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当前位置:首页 > 行业资料 > 林业/苗木 > 生物技术制药第2版 第5章 疫苗及其制备技术
第五章疫苗及其制备技术疫苗(Vaccine)传统概念:将病原微生物(细菌、病毒、真菌等)及其代谢产物,经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的免疫制剂。世界卫生组织的扩大免疫措施(EPI)——儿童免疫程序表、成人现代疫苗:治疗性疫苗、非感染性疾病疫苗疫苗学(Vaccinology)本章学习要求掌握:疫苗、基因工程疫苗、联合疫苗的概念及常见疫苗的制备技术熟悉:疫苗的原理、类型、特点及主要用途了解:疫苗发展的历程与趋势、疫苗产业的特点与应用本章内容概述疫苗的组成、作用原理、类型与特点疫苗的制备方法疫苗生产的质量控制疫苗产业的特点及应用概况第一节概述一、疫苗的产生“12世纪,中国开始用人痘接种预防天花”《疫苗可预防疾病的流行病学与预防学》第6版,美国疾病控制与预防中心(CDC)2000年出版一、疫苗的产生天花(Smallpox)由天花病毒引起的一种烈性传染病天花病毒:呈砖形,能对抗干燥和低温,在痂皮、尘土和被服上可生存数月至一年半之久临床表现:主要为严重毒血症状、皮肤成批依次出现斑疹、丘疹、疱疹、脓疱,最后结痂、脱痂,遗留痘疤。传播途径:飞沫吸入或直接接触。特点:发展迅速,未免疫人群感染后15-20天内致死率高达30%。一、疫苗的产生天花的防治——中国宋真宗时期(998-1023年):人痘法,吸入天花病人痂粉预防天花。明朝隆庆年间(1567-1572年):痘衣法、痘浆法、旱痘法和水苗法等多种接种方法出现。清朝顺治死于天花,得过天花的康熙继位人痘法的缺点:有时也会引起严重的天花一、疫苗的产生天花的防治——欧洲1721年,人痘接种法传入英国1796年,英国医生E.Jenner利用牛痘防治天花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”。细胞培养法获得天花病毒——牛痘苗一、疫苗的产生疫苗之父---法国免疫学家LouisPasteur鸡霍乱弧菌减毒株(第一个细菌减毒活疫苗)一、疫苗的产生巴斯德与狂犬病疫苗异体传代法:将狂犬病毒在兔体内经连续传代,获得了减毒株一、疫苗的产生巴斯德在疫苗领域的卓越贡献细菌的分离培养技术减毒菌株的获得连续传代培养法高温培养法异体传代法巴氏减毒菌苗的发明:为实验免疫学建立了基础二、疫苗及其技术的发展简史(一)减毒活疫苗技术——第一次疫苗革命(二)基因重组疫苗技术——第二次疫苗革命(三)反向疫苗学技术——第三次疫苗革命二、疫苗及其技术的发展简史(一)减毒活疫苗技术——细胞水平人为处理使病原微生物失去毒力或降低毒力例:卡介苗(BacillusCalmette-Guérin,BCG,使用活的无毒牛型结核杆菌制成)、炭疽疫苗、狂犬疫苗二、疫苗及其技术的发展简史药物毒理:结核菌是细胞内寄生菌——细胞免疫用无毒卡介菌(结核菌)人工接种进行初次感染,经过巨噬细胞的加工处理,将其抗原信息传递给免疫活性细胞,使T细胞分化增殖,形成致敏淋巴细胞,当机体再遇到结核菌感染时,巨噬细胞和致敏淋巴细胞迅速被激活,执行免疫功能,引起特异性免疫反应。二、疫苗及其技术的发展简史(二)基因重组疫苗技术——分子水平基因重组技术研究相关基因和蛋白质产物例:乙肝疫苗(乙型肝炎表面抗原)二、疫苗及其技术的发展简史血源乙肝疫苗:无症状HBsAg携带者血浆提取的HBsAg,经纯化,灭活及添加佐剂制成。基因重组(转基因)乙肝疫苗:利用转基因技术,构建含有乙肝病毒HBsAg基因的重组质粒,转入酵母(或重组CHO细胞)表达乙型肝炎表面抗原,在繁殖过程中产生未糖基化的HBsAg多肽,经破碎酵母菌体,颗粒形未糖基化的HBsAg多肽释放,经纯化,灭活,添加佐剂制成。