基因工程疫苗

1、基因工程疫苗基因工程疫苗第1页概述 20世纪80年代伴随当代生物学技术兴起,尤其是DNA重组技术出现,为研制新一代疫苗提供了崭新方法。 基因工程疫苗是用分子生物学技术,对病原微生物基因组进行改造,以降低其致病性,提升其免疫原性,或者将病原微生物基因组中一个或多个对防病治病有用基因克隆到无毒原核或真核表示载体上制成疫苗,接种动物产生免疫力和抵抗力,到达防制传染病目标。 现在疫苗已成为人类同疾病斗争一个主要武器,而基因工程疫苗是当今最先进疫苗,相比传统疫苗而言它有巨大优势。基因工程疫苗第2页（一）开展基因工程疫苗研究开发必要性(1)不能或难于培养病原体如乙型肝炎病毒(HBV)，EB病毒(Epste

2、in-Barr病毒，EBV)，巨细胞病毒(CMV)，人乳头瘤病毒(HPV)，麻风杆菌，疾原虫、血吸虫等。(2)有潜在致癌性或免疫病理作用病原体，前者如1型嗜人T淋巴细胞病毒(HTLV-I)，人免疫缺损病毒(HIV),单纯疱疹病毒(HSV)等。后者如呼吸道合胞病毒(RSV),登革热病毒(DGV)，肾综合征出血热病毒(HFRSV)；(3)常规疫苗免疫效果差，如霍乱和痢疾菌苗；或者反应大，如百日咳和伤寒菌苗。(4)能大大节约成本，简化免疫程序多价疫苗，如以痘苗病毒，腺病毒，卡介苗或沙门氏菌为载体多价活疫菌； 基因工程疫苗第3页（二）基因工程疫苗优点 与传统疫苗相比，基因工程疫苗含有安全性好优点， 因

3、为基因工程疫苗除去病原体无效和致病成份，只保留能引发免疫保护作用成份；成本低 ；易使用， 易于运输和储存； 1 针防多病， 可方便地制成多价联合疫苗；易于区分感染动物和 免疫动物，检测野毒中含有而基因工程疫苗中没有病毒蛋 白抗体就能够方便地从免疫动物中区分出野毒感染者， 防治尚无疫苗疾病。 基因工程疫苗第4页（三）种类1.基因工程亚单位疫苗2. 基因工程活载体疫苗3.核酸疫苗 4.肽疫苗 5.转基因植物可食疫苗 基因工程疫苗第5页1.基因工程亚单位疫苗 利用基因工程方法，取出微生物中编码保护性抗原肽段基因，与质粒等载体重组，导入受体菌（细菌、 酵母）或细胞，使之高效表示，产生大量保护性肽段，提

4、取后加入佐剂即成为亚单位苗。 基因工程亚单位疫苗只含有病原体 1 种或几个抗原，而不含有病原体其它遗传信息，利用单一蛋白质抗原分子诱导免疫反应。基因工程疫苗第6页 在研制亚单位疫苗时,首先要明确编码含有免疫原活性目标DNA片段,普通选择病原体表面糖蛋白编码基因,而对于易变异病毒(如A型流感病毒)则可选择各亚型共有关键蛋白基因序列。 其次,还必须选择适当表示系统用来表示基因产物,表示系统主要有大肠埃希氏菌、 酵母、昆虫细胞、 哺乳类细胞、 转基因动植物等。基因工程疫苗第7页 比较成功重组亚单位疫苗有: 人乙型 肝炎病毒亚单位疫苗(酵母表示) 口蹄疫病毒亚单位疫苗 牛瘟病毒亚单位疫苗 猪细小病毒亚

5、单位疫苗等。基因工程疫苗第8页2.基因工程活载体疫苗 这类疫苗以非致病性病毒(株)或细菌为载体来表示其它致病性病原体抗原基因,在被接种动物体内,特定免疫原基因可随重组载体复制而适量表示,从而刺激机体产生对应免疫抗体,依据载体不一样分为:病毒活载体疫苗和细菌活载体疫苗。选择理想载体是活载体疫苗研制及应用成功关键。基因工程疫苗第9页 病毒活载体疫苗利用低致病力病毒作为载体,将其它病原主要保护性抗原基因插入到载体基因组非必需区形成新重组体,在同源或兼容性好开启子驱动下随载体复制表示插入外源基因。此疫苗含有常规疫苗全部优点,而且便于构建多价疫苗,建立判别诊疗方法。 常作为载体病毒有痘苗病毒、 禽痘病毒

