微生物疫苗医学微生物学课件

1、 在发展中国家，死亡总人数的在发展中国家，死亡总人数的 30%50%死于感染性疾病。在发死于感染性疾病。在发 达国家，感染性疾病死亡人数仅占达国家，感染性疾病死亡人数仅占 死亡总人数的死亡总人数的4%8%，主要得益，主要得益 于疫苗的广泛应用。于疫苗的广泛应用。 疫苗的发展历史疫苗的发展历史 古典疫苗时期：牛痘苗、狂古典疫苗时期：牛痘苗、狂 犬病疫苗犬病疫苗 培养疫苗时期：脊髓灰质炎培养疫苗时期：脊髓灰质炎 疫苗、卡介苗疫苗、卡介苗 基因工程疫苗时期：乙型肝基因工程疫苗时期：乙型肝 炎基因工程疫苗炎基因工程疫苗 n中国古代的医学家很早就发中国古代的医学家很早就发 明了人痘接种术以预防天花明了人

2、痘接种术以预防天花 -取患者的取患者的湿疹偏方湿疹偏方痘疮痘疮 中的浆液接种与他人，使其中的浆液接种与他人，使其 产生免疫力。产生免疫力。 n11 11世纪世纪王旦之子王旦之子 n发明人姓氏失考发明人姓氏失考 n人痘接种术是人类掌握的第一种预防接种人痘接种术是人类掌握的第一种预防接种 技术；是中国为技术；是中国为湿疹偏方湿疹偏方医学发展和人类健医学发展和人类健 康作出的一大贡献康作出的一大贡献 n缺点：安全性较差缺点：安全性较差 不便于大规模推广不便于大规模推广 17961796年年5 5月月1414 日，琴纳选日，琴纳选 择了自己择了自己4747 岁生日这天岁生日这天 首次试验牛首次试验牛

3、痘苗痘苗 过程：过程： 挤奶少女尼尔美斯手臂牛痘挤奶少女尼尔美斯手臂牛痘 的浆液的浆液接种在一个接种在一个8 8岁未患岁未患 天花的男孩菲普斯的手臂天花的男孩菲普斯的手臂 部位长出一个典型的牛痘部位长出一个典型的牛痘6 6 周后，又给菲普斯接种了天周后，又给菲普斯接种了天 花病人的痘浆花病人的痘浆男孩安然无男孩安然无 恙恙免疫力免疫力 牛痘苗实际是一牛痘苗实际是一 种减弱了毒性的种减弱了毒性的 活病毒疫苗活病毒疫苗 1919世纪世纪6060和和7070年代，法国微生年代，法国微生 物学家和化学家巴斯德揭示了物学家和化学家巴斯德揭示了 微生物是传染病的病因之后，微生物是传染病的病因之后， 研制疫

4、苗工作有了科学的基础。研制疫苗工作有了科学的基础。 18801880年年- -ganguoganguo预防鸡霍乱病预防鸡霍乱病 的疫苗的疫苗 18811881年年炭疽杆菌的减毒活疫炭疽杆菌的减毒活疫 苗苗 18821882年年狂犬病疫苗工作狂犬病疫苗工作 原理：经过多代肉汤培养的鸡霍乱弧菌其致病毒性原理：经过多代肉汤培养的鸡霍乱弧菌其致病毒性 已大大减弱，但它却能使被接种的鸡产生对鸡瘟的已大大减弱，但它却能使被接种的鸡产生对鸡瘟的 免疫力。免疫力。 炭疽疫苗挑战炭疽疫苗挑战 巴斯德为梅斯巴斯德为梅斯 特接种狂犬病特接种狂犬病 疫苗疫苗 微生物疫苗微生物疫苗 一、一、灭活疫苗灭活疫苗 二、减毒活

