免疫与治疗性疫苗课件

1、免疫与治疗性疫苗 1Content免疫学与疫苗1疫苗的经济学2治疗性疫苗的研究22免疫学与疫苗3免疫学发展简史经验免疫学时期 我国11世纪开始接种人痘；18世纪后叶，Jenner发明牛痘，19世纪欧洲推广5科学免疫时期病原菌的发现和疫苗使用的推广 Pasteur观察到细菌、发明培养基、制备疫苗；Koch提出病原菌致病的概念抗体的发现、应用及细胞免疫的研究 抗体的发现； 抗原的结构与抗原特异性； 抗体是免疫球蛋白； 抗体是四肽链结构； 超敏反应； 免疫耐受的发现； Burnet学说及其对免疫学发展的推动作用 6现代免疫学时期抗原识别受体多样性的产生信号转导途径的发现细胞程序性死亡途径的发现造血与

2、免疫细胞的发育应用免疫学的发展 DNA疫苗、基因工程制备重组细胞因子、免疫细胞治疗、完全人源抗体及口服自身抗原预防自身免疫疾病721世纪的免疫学人类基因组计划完成，已进入后基因时代，从基因结构转向功能基因研究。今后仍要以免疫细胞及免疫学方法为主要手段，研究并开发功能基因及功能蛋白，以防治疾病、提高健康、预防生物恐怖。免疫学必将做出更大贡献。8机体的免疫即刻非特异性免疫应答阶段：（04小时） 生理屏障：皮肤及其附属成分的屏障作用。吞噬细胞：吞噬清除。激活补体旁路途径。早期非特异性免疫应答阶段：（496小时） 吞噬细胞活化 吞噬功能增强； 分泌细胞因子引起炎症反应。 免疫效应分子进入感染部位 吸引

3、招募吞噬细胞 激活NK细胞等特异性免疫应答诱导阶段： 96小时之后 吞噬细胞作为专职抗原提呈细胞，诱导产生特异性免疫应答。10特异性免疫应答主要参与细胞 抗原呈递细胞（Antigen Presenting Cell, APC）、T、B细胞。分类 细胞免疫应答：Cellular Immune Responses; 体液免疫应答：Humoral Immune responses.过程： 启动；活化；效应及稳态恢复。12 CD4+/CD8+ T细胞 致敏 T细胞 CD4+TH1（炎性T细胞）CD8+致敏T细胞IL-2IFN-TNF穿孔素颗粒酶TNF1、促进白细胞与血管内皮细胞粘附；吸引白细胞进入炎症

4、区域2、活化巨噬细胞和NK细胞3、促进T细胞分泌细胞因子杀伤靶细胞单个核细胞浸润为主及局部炎症，介导细胞免疫应答APC/靶细胞 CD4+TH2细胞免疫应答IL-4IL-5IL-10 促进抗体产生，介导体液免疫应答14Th B7MHC-II TCR CD4 ICAM LFA-1APCThThBCD40L CD40分泌细胞因子ThBBBTh 细胞活化、增殖B 细胞扩增浆细胞BCR抗原Bm CD28体液免疫应答15体液免疫应答的特点1、初次免疫应答（Primary Humoral Response） 概念：宿主第一次接触外来抗原后，血清中出现特异性抗体的过程。 特点：延迟相610天；早期为低亲和力的

5、IgM，后期以IgG为 主；抗体的高 峰浓度低，维持时间短。2、再次免疫应答（Secondary Humoral Response ） 概念：曾被某抗原免疫过的宿主再次接触该抗原时，血清中迅速出现特异性抗体的过程。 特点： 延迟相45天；抗体以IgG为主；亲和力高；高峰浓度高，维持时间长。16初次与再次体液免疫应答再次应答初次应答初次免疫再次免疫天 数0 7 14 21 28 35 42100000 10000 1000 100 10 1 0抗原特异性血清抗体滴度（Log）IgGIgM17疫苗疫苗的概念 凡具有抗原性接种于机体可产生特异的自动免疫力，可抵御传染病的发生或流行的制剂总称为疫苗，近

