基因工程疫苗

第五章基因工程疫苗

第一节疫苗概述一、疫苗的起源与发展疫苗的起源可以追溯到我国古代。早在4世纪初，东晋葛洪所著《肘后方》中，已有关于防治狂犬病的记载：“杀所咬犬，取脑敷之，后不复发”。在宋真宗时代（公元1000年左右）宰相王达之子患了天花，四处请医无效，最后请来了峨眉山的道人，取其患处的结痂，处理后进行自体接种而治愈，这当是最早的自身免疫治疗（self-Vaccine）

。

逐渐发展成了预防天花的人痘接种法，即从感染天花后的恢复期病人或症状比较轻的病人身上，挑取水泡、脓疱和痘痂内容物并保存1个月左右待其干燥，然后将其研磨成粉末，给健康人的鼻腔吸入，以预防天花，取得了很好的保护效果。这是人类史上最早使用疫苗来预防疾病的记录，较英国医生琴纳（Jenner）发明牛痘苗早了几百年。

15世纪中期我国的人痘苗接种法传至中东，后经改革进行皮下接种。1721年英驻土耳其的大使夫人，将此法又传至英与欧洲各国。人痘的发明是中国人民对世界医学的一大贡献。2000年，美国疾病控制与预防中心（CentersforDiseaseControlandPrevention，CDC）出版了《疫苗可预防疾病的流行病学与预防学》第6版，在这本被誉为疫苗学权威手册首页的“疫苗接种的里程碑”中，第一项即是“12世纪中国开始用人痘接种预防天花”（见表6-1）。这是对中国首先开始使用人痘接种预防天花是最早的免疫接种形式的肯定。

表5-1疫苗发展史上的里程碑事件

时间事件12世纪中国开始用人逗接种预防天花1721年人逗接种传入英国1796年E.Jenner为JamesPhipps接种牛痘，疫苗接种正式开始1870L.Pasteur发明了第一个细菌减毒活疫苗——鸡霍乱疫苗1884年L.Pasteur发明了第一个病毒减毒活疫苗——狂犬病疫苗1885年L.Pasteu第一次把狂犬病疫苗接种于人体1901年VonBehring发现了白喉抗毒素，获得第一个医学诺贝尔奖1909年Smith发明了灭活白喉毒素的方法1909年Calmette和Guerin发明了第一个用于人的细菌减毒活疫苗BCG1933年GoodPasture发明了鸡胚病毒培养法1949年Enders及其同事从人细胞系中分离出脊髓灰质炎Ⅱ型Lancing株1954年Enders分离出麻疹病毒1955年脊髓灰质炎灭活疫苗获准生产时间事件1961年人二倍体细胞株建立1963年麻疹疫苗获准生产三价脊髓灰质炎疫苗获准生产1966年世界卫生联盟呼吁全球消灭天花1977年索马里发现最后一例本土天花1979年美国报道最后一例野毒传播型脊髓灰质炎1986年第一个重组疫苗——重组乙型肝炎疫苗获准生产1989年推荐使用二剂型麻疹疫苗1990年第一个多糖结合疫苗——B型流感嗜血杆菌疫苗获准生产1991年西半球报道最后一例野毒株脊髓灰质炎病例乙型肝炎免疫纳入全球计划免疫1994年美国消灭脊髓灰质炎得到证实1995年水痘疫苗获准生产1996年用于婴儿的无细胞型百日咳疫苗获准生产1997年推荐进行扫荡式脊髓灰质炎免疫1999年推荐单一使用脊髓灰质炎灭活疫苗2000年用于婴儿的结合肺炎球菌疫苗获准生产引自：CDC：EpidemiologyandPreventionofVaccine-preventableDisease.6Edition，200017965.14英国乡村医生爱德华·琴纳（EdwardJenner）进行了人类历史上的第一次疫苗接种试验。Jenner从一位感染了牛痘的年轻挤奶农妇的手上挑取了痘苗接种到一名8岁男孩的手臂上。经过几个月的严密观察，发现小男孩获得了免疫保护，一直没有感染天花。1798年9月，Jenner发表了接种“牛痘”预防天花的论文，虽然当时全然不知天花是由天花病毒感染所致，但这一划时代的发明，开创了人工自动免疫的先河。随后，种痘技术传遍了欧洲，后又传到北美和亚洲。为纪念Jenner的这一伟大贡献，巴斯德（Pasteur）将疫苗称为Vaccine（拉丁文vacc是“牛”的意思）。由于长期和广泛地使用牛痘苗，全世界从1977年以后再也没有发现过天花病人。世界卫生组织（WorldHealthOrganization，WHO）于1979年10月26日庄严宣布，天花已在全球绝迹。这是人类历史上第一个使用疫苗消灭的传染病。19世纪70年代，法国科学家路易斯·巴斯德（LouisPasteur）有关减毒鸡霍乱菌的研究，是继琴纳之后的重大进步。他认为使用减毒的病原体来预防其导致的疾病，比使用相关的动物病原体来预防人类疾病理当更加有效。巴斯德建立了现代意义上的预防接种，即通过实验室内研制的疫苗来预防传染病。随后的羊炭疽减毒活疫苗的试验成功，尤其是1885年首次在人体使用减毒狂犬病疫苗的成功，标志人类进入了一个预防接种的科学新纪元。基于安全原因，正式生产的均为狂犬病灭活疫苗，质量上也在不断的改进。Pasteur在疫苗研制领域的先锋作用和卓越贡献引起了第一次疫苗革命。到19世纪末，人类在疫苗学领域里已经取得了辉煌的成就，包括2个人用病毒减毒活疫苗（琴纳的牛痘，巴斯德的狂犬病），3个人用细菌灭活疫苗（美国Salmon和Smith、法国Chamberlai和Roux的伤寒、霍乱和鼠疫），以及疫苗学的一些基础概念，如Metchnikoff的的细胞免疫（1884年），Ehrlich的受体理论（1897年）及毒素-抗毒素作用。进入20世纪前30年，疫苗学在三个方面取得了重大进展：首先，法国科学家Calmette和Guerin在1906年从牛体分离到1株结核菌，经过13年在牛胆汁中传递230代，获得1株减毒株，制成疫苗，于1927年上市，即所谓卡介苗（BCG）。其次，在20年代，巴斯德研究所的Ramon应用化学灭活方法获得白喉和破伤风类毒素并研制成疫苗。第三，WilsonSmith和ThomasFrancis分别在禽胚中研制成功2种灭活甲型流行性感冒（流感）疫苗。二次大战后，疫苗研究进入了突飞猛进的发展阶段。波士顿的Enders及其同事发展了病毒的体外细胞培养技术，促进了多种减毒和灭活病毒疫苗的研制。50年代，先有Salk的3价灭活脊髓灰质炎（脊灰）疫苗（IPV），后有Sabin的3价减毒脊灰疫苗（OPV），为人类渴望在地球上消灭脊灰提供了有力武器。同一时期还研制了在鸡胚细胞中培养减毒的麻疹疫苗。60年代研制了在鸡胚中减毒的流行性腮腺炎疫苗。70年代研制了在细胞中培养的风疹疫苗。细菌疫苗方面，70年代细菌夹膜多糖的纯化技术促进了多个侵袭性细菌疫苗的研制成功。同一时期的病毒蛋白纯化技术也促进了血源性乙型病毒性肝炎（乙肝）疫苗的研制成功。20世纪80年代，现代分子技术的应用推动了又一代疫苗的研制，引发了疫苗发展史上的第二次革命，其首要成果是基因重组乙肝疫苗，为人类在地球上消除乙肝提供了希望。与此同时，化学、生物化学、遗传学和免疫学的发展在很大程度上为新疫苗的研制和旧疫苗的改进提供了新技术和新方法（表5-2）。表5-2新技术对疫苗研制和开发的作用及影响

