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1、第二篇 疫苗,第七章 疫苗概论,疫苗是一种特殊的药物，是一类由免疫学的经验、理论和生物技术共同发展的产品，他与一般药物具有明显的不同：一般药物主要用于患病人群，疫苗主要用于健康人群；一般药物因疾病不同而用于不同年龄段的患者，疫苗注要用于婴幼儿和儿童；一般药物主要用于治疗疾病或减轻患者的症状，疫苗主要用于通过免疫机制预防疾病发生，人类可以通过一般药物减轻痛病，但只有通过疫苗才能彻底控制和消灭一种疾病，如已被人类消灭的天花。,第一节 疫苗的历史、发展的前景,一、微生物学的黄金时代和第一次疫苗革命微生物学的黄金时代始于19世纪中叶，并一直延续到20世纪初。1673年荷兰人制造出可放大400倍的第一架
2、原始显微镜，为微生物学黄金时代的到来奠定了基础，从此人们借助于显微镜认识到了无处不在的各种微生物。19世纪中叶，法国人Pasteurize经过研究发现，有机物质的发酵和腐败是有空气中微生物的污染造成的，传染病的流行是由病原微生物的传播引起的，如此揭开了微生物学黄金时代的序幕。1876年，德国人Robert Koch 首先发明了细菌分离培养法，从此陆续发现了各种致病细菌。1889年，并由此展开了微生物学黄金时代。,1877年Pasteur首先获得了减毒的霍乱杆菌。观察引起鸡霍乱的细菌在培养基上培养两个星期以后便失去了致病的毒力，将这种陈旧的培养物给鸡接种后不能使鸡感染得病，更重要的是，如果自用新
3、鲜的强毒菌来攻击这些鸡，它们都没有得病。Pasteur的结论是：细菌的陈旧培养物发生了一些变化而减低了它的毒力，但却保留了免疫原性。Pasteur应用他的理论使引起牛、羊和人类炭疽杆菌减毒。他发现将炭疽杆菌在4243培养两周以后，细菌失去了毒力而且不产生芽孢。在这些早期的实验中，Pasteur建立了免疫预防的原则。他在接种程序中首先使用减毒十分彻底的细菌以保证安全性，所后再用低毒细菌加强免疫来增加免疫原性。,1881年5月5日在法国进行了具有历史意义的公开实验。24头绵羊、一头山羊和六头牛首次接种了彻底脱毒的炭疽疫苗。在5月17日用未完全减毒的细菌进行加强免疫。5月31日对免疫动物和数目同样的
4、对照动物用强毒炭疽杆菌攻击，结果未接种疫苗的对照动物中，绵羊和山羊全部死亡，四头牛病情严重，而在免疫动物中只有一头绵羊死亡。实验的成功使得炭疽疫苗在短时间内在法国被广泛使用，pasteur 也因此被称为疫苗之父。,Pasteur及其助手在获得炭疽疫苗以后，将注意力转到预防狂犬病的研究中，提取患狂犬病动物的神经组织注射到兔子的脑膜下，待兔子死亡以后，将它的脊髓取出再给另一只兔子注射，是狂犬病毒在兔子中一代一代传下去；然而他们发现，如果将脊髓干燥15d后再给兔子注射就失去了传染性。将干燥的兔子脊髓溶解在盐水中，给动物每天注射一次，连续注射14d，即获得免疫保护力。以Pasteur的出色成就为代表，
5、从19世纪末至20世纪初在世界上掀起了第一次疫苗革命。从此人工减毒活疫苗的研究不断发展，迄今不衰。,但是在研制减毒活疫苗的过程中人们发现，有些微生物的毒力不易减弱，或毒力减弱后就失去了免疫原性，或减弱后有毒性恢复的危险。1886年Salmon Smith 发现加热杀死的强毒猪霍乱杆菌仍具有很好的免疫原性，随后鼠疫、霍乱、伤寒、百日咳等死菌疫苗相继问世。到19世纪末，新的病原菌一经分离，不久相应的死疫苗就能很快被研制出来并用于临床预防感染。,有的细菌如白喉和破伤风等的致病因子不在菌体本身，而在于细菌所产生的毒素。毒素虽然是很好的抗原，但因其毒性太强，不能注射人体。1923年法国人Ramon发现用