6、年出现了以免疫方式达到治疗疾病作用的“治疗性疫苗”。疫苗的分类 灭活疫苗 减毒活疫苗 亚单位疫苗 基因工程疫苗 抗血清18减毒活疫苗将病原微生物（细菌或病毒）在人工培养的条件下，促使产生定向变异，使其极大程度地丧失致病性，但仍保持一定的剩余毒力、免疫原性和繁殖能力。细菌性减毒活疫苗如卡介苗、鼠疫减毒活疫苗；病毒性减毒活疫苗如麻疹减毒活疫苗，脊髓灰质炎减毒活疫苗。20亚单位疫苗是从细菌或病毒培养物中，以生物化学和物理方法提取纯化有效特异性抗原制成的疫苗。如流感亚单位疫苗。血凝素(HA)神经氨酸酶(NA)21基因工程疫苗通过生物工程技术将有效的特异性抗原的基因插入易于增殖的载体（细菌或细胞），在载

7、体增值的时候可表达有效特异性抗原，制成疫苗。如我国现有的重组酵母乙型肝炎基因工程疫苗。2324狂犬病26我国预防性疫苗研究使用情况简介正在使用的传统疫苗已更新换代的疫苗正在更新换代的疫苗正在研发的新疫苗代表着我国现时状况和发展趋势！27现在使用的传统疫苗细菌性疫苗： 卡介菌、鼠疫、布氏杆菌、炭疽病毒性疫苗： 麻疹、腮腺炎、脊髓灰质炎28卡介苗（急需有换代产品，但尚未有突破性进展）使用效果 用卡介苗预防肺结核已超70年，各种临床观察实验有数十次。WHO综合分析免疫保护力在50%，但这只是理论计算数据，根据每年发病人数估计，卡介苗预防肺结核的作用十分有限。从人类消灭天花的经验推测，疫苗的免疫保护力

8、必须达到80%以上才有可能预防该种传染病，并进一步控制和消灭它。因此卡介苗的效果显然不尽如意，研制和开发新的结核疫苗势在必行。 对于防止结核杆菌的播散，预防结核性脑膜炎和粟粒性结核等重症结核病的免疫保护力十分显著。在多次大规模临床试验中平均保护力在75%。数十年来它拯救了数百万儿童的生命。对于预防脑膜炎和粟粒性结核来说，在发展中国家继续广泛接种卡介苗的计划是有积极意义的。30卡介苗（急需有换代产品，但尚未有突破性进展）新疫苗研究 BCG重组疫苗和DNA疫苗 人型结核杆菌基因在BCG中表达，19X103和38X103脂蛋白质已经表达，其他保护性抗原基因也在进行尝试。DNA 疫苗在小鼠实验中有保护

9、效果。营养缺陷型减毒活疫苗 牛型结核菌BCG营养缺陷型减毒活疫苗：甲硫氨酸或亮氨酸生物合成缺陷； 人型结核菌BCG营养缺陷型减毒活疫苗：亮氨酸生物合成缺 陷，有效，但毒力恢复频率高。31已经更新换代的疫苗多糖疫苗 伤寒Vi多糖疫苗纯化疫苗 精制狂犬疫苗、流感亚单位疫苗和裂解疫苗基因工程疫苗 乙肝疫苗32 历史 早期使用的伤寒疫苗主要是灭活的全菌体疫苗，经工艺的多次改进发展成为热灭活-酚防腐或丙酮灭活全菌体疫苗，保护率为60-70%，但副反应大。美国和法国联合研究成功纯化伤寒Vi多糖疫苗，商业化产品1989年问世。 使用现状 我国20世纪80年代开始伤寒Vi多糖疫苗研究，1996年开始生产。疫苗

10、经肌肉或皮下深部一次性接种，90%以上个体有4倍以上抗荚膜多糖抗体产生，抗体水平维持3年，但加强免疫没有回忆反应，诱生的抗体与首次接种相近。保护力十分显著，统计的2200万人接种人群，6人发生了伤寒，其中确认免疫接种失败的2人。 发展趋势 伤寒Vi多糖疫苗缺点有两个；其一是2岁以下儿童没有保护性免疫反应，其二是没有再次接种的免疫记忆反应，因为多糖是T细胞非依赖性抗原。因此发展多糖蛋白结合疫苗已在研究中。另外在各种伤寒减毒疫苗加以改造，引入Vi多糖基因。伤寒Vi多糖疫苗33年代国外发状况年代国内发展状况1908成年脑组织苗1919成年脑组织苗1955幼年脑组织苗不详幼年脑组织苗1960地鼠肾细胞