学科领域生物技术作用和影响遗传学基因工程和DNA重组（包括基因克隆和表达，DNA测序，DNA合成，核酸内切酶和工具酶，PCR，全基因图谱）抗原鉴定和抗原分离测定抗原的可变性蛋白质抗原的基因工程基因突变和减毒重组微生物作为载体化学多肽合成鉴定抗原表位研制多肽疫苗蛋白质结构计数及估测T和B细胞表位糖结构多糖疫苗基础研究佐剂，多糖和蛋白质偶联疫苗免疫学单克隆抗体抗原鉴定和抗原分离鉴定抗原表位抗同种异型模拟非蛋白质表位免疫调控新型佐剂基础研究细胞和分子免疫机理粘膜免疫至今已有30余种疫苗成功的用于人类疾病的预防（表5-3）。其中一半以上是病毒疫苗。如天花（poxvirus）、小儿麻痹（poliovirus）、麻疹（Measles）等曾严重危害人类生命与健康的疾病的流行得到了有效的控制。其中天花已被根除，创造了使用疫苗在自然界中彻底消灭一种病原微生物的医学奇迹。人类消灭脊髓灰质炎的目标也即将实现。表6-3人用疫苗发展年表应用年份疾病名称疫苗类型1721天花“人痘”活天花病毒1796天花“天然减毒”痘苗病毒1885狂犬病“不同程度”减毒的灭活病毒1936黄热病活减毒病毒1936流感灭活全病毒1943流感灭活完整（whole）病毒1955小儿麻痹灭活病毒1957狂犬病灭活病毒、鸭胚培养1961小儿麻痹活减毒病毒1963麻疹灭活病毒和减毒活病毒1967腮腺炎活减毒病毒1969风疹活减毒病毒表6-3人用疫苗发展年表应用年份疾病名称疫苗类型1972流脑纯化多糖A和C型1974日本脑炎（乙脑）灭活病毒1976狂犬病灭活病毒、人二倍体细胞培养1981乙型肝炎灭活、血源苗1982脑膜炎球菌脑膜炎纯化A、C、Y、W135型多糖1983日本脑炎（乙脑）活减毒病毒1983水痘活减毒病毒1986乙型肝炎基因重组蛋白质疫苗1991甲型肝炎活减毒病毒和灭活病毒1998轮状病毒腹泻活减毒病毒1998回归热纯化蛋白质疫苗我国自1919年开始建立专门的机构（中央防疫处，北京生物制品研究所前身）从事生物制品的研究、生产，这是我国第一所生物制品研究所。建国后，我国政府重新组建和新建了北京、上海、武汉、长春、兰州、成都等六个生物制品研究所。中国现有疫苗产品生产企业约30家，是世界上疫苗产品生产企业最多的国家（表5-4）。中国的疫苗产品年产量已经超过10亿个剂量单位，疫苗的种类和数量也达到世界之最，其中用于预防乙肝、脊髓灰质炎、麻疹、百日咳、白喉、破伤风的儿科常见病的疫苗生产量达到5亿人份，已经全部实现计划免疫接种。中国生产的疫苗产品已经能够满足防病、灭病的需要。表6-4中国主要疫苗种类和生产厂家

