疫苗及其分类.ppt
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1、第八讲第八讲 疫苗及其分类疫苗及其分类疫苗(疫苗(vaccine)l凡接种机体后能产生自动免疫和预防疾病的一类生物制剂均称为疫苗.细菌性菌苗病毒性疫苗寄生虫性虫苗治疗性疫苗(肿瘤、过敏和一些传染性疾病)生理调控疫苗(如促进生长和控制生殖等)根据疫苗抗原的性质和制备工艺,疫苗又分为活疫苗(live vaccine)死疫苗(killed vaccine)基因疫苗(genetic vaccine)一种疫病究竟以哪类疫苗最为有效可行,取决于该疫病特点,包括流行病学、病原理化特性、致病机理和免疫特点以及各种技术手段是否可行。活疫苗活疫苗 l活疫苗可以在免疫动物体内繁殖;活疫苗可以在免疫动物体内繁殖;l能
2、刺激机体产生全面的系统免疫反应和局部免疫反应;能刺激机体产生全面的系统免疫反应和局部免疫反应;l免疫力持久,有利于清除局部野毒;免疫力持久,有利于清除局部野毒;l产量高、生产成本低。产量高、生产成本低。l有毒力增强和返祖危险;有毒力增强和返祖危险;l有不同抗原的干扰现象;有不同抗原的干扰现象;l要求在低温、冷暗条件下运输和储存。要求在低温、冷暗条件下运输和储存。死疫苗死疫苗 l死疫苗不能在免疫动物体内繁殖,比较安全,不发生全身死疫苗不能在免疫动物体内繁殖,比较安全,不发生全身性副作用,无毒力返祖现象;性副作用,无毒力返祖现象;l有利于制备多价或多联等混合疫苗;有利于制备多价或多联等混合疫苗;l
3、制品稳定,受外界环境影响小,有利于保存运输。制品稳定,受外界环境影响小,有利于保存运输。l疫苗免疫剂量大,生产成本高,需多次免疫疫苗免疫剂量大,生产成本高,需多次免疫l只能诱导机体产生体液免疫和免疫记忆,故常需要用佐剂只能诱导机体产生体液免疫和免疫记忆,故常需要用佐剂或携带系统(或携带系统(deliver system)来增强其免疫效果。)来增强其免疫效果。基因疫苗基因疫苗l基因疫苗不能在机体增殖,但它可被细胞吸纳,基因疫苗不能在机体增殖,但它可被细胞吸纳,并在细胞内指导合成疫苗抗原并在细胞内指导合成疫苗抗原l体液免疫体液免疫l细胞免疫反应,尤其是细胞毒细胞免疫反应,尤其是细胞毒T淋巴细胞(淋
4、巴细胞(CTL)反应反应 活疫苗活疫苗l可在宿主细胞中复制l毒力降低l免疫反应比较全面l免疫剂量小l免疫保护期长 死疫苗死疫苗n 不能在宿主细胞 中复制n 无毒,不返强n 免疫反应不太全 面n 不会传染给其它 个体n 制备技术相对容 易DNA疫苗疫苗 可刺接抗原在细 胞内合成 可诱导细胞免疫 制备技术容易标 准化 不不 同同 疫疫 苗苗 特特 性性 比比 较较 疫疫 苗苗 研研 究究 技技 术术 活疫苗活疫苗 经典策略-病毒 重组病毒 重组病毒载体 经典策略-细菌 重组细菌 重组细菌载体 死疫苗死疫苗 完整病原体疫苗 蛋白基础疫苗 肽基础疫苗 多糖基础疫苗 抗独特型疫苗 DNA疫苗疫苗 “Na
5、ked”DNA Viral delivery Bacterial delivery弱毒疫苗(弱毒疫苗(attenuated vaccine)微生物自然强毒株通过物理、化学或生物的连微生物自然强毒株通过物理、化学或生物的连续传代和筛选培育而成或从自然界筛选的具有续传代和筛选培育而成或从自然界筛选的具有良好免疫原性的自然弱毒株,经培养增殖后制良好免疫原性的自然弱毒株,经培养增殖后制备的疫苗备的疫苗丧失或减弱对原宿主动物致病力,但仍保存良丧失或减弱对原宿主动物致病力,但仍保存良好免疫原性和遗传特性的毒株好免疫原性和遗传特性的毒株重组活疫苗重组活疫苗(recombinant live vaccine)
