生物制药工艺学 第15章 第一、二节 生物制品.ppt

1、第十五章 生物制品,第一节 生物制品基本概念,一、定义及概述 生物制品（biological product）是应用普通的或以基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等生物技术获得的微生物、细胞及各种动物和人源的组织和液体等生物材料制备，用于人类疾病预防、治疗和诊断的药品。,二、分类,1、疫苗(Vaccine),一切通过注射或黏膜途径接种，可以诱导机体产生针对特定致病原的特异性抗体或细胞免疫，从而使机体获得保护或消灭该致病原的生物制品统称为疫苗，包括蛋白质、多糖、核酸活载体，感染因子等。,减毒活疫苗 灭活疫苗 牛痘苗 乙型脑膜炎疫苗 流感活疫苗 流感疫苗 麻疹活疫苗 Q热疫苗 腮腺炎活疫苗 脊

2、髓灰质炎疫苗 水痘活疫苗 乙型肝炎疫苗 风疹活疫苗 斑疹伤寒疫苗 脊椎灰质炎疫苗,亚单位疫苗 基因工程疫苗 流感亚单位疫苗 乙肝疫苗 黄热病疫苗 狂犬疫苗,2、抗毒素及免疫血清(Antitoxin and Antisera) 由特定抗原免疫动物所得由血浆或血清制成；称抗毒素或免疫血清。 如破伤风抗毒素、抗狂犬病血清等，用于治疗或被动免疫预防。,3、血液制品(Blood Products) 由健康人的血浆或特异免疫人血浆分离、提纯或由重组技术制成的血浆蛋白组分或血细胞组分制品, 如人血白蛋白、人免疫球蛋白、人凝血因子(天然或重组的)、红细胞浓缩物等,用于诊断、治疗或被动免疫预防。,4、细胞因子(

3、Cytokines)及重组产品(Recombinant DNA Products) 由健康人血细胞增殖、分离、提纯或重组技术制成的多肽类或蛋白质类制剂, 如干扰素()、白细胞介素()、集落刺激因子()、红细胞生成素()等,用于治疗。,5、诊断制品(Diagnostic Reagents) （1）体外诊断制品:由特定抗原、抗体或有关生物物质制成的免疫诊断试剂或诊断试剂盒,如伤寒、副伤寒、变形杆菌诊断菌液,沙门氏菌属诊断血清,酶联免疫诊断试剂盒等,用于体外免疫诊断;,Solid Phase Non-Competitive RIA/ELISA,Ab detection Immobilize Ag I

4、ncubate with sample Add labeled anti-Ig Amount of labeled Ab bound is proportional to amount of Ab in the sample,Solid Phase Non-Competitive RIA/ELISA,Ag detection Immobilize Ab Incubate with sample Add labeled antibody Amount of labeled Ab bound is proportional to the amount of Ag in the sample,（2）

5、体内诊断制品:由变态反应原或有关抗原材料制成的免疫诊断试剂,用于皮内接种等。 如卡介菌纯蛋白衍生物(-)、布氏菌纯蛋白衍生物(-)、锡克实验毒素、单克隆抗体等,用于体内免疫诊断。,6、其它制品 由有关生物材料或特定方法制成,不属于上述5类的其他生物制剂,用于治疗或预防疾病。如治疗用型肉毒素制剂、微生态制剂和卡介菌多糖、核酸制剂等。,一、概述,第二节 疫苗,3000BC Evidence of sniffing powdered small pox crust in Egypt,1500BC Turks introduce variolation,2000BC Sniffing of small

6、 pox crust in China,1700AD Introduction of variolation in England and later in the US,Milestones in immunization,Introduction of variolation,The wife of the British Ambassador in Turkey, in March 1717 wrote, following the variolation of her son, to a friend in England: “The small pox, so fatal, so g

7、eneral amongst us, is entirely harmless here by the invention of ingrafting.I am patriot enough to bring this invention into fashion in England.,Milestones in immunization,1780AD Edward Jenner discovers small pox vaccine,Edward Jenner,Discovery of small pox vaccine,Edward JennerAmong patients awaiti