11、苗1980地鼠肾细胞苗1994浓缩苗2000纯化精制苗2001Vero细胞纯化苗狂犬疫苗国内外发展比较 狂犬疫苗效果和安全评价 我国的地鼠肾细胞苗接种5针后有明显的保护，但与国外的二倍体细胞苗比较，抗体产生较晚，对严重复 咬伤者或潜伏期短者不能保护。按WHO建议，狂犬灭活疫苗的效力必须在2.5 U以上，由此研制了浓缩苗。解决了抗原量不足的问题。浓缩后的细胞杂质增多，使副反应加重，从而有研制了纯化苗。纯化苗的效果好，副反应低，是我国目前使用的疫苗。发展趋势 当前使用的地鼠肾细胞纯化苗，可能随着要求的不断提高，可能对原代细胞的外源性因子进行严格控制，生产成本可能要大幅提高，因此用传代细胞生产的疫苗

12、将有可能是下一步的换代产品。法国的基因工程口服疫苗已经应用到野生动物的免疫，我国也有同类产品在前期研究，但离市场化有较大距离。34乙肝疫苗历史 1964年发现澳大利亚抗原，1971年将含有高滴度的HBsAg血浆稀释后加热，接种志原者，证明能产生抗体，有保护力。在此基础上美国NIH作出了纯化血源苗。我国19890年生产血源苗，多年的应用表明，血源苗遥效果是理想的，抗体阳转率在90%左右。但长期使用阳性有血安全性问题，而乙肝病毒无法在体外培养，因此发展基因工程疫苗成为乙肝疫苗换代产品的必然趋势，国内外相继研制出了真核表达的乙肝疫苗。乙肝基因工程疫苗 乙肝疫苗是目前国内正式使用的唯一一个基因工程疫苗

13、品种。国产的是中国预防医学科学院阮力研究员研制的CHO细胞表达的乙肝基因工程疫苗，从国外引进的是酵母细细胞表达的乙肝基因工程疫苗，我国目前这两种疫苗用于预防乙肝，血源疫苗已经停止生产。发展趋势 怎么解决5-15%无反应性。35正在更新换代的疫苗百日咳疫苗历史 20世界30年代开始使用灭活百日咳菌体疫苗，百日咳的发病率明显下降。我国百日咳的发病率从1978年到1999年下降了99.6%。HWO估计，每年有7000万儿童接种该疫苗受到保护。但接种全菌体疫苗产生的严重副反应使一些国家接种率下降，随之又出现百日咳流行，重新接种疫苗后百日咳发病率又明显下降。 现在状况 日本于1981年首先研究成功含有百

14、日咳毒素（PT）和丝状血凝素（FHA）的无细胞百日咳疫苗，并代替了百日咳菌体疫苗。我国于1991年研制成无细胞百日咳疫苗。从临床观察来看，无细胞百日咳疫苗与老疫苗相比，免疫效果相当或更高，副反应明显降低。目前全世界有十几个国家推广使用新疫苗，我国目前新老疫苗并存，也在逐步推广。36正在研发的新疫苗“十一五”期间，科技部加大了对疫苗创新研发的支持力度，立项支持了100 多个疫苗品种的研发，资助经费达3 亿多元。在国际艾滋病疫苗研发遭遇困难的时候，我国艾滋病疫苗已经启动期临床试验；在SARS 疫苗、人用禽流感疫苗、重组型肝炎疫苗等研发方面，我国已走在世界前列。手足口病疫苗正在研制，乙肝治疗性疫苗进

