病毒学第十章病毒病的防治

病毒学第十章病毒病的防治第1页，共39页，2023年，2月20日，星期一本章重点1.各种疫苗的优缺点2.佐剂的生物学作用3.抗病毒药物的作用机理4.细胞因子的作用特点第2页，共39页，2023年，2月20日，星期一第一节：人类病毒病的防治一、疫苗和免疫治疗从疫苗生产所使用的技术来看，病毒疫苗可以分为传统疫苗和新型疫苗两类。传统疫苗包括灭活疫苗、减毒疫苗和采用天然病毒的某些成分制成的亚单位疫苗；新型疫苗主要是指基因工程生产的疫苗，包括基因工程亚单位疫苗、基因工程载体疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗等。第3页，共39页，2023年，2月20日，星期一

对于免疫保护机制明确、易于培养的病毒，均可以通过传统的方法生产疫苗。而对那些免疫机制不明确、可能产生免疫病理反应、有潜在致肿瘤作用或不易进行培养的病毒，则难于用传统方法生产疫苗。新型疫苗正是为了解决传统疫苗不能克服的问题，伴随着分子生物学、免疫学、现代生物技术等理论和技术的发展而产生的。第4页，共39页，2023年，2月20日，星期一1、传统病毒疫苗（1）灭活疫苗：由完整的病毒组成，使其致病性丧失或减弱，但是仍然保持病毒的全部或部分免疫原性，接种后病毒抗原可以刺激机体产生免疫应答，达到保护作用。灭活疫苗和减毒疫苗的差别在于疫苗中的病毒不具有感染性，在体内不能增殖。109个病毒颗粒中有一个未灭活病毒为无侵染力的疫苗。杀死病毒的钝化剂：不仅作用于病毒的颗粒外层的蛋白质，还能钝化、抑制病毒基因组核酸；能应用于疫苗的工业化生产。钝化剂：甲醛、羧丙酸-β-内酯、酚等。第5页，共39页，2023年，2月20日，星期一

其主要优点：

1)由于不存在有感染性病毒存在，比较安全；

2)保存方便，无须冻干保存；

3)其它活病原体污染问题较少；

4)生产相对简单。第6页，共39页，2023年，2月20日，星期一主要缺点：

1)免疫效果一般低于减毒活疫苗，虽然能够诱导产生包括中和抗体在内的免疫反应，但不能诱导细胞毒T淋巴细胞反应。

2)诱导产生的免疫反应持续时间较短，需要多次接种。

3)灭活剂对病毒抗原有影响，且对不同的抗原成分影响不同。

4)由于诱导的免疫反应水平较低，以及各个抗原成分之间的疫苗应答不平衡，可能诱发疾病。

5)一般要求对疫苗进行浓缩纯化。

6)一般不能通过自然途径接种，不易产生局部免疫反应。

7)需要使用佐剂，制剂中存在灭活剂。第7页，共39页，2023年，2月20日，星期一（2）减毒疫苗：通过不同的手段，使病毒的毒力减弱或丧失，机体在接受疫苗后不发生或出现很轻的临床症状，刺激机体的免疫系统产生针对该病毒的免疫反应，使之在以后接触该病毒时，保护机体不患病或患病的临床过程较轻。第8页，共39页，2023年，2月20日，星期一其突出的特点表现在以下几个方面：1)诱导包括体液免疫、细胞免疫的免疫方式，具有较强保护作用。2)由于是活病毒，病毒可以在体内增殖，长时间和机体细胞发生作用，诱导较强的免疫力。3)只需接种一次，即可以达到满意的效果。4)可以通过自然感染途径接种，这样不仅可以产生全身免疫反应，而且可以诱导产生局部免疫反应。5)可以通过所有病毒抗原刺激机体产生反应。6)一般不需要在疫苗中添加佐剂，也不需要加入灭活剂。7)生产过程一般不需要进行浓缩和纯化。第9页，共39页，2023年，2月20日，星期一其主要缺点：1)既然是活病毒制剂，有可能污染其它活的病原体；2)一些减毒活疫苗仍保留有一定的毒力；3)传统的减毒活疫苗可能出现病毒毒力回复；4)在一些免疫缺陷的个体中可能诱发严重疾病；5)在某些时候，野毒株（强毒）感染可以导致活疫苗（弱毒）效果降低；6)缺损颗粒可以干扰疫苗的免疫效果；7)对保存和运输的要求较高。第10页，共39页，2023年，2月20日，星期一（3）亚单位疫苗：提取病原体刺激机体产生保护性免疫力的有效免疫成分制成的疫苗。

