单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1免疫预防与疫苗 郑州大学基础医学院微生物学与免疫学教研室 免疫预防简史 免疫学预防始于早期的人痘接种（公元10世纪）Edward Jenner 牛痘接种开辟了免疫预防新纪元（18世纪90年代）Among patients awaiting small pox vaccination免疫学黄金时代 巴斯德时代（19世纪20世纪）减毒活疫苗Louis Pasteur和Robert Koch的细菌培养和分离 Bacille Calmette-Guerin（BCG，卡介苗） 白喉毒素-抗毒素、类毒素的发现 Salk疫苗和Sabine疫苗抗病毒疫苗的革命 天花的根除标志着免疫预防的巨大成功 乙肝疫苗的成功预示着分子时代的黎明 免疫预防扩展计划正发挥其在疾病预防和控制中的巨大作用 免疫预防的原理： 根据机体受病原体感染后，能产生特异性抗体和效应T细胞，提高对该病原体的免疫力的基本原理，采用人工的方法，使机体获得免疫力，达到预防疾病的目的 病原体 机体（免疫应答） 特异性抗体效应T细胞 机体对该病原免疫力 人工输入抗原 人工输入免疫效应物质人工主动免疫人工被动免疫 免疫预防分类AbIFNBCGVaccine 安全：无致病性和接种后异常反应 有效：可诱导产生可靠的保护性免疫 实用：易于接种、保存和运输，价廉理想疫苗的标准理想疫苗的标准疫苗的设计原理 选择合适的免疫原：优势表位、保护性表位、保守性强、能引发长期记忆 佐剂的选择：Th1极化佐剂、Th2极化佐剂 疫苗递送系统（delivery system）：将免疫原高效递呈到MHC-I或II类分子提呈途径中。疫苗的分类 按照其用途分为： 预防性疫苗、治疗性疫苗 按其制作和成分可分为： 减毒活疫苗、灭活疫苗、类毒素-抗毒素、亚单位疫苗、载体疫苗、核酸疫苗、可食用的疫苗疫苗的分类n灭活疫苗n减毒活疫苗n类毒素疫苗 n亚单位疫苗n载体疫苗nDNA疫苗n可食用疫苗1.1.灭活疫苗灭活疫苗 灭活疫苗（inactived vaccine）：又称死疫苗，是用化学或物理的方法，将具有感染性的完整的病原微生物杀死，使其失去传染性而保留抗原性而成。 优点：优点：易制备；稳定性高；储存运输方便；安全性高。缺点：缺点：免疫力维持时间短，需多次重复接种；主要诱发体液免疫，不能产生细胞免疫或黏膜免疫应答；接种剂量较大，不良反应；需要严格灭活。 1.1.灭活疫苗灭活疫苗 百日咳、乙型脑炎、流行性脑脊髓膜炎、狂犬病、伤寒、钩体病、甲型肝炎、鼠疫、流感、脊髓灰质炎（salk）等疫苗。 2.2.减毒活疫苗减毒活疫苗 减毒活疫苗（live-attenuated vaccine）：用人工诱变或从自然界筛选出的毒力高度降低或无毒的活的病原微生物制成的疫苗。可模拟自然发生隐性感染，诱发理想的免疫应答而又不产生临床症状。 用减毒或无毒力的活病原微生物制成。卡介苗、脊髓灰质炎（Sabin）、麻疹、乙型脑炎、甲型肝炎、风疹疫苗、腮腺炎等疫苗。 缺点：缺点：有效期短和热稳定性差，运输、保存条件要求较高；回复突变危险。 优点：模拟自然感染，一般只需接种一次。 免疫原性强、免疫效果好2. 减毒活疫苗牛型结核杆菌 Mycobacterium bovis 置于含胆汁的培养基，逐渐增加胆汁的浓度卡介苗 Bacillus Calmette-Guerin （BCG）在胆汁中适应性生长，充分减毒成为预防肺结核的疫苗。13年230次传代法国科学家CalmetteGuerin2.2.减毒活疫苗减毒活疫苗 基因缺失活疫苗（gene deleted live vaccine）：采用分子生物学技术，去除与毒力或毒力相关基因片段，使病原微生物毒力减低或丧失。用缺失突变毒株制成的疫苗。 与自然突变株（多为点突变毒株）相比，基因缺失活疫苗具有突变性状明确、稳定、不易发生毒力返祖的优点。 3. 类毒素疫苗 类毒素是用细菌的外毒素经0.30.4%甲醛处理制成。