15、入临床试验。37疫苗的经济学38疫苗的分类一类疫苗是指政府免费向公民提供，公民应当依照政府的规定受种的疫苗。一类疫苗包括：乙型肝炎疫苗、卡介苗、脊髓灰质炎疫苗、百白破联合疫苗、麻腮风联合疫苗、甲型肝炎疫苗、流脑疫苗、乙脑疫苗等；二类疫苗是指由公民自费并且自愿受种的其他疫苗，如水痘疫苗、流感疫苗、b 型流感嗜血杆菌疫苗、肺炎疫苗、轮状病毒疫苗、伤寒 Vi 多糖疫苗、痢疾疫苗等。39疫苗的价值疫苗代表了生物医学的最高承诺： 疾病预防！收益 投入！40疫苗的供给（国际）目前全球约有 20 家企业被世界卫生组织认定为疫苗生产商；最大的 5 家跨国企业是葛兰素史克、赛诺菲-巴斯德、默克、惠氏制药、诺华制

16、药；前四大公司的疫苗销售额在 2007 年都超过 20 亿美元，共占据了全球约 85%的市场份额；葛兰素史克以占据世界 24%的市场份额位列第一，是目前世界最大的疫苗生产和供应厂商。41疫苗的供给（国内）2009 年，我国疫苗市场规模约为 90.2 亿元。预计在未来几年，国内疫苗市场年复合增长率将超过 15%。从数量上看，2009 年我国一类疫苗占整个疫苗市 场的80%左右；但从销售收入来看，我国一类疫苗只占整个疫苗市场的36%。42疫苗的供给（国内）43我国一类疫苗市场我国一类疫苗市场的疫苗供给基本为中生集团旗下的六大所所垄断，占据了计划疫苗市场的 90%，其产品覆盖国内疫苗产品的绝大部分，

17、计划免疫疫苗规模的扩大，将会给疫苗供应商带来更多的机会和利润。44我国一类疫苗的市场走向极少数民营企业进入乙肝疫苗和乙脑减毒活疫苗的供应市场，但随着部分二类疫苗被纳入一类疫苗范围，预计今后民营企业将进一步抢滩一类疫苗市场；此外，外资企业也可能进入我国一类疫苗市场；总体来看，今后我国一类疫苗市场由国有疫苗企业独占的局面很可能会被打破。45我国二类疫苗市场市场规模从 2006 年的 27.7亿元增长到 2009 年的 57.95 亿元，年复合增长率达到 28%；我国二类疫苗以狂犬疫苗、流感疫苗、流脑疫苗（除 A 群流脑疫苗和 A 群 C 群流脑疫苗）、b 型流感嗜血杆菌结合疫苗、水痘、肺炎、乙脑灭

18、活疫苗等为主要品种。46我国二类疫苗市场外资企业依靠销售、管理、科研、资本等方面的优势，在中国建立了自己的代理机构，从而进军我国疫苗市场；2009年，外资企业批签发疫苗数量占二类疫苗总量的比重从 2006 年的 10%上升至 2009 年的 17%，但销售收入则维持在 25%左右。我国疫苗企业的力量也在不断壮大，通过自主创新，研发新产品，结合成本和市场方面的优势，国产疫苗的市场竞争力不断提升；民营企业疫苗批签发数量占二类疫苗的份额持续增长，2009 年已达到 49%，销售收入则从 2006 年的 32%上升到 2009 年的 45%。47疫苗企业举例葛兰素史克公司 是世界上最大的疫苗生产和供应

19、商，也是联合国世界卫生组织最大的疫苗供应商，在全球 41 个国家和地区有 108 个生产基地，产品供应 140个国家和地区，每年为 100 多个发展中国家提供 3 亿人份的疫苗。虽然经历了金融危机的洗礼，葛兰素史克公司在中国疫苗业务仍然增长强劲，2009 年其中国疫苗业务比去年同期增长 38%。48GSK在中国的疫苗贺福立适甲型肝炎灭活疫苗双福立适甲、乙型肝炎联合疫苗威可檬水痘减毒活疫苗普祥立适麻疹、腮腺炎、风疹减毒活疫苗贺新立适b型流感嗜血杆菌结合疫苗福禄立适流行性感冒裂解疫苗安在时重组(酵母)乙型肝炎疫苗英芬立适吸附无细胞百日咳、白喉、破伤风联合疫苗49中国生物技术集团公司中国生物技术集团

