基因工程疫苗

4 .肽疫苗
• 肽疫苗是应用基因工程或化学方法(依据天 然蛋白质氨基酸序列一级结构)制备类似天然抗 原决定基的小肽（约 20~40 个氨基酸），合成 肽疫苗分子通常由一个或多个B细胞抗原表位 和T细胞抗原表位共同组成的,大多需与一个载 体骨架分子相耦联。将其连在 1 个蛋白载体上， 增加稳定性，同时也可提高免疫原性。肽疫苗 可以诱发很强的细胞反应，持续时间较长，有 记忆功能且不需要佐剂等优点。
对合成肽疫苗的研究主要集中于口蹄疫疫苗。 中牧实业股份有限公司和美国联合生物医学有 限公司研制的猪口蹄疫O 型合成肽疫苗通过新 兽药注册。此疫苗设计的抗原序列覆盖了众多 O 型 FMDV 的抗原位点序列, 比灭活疫苗具有 更强的抗流行毒株的能力, 同时可以进行鉴别诊 断。目前国内天康公司正在进行二价口蹄疫合 成肽疫苗的研究 。
5 .转基因植物可食疫苗
转基因植物可食疫苗(Transgenic plants edible vaccines)利用基因工程技术,将病原微生物的抗 原编码基因导入植物,并在植物中表达出活性蛋 白,人或动物食用含有该种抗原的转基因植物, 激发肠道免疫系统,从而产生对病毒、 寄生虫 等病原菌的免疫能力。
（三）种类
• • • • • 1.基因工程亚单位疫苗 2. 基因工程活载体疫苗 3.核酸疫苗 4.肽疫苗 5.转基因植物可食疫苗
1.基因工程亚单位疫苗
利用基因工程方法，取出微生物中编码保 护性抗原肽段的基因，与质粒等载体重组，导 入受体菌（细菌、 酵母）或细胞，使之高效 表达，产生大量保护性肽段，提取后加入佐剂 即成为亚单位苗。 基因工程亚单位疫苗只含有病原体的 1 种或几种抗原，而不含有病原体的其他遗传信 息，利用单一蛋白质抗原分子诱导免疫反应。
细菌活载体疫苗是指将病原体的保护性抗 原基因片段插入细菌基因组或质粒使其表达。 目前主要有沙门氏菌活载体疫苗、大肠杆菌活 载体疫苗、 卡介苗活载体疫苗以及以单核细胞 增多性李斯特菌和小肠结肠耶尔森氏菌为载体 的细菌活载体疫苗。
3.核酸疫苗
核酸疫苗又名基因疫苗或 DNA疫苗，是将 1 种或多种抗原编码基因克隆到真核表达载体 上（质粒），将构建的重组质粒直接注入到体 内，抗原编码基因在动物体内表达产生功能性 蛋白, 从而诱发免疫反应，因此也称 DNA免疫。 它所合成的抗原蛋白类似于亚单位疫苗,区别只 在于核酸疫苗的抗原蛋白是在免疫对象体内产 生,并能引起体液和细胞免疫反应。
（二）基因工程疫苗的优点
与传统疫苗相比，基因工程疫苗具有安全 性好的优点， 因为基因工程疫苗除去病原体的 无效和致病成分，只保留能引起免疫保护作用 的成分；成本低 ；易使用， 易于运输和储存； 1 针防多病， 可方便地制成多价联合疫苗；易 于区分感染动物和 免疫动物，检测野毒中含有 而基因工程疫苗中没有的病毒蛋 白的抗体就可 以方便地从免疫动物中区分出野毒感染者， 防 治尚无疫苗的疾病。
病毒活载体疫苗利用低致病力的病毒作为 载体,将其它病原的主要保护性抗原基因插入到 载体基因组的非必需区形成新的重组体,在同源 或兼容性好的启动子驱动下随载体的复制表达 插入的外源基因。此疫苗具有常规疫苗的所有 优点,而且便于构建多价疫苗,建立鉴别诊断方 法。 常作为载体的病毒有痘苗病毒、 禽痘病 毒、 火鸡疱疹病毒、 腺病毒、 伪狂犬病毒、 反转录病毒等。
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（一）开展基因工程疫苗的研究 开发的必要性
• (1) 不能或难于培养的的病原体如乙型肝炎病毒