种类制品名称用途生产厂家病毒类重组酵母基因工程乙肝疫苗用于预防所有已知亚型的乙肝病毒的感染。北京天坛生物、深圳康泰重组（CHO）乙型肝炎疫苗预防乙型肝炎病毒感染长春所、兰州所、华北制药甲型肝炎纯化灭活疫苗（VAQTA）VAQTA适用于接触前的主动免疫，以预防甲型肝炎病毒引起的肝炎，但不能预防由非甲型肝炎病毒引起的肝炎。首次免疫应在预计接触前至少2周进行。巴斯德-梅里厄-康纳公司、北京科兴甲型肝炎减毒疫苗用于预防甲型肝炎史克必成公司、长春所、长春高新种类制品名称用途生产厂家风疹减毒活疫苗年龄为8个月以上的风疹易感者巴斯德-梅里厄-康纳公司、兰州所、天坛生物、上海所麻疹减毒活疫苗预防麻疹病兰州所、长春所、上海所森林脑炎灭活疫苗用于预防森林脑炎长春所乙型脑炎灭活疫苗本疫苗免疫接种后，刺激机体产生抗乙型脑炎病毒的免疫力，用于预防乙型脑炎。兰州所、长春所、天坛生物、上海所Ⅰ型肾综合征出血热纯化疫苗预防流行性出血热兰州所、上海所Ⅱ型肾综合征出血热纯化疫苗预防Ⅱ型出血热长春所流行性感冒灭活疫苗6岁以上所有希望预防流感的健康人群巴斯德-梅里厄-康纳公司、史克必成公司、兰州所、长春所、长春高新腮腺炎减毒活疫苗8月龄以上的腮腺炎易感者兰州所、上海所种类制品名称用途生产厂家口服脊髓灰质炎减毒活疫苗预防脊髓灰质炎天坛生物口服轮状病毒活疫苗预防小儿秋季腹泻兰州所水痘减毒活疫苗12月龄以上的水痘易感者长春生物制品研究所、史克必成公司、长春所、上海所人用狂犬病纯化疫苗用于预防狂犬病巴斯德-梅里厄-康纳公司、兰州所、长春所、成都所黄热减毒活疫苗预防黄热病天坛生物联合疫苗吸附白喉、破伤风、百日咳和脊髓灰质炎疫苗该联合疫苗适用于儿童预防白喉、破伤风、百日咳和脊髓灰质炎的基础免疫及加强免疫。巴斯德—梅里厄—康纳公司麻疹、流行性腮腺炎和风疹疫苗预防麻疹、流行性腮腺炎、风疹默沙东公司、史克必成公司甲乙肝联合疫苗预防甲肝和乙肝史克必成公司、北京科兴二、疫苗与基因工程疫苗

传统疫苗（TraditionalVaccine）用人工变异或从自然界筛选获得的减毒或无毒的活的病原微生物制成的制剂或者用理化方法将病原微生物杀死制备的生物制剂，用于人工自动免疫以保护人或动物产生免疫力，这些制剂被称为疫苗（多用于预防），即疫苗是由病原体制成的。国内常将细菌制作的人工主动免疫生物制品称为菌苗。将病毒（Virus）、立克次氏体（Rickettia）、螺旋体（Spiralcoil）等微生物制成的生物制品称为疫苗。现在国际上一般将细菌性制剂、病毒性制剂以及类毒素统称为疫苗（vaccine）。基因工程疫苗：上述狭义的疫苗被称做传统疫苗（traditionalvaccine），即完整的病原体为主制成的疫苗；而基因工程疫苗则属于新一代疫苗（NewgenerationVaccine）或高技术疫苗范畴（High-techVaccine）。主要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、蛋白工程疫苗等等，广义的还包括遗传重组疫苗、合成肽疫苗、抗独特型抗体疫苗以及微胶囊可控缓释疫苗等。现代疫苗（Modernvaccine）：是一种利用现代分子生物学技术使用Ag通过诱发机体产生特异性免疫反应以予防和治疗疾病或达到某种特定的医学目的生物制剂。

三、传统疫苗与新型疫苗的区别：传统疫苗①疫苗的研制则主要是通过人体实验从经验与失败中获得。②20世纪以来，随着病原学、流行病学、免疫学，特别是病毒组织培养技术的发展，大量传统疫苗相继问世。③免疫学的进展，使人们可以通过是否产生中和抗体判定疫苗成功与否。几乎所有免疫保护机制明确，可以产生中和抗体，又易于培养的疫苗都已获得成功。甚至一些新出现的疾病，主要具备上述特点，也可以使用传统疫苗技术迅速研制成功（表5-5）。④对于免疫保护机制不明确，有潜在致癌性或免疫病理作用，以及病原不能或难于培养的疫苗，使用传统疫苗技术就很难研制成功。新型疫苗①新型疫苗则是在分子生物、分子免疫学、蛋白化学以及相应的生物高技术基础上发展起来的（Woodrow，1997）。②重组DNA技术包括促进了疫苗生产技术的发展。