8、ng small pox vaccination,1885 Rabies vaccine (Pasteur),1934 Pertussis,1920s Diphtheria and Tetanus,1955 Salk polio,Modern era of the vaccine,狂犬疫苗,白喉 破伤风,百日咳,脊髓灰质炎疫苗,1960s Mumps measles and rubella virus Sabin polio,1990s Hepatitis and varicella,Modern era of the vaccine,腮腺炎、麻疹和风疹疫苗,乙肝疫苗 水痘疫苗,疫苗发明前后可

9、预防疾病的统计学分析 Pre- & post-vaccine incidence of common preventable diseases,白喉 百日咳 破伤风 嗜血杆菌 脊髓灰质炎 腮腺炎 麻疹 风疹,3000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症。,This child has diphtheria resulting in a thick gray coating over back of throat. This coating can eventually expand down through airway and, if not treated, the child coul

10、d die from suffocation CDC,二、疫苗的种类和发展,1、常规疫苗： 活疫苗：用人工定向变异方法或从自然界筛选出的毒力高度减弱或基本无毒的活的微生物制成的预防制剂 死疫苗：收获经增殖的标准微生物株，用物理或化学方法将其杀死或灭活制成的预防制剂,死疫苗与活疫苗的比较,2、亚单位疫苗： 设法去除病原体中对激发保护性免疫无用的甚至有害的成分，保留有效的免疫成分所制成的疫苗 3、合成肽疫苗： 用化学合成的能够诱发机体产生免疫保护的多肽制成的疫苗。,4、基因工程疫苗（gene engineered vaccines） 利用重组DNA技术克隆并表达保护性抗原基因，利用表达的抗原产物，

11、或重组体本身制成的疫苗。主要有以下五种： 1）、基因工程亚单位疫苗 将基因工程表达的蛋白抗原纯化后制成的疫苗，安全性高，但免疫效果一般较差。 2）载体疫苗 （vector vaccine） 指利用微生物载体，将保护性抗原基因重组到微生物中，使用这种能表达保护性抗原基因的重组微生物制成的疫苗（多为活疫苗）,3）核酸疫苗（DNA 疫苗，基因疫苗） 指使用能够表达抗原的基因本身即核酸制成的疫苗。 4）基因缺失活疫苗 就是使用通过分子生物学技术去除与毒力有关基因获得的缺失突变毒株制成的疫苗 5）蛋白质工程疫苗（proteinengineering vaccine） 将抗原基因加以改造，以达到增强产物的

12、免疫原性，扩大反应谱，去除有害作用或副反应的一类疫苗,核酸疫苗 具体的说，DNA Vaccine是指含有编码抗原基因的真核表达质粒DNA经直接接种体内后，可被细胞摄取、并转录、翻译、表达出相应的抗原，然后通过不同的途径刺激机体产生针对此种抗原的免疫应答。 DNA疫苗的构建 DNA疫苗的制备：细菌的扩增、质粒的大量提取 体外哺育动物细胞短暂转染试验 动物免疫试验,表 核酸疫苗所采用的抗原基因及其研究进展,三、病毒类疫苗的一般制造方法,（一）毒种的选择和减毒 要求： 有抗原性； 有典型形态和感染特定组织的特性； 易培养繁殖； 不产生其他毒素； 稳定，无恢复致病力现象； 未被污染,（二）病毒的培养和

13、繁殖 ( Culture and Replication of Viruses) 1、动物培养 (Animals) 2、鸡胚培养 （Embryonated eggs） 3、组织培养 （Organ and tissue culture） Organ culture Embryo culture 4、细胞培养 Cell culture: 原代细胞(primary culture cell ) (P92页) 传代细胞 二倍体细胞,常用的细胞培养,（三）疫苗的灭活 有的用甲醛，有的用酚溶液 （四）疫苗的纯化 （五）冻干,如甲型肝炎的病原体是甲型肝炎病毒（hepatitis A virus, HAV）国外使用细胞培养来源的病毒材料研制了纯化的灭活甲肝疫苗，如史克必成的贺福立适（Havrix）和默沙东的Vaqta。,四、细菌类疫苗及类毒素的一般制备方法,细菌类疫苗 （一）菌种的选择 （二）培养基 （三）培养条件 （四）杀菌 （五）稀释、分装和冻干 如卡介苗,卡介苗（bacille calmetteguerin）是对牛型结核杆菌(M. bovis), 通过体外连续传代230次以上，历时13年获得的无致病性分支杆菌制备的。是最早的细菌性减毒活疫苗。,Modification of Toxin to Toxoid,