生物技术制药——基因工程病毒疫苗教案.ppt

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1、生物技术制药基因工程病毒疫苗 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望基因工程疫苗与传统疫苗基因工程疫苗与传统疫苗基因工程疫苗基因工程疫苗(genetic engineering vaccine)也称遗传工程疫苗，指使用重组也称遗传工程疫苗，指使用重组DNA技术克隆并表达保护性抗原基因，利用技术克隆并表达保护性抗原基因，利用表达的抗原产物，或重组体本身制成的疫苗。表达的抗原产物，或重组体本身制成的疫苗。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，

2、基因缺失活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，及蛋白工程疫苗等五种。疫苗，及蛋白工程疫苗等五种。传统传统疫苗疫苗（Traditional Vaccine）采用病原微生物及其代谢产物，经过人工减毒、脱毒、灭活等方法制成的采用病原微生物及其代谢产物，经过人工减毒、脱毒、灭活等方法制成的疫苗。疫苗。主要包括灭活疫苗、减毒活疫苗、亚单位疫苗等三种。主要包括灭活疫苗、减毒活疫苗、亚单位疫苗等三种。基因工程疫苗的优势基因工程疫苗的优势 传统疫苗受制作工艺的限制，其保存、使用和接种副反应等方面都容易出传统疫苗受制作工艺的限制，其保存、使用和接种副反应等方面都容易出现一些问

3、题。现一些问题。尽管目前基因工程疫苗研究还未获得全面突破性进展，但由于传统疫苗的尽管目前基因工程疫苗研究还未获得全面突破性进展，但由于传统疫苗的缺陷和基因工程疫苗的潜在优势，基因工程疫苗逐渐成为疫苗研究的热点。缺陷和基因工程疫苗的潜在优势，基因工程疫苗逐渐成为疫苗研究的热点。与传统疫苗相比，基因工程疫苗有以下优点：与传统疫苗相比，基因工程疫苗有以下优点：(1)把保护性抗原基因插入载体的能力把保护性抗原基因插入载体的能力,修饰的载体能表达来自病原微生物修饰的载体能表达来自病原微生物 的保护性抗原基因的保护性抗原基因,细菌和病毒载体，都能产生兼有活疫苗和灭活苗优点的疫苗细菌和病毒载体，都能产生兼有

4、活疫苗和灭活苗优点的疫苗,这种类型的疫苗具有亚单位苗的安全性又具有活疫苗的效力；这种类型的疫苗具有亚单位苗的安全性又具有活疫苗的效力；(2)它们易于大规模使用它们易于大规模使用(喷雾或气雾喷雾或气雾)；(3)生产费用相对较低生产费用相对较低,目前世界上几个研究组织正在生产特定的禽用疫苗目前世界上几个研究组织正在生产特定的禽用疫苗 载体。载体。基因工程疫苗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，基因工程疫苗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，及蛋白工程疫苗等五种。基因缺失活疫苗，及蛋白工程疫苗等五种。以下简要介绍这几种疫苗：以下简要介绍这几种疫

5、苗：1、基因工程亚单位疫苗、基因工程亚单位疫苗(gene engineering subunit vaccine)基基因因工工程程亚亚单单位位疫疫苗苗，主主要要是是指指将将基基因因工工程程表表达达的的蛋蛋白白抗抗原原纯纯化化后后制制成成的的疫苗。疫苗。优点：优点：p产量高；产量高；p纯度高；纯度高；p安全性高安全性高；p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。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。缺点缺点：p与传统亚单位疫苗相比与传统亚单位疫苗相比，免疫效果较差免疫效果较差。p增强其免疫原性的方法增强其免疫原性的方法：调整基因组合使之表达成颗粒性结

