第七章 基因工程菌苗

1992 巴尔道氏体（Bartonella henselae） 猫抓病、细菌性血管瘤病 1992 环形孢子 环形孢子虫病
1993
汉坦病毒分离株
汉坦病毒综合症
1993
1994 1995 1995
Sin nombre virus
Sabia病毒 庚型肝炎病毒（hepatitis G） 人疱疹病毒8型（HHV-8） 巴西出血热 庚型肝炎 卡波济肉瘤，淋巴瘤
国内
i.m — i.m — i.m s.c s.c — —
国外
12 13 14 15 16 17 18
i.m i.m i.m
—
S,c/i .d p.o p.o
基因工程 活苗
多糖成分
菌苗 19 嗜血流感杆菌B型 （Hib） DTP-嗜血流感杆菌B 型结合苗 （DTP-Hib） 福氏2a与宋内双价痢 21 疾菌苗（FSM2117）
重要病原体全基因测序的开展和完成，及类似
生物表型的不同菌属间的同源序列和异源序列的
发现，对抗感染研究来说，像进行了一场革命， 不仅会促进病原体致病和发病机制的研究，也会 开阔和调整菌苗研究的策略和思路。 目前已完成500余种病毒的全基因测序，关于重 要病原菌全基因测序进展情况列于表5-2。
表6-2
效果可达95%以上。由于毒素纯化方法的改进，
产品的副作用很小；
②荚膜细菌纯化的多糖菌苗，可诱导产生的抗 体能保护机体抵抗入侵荚膜菌的感染。如嗜血
性流感杆菌b(Hib)、伤寒杆菌Vi多糖等多糖苗
，能诱导机体产生T细胞非依赖的抗体反应，其
特点是诱导产生短期的IgM抗体，缺乏免疫记忆
，对不到18个月幼儿的多糖苗免疫原性差，而 没有保护效果。因此多糖类的菌苗急需改进。
第六章 基因工程菌苗 (gene engineering bacteria vaccine)
第一节

概述 (Section I outline)
1883年-1885年巴斯德（Pasteur）用理化和生物学方法 制备了减毒的炭疽菌苗和狂犬疫苗等。
19世纪以来用菌苗免疫人畜，明显减少了传染病的发生。 其中比较成功的是破伤风、白喉类毒素疫苗的应用，其 效果可达95%以上。在发达国家破伤风、白喉、百日咳、 嗜血性流感的发病率明显降低。抗菌药物的发明和应用， 使临床常见的细菌性感染和病死率大幅下降。
结核病
布氏菌病
i.d
d.s
i.d
—
鼠疫
炭疽 炭疽
d.s
d.s
—
— s.c
菌苗 5 6 7 8 百日咳菌苗 脑膜炎球菌苗（A、C 群） 脑膜炎球菌苗 （A/C/Y/W-35群） 流脑A群多糖-破伤风 蛋白结合菌 苗 伤寒菌苗（Ty21a） 伤寒菌苗（Ty21a） 伤寒Vi多糖苗
类型 类毒素 灭活菌苗 多糖成分 多糖成分
类型 类毒素 灭活的全菌 苗
预防的疾病 脑膜炎 白喉，百日 咳，
国内 — —
国外 i.m i.m
20
细菌多糖-蛋 破伤风，脑 白结合菌苗 膜炎 基因工程活 苗 痢疾
— p.o
i.m —
F2a与宋内双价痢疾 菌苗（FS） 22 莱姆病菌苗（OspA）
基因工程活 苗 重组OspA
痢疾 莱姆病
p.o
— s.c
白的类型转换及抗体亲和力成熟，明显减少Hib
菌的入侵感染与发病。
表6-3
菌苗
目前可用于人群的菌苗
类型 预防的疾病 国内 国外
1 卡介苗（BCG） 活菌苗 布氏病菌苗 2 活菌苗 （104M） 3 鼠疫菌苗（EV） 活菌苗 炭疽菌苗 （A16R,CTN- 活芽胞苗 4 1,V770-NP-1） 炭疽菌苗 灭活菌苗