其特点与灭活疫苗相似，主要区别是病毒亚单位的体积较小，免疫原性差，有些甚至是半抗原，需要与蛋白载体偶联后使用。正是由于仅用病毒的部分成分，可以去除病毒颗粒中一些引起不良反应的成分。

第11页，共39页，2023年，2月20日，星期一2、现代新型病毒疫苗（1）基因工程载体疫苗：是指利用非致病病毒作为载体，将病毒的保护性抗原基因片段重组在载体基因组中，采用表达保护性抗原的病毒作为疫苗。

载体疫苗为活疫苗，具有和减毒活疫苗相似的特点。理想的病毒疫苗应具有感染靶细胞的能力，并诱导包括体液免疫、细胞免疫的免疫反应。第12页，共39页，2023年，2月20日，星期一

缺点：

①不利于诱导局部免疫。往往欲表达的病毒和载体病毒感染途径不一定相同，如麻疹病毒的自然感染为呼吸道感染，而使用重组痘病毒制备的载体疫苗必须使用划痕接种；②能否获得理想的免疫效果？载体病毒表达的外源病毒蛋白在载体病毒的复制过程中没有任何功能，因此，其诱导的机体免疫反应的能力和该蛋白在原始病毒中的能力存在一定差异。③载体病毒的干扰。同种载体病毒在一个机体上只能使用一次。第13页，共39页，2023年，2月20日，星期一

同时要求载体病毒的基因组能够容纳足够的外源基因插入，有利于研究多价疫苗；并且理想的载体应减少载体蛋白的表达量，有利于提高疫苗使用的安全性，近年来研制的非复制型载体就是出于此目的。所谓非复制型载体是指载体进入细胞后，只保留DNA复制、RNA转录和蛋白质表达的功能，可以有效产生保护性抗原刺激机体产生免疫反应，但不能装配成有感染性的子代病毒。第14页，共39页，2023年，2月20日，星期一

研制载体活疫苗的基本方法是：

1)克隆相应病毒的保护性抗原基因到穿梭载体，可以是完整的基因，也可以是部分基因。

2)在穿梭载体上有启动子和其它表达所需的调控元件，欲表达的外源基因位于启动子的下游，在穿梭载体上还有载体病毒的同源序列，这些同源序列应该位于载体病毒的非必需区，通过同源重组原理，用重组质粒转染细胞，利用不同的方法筛选重组病毒，进行纯化和鉴定，使之用于疫苗的生产。第15页，共39页，2023年，2月20日，星期一

（2）基因工程亚单位疫苗：

利用基因工程表达的蛋白抗原制成的疫苗，通常这些抗原必须进行纯化。采用这种方法生产的亚单位疫苗可以用来替代传统方法生产的亚单位疫苗，更重要的是可以用于不易培养病毒的疫苗研究。

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目前常用于外源基因表达主要有细菌、酵母、哺乳动物、昆虫细胞等系统，其主要区别是蛋白质翻译后加工(糖基化)的不同，导致抗原的免疫原性差别很大，作为选择表达系统的重要指标。一般来说，在哺乳动物细胞中表达的蛋白质最接近天然病毒的抗原。同时也要考虑表达方式(分泌型或细胞内表达)和表达量的多少也是选择表达系统的主要因素。

总之基因工程亚单位疫苗具有传统亚单位疫苗的很多特点，安全性较好，但免疫性较差。提高亚单位疫苗的免疫原性是发展该疫苗的当务之急，不解决免疫原性差的问题，亚单位疫苗将没有发展前途。第17页，共39页，2023年，2月20日，星期一

（3）病毒样颗粒：

近年来发现仅表达病毒的部分结构蛋白就可以在细胞内装配成病毒样颗粒，病毒颗粒通常由两个或更多的蛋白组成，为一不含病毒核酸的空壳结构，这种空壳表面有构象依赖性表位。但是如果单独表达这些蛋白往往不能形成这类表位。第18页，共39页，2023年，2月20日，星期一（4）基因缺失活疫苗：

