病毒疫苗(基因工程)详解
基因工程疫苗ppt
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
苗（VAQTA）
由非甲型肝炎病毒引 公司、北京科兴
起的肝炎。首次免疫
应在预计接触前至少
2周进行。
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 风疹减毒活疫苗
用途
年龄为8个月以上的风疹易 感者
麻疹减毒活疫苗 预防麻疹病
森林脑炎灭活疫苗 用于预防森林脑炎
乙型脑炎灭活疫苗
➢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。
L. Pasteu第一次把狂犬病疫苗接种于人体 Von Behring发现了白喉抗毒素，获得第一个医学诺贝尔奖
基因工程疫苗
基因工程疫苗发布时间：2012-03-09 |基因工程疫苗是用基因工程方法或分子克隆技术，分离出病原的保护性抗原基因，将其转入原核或真核系统使表达出该病原的保护性抗原，制成疫苗，或者将病原的毒力相关基因删除掉，使成为不带毒力相关基因的基因缺失苗。
戊肝疫苗研制基因工程疫苗是用基因工程方法或分子克隆技术，分离出病原的保护性抗原基因，将其转入原核或真核系统使表达出该病原的保护性抗原，制成疫苗，或者将病原的毒力相关基因删除掉，使成为不带毒力相关基因的基因缺失苗。
包括多肽或亚单位疫苗、颗粒载体疫苗、病毒活载体疫苗、细菌活载体疫苗、基因重配疫苗以及基因缺失疫苗如乙肝疫苗等。
2012年1月11日——一个原本并不特殊的日子，却因一份捷报而注定要被载入史册。
科技部在这一天宣布：由厦门大学和养生堂万泰公司联合研制的“重组戊型肝炎疫苗（大肠埃希菌）”已获得国家一类新药证书和生产文号，成为世界上第一个用于预防戊型肝炎的疫苗。
这是50年来，人类在经受了10余次万人以上的戊肝重大疫情后等来的一份捷报。
14年“磨”出世界第一戊肝疫苗的成功研发，标志着我国在生物制药原始创新领域取得重大突破，它的面世让中国在基因工程病毒疫苗的原始创新上实现了零的突破。
11.3万人、30余万针次的研究显示，该疫苗具有良好的安全性和保护性。
2月28日，疫苗研发团队的核心成员——厦门大学国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心主任夏宁邵教授，在接受科技日报记者采访时表示：“重组戊肝疫苗是迄今唯一使用大肠杆菌表达系统研制的病毒疫苗。
它的成功研制扭转了国际医药界中‘原核系统不能用于病毒疫苗研制’的传统认识。
”“传统的疫苗研制方法主要有两种途径。
一种是将病毒放在细胞内进行大量培养、灭活，再辅以佐剂，用这种方法制成的疫苗叫灭活疫苗；第二种是将病原体在体外反复传代，去除其致病性，但保留其免疫原性，用这种方法制成的疫苗叫减毒活疫苗。
而我们这次是采用的基因工程技术。
第七章 基因工程病毒疫苗
研发工艺简单， 但研发时间长， 效率低，提纯工
艺的成本高
抵抗传统传染病 能力强，但应对 变异能力强的病
原菌能力弱
传统疫苗的缺点成为阻滞疫苗学发展的绊脚石
基因改造
基因工程技术 (gene engineering
technology)
蛋白体外表达 基因工程技术使病原菌基因改造与蛋白体外表达成为可能
亚单位疫苗
subunit vaccine
利用物理和化学方 用人工诱变、自然界