③从现代的观点来看，我们可以把疫苗定义为：一种使用抗原通过诱发机体产生特异免疫反应以预防和治疗疾病或达到特定医学目的的生物制剂。④目前新型疫苗的研究主要集中在改进传统疫苗和研制传统技术不能解决的新疫苗两个方面，包括肿瘤疫苗、避孕疫苗及其它非感染性疾病疫苗的研究，其中发展治疗性疫苗已成为新型疫苗研究的重要组成部分。疫苗类型国内外生产状况国内国外1小儿麻痹（OPV）减毒活疫苗（I-III型联合）+-小儿麻痹（IVP）灭活疫苗（I-III型联合）+-2麻疹减毒活疫苗++3卡介苗（BCG）减毒活疫苗++4白喉-百日咳-破伤风（DPT）亚单位疫苗（联合）++亚单位疫苗（基因工程P）-+5

乙型肝炎亚单位疫苗（血源）++亚单位疫苗（基因工程CHO）+（S）+（S2）亚单位疫苗（基因工程酵母）+（引进）+6乙脑减毒活疫苗+-灭活疫苗++7流脑亚单位疫苗（多糖）++8甲肝减毒活疫苗++灭活疫苗-+9流感灭活疫苗++减毒活疫苗（遗传重配）-+10狂犬灭活疫苗++11风疹减毒活疫苗++12腮腺炎减毒活疫苗++麻疹-风疹-腮腺炎（MMR）减毒活疫苗（三种联合）-+13出血热灭活疫苗++14腺病毒（Ad4，Ad7）减毒活疫苗-+15水痘减毒活疫苗-+16黄热病减毒活疫苗++17轮状病毒腹泻减毒活疫苗（人猴遗传重配）-+减毒活疫苗（人羊遗传重配）+-18伤寒灭活疫苗++减毒活疫苗（Ty21a）-+19钩端螺旋体灭活疫苗+-20霍乱亚单位+灭活（CTB+WC）-+亚单位+灭活（基因工程CTB+WC）++减毒活疫苗（基因工程CBV-HgR）-+21鼠疫减毒活疫苗++22斑疹伤寒灭活疫苗++23布氏杆菌减毒活疫苗++24炭疽杆菌减毒活疫苗++25痢疾减毒活疫苗（基因工程FS）+-26链球菌肺炎亚单位疫苗（多糖）-+27噬血杆菌流感亚单位疫苗（多糖）-+28痘苗（天花）减毒活疫苗+*+*注：“+”为已投入生产，“-”为未生产，“*”为已停止生产第二节病毒疫苗的种类一、传统病毒疫苗

又称常规疫苗或第一代疫苗，是长期以来用于传染病预防的主要生物制品。1、灭活疫苗（deadVaccine）

灭活疫苗又称死疫苗，是指利用加热或甲醛等理化方法将人工大量培养的完整的病原微生物杀死，使其丧失感染性和毒性而保持其免疫原性，并结合相应的佐剂而制成的疫苗。疫苗液中除含有灭活的病毒颗粒外，还含有细胞成分和培养病毒时加入的牛血清等蛋白类物质，多次接种疫苗容易发生过敏反应。优点制造工艺简单免疫原性的稳定性高易于制备多价疫苗缺点：1）需要严格的灭活操作，保证疫苗中不含有灭活不完全的颗粒。2）灭活疫苗所提供的免疫力较短暂，为完成免疫程序，需要进行多次接种，由于机体反复接受疫苗中的异性蛋白质的刺激，而可能出现不良的过敏反应。3）有些灭活疫苗，如早年制备的麻疹灭活疫苗，可使有些受接种者在以后自然接触麻疹病毒时，引起严重的麻疹感染过敏性反应。4）灭活疫苗虽可刺激机体产生IgM和IgG抗体，但有时却得不到满意的保护效果。2、减毒活疫苗（attenuatedvaccine）减毒活疫苗又称弱毒疫苗，是指将微生物的自然强毒株通过物理、化学和生物学的方法，连续传代，使其对原宿主丧失致病力，或只引起亚临床感染，但仍保持良好的免疫原性、遗传特性，用这种毒株制备的疫苗就叫减毒活疫苗。当前使用的病毒疫苗多数是减毒活疫苗。活疫苗具有可诱发全面的免疫应答反应（体液免疫和细胞免疫）、免疫力持久等优点。常用的减毒方法有以下几种：1）体外减毒即体外连续传代减毒。在异源宿主中连续传代；在单一宿主中反复连续传代。2）冷适应筛选温度可以改变病毒的特性，得到冷适应株。病毒冷适应株常伴有毒力减弱和各种特征性标志。冷适应筛选稳定的减毒突变株是在传统疫苗设计中较早采用的方法，而且也是最为行之有效的思路。减毒活疫苗与灭活疫苗各有优缺点。前者优于后者。减毒活疫苗可使机体产生亚临床感染，特别当以自然途径，如口服或喷鼻免疫时，可产生广谱的免疫应答，即除循环性抗体IgM和IgG外，在病毒侵入的门户如呼吸道和消化道也可诱生局部抗体IgA。

