生物技术制药第2版 第5章 疫苗及其制备技术
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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(inactivated vaccine)
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。
三、疫苗的类型与特点
DNA疫苗(DNA vaccine)
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(therapeutic vaccine)
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
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。
二、疫苗及ห้องสมุดไป่ตู้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(Bacillus Calmette-Guérin, BCG,使
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
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
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
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:
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(subunit vaccine)
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。
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。
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(genetic engineering subunit vaccine)
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
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。
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。
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。
激发免疫应 答类型
体液免疫为主
疾病改善情况 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
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
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
(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(live attenuated vaccine)
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。
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。
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(nucleic acid vaccine)
也称基因疫苗(genetic vaccine),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。
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)
一、疫苗组成
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
二、疫苗及其技术的发展简史
例:B型脑膜炎球菌(meningococcus B) 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
三、疫苗的类型与特点
三、疫苗的类型与特点
(四)联合疫苗(combined vaccine)
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-combined vaccine):预防不同
病原微生物引起的传染病(例:百白破) 多价疫苗(multivalent vaccine):预防由同一病
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)
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
一、疫苗组成
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、灭活全毒疫苗——流感全病毒灭活疫苗 (inactiated influenza whole virion vaccine)
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、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
一、疫苗的产生
疫苗之父---法国免疫学家 Louis Pasteur
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