法将病原菌杀死， 筛选出的毒力降低，
使其丧失感染性而 使其对宿主丧失毒力，
保持免疫原性
但仍保持免疫原性
提取病原菌的蛋白 质结构，筛选出的 具有免疫原性的片 段，制成的疫苗
传统疫苗的缺陷
需要完整、可体 外大量培养的病 原体，不适用无 法在体外培养的
基因工程载体疫苗分类
重组细菌活载体
减毒或者无毒的活菌为载体，将病原体的保护性抗 原基因插入细菌的基因组或者质粒DNA中，并使之 高效表达的一种新型疫苗。
减毒：弗氏志贺菌、炭疽芽孢杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、伤寒沙门氏菌、假 结核耶尔森氏菌和单核细胞增多性李斯特菌等；无毒：如乳酸杆菌等。
重组病毒活载体 复制缺陷性病毒和具有复制能力的病毒
2-8℃，温度变化不影响效力 2-9℃，温度变化影响效力
3、抗独特型抗体疫苗 anti-idiotype vaccine
独特型 每一种抗体分子与抗原结合的高变区有其独特结构
抗独特型抗体疫苗 使用与特定抗原的免疫原性相近的抗抗体做
机理
抗原制成的疫苗，又名内影像疫苗
抗原(Ag)接种至动物体，可产生抗体1(Ab1)，Ab1接种于另一动物体，可 产生Ab2，Ab2接种至与产生Ab1和Ab2不同的动物体，则产生Ab3……， 这样，Ab1和Ab2互补，Ab2和Ab3互补，Ab3在结构上又与Ab1相似， Ab2与产生Ab1的抗原相似，因而用Ab2免疫动物必然产生Ab3，又Ab3和 Ab1相同，能中和病原体的毒力。此种Ab2就成为制备抗独特型抗体疫苗 的抗体，具有始动病原微生物抗原的作用，给动物免疫后，即可产生针 对相应病原微生物抗原的免疫效力。
基因工程活载体疫苗名词解释
基因工程活载体疫苗名词解释基因工程活载体疫苗名词解释一、基因工程基因工程是一门利用生物技术手段对生物体基因进行定向修饰、调控以及转移的学科。
通过基因工程技术，科学家们可以在生物体中引入新的基因或调控原有基因的表达水平，从而实现对生物体特性的改良或调整。
基因工程的技术手段主要包括基因克隆、基因组编辑、基因转移等，它广泛应用于农业、医药、生物能源等领域，为人类社会带来了诸多益处和创新。
二、活载体活载体是指在生物学和生物技术领域中，被用来携带和传递外源基因的生物体或分子。
活载体可以是细菌、病毒、酵母等微生物，也可以是植物或动物细胞。
它的存在可以帮助外源基因在宿主细胞内稳定表达，从而达到基因工程的目的。
三、疫苗疫苗是一种预防传染病的生物制品，主要通过诱导机体产生特定的免疫应答来保护人体免受疾病侵害。
疫苗的主要成分是病原体的抗原或抗原类似物，可以是病毒、细菌的蛋白质、多肽或者核酸等。
疫苗可以有效预防众多传染病，降低疾病的发病率和死亡率，是公共卫生领域的重要工具。
基因工程活载体疫苗即是利用基因工程技术构建的，通过活载体传递疫苗抗原基因，诱导机体产生特定的免疫应答来预防特定传染病的新型疫苗。
它将基因工程和疫苗领域的技术和理念相结合，为预防传染病、保障公共健康带来了新的机遇和挑战。
在基因工程活载体疫苗的研发过程中，科学家们需要选择合适的活载体，将目标疫苗抗原基因导入到活载体中，并确保其在宿主细胞内稳定表达。
他们还需要考虑疫苗的免疫原性、安全性以及生产成本等因素，确保疫苗的有效性和可行性。
基因工程活载体疫苗的研发不仅需要科学家们的技术能力和创新思维，也需要政府、企业和公众的支持和配合。
