生物技术概论

生物技术与人类健康 9.1 生物技术与疫苗
9.1.4 细菌性疾病的疫苗
9.1.4.1 霍乱弧菌疫苗
由霍乱弧菌感染而引起的烈 性肠道传染病。
• 霍乱疫苗接种已有100多 年的历史，传统疫苗是 采用肌肉注射的灭活或 减毒霍乱弧菌菌体苗。 效果不佳，副作用大， 已被WHO宣布不再推荐此 疫苗的应用。
生物技术与人类健康 9.1.4.1 霍乱弧菌疫苗
生物技术与人类健康 9.1.2.2 体液免疫和细胞免疫
生物技术与人类健康 9.1.2 免疫系统及疫苗的作用机制
9.1.2.3
疫苗的作用原理
静止T 细胞 激活 病原微生物
辅佐细胞 (树突状细胞）
Ag
Ab 激活 活化的T细胞 浆细胞 静止B 细胞 记忆B 细胞
生物技术与人类健康 9.1 生物技术与疫苗
生物技术与人类健康 9.1.3 病毒性疾病的疫苗
9.1.3.2 艾滋病病毒疫苗
艾滋病全称为人类获得性 免疫缺陷综合征，是由人 类免疫缺陷病毒引起的。
HIV模式图
生物技术与人类健康 9.1.3.2 艾滋病病毒疫苗
• 艾滋病疫苗的研究主要是通过克隆病毒外膜蛋白 和gp160及gp120基因后在不同的表达系统中表达， 以获得基因工程疫苗 。目前该疫苗大多处于临 床试验阶段,尚未大规模使用。
生物技术与人类健康 9.1.3 病毒性疾病的疫苗
9.1.3.1 肝炎病毒疫苗 乙型肝炎病毒（HBsAg）
1981年Edman等克隆 了该抗原基因并大量 表达。 美国、日本采用酵母 表达系统生产表面抗 原而制成 疫苗。 以色列等国采用仓鼠 细胞生产疫苗。 我国可采用以上两种 表达系统生产疫苗。
生物技术与人类健康 9.1.1 疫苗概说
疫苗(vaccine )最初因牛痘而得名，即用牛制备的疫苗。Jenner是牛痘的 发明者，但他并不清楚为什么牛痘能够预防天花。
天花： 在18世纪以前是一种致死率很高的烈性疾病，即使有人幸存下 来，也经常会产生永久性的毁容、神志错乱和失明等后遗症。
百度文库
生物技术与人类健康 9.1.1 疫苗概说
9.1 生物技术与疫苗
2010年3月20日多名家长要求山西省卫生厅彻查疫苗事件原因
生物技术与人类健康 9.1 生物技术与疫苗
网易：2010年4月初常州疫苗造假事件专题： http://news.163.com/special/000149MP/czyimiao.html 江苏延申承认：4批次近18万份狂犬疫苗不合格 延申与福尔7批次人用狂犬疫苗有问题 "问题疫苗"广东2.3万份已接种 江西8600份
霍乱不是一种侵袭性感染，病菌不进入血液，只是 局限在肠道内，但它在肠道内繁殖并释放毒素。 根据霍乱弧菌的致病机理，科学家们利用基因工程技 术研制了重组B亚单位疫苗，是已被WHO推荐应用的疫 苗。 我国军事医学科学院生物工程研究所经过十多年的研 究研制出了国家一类新药rBS-WC口服霍乱疫苗，并已 上市。
1980年世界卫生组织（WHO）在第三十三届世界卫生大会上宣布全球已经 消灭了天花。目前天花病毒样本仅保存在两个地方：美国佐治亚州亚特兰 大市美国国家疾病控制与预防中心和俄罗斯的VECTOR研究所。
生物技术与人类健康 9.1.1 疫苗概说
疫苗之父-Pasteur
1877年，法国，巴斯德：首次用降低了 致病力的鸡霍乱弧菌制成活疫苗。给鸡接 种这种减毒细菌后，可使鸡获得对霍乱的 免疫力。 这项研究说明：用人工的方法可以使细 菌的毒力减弱或消失；一种细菌一旦失去 了毒力，就有可能用于机体免疫，控制疾 病的发生。 从而发明了第一个细菌减毒活疫苗-鸡霍 乱疫苗。
生物技术与人类健康 9.1 生物技术与疫苗
9.1.2
9.1.2.1
免疫系统及疫苗的作用机理
免疫系统
免疫系统是人体抵御病原菌侵犯最重要的保卫系统。由免疫 器官、免疫组织、免疫细胞和免疫分子组，是防卫病原体入 侵最有效的武器，它能发现并清除异物、外来病原微生物等 引起内环境波动的因素。但其功能的亢进会对自身器官或组 织产生伤害。在很多由于自身免疫引起的疾病中，CD4+ T细 胞起着重要的作用。 P210——P211
生物技术与人类健康 9.1 生物技术与疫苗
9.1.1
疫苗概说