细菌一旦获得耐药性，存在与细菌染色
体、质粒和转座子中的耐药基因就可通过
转化、转导、接合和转座等方式，将抗性
基因传播到其他敏感菌，使之成为抗药菌
株，给临床传染病的治疗带来困难。据
WHO1996年报告，全球每年死亡约5190万
人，其中1/3约1730万死于传染病。
在过去20年中，有29种新传染病出现
预防的疾病 百日咳 炭疽 脑膜炎 脑膜炎
国内 i.m — i.m — i.m — — i.m
国外 — i.m s.c s.c — p.o s.c i.m
多糖-蛋白结 流行性脑脊 合苗 髓膜炎 活菌苗 灭活全菌苗 多糖成分 伤寒 伤寒 伤寒
9 10
11
精制破伤风菌苗
精制白喉菌苗
类毒素
类毒素
破伤风
白喉
i.m
梅毒螺旋体 （Treponeme pallidun）
serotype Typhimurium）
布氏锥虫 （Trypanosoma
brucei）
解脲原体（Ureoplasma
urealyticum）
痢疾杆菌（Shigella） 大型利什曼原虫
亚性疟（plasmodium falciparum） 绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa） 金黄色葡萄球菌
pneumopbila）
麻风分枝杆菌（Mycobacterun leprae） 淋病脑膜炎奈瑟氏球菌 （Neisseria gonorrhoeae, N. meningitidis）
牙龈卟啉单胞菌 （Porphyromona
s gingvalis）
鼠伤寒沙门氏菌 （Salmonella
pneumoniae）
性的细菌菌苗的研制与开发。
第二节 目前应用的菌苗及其存在问题 Present bacteria vaccine and the question

一、目前应用菌苗的类别
(The type of bacteria vaccine)