个人观点上，基因工程活载体疫苗的出现为传染病预防和控制带来了新的希望。
它可以针对一些难以根治的传染病，如艾滋病、疟疾等，提供新的预防和治疗手段。
然而，基因工程活载体疫苗的研发与应用也面临着众多伦理、安全性和社会接受度等方面的挑战，这需要科学家、政策制定者和公众共同努力，以确保疫苗的安全有效地运用于实际应用中。
第六章：基因工程病毒疫苗
第三节 基因工程病毒疫苗的设计与制备
一、设计策略 1、理想疫苗的特点： 有效、安全 产生免疫快 可大量生产 贮存运输方便 价格合理
2、亚单位疫苗设计策略
（1）抗原选择 能模拟诱生有效保护性抗体应答的抗原决 定簇 具有优势免疫的抗原决定簇 对人体安全 特异性 （2）表达载体及表达系统（按需要选择）
（3）减毒方法 体外减毒：异源宿主中连续传代或单一宿 主中反复连续传代。 冷适应筛选：将病毒在低温下连续或逐步 传代，诱导病毒基因组多处突变或损伤， 获得毒力减弱和各种标志特征的冷适应株， 以此制备的疫苗。
3.亚单位疫苗 （1）定义：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。 （2）优点：副作用小、不含核酸、安全性高
（1）独特型：抗体分子与抗原结合的高变区的独特 结构 （2）抗独特型抗体疫苗：使用与特定抗原免疫原性 相近的抗抗体（Ab2）作抗原制成的疫苗（内影 像疫苗） （五）微胶囊疫苗（可控缓释疫苗） （1）用微胶囊技术将特定的抗原包裹后制成的疫苗。 （2）微胶囊：丙交酯和乙交酯的共聚物制成，可干 燥成粉状颗粒。
（2）研制阶段的要求： 插入基因：所有的背景清楚、克隆过程清楚 载体：背景（启动子、复制子、抗药性等） 清楚 宿主细胞：背景（来源、表型、遗传型及相 应的标记基因）清楚
第四节 基因工程病毒疫苗的研发现状
一、需研制的基因工程病毒疫苗
艾滋病 单纯疱疹病毒 乙型肝炎 巨细胞病毒 丙型肝炎 呼吸道合胞病毒 戊型肝炎 轮状病毒 登革热病毒 EBV肝炎 人乳头瘤病毒（宫颈癌）埃博拉病毒
二、新一代病毒疫苗（遗传重组疫苗）
（一）基因工程疫苗 定义：通过基因工程表达保护性抗原基因， 利用表达产物或重组体本身制成的疫苗。 种类：基因工程亚单位疫苗、载体疫苗、 核酸疫苗、基因缺失活疫苗、蛋白工程疫 苗
基因工程疫苗讲解
1.细菌性疾病亚单位疫苗:传统的细菌疫苗用全菌、 细菌胞壁抽提物或培养肉汤粗滤液制成,除免疫原外, 还含有很多有毒成分。鉴定和分离致病菌关键的免 疫原和毒力因子是研究细菌性亚单位疫苗的基础,现 已研制出预防产肠毒素大肠埃希氏菌、炭疽杆菌、 链球菌和牛布鲁氏菌病等的亚单位疫苗,都能对相应 的疾病产生有效的保护作用。
1.基因突变疫苗:这类疫苗是人为地将病原体的某个或某些 基因(复制非必需,或与毒力相关)全部或部分删除,使其毒力 下降,不再引起临床疾病,但仍能感染宿主并诱发保护性免 疫力。这种基因缺失的病毒作为疫苗的突出优点是不易返 祖而重新获得毒力。缺失的基因可作为一种遗传标志用于 建立鉴别诊断方法。虽然,到目前为止这类疫苗中成功的例 子还不多,但的确是研制疫苗的一个重要方向。
主的染色体中，并引起插入突变。尽管这种概率很低； (2)外源抗原的长期表达可能导致不利的免疫病理反
应； (3)使用编码细胞因子或协同刺激分子的基因可能具
