生物技术在疫苗领域的应用
生物技术在人类疫苗研发中的应用

生物技术在人类疫苗研发中的应用随着科技的不断发展,传统的医药技术正在不断被新的生物技术所替代。
生物技术应用于疫苗研发已经成为疾病防控的新的发展方向。
疫苗是人们预防和控制传染病的一个重要的手段,而生物技术则有助于加速疫苗研发的过程,提高疫苗的质量和效果。
本篇文章将从基因工程、蛋白质技术和组织工程三个方面来介绍生物技术在人类疫苗研发中的应用。
一、基因工程基因工程可以将DNA从一种生物体中提取出来,再将其转入到另一个生物体细胞中,并使其表达。
这种技术可以制造出具有特殊功能的蛋白质,如常规疫苗中的毒素抗原、微生物抗原以及病毒抗原等。
基因工程技术的应用在疫苗研发中非常广泛,例如,现代mRNA和DNA疫苗的研制,都属于基因工程领域。
以SARS-CoV-2为例,科学家们根据其基因序列,开发了一种新型的mRNA疫苗,这种疫苗能够在人体细胞内产生病毒表面的蛋白质,从而诱导免疫系统产生抗体。
由于基因工程技术对疫苗的制备具有很强的灵活性和可控性,即可以快速地对应到新的病毒株上,这种疫苗已经在全球范围内得到了广泛的应用。
二、蛋白质技术蛋白质技术是一种将某种蛋白质从一个生物体纯化出来,并使其在另一个生物体细胞中表达的技术。
这种技术在疫苗研发中用于生产各种外形、性状、性质的特殊蛋白质,以使其符合特定的疫苗需求。
这种技术特别适用于人呼吸道合胞病毒(RSV)和腺病毒、肺炎球菌和乙型肝炎等病毒的疫苗研究,以及获得稳定清洁的抗原性蛋白,在诱导体内免疫应答方面有着重要的应用。
以人乙型肝炎疫苗为例,疫苗中使用的抗原就是由重组DNA技术生产的表面抗原。
重组表面抗原成分是乙型肝炎病毒的有效部分,可以让人体产生免疫力,进而抵御病毒感染。
通过蛋白质技术能够精确地刻画抗原蛋白的概貌、结构,并能精细地掌控出具有高生物活性和长时间作用的抗原性蛋白。
三、组织工程组织工程技术可以利用三维组织工程的方法从人体中复制出一个新的完整器官或组织。
在疫苗研发中,组织工程技术能够生产出自由软组织类疫苗,例如,牛痘疫苗、水痘疫苗、麻疹疫苗等。
生物制药技术用于病毒疫苗生产的优势分析

生物制药技术用于病毒疫苗生产的优势分析病毒疫苗是预防和治疗传染病的重要手段之一。
随着科技的不断发展,生物制药技术的应用为病毒疫苗的生产带来了巨大的优势。
本文将探讨生物制药技术在病毒疫苗生产中的优势,并分析其对疫苗质量、生产效率和新型疫苗研发的影响。
首先,生物制药技术能够提高疫苗的质量。
传统的病毒疫苗生产方法通常依赖于培养活病毒,并将其通过复杂的处理步骤进行灭活或复制。
这种方法容易引入其他成分或杂质,导致疫苗安全性和有效性的风险。
相比之下,生物制药技术利用基因工程手段,将病毒的关键抗原蛋白基因导入表达宿主中,通过宿主细胞产生大量的蛋白,从而获得高纯度的疫苗抗原。
这种方法减少了传统处理步骤中可能引入的杂质,提高了疫苗的纯度和安全性。
其次,生物制药技术能够提高疫苗的生产效率。
传统的病毒疫苗生产过程中需要大量的活病毒,并依靠灭活或复制等方法进行处理,操作繁琐且时间长。
而生物制药技术则通过基因工程手段将病毒抗原基因导入宿主细胞中,利用宿主细胞的代谢功能大量生产蛋白。
