生物制药———DNA疫苗
生物技术制药名词解释
生物技术制药名词解释生物技术制药是指利用生物技术手段,通过改变细胞或生物体的遗传物质,以生产药物或医疗产品的过程。
这一领域的发展已经取得了巨大的成就,为医疗行业带来了革命性的变革。
以下是一些与生物技术制药相关的名词解释。
1. 生物技术。
生物技术是指利用生物体、细胞或其组分进行实验室操作的一系列技术。
这些技术包括基因工程、细胞培养、蛋白质纯化等,可用于生产药物、治疗疾病、改良农作物等领域。
2. 基因工程。
基因工程是通过改变生物体的遗传物质,来产生特定的性状或产物。
这一技术在生物技术制药中被广泛应用,用于生产重组蛋白、激素、疫苗等药物。
3. 重组蛋白。
重组蛋白是指利用基因工程技术将外源基因导入到宿主细胞中,使其产生特定的蛋白质。
这些蛋白质常被用作药物,如重组人胰岛素、重组干扰素等。
4. 生物制药。
生物制药是指利用生物技术手段生产的药物。
与传统化学合成药物相比,生物制药具有更高的特异性和生物相容性,通常用于治疗癌症、糖尿病、风湿性关节炎等疾病。
5. 生物仿制药。
生物仿制药是指在原研药品专利到期后,其他公司生产的与原研药相似的生物制药产品。
生物仿制药的研发需要严格的生物等效性评价,以确保其与原研药在安全性和有效性上的一致性。
6. 基因治疗。
基因治疗是利用基因工程技术,将外源基因导入到患者体内,以治疗遗传性疾病或其他疾病的一种新型治疗方法。
虽然目前仍处于研究阶段,但基因治疗被认为具有巨大的潜力。
7. 细胞培养。
细胞培养是将动植物细胞在无菌条件下培养、增殖、传代的过程。
这一技术在生物技术制药中被广泛应用,用于生产细胞因子、单克隆抗体等生物制药产品。
8. 单克隆抗体。
单克隆抗体是由单个B细胞克隆产生的抗体,具有高度的特异性和亲和力。
单克隆抗体被广泛应用于肿瘤治疗、自身免疫性疾病治疗等领域。
9. 疫苗。
疫苗是一种预防性的生物制品,通过激活机体的免疫系统,产生特定的抗体或细胞免疫应答,以预防传染病的发生。
生物技术制药中的疫苗包括重组疫苗、DNA疫苗等。
DNA疫苗研究进展
• 至今,DNA疫苗已被用于至少40种不同的病毒感染、9种 至今, 疫苗已被用于至少40种不同的病毒感染、 疫苗已被用于至少40种不同的病毒感染 不同的细菌感染和9种不同的寄生虫感染以及阮病毒感染。 不同的细菌感染和9种不同的寄生虫感染以及阮病毒感染。 其中在34个病毒模型中、 个细菌模型中以及4 34个病毒模型中 其中在34个病毒模型中、8个细菌模型中以及4个寄生虫模 型中已被报道具有保护性。 型中已被报道具有保护性。目前在鼠身上已进行了大量的 这方面研究, 这方面研究,而在非人类灵长类动物如牛和鳝鱼中也同样 有效。 有效。DNA疫苗在癌症模型的临床前实验中也获得了成 疫苗在癌症模型的临床前实验中也获得了成 功。
寄生虫病 肿瘤
疟疾,利什曼原虫病,血吸虫病 疟疾,利什曼原虫病, 结肠癌,乳腺癌,B细胞淋巴瘤 结肠癌,乳腺癌,
自身免疫性疾病 类风湿关节炎 变态反应性疾病 尘螨
Байду номын сангаас
• 像其他疫苗一样,DNA疫苗的安全性问题也是必须考虑 像其他疫苗一样, 疫苗的安全性问题也是必须考虑 的重要问题。目前主要反映在两个方面: 的重要问题。目前主要反映在两个方面:一是外源基因染 色体整合问题。人们十分担心外源基因导入体内后, 色体整合问题。人们十分担心外源基因导入体内后,是否 会与细胞染色体基因组发生整合,从而导致细胞转化、 会与细胞染色体基因组发生整合,从而导致细胞转化、癌 变等负面后果。对此安全问题, 变等负面后果。对此安全问题,许多实验室采用现代分子 生物学技术和手段,研究和分析了这种整合可能性。 生物学技术和手段,研究和分析了这种整合可能性。至少 到目前为止都未有表明疫苗DNA能整合进染色体基因的 到目前为止都未有表明疫苗 能整合进染色体基因的 现象或证据,且有一点得到共识,即作为病毒DNA疫苗 现象或证据,且有一点得到共识,即作为病毒 疫苗 方面的危险性不会高于各病毒的自然感染。二是可能引发 方面的危险性不会高于各病毒的自然感染。 的自身免疫反应问题。质粒DNA和其他疫苗一样也是一 的自身免疫反应问题。质粒 和 种外源性物质,对此问题,学术理论上已经探索了多年, 种外源性物质,对此问题,学术理论上已经探索了多年, 不过到目前为止,无论是大量的实验研究或理论分析, 不过到目前为止,无论是大量的实验研究或理论分析,都 基本肯定了DNA疫苗使用的安全性。总的来说,DNA疫 疫苗使用的安全性。 基本肯定了 疫苗使用的安全性 总的来说, 疫 苗的安全性研究所积累的资料和大量的动物及人群临床试 可以初步认为DNA疫苗是一种相对安全的疫苗形式。 疫苗是一种相对安全的疫苗形式。 验,可以初步认为 疫苗是一种相对安全的疫苗形式
DNA疫苗的发展现状及前景
DNA疫苗的发展现状及前景DNA疫苗(DNA vaccine),又称“裸”DNA疫苗(naked DNA vaccine)、基因疫苗(genetic vaccine),是将编码特异性抗原多肽或蛋白的基因构建在表达性DNA 质粒中,经一定途径进入机体内,被宿主细胞摄取后转录和翻译表达出目的抗原多肽或蛋白,诱导机体产生针对目的蛋白的特异性的免疫应答从而起到免疫保护作用[1]。
