基因工程疫苗（課堂PPT）

1、.1基因工程疫苗.2基因工程疫苗：狹義的疫苗被稱做傳統(tǒng)疫苗（基因工程疫苗：狹義的疫苗被稱做傳統(tǒng)疫苗（traditional vaccine），即完整的病原體為主制成的），即完整的病原體為主制成的疫苗；而疫苗；而基因工程疫苗則屬于新一代疫苗（基因工程疫苗則屬于新一代疫苗（New generation Vaccine）或高技術(shù)疫苗范疇（）或高技術(shù)疫苗范疇（High-tech Vaccine）。）。主要包括主要包括基因工程亞單位疫苗、基因工程載體疫苗基因工程亞單位疫苗、基因工程載體疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗、蛋白工程疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗、蛋白工程疫苗等等等等，廣義的還包括，廣義的還包括

2、遺傳重組疫苗、合成肽疫苗、抗獨遺傳重組疫苗、合成肽疫苗、抗獨特型抗體疫苗以及微膠囊可控緩釋疫苗特型抗體疫苗以及微膠囊可控緩釋疫苗等。等。.3一、傳統(tǒng)疫苗與新型疫苗的區(qū)別：一、傳統(tǒng)疫苗與新型疫苗的區(qū)別：傳統(tǒng)疫苗傳統(tǒng)疫苗疫苗的研制則主要是通過人體實驗從經(jīng)疫苗的研制則主要是通過人體實驗從經(jīng)驗與失敗中獲得。驗與失敗中獲得。 2020世紀以來，隨著病原學(xué)、流行病學(xué)、世紀以來，隨著病原學(xué)、流行病學(xué)、免疫學(xué)，特別是病毒組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展免疫學(xué)，特別是病毒組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，大量傳統(tǒng)疫苗相繼問世。，大量傳統(tǒng)疫苗相繼問世。 .4免疫學(xué)的進展，使人們可以通過是否產(chǎn)生中和免疫學(xué)的進展，使人們可以通過是否產(chǎn)生中和抗體

3、判定疫苗成功與否。幾乎所有免疫保護機制抗體判定疫苗成功與否。幾乎所有免疫保護機制明確，可以產(chǎn)生中和抗體，又易于培養(yǎng)的疫苗都明確，可以產(chǎn)生中和抗體，又易于培養(yǎng)的疫苗都已獲得成功。甚至一些新出現(xiàn)的疾病，主要具備已獲得成功。甚至一些新出現(xiàn)的疾病，主要具備上述特點，也可以使用傳統(tǒng)疫苗技術(shù)迅速研制成上述特點，也可以使用傳統(tǒng)疫苗技術(shù)迅速研制成功（表功（表5-55-5）。）。對于免疫保護機制不明確，有潛在致癌性或免對于免疫保護機制不明確，有潛在致癌性或免疫病理作用，以及病原不能或難于培養(yǎng)的疫苗，疫病理作用，以及病原不能或難于培養(yǎng)的疫苗，使用傳統(tǒng)疫苗技術(shù)就很難研制成功。使用傳統(tǒng)疫苗技術(shù)就很難研制成功。.5（一

4、）基因工程疫苗（一）基因工程疫苗 gene engineering vaccine基因工程疫苗，也稱遺傳工程疫苗（基因工程疫苗，也稱遺傳工程疫苗（genetic engineering vaccine），），指指使用重組使用重組DNA技術(shù)克技術(shù)克隆并表達保護性抗原基因，利用表達的抗原產(chǎn)物隆并表達保護性抗原基因，利用表達的抗原產(chǎn)物，或重組體本身制成的疫苗。，或重組體本身制成的疫苗。主要包括主要包括基因工程亞單位疫苗，基因工程載體基因工程亞單位疫苗，基因工程載體疫苗，核酸疫苗，基因缺失活疫苗，及蛋白工程疫苗，核酸疫苗，基因缺失活疫苗，及蛋白工程疫苗疫苗等五種。等五種。 .61 1、基因工程亞單位疫

5、苗、基因工程亞單位疫苗( (gene engineering subunit vaccine) )基因工程亞單位疫苗又稱生物合成亞單位疫苗或基因工程亞單位疫苗又稱生物合成亞單位疫苗或重組亞單位疫苗。是指利用重組亞單位疫苗。是指利用DNA重組技術(shù)將編碼重組技術(shù)將編碼病原微生物保護性抗原基因?qū)胧荏w菌或細胞，病原微生物保護性抗原基因?qū)胧荏w菌或細胞，使其在受體中高效表達，分泌保護抗原肽鏈繼續(xù)使其在受體中高效表達，分泌保護抗原肽鏈繼續(xù)保護性抗原肽鏈，加入佐劑及制成基因工程亞單保護性抗原肽鏈，加入佐劑及制成基因工程亞單位疫苗位疫苗。.72 2、基因工程活載體疫苗（、基因工程活載體疫苗（gene eng