这种方法充分利用了细胞系统的生物合成能力,大大缩短了生产周期,提高了生产效率。
与此同时,由于生物制药技术的工艺过程相对简单,也能够减少原材料和能源的消耗,降低了生产成本。
此外,生物制药技术可以促进新型疫苗的研发。
传统的病毒疫苗生产方法主要依赖于培养和繁殖活病毒,这限制了疫苗的种类和开发速度。
相比之下,生物制药技术可以通过基因工程手段导入病毒抗原基因,产生精确且高效的疫苗抗原。
这为新型疫苗的研发提供了方便和快捷的途径。
例如,基于生物制药技术的基因重组亚单位疫苗,如重组蛋白亚单位疫苗和重组病毒载体疫苗,已在世界范围内得到广泛应用,为防治传染病提供了新的选择。
然而,生物制药技术也存在一些挑战和限制。
首先,由于生物制药技术需要细胞表达和大规模培养,所以会产生一定的生物安全风险。
为了确保生产过程的安全性,需要建立严格的质量控制和监测体系,防止非预期的结果发生。
生物制药技术在疫苗生产中的应用

生物制药技术在疫苗生产中的应用疫苗一直是医学界攻克传染病的利器之一,而现代科技对疫苗生产的影响也越来越大。
生物制药技术在疫苗生产中的应用,为生产高效、安全、有效的疫苗提供了新的途径。
一、了解生物制药技术生物制药技术是利用生物学及生物化学原理研究、制备和应用有用的药物。
它主要包括四个步骤:1.选择适合的生物发酵材料和培养基,并进行培养和扩增;2.利用高效分离纯化技术分离纯化所需的药物;3.进行结构鉴定、分析、检测,验证其效果与安全性;4.进行大规模生产、销售和应用。
生物制药技术最常用的技术是基于真核细胞和原核细胞的转染技术。
真核细胞主要用于生产蛋白质类药物,比如单克隆抗体。
而原核细胞则主要用于生产小分子抗生素等化学合成比较困难的药物。
二、生物制药技术在疫苗生产中的应用现在,许多疫苗都是利用生物制药技术生产出来的。
在疫苗的生产中,生物制药技术可以用于疫苗的生长、提纯和鉴定。
1.病毒培养生物制药技术中的细胞培养技术,可以提供一个菌落形成的条件。
在病毒培养中,就可以利用细胞培养技术生产出适当的病毒,以便制造疫苗。
目前最常用的是细胞发酵技术,这种技术采用细胞培养器培养细胞,将这些细胞通入纯化设备,使其按流程纯化。
2.提取和纯化疫苗的制造需要大量的提取和纯化步骤,以确保病毒或细菌可以进行反应,并生成有效的疾病预防。
传统技术中,利用鸡蛋和小鼠来培养和提取病毒。
而生物技术则利用细胞培养的技术来快速增加病毒。
将产生的病毒提取到培养物中的纯化筛选处理中,通过针对病毒的结构、酶活性和物理性质等方面的研究,将病毒类型防止在混合物中。
3.鉴定和质量控制疫苗生产商需要确保疫苗是安全有效的,因此他们会给疫苗添加一定的保护剂,以防止其污染和质量损失。
这些保护剂包括糖类、胺类和蛋白类。
生物制药技术对疫苗和保护剂样品进行分析、检测、量化和纯化等处理,并使用相关的质量控制工具,以确保疫苗的稳定性、一直以来的疫苗物质的性能及其质量。
4.基因工程技术随着生物制药技术的不断发展,越来越多的疫苗通过基因编辑技术生产制造出来。
生物技术在疫苗研发中的应用

生物技术在疫苗研发中的应用疫苗,作为预防和控制传染病最有效的手段之一,其研发和生产一直是全球公共卫生领域的重要课题。
而生物技术的迅速发展,为疫苗研发带来了前所未有的机遇和突破。
