生物工程疫苗原理和应用.ppt

疫苗的概念 Vaccine：“牛痘”—用牛制备的疫苗 现在定义：一切能通过注射或黏膜途径接种，可以诱导机体产生针对特定病原的特异性抗体或细胞免疫，从而使机体获得保护或消灭该病原能力的生物制品 疫苗的发展 第一代：传统疫苗 减毒活疫苗、灭活疫苗、亚单位疫苗 第二代：基因工程新型疫苗 基因工程亚单位疫苗 基因工程活疫苗 第三代：DNA疫苗 其他：合成肽疫苗；抗独特型抗体疫苗 减毒活疫苗 灭活疫苗 制备方法： 加热（硫柳汞或酚）或以化学试剂（甲醛）等方法杀死病原体 优缺点： 一般要接种2~3次，反应较大，维持时间短。稳定性好，较安全 Vaccine controversies 肠病、孤独症与MMR 亚单位疫苗 抗原成分： 多糖、蛋白、内毒素等 疫苗制备： 天然来源：HBsAg、百日咳类毒素、伤寒多糖疫苗 化学灭活：白喉类毒素；破伤风类毒素 遗传灭活：白喉类毒素 基因工程亚单位疫苗 利用基因工程的方法将病原微生物的主要免疫原在异源宿主细胞内表达 后制备而成 免疫学特点 重组蛋白往往是高度纯化的小分子蛋白和多肽，免疫原性较差，因此需要很强的免疫佐剂和适当的载体。 基因缺失活疫苗（gene deleteol live vaccine） “减法疫苗”：首先寻找病原体的毒力相关基因，然后通过基因重组的方法，从病原体中删除此类基因，从而使病原体丧失致病性，但保留增殖能力和免疫原性。这类疫苗接种后已无致病能力，但仍然可以通过自然途径感染机体并在体内复制，从而激发长期而有效的免疫应答。 制备方法： 反向遗传学： 随机缺失、插入、点突变 定向缺失、点突变 转基因干扰 同源重组 常用疫苗： 病毒：流感病毒、伪狂犬病毒、单纯疱疹病毒等 细菌：霍乱弧菌等 基因工程活载体疫苗（gene engineered vectored vaccine） “加法”疫苗：将病原体的保护性抗原克隆到无毒力的病毒或细菌载体内，载体病毒或细菌感染机体后，克隆的基因在体内表达，以内源性抗原的递呈抗原，从而激发全面的细胞和体液免疫。 常用微生物载体特点 痘苗病毒： 基因组容量大 能适当修饰表达产物 有长期的人体使用历史、安全廉价 什么是核酸疫苗 核酸疫苗是如何发现的？ 上世纪80年代，科学家尝试用在体内产生治疗蛋白的方法治疗遗传性疾病，才用给人体注射表达外源基因的质粒，然而免疫系统却产生了反应，将蛋白质降解 上世纪90年代，科学家认识到上述现象能够用来产生针对病毒蛋白的免疫反应，1992年第一例DNA疫苗诞生 DNA疫苗的作用机制 DNA疫苗的优点 体内合成的蛋白抗原与自然感染状态下相同； 全面地诱导体液和细胞免疫应答； 产生持久地免疫应答（有效激活记忆性免疫细胞） 较可靠的安全性（无致病性） 制备多价疫苗（联合免疫、多价载体） 可反复使用（质粒载体没有免疫原性） 制作简单，价格低廉 兼具预防和治疗作用 DNA Vaccines 合成肽疫苗（synthetic peptide vaccine） 合成肽疫苗是用化学合成法，人工合成病原微生物的保护性多肽，并将其连接到大分子载体上，再加入佐剂制成的疫苗。疫苗安全性好、特异性强。 ① 降解法 ② 演绎法 ③ 噬菌体肽库展示技术 ④ 洗脱法 ⑤ 合成重叠肽法 ⑥ X射线晶体衍射法 ⑦ 生物信息学 免疫方法各有千秋： 皮内免疫诱导的免疫应答较强 肌内免疫诱导的免疫持续时间较长 黏膜免疫不仅诱导黏膜免疫还可诱导系统免疫 电穿孔技术对大动物免疫效率较高 淋巴结内免疫和基因枪免疫用量少，免疫效果较好 正在研究和试验的人用疫苗佐剂的类型 顶不住了！请求增援！ 有了新装备就安全了！ 腺病毒： 基因组结构较小，易于操作 高效表达外源基因 可口服 减毒沙门菌： 表达抗原更接近于天然的构象 免疫具有持续性 可口服、可制成多价疫苗，利于普及 制备简单，不需蛋白纯化，制作成本低 1、抗原基因克隆入穿梭载体 3、病毒在293细胞内包装 2、质粒重组 4、纯化重组病毒 重组腺病毒载体疫苗的构建流程 DNA encoding Ag from pathogens plasmid Recombinant plasmid Vaccinia promoter transfection infection Tissue-culture cells Homologous recomb