3、亚单位疫苗（subunitvaccine）亚单位疫苗是指提取或合成细菌、病毒外壳的特殊蛋白结构，即抗原决定簇制成的疫苗，这类疫苗不是完整的病毒，是病毒的一部分物质，故称亚单位疫苗。亚单位疫苗仅有几种主要表面蛋白，因而能消除病毒（或细菌）的许多无关抗原决定簇和粗制或半提纯的病毒（或细菌）制剂诱发的不良反应。

第三节基因工程病毒疫苗的开发现状一、急需研制的基因工程病毒疫苗急需研制的基因工程病毒疫苗主要有十几种疾病-预防性疫苗治疗性疫苗艾滋病+（需要）+乙型肝炎++丙型肝炎++戊型肝炎+-（不需要）EBV肝炎++表4-2需要研制的基因工程病毒疫苗人乳头瘤病毒感染（宫颈癌）++单纯疱疹病毒感染（Ⅰ、Ⅱ型）++巨细胞病毒感染++呼吸道和细胞病毒感染+-轮状病毒感染+-登革热病毒感染+-埃博拉病毒感染+-注：“+”表示需要，“-”表示不需要

二、值得使用基因工程技术进行改造的传统病毒疫苗对那些免疫保护效果差，或副反应较大，或成本较高，或使用不方便的传统疫苗，使用基因工程技术对其改造，或用基因工程疫苗取而代之，将具有极大的市场前景。传统疫苗可能使用的基因工程疫苗类型流感基因缺失活疫苗，遗传重组活疫苗甲型肝炎重组活疫苗，亚单位疫苗（病毒样颗粒）乙型脑炎基因缺失活疫苗水痘重组活疫苗，基因缺失活疫苗麻疹重组活疫苗，基因工程亚单位疫苗黄热重组活疫苗狂犬（人和兽）重组活疫苗，亚单位疫苗（病毒样颗粒）出血热基因缺失活疫苗腺病毒遗传重配活疫苗，重组活疫苗轮状病毒亚单位疫苗（病毒样颗粒）联合疫苗重组多价活疫苗，亚单位联合疫苗表5-3值得使用基因工程技术进行改造的传统病毒疫苗