按菌苗所含的成份，菌苗可分为九类， 即减毒的活菌苗、灭活的死菌苗、纯化的 多糖或蛋白成份苗、基因缺失活菌苗、载 体重组活菌苗、核酸菌苗、联合重组菌苗、 多价菌苗、多糖与蛋白结合菌苗。
1、减毒的活菌苗（Attenuated bacteria vaccine）
如卡介苗（BCG），是巴斯德研究院A. Calmette 和Guerin,C等（1921）将一株牛型强毒结核菌在甘 油-胆汁-马铃薯培养基上传230代后（13年），获 得的对动物不致病，但产生抗结核免疫反应的菌苗 即BCG。对免疫婴幼儿有保护效果。 后来发现对成人的保护效果波动范围很大，对其 减毒机制始终不清。直至近年来完成结核分枝杆菌 全基因测序后，与有毒牛型结核分枝杆菌全基因序 列进行比较，方知BCG缺失了毒力相关基因。 总之，对胞内菌目前还是用减毒的活菌苗。
微小病毒B19(pawovirus B19) 隐孢子虫（cryptosporidium）
1977 1977
1977 1977
埃博拉病毒（ebolavirus） 军团病杆菌（legionellapneumophila）
汉坦病毒（hantsann virus） 弯曲杆菌（campylobacter）
埃博拉出血热 军团病
注：i.d皮内，s.c皮下，d.s划痕，i.m肌注，p.o口服
（二）研制菌苗的新方法（New method of produce bacteria vaccine）
1、研制菌苗的新方法（new methods）
对细菌感染发病机制认识的深入及涉及许多病原体 毒力决定簇如黏附素、侵袭素、荚膜多糖、脂多糖、 毒素等编码基因及其产物的结构与功能的分析与鉴定 ，是不断设计和研制新型疫苗的重要基础。 针对不同的病原体致病特点和毒力决定簇的特点， 发展和产生了不同的菌苗研制方法，得到不同类型的 菌苗。 现将目前研制菌苗的新方法及可能的后选菌苗列于 表5-4 。
表6-4 目前研制菌苗的新方法及可能的候选菌苗
i.三联苗 （DTP） 白-破-百三联（DTaP） 白-破-百三联苗 白-破二联苗（DT或 Td） 钩端螺旋体菌苗 霍乱弧菌（O139） CVD103HgR 肺炎球菌（23型）
类型
类毒素 灭活全苗 类毒素 灭活全苗 类毒素 外膜成苗 灭活全菌 苗
预防的疾病
白喉，百日咳 破伤风 白喉，百日咳 破伤风 白喉，破伤风 钩端螺旋体病 霍乱 霍乱 肺炎
流产布氏杆菌（Brucella
abortus）
杜克雷嗜血杆菌（Haemophilus
genitolium）
肺炎支原体 （Mycoplasma
subtilis）
沙眼衣原体（Chlamydia trachomatio） 粪肠球菌（Enterococcus faecalis, E.faecium）
ducreyi）
。 美 国 Satcher 博 士 在 Emerging
Infectious Diseases杂志创刊刊号列出
自1973年以来鉴定的主要传染病或病原
体22种。近年鉴定的新病原体和疾病鉴
定年份依次列于表5-1。
表6-1
年份 1975 1976 病原体
新鉴定的病原体
所致疾病 5号病，慢性溶血性贫血 中的再障危象 隐孢子虫病，急性小肠 结肠炎
HTLV-II
毛皮样细胞白血病 莱姆病 艾滋病 胃溃疡 突发性玫瑰疹 人欧利希氏病 丙型肝炎 戊型肝炎 委内瑞拉出血热 地方性流行性霍乱
伯氏疏螺旋体（Borrelia burgdorferi）
HIV
1983 幽门螺杆菌（Helicobacter pylori） 1988 1989 1989 1990 1991 1992 人疱疹病毒6型（HHV-6） 查菲氏欧利希氏体 丙型肝炎病毒（hepatitis C） 戊 型肝炎病毒（hepatitis E） Guonarito病毒 霍乱弧菌O139
（Leishmania major）
霍乱弧菌（Vibrio cholerae）
（Staphylococcus aureus）
化脓链球菌（Streptococcus pyogenes）
总之，已控制传染病的再现及新
传染病的出现，已引起全球的注意
，对传染病威胁需要再认识，已有
共识。因此，有必要加快进行创新
稳定，缺点是需要多次免疫才能得到好的保
护效果。
3. 亚 单 位 或 成 分 苗 bacteria vaccine）
（ Subunit
①从细菌培养液中提取、用化学方法脱毒的类 毒素苗，如破伤风类毒素（TT）、白喉类毒素 （DT），免疫后诱导机体产生的抗血清能特异 中和TT破伤风类毒素或DT白喉类毒素，其保护
鸟分枝杆菌（Mycobacterium avium） 多杀巴斯德菌（Pasteurella multocida）
pneumoniae） 幽门螺杆菌 （Helicobacter pylori） 伯氏疏螺旋体 （Borrelia burgdorferi）
军团菌（Legionella E.coli K12 肺炎球菌 （Streptococcus
肾综合症出血热 空肠弯曲杆菌肠炎
1980
1981
人嗜T淋巴细胞病毒（HTLV-1）
T细胞淋巴瘤白血病
葡萄球菌毒素（toxin producing aureus） 中毒性休克综合症
1982
大肠杆菌O157：H7（E.coli O157:H7）
出血性肠炎，溶血性尿 毒综合症
1982 1982 1983
2.灭活菌苗 （Dead bacteria vaccine）
通过加热处理或福尔马林（formaldehyde）
、戊二醛（glutaraldehyde）、β-内酯（ β-propiolactone）、等化学处理得到 如霍乱死菌苗，百日咳（Bordetella pertussis）死菌苗等。死菌苗的主要优点是
③目前，将多糖与载体蛋白共价连接，通过载 体蛋白提供适当的T细胞表位，由T细胞协助B细 胞产生多糖特异性抗体，使T细胞非依赖性抗原 转变为T细胞依赖抗原，这类菌苗称为多糖-蛋 白结合苗。如嗜血流感杆菌Hib的结合苗已在几
个国家获得证书，证明对不到18个月的儿童有
很高的免疫原性，能诱导免疫记忆，免疫球蛋
1996
1997 1999
朊病毒（prion）(BSE,TSE)
TT病毒（TT Virus） 尼巴病毒（nipah virus）
传染性海绵状脑病，克雅病
TTV肝炎 发热性脑炎 人埃立克体病
1999 伊氏埃立克体（Ehrlichia ewingii）
新病原体不断出现与鉴定，新的疫苗研制也相
继开始。
完成的
流感嗜血杆菌 （Haemophilus
人类重要病原菌全基因测序现状
正在进行的
放线性放线菌 （Actinobacillus
将要进行的
弯曲杆菌（Campylobacter jejuni）
influenzae）
生殖道支原体 （Mycoplasma
actinomycetemcomitans）
枸巢曲霉杆菌 （Aspergillus midulans） 枯草杆菌（Bacillus