.,1,第七章疫苗概論,.,2,第一節疫苗的成分、性質及種類,一、疫苗（vaccine）傳統的定義是指用人工變異或自然界篩選獲得的減毒或無毒的活的病原微生物制成的制劑，或者用理化方法將病原微生物殺死制備的生物制劑，用于人工自動免疫，以使人或動物產生免疫力，這些制劑被稱為疫苗，即疫苗是由病原體制成的。疫苗的現代定義是：疫苗是致病原的蛋白（多肽、肽）、多糖或核酸，以單一成分或含有效成分復雜顆粒的形式，或通過活的減毒致病原或載體，進入機體后能產生滅活、破壞或抑制病原的特異性免疫應答。,.,3,免疫應答（immuneresponse）一般僅指特異性免疫的進行過程。這是一個從抗原的刺激開始，機體內的抗原特異性淋巴細胞識別抗原后，發生了活化、增殖、分化等一系列變化，并表現出一定的體液免疫或（和）細胞免疫效應的過程。,.,4,二、疫苗的基本成分、生理作用基礎和特征,與普通的化學藥物不同，疫苗是由不同性質和作用的物質共同組成的復合物，其基本成分包括抗原、佐劑、防腐劑、穩定劑、滅活劑及其他相關成分。這些基本要素從不同角度確保了疫苗能夠有效刺激機體，產生針對病原微生物的特異性免疫反應，同時確保疫苗在制備和保存過程的穩定性。,.,5,1.抗原(antigen),抗原：在機體內能刺激免疫系統發生應答，并能誘導機體產生可與其起特異性反應的抗體或效應細胞的物質。抗原的兩個基本特性：免疫原性和反應原性。免疫原性（immunogenicity）是指抗原進入機體后引起的免疫細胞間一系列免疫反應，包括抗原加工、處理、呈遞以及被T和B細胞的抗原或受體識別等；抗原的反應原性（reactivity）是指抗原與抗體或效應T細胞發生特異反應的特性。,.,6,抗原引起的體液免疫,根據激活B淋巴細胞的方式不同，抗原可分為兩種：蛋白類抗原和多糖、脂類等抗原。根據對T細胞的依賴性分為：T細胞依賴性(TD)抗原和T細胞非依賴性(TI)抗原。蛋白質組成的抗原在T輔助細胞的輔助下，可刺激抗體類型的轉化和產生高親和力的抗體，誘導B淋巴細胞產生以IgG抗體為主的體液免疫反應及記憶型B淋巴細胞的產生，此類抗原也稱胸腺依賴型抗原。,.,7,多糖、脂類和核酸等抗原可直接誘導B淋巴細胞產生IgM抗體，但無法誘導T淋巴細胞輔助，因此無法產生親和突變的抗體反應和記憶B淋巴細胞。這類抗原的主要特點是具有由相同的單體聚合形成的多聚性抗原，它們能同時與B細胞表面多個抗原受體交連，因此能在沒有T細胞輔助下直接激活B淋巴細胞，但至今還不清楚B淋巴細胞對這類抗原的反應是否還需要其他信號。此類抗原也稱胸腺非依賴型抗原。與蛋白抗原相比，此類抗原引起的免疫反應較弱，記憶期也相對較短。,.,8,影響抗原免疫原性因素,（1）抗原的理化性質抗原的種類：多數蛋白質為良好的抗原，多糖及多肽也具一定的免疫原性分子大小：抗原的分子量一般10kD，且分子量越大，免疫原性越強化學組成：免疫原性物質還須具備復雜的化學組成與特殊的化學基團。抗原決定基的易接近性(accessibility)：易近性乃指抗原決定基是否易被淋巴細胞的抗原受體所接近。物理性狀：化學性質相同的抗原物質可因其物理性狀不同而影響免疫原性,.,9,（2）抗原與機體的相互作用異物性：“異物”的概念定義為“在胚胎期未與淋巴細胞充分接觸過的物質”進入機體的途徑：皮內、皮下、肌肉、腹腔(僅限于動物)、靜脈機體遺傳因素：個體對抗原刺激產生應答的能力受遺傳因素控制,.,10,抗原引起的細胞免疫反應,引起細胞免疫反應的抗原主要是一些細胞內生存的活體抗原，如艾滋病病毒、結核桿菌、白色念珠菌等。T細胞介導的細胞免疫反應主要包括：抗細胞內病毒感染，如艾滋病病毒、腦炎病毒和仙臺病毒等；抗細胞內細菌感染，如結核桿菌、麻風桿菌和沙門氏菌等；抗真菌感染，如白色念珠菌等。