6、l通过基因工程技术,将病原微生物致病性基因通过基因工程技术,将病原微生物致病性基因进行修饰、突变或缺失,从而获得弱毒株。进行修饰、突变或缺失,从而获得弱毒株。l由于这种基因变化,一般不是点突变(经典技由于这种基因变化,一般不是点突变(经典技术培育的弱毒株基因常为点突变),故其毒力术培育的弱毒株基因常为点突变),故其毒力更为稳定,返突变机率更小,如猪伪狂犬病基更为稳定,返突变机率更小,如猪伪狂犬病基因缺失疫苗。因缺失疫苗。基因工程活载体疫苗基因工程活载体疫苗(genetic engineering live vector vaccine)l将致病性微生物的免疫保护基因插入到载体病将致病性微生物的
7、免疫保护基因插入到载体病毒或细菌(通常为疫苗毒(菌)株)的非必需毒或细菌(通常为疫苗毒(菌)株)的非必需区,构建成重组病毒(或细菌),经培养后制区,构建成重组病毒(或细菌),经培养后制备的疫苗。备的疫苗。l该类疫苗不仅具有活疫苗和死疫苗的优点,而该类疫苗不仅具有活疫苗和死疫苗的优点,而且对载体病毒或细菌以及插入基因相关病原体且对载体病毒或细菌以及插入基因相关病原体的侵染均有保护力。的侵染均有保护力。l同时,一个载体可表达多个免疫基因,可获得同时,一个载体可表达多个免疫基因,可获得多价或多联疫苗。多价或多联疫苗。病毒复制非必需片段基因鉴定病毒复制非必需片段基因克隆外源基因插入非必需片段基因中间(
8、即重组载体)将病毒基因和重组载体基因共转染至细胞,同源重组,产生感染性病毒粒子筛选稳定的重组病毒重组病毒重重 组组 病病 毒毒 载载 体体痘病毒载体痘病毒载体 (fowlpox,canarypox)疱疹病毒载体疱疹病毒载体杆状病毒载体杆状病毒载体腺病毒载体腺病毒载体RNA病毒病毒 NDV,PRRSV,Poliovirus Sindbis virus(Alphaviruses)1.1.宿宿主主范范围围广广、增增殖殖滴滴度度高高、稳稳定定性性好好、基基因因组组容容量量大大、含含多多个个非非必必需需区区基基因因,易易于于构构建建和和分分离离重重组组病病毒毒,适适于于插插入入多多个个外源基因外源基因(
9、40kb)(40kb),对插入的外源基因有较高的表达水平。,对插入的外源基因有较高的表达水平。2.2.抗抗原原性性稳稳定定,免免疫疫原原性性持持久久,能能够够同同时时诱诱发发体体液液和和细细胞胞免免疫疫,相对安全。相对安全。3.3.痘痘苗苗病病毒毒在在种种痘痘后后局局部部反反应应较较大大,在在人人接接种种后后有有百百万万分分之之一一发生全身性发痘和种痘后脑炎等并发症倾向。发生全身性发痘和种痘后脑炎等并发症倾向。4.4.鸡痘病毒、金丝雀痘病毒、猪痘病毒、羊痘病毒、兔痘病毒鸡痘病毒、金丝雀痘病毒、猪痘病毒、羊痘病毒、兔痘病毒5.5.禽禽类类痘痘病病毒毒,由由于于用用该该病病毒毒接接种种哺哺乳乳动动
10、物物后后,可可以以引引起起顿顿挫挫型型感感染染,但但却却可可以以持持续续表表达达外外源源基基因因,并并且且不不影影响响再再次次接接种种。(鸡痘病毒)(鸡痘病毒)痘痘 病病 毒毒 载载 体体痘病毒载体中表达的外源基因痘病毒载体中表达的外源基因HIV gag/pol,core,gp160,envNDV HA/NA,Fusion,Fusion/HA/NPPRV gp50/gp63,gp50/63/I/XMeasles F/HA,FusionRabies G Influenza HAIBDV VP2FLV env 人人Ad2和和Ad5:外源基因容量为外源基因容量为20kb左右。左右。E3:病病毒毒复复
11、制制的的非非必必须须区区,允允许许插插入入的的外外源源基基因因的的最最大大长长度度为为4.0Kb。外外源源基基因因一一般般不不需需要要加加基基因因表表达达调调控控元元件件,利利用用腺腺病病毒毒本本身身的的调调节节元元件件,即即外外源源基基因因可可插插在在E3启启动动子子后后,在感染早期有效表达。在感染早期有效表达。HIV-1、狂犬病毒狂犬病毒 E1:为为病病毒毒复复制制必必须须区区。缺缺失失E1区区的的人人腺腺病病毒毒必必须须在在特特殊殊的的工工程程细细胞胞中中(比比如如293细细胞胞系系(人人胚胚肾肾细细胞胞)或或非非缺缺失失的腺病毒辅助下才能复制增殖,因此称为病毒缺陷型载体。的腺病毒辅助下