有额外的危害； (4)有可能形成针对注射DNA的抗体和出现不利的自身
免疫紊乱； (5)所表达的抗原可能产生意外的生物活性。解决这
些安全问题是研究核酸疫苗的Байду номын сангаас点。
。优点 (1)抗原合成和递呈过程与病原的自然感染相 似，这是灭活疫苗和亚单位疫苗不能比拟的。 (2)便于制备多价疫苗。 (3)引起广泛的细胞免疫和体液免疫。 (4)避免了病毒本身毒力返租和整合到宿主染 色体。 (5)易于构建和制备，稳定性好. (6)成本低廉，适于规模化生产
核酸疫苗潜在的危险性： (1)被注射的、可由宿主吸收的DNA有可能被整合到宿
疹病毒、腺病毒、伪狂犬病毒、反转录病 毒等。
核酸疫苗(Nucleic vaccine)又名基因疫 苗(Gene vaccine)或DNA疫苗(DNA vaccine),是一种或多种抗原编码基因克隆 到真核表达载体上,将构建的重组质粒直接 注入到体内而激活机体免疫系统,因此也有 人称之为DNA免疫。它所合成的抗原蛋白 类似于亚单位疫苗,区别只在于核酸疫苗的 抗原蛋白是在免疫对象体内产生,并能引起 体液和细胞免疫反应。
基因工程疫苗方案
基因工程疫苗方案引言疫苗是预防传染病和控制疾病的重要工具，其研发和生产对于人类的健康和生存至关重要。
在过去的几十年中，疫苗技术已经取得了巨大的进步，比如生物技术和基因工程的发展为疫苗研发提供了新的思路和方法。
基因工程疫苗是通过基因工程技术，将病原体的关键基因片段插入到宿主细胞中，使其产生的抗原蛋白就能触发免疫系统产生抗体，从而预防相关疾病的一种疫苗。
本文将讨论基因工程疫苗的研发方法和应用，为改善人类健康做出贡献。
一、病原体的基因工程1.1 病原体基因序列的分析首先，需要通过基因组学分析技术获得目标病原体的完整基因组序列。
利用现代的高通量测序技术可以迅速获得病原体的基因序列，有助于了解其生物学特性和致病机制。
1.2 抗原基因的筛选和优化在获得了病原体基因组序列后，需要进行抗原基因的筛选和优化。
根据病原体的特性和免疫原性，选择合适的抗原基因片段，并进行基因优化，使其在宿主细胞中表达出高效的抗原蛋白。
1.3 基因核酸的合成和改造经过抗原基因筛选和优化后，需要进行基因核酸的合成和改造工作。
利用化学合成技术可以快速获得目标基因的合成片段，并结合分子生物学技术进行基因改造，以满足后续的病毒载体构建和蛋白表达需求。
二、基因工程载体的构建2.1 选择合适的表达载体基因工程载体是用来携带和传递抗原基因的工具，它可以使目标基因在宿主细胞中高效表达。
选择合适的表达载体对于基因工程疫苗的成功研发至关重要，可采用靶向病毒载体、质粒载体、真核表达载体等多种载体。
2.2 载体的构建和改造在选择了合适的表达载体后，需要进行载体的构建和改造工作。
将经过优化的抗原基因片段插入到载体中，构建成完整的表达载体，并对载体进行相关改造，以确保基因的稳定性和高效性。
2.3 载体的检测和验证构建完表达载体后，需要对其进行检测和验证。
通过PCR、限制酶切片段分析、蛋白表达检测等技术手段对载体进行验证，确保其结构完整、基因稳定和表达效率高。
三、基因工程疫苗的生物学制备3.1 病毒载体构建和包装基因工程疫苗可以采用病毒载体进行传递和表达。
简述基因工程疫苗的研究
简述基因工程疫苗的研究自从1796年Edward Jenne 医生发明第一种真正意义上的疫苗—天花疫苗至今，人类已研制出了上千种疫苗，并在各种疾病的预防和控制中广泛应用，疫苗已成为人类同疾病斗争的一种必不可少的重要武器。