6、构调整基因组合使之表达成颗粒性结构 是在体外加以聚团化，包入脂质体或胶囊微球是在体外加以聚团化，包入脂质体或胶囊微球 加入有免疫增强作用的化合物作为佐剂（加入有免疫增强作用的化合物作为佐剂（adjuvant）。）。2、基因工程载体疫苗（、基因工程载体疫苗（gene engineering vector vaccine）基基因因工工程程载载体体疫疫苗苗是是指指利利用用微微生生物物做做载载体体，将将保保护护性性抗抗原原基基因因重重组组到到微微生生物物体体中中，使用能表达保护性抗原基因的重组微生物制成的疫苗。使用能表达保护性抗原基因的重组微生物制成的疫苗。优优点点：疫疫苗苗多多为为活活疫疫苗苗，重重

7、组组体体用用量量少少，抗抗原原不不需需纯纯化化，载载体体本本身身可可发发挥挥佐佐剂剂效应增强免疫效果效应增强免疫效果缺缺点点：曾曾感感染染过过腺腺病病毒毒或或者者接接种种过过痘痘苗苗的的人人，对对载载体体微微生生物物已已具具有有免免疫疫力力，使使之接种后不易繁殖，因而影响免疫效果。之接种后不易繁殖，因而影响免疫效果。3、核酸疫苗（、核酸疫苗（nucleic acid vaccine）核酸疫苗或称基因疫苗（核酸疫苗或称基因疫苗（gene vaccine），指使用能够表达抗原的基因本身，即核），指使用能够表达抗原的基因本身，即核酸制成的疫苗。酸制成的疫苗。优点优点：易于制备；易于制备；便于保存；便

8、于保存；可多次免疫并且容易制成多联多价疫苗。可多次免疫并且容易制成多联多价疫苗。缺点缺点：外源核酸是否会整合到染色体中引起癌变；外源核酸是否会整合到染色体中引起癌变；能否引起免疫病理作用，如自身抗核酸抗体的产生，免疫耐受等。能否引起免疫病理作用，如自身抗核酸抗体的产生，免疫耐受等。4、基因缺失活疫苗（、基因缺失活疫苗（gene deleted live vaccine）基因缺失活疫苗使用分子生物学技术去除与毒力有关的基因获得的缺失突变毒基因缺失活疫苗使用分子生物学技术去除与毒力有关的基因获得的缺失突变毒株制成的疫苗。株制成的疫苗。优点：优点：有突变性状明确、稳定；有突变性状明确、稳定；不易返祖

9、、毒力恢复；不易返祖、毒力恢复；是研究安全有效的新型疫苗的重要途径。是研究安全有效的新型疫苗的重要途径。5、蛋白工程疫苗（、蛋白工程疫苗（protein engineering vaccine）蛋蛋白白工工程程疫疫苗苗是是指指将将抗抗原原基基因因加加以以改改造造，使使之之发生生点点突突变、插插入入、缺缺失失、构构型型改改变，甚甚至至进行行不不同同基基因因或或部部分分结构构域域的的人人工工组合合，以以期期达达到到增增强其其产物物的的免疫原性，免疫原性，扩大反大反应谱，去除有害作用或副反，去除有害作用或副反应的一的一类疫苗。疫苗。基因工程疫苗的开发途径基因工程疫苗的开发途径1.基因工程多肽或亚单位

10、疫苗基因工程多肽或亚单位疫苗 使人体对微生物具保护作用的抗原基因经体外重组表达后所制备的生物活性使人体对微生物具保护作用的抗原基因经体外重组表达后所制备的生物活性多肽类疫苗称基因工程多肽或亚单位疫苗。多肽类疫苗称基因工程多肽或亚单位疫苗。其表达系统可以是酵母，也可以是哺乳动物细胞，若无需糖基化的多肽疫苗其表达系统可以是酵母，也可以是哺乳动物细胞，若无需糖基化的多肽疫苗甚至可在大肠杆菌等原核细胞中表达。如甚至可在大肠杆菌等原核细胞中表达。如HRSAg在在CHO/酵母中表达，可预防已酵母中表达，可预防已肝肝;霍乱弧菌肠毒素霍乱弧菌肠毒素B在在 E.coli中表达来预防霍乱、腹泻。中表达来预防霍乱、

