基因工程疫苗ppt课件

基因工程疫苗 基因工程疫苗：狭义的疫苗被称做传统疫苗（ traditional vaccine），即完整的病原体为主制成的 疫苗；而基因工程疫苗则属于新一代疫苗（New generation Vaccine）或高技术疫苗范畴（High-tech Vaccine）。 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、蛋白工程疫苗等 等，广义的还包括遗传重组疫苗、合成肽疫苗、抗 独特型抗体疫苗以及微胶囊可控缓释疫苗等。 一、传统疫苗与新型疫苗的区别： 传统疫苗 疫苗的研制则主要是通过人体实验从经 验与失败中获得。 20世纪以来，随着病原学、流行病学、 免疫学，特别是病毒组织培养技术的发展 ，大量传统疫苗相继问世。 免疫学的进展，使人们可以通过是否产生中和 抗体判定疫苗成功与否。几乎所有免疫保护机制 明确，可以产生中和抗体，又易于培养的疫苗都 已获得成功。甚至一些新出现的疾病，主要具备 上述特点，也可以使用传统疫苗技术迅速研制成 功（表5-5）。 对于免疫保护机制不明确，有潜在致癌性或免 疫病理作用，以及病原不能或难于培养的疫苗， 使用传统疫苗技术就很难研制成功。 （一）基因工程疫苗 gene engineering vaccine 基因工程疫苗，也称遗传工程疫苗（genetic engineering vaccine），指使用重组DNA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。 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。 1、基因工程亚单位疫苗(gene engineering subunit vaccine) 基因工程亚单位疫苗又称生物合成亚单位疫苗或 重组亚单位疫苗。是指利用DNA重组技术将编码 病原微生物保护性抗原基因导入受体菌或细胞， 使其在受体中高效表达，分泌保护抗原肽链继续 保护性抗原肽链，加入佐剂及制成基因工程亚单 位疫苗。 2、基因工程活载体疫苗（gene engineering vector vaccine） 基因工程活载体疫苗可以是非致病性微生物通过基因工程的 方法使之表达某种特定病原物的抗原决定簇基因，产生免疫原 性。也可以是致病性微生物通过基因工程的方法修饰或去掉毒 性基因但仍保持免疫原性。 在这种疫苗中，抗原决定簇的构像与致病性病原体抗原的构 象相同或者非常相似，兼有活疫苗和死疫苗的优点。在免疫力 上很有优势。主要有基因突变疫苗和复制性活载体疫苗。基因 突变体疫苗，这类疫苗是认为的将病原体的某个或某些基因全 部或部分删除，使其毒力下降不在引起临床疾病但仍能感染宿 主并诱发保护性免疫力 3、核酸疫苗（nucleic acid vaccine） 核酸疫苗(nucleic acid vaccine),也称基因疫苗 (genetic vaccine),是指将含有编码的蛋白基因序列 的质粒载体，经肌肉注射或微弹轰击等方法导入 宿主体内，通过宿主细胞表达抗原蛋白，诱导宿 主细胞产生对该抗原蛋白的免疫应答，以达到预 防和治疗疾病的目的。 核酸疫苗是利用现代生物技术免疫学、生物化学 、分子生物学等研制成的，分为DNA疫苗和RNA疫 苗两种。但目前对核酸苗的研究以DNA疫苗为主。 DNA疫苗又称为裸疫苗，因其不需要任何化学载体 而得此名。DNA疫苗导入宿主体内后，被细胞（组 织细胞、抗原递呈细胞或其它炎性细胞）摄取， 并在细胞内表达病原体的蛋白质抗原，通过一系 列的反应刺激机体产生细胞免疫和体液免疫。 4、基因缺失疫苗（gene deleted live vaccine） 是利用基因工程去掉病毒基因组中负责毒力的基因中 的某一片段，使其成为缺损病毒株，所制成的一类疫苗 。缺失突变株在自然条件下不易发生返祖成强毒，所以 这种突变株是稳定的。用这种方法可能会制造出有良好 免疫原性，而且在安全性上更加有保证的弱毒疫苗株， 也可以改造现行的，安全性还不能令人满意的弱毒疫苗 的基因组，使其更加安全可靠。 