12、才能复制增殖,因此称为病毒缺陷型载体。腺腺 病病 毒毒 载载 体体腺腺 病病 毒毒 载载 体体 优点优点 腺病毒比较安全。腺病毒比较安全。腺病毒的靶细胞范围广腺病毒的靶细胞范围广:复制分裂细胞、非复制分裂细胞。复制分裂细胞、非复制分裂细胞。腺病毒容易制备,对热不敏感,高滴度增殖。腺病毒容易制备,对热不敏感,高滴度增殖。腺病毒可以在肠道及呼吸道繁殖,能诱导粘膜免疫,能制成腺病毒可以在肠道及呼吸道繁殖,能诱导粘膜免疫,能制成 药囊经口服途径接种以预防消化道及呼吸道感染。药囊经口服途径接种以预防消化道及呼吸道感染。Ad2Ad2、Ad5Ad5等启动子较强,能高水平表达外源基因,特别是换等启动子较强,能
13、高水平表达外源基因,特别是换 以更强的启动子如以更强的启动子如CMVCMV早期启动子后,更可明显提高外源基早期启动子后,更可明显提高外源基 因的表达水平。因的表达水平。1.1.基基因因组组较较大大,约约150kb150kb,含含7070个个编编码码基基因因,其其中中至至少少20%20%的的基基因是非必需基因,可容纳多个外源基因的插入。因是非必需基因,可容纳多个外源基因的插入。2.2.大多数疱疹病毒的宿主范围很窄,其重组病毒的使用不会产大多数疱疹病毒的宿主范围很窄,其重组病毒的使用不会产生流行病学方面的不良后果生流行病学方面的不良后果(伪狂犬病毒除外伪狂犬病毒除外)。3.3.许多疱疹病毒经粘膜途
14、径感染,构建的载体活疫苗可经粘膜许多疱疹病毒经粘膜途径感染,构建的载体活疫苗可经粘膜途径提呈抗原,诱导特异性粘膜免疫。途径提呈抗原,诱导特异性粘膜免疫。4.4.疱疹病毒作为活载体表达外源基因作为疫苗的研究:单纯疱疱疹病毒作为活载体表达外源基因作为疫苗的研究:单纯疱疹病毒、伪狂犬病毒、火鸡疱疹病毒、牛疱疹病毒疹病毒、伪狂犬病毒、火鸡疱疹病毒、牛疱疹病毒I I型、马型、马疱疹病毒疱疹病毒I I型、传染性喉气管炎病毒型、传染性喉气管炎病毒 疱疱 疹疹 病病 毒毒 载载 体体重经典策略重经典策略-细菌细菌 相对较难重组细菌重组细菌 比重组病毒困难重组细菌载体重组细菌载体 粘膜免疫活活 细细 菌菌 疫疫
15、 苗苗 研研 究究 技技 术术1.1.格氏链球菌格氏链球菌 、木糖链球菌:人的皮肤共栖菌,可作为表面定、木糖链球菌:人的皮肤共栖菌,可作为表面定居的融合蛋白载体居的融合蛋白载体 2.2.乳酸杆菌:肠道和阴道内的共栖菌,但出现时间很短。乳酸杆菌:肠道和阴道内的共栖菌,但出现时间很短。3.3.肠道菌(大肠杆菌、霍乱弧菌、结肠耶耳森氏菌、志贺氏菌)肠道菌(大肠杆菌、霍乱弧菌、结肠耶耳森氏菌、志贺氏菌)大肠杆菌大肠杆菌/TGEV S/TGEV S蛋白的融合蛋白,蛋白的融合蛋白,CS31A:CS31A:腹腔注射免疫鼠腹腔注射免疫鼠(加佐剂)刺激产生显著的血清抗体应答。(加佐剂)刺激产生显著的血清抗体应答
16、大肠杆菌大肠杆菌/艾美球虫子孢子蛋白的艾美球虫子孢子蛋白的118118氨基酸与氨基酸与-半乳糖苷酶半乳糖苷酶融合融合:接种鸡,可产生保护性免疫应答。接种鸡,可产生保护性免疫应答。4.4.沙门氏菌沙门氏菌 细菌性活载体细菌性活载体1.1.能能运运送送抗抗原原至至肠肠道道淋淋巴巴组组织织,并并引引起起分分泌泌免免疫疫反反应应,其其中中分泌性分泌性IgAIgA浸润所有粘膜表面及外分泌腺体的分泌物中。浸润所有粘膜表面及外分泌腺体的分泌物中。2.2.伤伤寒寒沙沙门门氏氏菌菌在在人人体体、鼠鼠伤伤寒寒沙沙门门氏氏菌菌在在小小鼠鼠能能在在寄寄主主肠肠道中定居,并在肠道淋巴组织、肝和脾中增殖。道中定居,并在
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