三、重要病毒性疾病基因工程疫苗研究进展目前，病毒基因工程疫苗主要集中在研制常规技术不能或很难解决的新疫苗和改造免疫保护效果差，负反应较大，或成本较高，或使用不方便的传统疫苗上，有的疫苗兼有预防和治疗两种功能现将我国重要的病毒病基因工程疫苗研究状况概述如下（参见表5-4）。疫苗及靶抗原疫苗类型研究开发现状国内国外1艾滋病毒苗—env.gag.pol.nef.v3亚单位多肽（细胞）亚单位多肽（酵母）亚单位多肽（昆虫）亚单位多肽（痘苗）亚单位多肽（昆虫）亚单位多肽（细胞）载体活疫苗（痘苗）载体活疫苗（ALVAC）研究研究研究研究研究研究研究——Ⅱ期Ⅱ期Ⅱ期Ⅰ期研究研究Ⅰ期Ⅰ期表5-4我国重要病毒病基因工程疫苗研究开发状况完整病毒颗粒减毒活疫苗（SIV）灭活疫苗（SIV）减毒活疫苗（HIV）减毒活疫苗（HLIV）DNA疫苗————研究——研究Ⅰ期Ⅰ期（动物）研究研究Ⅰ期联合免疫多肽+痘病毒DNA+痘病毒研究研究Ⅰ期研究2乙肝疫苗—S亚单位颗粒（酵母）亚单位颗粒（CHO）亚单位颗粒（痘苗）载体活疫苗（痘苗）载体活疫苗（Ad）亚单位颗粒（植物）DNA疫苗引进生产生产Ⅰ期研究研究研究生产研究研究研究Ⅰ期Ⅰ期研究—S2+S亚单位颗粒（CHO）载体活疫苗（痘苗）DNA疫苗研究研究研究生产研究研究—S1+S2+S亚单位颗粒（CHO）亚单位颗粒（酵母）载体活疫苗（痘苗）DNA疫苗研究研究研究研究I期Ⅲ期研究研究—Epitop(S1,S2,S)载体活疫苗（沙门菌）研究I期—C亚单位颗粒（大肠）载体活疫苗（痘苗）DNA疫苗研究研究研究研究研究研究3丙肝疫苗——C+E1+E2亚单位多肽（CHO）DNA疫苗研究研究研究研究4戊肝疫苗——ORF2,3亚单位多肽（大肠）亚单位多肽（酵母）亚单位多肽（昆虫）DNA疫苗研究研究研究研究研究研究研究研究5呼吸道合胞病毒疫苗—F+G载体活疫苗（痘苗）载体活疫羁（Ad4）研究研究研究研究—F亚单位多肽（大肠）研究Ⅱ期6巨细胞病毒疫苗——完整病毒颗粒减毒活疫苗（Towne）基因缺失活疫苗————II期研究7单纯疱疹病毒疫苗——完整病毒颗粒基因缺失活疫苗——I期——gD,gB载体活疫苗（痘苗）DNA疫苗研究研究研究研究8登革热病毒疫苗——Dengnel,2,3,4E,Prem-E,NS1,NS2减毒活疫苗分子减毒活疫苗亚单位多肽（痘苗）亚单位多肽（昆虫）亚单位多肽（原核）亚单位颗粒（痘苗）亚单位颗粒（昆虫）载体活疫苗（痘苗）DNA疫苗研究研究研究研究研究研究研究研究研究Ⅱ期研究研究研究研究研究研究研究研究9乳头瘤病毒疫苗——L1、L2、E6、E7载体活疫苗（痘苗）亚单位颗粒（酵母）亚单位颗粒（昆虫）亚单位颗粒（原核）DNA疫苗研究研究研究研究研究研究研究II期研究研究——E6、E7载体活疫苗（痘苗）研究I期10EB病毒疫苗——gp350,LMP1,LM2,C—Epitop载体活疫苗（痘苗）业单位多肽（合成）亚单位多肽（CHO）亚单位多肽（昆虫）免疫细胞苗（树突）DNA疫苗I期研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究11甲肝疫苗——ORF载体活疫苗（痘苗）亚单位颗粒（昆虫）I期研究研究研究——VP1，VP3亚单位多肽（大肠）载体活疫苗（polio）研究研究研究研究12麻疹疫苗—HA+F载体活疫苗（ALVAC）载体活疫苗（痘苗）DNA疫苗——I期研究I期研究研究—完整病毒基因缺失活疫苗研究研究13出血热疫苗—G1，G2，NP载体活疫苗（痘苗）载体活疫苗（Ad）亚单位颗粒（痘苗）亚单位颗粒（昆虫）研究研究研究研究I期——研究研究14小儿轮状病毒疫苗—人/猴病毒重组减毒活疫苗（重配）——IV期—人/牛病毒重组减毒活疫苗（重配）——III期—人/羊病毒重组减毒活疫苗（重配）IV期———VP4，VP7，VP6亚单位颗粒（昆虫）载体活疫苗（原核）载体活疫苗（痘苗）载体活疫苗（Ad）研究——研究研究研究研究研究研究15狂犬病疫苗—外膜糖蛋白载体活疫苗（痘病毒）研究IV期（动物）载体活疫苗（Ad）研究研究多价疫苗—DTP+HBV，DTP+IVP，DTP+IVP+HBVDTP+HBV+HAV联合疫苗（传统技术+基因工程）研究II期16—甲肝、乙肝、麻疹、RSV载体活疫苗（痘苗）多价DNA疫苗研究研究研究研究艾滋病（AIDS）疫苗

HIV共有9个基因：

3个结构基因：gag、pol、env；

6个调节基因：tat、rev、nef、vif、vpu/vpx、vpr1、艾滋病（AIDS）疫苗（1）研究的三阶段：①最早使用其膜抗原gp120（Glucoseprotein120）②膜抗原加其他能诱发细胞免疫抗原的多抗原疫苗的复杂设计；③在泰国使用gp120亚单位疫苗数千人免疫接苗无效后，改为先用重组痘病毒ALVA（疫苗注射后），再使用gp120亚单位疫苗加强，80%以上的人产生了特异的体液和细胞免疫反应。（2）HIV感染特点：①HIV直接感染破坏免疫细胞；②HIV变异极快。（3）AIDS疫苗研究方向：①能诱发有效的中和抗体，阻止或大部阻止HIV感染免疫细胞；②能诱发强细胞免疫；③中和抗体屏障被部分突破时能有效清除被感染细胞，是研究中应统筹考虑的。2、乙型肝炎病毒（HBV）疫苗乙型肝炎病毒

（HEPATITISBVIRUS）形态结构：乙肝患者血清中发现3种相关颗粒小球形颗粒：HBsAg

不含核酸管形颗粒：小球形颗粒串连成大球形颗粒：为完整的病毒颗粒，具传染性（DANE颗粒）:DNA、逆转录酶HBVHBV形态结构大球形颗粒（Dane颗粒）小球形颗粒管形颗粒HBV的小球形颗粒HBV的管形颗粒Dane颗粒HBV的抗原组成表面抗原HBsAg核心抗原HBcAg

e抗原HBeAg表面抗原HBsAg存在于三型颗粒中是HBV感染的主要标志分亚型（a,d/y,w/r,adr）产生抗-HBs具有免疫保护作用疫苗接种成功HBcAg乙肝●HBcAg主要存在于HBV感染的肝细胞内或DANE颗粒核心中，到血液中即被降解为HBeAg。一般血清学方法检测不到HBcAg，而只能检测到抗-HBc（6）抗-HBc抗HBc-IgM：是HBV近期感染或慢性感染者病毒活动的标志,病毒在复制抗HBc-IgG：凡“有过”HBV感染者均可阳性HBcAg的免疫原性最强持续时间：6～18个月可终身阳性e抗原HBeAg仅存在于Dane颗粒中游离存在于血液中为病毒复制及强传染性的指标产生抗－HBe，是预后良好的征象乙肝血源性疫苗，基因工程疫苗（酵母系统、哺乳动物细胞系统）（1）目前存在的问题：人群中约10%左右对现有乙肝疫苗（仅含S抗原的疫苗）无反应；（2）研制方向：使用含前S（主要是前SI）的新一代乙肝基因工程疫苗，可使对现有S乙肝疫苗无反应的人群产生良好的免疫反应。目前，含前S的疫苗，新佐剂乙肝疫苗，乙肝抗原抗体复合物疫苗，治疗性乙肝研究的热点。（3）丙型肝炎病毒（HCV）疫苗