我国早在宋真宗 （998-1023年）， 就有关于人痘法预 防天花的记载。后 来种痘的方法经阿 拉伯人传到欧洲并 流传开来。
1796年英国医生Jenner从一挤奶女工感染的痘孢中，取出孢浆接种到 一个8岁男孩的手臂上，然后让其接种天花脓孢液，结果该男孩并未染 上天花，证明其对天花确实具有免疫力。由于这种方法安全可靠，得到 广泛应用。
生物技术与人类健康 9.1.3.3 其他病毒性疾病的疫苗
流感疫苗
流感病毒极易发生变 异, 能逃避抗体的作用。所 以长期未有有效的疫苗面市。 1993年Ulmer首先将流感病 毒高度保守的NP基因插入质 粒中制成核酸疫苗免疫小鼠， 并取得了令人满意的效果。
流感病毒
生物技术与人类健康 9.1.3.3 其他病毒性疾病的疫苗
生物技术与人类健康 9.1.2 免疫系统及疫苗的作用机制
9.1.2.2
体液免疫和细胞免疫
体液免疫 主要是通过抗体与体液中的致病原（细 菌、病毒和毒素）结合形成复合物，直 接消灭致病原。
细胞免疫 抗原进入机体后，通过刺激免疫应答可产 生致敏的T淋巴细胞，这些细胞可通过破 坏被病原体感染的细胞二杀灭病原体，达 到抗感染的目的。因此，将这种由T淋巴 细胞介导的免疫成为细胞免疫。
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生物技术与人类健康
9 生物技术与人类健康
9.1
生物技术与疫苗
百度百科：2010年3月山西疫苗事件 http://baike.baidu.com/view/3371387.htm 新浪：山西疫苗专题：http://news.sina.com.cn/z/shanxiyimiao/
生物技术与人类健康
生物技术与人类健康 9.1.1 疫苗概说
第三代疫苗 (核酸疫苗 ) 将含有编码病原体抗原基因序列的质粒载体直接 作为疫苗，经肌肉注射或微弹轰击等方法导入体 内，通过宿主细胞表达系统表达抗原蛋白，诱导 宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答，形成对相应 病原的免疫保护作用。 特点 用含有病原体抗原基因序列的质粒载体直接作为 疫苗。
9.1.3
病毒性疾病的疫苗
• 艾滋病 ：人类和灵长类动物免疫缺陷型严重疾病。1999
年，全世界已有3400万人感染了艾滋病病毒，其中1600万 人死于艾滋病。每天估计有1.6万人受到感染。
• 乙型肝炎：乙型肝炎患者及健康带毒者在我国大约有1.3
亿人，每10个人就有一个。
• 流感病毒
人类的常见病和多发病。
生物技术与人类健康
学习目的
认识医学领域是现代生物技术应用最广泛、 成绩最显著、发展最迅速的领域。 了解生物技术对疫苗生产、疾病诊断、生 物制药等领域的影响；了解生物技术对人类 健康、延长人类寿命、提高生活质量所具有 的不可估量的作用。
生物技术与人类健康 9 生物技术与人类健康
引言
• 医药卫生领域是现代生物技术应用最广泛、 成绩最显著、发展最迅速、潜力也最大的一 个领域。 生产常规方法不能生产的药品或制剂。 生产灵敏度高、反应专一、实用性强的临床 诊断新试剂。 提供安全性能好、免疫能力强的新一代疫苗。
生物技术与人类健康 9.1.1 疫苗概说
第一代疫苗 19世纪中叶，法国科学家Parsteur首先发明了 减毒疫苗的制备技术。用病原体减毒或弱化制成疫 苗，称之为第一代疫苗。 特点 以减毒、弱化或灭活的病原体做疫 苗。
生物技术与人类健康 9.1.1 疫苗概说
第二代疫苗 (基因工程疫苗 ) 将病原体的抗原（某种蛋白质）基因克隆在 细菌或真核细胞内，利用其生产的病原体抗原作 为疫苗。 特点 利用病原体的某些抗原成 分作为疫苗。
电子显微镜 下的HIV
生物技术与人类健康 9.1.3 病毒性疾病的疫苗
9.1.3.3 其他病毒性疾病疫苗 小儿麻痹症疫苗
小儿麻痹症是由脊髓灰质炎病毒引起的中枢 神经系统疾病。通过基因工程方法改变脊髓灰质 炎病毒的基因结构，获得弱化了的脊髓灰质炎病 毒，用它研制成了小儿麻痹口服疫苗。通过基因 工程方法制得脊髓灰质炎病毒衣壳蛋白VP1、VP2 和VP3作为注射疫苗。
