应用生物抗生素与疫苗.ppt

1,1,生物科学与医药,2,抗生素与疫苗,Section3-1,3,发现抗生素的历史回顾,1928年，佛莱明培养葡萄球菌遭青霉菌污染佛莱明在被污染的培养基上，观察到青霉菌能抑制葡萄球菌的生长。推测在青霉菌分泌物中可能含有抑制细菌生长的物质，并称之为“青霉素”。,4,4,青霉菌,a.青霉菌污染的细菌培养基，青霉菌菌落附近的葡萄球菌被溶解；,b.青霉菌（电显图颜色为计算机套色）。,5,发现抗生素的历史回顾,1941年，弗洛理与钱恩证实青霉素可以用于治疗细菌所引起的疾病在第二次世界大战中，青霉素被用来拯救许多人的性命。,佛莱明、弗洛理与钱恩共同获得1945年的诺贝尔生理医学奖。,6,发现抗生素的历史回顾,肺结核由结核杆菌引起，过去是无药可医的绝症。瓦克斯曼在1943年从土壤中找到一种能分泌抗菌物质的细菌。将该抗菌物质命名为链霉素，成了第一个能有效治疗肺结核的药物。,7,结核杆菌,8,由放线菌属中的链霉菌分离而来。它们跟丝状霉菌一样有菌丝及孢子的分化已知六千种的抗生素大都（约2/3）是链霉菌产生的。,链霉素(细菌),9,抗生素的使用与开发,抗生素的使用在抗生素出现后的数十年中，抗生素被当作广治百病的万灵丹。抗生素的滥用使具抗药性的细菌被加速筛选出来，经繁殖成为优势族群，并且还可以透过质体或其他方式，将抗药性基因传给其他细菌，造成医疗上的困扰。,10,抗生素的使用与开发,卫生署将临床用的抗生素区分为三线：第一线：安全性高、使用时间较久的用药，如青霉素。第二线：第一线抗生素治疗无效后再使用的用药。第三线：最后一线使用的抗生素，使用时有相当严格的限制，如万古霉素。,11,抗生素的使用与开发,动物用药的管制较不严谨抗生素滥用的问题在养殖业更为严重大规模集中式的饲养，易爆发各种疾病。饲料中大量添加抗生素以预防动物生病。畜牧场周围的土壤、水及地下水中、养殖动物的肌肉及蛋中，甚至野生动物体内也可能含有相当量的抗生素。抗生素可经食物链层层转移而累积在人体内，并使人体成为培养抗药性细菌的温床。,12,12,金黄色葡萄球菌,13,抗生素的使用与开发,高致病性的细菌对常用抗生素已产生抗药性NDM-1基因2009，在印度新德里发现一种带NDM-1基因的细菌，能产生酵素来破坏抗生素，可对许多种抗生素产生抗药性。2010，台湾也出现了带有NDM-1基因的多重抗药性肠道菌。,14,依其作用模式可分为四类：1.核苷酸合成抑制剂，如磺胺类抗生素，可抑制细菌核酸代谢。人类细胞可自食物中得到叶酸以合成DNA，细菌则必须自行制造叶酸，抑制细菌叶酸的合成不会伤害人类细胞。2.蛋白质合成抑制剂，如四环霉素，利用细菌的核糖体组成与人类的不同，能选择性杀死细菌，却不影响真核细胞。,15,依其作用模式可分为四类：3.细胞膜功能抑制剂，如大肠菌素，能抑制细胞膜主动运输的功能，使分子和离子进出菌体失去控制而达到杀菌效果。4.细胞壁合成抑制剂，如青霉素，能抑制细胞壁合成，而选择性杀死细菌。,16,抗生素感受性分析常用的分析法是纸锭扩散法：1.将已涂满待测菌液的培养盘置于抗生素纸锭分置器之下。2.压下各种抗生素纸锭，置于37培养。3.隔日测量抑制区域的大小，以判断抗药性的程度。,知识了望台,17,17,纸锭扩散法,18,抗生素的使用与开发,过去筛选抗生素的方法如同乱枪打鸟从土壤、上万种植物或天然物中筛选出能抑制细菌生长的物质。在数万种尝试中能开发出一种都算幸运。早已不敷人类社会对新抗生素开发的需求。,19,抗生素的使用与开发,现今抗生素的开发方式,利用计算机针对细菌的基因及蛋白质结构,各药厂数以万计的药品分子结构进行比对,加速筛选出可能具有疗效的化合物,经体外及动物试验确认其作用,20,3-1-2疫苗,疫苗十一世纪中国（约北宋时期）及阿拉伯的医生就知道将患有天花之病患身上的痂取下磨成粉末，吹到健康人鼻腔以预防天花。英国医生EdwardJenner在1796年更证明了接种牛痘可预防天花疫苗技术的建立始于1881年，Pasteur用培养基培养弱毒性炭疽病杆菌，成功的防治羊的炭疽病。,21,疫苗接种,促使人体针对特定疾病增强免疫力的过程以口服或注射的方式将疫苗送入人体。