,.,11,2、佐劑,佐劑是疫苗的關鍵性成分，可以增強抗原的特異性免疫應答效果。這種加強可表現為增強抗原的體液免疫反應，或表現為增強抗原的細胞免疫反應，或二者兼有。疫苗佐劑發展至今，以氫氧化鋁和磷酸鋁為代表的鋁佐劑至今仍然是唯一被批準使用的人用疫苗佐劑。,.,12,佐劑的作用機制：改變抗原的物理性狀，延緩抗原降解和排除，從而更有效地刺激免疫系統；刺激單核/巨噬細胞系統，增強其處理和遞呈抗原的能力；刺激淋巴細胞增殖與分化。佐劑的應用：增強特異性免疫應答，用于預防接種及制備動物抗血清；作為非特異性免疫增強劑，用于抗腫瘤與抗感染的輔助治療。,.,13,佐劑,.,14,植物來源佐劑,根據分子量大小可分為低分子提取物和高分子提取物兩大類，有活性的小分子包括烷基胺、酚類成分、奎寧、皂角素和倍半萜烯等；具有免疫刺激作用的大分子有蛋白質、多肽、多糖、糖脂和植物凝集素等。皂角素是從南美種的皂角樹皮提取出的具有免疫刺激活性的一類物質。其中QuilA是皂角素中初步純化的產品，有促進Thl和Th2T輔助細胞功能和增強體液免疫的作用。,.,15,細菌來源佐劑,細菌毒素：在細菌毒素中，霍亂毒素、大腸桿菌不耐熱毒素、百日咳毒素等是一類強粘膜免疫佐劑。卡介苗佐劑：卡介苗是減毒的牛型分枝桿菌，是預防結核病十分有效的減毒活疫苗。CpG佐劑：脫氧寡核苷酸中心區的胞嘧啶鳥嘌呤二核苷酸（CpG）的DNA片段具有活化B細胞、巨噬細胞和自然殺傷細胞的功能。根據此結構在體外合成的CpG基序具有同樣的免疫調節效應，CpG寡核苷酸佐劑具有增強細胞免疫和體液免疫的雙重效果。,.,16,細胞因子,作為第一個被發現具有免疫調控作用的細胞因子白介素1（interleukin1，IL-1），對T細胞依賴和非T細胞依賴性免疫反應均有較好的免疫佐劑作用，目前源于IL-1的多肽已成功用作乙型肝炎表面抗原疫苗的佐劑。IL-2作為狂犬病、皰疹以及嗜血流感桿菌疫苗的佐劑，動物試驗表明，IL-2可有效增強疫苗的免疫反應，促進抗體的產生。細胞因子不僅可以作為免疫佐劑與抗原結合使用，還可以通過基因重組的方式與其他抗原組成結合疫苗發揮佐劑效應。,.,17,人工合成佐劑,鋁佐劑：鋁佐劑只能增強體液免疫效應，對細胞免疫的增強效果不明顯。脂質體：脂質體作為疫苗載體時，對多種抗原（蛋白質、多糖或細胞）都具有較好的佐劑效應。脂質體可能通過提高抗原在體內存在時間、加強對免疫系統的刺激，保持和增強免疫反應。實驗表明經過脂質體包埋的抗原被吞噬后，抗原在吞噬細胞和抗原呈遞細胞中存在的周期大大延長。,.,18,脂質體（liposome）是一種人工膜。在水中磷脂分子親水頭部插入水中，脂質體疏水尾部伸向空氣，攪動后形成雙層脂分子的球形脂質體，直徑25-1000nm不等。脂質體可用于轉基因，或制備藥物，利用脂質體可以和細胞膜融合的特點，將藥物送入細胞內部。生物學定義：當兩性分子如磷脂和鞘脂分散于水相時，分子的疏水尾部傾向于聚集在一起，避開水相，而親水頭部暴露在水相，形成具有雙分子層結構的的封閉囊泡，稱為脂質體。藥劑學定義脂質體(liposome):系指將藥物包封于類脂質雙分子層內而形成的微型泡囊體。,.,19,3防腐劑,在提高疫苗的保質期方面，防腐劑起到重要的保障作用。常用的防腐劑有甲醛、苯酚、疊氮鈉、氯仿、硫柳汞、2苯氧乙等。,.,20,4穩定劑、滅活劑及其他相關成分,在制備疫苗中常加入適宜的穩定劑或保護劑，如凍干疫苗中常用的乳糖、明膠、山梨醇等，以保證疫苗再加工和存儲過程中的穩定性。在疫苗生產制備中常采用化學試劑滅活，常用的化學滅活有丙酮、苯酚、甲醛、去氧膽酸鈉表面活性劑等，在后續的制備程序中應從疫苗中除去，以保證疫苗的安全性。