如破伤风、百日咳、白喉类毒素疫苗 亚单位疫苗（subunit vaccine）：提取或合成天然微生物某些成分的亚单位（如外壳的特殊蛋白结构）制成的疫苗。如：乙肝疫苗、HPV（宫颈癌）疫苗；细菌荚膜多糖疫苗等。4.4.亚单位疫苗亚单位疫苗优点：副作用小、更为安全、稳定。缺点：免疫原性低，需与佐剂合用。4.4.亚单位疫苗亚单位疫苗 流感嗜血杆菌荚膜多糖、脑膜炎球菌荚膜多糖 流感病毒血凝素和神经氨酸酶 乙型肝炎HBsAg（基因工程疫苗）提取有效成分多糖制备细菌多糖疫苗如脑膜炎球菌多糖疫苗、 肺炎球菌多糖疫苗、 b型流感杆菌多糖疫苗去除病原体中无关或有害成分，保留有效免疫原成分而制备的亚单位疫苗乙肝病毒（HBsAg）HPV病毒（L1蛋白）结合疫苗（conjugate vaccine） 化学方法细菌荚膜 白喉类毒素T细胞依赖性抗原 多糖的水解物 （蛋白质载体） （TI-Ag） （TD-Ag） 结合疫苗能引起T、B细胞的联合识别 b型流感杆菌疫苗、脑膜炎球菌疫苗、肺炎球菌疫苗合成肽疫苗（synthetic peptide vaccine） 设计、合成有效免疫原性多肽。 通常合成的肽链上含有被B、Th、CTL识别的表位，设计T细胞表位时需要考虑HLA限制的情况。常用脂质体作为免疫原性多肽的交联载体。4.4.亚单位疫苗亚单位疫苗 基因重组亚单位疫苗 (genetic engineering subunit vaccine) 将病原体中能诱导保护性免疫应答的目的抗原编码基因克隆后，插入适当的原核或真核表达载体质粒； 再将重组质粒导入细菌、酵母菌或哺乳动物细胞中高效表达目的基因； 分离、提取、纯化目的蛋白目的蛋白而制成。4.4.亚单位疫苗亚单位疫苗基因工程疫苗发展的重点 不能或难以培养的病原体； 有潜在致癌性或免疫病理作用的病原体； 传统疫苗效果差或不良反应大的病原体； 能简化免疫程序、降低成本的多价疫苗。4.4.亚单位疫苗亚单位疫苗 对于某些抗原性弱、易发生免疫逃避的病原体，常规疫苗往往难以获得有效的免疫应答及保护性。 一些免疫保护机制不清，可能诱导免疫病理反应，有潜在致肿瘤作用的病毒，以及不易培养的病原体，则难以用传统方法生产疫苗。 5.5.活载体疫苗活载体疫苗 活载体疫苗（live vector vaccine）：又称重组载体疫苗（recombinant vector vaccine），是将有效的目的抗原的编码基因导入活载体（无或弱毒的细菌或病毒株）中，构建重组菌株；目的基因可随重组菌株在宿主体内的增殖而大量表达，从而诱发相应的免疫保护作用。 5.5.活载体疫苗活载体疫苗 载体：腺病毒、牛痘病毒、金丝雀痘病毒、脊髓灰质炎病毒、伤寒沙门菌减毒株、卡介苗、乳杆菌等。 病原体：乙型肝炎病毒、狂犬病病毒、痢疾杆菌等。6.6.核酸疫苗核酸疫苗 核酸疫苗（nucleotide vaccine）：又称DNA疫苗（DNA vaccine），是将一种或多种目的抗原的编码基因克隆到真核质粒表达载体上；再将重组质粒直接注入到体内，在宿主细胞内表达目的蛋白，诱发特异性免疫应答。 1990年，Wolff等首次发现，给小鼠肌肉注射裸露质粒DNA后，质粒携带的基因可被肌细胞摄取并在其中表达，还可诱生特异性免疫应答。 6.6.核酸疫苗核酸疫苗 目前进入临床试验的核酸疫苗有HIV DNA疫苗和疟疾 DNA疫苗。 由于核酸疫苗具有构建容易、生产方便、表达稳定及可诱发全面的免疫应答等特点，在抗感染、抗肿瘤免疫及疾病的预防等方面具有广阔的应用前景，被誉为疫苗的“第三次革命第三次革命”。 6.6.核酸疫苗核酸疫苗-免疫机制免疫机制 局部注射的核酸（重组质粒DNA）被周围的细胞（如黏膜上皮细胞、抗原提呈细胞）摄取后，进入核内进行转录，并在胞质中翻译成目的蛋白。 目的蛋白被降解成抗原肽，与MHC类分子结合，诱发CTL介导的细胞免疫应答;与MHC类分子结合，诱发偏向Th1型免疫应答。6.6.