国外有报道用基因工程将型单纯疱疹病毒（HSV-1）基因 组造成缺失，所构建的突变株对实验动物的毒力明显减弱， 遗传性稳定，经脑内免疫小鼠后，用HSV-1强毒攻击，证明 有良好的保护作用。又据报道，美国马里兰大学据此原理， 应用基因工程研制出了一种减毒的霍乱弧菌苗，在志愿者中 对这种菌苗进行了试验，获得了令人满意的结果。我国已成 功地研制出去掉了决定伪狂犬病病毒毒力的显性胸腺核苷酸 激酶基因（tK gene）的伪狂犬病胸腺核苷激酶（TK）缺失 苗，用于猪伪狂犬病的防制，收到了良好效果 5、蛋白工程疫苗（protein engineering vaccine ） 蛋白工程疫苗是指将抗原基因加以改造， 使之发生点突变、插入、缺失、构型改变 ，甚至进行不同基因或部分结构域的人工 组合，以期达到增强其产物的免疫原性， 扩大反应谱，去除有害作用或副反应的一 类疫苗。 （二）遗传重组疫苗 （genetic recombinant vaccine） 遗传重组疫苗是指使用经遗传重组方法（genetic recombination）获得的重组微生物制成的疫苗。 通常是将对人体无致病性的弱毒株与强毒株（野 毒株）混合感染，弱毒株与野毒株间发生基因组片 段交换造成重组，然后使用特异方法筛选出对人体 不致病的但又含有野毒株强免疫原性基因片段的重 组毒株。 （三）合成肽疫苗（Synthetic peptide vaccine） 合成肽疫苗是一种仅含免疫决定簇组分的小肽, 即用人 工方法按天然蛋白质的氨基酸顺序合成保护性短肽, 与载 体连接后加佐剂所制成的疫苗,是最为理想的安全新型疫 苗,也是目前研制预防和控制感染性疾病和恶性肿瘤的新 型疫苗的主要方向之一 合成肽疫苗分子是由多个B细胞抗原表位和T细胞抗原表位共同组成的，大 多需与一个载体骨架分子相耦联。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FMDV 的单独B细胞抗原表位（VPI 环 ）或与T 细胞抗原表位结合而制备的合成肽疫苗研究。虽然取得了一定的进 展，但仍未获得一种具有理想保护作用的合成肽疫苗 （四）抗独特型抗体疫苗 （anti- idiotype vaccine） 抗独特型抗体疫苗是指使用与特定抗原 的免疫原性相近的抗体（ab2）做抗原制 成的疫苗。 目前此疫苗尚处于理论性研究阶段。 （五）微胶囊可控缓释疫苗 (controllable released micro-capsule vaccine) 微胶囊可控缓释疫苗，指使用微胶囊 技术将特定抗原包裹后制成的疫苗。 特点 小于10m的微胶囊在注射部位可被巨噬细胞 吞噬并携带至淋巴结附近和免疫系统其他部位 ，具有更强的免疫效果。 大于30m的微胶囊，更适于做可控缓释。由 于微胶囊的保护作用，母体抗体不能使抗原失 活，可用于婴幼儿免疫接种。 微胶囊在肠道内不受酸或酶的影响，可用于 口服。 基因工程疫苗的应用举例-乙型肝炎 病毒（HBV）疫苗 形态结构：乙肝患者血清中发现3种相关颗粒 小球形颗粒：HBsAg 不含核酸 管形颗粒：小球形颗粒串连成 大球形颗粒：为完整的病毒颗粒，具传染性（ DANE颗粒）:DNA、逆转录酶 表面抗原HBsAg 核心抗原HBcAg e抗原HBeAg HBV只有3200bp，为双链的DNA,是一个相当小的病毒。其基 因组共有四个ORF，编码以下一些蛋白：Core蛋白和pre-core 蛋白，Pol蛋白，X蛋白，以及S蛋白（L、M、S）。故重组酵 母可用以下方法： （1）.根据已经测定的编码乙肝病毒表面抗原决定簇基因序列 ，用化学合成法直接合成目的基因或者通过鸟枪法克隆目的基 因。用识别相同黏性末端的限制性内切酶将外源DNA和质目 的基因分离 重组质粒的构建（切，接） 导入酵母细胞（转） 培养酵母细胞（增） 检测正确表达目的产物的酵母（检） 粒 分子切开。（切） （2）.用DNA连接酶将含有外源基因的 DNA片段连接到质粒分子上，构成DNA重组分子。（接） （ 3）.借组细胞转化手段将DNA重组分子导入酵母细胞内。（转 ） （4）.短时间培养转化酵母细胞，以扩增DNA重组分子。 （增） （5）.筛选和鉴定