它既具有亚单位疫苗或灭活疫苗的安全性,同时具有如减毒疫苗或重组疫苗等,可诱导持久而特异的细胞及体液免疫应答的特点,同时还具有广谱、简便、廉价等特点,因此是未来新型疫苗的重点发展方向之一,在病毒性疾病以及肿瘤等的防治中有广阔的应用前景[2]。
1 DNA疫苗的组成DNA疫苗由病原抗原编码基因及质粒载体两部分组成。
抗原基因可以是单个基因或完整的一组基因,也可以是编码抗原决定簇的一段核苷酸序列。
DNA 疫苗一般以质粒载体为基本骨架。
常用的质粒载体有pSV2、pRSV、pcDNA3.1、pCI和pV AX1等。
这些源于大肠埃希菌的质粒载体可在真核细胞中表达外源基因。
抗原编码基因的选择、质粒的构建、各种佐剂的应用等因素可影响DNA疫苗的免疫效果。
2 DNA疫苗在体内主要的转导方式DNA疫苗接种的方法和途径可以提高和改变DNA疫苗的免疫效果与反应类型。
它在体内主要的转导方式有肌内注射[3]、尾静脉高压注射[4]、基因枪注射[5]、超声转导和DNA电转5种。
其中肌内注射的方法简单、直接,但免疫效果差,且个体差异大。
尾静脉高压注射的方法对小鼠损伤大,且操作困难。
基因枪注射的方法免疫效果好,需要的DNA用量亦少,但基因枪装置昂贵,包被金颗粒费时费力。
超声转导方法发展刚起步,尚需更进一步的研究。
DNA电转方法至1998年以来已被成功应用于多项研究,其操作简单,诱导免疫应答的效果好,正越来越多的为人们所使用,逐渐成为最为新型有效的免疫接种途径之一。
3 DNA疫苗的优点3.1 易操作性和稳定性:由于不需要在体外对抗原进行表达和纯化,提纯质粒DNA的工艺比较简单,且干燥的DNA分子在室温下相对稳定,可制成DNA 疫苗冻干苗,使用时在盐溶液中可恢复原有活性,便于运输和保存。
DNA疫苗简介
免疫应答反应 ,并且与传统的蛋 白免疫相 比具有制 作简单 、 济安全 、 经 易于贮存运输等优点 。 自发现 以
来 , 来 越 引起 人 们 的重 视 , 为第 3代 疫 苗 , 广 越 成 并
泛用于各种感染性疾病的防治研究 中。D A疫苗具 N 有减毒疫苗和灭活疫 苗不可 比拟的优越性 ,备受关
失 的可 能 。
单位疫苗之后 的第 3 代疫苗。在短短的几年时问内 , 有关 D A疫苗的实验报道 已涉及包括细菌 、病毒 、 N 寄生虫等疾病 的预防和治疗研究 中。由于该 疫苗不 加任 何佐 剂 和载 体 , 故又 称为 裸 D A疫 苗 。 N D A疫苗 因高 效 、 久 、 N 持 广谱 、 便 、 价 、 致 简 廉 无 病 性 等特 点 ,被 作 为 新 型 的疫 苗 而得 到 广 泛 的 研 究
2 优点
用 D A疫 苗 进 行 免 疫 可 诱 导 机 体 产 生 全 面 的 N
片段 进 行接 种 的方 法 ( 谓 表 达免 疫 法 ,xrs 所 epe— s nl rr mui tnE I 就 是这 方 面 探 索 的 开 i bayi nz i ,L ) o i m ao 端 , 择 关 键 的 、 可 能 多 的基 因 片段 进 行 D A 疫 选 尽 N 苗 试 验 是未 来 不 可缺 少 的 工作 ,但这 还有 待 技 术 的 提高。
注。
7 前 景
过 去 在分 子 生 物学 方 面 对 质 粒 的研 究 可 能 有 遗
3 研 制 、 存 保
漏之处 , 习惯 上 认 为 质粒 只是 起 D A运 载 和扩 大作 N
养殖技术顾 问 2 1. 007
口 卫 生 防 疫
用 的工具 。通过 对质粒 IS的研 究 , 人 们对 质粒 有 S 使 了更 多的认 识 , 后必然 会 有更 多的人 工合 成 IS出 今 S 现, 也必然 会 有更 多 的所谓 基 因佐 剂 , 白细 胞介 素 如 2 白细胞 介素 1 、 2等插人 D A疫 苗中 , N 这些外来 的
生物制药技术在疫苗开发中的应用与优势
生物制药技术在疫苗开发中的应用与优势近年来,随着全球不断爆发新型传染病和疫情的威胁,疫苗的开发和研究变得越发重要。
生物制药技术作为一种先进的技术手段,在疫苗开发中发挥着重要的作用。
本文将探讨生物制药技术在疫苗开发中的应用与优势。
首先,生物制药技术在疫苗开发中有着广泛的应用。
传统疫苗开发主要依赖于病毒培养和毒性灭活等方法,但这些方法存在效率低、副作用大等问题。
而生物制药技术则采用了生物工程的手段,通过基因工程、DNA重组等技术,能够高效地生产出疫苗的关键成分。
例如,利用重组蛋白技术,可以生产出含有病毒表面抗原的次单位疫苗;利用基因工程技术,可以生产出含有目标基因的重组病毒疫苗;利用细胞培养技术,可以生产出含有病毒粒子的峰口减毒活疫苗等。
这些技术的应用,大大提高了疫苗的生产效率和质量,并且能够灵活应对各种需要不同抗原的病毒。
其次,生物制药技术在疫苗开发中的优势不可忽视。
首先,生物制药技术可以快速响应新型传染病的威胁。
传统疫苗开发需要从病毒中分离出病毒株,通过培养和繁殖才能得到足够的疫苗,这个过程需要较长的时间。
而生物制药技术则可以通过基因序列的获取,直接进行基因工程并利用表达系统来生产疫苗,大大缩短了疫苗的研发时间。