生物技术,简单来说,是指利用生物体(包括微生物、动物和植物)或其组成部分(细胞器和细胞)来生产有用物质或进行有益过程的技术。
在疫苗研发中,生物技术的应用广泛且深入。
基因工程技术是其中一项关键的应用。
通过基因工程,科学家可以对病原体的基因进行重组和修饰,从而获得更安全、更有效的疫苗。
以乙肝疫苗为例,传统的血源性乙肝疫苗存在一定的安全隐患,而利用基因工程技术生产的重组乙肝疫苗则有效地解决了这个问题。
科学家将乙肝病毒表面抗原的基因插入到酵母菌或哺乳动物细胞中,使其大量表达乙肝表面抗原,经过纯化后制成疫苗。
这种疫苗不仅安全性高,而且免疫效果好。
此外,蛋白质工程技术在疫苗研发中也发挥着重要作用。
蛋白质工程可以对疫苗中的抗原蛋白进行改造,提高其免疫原性和稳定性。
例如,通过对流感病毒表面蛋白的结构进行分析,利用蛋白质工程技术对其关键位点进行修饰,使其能够诱导更广泛和更强烈的免疫反应,从而研发出更高效的流感疫苗。
细胞工程技术为疫苗的研发提供了新的途径。
利用细胞培养技术,可以大规模生产疫苗所需的细胞和抗原。
例如,在生产脊髓灰质炎疫苗时,使用细胞培养技术可以获得大量纯净的病毒抗原,提高疫苗的产量和质量。
生物技术还促进了新型疫苗的研发。
比如,核酸疫苗的出现就是生物技术的一大成果。
核酸疫苗包括 DNA 疫苗和 RNA 疫苗,它们直接将编码病原体抗原的核酸序列导入人体细胞,使细胞表达抗原蛋白,从而激发免疫反应。
这种疫苗具有制备简单、易于保存和运输等优点,为疫苗研发带来了新的思路和方法。
除了上述技术,生物技术在疫苗的质量控制和安全性评估方面也具有重要意义。
利用生物技术手段,如基因测序、蛋白质分析等,可以对疫苗的成分进行精确检测,确保疫苗的质量和安全性。
生物化学技术在疫苗生产中的应用

生物化学技术在疫苗生产中的应用随着科学技术的不断发展,生物化学技术在疫苗生产中扮演着越来越重要的角色。
生物化学技术的特点是能够快速准确地检测出病菌的蛋白质、核酸和多糖等生物分子,从而使疫苗生产的效率和质量都得到了极大的提升。
1. 引言:疫苗生产的现状疫苗是预防传染病的最佳方法之一,对于人类的健康和生命都有着至关重要的作用。
但是,疫苗的生产一直是一个非常复杂和耗时的过程。
传统的疫苗生产方法通常需要在动物体内培养病菌,然后从中提取病毒和细菌,接着将其灭活或者削弱后制成疫苗。
这种方法需要投入大量时间和资源,并存在着病毒和细菌污染的风险。
因此,在现代的生物化学技术的帮助下,疫苗生产方式已得到了极大的改善。
2. 疫苗生产中的蛋白质工程技术利用蛋白质工程技术生产疫苗是现代疫苗生产的主流方式之一。
这种技术可以将特定基因转移到真核生物或革兰氏阳性菌中,利用宿主细胞表达蛋白并进行纯化和制备。
这种制备方式相比于传统制备方式更高效、更稳定,并且更能确保疫苗的质量。
例如,人乙肝病毒疫苗就是利用蛋白质工程技术制备的。
3. 多糖疫苗的生产多糖疫苗是一种针对细菌多糖抗原所制备的疫苗,多糖抗原存在于如肺炎球菌和流感嗜血杆菌等致病菌中。
这种疫苗生产通常需要先将多糖抗原进行化学修饰,才能达到更强的免疫原性。
然后将多糖抗原和一些蛋白质等辅助抗原结合在一起形成疫苗。
在生产多糖疫苗时,生物化学技术的主要作用是检测和分析多糖的结构,以及确定辅助抗原的最佳配比和结构,以此确保疫苗的高效性和安全性。
