基因工程疫苗课件

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1、理想疫苗的条件 高度有效、绝对安全、产生免疫快、适用于各种人群、
可大量生产、方便贮存和运输、价格合理。 2、基因工程疫苗研制的特点
相对于传统疫苗而言，基因工程疫苗的研制需要明确病 原体的保护性抗原；
基因工程疫苗的构建需要特定的载体与表达系统，载体 与表达系统既要能够高效表达外源基因，又要保证基因工程 疫苗的安全性。
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2、 基因工程载体疫苗的设计策略 2.1抗原的选择 2.2载体的选择 基因工程载体疫苗的作用机制是将编码保护性抗原的基
因直接在体内表达，产生抗原，诱导免疫反应。非致
病的细菌或病毒都可以作为疫苗载体。载体的安全性
是需要考虑的首要问题。原因：
A. 载体活疫苗不可避免地带有活病毒或细菌一些潜在的 问题。如病毒可能在体内不断地复制其基因组并形成
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2、基因工程亚单位疫苗的设计策略 2.2 表达载体及表达系统的选择 表达载体： 质粒——大肠杆菌及酵母（表达宿主） 腺病毒载体、痘苗载体、逆转录病毒载体——哺乳动物
细胞
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二 、 基 因 工 程 载 体 疫 苗 （ gene engineering vector vaccine）
1、概述 基因工程载体疫苗是指利用微生物做载体，将保护性抗原基 因重组到微生物体中，使用能表达保护性抗原基因的重组微生 物制成的疫苗。 优点：疫苗多为活疫苗，重组体用量少，抗原不需纯化，载 体本身可发挥佐剂效应增强免疫效果 缺点：曾感染过腺病毒或者接种过痘苗的人，对载体微生物 已具有免疫力，使之接种后不易繁殖，因而影响免疫效果。
现在国际上一般将细菌性制剂、病毒性 制剂以及类毒素统称为疫苗 （vaccine）。
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基因工程疫苗：上述狭义的疫苗被称做传统疫苗 （traditional vaccine），即完整的病原体为主制成 的疫苗；而基因工程疫苗则属于新一代疫苗（New generation Vaccine）或高技术疫苗范畴（High-tech Vaccine）。
操作简单，易于实现多种抗原的输送。 缺点：使用原核系统表达抗原，免疫原性可能受到影响。
伤寒沙门氏菌是一种肠道致病菌，其减毒菌株可用于疫苗载 体，能诱导黏膜免疫。
减毒伤寒沙门氏菌 Ty21a缺失了galE基因，细菌表面的Vi抗 原为阴性，而且重要抗原——脂多糖的合成能力下降，为 减毒菌株。
优点： ①产量高； ②纯度高； ③安全性高 ； ④用于病原体难于培养或有潜在致癌性，或有免疫病理作 用的疫苗研究。
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缺点： 与传统亚单位疫苗相比 ，免疫效果较差。 增强其免疫原性的方法：
①调整基因组合使之表达成颗粒性结构 ②是在体外加以聚团化，包入脂质体或胶囊微球 ③加入有免疫增强作用的化合物作为佐剂（adjuvant）。
主要包括基因工程亚单位疫苗、基因工程载体疫 苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗、蛋白工程疫苗等 等，广义的还包括遗传重组疫苗、合成肽疫苗、抗 独特型抗体疫苗以及微胶囊可控缓释疫苗等。
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现代疫苗（Modern vaccine ）：是 一种利用现代分子生物学技术使用Ag 通过诱发机体产生特异性免疫反应以 予防和治疗疾病或达到某种特定的医 学目的生物制剂。
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2、基因工程亚单位疫苗的设计策略 保护性抗原的选择：
一般选择病原体的结构蛋白作为抗原构建疫苗，对 于易变的病毒如A型流感病毒，可选择各亚型共有的 核心蛋白保守区段作为保护性抗原构建疫苗。这样可 以产生跨株系的保护反应，避免易变病毒的免疫逃避 问题。 一些非结构蛋白也可以作为抗原构建疫苗，如乙型 脑炎病毒的NS1蛋白也有保护作用。
在基因工程疫苗的研制中，保护性抗原（基因）的选择、 载体与表达系统的选择是关键性因素。佐剂的选择、免疫途 径、免疫部位、免疫时间及次数的选择，也是保证疫苗效力 的必不可少的环节。
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一、基因工程亚单位疫苗(gene engineering subunit vaccine)
1、概述 基因工程亚单位疫苗，主要是指将基因工程表达的蛋白抗 原纯化后制成的疫苗。
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2、基因工程载体疫苗的设计策略 常用载体： （1）病毒载体 最常用的是痘苗病毒和腺病毒。 痘病毒 优点：宿主范围广，可容纳大分子外源基因，高水平表达 缺点：不能采用口服免疫途径，因此不能形成黏膜免疫。
腺病毒 优点：可经黏膜免疫的理想载体系统
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2、基因工程载体疫苗的设计策略 常用载体： （2）细菌载体 优点：免疫全面，可诱发黏膜、细胞、体液免疫
完整的病毒粒，在繁殖过程中有可能发生突变、自身
修复、或于野生型毒株重组而发生毒力返祖，对机体
构成威胁。
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2、基因工程载体疫苗的设计策略 B. 新近形成的病毒粒可由机体排至体外，对环境造成污
染，如人类已经不再接种痘苗病毒预防天花，因此使 用痘苗病毒有潜在的危险。 对策：非复制型病毒。这种载体在转染细胞后仅能形成 一代病毒颗粒即自行消灭，由于传代少，发生毒力返祖 的可能性降低，并且子代数目少，对环境的污染程度降 低，因此可以大大提高疫苗的安全性。缺点：在体内存 在时间短，仅能形成一代病毒颗粒，因此保护性抗原拷 贝数低，故免疫效果受到影响，需多次接种。
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2、基因工程亚单位疫苗的设计策略 2.1抗原的选择
保护性抗原成分的选择是疫苗设计中最为关键的步骤。 有效的保护性抗原需满足以下标准： A.有效的保护性抗原为病原体中具有免疫优势的抗原决定Fra Baidu bibliotek
簇，能够有效地诱导机体产生针对该抗原的抗体，为机 体防御病原体的入侵提供保护。 B. 对人体是安全的。适量进入人体，不会致病。 C. 特异性，针对某一病毒或其它病原体。
疫苗与基因工程疫苗
传统疫苗（Traditional Vaccine）用人工变 异或从自然界筛选获得的减毒或无毒的活的 病原微生物制成的制剂或者用理化方法将病 原微生物杀死制备的生物制剂，用于人工自 动免疫以保护人或动物产生免疫力，这些制 剂被称为疫苗（多用于预防），即疫苗是由 病原体制成的。
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国内常将细菌制作的人工主动免疫生物 制品称为菌苗。将病毒（Virus）、立克次 氏体（Rickettia）、螺旋体（Spiral coil） 等微生物制成的生物制品称为疫苗。