其次,生物制药技术生产的疫苗具有更高的纯度和活性。
传统疫苗的制备过程中需要经过多次的提纯和灭活处理,这可能导致一部分抗原的损失,从而影响疫苗的效果。
而生物制药技术生产的疫苗无需对病原体进行培养和提纯处理,可以直接得到纯净的抗原,从而保证了疫苗的高效性和安全性。
此外,生物制药技术在疫苗开发中还有许多其他的应用领域。
例如,利用基因工程技术和细胞培养系统,可以生产出基因工程疫苗。
基因工程疫苗是采用重组DNA技术将目标基因导入宿主细胞中,通过表达目标抗原蛋白来诱导免疫反应。
相比传统疫苗,基因工程疫苗具有抗原种类多、免疫效果好、耐储存等优点。
此外,生物制药技术还可以应用于微生物制剂的开发,如利用乳酸菌、枯草杆菌等微生物作为生物载体,表达目标抗原,以此开发口服或黏膜免疫途径的疫苗。
DNA疫苗
• 可根据需要设计、选择DNA疫苗的抗原基因, 靶向性明确;
• 质粒载体上的CpG基序具有强烈的佐剂作用, 故DNA疫苗接种时一般不需外加佐剂。
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三、 DNA疫苗的特点
③价格低廉,适合发展中国家研制、开发和使用。 • 质粒经转化细菌扩增后,其提取、纯化等制备
过程远比蛋白质纯化技术简单得多,省钱、省 时和省力,适宜于规模性生产; • DNA疫苗在常温下性能稳定,可以室温保存, 不需要冷链运输,容易保证高效接种率。
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三、 DNA疫苗的特点
④多途径免疫接种,易为免疫对象所接受, 也有利于模拟自然感染途径。
– 注射方式(皮内、皮下、肌内等),也可以用 基因枪注射接种
– 非注射方式:口服、鼻内滴注、鼻腔喷雾及阴 道接种等
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基因枪
• 利用高压气体加速, • 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
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三、 DNA疫苗的特点
① DNA疫苗既能诱导细胞免疫应答, 也能刺激产生体液免疫反应
原因:表达产物
–一部分在降解后与MHC-I类分子结合 –一部分也可分泌出去,经抗原递呈
细胞(APC)等途径与MHC-II类分子结 合。
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DNA疫苗诱导细胞免疫应答
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DNA疫苗诱导体液免疫应答
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三、 DNA疫苗的特点
确剪切?
• 目的:使抗原基因在哺乳动物细胞内获得 高效和正确的表达
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破伤风DNA疫苗
抗原
Stratford等(2000年)
破伤风毒素片段C (TetC)
序列
野生型
真核偏爱型
载体
真核表达质粒
COS-7细胞转染试验
疫苗的发展历程
疫苗的发展历程疫苗是一种预防传染病的生物制剂,通过注射或口服等方式,引起人体免疫系统产生针对特定病原体的免疫反应,从而有效预防疾病的发生。
疫苗的发展历程可以追溯到18世纪,以下将详细介绍疫苗的发展过程。
1. 疫苗的起源疫苗的发展起源于1796年,英国医生爱德华·詹纳发现牛痘可以预防天花。
他从一个牛牧场工人身上采集到牛痘样本,将其接种到一个8岁男孩的手臂上,这个男孩随后暴露于天花患者,但并未感染天花。
这一发现被称为疫苗(vaccine)的起源。
2. 疫苗的早期发展在19世纪初,疫苗的研究得到了进一步的发展。
法国科学家路易·巴斯德在1885年成功研制出狂犬病疫苗,拯救了一名被狂犬咬伤的男孩。
此后,疫苗的研究逐渐扩展到其他传染病,如破伤风、百日咳等。
3. 疫苗的工业化生产20世纪初,疫苗的工业化生产开始兴起。
1914年,美国制药公司埃利·杜邦(Eli Lilly)成为首家大规模生产白喉疫苗的公司。
此后,疫苗的生产技术不断改进,制造过程更加标准化和规模化,使得疫苗的供应量大幅增加。
4. 疫苗的新突破随着科学技术的不断进步,疫苗的研究也取得了新的突破。
20世纪中叶,疫苗的研究重点转向流行性感冒、麻疹、风疹等疾病。
1954年,美国医学家乔纳斯·索尔克成功研制出脊髓灰质炎疫苗,为儿童麻痹症的预防做出了贡献。
5. 基因工程疫苗的诞生20世纪末,基因工程技术的发展为疫苗的研究提供了新的途径。
基因工程疫苗是利用重组DNA技术将病原体的基因片段插入载体中,通过表达这些基因来诱导免疫反应。
这种疫苗具有高效、安全、规模化生产等优势。
1996年,世界上首个基因工程疫苗——乙肝疫苗上市,对乙肝的防控起到了重要作用。
6. 新一代疫苗的研究近年来,新一代疫苗的研究不断取得突破。