4. DNA疫苗DNA疫苗是一种基于蛋白质工程技术和基因工程技术的新型疫苗。
这种疫苗的制备方式是将目标基因注入表达载体中,然后利用该载体将基因导入到宿主细胞中,达到表达的效果。
DNA疫苗具有诸多优点,如制备简单、流程短、质量稳定等。
然而,DNA疫苗的应用目前还存在着一些挑战,如如如如如如中间部分省略如如如如如如5. 疫苗生产中的生物化学检测技术生物化学检测技术是生产高效而安全的疫苗的关键之一。
疫苗研发中的生物技术进展

疫苗研发中的生物技术进展生物技术在疫苗研发领域中发挥着至关重要的角色。
随着科学的进步和技术的发展,各种生物技术手段被应用于疫苗的研发过程中,推动了疫苗的效果和安全性的提高。
本文将就生物技术在疫苗研发中的应用进行探讨。
一、基因工程技术在疫苗研发中的应用基因工程技术是生物技术中的重要分支,广泛应用于疫苗研发领域。
通过基因工程技术,科研人员可以将特定的基因导入到疫苗候选物中,使其具备更好的免疫原性和抗原性。
实例一:重组疫苗的应用基因工程技术的一项重要成果是重组疫苗的研发与应用。
在传统疫苗制备中,常常需要从活体病毒中提取抗原进行疫苗生产,但这种方法制备的疫苗存在很多限制和风险。
而通过基因工程技术,研究人员可以将目标病毒的基因导入到宿主细胞中,使其表达出特定抗原,从而制备出纯化的、高效的重组疫苗。
例如,乙型肝炎疫苗就是通过基因工程技术制备的。
实例二:DNA疫苗的应用DNA疫苗是一种新兴的疫苗类型,其基本原理是将目标抗原的DNA序列导入宿主细胞,通过细胞内的机制表达出抗原,从而引发免疫反应。
相比传统疫苗,DNA疫苗具有制备简单、能够诱导细胞免疫和体液免疫等优势。
目前,DNA疫苗已经被用于多种疾病的研究和临床试验,比如艾滋病、流感等。
二、蛋白工程技术在疫苗研发中的应用蛋白工程技术是生物技术中重要的手段之一,也被广泛应用于疫苗的研发。
通过蛋白工程技术,研究人员可以对病原体抗原进行改良、修饰,以获得更强的抗原性和更好的免疫原性。
实例一:重组亚单位疫苗的应用重组亚单位疫苗是利用重组基因工程技术制备的一类疫苗,通过将病原体的抗原蛋白部分或其表位导入宿主细胞进行表达,然后通过纯化和包装等工艺制备而成。
重组亚单位疫苗相对于传统全病毒疫苗而言,安全性更高、副作用更少,并且可以精确调控特定抗原的免疫原性。
乙脑疫苗就是一种重组亚单位疫苗。
实例二:合成抗原疫苗的应用合成抗原疫苗是指通过化学合成的方法直接合成病原体表面抗原的肽段,进一步构建疫苗。
生物信息学在疫苗研究中的应用

生物信息学在疫苗研究中的应用疫苗是人类预防传染病的重要手段。
它通过引入微生物抗原,激发人体自身的免疫反应,从而产生免疫保护。
疫苗研发是一项复杂而长期的任务,需要从病原体结构、生物学特性、免疫机制等多个方面进行深入研究。
在这项研究中,生物信息学起到了不可替代的作用。
一、基因组学和病原体研究通过基因组学分析,可以得到病原体的整个基因组信息,包括基因组大小、基因组结构、基因数目、功能等信息。
同时还可以进行基因组比较研究,比较不同菌株之间的遗传差异、基因演化等。
这些信息可以进一步用于病原体分类、诊断、治疗等方面。
病原体基因组的解读对疫苗研发至关重要。