丙型肝炎感染约占人群2%左右，也就是有2000多万感染者，大部分都会转为慢性，并导致肝硬化和肝癌，危害远大于乙肝。研究方向；①多数实验集中于使用病毒外膜蛋白E1+E2研制病毒样颗粒的亚单位疫苗和②使用载体进行重组活疫苗研究。③由于丙肝病毒变异快，极易冲破已有中和抗体的屏障，④选择变异不大且能诱发细胞免疫的抗原是目前研究的重要的方向之一。4、戊型肝炎病毒（HEV）疫苗戊型肝炎病毒属杯状病毒科，单股正链RNA病毒，基因组全长约7.4kb。经消化道传播，暴发流行和散发两种，戊型肝炎的临床表现比甲型肝炎重。选择基因工程的手段研制戊型肝炎疫苗唯一的方法。基因工程疫苗主要采用原核细胞、酵母细胞和昆虫细胞三种表达体系。

我国目前以原核细胞和酵母细胞对戊型肝炎病毒结构蛋白均表达成功（张明程，1999）抗原性在世界范围内稳定，表明戊型肝炎病毒基因工程疫苗将对该病的预防具有良好的效果。

包括正粘病毒科流行性感冒病毒副粘病毒科呼吸道合胞病毒、麻疹病毒其他呼吸道病毒腺病毒主要以呼吸道为侵入门户5、呼吸道感染病毒对粘蛋白具有特殊亲和力的一类RNA病毒1918-1919第一次世界大战期间，发生一次大流行，当时全世界20亿人口，10亿被感染死亡人数2000万，超过一战中死亡人数的总和最严重的一次流行20世纪5次大流行：1900、1918、1957、1968、1977

核心：负单股RNA、7~8个节段（易变异原因）内层：核衣壳核蛋白（NP）RNA多聚酶

中层：内膜蛋白（M蛋白）外层：包膜，双层脂质

其上有刺突：血凝素HA神经氨酸酶NA流感病毒的结构组成生物学性状（二）抗原性与分型1、内部抗原（核蛋白和内膜蛋白）抗原性稳定，分甲A、乙B、丙C三型2、表面抗原：HA、NA分亚型(subtype)依据易变异生物学性状流感病毒的表示方法A/Bangkok/1/79(H3N2)最先分离的地区最先分离的日期抗原（三）变异性与流感流行

抗原性易变异是流感V最突出的特性

1、抗原漂移antigendrift：抗原变异幅度小，属于量变，中小型流行，每年有发生。变异机理：编码血凝素基因发生一系列点突变，（某一核苷酸的碱基发生改变）导致氨基酸序列改变。生物学性状2、抗原性转变antigenshift：变异幅度大，质变，大流行。每10-40年出现一次。变异机理：基因重组(交换核酸片断）

生物学性状

5.呼吸道合胞病毒（RSV,Respiratorysyncytialvirus）疫苗

呼吸道合胞病毒属单股副链RNA病毒，是引起婴幼儿肺炎的主要病因。

RSV保护性抗原主要是其糖蛋白F和G，高度糖化蛋白，抗原结构复杂，属结构依赖性抗原，产生中和抗体的能力都很差，给研制RSV蛋白亚单位疫苗带来了一定困难。

研制方向：目前研制的高度减毒的非复制型载体是研制该疫苗的重要途径；

制备减毒活疫苗是RSV疫苗研制的另一个重要途径;

负链RNA病毒cDNA转染技术的成功给使用现代分子生物学技术制备RSV的分子减毒活疫苗带来了希望，也是目前RSV疫苗研制重要途径。6、人巨细胞病毒（HMV）疫苗（1）危害：HMV属疱疹病毒科，通常为隐性感染，无明显临床症状。然而HMV的潜伏感染将对人体健康造成极大威胁。（2）问题：该疫苗株虽能诱发体液和细胞免疫，但保护作用不强，且其潜在的致癌性，以及尚未能最终排除的潜伏感染性，使该类活疫苗尚未能广泛使用。（3）研制方向：

目前使用分子生物学技术，有目的地去除与与毒力、潜伏及肿瘤相关基因的分子减毒疫苗株正在研制中。基因工程技术表达的gB做亚单位疫苗或重组活疫苗的研究已成为目前HMV疫苗研究的一个重要方向。7、单纯疱疹病毒（HSV）疫苗（1）危害：单纯疱疹病毒有两种类型（HSVI和HSVII），在人群中感染相当广泛。HSVI人群感染率高到50%-90%，多为隐性潜伏性感染。母婴传播中疱疹性角膜炎视力障碍新生儿死亡率高达60%。在病毒性脑炎中，HSVI型感染引起的占10%。HSVII主要经过性传播，病毒检出率可达5%-12%。HSVII感染是宫颈癌的重要诱因之一。（2）方向：