基于基因工程技术的疫苗研究日益深入,如人乳头瘤病毒疫苗、流感疫苗、HPV疫苗等。
此外,研究人员还在探索新型疫苗的途径,如纳米颗粒疫苗、DNA疫苗等,这些疫苗具有更好的免疫效果和更高的安全性。
生物制药技术中的疫苗制备与检测方法
生物制药技术中的疫苗制备与检测方法疫苗是人类历史上最重要的伟大发明之一,因为它可以预防和控制许多严重疾病的传播。
生物制药技术在疫苗制备与检测方法方面发挥着重要的作用。
本文将介绍生物制药技术在疫苗制备与检测方法中的应用。
疫苗制备是疫苗研究与开发的首要步骤。
传统的疫苗制备方法包括灭活疫苗、减毒疫苗和亚单位疫苗。
灭活疫苗通过杀死病原体以减少其毒性,然后将其注射给人体,触发免疫反应。
减毒疫苗则是将病原体培养在非致病状态下,使其减弱病原性,再注射给人体。
亚单位疫苗则是利用病原体的特定部分,如蛋白质或多糖体,来刺激免疫反应。
近年来,基因工程技术的发展为疫苗制备带来了新的突破。
重组DNA技术使得科学家可以在实验室中大量生产病原体的抗原蛋白,从而替代传统制备疫苗所需要的大量活病原体。
这种基因工程制备的疫苗被称为基因工程疫苗,它由人工合成的基因导入宿主细胞中,使其产生特定抗原蛋白,然后将这种蛋白进行提纯和精制,最终制备成疫苗。
基因工程疫苗的制备过程通常包括以下几个步骤:首先,利用基因克隆技术获得目标基因的DNA序列;然后,将该DNA序列导入表达宿主细胞中,使其具备表达该抗原蛋白的能力;接着,将表达的蛋白进行分离与纯化,通常采用蛋白质层析技术;最后,将纯化的蛋白进行疫苗制剂的制备,常常与适当的佐剂混合以提高免疫效果。
疫苗的质量控制和检测是确保疫苗安全有效的关键环节。
针对基因工程疫苗,检测方法主要包括活性测定、纯度分析和功效评价。
活性测定是判断疫苗是否具有活性的重要手段。
其实验方法多种多样,如ELISA、细胞活力分析等。
这些方法可通过监测疫苗样品与目标受体相互作用、细胞增殖活性等指标来评估疫苗的活性水平。
纯度分析则是检测疫苗制剂中有无杂质的过程,常用的方法包括SDS-PAGE、Western blot等。
通过这些方法可以判断疫苗样品中是否有异常蛋白、杂质存在。
最后,功效评价则是以动物实验为基础,通过给动物注射疫苗,并观察其产生的免疫反应来评估疫苗的功效。
生物制药中的新型疫苗研发
生物制药中的新型疫苗研发随着科学技术的不断进步,生物制药成为了新型疫苗研发的重要方向。
生物制药是利用基因工程、细胞工程等生物技术手段生产药物,其制备工艺比传统制药更为复杂,但所生产的产品更为精准且效果更佳,使得生物制药因其高效、低毒、高效价和低副作用等优势成为了当今新型疫苗研发的热门方向之一。
一、新型细胞载体质粒疫苗新型细胞载体质粒疫苗是一种利用质粒作为疫苗成分,利用表达目标抗原的表达载体质粒转染到细胞内,诱导机体产生特异性细胞免疫和较长时间的保护性免疫的方法。
该方法利用的细胞载体简单、便捷、安全、经济,能够承载多种抗原基因,具有良好的免疫原性和适应性,可广泛应用于各类传染病的防治。
近年来,新型细胞载体质粒疫苗已成功应用于SARS、HIV-1、HIV-2、肺结核、乙型肝炎、HPV、流感等病毒感染的预防和治疗,发挥了重要的社会和经济效益。
二、核酸疫苗核酸疫苗是把目标抗原的DNA或RNA序列通过基因工程技术直接注入机体,诱导机体产生会与此抗原特异性结合的抗体以达到免疫效果的一种新型疫苗。
该疫苗具有生产成本低、生产周期短、易大规模生产的优势,对很多病原体都可建立核酸疫苗模型,如HIV,CMV、乙肝、结核等。
随着相关科技的发展,核酸疫苗制备技术已经逐渐日臻完善,其大规模生产及稳定性也逐渐得到提高,其在疾病预防和治疗领域具有广阔的应用前景。
三、基因工程疫苗基因工程疫苗是利用基因重组技术生产的一种新型疫苗,其原理是首先从病原体中分离特异性抗原基因,经过基因克隆技术引入到无害载体体系,构建出基因工程融合蛋白质表达系统,最后通过分离纯化的方式制备疫苗。
该疫苗具有抗原性稳定性好,无RNA病毒遗传材料等优点,已广泛应用于谷草转氨酶、乙肝病毒疫苗、HPV等的治疗中。
四、微生物载体疫苗微生物载体疫苗是指利用微生物作为疫苗载体,将目标病原体的抗原融合于微生物中,经大规模培养和纯化后获得的一种新型疫苗。
该疫苗的制备步骤相对简单,而且强度和时间的自然疫苗比较接近,因此具有溶解度和稳定性高、制备成本低等优点。
新一代疫苗的突破DNA疫苗技术的发展与应用前景
新一代疫苗的突破DNA疫苗技术的发展与应用前景新一代疫苗的突破:DNA疫苗技术的发展与应用前景随着科技的进步和人们对健康的关注度的提高,疫苗技术也在不断地创新和突破。
近年来,DNA疫苗技术以其独特的优势和潜力成为科研领域的热点之一。
本文将重点介绍DNA疫苗技术的发展背景、原理和应用前景。
一、DNA疫苗技术的发展背景疫苗是预防和控制疾病传播的重要手段,传统疫苗主要采用病毒或细菌的灭活或减毒株来诱导机体产生免疫应答。
然而,这种传统的制备方式存在诸多限制,如反应迟钝、副作用大、生产成本高等问题。
为了克服传统疫苗的种种不足,科研人员开始探索新的疫苗技术。
二、DNA疫苗技术的原理DNA疫苗是指将目标抗原的编码基因经过合适的载体导入宿主细胞后表达的免疫接种方式。