我们可以在基因组中找到疾病引起的毒力决定基因、表面抗原基因等,从而进行更加准确的疫苗设计。
例如,对于甲型流感病毒,我们可以在基因组信息中找到其表面糖蛋白(hemagglutinin)和神经氨酸酰化酶(neuraminidase)基因,进一步设计出能够应对不同病毒亚型的疫苗。
二、蛋白质组学和抗原研究蛋白质是疫苗设计的重要组成部分。
生物信息学可以通过蛋白质组学技术,预测病原体的蛋白质结构、功能和相互作用,进一步筛选出适合作为疫苗抗原的蛋白质。
例如,利用生物信息学预测得到的结核分枝杆菌Rv2608蛋白质,可以作为结核病疫苗的新抗原。
同时,生物信息学还可以进行大规模的蛋白质组学分析,挖掘出潜在的疫苗抗原。
例如,对肺炎球菌进行全基因组分析,发现一个新的独特蛋白质PcsB,可以作为新型肺炎疫苗的抗原。
三、免疫组学和免疫机制研究生物信息学还可以在免疫组学和免疫机制研究中发挥作用。
通过免疫组学技术,可以预测病原体抗原的免疫原性和免疫识别图案。
这对于疫苗设计来说至关重要。
同时,通过免疫学技术,还可以深入研究宿主抗原-抗体相互作用,探究免疫的分子机制和细胞机制。
例如,在SARS-CoV-2病毒疫苗的研发过程中,生物信息学可以挖掘出病毒的表面抗原,通过计算机预测模拟,选择最有可能诱发免疫反应的抗原区域作为疫苗设计的靶点。
生物学在疫苗研发中的应用

生物学在疫苗研发中的应用近年来,疫苗研发在预防和控制传染性疾病方面起到了至关重要的作用。
而作为疫苗研发的基础科学,生物学在该领域发挥着重要的作用。
本文将探讨生物学在疫苗研发中的应用,并介绍一些常见的疫苗研发方法和技术。
1. 疫苗的基本原理疫苗是一种能够让人体产生免疫反应的物质,其主要原理是通过模拟人体感染病原体的方式,引起免疫系统的防御反应,从而产生特异性免疫力。
生物学在疫苗研发中首先需要分离和培养病原体,以便进行进一步的研究和疫苗生产。
2. 疫苗研发方法(1)灭活疫苗灭活疫苗是以灭活或失活的病原体为基础制备的疫苗。
生物学家通过培养病原体,然后使用物理或化学方法杀死病原体。
虽然灭活疫苗不能引起疾病,但仍能激发人体的免疫反应。
(2)减毒活疫苗减毒活疫苗是利用减弱或改变病原体的病原性来制备的疫苗。
通过培养病原体,在实验室中通过传代或基因工程技术使其失去致病性,从而制备减毒活疫苗。
减毒活疫苗能够提供充分的免疫保护,但同时又不会引起严重的疾病。
(3)亚单位疫苗亚单位疫苗是指使用已经纯化的病原体或者其组分制备的疫苗。
生物学家通过培养和提取病原体,获得病原体的特定组分,然后用这些组分制备疫苗。
亚单位疫苗能够激发免疫系统针对病原体的特定部分产生免疫反应。
3. 疫苗研发技术(1)细胞培养技术细胞培养技术是生物学中常用的技术之一。
在疫苗研发中,通过培养人类细胞或动物细胞,生物学家可以大量获得病原体,用于研究疫苗的制备和生产。
(2)反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)RT-PCR技术可以用来检测病原体的遗传物质。
通过反转录过程将病原体的RNA转化为DNA,然后利用PCR技术扩增这些DNA片段。
这一技术能够快速、准确地识别病原体,加速疫苗研发的过程。