就是使用基因工程技术去除和毒力有关基因的缺失突变株制成的疫苗。在采用诱导方式获得的突变株中，往往是点突变，只是极少数核苷酸发生变化，容易发生毒力恢复。而基因缺失活疫苗采用的是一个基因或部分基因的去除，产生的突变株的性状稳定、明确，不易发生毒力回复的优点，是研制新型疫苗的重要途径。由于基因缺失活疫苗的研制是建立在对病毒毒力有关基因深入了解的基础之上，但是很多病毒的毒力相关基因或序列并不完全清楚，因此这是开发基因缺失活疫苗的主要障碍。第19页，共39页，2023年，2月20日，星期一（5）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，以期达到增强产物的免疫原性，扩大反应谱，去除有害反应或副作用的一类疫苗。在这里需要注意的是，由于一个关键性氨基酸残基的改变可能会引起蛋白质功能的彻底改变。蛋白质的构型或抗原表位的氨基酸序列又常常与抗原的特异性密切相关，所以对蛋白工程疫苗的效果和安全性考虑必须格外小心谨慎。第20页，共39页，2023年，2月20日，星期一（6）合成肽疫苗：

指用化学方法合成的多肽，这些多肽的序列是根据病毒的保护性抗原设计的。这种疫苗的安全性好，保存方便，不会存在病原微生物的污染，质量容易控制，主要缺点是免疫原性差，可以将其偶联到其它载体蛋白上，获得较好的免疫效果。偶联的目的是为了提供合成肽的TH细胞表位，增加分子量，延长其生物半衰期。近年来发现，在同一个肽段上必须同时存在T辅助淋巴细胞表位和B淋巴细胞表位，才能刺激机体产生有效的免疫反应。第21页，共39页，2023年，2月20日，星期一（7）遗传重组疫苗

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是通过强弱病毒株之间进行基因片段的交换而获得的减毒活疫苗。如分节段的RNA病毒的野毒株和不致病的弱毒株在共同感染细胞时，可以发生不同基因片段的交换，产生基因重配病毒。

研制遗传重配疫苗，必须对病毒的每个基因片段产物的功能有深入的了解，同时还需要有特异性强的方法对重配病毒进行筛选，并不是所有的分节段RNA病毒都适合研制基因重配疫苗，如果病毒的毒力基因和主要保护性抗原基因位于同一基因片段，研制基因重配疫苗将会遇到很大的困难。第23页，共39页，2023年，2月20日，星期一

（8）微胶囊疫苗：

也叫可控缓释疫苗。是指使用微胶囊技术将特定抗原包裹后制成的疫苗，是一种用现代材料和工艺技术改造现有疫苗的剂型，从而达到简化免疫程序和提高免疫效果的新型疫苗。当微胶囊疫苗注入机体后，可以在不同时间有节奏地释放抗原，释放时间可以持续数月，高抗体水平可维持两年，并可以起到初次接种和加强接种的作用。第24页，共39页，2023年，2月20日，星期一弱化活疫苗钝化死疫苗纯化的亚单位疫苗克隆的亚单位疫苗麻疹腮腺炎风疹脊髓灰质炎水痘-带状疱疹黄热病甲型肝炎流感日本脑炎脊髓灰质炎狂犬病蜱传脑炎乙型肝炎流感乙型肝炎处于Ⅲ期临床的：HSV2、HIV和轮状病毒目前主要应用的一些人病毒疫苗第25页，共39页，2023年，2月20日，星期一

3、佐剂（adjuvant）：又称非特异性免疫增生剂。本身不具抗原性，但同抗原一起或预先注射到机体内能增强免疫原性（见抗原）或改变免疫反应类型。第26页，共39页，2023年，2月20日，星期一

常用的佐剂可分为4类：（1）无机佐剂：如氢氧化铝，明矾等；（2）有机佐剂：微生物及其产物，如分枝杆菌（结核杆菌、卡介苗）、短小杆菌、百日咳杆菌、内毒素、细菌提取物（胞壁酰二肽）等；（3）合成佐剂：如人工合成的双链多聚核苷酸（双链多聚腺苷酸、尿苷酸）、左旋咪唑、异丙肌苷等；（4）油剂：如费氏佐剂、花生油乳化佐剂、矿物油、植物油等。第27页，共39页，2023年，2月20日，星期一

费氏佐剂目前在实验动物中最常用，又可分为费氏不完全佐剂和完全佐剂两种。不完全佐剂是油剂（石蜡油或植物油）与乳化剂（羊毛脂或吐温（Tween）80）相混合而成，当其再与抗原混合，即成油包水乳剂，可用于免疫注射。在不完全佐剂中加入死的分枝杆菌，即成为费氏完全佐剂。完全佐剂的免疫强度大于不完全佐剂。该佐剂主要用于动物实验，不适宜于人类使用。而且动物多次注射后也常会发生佐剂病。批准人类使用的只有明矾。第28页，共39页，2023年，2月20日，星期一