,.,21,三、疫苗的種類,（一）傳統疫苗（常規疫苗、第一代疫苗）是長期以來用于傳染病防治的主要生物制品。傳統疫苗的研制和生產主要是通過改變培養條件，或在不同寄主動物上傳代使致病微生物毒性減弱，或通過物理、化學方法將其滅活來完成的。,1、滅活疫苗滅活疫苗又稱為死疫苗，是指利用加熱或甲醛等理化方法將人工大量培養的完整的病原微生物殺死，使其喪失感染性和毒性而保持其免疫原性，并結合相應的佐劑而制成的疫苗。,.,22,佐劑（adjuvant）：佐劑是用來增強疫苗免疫原性或增強宿主對抗原的保護性應答的一類物質。鋁鹽佐劑是一類含Al的無機鹽，其中最常用的、效果較好的是A1(OH)3是唯一被美國食品和藥物管理局(FDA)批準用于人類疫苗的佐劑。鋁鹽佐劑能與抗原形成復合物，注射后在局部形成抗原貯存庫，使抗原緩慢釋放，長時間刺激免疫細胞，增強機體的免疫反應。鋁鹽佐劑主要促進體液免疫應答，而對細胞免疫應答幾乎無作用，適用于以抗體提供保護性免疫的疾病疫苗，如白喉、破傷風、麻疹等。,.,23,油乳佐劑是一種有效的遞送抗原的載體系統，可以使抗原在機體內緩慢釋放，從而持續刺激機體產生抗體。油乳佐劑主要有弗氏佐劑(FA)、白油Span佐劑、MF一59、佐劑一65等。FA分為弗氏完全佐劑(FCA)和弗氏不完全佐劑(FIA)2種。FCA是細胞免疫的強刺激劑，而FIA則僅能刺激體液免疫。,.,24,弗氏佐劑（Freundadjuvant），是目前最常用于動物實驗的佐劑，它是將抗原水溶液與油劑（石蠟油或植物油）等量混合，再加乳化劑（羊毛脂或吐溫80）制成油包水抗原乳劑，稱之為不完全弗氏佐劑。如在不完全佐劑中加入分枝桿菌（如死卡苗）則稱為完全弗氏佐劑。白油Span佐劑是用輕質礦物油（白油）作油相，用Span-80或Span-85及Tween-80作為乳化劑制成的油乳佐劑，是當前獸醫生物制品中最常用最有效的佐劑之一。,.,25,MF-59,一種鯊烯水包油乳劑,是一種有效的佐劑,并且具有可接受的安全性。MF-59可以增強流感疫苗的免疫原性,對于對抗潛在全國流行性流感病毒株特別有優越性,對于乙肝病毒也是一種比明礬更有效的佐劑。臨床試驗證明MF-59用于人是安全可耐受的,作為HIV疫苗用于新生嬰兒也是安全的。總之,MF-59是一種安全、耐受性良好而且可以誘導有效抗體反應的佐劑。佐劑-65是機體可以代謝而排泄的成分,不引起局部嚴重反應，抗體滴度超過FCA數十倍。有人證明不飽和油角鯊烯及氫化形式角鯊烷具有良好佐劑功能，副作用小，已用于人類流感疫苗、HIV及禽類NDV疫苗,也有希望作為礦物油替代產品。,.,26,滅活疫苗的優點：制造工藝簡單、免疫原性穩定、易于制備多價疫苗；滅活疫苗的缺點：（1）病毒的強毒株或細菌的強毒菌株常被用于制造疫苗，在制造過程中需要嚴格的滅活操作，保證疫苗中不含有滅活不完全的病原體；（2）滅活疫苗能夠提供的免疫力較短暫，需要多次接種才能獲得較好的免疫效果。由于機體反復接受疫苗中的異源蛋白質的刺激，而可能出現不良的過敏反應。,.,27,（3）滅活疫苗一般只能刺激機體產生IgM和IgG抗體，表現一定程度的保護力，但是由于不能誘生局部免疫抗體IgA，使野生病毒仍可以到達侵入門戶，且在那里繁殖（如呼吸道病毒到達鼻咽部），保護效果有限。,.,28,黏膜免疫黏膜免疫是存在于呼吸道，消化道，泌尿生殖道粘膜固有層和上皮細胞下散在的淋巴組織，是人體重要的防御屏障，是局部特異性免疫應答的主要部位。產生的抗體以sIgA為主，經粘膜上皮細胞分泌至粘膜表面，為黏膜局部抵御病原微生物感染的主要機制。,補充內容,.,29,2、減毒活疫苗（弱毒疫苗）是指將微生物的自然強毒株通過物理的、化學的和生物學的方法連續傳代，使其對原宿主喪失毒力，或只引起亞臨床感染，但仍保持良好的免疫原性、遺傳特性，用這種毒株、菌株制備的疫苗就叫減毒活疫苗。