(3)基因工程技术基因工程技术是生物学中的重要技术之一,也在疫苗研发中得到了广泛应用。
利用基因工程技术,生物学家可以通过改变病原体的遗传物质来减弱其病原性或增强其免疫原性,制备出更安全、有效的疫苗。
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生物技术在疫苗领域的应用现代生物技术是直接操作有机体细胞和基因的一种全新技术,已从七十年代纯学术性研究的分子生物学领域,发展成为解决农业、医疗保健、环境保护等众多社会热点问题的重要手段。
特别是近十年来,在全球HGP计划的推动下,转基因动物、转基因植物、克隆技术等方面的研究取得了突破性进展,为生物技术在预防性和治疗性疫苗领域的应用打下了坚实的基础,带来了无限光明的前景。
疫苗是目前医学上最有潜力的防御性物质,它可在接受者体内建立起对入侵物质感染的免疫抗性,从而免受疾病侵染。
经典的疫苗主要是灭活和减毒的致病微生物,其生产方式存在着成本高、疫苗有效期短、运输不便等明显缺点。
从本世纪八十年代中期以来,随着DNA克隆重组技术的日益成熟,特别是基因工程的发展,人们开发生产新疫苗的有效途径大为拓展。
1 基因工程疫苗基因工程疫苗指的是用基因工程的方法,表达出病原物的特定基因序列,将表达产物(多数是无毒性、无感染能力,但具有较强的免疫原性)用作疫苗。
如将乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)基因转移到痘病毒基因组中,当将这种重组病毒接种到人或动物身体上就会产生许多乙肝表面抗原,刺激机体产生对乙肝病毒的抵抗能力。
基因工程疫苗十分安全,避免了常规疫苗存在的许多明显缺点。
基因工程疫苗主要有以下几种类型:1.1 亚基疫苗。
它是利用病原物结构的某一部分(即亚基)制得的疫苗。
目前成功的例子较多,具有代表性的是单纯疱疹病毒疫苗、口蹄疫病毒疫苗、人乙型肝炎病毒疫苗等。
这些疫苗生产的基本原理是:首先鉴定出病原物中哪些成分能够激发机体产生抗体,如单纯疱疹病毒1型(HSV—1)衣壳糖蛋白D(gpD)、口蹄疫病毒衣壳蛋白1(VP1)等,再分离出编码该蛋白亚基的基因,然后转移到特定的载体DNA—大肠杆菌质粒DNA 上,再大量增殖大肠杆菌,在菌体溶解后,就可获得大量相应的病毒蛋白亚基,将这些病毒蛋白亚基纯化,并与辅剂混合,就能生产大量该病毒的亚基疫苗。
除了用质粒—大肠杆菌系统生产亚基疫苗外,近几年来,杆状病毒—昆虫细胞系统已被普遍接受为用于表达异源基因最佳表达系统之一。
如在该系统中表达的人乙型肝炎病毒表面抗原蛋白已与相应的天然蛋白结构非常类似,而且产量也相当理想。
用这一系统表达的畜禽病原体疫苗研究也已取得成功,如狂犬病毒糖蛋白亚基、蓝舌病毒的不同结构蛋白亚基、鸡新城疫病毒血凝素—神经氨酶、鸡马立克病毒的与肿瘤相关的磷蛋白等均已在该系统中得到成功表达。
此外,在抗细菌疫苗中,抗洛基山出血热的亚基疫苗已研制成功,免疫避孕疫苗的亚基疫苗已进入临床试验,抗疟原虫的多亚基重组疫苗也已研制成功。
1.2 肽疫苗。
引起免疫反应的病原微生物各部分并不都起相同的作用,往往只有部分结构物质起决定作用,称抗原决定簇。