6、甲醛解毒的方法，把白喉和破伤风等毒素变成无毒而有免疫原性的类毒素。19841950年Enders等用人胚胎非神经组织培养脊髓灰质炎获得成功，随后细胞培养技术得到飞速发展，病毒学突飞猛进，培养出多种病毒，病毒性疫苗也不断诞生。以Pasteur于19世纪末研制出鸡霍乱疫苗、炭疽疫苗和狂犬疫苗为标志的第一次疫苗革命，拯救了无数生命，大量的烈性传染得到了控制，使人类的平均寿命延长了数十年。这是科学家们对人类的伟大贡献，是疫苗立下的丰功伟绩。,二、以重组DNA技术为代表的第二次疫苗革命以Pasteur的工作为代表的第一次疫苗革命基本上是在细胞水平上研究和开发的。从20世纪70年代中期开始，分子生物学技术
7、迅速发展，使得从事疫苗研究的科学家得以在分子水平上对微生物的基因进行克隆和表达。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思路、新技术和新方法。1986年用基因工程制备的乙肝表面抗原获得成功并正式作为肝炎疫苗用于临床。于此前后，肺炎、脑膜炎和流感嗜血杆菌的多糖和多糖蛋白偶联疫苗，以及无细胞百日咳和回归热的纯化蛋白质组分疫苗等也纷纷通过临床试验，形成了第二次疫苗革命。,1.重组DNA分子技术重组DAN技术的应用为疫苗的研究开辟了一个广阔的天地。基因的克隆和表达使得几乎所有微生物的抗原都有可能用重组DNA的方法来获得，并且解决了以往用传统方法制备
8、抗原和研究病原微生物的两大困难：用传统方法很难获得大量高纯度的抗原供研究和生产。而用重组DNA技术可以提供无穷无尽的试验材料，而且可以对大量的候选疫苗进行反复的筛选；DNA技术使得对病原微生物的研究更加安全。因为研究的对象是基因和它们的蛋白质产物，而不是能引起传染病的致病微生物。,乙肝表面抗原的重组DNA疫苗是最具典型意义的第二次疫苗革命的产物。最初的乙肝疫苗是从乙肝表面抗原阳性的携带者的血浆中提取的，这对接接种乙肝疫苗的健康人群来讲，其危险性是显而易见的。为安全起见，严格的病毒灭活程序使得乙肝血源苗的生产周期长达65周。将乙肝表面抗原的基因克隆到酵母菌或真核细胞中去，其表达的抗原分子具有和血
9、源疫苗一样的结构和免疫原性。用重组DNA技术制备乙肝疫苗，生产简单、快速、成本低。乙肝基因工程疫苗不仅安全、效果好，而且抗原源源不断地供应临床，不必像乙肝血源疫苗那样担心阳性血浆的来源和供应问题。,2.化学和蛋白质化学技术由于绝大部分疫苗的保护性抗原是蛋白质，因而蛋白质化学技术的发展对疫苗的研制有很大的影响。用等电聚焦的方法抗原分离蛋白质，现在已经抗原将等电点仅相差0.01的两种蛋白质加以区分。高效液相色谱已能将含量极低的蛋白质成分和其他特性相似的蛋白质分离开来。多肽测序技术的敏感性提高了50100倍，用量已从pmol（10-12）降到fmol（10-15）。某些细菌的毒力与细菌表面的荚膜多糖
10、和脂多糖有关，如肺炎球菌、脑膜炎球菌和流感嗜血杆菌等。使用先进的化学技术可以将这些细菌的多糖提纯出来做成既安全又有效的疫苗。,3.单克隆抗体20世纪70年代发明的单克隆抗体技术对于抗原 的鉴定和分离产生了极大的促进效应。在此之前，疫苗研究者们对微生物抗原成分进行鉴定和分离的难度极大。采用单克隆抗体技术，不仅发现了大量新的和有意义的抗原，而且对它们的分离和提纯也变得切实可行。单克隆抗体技术可以用来对任何抗原和气表位变异进行探测。重组DNA技术只适用于蛋白质抗原，而单克隆抗体对蛋白质和糖构成的表位有同样的反应。利用抗独特型的免疫学方法来研制疫苗，是目前新型疫苗的一个研究方向。主要用来研制非蛋白质疫
