荚膜细菌有机体的主要外表面，是细菌主要的表面免疫原。（4）菌毛抗原（piliantigen）许多革兰氏阴性菌（如大肠杆菌的某些菌株、沙门氏杆菌、痢疾杆菌、变形杆菌等）和少数革兰氏阳性菌（如某些链球菌），菌体表面有无数细小、坚韧、没有波曲的绒毛，称为菌毛（pili）或称纤毛（fimbriae）。根据菌毛的形态和功能，分为普通菌毛和性菌毛。菌毛由菌毛素组成，有很强的抗原性。2、病毒抗原（viralantigen）各种病毒结构不一,因而其抗原成分也很复杂,都有相应的抗原结构。一般有V抗原（viralantigen）、VC抗原（viralcapsid