核酸疫苗核酸疫苗 DNA疫苗接种后，体内仅表达pgng水平的外源蛋白，但能诱发强而持久的细胞免疫和体液免疫应答。 如何解释这一现象呢？ 目的蛋白亦可通过细胞分泌或细胞破裂的方式进入组织间，以天然折叠形式激活B淋巴细胞而产生抗体。-免疫机制免疫机制6.6.核酸疫苗核酸疫苗-免疫机制免疫机制 目的基因（含载体质粒）含有CpG基序的回文序列，能激活较强的CTL效应，并能激活巨噬细胞与NK细胞，因此，CpG回文序列被称为免疫刺激DNA序列。 CpG基序与IL-2、TNF-、IFN-的基因结构相似而产生协同作用。 6.6.核酸疫苗核酸疫苗-构建与免疫构建与免疫 目的基因的选择：侧重于免疫原性，即所表达的目的蛋白刺激机体免疫应答的能力。目的蛋白中是否具有受MHC分子限制的T细胞抗原表位，是保证核酸免疫有效的先决条件。 核酸疫苗所选择的目的基因应尽量避免有害基因成分，特别是病毒或肿瘤的核酸免疫。6.6.核酸疫苗核酸疫苗 载体的选择：构建DNA疫苗的质粒通常是非复制型的真核表达质粒，能高水平地表达目的基因。 -构建与免疫构建与免疫 重组质粒可分为两个部分： 转录部分：由启动子、插入的目的抗原cDNA和poly A终止子组成，指导目的蛋白在体内表达，诱发特异性免疫应答。 佐剂部分：CpG基序。6.6.核酸疫苗核酸疫苗 启动子的选择：质粒在宿主细胞内表达外源性蛋白的水平与调控DNA表达的启动子关系密切。表达水平的不同又直接影响免疫应答的强度和持续性。 -构建与免疫构建与免疫 DNA疫苗的优化 联合构建：在载体质粒中插入2个或2个以上目的抗原基因，既能激活CD8T细胞产生特异性CTL，又能激活CD4Th2细胞产生体液免疫。 协同构建：将目的基因与某种细胞因子的基因构建成嵌合基因，以促进目的基因的免疫效果。 6.6.核酸疫苗核酸疫苗 免疫途径、剂量、时间：常见免疫途径有肌肉注射、皮内或皮下免疫、粘膜免疫等。 -构建与免疫构建与免疫 6.6.核酸疫苗核酸疫苗-与传统疫苗的比较与传统疫苗的比较 核酸疫苗兼有重组亚单位疫苗的安全性和减毒活疫苗诱导全方位免疫应答的高效力。 核酸疫苗仅仅是病原体某种抗原的基因片段，可提供与天然构象极为接近的目的蛋白，提呈给宿主免疫系统，与自然感染过程相似。 核酸疫苗可在体内不断翻译表达，较长时间维持较高的蛋白水平，免疫具有连续性，一次接种可获得长期或终身免疫力。 灭活疫苗和亚单位疫苗在体内代谢较快，难以长时间维持较稳定的含量，需多次接种免疫原，加强免疫。6.6.核酸疫苗核酸疫苗-与传统疫苗的比较与传统疫苗的比较 核酸疫苗与世界卫生组织儿童计划免疫长远目标（用一种疫苗预防多种疾病）相吻合，不仅能预防疾病，还可作为治疗性疫苗，治疗一些复杂难治的疾病，如病毒性肝炎、癌症等。6.6.核酸疫苗核酸疫苗-与传统疫苗的比较与传统疫苗的比较7.7.植物疫苗植物疫苗 植物疫苗（plant-based vaccine）：亦称转基因植物疫苗（transgenic plant vaccine），是指将抗原基因导入植物细胞并在其中表达，人食用已表达目的抗原的转基因植物后，可诱发特异性免疫应答的新型疫苗。 7.7.植物疫苗植物疫苗-构建构建 （1）建立整合抗原基因的稳定表达植株，并可通过无性或有性繁殖生产大量的转基因植物。 （2）建立瞬时表达植株，即利用基因工程植物病毒为载体，将抗原编码基因插入到植物病毒基因中，再将重组病毒株感染植物，抗原基因随病毒在植物体内复制而得以高效表达，获得高产量的目的蛋白。 7.7.植物疫苗植物疫苗-优点优点 （1）植物种子、块茎、果实等是蛋白质很好的聚积和保存场所，使植物疫苗（重组蛋白）（重组蛋白）的生产、运输和储存更为容易，免疫途径更简便、安全。 （2）植物疫苗（抗原）通过胃内酸性环境时，可受到细胞壁的保护，直接到达肠粘膜部位，诱发粘膜和全身免疫应答，比传统的免疫途径更有效。 （3）植物疫苗不需严格的分离纯化程序，经济价廉，可望替代传统的发酵生产，有利于在发展中国家推广。 自身免疫病的治疗性疫苗：口服耐受原诱导Treg，用于多