20、公司为国务院国有资产监督管理委员会管理的国有重要骨干企业，是中国最大的疫苗和血制品生产供应商；新中国成立以来，中生集团所属各生物制品研究所向市场提供了包括计划免疫所需的各类疫苗和治疗用品，使我国彻底消灭了天花和基本消灭了脊髓灰质炎等恶性传染病；自 1978 年国家实施计划免疫以来，中生集团生产的各类预防制品在我国共减少麻疹、白喉、百日咳、脊髓灰质炎、结核、破伤风等 6 种疾病的发病 3 亿多人次，减少死亡 400 多万人，减少住院费用 400多亿元人民币；50中国生物技术集团公司1985 年中生集团在国内最先研制成功乙型肝炎疫苗，经十余年的推广使用，使乙肝传播得到有效控制，特别是新生儿乙肝感染

21、率已由 10%下降到 1%；近年来，中生集团又在世界上首先研究出痢疾疫苗、轮状病毒疫苗等，在国内首先研制成具有自主知识产权的乙型脑炎减毒活疫苗、23 价肺炎球菌多糖疫苗。51我国疫苗的需求中国有 13 亿人口，约占世界人口的五分之一。每年 1500 万新生儿是计划免疫的接种对象，同时人口老龄化也使老年人对疫苗的需求增加；中国政府加大了对疾病预防系统的投入，2005 年的投入达到 50 亿元人民币，相当于前 5 年的总和，随着国家免疫规划的扩大，在政策驱动下，计划内疫苗需求将持续强劲增长；经历了非典、禽流感、甲型 H1N1 流感后，人们更加注重对自身健康安全方面的保护，第二类疫苗（受种者自行买单

22、）如流感疫苗、水痘疫苗的需求也持续上升；新型疫苗的不断问世扩大了疫苗的适用范围，刺激了市场需求的增长。52疫苗细分市场的需求我国儿童计划免疫 我国已纳入儿童计 划免疫的疫苗有卡 介苗、骨髓灰质炎 疫苗、百日咳-白喉 -破伤风联合疫苗、 麻疹疫苗、乙肝疫 苗 5 种。53疫苗细分市场的需求乙肝疫苗需求 来自卫生部网站引用专家的估计，全国目前有 2000 万名慢性乙肝患者。全球感染乙型肝炎病毒人数为 20 亿，我国为 6.9 亿；全球乙型肝炎病毒表面抗原携带者为 3.5 亿，我国为 2.1 亿；全球每年死于乙型肝炎病毒感染引起疾病的人数为 75 万，我国为 28 万人。乙型肝炎流行对人民健康危害严

23、重，社会经济负担沉重。我国每年用于肝炎和肝病的医疗、保健费用高达 1000 多亿元。我国乙肝疫苗需求未来几年均将保持平稳。54疫苗细分市场的需求流感疫苗需求 业内专家表示，目前我国的流感疫苗市场每年以 25%左右的速度增长，远远高于药品的增长速度。特别是近年来甲型 H1N1 流感的爆发，我国的流感疫苗需求呈爆炸性增长。世界卫生组织估计，甲型 H1N1 流感疫苗年需求量为 49 亿剂。卫生部表示，我国约有 3.9 亿人需要接种甲流疫苗。 目前，我国居民的疫苗接种率还很低。以流感疫苗为例，我国的接种率不到 2%，而欧美发达国家接种率普遍达到了 20%30%，加拿大更是达到了 45%的接种率。 随着

24、近年来流感疫情的变化以及居民预防接种意识的普遍增强，我国居民的接种率将会逐步提高，所以，我国疫苗市场发展潜力巨大。55中国市场潜力巨大！56治疗性疫苗的研究57治疗性疫苗可打破机体免疫耐受，调节机体免疫系统功能，增强机体特异性免疫反应，从而起到积极治疗作用的疫苗治疗性疫苗。免疫耐受是指对抗原特异性应答的T细胞与B细胞，在抗原刺激下，不能被激活，不能产生特异性免疫效应细胞及特异性抗体，从而不能执行正免疫应答的现象。治疗性疫苗能在已患病个体诱导特异性免疫应答，消除病原体或异常细胞，使疾病得以治疗，是抗病毒、抗肿瘤的新治疗手段，主要应用于目前尚无有效治疗药物的疾病，如肿瘤、自身免疫病、慢性感染、移植