6、ineering vector vaccine）基因工程活載體疫苗可以是非致病性微生物通過基因工程的基因工程活載體疫苗可以是非致病性微生物通過基因工程的方法使之表達某種特定病原物的抗原決定簇基因，產(chǎn)生免疫原方法使之表達某種特定病原物的抗原決定簇基因，產(chǎn)生免疫原性。也可以是致病性微生物通過基因工程的方法修飾或去掉毒性。也可以是致病性微生物通過基因工程的方法修飾或去掉毒性基因但仍保持免疫原性。性基因但仍保持免疫原性。在這種疫苗中，抗原決定簇的構(gòu)像與致病性病原體抗原的構(gòu)在這種疫苗中，抗原決定簇的構(gòu)像與致病性病原體抗原的構(gòu)象相同或者非常相似，兼有活疫苗和死疫苗的優(yōu)點。在免疫力象相同或者非常相似，兼有活

7、疫苗和死疫苗的優(yōu)點。在免疫力上很有優(yōu)勢。主要有基因突變疫苗和復(fù)制性活載體疫苗?；蛏虾苡袃?yōu)勢。主要有基因突變疫苗和復(fù)制性活載體疫苗?；蛲蛔凅w疫苗，這類疫苗是認為的將病原體的某個或某些基因全突變體疫苗，這類疫苗是認為的將病原體的某個或某些基因全部或部分刪除，使其毒力下降不在引起臨床疾病但仍能感染宿部或部分刪除，使其毒力下降不在引起臨床疾病但仍能感染宿主并誘發(fā)保護性免疫力主并誘發(fā)保護性免疫力.8 3、核酸疫苗（、核酸疫苗（nucleic acid vaccine）核酸疫苗核酸疫苗(nucleic acid vaccine),也稱基因疫苗也稱基因疫苗(genetic vaccine),是指將含有編

8、碼的蛋白基因序列是指將含有編碼的蛋白基因序列的質(zhì)粒載體，經(jīng)肌肉注射或微彈轟擊等方法導(dǎo)入的質(zhì)粒載體，經(jīng)肌肉注射或微彈轟擊等方法導(dǎo)入宿主體內(nèi)，通過宿主細胞表達抗原蛋白，誘導(dǎo)宿宿主體內(nèi)，通過宿主細胞表達抗原蛋白，誘導(dǎo)宿主細胞產(chǎn)生對該抗原蛋白的免疫應(yīng)答，以達到預(yù)主細胞產(chǎn)生對該抗原蛋白的免疫應(yīng)答，以達到預(yù)防和治療疾病的目的。防和治療疾病的目的。.9核酸疫苗是利用現(xiàn)代生物技術(shù)免疫學(xué)、生物化學(xué)核酸疫苗是利用現(xiàn)代生物技術(shù)免疫學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)等研制成的，分為、分子生物學(xué)等研制成的，分為DNADNA疫苗和疫苗和RNARNA疫疫苗兩種。但目前對核酸苗的研究以苗兩種。但目前對核酸苗的研究以DNADNA疫苗為主

9、。疫苗為主。DNADNA疫苗又稱為裸疫苗，因其不需要任何化學(xué)載體疫苗又稱為裸疫苗，因其不需要任何化學(xué)載體而得此名。而得此名。DNADNA疫苗導(dǎo)入宿主體內(nèi)后，被細胞（組疫苗導(dǎo)入宿主體內(nèi)后，被細胞（組織細胞、抗原遞呈細胞或其它炎性細胞）攝取，織細胞、抗原遞呈細胞或其它炎性細胞）攝取，并在細胞內(nèi)表達病原體的蛋白質(zhì)抗原，通過一系并在細胞內(nèi)表達病原體的蛋白質(zhì)抗原，通過一系列的反應(yīng)刺激機體產(chǎn)生細胞免疫和體液免疫。列的反應(yīng)刺激機體產(chǎn)生細胞免疫和體液免疫。.104、基因缺失疫苗（、基因缺失疫苗（gene deleted live vaccine）是利用基因工程去掉病毒基因組中負責(zé)毒力的基因中是利用基因工程去掉

10、病毒基因組中負責(zé)毒力的基因中的某一片段，使其成為缺損病毒株，所制成的一類疫苗的某一片段，使其成為缺損病毒株，所制成的一類疫苗。缺失突變株在自然條件下不易發(fā)生返祖成強毒，所以。缺失突變株在自然條件下不易發(fā)生返祖成強毒，所以這種突變株是穩(wěn)定的。用這種方法可能會制造出有良好這種突變株是穩(wěn)定的。用這種方法可能會制造出有良好免疫原性，而且在安全性上更加有保證的弱毒疫苗株，免疫原性，而且在安全性上更加有保證的弱毒疫苗株，也可以改造現(xiàn)行的，安全性還不能令人滿意的弱毒疫苗也可以改造現(xiàn)行的，安全性還不能令人滿意的弱毒疫苗的基因組，使其更加安全可靠。的基因組，使其更加安全可靠。.11國外有報道用基因工程將國外有報