當前使用的病毒疫苗多數是減毒活疫苗。,.,30,減毒活疫苗（弱毒疫苗）的優點：活疫苗通常以模擬微生物自然感染狀態來刺激免疫應答，既可刺激體液免疫又可刺激細胞免疫，特別是當以自然途徑如口服或噴鼻免疫時，還可刺激黏膜免疫。因此具有免疫全面、免疫力持久等優點。,.,31,常用的病毒減毒方法：體外減毒：即體外連續傳代減毒。在異源宿主中連續傳代；在單一宿主中反復連續傳代。冷適應篩選：在通常情況下，將病毒在低溫條件下進行連續或逐步傳代，可誘導病毒基因組中某些位點的突變或損害，在得到的冷變異株中可篩選到減毒株。,常用的細菌減毒方法：如卡介苗是用一株牛型強毒結核菌在甘油膽汁馬鈴薯培養基上傳230代，耗時13年，獲得的對動物不致病但產生抗結合免疫反應的疫苗。,.,32,3、亞單位疫苗（成分疫苗）是指提取或合成細菌、病毒外殼的特殊結構，即抗原決定簇制成的疫苗，這類疫苗不是完整的細菌或病毒，而是細菌或病毒的一部分物質，故稱亞單位疫苗。亞單位疫苗僅有幾種主要的表面蛋白，因而能消除病毒（或細菌）的許多無關抗原決定簇或粗制或半提純的病毒（或細菌）制劑誘發的不良反應。,.,33,毒力回升(返祖)如果毒株不純，混有強毒力的病毒粒子，或者弱毒株的毒力不穩定，通過突變或與野生毒力株發生重組，在接觸易感的動物或細胞后發生毒力回升(返祖)現象，則在接種疫苗后，可能使被接種的動物感染發病，構成傳染來源，甚至引起疫病流行。,補充內容,.,34,（二）基因工程疫苗（geneengineeredvaccine）（第二代疫苗）,是指使用重組DNA技術克隆并表達保護性抗原基因，利用表達的抗原產物，或重組體本身制成的疫苗。主要包括基因工程亞單位疫苗、基因工程載體疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗及蛋白質工程疫苗等五種。,.,35,保護性抗原的簡單理解：病原體的組成部分，少量進入機體，不產生嚴重的負性作用，激發機體產生相應的抗體及記憶性淋巴細胞，下次受到相同的抗原侵害時，機體發生再次應答，可大量產生相對應的此種抗體，對機體產生保護。一種病原體相關的抗原表位，能刺激機體產生保護性免疫應答，以抵御該病原體的感染。,補充內容,.,36,1、基因工程亞單位疫苗（subunitvaccine）又稱生物合成亞單位疫苗或重組亞單位疫苗，主要是指將基因工程表達的蛋白抗原純化后制成的疫苗。目前在研究中的多數人用的基因工程疫苗都是亞單位疫苗。,優點：產量大、純度高、安全性高缺點：免疫效果一般較差,.,37,2、基因工程載體疫苗是指將病原微生物的免疫原基因，通過分子生物學的方法將其分離，然后與載體DNA相連接，實現遺傳性狀的轉移與重新組合，再經載體將目的基因帶進受體進行正常復制與表達，從而獲得增殖培養物供制疫苗用；或直接將活載體接種宿主，直接在其體內表達抗原，誘導免疫反應。,.,38,2、基因工程載體疫苗優點：多為活載疫苗，重組體用量少，抗原不需純化，載體本身可發揮佐劑效應增強免疫效果。可同時表達多種抗原，制成多聯或多價疫苗。可同時啟動體液免疫和細胞免疫，在免疫效力上有優勢。不存在毒力回升問題。,.,39,2、基因工程載體疫苗缺點：A.載體的要求較為苛刻，通常為特定微生物的疫苗株，以保證載體的安全性。B.曾感染過腺病毒或接種過痘苗的人，對載體微生物具有免疫力，使之接種后不易繁殖，影響免疫效果。,.,40,2、基因工程載體疫苗非復制型載體（non-replicatingvector）重組體微生物用于機體后，只保留DNA復制、RNA轉錄和蛋白質翻譯的功能，因而能有效表達保護性抗原，以刺激機體產生免疫反應，但不能產生感染性后代。