6、、 火鸡疱疹病毒、 腺病毒、 伪狂犬病毒、 反转录病毒等。基因工程疫苗第10页 细菌活载体疫苗是指将病原体保护性抗原基因片段插入细菌基因组或质粒使其表示。 当前主要有沙门氏菌活载体疫苗、大肠杆菌活载体疫苗、 卡介苗活载体疫苗以及以单核细胞增多性李斯特菌和小肠结肠耶尔森氏菌为载体细菌活载体疫苗。基因工程疫苗第11页3.核酸疫苗 核酸疫苗又名基因疫苗或 DNA疫苗，是将 1 种或各种抗原编码基因克隆到真核表示载体上（质粒），将构建重组质粒直接注入到体内，抗原编码基因在动物体内表示产生功效性蛋白, 从而诱发免疫反应，所以也称 DNA免疫。它所合成抗原蛋白类似于亚单位疫苗,区分只在于核酸疫苗抗原蛋白是

7、在免疫对象体内产生,并能引发体液和细胞免疫反应。基因工程疫苗第12页 核酸疫苗是近几年来新兴一个疫苗,易于构建和制备,稳定性好,成本低廉,适于规模化生产。但其潜在危险性是:被注射、可由宿主吸收DNA有可能被整合到宿主染色体中,引发插入突变。所表示抗原可能产生意外生物活性。处理这些安全问题是研究核酸疫苗焦点。基因工程疫苗第13页 当前在动物用DNA 疫苗研究上已取得了一定进展，犬黑色素瘤与西尼罗河热核酸疫苗在美国已注册成功。哈尔滨兽医研究所研制禽流感 DNA 疫苗( H5 亚型, pH5-GD) 免疫效果确实, 免疫后 HI 抗体能够连续 1年,并对强毒攻击保持100%保护。该疫苗已经过生物安全

8、评价, 正在进行临床试验。基因工程疫苗第14页4 .肽疫苗 肽疫苗是应用基因工程或化学方法(依据天然蛋白质氨基酸序列一级结构)制备类似天然抗原决定基小肽（约 2040 个氨基酸），合成肽疫苗分子通常由一个或多个B细胞抗原表位和T细胞抗原表位共同组成,大多需与一个载体骨架分子相耦联。将其连在 1 个蛋白载体上，增加稳定性，同时也可提升免疫原性。肽疫苗能够诱发很强细胞反应，连续时间较长，有记忆功效且不需要佐剂等优点。基因工程疫苗第15页 对合成肽疫苗研究主要集中于口蹄疫疫苗。中牧实业股份有限企业和美国联合生物医学有限企业研制猪口蹄疫O 型合成肽疫苗经过新兽药注册。此疫苗设计抗原序列覆盖了众多 O

9、型 FMDV 抗原位点序列, 比灭活疫苗含有更强抗流行毒株能力, 同时能够进行判别诊疗。当前我国天康企业正在进行二价口蹄疫合成肽疫苗研究 。基因工程疫苗第16页5 .转基因植物可食疫苗 转基因植物可食疫苗(Transgenic plants edible vaccines)利用基因工程技术,将病原微生物抗原编码基因导入植物,并在植物中表示出活性蛋白,人或动物食用含有该种抗原转基因植物,激发肠道免疫系统,从而产生对病毒、 寄生虫等病原菌免疫能力。基因工程疫苗第17页 与常规疫苗相比较,转基因植物疫苗含有独特优势: (1)可食用性,使用方便; (2)生产成本低廉,易大规模生产; (3)使用安全,没有其它病原污染; (4)转基因植物能对蛋白质进行准确翻译后加工修饰,使三维空间结构更趋于自然状态, 表示抗原与动物病毒抗原有相同免疫原性和生物活性; (5)投递于胃肠道粘膜表面,进入粘 膜淋巴组织,能产生很好免疫效果。基因工程疫苗第18页 当前,国外已经有将乙型肝炎病毒表面抗原 (Hb - s