11、道用基因工程將型單純皰疹病毒（型單純皰疹病毒（HSV-1）基）基因組造成缺失，所構(gòu)建的突變株對實驗動物的毒力明顯減弱，因組造成缺失，所構(gòu)建的突變株對實驗動物的毒力明顯減弱，遺傳性穩(wěn)定，經(jīng)腦內(nèi)免疫小鼠后，用遺傳性穩(wěn)定，經(jīng)腦內(nèi)免疫小鼠后，用HSV-1強毒攻擊，證明強毒攻擊，證明有良好的保護作用。又據(jù)報道，美國馬里蘭大學(xué)據(jù)此原理，有良好的保護作用。又據(jù)報道，美國馬里蘭大學(xué)據(jù)此原理，應(yīng)用基因工程研制出了一種減毒的霍亂弧菌苗，在志愿者中應(yīng)用基因工程研制出了一種減毒的霍亂弧菌苗，在志愿者中對這種菌苗進行了試驗，獲得了令人滿意的結(jié)果。我國已成對這種菌苗進行了試驗，獲得了令人滿意的結(jié)果。我國已成功地研制出去掉

12、了決定偽狂犬病病毒毒力的顯性胸腺核苷酸功地研制出去掉了決定偽狂犬病病毒毒力的顯性胸腺核苷酸激酶基因（激酶基因（tK gene）的偽狂犬病胸腺核苷激酶（）的偽狂犬病胸腺核苷激酶（TK）缺失）缺失苗，用于豬偽狂犬病的防制，收到了良好效果苗，用于豬偽狂犬病的防制，收到了良好效果.125 5、蛋白工程疫苗（、蛋白工程疫苗（protein engineering vaccine ）蛋白工程疫苗是指將抗原基因加以改造，蛋白工程疫苗是指將抗原基因加以改造，使之發(fā)生點突變、插入、缺失、構(gòu)型改變使之發(fā)生點突變、插入、缺失、構(gòu)型改變，甚至進行不同基因或部分結(jié)構(gòu)域的人工，甚至進行不同基因或部分結(jié)構(gòu)域的人工組合，以期

13、達到增強其產(chǎn)物的免疫原性，組合，以期達到增強其產(chǎn)物的免疫原性，擴大反應(yīng)譜，去除有害作用或副反應(yīng)的一擴大反應(yīng)譜，去除有害作用或副反應(yīng)的一類疫苗。類疫苗。.13（二）遺傳重組疫苗（二）遺傳重組疫苗 （genetic recombinant vaccine）遺傳重組疫苗是指使用經(jīng)遺傳重組方法（遺傳重組疫苗是指使用經(jīng)遺傳重組方法（genetic recombination）獲得的重組微生物制成的疫苗。）獲得的重組微生物制成的疫苗。通常是將對人體無致病性的弱毒株與強毒株（野通常是將對人體無致病性的弱毒株與強毒株（野毒株）混合感染，弱毒株與野毒株間發(fā)生基因組片毒株）混合感染，弱毒株與野毒株間發(fā)生基因組片段

14、交換造成重組，然后使用特異方法篩選出對人體段交換造成重組，然后使用特異方法篩選出對人體不致病的但又含有野毒株強免疫原性基因片段的重不致病的但又含有野毒株強免疫原性基因片段的重組毒株。組毒株。 .14（三）合成肽疫苗（三）合成肽疫苗（Synthetic peptide vaccine）合成肽疫苗是一種僅含免疫決定簇組分的小肽合成肽疫苗是一種僅含免疫決定簇組分的小肽, 即用人即用人工方法按天然蛋白質(zhì)的氨基酸順序合成保護性短肽工方法按天然蛋白質(zhì)的氨基酸順序合成保護性短肽, 與載與載體連接后加佐劑所制成的疫苗體連接后加佐劑所制成的疫苗,是最為理想的安全新型疫是最為理想的安全新型疫苗苗,也是目前研制預(yù)防

15、和控制感染性疾病和惡性腫瘤的新也是目前研制預(yù)防和控制感染性疾病和惡性腫瘤的新型疫苗的主要方向之一型疫苗的主要方向之一合成肽疫苗分子是由多個合成肽疫苗分子是由多個B細胞抗原表位和細胞抗原表位和T細胞抗原表位共同組成的，大細胞抗原表位共同組成的，大多需與一個載體骨架分子相耦聯(lián)。合成肽疫苗的研究最早始于口蹄疫病毒多需與一個載體骨架分子相耦聯(lián)。合成肽疫苗的研究最早始于口蹄疫病毒（FMDV）合成肽疫苗，主要集中在）合成肽疫苗，主要集中在FMDV 的單獨的單獨B細胞抗原表位（細胞抗原表位（VPI 環(huán)）或與環(huán)）或與T 細胞抗原表位結(jié)合而制備的合成肽疫苗研究。雖然取得了一定細胞抗原表位結(jié)合而制備的合成肽疫苗研