如病毒颗粒,只有位于病毒衣壳外表可以与抗体结合的蛋白,其结构域才能引起免疫反应,像这种类似于抗原决定簇的小肽用作的疫苗称肽疫苗。
最先研究的肽疫苗是口蹄疫肽疫苗。
口蹄疫是一种可借空气传播的在猪、牛中引起严重感染的重要传染病,是世界畜牧业生产中危害最大的疾病。
研究人员发现,口蹄疫病毒衣壳蛋白1(VP1)的141—160肽段在豚鼠体内产生了足以抵御口蹄疫病毒感染的抗体,而完整的衣壳蛋白1以及其它肽段在豚鼠体内产生的抗体水平则相对较低。
进一步研究发现,把141—158和200—213两个肽段连接起来,形成一个较长的肽,然后免疫豚鼠,可以激发豚鼠产生高水平的抗体,在牛体内的试验,也有同样的效果,这样的肽段将有可能成为预防口蹄疫的有效疫苗。
抗疟原虫疫苗也是人们研究的热点之一。
由于疟原虫引起严重威胁人类健康的疟疾,尤其在发展中国家发病严重,而且疟原虫培养困难,抗原成分复杂。
因此,人工合成的肽疫苗和基因工程重组肽疫苗可能是研制抗疟原虫疫苗的理想途径。
目前,在该领域内人类已经获得四处人工合成的肽疫苗,三种基因工程肽疫苗。
另外,免疫避孕疫苗中,也有一种肽疫苗进入临床试验,抗肿瘤的热休克蛋白—肽复合体疫苗也已研制成功。
对于肽疫苗来说,还有许多研究和改进的工作要做。
相信在不久的将来,合成肽疫苗会以其高度的特异性,低廉的价格及良好的免疫原性,将会成为传统疫苗的有效替代品。
1.3 活体重组疫苗。
活体重组疫苗已成为新一代疫苗的重要组成部分,它是指利用基因工程的原理和方法,对一些细菌和病毒进行改造、重组,形成具有特定免疫原性的疫苗。
这类活体重组疫苗可以是非致病性微生物,通过基因工程的方法,让它携带并表达某种特定病原物的抗原决定簇基因,产生免疫原性;也可以本来是致病性微生物,通过基因工程的方法修饰或去掉毒性基因以后,仍保持免疫原性,后者又称为弱毒疫苗。
一般的活体重组疫苗都需要用减毒的、温和的病原物作为载体,载体的主要功能是运送和表达编码外源的抗原基因。
根据载体的不同,通常将能在寄主细胞内复制的含有病原基因组和质粒的载体称复制性载体,如目前常用的痘苗病毒载体、门哥病毒载体、麻疹病毒载体等;而那些免疫接种哺乳动物乃至人类,或感染非禽类细胞或细胞系后,只能进行早期复制及基因表达,而不能装配形成子代病毒并释放出来的载体则称为非复制性载体,如非复制性禽痘病毒载体、金丝雀痘病毒载体及非复制性人类腺病毒载体等。
在复制性载体疫苗中,霍乱活体疫苗的研究较有代表性。
人们利用DNA重组破坏了霍乱弧菌肠毒素,成为非致病菌,但仍具有与致病性霍乱菌相同的其它生物化学性质,可以用作活体疫苗。
目前,能够在重组痘苗病毒载体中表达的外源基因已有几十种,在门哥病毒、流感病毒、麻疹病毒等载体中表达的外源基因也有多种。
有些作为治疗性疫苗已开始临床应用,特别是在治疗肿瘤方面,如利用痘苗病毒载体表达的一种广泛存在于结肠癌、胃癌、肺癌等细胞中的特异性抗原CEA的活体重组疫苗、广谱黑色素瘤的多价黑色素抗原制备的活体重组疫苗等。
此外,治疗乙型肝炎、麻风病等活体重组疫苗也在试验阶段。
最近,非复制性金丝雀痘狂犬病毒重组疫苗的构建成功和人体初免试验取得良好效果,引起了广泛关注。
弱毒疫苗中,猪的伪狂犬病毒疫苗已获美国农业部批准,投放市场。
1.4 多价疫苗。
多价疫苗是指一种病毒带有两种以上的不同病毒的基因,一次免疫就可预防二种以上疾病。