疫苗中含有病原体的抗原成分，或进入人体后能生成该抗原成分。引发人体的初次免疫反应并建立对病原体的免疫记忆，而产生记忆细胞。在接触到具相同抗原之病原体时，能快速产生二次免疫反应，抵抗入侵的病原体。,22,免疫反应的专一性与记忆性,二次免疫反应能产生更多的记忆细胞，提供对抗该病原体的长期保护,23,疫苗的种类,疫苗种类-以“接种方式”区分一般：口服疫苗注射疫苗现今：因抗原可经由口鼻黏膜或皮肤吸收而进入有许多生技疫苗朝喷剂或贴布的模式发展,24,疫苗贴布接种法疫苗贴布接种法为日本国立感染症研究所开发，将含有破伤风疫苗成分的贴布贴在老鼠皮肤上，经长时间贴着后，老鼠体内产生抗体。接着国内开发DNA疫苗贴布，以微脂体包覆DNA疫苗，再利用微脂体可与表皮细胞膜结合的特性，将疫苗经皮肤传入人体，产生诱发免疫反应的抗原性蛋白质。疫苗贴布现今尚未通过新药的审查，但若能普及运用，将有助于避免侵入式的预防接种。更由于不需以针筒注射，让医师不足的发展中国家的预防接种工作能更加普及。,知识了望台,25,26,以微脂体包覆DNA疫苗,微脂体与表皮细胞膜结合,将疫苗经皮肤传入人体,产生抗原性蛋白质的基因,插入宿主细胞DNA,产生诱发免疫反应的抗原性蛋白质,疫苗种类,疫苗根据其是否仍具有感染及繁殖的能力可区分为活性减毒疫苗(livevaccine)非活性疫苗(killedorinactivatedvaccine)。非活性疫苗根据其疫苗是否包含整个病原或部分病原抗原（如病原之某一个抗原蛋白），又可区分为全毒疫苗次单元疫苗(subunitvaccine),27,28,疫苗的种类,活性减毒疫苗由经长期培养，或用化学药品、辐射线等人工方式，使病原体失去致病性，却仍保留抗原特征的活病原体制成。,29,疫苗的种类,活性减毒疫苗活性减毒疫苗包括卡介苗、口服小儿麻痺疫苗、麻疹疫苗、德国麻疹疫苗、腮腺炎疫苗、水痘疫苗、黄热病疫苗,30,小儿麻痺病毒电显图,31,疫苗的种类,活性减毒疫苗特点由于其仍具有感染力，因此活毒疫苗往往能引发全面性的免疫力，包括体液免疫(humoralimmunity)、细胞免疫(cell-mediatedimmunity),因此免疫效果较佳，且保护期较长。由于其仍具有繁殖能力，可以在人或动物体内继续增殖，因此接种剂量不需要太大，可以减低成本。缺点：免疫力低下的人有感染风险,32,疫苗的种类,非活性疫苗以变性或化学修饰的方式去除病原体的活性，再使用病原体的部分蛋白质或其次单位成分制成白喉类毒素、百日咳疫苗、破伤风类毒素、日本脑炎疫苗、型肝炎疫苗、型肝炎疫苗、狂犬病疫苗、霍乱疫苗、型嗜血杆菌疫苗、流感疫苗、肺炎双球菌疫苗、注射小儿麻痺疫苗(沙克疫苗),33,疫苗的种类,非活性疫苗类毒素疫苗：以病原体的毒素，去毒制成破伤风类毒素疫苗：是由破伤风杆菌的毒素成分制成,34,疫苗的种类,非活性疫苗次单元(抗原蛋白)：以基因工程将抗原基因移植到无害的细菌或是酵母菌，使之生产纯化的抗原蛋白，再制成疫苗。B肝疫苗,35,疫苗的种类,非活性疫苗优点：不会造成感染，安全顾虑小。缺点：所引起的免疫力持续时间通常比活性疫苗短，且常需多次施打。,36,36,37,疫苗的种类,DNA疫苗利用基因工程技术将抗原的基因殖入表现质体(expressionplasmid)，将其作为疫苗打入人或动物体后，表现质体在细胞内表现，并产生抗原蛋白而达到引发免疫反应的效果。以核酸为疫苗，可以省去抗原蛋白制备的过程，且由于其所引发之免疫反应是经由细胞本身所合成的抗原蛋白，因此在细胞免疫的效果上，较一般次单元疫苗为佳,38,疫苗的种类,DNA疫苗产生免疫力过程,疫苗以注射方式进入人体,特定抗原的基因可在细胞内被表现而生成抗原,体液性免疫反应,细胞性免疫反应,以预防病原体之入侵,诱发,39,疫苗的开发与疑虑,疫苗发展的趋势因疫苗种类不断增加，为减少幼儿接种的次数，将多种单一疫苗统整为一剂复合疫苗。卫生署已于2010年3月起以五合一疫苗全面取代旧型的白喉、破伤风、百日咳（DPT）三合一疫苗。,40,五合一疫苗或六合一疫苗将五、六种疫苗