二、疫苗及其技术的发展简史基因工程技术在疫苗领域应用构建无毒或减毒疫苗:毒素基因突变构建载体活疫苗:目的基因克隆至临床常规使用的活疫苗中二、疫苗及其技术的发展简史(三)反向疫苗学技术——蛋白质水平全基因水平筛选具有保护性免疫反应的候选抗原具体步骤:1.基因组信息分析结合基因芯片筛选候选疫苗成分2.高通量基因重组表达候选疫苗蛋白成分3.免疫保护性测试二、疫苗及其技术的发展简史例:B型脑膜炎球菌(meningococcusB)先用计算机分析B型脑膜炎球菌的基因组,找到600个潜在的疫苗候补,将其中350个在大肠杆菌中进行表达,然后将蛋白提纯用于免疫小鼠,其中找到29个蛋白能诱导小鼠产生抗体,从而达到预防免疫的作用。第二节疫苗的组成、作用原理、类型与特点一、疫苗组成抗原佐剂防腐剂稳定剂灭活剂缓冲液、盐类等非活性成分一、疫苗组成1.抗原(antigen,Ag)疫苗最主要的有效活性成分免疫原性(immunogenicity):刺激机体特异性免疫细胞活化、增殖、分化并产生免疫效应物。免疫反应性(immunoreactivity):与免疫效应物发生特异性结合而产生免疫反应。一、疫苗组成常用抗原包括:灭活病毒或细菌活病毒或细菌(减毒株)病毒或菌体提纯物有效蛋白成分类毒素细菌多糖合成多肽核酸2.佐剂(adjuvant)非特异性增强抗原免疫应答或改变免疫应答类型的物质。要求:安全无毒、在非冷藏条件下稳定作用机制:改变抗原的物理形状,延长抗原在机体内保留时间刺激单核巨噬细胞对抗原的递呈能力刺激淋巴细胞分化,增加扩大免疫应答能力一、疫苗组成一、疫苗组成常用佐剂:用于人体:铝佐剂/MF59(水包油的乳剂)动物试验:弗氏完全佐剂(FCA)/弗氏不完全佐剂(FIA)3.防腐剂大多数的灭活疫苗都使用防腐剂目的:防止外来微生物的污染常用:0.01%~0.02%硫柳汞2-苯氧乙醇氯仿副作用:接触性皮炎、变应性结膜炎、耳毒性一、疫苗组成4.稳定剂目的:保证作为抗原的病毒或其他微生物存活,并保持免疫原性冻干疫苗中常用:乳糖、明胶、山梨醇等。一、疫苗组成5.灭活剂灭活病毒或细菌抗原的方法:物理方法(如加热、紫外线照射等)化学方法(丙酮、酚、甲醛等)对人体有一定毒害作用,因此在灭活抗原后必须及时从疫苗中除去,并经严格检定以保证疫苗的安全性。一、疫苗组成6.缓冲液、盐类缓冲液的种类、盐类的含量都可影响疫苗的效力、纯度和安全性,因此都有严格的质量标准一、疫苗组成二、疫苗作用原理当机体经过口服或注射等途径接种疫苗后,其中的抗原分子刺激机体免疫系统产生高效价特异性的免疫保护物质当机体再次接触到相同病原菌抗原时,免疫系统依循免疫记忆,迅速制造出保护物质来阻断病原菌的入侵,从而使机体获得针对病原体特异性的免疫力,使其免受侵害而获得保护。三、疫苗的类型与特点(一)减毒活疫苗(二)灭活疫苗(三)亚单位疫苗(四)联合疫苗(五)核酸疫苗(六)治疗性疫苗三、疫苗的类型与特点(一)减毒活疫苗(liveattenuatedvaccine)通过一定方法使病原体的致病性减弱或丧失后获得的由完整微生物组成的疫苗制品特点:能引发机体感染但不发生临床症状,但其免疫原性可引发机体免疫反应,刺激机体产生特异性的记忆B细胞和记忆T细胞,起到获得长期或终生保护的作用。三、疫苗的类型与特点优点:接种次数少,反应小,免疫效果好(体液免疫、细胞免疫、黏膜免疫),成本低缺点:稳定性差,有毒力返祖现象,污染环境,免疫缺陷者不能接种三、疫苗的类型与特点三、疫苗的类型与特点(二)灭活疫苗(inactivatedvaccine)将病原体经培养增殖、灭活、纯化处理后获得的保留病原体几乎全部组分的疫苗制品。特点:失去了病原体的感染性,但保留了较强的免疫原性和较好的安全性三、疫苗的类型与特点优点:稳定性好,反应小,免疫缺陷者也可接种缺点:需多次接种,免疫效果较差(体液免疫),需要量大三、疫苗的类型与特点三、疫苗的类型与特点(三)亚单位疫苗(subunitvaccine)利用微生物的某种表面结构成分制成的能诱发机体产生抗体的疫苗制品。