(HBV) ， EB病毒 (Epstein-Barr 病毒， EBV) ，巨细 胞病毒 (CMV) ，人乳头瘤病毒 (HPV) ，麻风杆菌， 疾原虫、血吸虫等。 • (2)有潜在致癌性或免疫病理作用的病原体，前者 如1型嗜人T淋巴细胞病毒(HTLV-I)，人免疫缺损 病毒 (HIV), 单纯疱疹病毒 (HSV) 等。后者如呼吸 道合胞病毒 (RSV), 登革热病毒 (DGV) ，肾综合征 出血热病毒(HFRSV)； • (3)常规疫苗免疫效果差，如霍乱和痢疾菌苗；或 者反应大，如百日咳和伤寒菌苗。 • (4)能大大节约成本，简化免疫程序的多价疫苗， 如以痘苗病毒，腺病毒，卡介苗或沙门氏菌为载 体的多价活疫菌；
在研制亚单位疫苗时,首先要明确编码具有 免疫原活性的目的DNA片段,一般选择病原体表 面糖蛋白编码基因,而对于易变异的病毒(如A型 流感病毒)则可选择各亚型共有的核心蛋白基因 序列。 其次,还必须选择合适的表达系统用来表达基 因产物,表达系统主要有大肠埃希氏菌、 酵母、 昆虫细胞、 哺乳类细胞、 转基因动植物等。
与常规疫苗相比较,转基因植物疫苗具有独 特的优势: (1)可食用性,使用方便; (2)生产成本低廉,易大规模生产; (3)使用安全,没有其他病原污染; (4)转基因植物能对蛋白质进行准确的翻译后加 工修饰,使三维空间结构更趋于自然状态, 表达的抗原与动物病毒抗原有相似的免疫原性 和生物活性; (5)投递于胃肠道粘膜表面,进入粘 膜淋巴组织,能产生较好的免疫效果。
核酸疫苗是近几年来新兴的一种疫苗,易于 构建和制备,稳定性好,成本低廉,适于规模化生 产。但其潜在的危险性是:被注射的、可由宿主 吸收的DNA有可能被整合到宿主的染色体中, 引起插入突变。所表达的抗原可能产生意外的 生物活性。解决这些安全问题是研究核酸疫苗 的焦点。
目前在动物用DNA 疫苗的研究上已取得了 一定的进展，犬的黑色素瘤与西尼罗河热核酸 疫苗在美国已注册成功。哈尔滨兽医研究所研 制的禽流感 DNA 疫苗( H5 亚型, pH5-GD) 的免 疫效果确实, 免疫后 HI 抗体可以持续 1年,并对 强毒攻击保持100%的保护。该疫苗已通过生物 安全评价, 正在进行临床试验。
目前,国外已有将乙型肝炎病毒表面抗原 (Hb - sAg )、变异链球菌表面蛋白(SPaA)、 大 肠杆菌热敏肠毒素B亚单位(LT-B)、 霍乱毒素 B亚单位(CTB)、 狂犬病病毒糖蛋白、 传染性 胃肠炎病毒(TGEV)、 口蹄疫病毒(FMDV)、 兔出血病病毒(RHDV)在植物中表达的报道,国 内在转基因植物可食疫苗方面的研究的报道甚 少。
比较成功的重组亚单位疫苗有: 人乙型 肝炎病毒亚单位疫苗(酵母表达) 口蹄疫病毒亚单位疫苗 牛瘟病毒亚单位疫苗 猪细小病毒亚单位疫苗等。
2.基因工程活载体疫苗
这类疫苗以非致病性病毒(株)或细菌为载 体来表达其他致病性病原体的抗原基因,在被接 种的动物体内,特定免疫原基因可随重组载体复 制而适量表达,从而刺激机体产生相应的免疫抗 体,根据载体不同分为:病毒活载体疫苗和细菌 活载体疫苗。选择理想的载体是活载体疫苗研 制及应用成功的关键。
基因工程疫苗
概述
20世纪80年代随着现代生物学技术的兴起, 特别是DNA重组技术的出现,为研制新一代的疫 苗提供了崭新的方法。 基因工程疫苗是用分子 生物学技术,对病原微生物的基因组进行改造,以 降低其致病性,提高其免疫原性,或者将病原微生 物基因组中的一个或多个对防病治病有用的基 因克隆到无毒的原核或真核表达载体上制成疫 苗,接种动物产生免疫力和抵抗力,达到防制传染 病的目的。 现在疫苗已成为人类同疾病斗争的 一种重要武器,而基因工程疫苗是当今最先进的 疫苗,相比传统疫苗而言它有巨大的优势。