11、苗。,三、疫苗对消灭和控制传染病的不朽功绩1.世界卫生组织的扩大计划免疫措施到20世纪50年代中期，已有不少儿童传染病因用相应的疫苗而得到预防和控制。70年代，每年仍有数百万的儿童死于百日咳和麻疹。主要是疫苗接种率太低，全世界只有不到5%的儿童接种过疫苗。当时由于广泛和长期接种牛痘疫苗，到了1973年底，天花的新发病患者只局限于亚洲和非洲的5个国家之中。普遍接种疫苗使天花接近被消灭的成功举措告诉人们，加强免疫措施完全可以控制甚至消灭一些能被疫苗预防的传染病。世界卫生组织于1974年 在全球发起了名为EPT的扩大计划免疫运动。最初EPT计划包括的疫苗有给婴儿接种的卡介苗（BCG）、百白破（DPT
12、）、麻疹和口服脊髓灰质炎疫苗，还有给孕妇接种的破伤风类毒素以预防新生儿破伤风感染。后来因为非洲黄热病的回升，于1989年在非洲33 个国家增加了黄热病疫苗。1992年，在EPI计划中又增加了乙型肝炎疫苗。,EPI的信息系统于1977年正式成立，对全球性的扩大计划免疫工作进行常规监控和数据分析处理。系统可对发展中国家的免疫接种覆盖率做出估计，并每向WHO报告。EPI计划执行过程的情况通过WHO的疫情周报和EPI进展等刊物反馈给各层次的工作人员，以帮助扩大计划免疫工作的顺利开展。经过20多年的不懈努力，到20世纪末全球婴儿免疫接种的覆盖率已达到80%以上，并基本消灭了新生儿破伤风和小儿麻痹症。,2
13、.疫苗对控制传染病及降低其死亡数的巨大作用人类使用疫苗以预防和控制传染病已有两百多年的历史，期间经历了两次疫苗革命，使大多数烈性传染病得到了控制，并消灭了天花。到20世纪末，科学家们已研制和开发出30多种安全有效的疫苗。每一种疫苗的诞生都是人类战胜一种传染病的伟大胜利。至今没有任何一种其他的治疗措施能像疫苗一样对人类的健康产生如此重要、持久和深远的影响，也没有任何一种其他的治疗药品能像疫苗一样以及其低廉的代价把某一种疾病从地球上消灭。美国微生物学会为说明疫苗控制传染病的重要作用，对疫苗使用前后的相应疾病的致死数进行了统计和比较。结果表明，绝大多数的疫苗在长期和广泛使用之后，可使有传染病造成的死
14、亡数降低90%以上（表7-1）。,四、21世纪疫苗研制工作面临的新挑战1.传染病仍然是导致死亡的主要病因卫生健康条件的提高、居住环境的改善、特异药物和有效疫苗的使用，在极大程度上降低了传染病导致的死亡率，并控制了传染病的发生和传播。然而传染病仍然是当今世界上导致死亡的主要原因。有不少传染病至今无疫苗可用，如下呼吸道感染、腹泻和疟疾等传染病。由这些传染病引起的死亡数每年高达1100多万。在EPI所涵盖的疫苗中，脊髓灰质炎疫苗、百白破、麻疹疫苗的免疫保护效果比较好。乙肝疫苗效果不理想，可能是由疫苗价格高接种率偏低造成的。但是卡介苗对肺结核的免疫保护率极低则是因为其本生效果不好，迫切需要研制新疫苗取
15、而代之。因此，开发研制新疫苗和改进现有疫苗的质量都非常重要。,2.新的传染病不断被发现自20世纪70年代以来传染病新病原已有近40种，1973年发现轮状病毒是造成婴儿腹泻的主要病原，减毒轮状病毒活疫苗已于1998年经美国FDA批准上市。1977年依波拉病毒和肺炎军团菌相继被发现。1981年发现了引起中毒性休克综合征的黄色葡萄球菌和艾滋病毒。1982年发现了引起出血性结肠炎和溶血性尿毒综合征的O157：H7大肠杆菌。同年从硬蜱中分离出伯氏疏螺旋体，并证实为引起少年红斑性关节炎，即莱姆病的病原。1983年发现幽门螺杆菌是胃溃疡的病因。1988年分离到引起非甲非乙肝炎的C型肝炎病毒。2003年发现一
16、种新的冠状病毒SARS病毒。在新发现的传染病病原中，以艾滋病病毒引起的疫情最为严重。,3.某些已基本控制的传染病重新回潮在新回潮的传染病中以结核病的回升疫情最为严重。全球约有1/3的人感染过结核菌，每年有新发病患者1000多万，死亡数达到300多万，这是目前世界上由单一病原引起的最高死亡人数。造成结核病回升的原因是多方面的，但是最主要的是疫苗本身的问题。几十年来，卡介苗在世界各地现场试验的结果相差很大，好的可达80%的保护率，差的抗原是0%。由于卡介苗对肺结核的免疫保护效果很差，因而20世纪80年代以前对结核病的控制主要是靠生活营养条件的改善和特异抗生素的使用。美国等发达国家的婴儿从不接种卡介