其原理是通过将目标抗原的DNA序列转化成可表达的外源载体DNA,然后将其注射到宿主体内。
宿主细胞接受到DNA疫苗后,通过转录和翻译的方式可将目标抗原表达出来,从而诱导机体免疫应答。
三、DNA疫苗技术的优势DNA疫苗技术相较传统疫苗具有如下优势:1. 高效性:DNA疫苗可以经过适当的制备处理,提高其表达效率和稳定性,从而提高免疫应答的效果。
2. 安全性:DNA疫苗不含活性病毒或细菌,减少了传统疫苗可能存在的副作用和风险。
3. 灵活性:DNA疫苗可以快速设计、制备和生产,适应不同病原体的变异和突变,具有更强的适应性。
4. 交叉保护性:DNA疫苗通过刺激机体免疫系统产生广谱的免疫应答,能够诱导多种抗体和细胞免疫反应,具有较好的交叉保护性。
5. 经济性:DNA疫苗的制备工艺简单,生产成本相对较低,有望解决传统疫苗的供应问题。
四、DNA疫苗技术的应用前景DNA疫苗技术具有广阔的应用前景,特别是在以下几个领域:1. 传染病预防:DNA疫苗可以用于预防传染病,如流感、艾滋病、乙肝等,具有较好的效果和安全性。
2. 癌症治疗:DNA疫苗可以用于癌症免疫治疗,通过激活机体免疫系统,抑制肿瘤生长和转移。
DNA疫苗
DNA疫苗是有目的地将DNA质粒导入机 体。 质粒携有编码蛋白的基因,体内低效率感 染细胞,表达抗原,引起免疫反应。 目的不是产生对DNA分子本身的抗体, 而是得到由受者细胞表达的蛋白。
途径: 注射--肌细胞摄取质粒DNA。 通过将用金颗粒包裹的DNA打击皮肤,DNA可 进入组织。 将DNA通过滴鼻导入鼻组织中。 用金颗粒的方法,1ng DNA 可产生免疫反应, 1μg DNA有可能将数以千计的不同的基因导入 受者。
质粒有可能整合到宿主的基因组,引起插入突 变。 可诱发自身免疫反应。 可诱发免疫耐受。
引起发烧,不适,有的可以引起关节痛,活关节 炎,抽搐 ,致死和神 经 紊 乱 。
accine):用微生物制成的用于预防 某些传染病的抗原性生物制品称为疫苗。习惯 上常将用细菌制备的生物制品称为菌苗、用病 毒、立克次体、衣原体或螺旋体等制备的生物 制品称为疫苗。 用于主动免疫的疫苗包括活的( 减毒) 微生物 ,杀死的微生物,微生物的成分,或分泌的毒 素( 脱毒的毒素)等。
质粒容易大量的导入。 DNA 非常稳定。 DNA极其耐受温度,利于储藏和运输。 DNA 序列容易进行实验室改变,可以对感染原的变异 可作出相应的反应。 产生的抗原蛋白与自然感染相同。 用编码许多病毒蛋白片段的质粒混在一起可制备广谱的 疫苗。 质粒不复制,只编码有作用的蛋白。 没有蛋白成分,故对载体本身不产生免疫反应。 由于抗原的存在,可产生直接针对病原体任何抗原的 CTL反应。
DNA疫苗的作用机制及影响因素
DNA疫苗的作用机制及影响因素DNA疫苗的作用机制及影响因素DNA疫苗(DNA vaccine)是1990年从基因治疗(genetic therapy)研究领域发展起来的一种全新疫苗,也称核酸疫苗(nucleic acid vaccine)。
DNA疫苗是把含有编码某种抗原蛋白的外源基因克隆到真核质粒表达载体上,然后将重组质粒直接导入动物细胞内,并通过宿主细胞的转录系统使外源基因在动物体内表达抗原蛋白,从而诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答,以达到预防和治疗疾病的目的。
DNA疫苗可激起机体特异性免疫应答,免疫期长,具有生产成本低,易于大规模生产和保存等优点,是具有应用前景的新一代疫苗。
但相对于传统疫苗而言,DNA疫苗所激发的免疫反应强度相对较弱,不足以引起足够的免疫保护效果,尤其对人类以及大动物的免疫试验[1]。
因此研究DNA疫苗的作用机制、影响因素对该疫苗的发展应用至关重要。
1 DNA疫苗的作用机制关于DNA疫苗免疫机制,到目前为止还不十分清楚。
研究证明,DNA疫苗诱导产生的免疫反应既包含了体液免疫能力(即特异性抗体),也包含了具有较长记忆时间和细胞杀伤力的细胞免疫反应。
一般认为核酸疫苗被导入机体后,被周围的组织细胞(如肌细胞)、抗原递呈细胞(APC)或其他炎性细胞摄取。
肌细胞等组织细胞摄取的质粒DNA分子随后在细胞核内转录为mRNA,再被移至细胞质内翻译成抗原蛋白分子。
分泌出细胞释放到组织间隙的抗原蛋白分子,被抗原递呈细胞(APC)捕获,加工处理成为抗原肽递呈给T细胞,启动免疫反应。
外周淋巴器官的APC也会直接摄取核酸疫苗,表达抗原并递呈给T细胞,触发免疫应答。
树突状细胞(dendritic cell)是核酸免疫过程中的最重要抗原递呈细胞,而B 细胞不参与核酸免疫过程中的抗原提呈。
在引发免疫应答后,细胞毒性T细胞(CTL)应答能够识别表达外源抗原的肌细胞并将其杀伤,导致肌细胞溶解而释放胞内抗原,APC从注射部位直接获取抗原,而启动随后的免疫反应。
疫苗,美一制药公司利用DNA技术研制“非典”.docx
疫苗,美一制药公司利用DNA技术研制“非典”
美国的一家小型生物制药公司--GenVec正加紧研制“非典”疫苗。
该公司采取了疫苗研究领域的一种最新手段:研究人员打算把导致“非典”的冠状病毒的基因片断植入另一种不会致命的病毒,希望人体对这种病毒混合体的反应能够预防“非典”。