這類載體具有高度安全性，并可能用作再次免疫。,.,41,3、基因缺失活疫苗（genedeletedlivevaccine）是指應用基因操作技術，將病原微生物中與致病性有關的毒力基因序列除去或失活，使之稱為無毒株或弱毒株，但仍保持有良好的免疫原性，從而制成的安全有效的疫苗。,優點：突變性狀明確、穩定、不易返祖，是研制疫苗的一個重要方向。,.,42,4、核酸疫苗（nucleicvaccine）或稱基因疫苗（geneticvaccine）、基因免疫（geneticimmunization）、核酸免疫（nucleicacidimmunization）是指將一種病原微生物的免疫原基因經質粒載體DNA通過肌肉注射等途徑接種給人或動物，能在動物體細胞中經轉錄、翻譯合成抗原物質，刺激被免疫動物產生保護性免疫應答。,優點：可啟動機體的體液免疫和細胞免疫，既具有亞單位疫苗或滅活疫苗的安全性，又具有活疫苗免疫全面的優點。接種方法：注射、粒子轟擊（基因槍）、口服、鼻內滴注等。,.,43,5、蛋白質工程疫苗（proteinengineeringvaccine）是指將抗原基因加以改造，使之發生點突變、插入、缺失、構形改變，甚至進行不同基因或部分結構域的人工合成，以期達到增強其產物的免疫原性，擴大反應譜，去除有害作用或副反應的一類疫苗。蛋白質的氨基酸順序（一級結構）決定了高級結構，一個關鍵性氨基酸的改變可能引起抗原表位的根本改變，對蛋白質工程抗原應用的效果和安全性要慎重考慮，目前研究僅停留在實驗動物水平。,.,44,（三）其它新型疫苗1、遺傳重組疫苗（geneticrecombinantvaccine）是指使用經遺傳重組方法獲得的重組微生物制成的疫苗。通常是將對人體無致病性的弱毒株與強毒株（野毒株）混合感染，二者間發生基因組片段交換造成重組，然后通過特異方法篩選出對人體不致病的但又含有野毒株強免疫原性基因片段的重組毒株。遺傳重組疫苗適用于分節段基因組的病毒。所謂分節段基因組病毒，即該病毒的基因組可分為幾個節段，分別包被于衣殼中。如使用對人體不致病的恒河猴輪狀病毒（RRV）與小兒輪狀病毒野毒株重組獲得的小兒輪狀病毒減毒活疫苗。,.,45,（三）其它新型疫苗2、合成肽疫苗（syntheticpeptidevaccine）或表位疫苗（epitopevaccine）是指使用化學方法合成能夠誘發機體產生免疫保護的多肽制成的疫苗。制成這類疫苗的前提是對目的蛋白質一級和高級結構進行分析，預測該蛋白質的抗原表位。3、抗獨特型抗體疫苗是指使用與特定抗原的免疫原性相近的抗體（Ab2）作抗原制成的疫苗。獨特型：每一種抗體分子與抗原結合的高變區有其特殊結構，稱為獨特型。,.,46,（三）其它新型疫苗4、微膠囊疫苗（micro-capsulizedvaccine）或可控緩釋疫苗（controlledsustainedreleasevaccine）使用微膠囊技術將特定抗原包裹后制成的疫苗，可簡化免疫程序提高免疫效果。不需要穩定劑和冷鏈（為了在分發、運輸期間保持疫苗的穩定性所需的一系列冷藏設備）。優點：微膠囊由丙交酯和乙交酯制成，注入機體后可在不同時間有節奏釋放抗原，釋放時間持續數月，高抗體水平可維持兩年，可起到基礎免疫和加強免疫的作用，簡化免疫程序。,.,47,補充內容,基礎免疫是指人體初次接受某種疫苗的全程足量的預防接種，這是一種打基礎的有效免疫。對一周歲內兒童的各種疫（菌）苗接種等都屬于基礎免疫。各種疫苗基礎免疫的次數和劑量是不同的，如卡介苗、麻疹的基礎免疫只需一次，百白破疫苗必須連續注射三次，針次間隔46周。因此，只有按計劃免疫要求接種，才能使體內產生有效的免疫力，以達到