免疫佐剂的生物作用包括：（1）抗原物质混合佐剂注入机体后，改变了抗原的物理性状，可使抗原物质缓慢释放，延长了抗原作用时间；（2）佐剂吸附了抗原后，增加了抗原的表面积，使抗原易于被巨噬细胞吞噬；（3）佐剂能刺激吞噬细胞对抗原的处理；（4）佐剂可促进淋巴细胞之间的接触，增强辅助T细胞的作用；第29页，共39页，2023年，2月20日，星期一

（5）可刺激致敏淋巴细胞的分裂和浆细胞产生抗体。故免疫佐剂的作用可使无免疫原性物质变成有效的免疫原；（6）可提高机体初次和再次免疫应答的抗体滴度；（7）改变抗体的产生类型以及产生迟发型变态反应（属细胞免疫，是由T淋巴细胞介导的一种超敏反应。），并使其增强；（8）将抗原通过MHC-Ⅰ/CD8+（内源性抗原呈递）途径激活细胞毒性T淋巴细胞。第30页，共39页，2023年，2月20日，星期一二、反义寡核苷酸药物

反义寡核苷酸(antisenseoligonucleotides,AS-ONs)药物是人工合成并经化学修饰的寡核苷酸片段，可与靶mRNA或靶DNA互补，抑制或封闭靶基因的表达，在基因水平上干扰致病蛋白的产生，具有高选择性、高效、低毒等优点，有广泛的应用前景。第31页，共39页，2023年，2月20日，星期一三、抗病毒的药物

1、抗病毒药的作用机理：(1)与病毒竞争细胞表面的受体，阻止病毒的吸附，如肝素或带阴电荷的多糖。(2)阻碍病毒穿入脱壳，如金刚烷胺能抑制流感病毒的脱壳而预防流感。第32页，共39页，2023年，2月20日，星期一(3)阻碍病毒生物合成，如疱疹净抑制胸腺嘧啶核苷合成酶，影响DNA的合成；阿糖腺苷与阿糖胞苷干扰DNA聚合酶，阻碍DNA的合成；吗啉双胍对病毒增殖周期各个阶段几乎均有抑制作用(主要是阻抑RNA聚合酶的活性及蛋白质的合成)。某些药物可被由病毒基因编码的酶(如胸苷激酶)磷酸化，该磷酸化合物为病毒DNA聚合酶的底物，二者结合后就可发挥抑制酶的作用，因而可阻止病毒DNA的合成，如阿昔洛韦。第33页，共39页，2023年，2月20日，星期一(4)增强宿主抗病能力的物质，如干扰素能激活宿主细胞的某些酶，降解病毒的RNA，抑制蛋白的合成、翻译和装配。(5)许多中草药，如穿心莲、板蓝根、大青叶、金银花、地丁、黄芩、紫草、贯众、茵陈、虎仗等都具有清热解毒功效，也具有抗病毒作用，它们作用温和，疗效可靠，临床上常用于对抗病毒感染。第34页，共39页，2023年，2月20日，星期一2、抗病毒的细胞因子分类

根据细胞因子的功能，可以将它们分为以下几类：

1)白细胞介素(IL)：淋巴细胞、巨噬细胞等细胞间相互作用的介质

2)干扰素(IFN)：是一类具有抗病毒活性的蛋白质。

3)集落刺激因子(CSF)：是促进造血细胞增殖和分化的一类因子。

4)趋化因子：对嗜中性粒细胞或特定的淋巴细胞等炎性细胞分泌的有趋化活性的一类小分子蛋白质。

5)生长因子：对不同的细胞生长有促进作用的蛋白质

6)肿瘤坏死因子(TNF)：抑制肿瘤细胞生长，促使细胞凋亡的蛋白质。第35页，共39页，2023年，2月20日，星期一3、抗病毒的细胞因子的特点：

1)结构简单：大多数细胞因子为简单的多肽或糖蛋白，分子量一般小于30KD，但有些因子能够形成二聚体或三聚体。

2)产生受调控：细胞因子一般在转录或翻译水平受不同的刺激调控产生，很少组成型产生

3)产生短暂，作用距离短：以自分泌或旁分泌形式作用于邻近或自身细胞，但是在全身感染时会在血循环中发现某些细胞因子。

4)通过特异性受体发挥作用。第36页，共39页，2023年，2月20日，星期