5、疫苗二、减毒活疫苗 三、亚单位疫苗三、亚单位疫苗 四、基因工程疫苗四、基因工程疫苗 五、重组载体疫苗五、重组载体疫苗 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 微生物疫苗微生物疫苗 灭活疫苗灭活疫苗(inactivated vaccine) 用化学或物理的方法，将具有用化学或物理的方法，将具有 感染性的完整的病原体杀死，使其感染性的完整的病原体杀死，使其 失去传染性而保留抗原性而成。失去传染性而保留抗原性而成。 一、灭活疫苗一、灭活疫苗 国内：伤寒疫苗、乙型脑炎疫苗、国内：伤寒疫苗、乙型脑炎疫苗、 百日咳疫苗（百日咳疫苗（DPT）、钩体）、钩体 病疫苗等病疫苗等 国外：鼠疫疫苗、流感疫苗、脊髓国外：鼠疫疫苗、

6、流感疫苗、脊髓 灰质炎疫苗等灰质炎疫苗等 一、灭活疫苗一、灭活疫苗 制造工艺相对简单制造工艺相对简单 免疫原性稳定性高免疫原性稳定性高 易于制备多价疫苗易于制备多价疫苗 疫苗安全性高疫苗安全性高 储存及运输方便储存及运输方便 灭活疫苗的优点灭活疫苗的优点 一、灭活疫苗一、灭活疫苗 需要严格灭活需要严格灭活 过敏过敏湿疹偏方湿疹偏方反应反应 免疫不全面：主要刺激宿主免疫不全面：主要刺激宿主 产生体液免疫，不能产生全面的免产生体液免疫，不能产生全面的免 疫应答疫应答 灭活疫苗的缺点灭活疫苗的缺点 一、灭活疫苗一、灭活疫苗 一、灭活疫苗一、灭活疫苗 二、二、减毒活疫苗减毒活疫苗 三、亚单位疫苗三、亚

7、单位疫苗 四、基因工程疫苗四、基因工程疫苗 五、重组载体疫苗五、重组载体疫苗 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 微生物疫苗微生物疫苗 二、减毒活疫苗二、减毒活疫苗 减毒活疫苗减毒活疫苗(live-attenuated vaccine) 通过人工的方法，将病原体的通过人工的方法，将病原体的 毒力降低到足以产生模拟自然发生毒力降低到足以产生模拟自然发生 隐性感染，诱发理想的免疫应答而隐性感染，诱发理想的免疫应答而 又不产生临床症状的一类疫苗。又不产生临床症状的一类疫苗。 减毒活疫苗减毒活疫苗主要包括卡介苗主要包括卡介苗 （BCG）、口服脊髓灰质炎活疫苗）、口服脊髓灰质炎活疫苗 （OPV）、麻疹疫苗、乙型脑

8、炎减）、麻疹疫苗、乙型脑炎减 毒活疫苗、甲型肝炎疫苗等毒活疫苗、甲型肝炎疫苗等 二、减毒活疫苗二、减毒活疫苗 能诱发全面、稳定、持久的体能诱发全面、稳定、持久的体 液、细胞和粘膜免疫应答液、细胞和粘膜免疫应答 一般只须接种一般只须接种1次次 可采用口服、喷鼻或气雾途径可采用口服、喷鼻或气雾途径 免疫免疫 减毒活疫苗的优点减毒活疫苗的优点 二、减毒活疫苗二、减毒活疫苗 回复突变危险回复突变危险 使用范围相对狭窄使用范围相对狭窄 外源性病原体污染外源性病原体污染 有效期短和热稳定性差有效期短和热稳定性差 减毒活疫苗的缺点减毒活疫苗的缺点 二、减毒活疫苗二、减毒活疫苗 利用分子生物学技术，去除与利用

9、分子生物学技术，去除与 毒力有关基因片段，使病原体毒力毒力有关基因片段，使病原体毒力 减低或丧失。因缺失突变毒株制成减低或丧失。因缺失突变毒株制成 的疫苗称为基因缺失活疫苗的疫苗称为基因缺失活疫苗（gene deleted live vaccine）。 二、减毒活疫苗二、减毒活疫苗 与自然突变株（多为点突变毒与自然突变株（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、不易发生毒力变性状明确、稳定、不易发生毒力 返祖的优点。返祖的优点。 二、减毒活疫苗二、减毒活疫苗 一、灭活疫苗一、灭活疫苗 二、减毒活疫苗二、减毒活疫苗 三、三、亚单位疫苗亚单位疫