传统疫苗的研制和生产主要是通过改变培养条件，或在不同寄主动物上传代使致病微生物毒性减弱，或通过物理、化学方法将其灭活来完成的。
随着人类知识的不断进步，传统疫苗的局限性也日益显露出来：①动物和人类的病毒需要在动物细胞中培养，这使得疫苗生产的成本很高；②疫苗中的致病物质在疫苗生产过程中有可能没有完全杀死或充分减毒，这会导致疫苗中含有强毒性致病物质，进而使得疾病在更大的范围内传播；③减毒菌株有可能会发生突变；④有些疾病（例如艾滋病）用传统的疫苗防治收效甚微等。
因此，开发和研制更加安全、高效的疫苗显得十分必要和紧迫。
20世纪80年代随着现代生物学技术的兴起，特别是DNA重组技术的出现，为研制新一代的疫苗提供了崭新的方法。
目前利用基因工程技术已经和正在研制开发的新型疫苗主要有亚单位疫苗、活载体疫苗、核酸疫苗、肽疫苗等，这些疫苗统称为基因工程疫苗或重组疫苗。
基因工程疫苗还具有如下优点：第一，可降低生产成本，更廉价更大批地生产；第二，易于区分感染动物和免疫动物。
通过检测野毒中含有、而基因工程疫苗中没有的病毒蛋白的抗体，可以方便地从免疫动物中区分出野毒感染者。
第三，利用活载体可方便地制成多价联合疫苗，达到一针防多病的目的。
第四，应用重组DNA技术还有可能为目前尚无有效疫苗防治的某些特殊疾病，研制生产出有效的疫苗，从而达到预防这些传染病的目的。
1.基因工程亚单位疫苗基因工程亚单位疫苗（subunit vaccine）又称生物合成亚单位疫苗或重组亚单位疫苗，是指它只含有病原体的一种或几种抗原，而不含有病原体的其他遗传信息。
原则上讲，用这些疫苗接种动物，都可使之获得抗性而免受病原体的感染。
亚单位疫苗不含有感染性组分，因而无须灭活，也无致病性。
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目前比较成功的是乙型肝炎表面抗原疫苗，乙肝病毒表 面存在一种名为hbsag的抗原，作用为免疫保护，可以 被用作制备亚单位疫苗。提取hbsag的编码基因，构建 表达载体，导入工程细胞中。不过这种载体在大肠杆菌 中的表达产物虽然有正确的氨基酸序列的，但是缺乏正 确的构象无法发挥免疫原性的作用。
目前全球已有3种HPV疫苗上市销售，均为重组Ll类病毒颗粒基因工程疫苗，分 别是默沙东公司的Gardasil四价疫苗、Gardasil9九价疫苗和葛兰素史克公司的 Cervarix二价疫苗。2016年7月18日，葛兰素史克的希瑞适（人乳头状瘤病毒疫 苗[16型和18型]）获准在中国上市。
我国是疫苗生产大国，多数疫苗都是我国自主研制生产的，已研制成功并投入生产
由于基因缺失活疫苗的研制是建立在对病毒毒力有关基 因深入了解的基础之上，但是很多病毒的毒力相关基因 或序列并不完全清楚，因此这是开发基因缺失活疫苗的 主要障碍。
蛋白质工程疫苗
• 是指将抗原基因加以改造，使之发生点突变、插入、缺失、 构型改变，甚至进行不同基因或部分结构域的人工组合， 以期达到增强产物的免疫原性，扩大反应谱，去除有害反 应或副作用的一类疫苗。
的疫苗有三十余种。其中，具有我国自主知识产权和自行研制的基因工程乙肝疫苗 (CHO细胞生产)1991年上市以来已免疫接种了几千万人。
基因工程载体疫苗