16、究。雖然取得了一定的進展，但仍未獲得一種具有理想保護作用的合成肽疫苗的進展，但仍未獲得一種具有理想保護作用的合成肽疫苗.15（四）抗獨特型抗體疫苗（四）抗獨特型抗體疫苗 （anti-idiotype vaccine）抗獨特型抗體疫苗是指使用與特定抗抗獨特型抗體疫苗是指使用與特定抗原的免疫原性相近的抗體（原的免疫原性相近的抗體（ab2）做抗原）做抗原制成的疫苗。制成的疫苗。目前此疫苗尚處于理論性研究階段。目前此疫苗尚處于理論性研究階段。 .16（五）微膠囊可控緩釋疫苗（五）微膠囊可控緩釋疫苗(controllable released micro-capsule vaccine)微膠囊可控緩釋疫

17、苗，指使用微膠囊微膠囊可控緩釋疫苗，指使用微膠囊技術(shù)將特定抗原包裹后制成的疫苗。技術(shù)將特定抗原包裹后制成的疫苗。.17特點特點小于小于10m的微膠囊在注射部位可被巨噬細胞的微膠囊在注射部位可被巨噬細胞吞噬并攜帶至淋巴結(jié)附近和免疫系統(tǒng)其他部位吞噬并攜帶至淋巴結(jié)附近和免疫系統(tǒng)其他部位，具有更強的免疫效果。，具有更強的免疫效果。大于大于30m的微膠囊，更適于做可控緩釋。由的微膠囊，更適于做可控緩釋。由于微膠囊的保護作用，母體抗體不能使抗原失于微膠囊的保護作用，母體抗體不能使抗原失活，可用于嬰幼兒免疫接種?；?，可用于嬰幼兒免疫接種。微膠囊在腸道內(nèi)不受酸或酶的影響，可用于微膠囊在腸道內(nèi)不受酸或酶的影響，

18、可用于口服?？诜?。.18基因工程疫苗的應(yīng)用舉例基因工程疫苗的應(yīng)用舉例-乙型肝炎乙型肝炎病毒（病毒（HBVHBV）疫苗）疫苗.19 形態(tài)結(jié)構(gòu)：乙肝患者血清中發(fā)現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)：乙肝患者血清中發(fā)現(xiàn)3 3種相關(guān)顆粒種相關(guān)顆粒小球形顆粒：小球形顆粒：HBsAg HBsAg 不含核不含核酸酸管形顆粒：小球形顆粒串連成管形顆粒：小球形顆粒串連成 大球形顆粒：為完整的病毒顆粒，具傳染性大球形顆粒：為完整的病毒顆粒，具傳染性（DANEDANE顆粒）顆粒）:DNA:DNA、逆轉(zhuǎn)錄酶、逆轉(zhuǎn)錄酶.20表面抗原表面抗原HBsAgHBsAg核心抗原核心抗原HBcAgHBcAg e e抗原抗原HBeAgHBeAg.21HBVH

19、BV只有只有3200bp3200bp，為雙鏈的，為雙鏈的DNA,DNA,是一個相當(dāng)小的病毒。其基因是一個相當(dāng)小的病毒。其基因組共有四個組共有四個ORFORF，編碼以下一些蛋白：，編碼以下一些蛋白：CoreCore蛋白和蛋白和pre-corepre-core蛋蛋白，白，PolPol蛋白，蛋白，X X蛋白，以及蛋白，以及S S蛋白（蛋白（L L、M M、S S）。故重組酵母可）。故重組酵母可用以下方法：用以下方法：（1 1）. .根據(jù)已經(jīng)測定的編碼乙肝病毒表面抗原決定簇基因序列，根據(jù)已經(jīng)測定的編碼乙肝病毒表面抗原決定簇基因序列，用化學(xué)合成法直接合成目的基因或者通過鳥槍法克隆目的基因。用化學(xué)合成法直接合成目的基因或者通過鳥槍法克隆目的基因。用識別相同黏性末端的限制性內(nèi)切酶將外源用識別相同黏性末端的限制性內(nèi)切酶將外源DNADNA和質(zhì)目的基因和質(zhì)目的基因分離分離 重組質(zhì)粒的構(gòu)建（切，接）重組質(zhì)粒的構(gòu)建（切，接） 導(dǎo)入酵母細胞（轉(zhuǎn)）導(dǎo)入酵母細胞（