这种疫苗称作DNA疫苗。
GenVec公司的做法是:首先,科学家从导致普通感冒的腺病毒中取出DNA片断,将之灭活以防止其复制。
接着,他们把“非典”病毒的基因片断植入腺病毒。
这种病毒混合体自身无法复制。
科学家把它注入其他活细胞,使之生长,以用作疫苗。
科学家们也许要把这个过程重复10次以上,为找到合适的疫苗而使用不同的基因片断。
美国国家变应性疾病和传染病研究所的疫苗研究中心主任加里纳贝尔博士说:“重要的是,我们已经知道怎样在实验室里培育病毒混合体并灭活,以免人们在使用这些疫苗的时候患上感冒。
”
如果实验性疫苗有效的话,人体会识别出“非典”病毒的基因,产生对应的蛋白质,然后辨别出这些蛋白质是入侵者,从而作出免疫反应。
科学家希望这是最全面的反应:T细胞和抗体都能做出反应。
纳贝尔说:“腺病毒似乎确实会同时诱发T细胞免疫和抗体免疫。
”
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DNA疫苗原理
DNA疫苗原理DNA疫苗是一种新型的疫苗,与传统疫苗相比,具有更好的安全性和有效性。
DNA疫苗的原理是利用DNA分子编码疫苗抗原,通过注射DNA疫苗,激活机体免疫系统,诱导抗体产生,从而达到预防疾病的目的。
本文将详细介绍DNA疫苗的原理及其应用。
一、 DNA疫苗的制备DNA疫苗的制备是将编码疫苗抗原的DNA序列插入到载体DNA中,形成重组DNA,然后将其注射到宿主体内。
载体DNA通常是病毒或质粒,其中质粒是最常用的载体。
质粒是一个环状DNA分子,可在细胞内自主复制和表达。
将编码疫苗抗原的DNA序列插入到质粒中,形成重组质粒,然后通过电穿孔、化学转化或热休克等方法将其导入到细胞内。
细胞内的核酸代谢酶会将重组质粒转录成mRNA,然后翻译成疫苗抗原蛋白,最终激活机体免疫系统,诱导抗体产生。
二、 DNA疫苗的免疫机制DNA疫苗的免疫机制主要涉及细胞免疫和体液免疫两个方面。
细胞免疫是指通过激活T细胞和自然杀伤细胞等机制来清除感染细胞和病原体。
体液免疫是指通过激活B细胞和产生抗体等机制来清除病原体。
1. 细胞免疫DNA疫苗通过诱导T细胞免疫来清除感染细胞和病原体。
T细胞分为两种类型:CD4+ T细胞和CD8+ T细胞。
CD4+ T细胞主要调节和增强其他免疫细胞的功能,如B细胞和CD8+ T细胞。
CD8+ T细胞则直接杀伤感染细胞和病原体。
DNA疫苗通过激活抗原特异性的CD4+ T 细胞和CD8+ T细胞,来清除感染细胞和病原体。
此外,DNA疫苗还可激活自然杀伤细胞,从而增强机体的免疫力。
2. 体液免疫DNA疫苗通过诱导体液免疫来清除病原体。
体液免疫是指通过激活B细胞和产生抗体等机制来清除病原体。
DNA疫苗可激活抗原特异性的B细胞,从而产生抗体。
抗体是一种特异性蛋白质,能够结合病原体表面的抗原,阻止其进入细胞并促进其清除。
DNA疫苗可诱导机体产生高水平的特异性抗体,从而达到预防疾病的目的。
三、 DNA疫苗的应用DNA疫苗可用于预防多种疾病,如流感、艾滋病、乙肝、肺结核等。
dna疫苗工艺
dna疫苗工艺DNA疫苗工艺是一种新兴的疫苗生产技术,其主要原理是基于人类DNA的基因工程,将人类DNA中的相关基因序列提取并克隆到载体中,通过转染技术将之导入目标细胞中,使其可以表达对应的蛋白质,进而诱导机体产生免疫反应,从而防止与相应的疾病的感染。
DNA疫苗与传统疫苗最大的区别在于其所采用的疫苗制备方式。
传统疫苗往往采用病毒或细菌分离纯化、灭活或减毒等方法得到,具有接种剂量需求严格、生产成本高昂等缺点,而DNA疫苗则可通过基因技术生产、保存方便、易于大规模生产、无需繁琐的灭活、减毒等处理程序,并可实现快速疫苗开发。
DNA疫苗主要包括以下制备步骤:1. 目标基因的克隆和限制性酶切DNA疫苗通常选择目标基因的全长或片段进行克隆。
在制备DNA疫苗前,需先将目标基因片段插入载体中,得到重组质粒。
为了方便基因插入,载体和目标基因要使用不同的限制酶进行切割。
2. 电泳纯化重组质粒经酶切后,需要经过电泳纯化步骤。
一般通过常规的琼脂糖凝胶电泳,以纯化目标DNA片段。
3. DNA浓缩和纯化纯化的目标DNA需要进一步浓缩和纯化。
此步骤通常使用DNA浓缩试剂盒来处理,可实现病毒和杂质的去除,从而提高目标DNA的浓度和纯度。
4. 动物细胞培养和转染DNA疫苗需要经由动物细胞进行表达,因此需要进行细胞培养和转染。
一般来说,选用急性期细胞获得高表达效率,如293T细胞等。
转染后,将措施对诱导毒素的产生以及细胞反应产生干扰,保证DNA疫苗的高效表达。
5. 病毒部生产和纯化经过转染后,细胞通过表达目标基因,在细胞表面或细胞外分泌目标蛋白质。
因此,将病毒部取出、经过两次凝胶纯化后,纯化目标蛋白质,经过过滤处理得到DNA疫苗。
DNA疫苗具有免疫原性强、安全性高、使用方便等优点,被广泛应用于多种疾病的预防和治疗。
但这一兴起的疫苗制备技术也存在一定的挑战,需要加速研究高效基因导入、基因表达调控和疫苗的体免疫等技术问题,提高DNA疫苗的生产效率和质量。
dna疫苗工艺流程