病毒糖蛋白gD和gB是主要的保护性抗原，与gC、gE、gI联合使用可诱生体液和细胞免疫，在动物实验中，HSVIIgD的核酸疫苗可以保护动物免受感染及随后的潜伏感染，这些研究为单纯疱疹病毒疫苗的研究提供了有力的证据。8、登革热病毒疫苗（Denguefevervirusvaccine）（1）危害：登革热病毒属黄病毒科，为单股正链RNA病毒，有4个血清型，蚊子叮咬传播给人，在我国南方热带亚热带地区发生过多次登革热流行。（2）方向：

①通过表达prM-E形成病毒样颗粒的亚单位疫苗显示了较好安全性和免疫保护性，是该疫苗研究的重要方向。②使用该病毒感染性cDNA进行的分子减毒活疫及多种亚型嵌合的减毒活疫苗研究也取得了较好效果，是另一个重要途径。

9、人乳头瘤病毒（Humanpapillomavirus，HPV）疫苗人乳头瘤病毒是环型双链dsDNA病毒，其中与宫颈癌密切相关的有HPV16、18、33、58等亚型。外壳蛋白L1和L2能诱发机体产生体液和细胞免疫，预防乳头瘤病毒感染；E6和E7是与细胞转化有关的蛋白，表达E6和E7的重组痘病毒疫苗能有效阻止HPV阳性的宫颈癌细胞生长和转移。表达HPV16和HPV18两型E6和E7的重组痘苗病毒已进行了小量人体观察，证明产生了部分抑制肿瘤生长的结果（1996）。L1和L2可在细菌、酵母及痘苗病毒载体中很好表达，并形成病毒样颗粒，有很好的安全性和免疫效果。治疗性疫苗以E6和E7为主，加上L1和L2可增强治疗性疫苗免疫效果。10、Epstein-Barr病毒（EB）疫苗（1）危害：EB病毒为疱疹病毒科，嗜淋巴细胞病毒属，感染广泛，90%以上成人都感染过此病毒。（2）方向：①阻断其原发感染；②清除鼻咽癌细胞。

（3）方法：前者主要以EBV的MA（如gp350）为免疫原，gp350亚单位疫苗和表达gp350的重组痘苗病毒活疫苗显示了一定抗瘤作用；后者主要以EBV的潜伏膜蛋白LMP1和LMP2为免疫原，进行了多肽、重组活疫苗、DNA疫苗免疫细胞疫苗等多种尝试。11、埃博拉病毒（EBV）疫苗vaccine）

埃博拉病毒是单股负链RNA病毒，属丝状病毒，致死率极高。致病机制尚不清楚，曾试用过灭活疫苗，效果不好，减毒疫苗存在危险性，至今尚未成功。

第四节我国基因工程病毒疫苗的开发战略研究（Developmentstrategyofgeneengineeringvaccineinchina)一、首先要明确基因工程病毒疫苗在整个病毒疫苗研究开发中的地位和任务(Statusandtask)1主要常规技术不能或很难解决的新疫苗(Newgenerationvaccine)

①不能或难于培养的病原体；②有潜在致癌性或免疫病理作用的病原体。2、传统疫苗的改造（(Reconstructionoftraditionalvaccine）主要针对免疫效果差，负反应大，成本较高和使用不方便的传统疫苗进行改造（如流感、乙脑等）。3、加强治疗性疫苗研究

（Intensificationofcurevaccineresearch)近年来，使用疫苗进行疾病治疗的研究发展迅速，对引起慢性或持续性感染或与诱发肿瘤十分相关的病毒病，治疗性疫苗的研究将具有重要性。4、发展多价疫苗

多价疫苗成本低，免疫程序简单，是疫苗研究的发展方向。其发展方向为：

①使用基因工程技术对传统疫苗进行改造，获得联合疫苗；②发展具有高导入、高表达、强免疫、可加强的新型载体。二、目标的选择要以社会和市场需求为导向

1、研制预防我国严重病毒病的疫苗放在重点位置2、大力发展有市场前景新型疫苗

三、加强新型疫苗的基础研究

1、加强疾病免疫保护机制的研究（Intensifytheresearchofimmunityprotectionmechanism）(1)选取病原体的某些抗原或某些抗原表位，或删除某些无用甚至有害的组分而构成的，因而必须了解这些抗原、表位或组分在病原体致病和免疫中的作用和机体对它们的应答。(2)一些发病和免疫机制比较简单的疾病已用常规疫苗解决了，留下的是一些比较复杂和较难解决的疾病或问题，例如呼吸道、肠道和生殖系统黏膜感染，其病原体常多型善变；易于产生持续感染基因整合的病毒；免疫病理机制不清的病毒；病原体结构复杂，发育阶段多，免疫保护作用不强；常规疫苗由于反应大，效果差或引起个别严重并发症，需用新型疫苗来代替。

2、加强新型疫苗的免疫保护机制的研究（Intensifytheresearchofimmunityprotectionmechanismofnovelvaccine）新型疫苗抗原的免疫保护效果