25、排斥、超敏反应等。58治疗性疫苗与传统预防性疫苗的区别 59治疗性疫苗的作用机制 治疗性疫苗应用对象为已感染病毒的个体，此时机体已具有病毒的抗原，但由于机体免疫应答部份低下或欠缺，从而不能支撑正常作用。解释： 治疗性疫苗通过不同途径将微生物抗原提呈免疫系统，弥补或激发机体的免疫应答反应（尤其是细胞毒性T淋巴细胞的杀伤活性），从而达到清除病毒的治疗作用。 机体接受治疗性疫苗后，刺激T/B 细胞增殖，激活巨噬细胞，促进NK细胞杀伤肿瘤细胞。 例如，卡介苗治疗肿瘤就是通过增强机体免疫系统对肿瘤细胞的杀伤作用而治疗肿瘤，也就是说在使患者的免疫系统在对新的基因重组体产生反应的同时，也排斥打击自身类似病原

26、，从而达到治疗的效果。 60研究注意免疫原的选择与优化 治疗性疫苗所用免疫原的选择需在深入研究治疗对象的免疫应答基础上选定。根据病原学的特点，一般选用的微生物抗原应为能引起中和性抗体及可诱生杀伤性T细胞（CTL）免疫应答的抗原；但还必须考虑患者的免疫应答，即患者已产生和未产生的免疫应答。为了更有效地刺激患者的免疫应答，有学者开展了嵌合免疫原或联合免疫原型的疫苗。61研究注意动物模型的建立 为考核治疗性疫苗的疗效，需要建立模拟人体感染的动物模型。 一种是在灵长类动物，如黑猩猩，猿猴中寻找相似的持续感染，如猴免疫缺陷病（SIV），或是在非灵长类动物中寻找类似感染，如类似人乙肝病毒的土拨鼠或鸭乙肝动

27、物模型；或模拟人HSV，在雌性豚鼠中建立生殖道疱疹病毒感染等。 另一种建立有病毒基因整合的转基因动物，如用HBV基因建立的转基因小鼠。 62研究注意临床应用的重要性 治疗性疫苗和预防性疫苗的很重要区别是前者需要临床医生的积极参与（禁忌症与适应症）。由于治疗性疫苗的对象是患者，因此常伴有免疫低或其他病理变化，在使用疫苗时需较预防性疫苗更为慎重。选择对象时应有严格标准，对每种疫苗的疗效也应用不同的评价标准。在免疫应答出现时还可能伴有免疫损伤而出现不良反应，需要医生协同进行判断。63治疗性疫苗的基本类型蛋白质复合重构治疗性疫苗细胞疫苗基因疫苗64蛋白质复合重构治疗性疫苗 治疗性疫苗靶抗原的结构或组合

28、需相近又有异于传统疫苗的靶抗原，能唤起患病机体的功能性免疫应答。实践证明可从以下三方面对蛋白质疫苗进行改造： 1）在蛋白质水平上进行修饰，如脂蛋白化；2）在组合上进行多蛋白的复合及多肽偶联；3）在结构或构型上加以改造，如固相化、交联、结构外显及构象限定等。65细胞疫苗以细胞为组成的疫苗主要有肿瘤细胞和树突状细胞（DC）疫苗。以各种辅助分子修饰肿瘤细胞或DC细胞可增强其免疫原性，达到治疗的目的。修饰可发生于多个环节，如偶联表达，共构建、质粒转染、共注射等。2010年4月，美国FDA正式批准应用细胞肿瘤疫苗（Provenge）治疗前列腺癌，该疫苗是首个FDA批准的自体细胞免疫治疗药物，利用患者自身的抗原递呈细胞来刺激患者的自身免疫系统，从而对抗前列腺癌。 66基因疫苗基因疫苗又称DNA疫苗，其原理是通过将编码抗原的质粒直接导入机体组织，在注射局部表达该抗原，从而诱生抗原特异性体液和细胞免疫应答。基因疫苗优点如下：（1）可在基因水平上操作和改造；（2）体内表达抗原，使其与天然抗原在空间构象，抗原性上更为接近；（3）可模拟体内感染过程及天然抗原的MHCI 和MHCII的呈递过程；（4）可诱生抗体和特异性CTL应答；（5）生产周期短，经济