是指利用非致病微生物作为载体，将 病毒的保护性抗原基因片段重组在载 体微生物基因组中，采用表达保护性 抗原的微生物作为疫苗。
病毒活载体疫苗
活疫苗免疫效力高、 成本低的优点。
灭活疫苗的安全 性好等优点。
细菌活载体疫苗
载体疫苗为活疫苗，具有和减毒活疫苗相似的特点。理想 的病毒疫苗应该具有感染靶细胞的能力，并诱导包括体液 免疫、细胞免疫的免疫反应。
核酸疫苗
• 核酸疫苗是将编码某种抗原蛋白的外源基因(DNA 或RNA ) 直接导入动物体细胞内，并通过宿主细胞的表达系统合成 抗原蛋白，诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答，以达 到预防和治疗疾病的目的。
免疫机理：
1、核酸疫苗可以引发全面的免疫应答。 2、核酸疫苗还可诱发局部的免疫应答和免疫记忆。 3、既可激活体液免疫，也可诱发细胞免疫。 4、近年来发现细菌DNA本身也是一种免疫佐剂，可有效地激活免疫效应细胞。 5、还有人认为DNA免疫时，肌细胞和抗原提呈细胞（APC）均被转染。
基因缺失活疫苗
• 使用基因工程技术去除和毒力有关基因的缺失突变株制成 的疫苗。在采用诱导方式获得的突变株中，往往是点突变， 只是极少数核苷酸发生变化，容易发生毒力恢复。而基因 缺失活疫苗采用的是一个基因或部分基因的去除，产生的 突变株的性状稳定、明确，不易发生毒力回复的优点，是 研制新型疫苗的重要途径。
基因工程亚单位疫苗
• 基因工程亚单位疫苗主要是将病原菌的保护性抗原编码基因克隆分离出来， 构建表达载体，使用工程菌进行高效的表达，通过分离、提取和修饰等，加 入佐剂制成的。这类疫苗主要包括的是病原菌的免疫保护成分，不存在有害 成分，也不需要培养大量的有害性的病原微生物。不但经济高效，而且可以 避免灭活疫苗或者减毒疫苗带来的热原等副反应。这类疫苗稳定好，同时可 以适用于那些无法大规模培养或者很难获得样本的病原体。通常采用的工程 细胞多为大肠杆菌、酵母菌甚至是昆虫细胞。
全球销售额排名前 50 的药品中， 有两种疫苗产品：辉瑞的 13 价肺炎疫苗 Prevnar， 以及默沙东的4价HPV疫苗Gardasil(重组L1类病毒颗粒基因工程疫苗)，销售额分 别为 62.45 亿和 19.08 亿美元。
HPV疫苗
HPV能引起人体黏膜和皮肤鳞状上皮增殖，据其嗜组织性可分为黏膜类和皮肤 类，又据与恶性肿瘤尤其是宫颈癌的相关性，前者又被分为高危型和低危型。 预防性疫苗可诱导机体产生中和抗体，激发保护性免疫反应，达到有效预防与 癌症相关型HPV的传播，降低宫颈癌的发生率。
病毒疫苗（基因工程）
168615140001 高熹
基因工程亚单位疫苗 苗
程
基因缺失活疫苗
疫
蛋白质工程疫苗
苗
遗传重组疫苗
微胶囊疫苗 ……
• 对于免疫保护机理不明确、型多易变，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。 而此时以基因工程为代表的新型疫苗的出现从很大程度上解决了这一 难题。
关键性氨基酸残基的改变可能会引起蛋白质功能的彻底改 变。蛋白质的构型或抗原表位的氨基酸序列又常常与抗原 的特异性密切相关，所以对蛋白工程疫苗的效果和安全性 考虑必须格外小心谨慎。
目前默沙东，赛诺菲，葛兰素史克，辉瑞，诺华占据了疫苗市 场88％的份额。但从数量上而言，五大巨头只满足了12％～ 15％的全球需求。