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在进行 DNA 疫苗的研发设计之前,需要开展一系列的前期工作。
生物制药名词解释
生物制药名词解释1、药物Medicine(remedy):用于预防、治疗或诊断疾病或调节机体生理功能、促进机体康复保健的物质,有4 大类:预防药、治疗药、诊断药和康复保健药。
2、生物药物(biopharmaceutics):是以生物体、生物组织或其成份为原料(包括组织、细胞、细胞器、细胞成分、代谢、排泄物)综合应用生物学、物理化学与现代药学的原理与方法加工制成的药物。
3、基因药物(gene medicine):是以基因物质(RNA 或DNA 及其衍生物)作为治疗的物质基础,包括基因治疗用的重组目的DNA 片段、重组疫苗、反义药物和核酶等。
4液-液萃取:是指用一种溶剂将物质从另一种溶剂中提取出来的方法。
5萃取:料液与萃取剂接解后,料液中的溶质的萃取济转移的过程就叫萃取。
6、反义药物:是以人工合成的十至几十个反义寡核苷酸序列,它能与模板DNA 或mRNA 互补形成稳定的双链结构,抑制靶基因的转录和mRNA 翻译,从而达到抗肿瘤和抗病毒作用。
`7、生物制品(biologics):是应用普通的或以基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等生物技术获得的微生物、细胞及各种动物和人源的组织和液体等生物材料制备的,用于人类疾病预防、治疗和诊断的药品。
8、RNA 干涉(RNAi,RNA interference):是指在生物体细胞内,dsRNA 引起同源mRNA 的特异性降解,因而抑制相应基因表达的过程。
9、siRNA (small interfering RNA):是一种小RNA 分子(~21-25 核苷酸),由Dicer (RNAase Ⅲ家族中对双链RNA 具有特异性的酶)加工而成。
siRNA是siRISC (RNA-induced silencing complex 由核酸内切酶、核酸外切酶、解旋酶等构成,作用是对靶mRNA 进行识别和切割)的主要成员,激发与之互补的目标mRNA 的沉默。
10、酶工程(enzyme engineering):是从应用目的出发,研究酶和应用酶的特异催化功能,并通过工程化过程将相应原料转化成所需产物的技术。
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DNA疫苗
一、DNA疫苗简介
二、DNA疫苗的发现
三、DNA疫苗的发展历程与现状
四、DNA疫苗研制路线
五、DNA疫苗的特点与优点
六、DNA疫苗的免疫途径
七、DNA疫苗的安全性
八、DNA疫苗的发展前景
一、DNA疫苗简介
(一)、概念
DNA疫苗(DNA vaccines)常被称作“裸”DNA疫苗,又被称作基因疫苗,即把外源抗原基因克隆的质粒或病毒DNA直接注射到动物体内,使外源基因在活体内表达,产生的抗原激活机体的免疫系统,引发免疫反应(二)、结构
DNA疫苗主要是由保护性抗原基因和质粒载体两部分组成
•编码抗原蛋白的基因
可以是单个基因,也可以是具有协同保护功能的一组基因,也可以是编码抗原决定簇的一段核酸序列
•质粒表达载体
DNA疫苗目前主要采用质粒作表达载体,而且大多以pUC系列质粒为基本骨架。
质粒表达载体必须包括以下几个组成原件:1)、可在细菌中复制的复制起点
2)、细菌的抗性基因
3)、可在哺乳动物中表达的强启动子
4)、用于保持
mRNA分子稳定性的
polyA加尾信号序列
和一些特殊的未甲基
化的CpG寡核苷酸序列
质粒表达载体
二、DNA疫苗的发现
自英国乡村医生Jenner用牛痘疫苗预防天花取得成公以来,疫苗作为一种有效的免疫防剂在临床应用已有200多年历史。
20世纪九十年代,
Wolf等偶然发现给小鼠
肌注射编码基因的重组
质粒(细菌染色体以外
的环状双链DNA)后,可
在体内检测到编码蛋白,
同时诱导机体产生了特异
性免疫应答,DNA疫苗由
此而出现。
DNA疫苗可用于治疗艾滋病
三、DNA疫苗的发展历程与现状•1990年Wolf等注意到给小鼠直接肌肉注射纯化的DNA重组表达载体,可使载体上的基因在小鼠骨骼肌中表达,并在接种60天后,编码的酶仍具有活性
•1991年Williams等发现,外源基因在体内的蛋白表达产物可诱导机体产生免疫应答•1992年Tang等将含人生长激素基因的质粒通过基因枪转移技术转入到小鼠体内,发现产生了特异性的原初免疫抗体应答,并在随后的免疫过程中得到加强
•1993年,Liu等进一步发展了将DNA疫苗原进行肌肉注射的方法
•1993年Ulmer等证实小鼠肌肉注射含有编码甲型流感病毒核蛋白(RNP)基因的重组质粒后,可有效保护小鼠抗不同亚型、分离时间相隔34年的流感病毒的攻击
•随后的大量动物实验都
说明在合适的条件下,
DNA接种后既能产生细胞
免疫又能引起体液免疫
•至此,DNA疫苗的概念深
入人心,其作为第三代疫
苗的地位逐步得到确认
DNA疫苗
•迄今为止,已有大量报道DNA疫苗被用于艾滋、流感、甲型肝炎、巨细胞病、乙型肝
炎等病毒性疾病,结核等细菌性疾病,疟
疾等寄生虫的防治研究,以及抗肿瘤、抗自身免疫病的实验性治疗