10、苗 四、基因四、基因湿疹偏方湿疹偏方工程疫苗工程疫苗 五、重组载体疫苗五、重组载体疫苗 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 微生物疫苗微生物疫苗 亚单位疫苗亚单位疫苗（subunit vaccine） 不含病原体核酸，仅含能诱发不含病原体核酸，仅含能诱发 宿主产生中和抗体的微生物蛋白或宿主产生中和抗体的微生物蛋白或 表面抗原的疫苗。表面抗原的疫苗。 三、亚单位疫苗三、亚单位疫苗 除去了病原体中不能激发机体保护除去了病原体中不能激发机体保护 性免疫和对宿主有害的部分，只保留有性免疫和对宿主有害的部分，只保留有 效的免疫原成分，因而免疫作用明显增效的免疫原成分，因而免疫作用明显增 强而稳定，可靠性提高，对机

11、体引起的强而稳定，可靠性提高，对机体引起的 不良反应小。不良反应小。 亚单位疫苗的优点亚单位疫苗的优点 三、亚单位疫苗三、亚单位疫苗 一、灭活疫苗一、灭活疫苗 二、减毒活疫苗二、减毒活疫苗 三、亚单位疫苗三、亚单位疫苗 四、四、基因工程疫苗基因工程疫苗 五、重组载体疫苗五、重组载体疫苗 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 微生物疫苗微生物疫苗 基因工程疫苗基因工程疫苗 (genetic engineering vaccine) 将病原体中能诱导保护性免疫将病原体中能诱导保护性免疫 应答的抗原决定簇的编码基因，导应答的抗原决定簇的编码基因，导 入细菌、酵母菌、昆虫杆状病毒或入细菌、酵母菌、昆虫杆状病毒或

12、哺乳动物细胞等高效表达，再通过哺乳动物细胞等高效表达，再通过 提取、纯化目的蛋白而制成。提取、纯化目的蛋白而制成。 四、基因工程疫苗四、基因工程疫苗 基因工程疫苗发展的重点基因工程疫苗发展的重点 不能或难以培养的病原体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能简化免疫程序、降低成本的多价疫苗 四、基因工程疫苗四、基因工程疫苗 一、灭活疫苗一、灭活疫苗 二、减毒活疫苗二、减毒活疫苗 三、亚单位疫苗三、亚单位疫苗 四、基因工程疫苗四、基因工程

13、疫苗 五、五、重组载体疫苗重组载体疫苗 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 微生物疫苗微生物疫苗 重组载体疫苗是将编码某一蛋重组载体疫苗是将编码某一蛋 白抗原的基因转入减毒的病毒或细白抗原的基因转入减毒的病毒或细 菌而制成的疫苗。菌而制成的疫苗。 五、重组载体疫苗五、重组载体疫苗 嗜酸 乳杆 菌载 体疫 苗对 肠出 血性 大肠 杆菌 O157 感染 防治 的初 步研 究 一、灭活疫苗一、灭活疫苗 二、减毒活疫苗二、减毒活疫苗 三、亚单位疫苗三、亚单位疫苗 四、基因工程疫苗四、基因工程疫苗 五、重组载体疫苗五、重组载体疫苗 六、六、核酸疫苗核酸疫苗 微生物疫苗微生物疫苗 1990年，年，Wolff等首次发

14、现，给等首次发现，给 小鼠肌肉注射裸露质粒小鼠肌肉注射裸露质粒DNA后，质后，质 粒携带的基因可被肌细胞摄取并在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其中表达，还可诱生特异性免疫应 答。答。 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 核酸疫苗核酸疫苗(nucleotide vaccine) 将编码某种或多种特定蛋白的将编码某种或多种特定蛋白的 基因，克隆到一个真核质粒表达载基因，克隆到一个真核质粒表达载 体上，然后直接注射到体内，以期体上，然后直接注射到体内，以期 在宿主细胞内表达目的蛋白，诱发在宿主细胞内表达目的蛋白，诱发 特异性免疫应答。特异性免疫应答。 六、核酸疫苗六、核酸疫苗