地点：江苏常州 厂商：江苏延申生物科技股份有限公司 事件：被查实在狂犬疫苗生产过程中长期故意造假，导致 大量问题疫苗流向市场，受害者最少超过100万人。 危害：21万份狂犬疫苗均全被使用
生物技术与人类健康 9.1 生物技术与疫苗
疫苗与一般药物的区别
• 用于健康人群 • 主要用于婴幼儿和儿童 • 通过免疫机制使健康人 预防疾病 • 均为生物制品 • 能彻底控制和消灭某一 疾病，如天花 • 用于患病人群 • 因疾病分布不同而用于不同 年龄段的患者 • 主要用于治疗疾病或减轻病 人的症状 • 包括天然药物、化学合成药 物、生物药品等人类可通过 一般药物减轻病痛
生物技术与人类健康 9.1.3 病毒性疾病的疫苗
9.1.3.4
基因工程多价疫苗
• 利用基因工程的方法将多种病原体的相关抗原融 合在一起，产生一种带有多种病原体抗原的融合 蛋白。，或将多种病原体相关抗原克隆在同一个 载体（多价表达载体）上，达到同时对多种相关 疾病进行免疫的目的。 • 美国于1986年10月首先研制了一种含有疱疹病毒、 肝炎病毒和流感病毒的疫苗。
生物技术与人类健康 9.1.3.1 肝炎病毒疫苗
甲型肝炎病
毒
• 国外已有甲型肝炎病毒灭活疫苗面市。 • 我国使用的减毒疫苗也取 得了很好的效果。国内基 因工程空壳甲肝病毒及痘 苗活病毒疫苗也显示了很 好的免疫原性。
生物技术与人类健康 9.1.3.1 肝炎病毒疫苗
戊型肝炎病毒
• 戊型肝炎是乙肝和甲肝之外的又一种重要的病毒 性肝炎。在临床症状上与甲肝相似, 患者有明显 的乏力、食欲减退、恶心、呕吐，部分患者可出 现黄疸。 • 接种疫苗是预防戊肝的最好办法。不过，迄今为 止世界上仍未有疫苗获批上市。厦门大学国家传 染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心科研人员 经过艰苦的联合攻关，首次成功地利用大肠杆菌 表达系统获得了戊型肝炎类病毒颗粒，目前正准 备进入III期临床试验。如果获得成功，该疫苗 将成为继乙肝疫苗之后,世界上第二个基因工程 病毒疫苗。
狂犬病疫苗
狂犬病疫苗是继天花之后，人类最早应用的 第二个疫苗。狂犬病疫苗经历了脑组织细胞培养、 基因工程、合成肽及抗独特型抗体疫苗等几个发 展阶 段。最近又发展了动物实验效 果较好且更为安全的金丝雀痘 病毒活疫苗。
狂犬病毒
生物技术与人类健康 9.1.3.3 其他病毒性疾病的疫苗
疱疹病毒疫苗 EB（Epstein-Barr）病毒是5种疱疹病 毒之一。在非洲，这种病毒主要侵染B淋巴细 胞引起波克梯氏淋巴瘤，在地中海地区及包 括我国在内的亚洲地区则主要浸染口、咽上 皮细胞引起鼻咽癌。现在已成功地构建EB病 毒膜抗原的重组痘苗病毒，以及中国仓鼠表 达系统，并完成了成人、儿童和幼儿的免疫 观察。
虽然在他这前英国医生Jenner发明牛痘接种法，但有意识 地培养制造成功免疫疫苗，并广泛应用于预防多种疾病， 巴斯德堪称第一人。
生物技术与人类健康 9.1.1 疫苗概说
疫苗(vaccine) • 广义的疫苗是指将病原微生物（如细菌、立克次氏体、 病毒等）及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用 基因工程等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制 剂。其中，由细菌制成的称为菌苗；由病毒、立克次 体、螺旋体等制成的称为疫苗。 典型的疫苗主要是灭活或减毒的致病物，即病原物 在培养、纯化后，或者被灭活，或者降低毒性，但 前提是不丧失引起免疫反应的能力。
生物技术与人类健康 9.1.3.1 肝炎病毒疫苗
丙型肝炎病毒
• 丙型肝炎是由丙肝病毒（HCV）所引起，是通过输 血或血制品、破损的皮肤和黏膜、静脉注射毒品、 性传播、母婴传播等传染引起的。丙型肝炎病毒 感染后，大部分患者转为慢性肝炎，其中部分患 者可发展为肝硬化甚至肝癌。对感染者的危害远 大于乙肝病毒感染。 • 由于丙型肝炎病毒目前尚未能培养成功。而且丙 肝病毒还存在着高突变率，尤其是包膜区的多变 性，目前已知至少存在6种不同基因型的病毒，各 型之间的异源性高达25%～30%，给丙肝疫苗的研 究带来了重重困难。这也是为什么至今仍未见有 丙肝疫苗上市的原因之一。