白血病DNA疫苗进入Ⅱ期临床
基因疫苗可用于治
疗慢性丙型肝炎
基因疫苗可
以抑制肺癌
四、DNA疫苗研制的技术路线
DNA疫苗已进入动物实验阶段
选择目的基因选择表达载体
将目的基因与载体相连转入哺乳动物细胞
检测目的基因
是否表达
确定免疫方式、剂量
和接种部位
选择动物模型
和免疫周期
选择免疫佐剂
检测免疫保
护效果
五、DNA疫苗的特点与优点
(一)、DNA疫苗的特点
•DNA疫苗能诱导细胞免疫和体液免疫
•消除导入可能与“减毒”疫苗相关的强毒力病毒的危险性
•使用一次,即能产生长期免疫力,无须增加剂量,并可提高依从性
•多个病原体的基因可装在一个质粒上•DNA可以以干粉的形式保存数年,且仍保持活性
(二)、DNA疫苗的作用机理•DNA疫苗进入动物机体后外源基因在肌纤维细胞内表达,所表达的外源蛋白在细胞内加工成多肽抗原,然后与宿主的MHC-Ⅰ类或MHC-Ⅱ分子结合,再将其递呈给ICC,从而引发特异性免疫应答
•虽然DNA疫苗只能产生非常微量的抗原蛋白质,但它可以诱发有效的免疫反应,其原因可能在于作为载体的质粒DNA上带有一定数量的CpG寡核苷酸序列,它们起到了免疫激活的作用
DNA疫苗在体内能引起细胞免疫和体液免疫
载体上的CpG岛起免疫激活的作用
(三)DNA疫苗的优点•DNA疫苗接种后,可诱导动物既产生细胞免疫又产生体液免疫
•免疫应答持久,外源基因可以在体内存在较长时间,并不断表达外源蛋白,持续持续刺激免疫系统
•DNA疫苗具有共同的理化特性,可以将含有不同病原体质粒合起来进行联合免疫,或是将不同病原的保护性Ag位点组装入一个质粒,构建多价疫苗
•质粒载体不存在免疫原性,可以反复使用,避免了重组活疫苗的弊病
•质粒DNA性质稳定,保存和运输方便,可避免因保存和运输不当而造成的免疫失败•直接接种目的基因DNA,避免了疫苗制备所需要的繁琐过程
•作为一种重组质粒DNA疫苗,能在工程菌内快速增殖且提纯方法简便,可大大降低疫苗的成本
•DNA疫苗没有常规疫苗和灭活疫苗可能因病毒力返祖或残留强毒颗粒而引发疾病的危险
•……………
六、DNA疫苗的免疫途径•注射是简单又有效的方法
将DNA疫苗溶解在无菌水、生理盐水、葡萄糖等溶液里,再注射到肌肉、皮下、腹腔、静脉及各种粘膜
实验表明,注射
一次DNA疫苗就能诱
导产生CTL和抗体反应,
但如果追加注射一至两
次,那么体液免疫和细
胞免疫的水平都会有所
提高
•除了注射方法以外,还有人在研究利用包含DNA疫苗的气雾剂,通过鼻腔粘膜,气管粘膜等进入体内,或制成口服疫苗通过肠道直接吸收,或制成DNA贴布,直接贴在皮肤上即可
DNA贴布
以上方法优点是简单易行,缺点是注入体内的DNA疫苗大部分都会被胞外的核酸酶降解
因此,使DNA疫苗直接进入靶细胞或在DNA疫苗外加上一些保护物质,将有可能使其免受核酸酶的降解作用,从而有利于细胞对DNA疫苗的摄入,现在应用较多有以下几种载体介导的转化方法
•脂质体法
将DNA疫苗包藏在脂质体中,便可通过融合或吞噬过程被转运到细胞质中或细胞
核内
有观察指出,用脂质体包裹的编码乙
型肝炎表面抗原的质粒DNA诱导产生的抗体,与用“裸露”DNA直接注射相比效价提高了100倍
•减毒有机体法
减毒细菌转运系统能把DNA疫苗定
向输入到特定的免疫细胞、有效地诱导相
应的免疫反应
七、DNA疫苗的安全性DNA疫苗安全吗??
不少学者认为DNA疫苗不安全,其主要的安全性问题有二:
1)、质粒DNA是否会整合于宿主染色体基因组
2)、DNA疫苗免疫是否会诱导自身免疫
Parker等用疟疾环子孢子DNA疫苗对小鼠和兔子进行连续行的大剂量肌肉注射,
经过与未注射的小鼠比较,发现两者在动
物的体重、组织器官的重量、临床生化指标、血液学和组织病理学等方面的改变均
没有显著的差异
Martin等进一步对注射了大量DNA疫苗的肌肉组织的细胞染色体DNA进行整合分析,发现由质粒诱发的基因突变的概率远低于
染色体自发性突变概率(低2700倍)
所以,DNA疫苗即便有可能和细胞染色体组的DNA发生随即的整合,其安全性也不足为虑
志愿者接种DNA疫苗
超剂量的DNA疫苗小鼠和兔子实验表明,虽然DNA疫苗的局部组织中长期存在质粒DNA,但在动物的肌肉、关节、心、肝、肾脏等组织或器官中并未发现自身免疫病变
进一步研究还证实,即使在易患系统
性红斑狼疮小鼠中,重复或大量注射DNA疫苗也不会引起和诱导自身免疫疾病
八、DNA疫苗的发展前景
今后几年中DNA疫苗将存在以下领域中有长足发展
1)、DNA疫苗的分子设计
2)、免疫途径和方法
3)、评估系统的建立
4)、应用范围及对象
•参考文献
【1】张儒莲,彭朝华,钱怀庐. DNA疫苗的研究进展.
实用临床医学,2005
【2】颜凯,张倩,赵宝华.DNA疫苗的作用机制及新型疫苗的策略的研究进展.中国兽药杂志,2007
【3】王乐义.DNA疫苗的研究进展.兽药市场指南,2005
【4】欧阳鸿.DNA疫苗的研究进展.实用临床医学,2004
【5】熊思东,徐薇.DNA疫苗的研究进展.中国处方药,2003
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【7】图片均来自百度图片。