15、由于核酸疫苗具有构建容易、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，被誉为疫苗的广阔的应用前景，被誉为疫苗的 “第三次革命第三次革命”。 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 局部注射的核酸被周围的细胞局部注射的核酸被周围的细胞 摄取后，进入核内进行转录，并在摄取后，进入核内进行转录，并在 胞质中翻译成目的蛋白。胞质中翻译成目的蛋白。 1、免疫机制、免疫机制 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 目的蛋白亦可通过细胞分泌或目的蛋白亦

16、可通过细胞分泌或 细胞破裂的方式进入组织间，以天细胞破裂的方式进入组织间，以天 然折叠形式激活然折叠形式激活B淋巴细胞而产生淋巴细胞而产生 抗体。抗体。 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 2、构建与免疫、构建与免疫 目的基因的选择：侧重于免目的基因的选择：侧重于免 疫原性，即它所表达的蛋白刺激机疫原性，即它所表达的蛋白刺激机 体免疫应答的能力。体免疫应答的能力。 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 核酸疫苗所选择的目的基因应核酸疫苗所选择的目的基因应 尽量避免有害基因成分，特别是病尽量避免有害基因成分，特别是病 毒或癌基因核酸免疫。毒或癌基因核酸免疫。 载体的选择：载体的选择：用于制备用于制备DNA 疫苗的质粒

17、通常是非复制型的真核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表达质粒，能高水平地表达目的基 因。因。 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 启动子的选择启动子的选择：质粒在宿主质粒在宿主 细胞内表达外源性蛋白的水平与调细胞内表达外源性蛋白的水平与调 控控DNA表达的启动子关系密切。表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达水平的不同又直接影响免疫应答 的强度和持续性。的强度和持续性。 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 DNADNA疫苗的优化疫苗的优化 联合构建：联合构建：在一个质粒中同在一个质粒中同 时将时将2个或个或2个以上目的基因构建在个以上目的基因构建在 一起，既能刺

18、激一起，既能刺激CD8 T细胞产生特 细胞产生特 异性异性CTL，又能刺激，又能刺激CD4 T细胞产 细胞产 生体液免疫。生体液免疫。 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 协同构建：协同构建：将目的基因与某将目的基因与某 种细胞因子的基因构建在一起，以种细胞因子的基因构建在一起，以 促进目的基因的免疫效果。促进目的基因的免疫效果。 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 免疫途径、剂量、时间免疫途径、剂量、时间 常见的免疫途径有：肌肉注射、常见的免疫途径有：肌肉注射、 皮内或皮下免疫、粘膜免疫等。皮内或皮下免疫、粘膜免疫等。 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 3、核酸疫苗与常规疫苗的比较、核酸疫苗与常规疫苗的比较 常规免疫所

19、使用的抗原一般是常规免疫所使用的抗原一般是 灭活或减毒活病原体，或病原体的灭活或减毒活病原体，或病原体的 亚单位蛋白。亚单位蛋白。 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 核酸疫苗仅仅是病原体某种抗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。免疫系统，与自然感染过程相似。 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 核酸疫苗兼有重组亚单位疫苗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的安全性和减毒活疫苗诱导全方位 免疫应答的高效力。免疫应答的高效力。 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 常规疫苗（抗原）在血清中代常规疫苗（抗原）在血清中代 谢较快，难以长时间维持较稳定的谢较快，难以长时间维持较稳定的 含量，需多次加强接种免疫原。含量，需多次加强接种免疫原。 六、核酸疫苗六、核酸疫苗 核酸疫苗可在机体内不断翻译核酸疫苗可在机体内不断翻译 表达，较长时间维持较高的蛋白水表达，较长时间维持较高的蛋白水 平，免疫具有连续性，一次接种可平，免疫具有连续性，一次接种可 获得长期或终身免疫力。获得长期或终身免疫力。