11、腹泻。2.基因修饰减毒活疫苗基因修饰减毒活疫苗 包括基因重组减毒活疫苗和基因缺失减毒活疫苗。包括基因重组减毒活疫苗和基因缺失减毒活疫苗。基因重组减毒活疫苗适应于分节段的病毒基因组如流感，轮状病毒和肾综合基因重组减毒活疫苗适应于分节段的病毒基因组如流感，轮状病毒和肾综合征出血热病毒，其原理是通过将野生型病毒表面抗原基因与疫苗株或弱毒株病毒征出血热病毒，其原理是通过将野生型病毒表面抗原基因与疫苗株或弱毒株病毒的基因组通基因重组后可获得减毒活疫苗，如的基因组通基因重组后可获得减毒活疫苗，如 流感病毒的血激素流感病毒的血激素(HA)的减毒活疫的减毒活疫苗。苗。基因缺失减毒活疫苗是使病原体基因组中与毒力

12、相关的基因造成缺失，这基因缺失减毒活疫苗是使病原体基因组中与毒力相关的基因造成缺失，这种缺失株的减毒活疫苗可避免常规减毒活疫苗的返祖复毒株的产生。如狂犬病种缺失株的减毒活疫苗可避免常规减毒活疫苗的返祖复毒株的产生。如狂犬病毒发生毒发生TK缺失（第一代），再发生缺失（第一代），再发生gp3区缺失（第二代）区缺失（第二代）HSV-1的的 22缺失。缺失。3.基因重组活疫苗和多价活疫苗基因重组活疫苗和多价活疫苗 其原理是将外源性目的基因其原理是将外源性目的基因(保护性抗原基因保护性抗原基因)插入已知的病毒或细菌的弱插入已知的病毒或细菌的弱毒株或疫苗株的基因组中至使目的基因获高效表达，但不影响原弱毒株

13、或疫苗毒株或疫苗株的基因组中至使目的基因获高效表达，但不影响原弱毒株或疫苗株的生存与繁殖。株的生存与繁殖。接种了这种重接种了这种重 组疫苗以后，体内除了可获得针对原疫苗株的免疫保护之组疫苗以后，体内除了可获得针对原疫苗株的免疫保护之外，还可获得插入目的基因对相关疾病的保护力，目前应用最多的载体为以牛外，还可获得插入目的基因对相关疾病的保护力，目前应用最多的载体为以牛痘苗病毒为载体同时插入和表达了多种病毒的保护性抗原基因，如痘苗病毒为载体同时插入和表达了多种病毒的保护性抗原基因，如HAV、HBV，麻疹病毒，麻疹病毒，型和型和型型HSV、EBV、狂犬病毒等。此外还有用腺病毒、狂犬病毒等。此外还有用

14、腺病毒/脊灰病脊灰病毒毒/轮状病毒轮状病毒/伤寒伤寒Tyzla株株/鼠伤寒沙门氏菌鼠伤寒沙门氏菌/株载体株载体开展基因工程疫苗的研究开发的原则和对策开展基因工程疫苗的研究开发的原则和对策(1)不能或难于培养的的病原体如乙型肝炎病毒不能或难于培养的的病原体如乙型肝炎病毒(HBV)，EB病毒病毒(Epstein-Barr病毒，病毒，EBV)，巨细胞病毒，巨细胞病毒(CMV)，人乳头瘤病毒，人乳头瘤病毒(HPV)，麻风杆菌，疾，麻风杆菌，疾原虫、血吸虫等。原虫、血吸虫等。(2)有潜在致癌性或免疫病理作用的病原体，前者如有潜在致癌性或免疫病理作用的病原体，前者如1型嗜人型嗜人T淋巴细胞病淋巴细胞病毒毒(HTLV-I)，人免疫缺损病毒，人免疫缺损病毒(HIV),单纯疱疹病毒单纯疱疹病毒(HSV)等。后者如呼吸道合等。后者如呼吸道合胞病毒胞病毒(RSV),登革热病毒登革热病毒(DGV)，肾综合征出血热病毒，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。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，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；卡介苗或沙门氏菌为载体的多价活疫菌；谢谢观赏