其原理是在一条DNA或RNA链上,切除某段对寄主细胞有害的或不必要的基因,插入编码两种以上抗原的基因,在感染动物或人体时,可以同时产生两种以上的抗体,来预防两种以上的疾病。
随着活体重组疫苗水平的提高,多价疫苗成为可能。
英国成功地研制出仔猪三联疫苗,用于断乳仔猪抗胸膜炎嗜血杆菌、猪萎缩性鼻炎和猪丹毒病的联合防疫,效果好,使用方便。
我国也成功研制出仔猪肠毒素大肠杆菌的基因工程双价苗,并已出口海外。
2 基因疫苗1990年Wollf等人意外地发现将DNA直接注射入小鼠骨骼肌细胞后,可引起特异性的免疫反应。
这种直接给动物(包括人类)接种编码抗原的基因片段,可使该动物获得对抗原的免疫能力,达到免疫接种的目的,具有疫苗功能,称为基因疫苗或核酸疫苗。
通常接种的核酸(DNA或RNA),它既是基因载体,又是抗原来源。
目前研究最多的是DNA疫苗,主要针对一些危害较大的流行病、传染病。
尽管人们对基因疫苗的作用机制尚不清楚,但对其研究已经展开,在某些方面已取得令人鼓舞的进展。
2.1 流感DNA疫苗。
1993年Robinson直接将编码流感病毒血凝素的DNA克隆到表达载体中,肌注小鸡和小鼠,结果这些动物产生了抗流感病毒血凝素特异性抗体,并能抵抗致死剂量流感病毒的攻击。
还有科学家将流感病毒的核蛋白抗原基因克隆到质粒中,制备DNA疫苗,注射到小鼠肌细胞后,产生多种亚型的杀伤性T细胞;在致死剂量的同型病毒异源毒株的攻击下,免疫小鼠存活率达90%,对照组的存活率只有20%。
2.2 狂犬病DNA疫苗。
1994年Xing等将编码与致病性有关的狂犬病毒糖蛋白的cDNA插入质粒DNA,用该质粒DNA直接注射小鼠腓肠肌,免疫三次后,小鼠产生了特异性抗体和淋巴细胞。
用半致死剂量的病毒攻击,结果均获完全保护。
2.3 乙肝DNA疫苗。
Davis和Whalen的实验证明用含乙型肝炎表面抗原(HBsAg)及preS基因并有真核细胞启动子的重组质粒DNA免疫小鼠,可诱生抗体和致敏淋巴细胞。
在黑猩猩中的实验进一步证明了乙肝DNA疫苗的有效性。
实验结果提示,这类疫苗不仅可预防乙型肝炎和丙型肝炎病毒的感染,而且极有可能发展成为可供治疗乙肝、丙肝患者的治疗性疫苗。
2.4 结核病DNA疫苗。
1994年Lowrie等用含与结核杆菌抗原非常相似的麻风杆菌的热休克蛋白基因的质粒DNA免疫小鼠,结果表明DNA 免疫与常规卡介苗有相似的保护作用。
2.5 疟疾DNA疫苗。
1994年Sedegagh等构建了含有编码尤氏疟原虫环子孢子蛋白基因的质粒,该疫苗有较明显的抗感染作用。
最近的研究表明,这类疟疾基因疫苗有可能成为最早用于人类的抗虫基因疫苗。
此外,文滋病DNA疫苗、单纯疱疹病毒DNA疫苗,丙型肝炎DNA疫苗的研究也有一定的进展。
总之,基因工程疫苗、基因疫苗以其无可比拟的巨大优势,成为现代疫苗领域研究的热点,也符合世界卫生组织儿童计划免疫的长远目标。
正因为它有着巨大的潜力和应用前景,世界各国都争相发展。
目前,我国基因工程乙肝疫苗年产100万人份生产线已通过国家验收并投入使用,基因工程痢疾、霍乱疫苗已获准进行人群试验。
相信随着新世纪的到来,会有更多更好的这类疫苗出现,进一步促进人类的健康和生产发展。