分类:纯化亚单位疫苗:单个蛋白或寡糖组成、佐剂合成肽亚单位疫苗:抗病毒/肿瘤/细菌、寄生虫感染基因工程亚单位疫苗三、疫苗的类型与特点基因工程亚单位疫苗(geneticengineeringsubunitvaccine)在分离出病原体特异抗原编码基因的基础上,将外源基因转入非致病性微生物内表达产物,然后通过分离纯化获得的特异蛋白质。原核细胞(大肠杆菌)、真核细胞(酵母)活载体疫苗(细菌、病毒)、转基因植物疫苗三、疫苗的类型与特点三、疫苗的类型与特点(四)联合疫苗(combinedvaccine)两种或两种以上抗原物理混合后制成的疫苗制剂。多联疫苗(multi-combinedvaccine):预防不同病原微生物引起的传染病(例:百白破)多价疫苗(multivalentvaccine):预防由同一病原微生物不同亚型引起的传染病(例:23价肺炎多糖疫苗)三、疫苗的类型与特点三、疫苗的类型与特点(五)核酸疫苗(nucleicacidvaccine)也称基因疫苗(geneticvaccine),包括DNA疫苗和RNA疫苗。由抗原的编码基因和载体组成,导入机体细胞后可通过宿主细胞的转录系统表达蛋白抗原,诱导宿主产生细胞和体液免疫应答的疫苗制剂。三、疫苗的类型与特点DNA疫苗(DNAvaccine)将编码外源性抗原的基因插入到含真核表达系统的质粒上,导入宿主细胞内表达抗原蛋白,诱导机体产生免疫应答。特点:免疫效果好,制备方便,可重复使用,可用于免疫治疗和联合免疫三、疫苗的类型与特点三、疫苗的类型与特点(六)治疗性疫苗(therapeuticvaccine)在已感染病原微生物或已患有某些疾病的机体中,通过诱导特异性的免疫应答,达到治疗或防止疾病恶化的疫苗制品。最早的治疗性疫苗:狂犬病疫苗三、疫苗的类型与特点1.基于组成成分及性质的分类(1)蛋白质复合重构的治疗性疫苗改造靶抗原的结构或组合,使其相似而又有异于传统疫苗的靶抗原,重新唤起患者的功能性免疫应答,进而打破和逆转患者的免疫耐受状态。改造方法:蛋白修饰,结构/构型改造,蛋白复合/多肽偶联三、疫苗的类型与特点(2)基因疫苗DNA疫苗:埃博拉(Ebola)疫苗、乙型肝炎(HBV)疫苗、丙型肝炎(HCV)疫苗、人免疫缺陷病毒(HIV)疫苗等RNA疫苗:RNA修饰的树突状细胞(DC)疫苗等三、疫苗的类型与特点(3)多水平基因修饰细胞疫苗肿瘤治疗性疫苗:肿瘤细胞/DC细胞疫苗制备过程:三、疫苗的类型与特点2.基于治疗疾病种类的分类(1)感染性疾病的治疗性疫苗(2)肿瘤治疗性疫苗(3)自身免疫性疾病的治疗性疫苗(4)移植用治疗性疫苗三、疫苗的类型与特点三、疫苗的类型与特点预防性疫苗治疗性疫苗病原体蛋白不需改造需经分子设计和重新构建受用者健康人体患者监测手段保护性抗体产生情况疾病改善情况激发免疫应答类型体液免疫为主细胞免疫为主第三节疫苗的制备方法灭活全毒疫苗——流感全病毒灭活疫苗减毒活疫苗——皮内注射用卡介苗基因工程重组亚单位疫苗——重组乙型肝炎疫苗生化提取亚单位组分疫苗——吸附破伤风疫苗治疗性疫苗——前列腺癌疫苗Sipuleucel-T疫苗生产的一般流程一、灭活全毒疫苗——流感全病毒灭活疫苗(inactiatedinfluenzawholevirionvaccine)本品系用世界卫生组织(WHO)推荐的并经国家食品药品监督管理局批准的流感病毒株,分别接种鸡胚,经培养、收获病毒液,病毒灭活、浓缩和纯化后制成。用于预防本株病毒引起的流行性感冒一、流感全病毒灭活疫苗(inactiatedinfluenzawholevirionvaccine)Theinfluenzavaccineisanannualvaccinationusingavaccinethatisspecificforagivenyeartoprotectagainstthehighlyvariableinfluenzavirus.Eachseasonalinfluenzavaccinecontainsantigensrepresenting
本文标题:生物技术制药第2版 第5章 疫苗及其制备技术
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