17、苗，不仅因为其免疫保护力不高，而且接种卡介苗会干扰用皮试来诊断结核病的可靠性。,从20世纪80年代初开始，艾滋病在西方发达国家迅速蔓延。由于病毒感染造成的免疫缺陷，使艾滋病患者很容易感染结核杆菌，而且病情严重，死亡率极高。另一方面，由于结核病的治疗比较特殊，不仅需要同时使用几种抗痨药物，而且疗程长达半年以上，容易造成治疗半途而废，结果出现结核杆菌抗药性的严重问题。分析世界各地临床分离到的结核菌的抗药性，大约有1/3的结核菌对一种或一种以上的抗痨药物只是权宜之计，因为结核杆菌仍会产生新的抗药性。所以结核新疫苗的研制和开发已成为当前全世界疫苗研究的重点。,4.多种肿瘤的发生与传染病的感染有关某些慢
18、性传染病的感染和肿瘤的发生有密切关系。在发达国家，大约有36.3万例肿瘤的发生与传染病有关；在发展中国家，则有高达1200万例肿瘤的发生是由传染病的慢性感染引起的。全世界每年癌症患者，约有52.7万肝癌患者，其中60%是由乙肝病毒感染引起的，还有22%是由丙肝病毒感染造成的。每年55万的胃癌病例与感染引发胃溃疡的幽门螺杆菌有密切关系。在52.9万的子宫颈癌患者中有83%的癌变与16型和18型人多瘤病毒感染有关。,对艾滋病为首的一些新发现的传染病至今缺乏特异的治疗药物和有效的疫苗；对于新回潮的结核病和疟疾等，存在疫苗和药性的双重问题；对于每年造成将近1000万人死亡的下呼吸道感染和腹泻性传染病还
19、没有相应的疫苗。是21世纪疫苗研究面临的严峻挑战。,五、疫苗的发展前景1.引发第三次疫苗革命的DNA疫苗DNA疫苗又称基因疫苗或者核酸疫苗，这种核酸既是载体又能在真核细胞中表达抗原，刺激机体产生特异而有效的免疫反应，尤其能诱导产生具细胞毒杀伤性功能的T淋巴细胞，可有效地预防有病毒、细胞内寄生的细菌和寄生虫所引起的传染病。,在动物研究中，成绩最突出的主要有两个：一是流感病毒的DNA疫苗，该疫苗能够在小鼠体内表达流感病毒序列保守的核蛋白，获得对不同毒株攻击的交叉免疫保护，从而有希望扭转流感疫苗长期以来面临的因为流行株表面抗原发生变异而使疫苗无效的被动局面。二是乙型肝炎DNA疫苗可消除转基因动物体内
20、的乙型肝炎表面抗原，从而为核酸疫苗作为一种治疗手段打开了前景美妙的大门。,2.治疗性疫苗已有用治疗性疫苗治疗麻风、利什曼、布氏杆菌病、慢性支气管炎、疱疹病毒感染、艾滋病、慢性乙型肝炎等疾病的临床试验报告。艾滋病、慢性乙型肝炎疫苗是重点。肿瘤疫苗是治疗性疫苗研究的一大热点。研究主要集中于：对肿瘤疫苗原的研究，包括寻找肿瘤的特异抗原、混合不同肿瘤疫苗细胞以制备免疫原以及应用基因工程方法制备肿瘤免疫原等；应用细胞因子激活机体免疫系统对肿瘤进行免疫治疗。,3.转基因植物疫苗是采用重组DNA技术，将病原体内提取的抗原基因与适当的能促使该基因活动启动子一同植入某些植物的基因组，使重组的外源蛋白在植物的可食
21、部分稳定的表达和积累，从而获得转基因蔬菜或水果。以此制成口服疫苗，使人类和动物的免疫接种可通过摄食这类已经经过基因工程改造的植物而实现。,第二节 疫苗的成分、性质和种类,一、疫苗的概念定义：一切通过注射或粘膜途径接种，可诱导机体产生针对特定致病原的特异性液体免疫或细胞免疫，而使机体获得保护或消灭该致病原能力的生物制品。二、疫苗的基本成分基本成分：抗原、佐剂、抗腐剂、稳定剂、灭火剂及其他成分。作用：从不同角度确保疫苗能够有效刺激机体，产生针对病原微生物的特异性免疫反应、确保在疫苗制备、保存过程中稳定存在。,1.抗原定义：能刺激免疫系统发生免疫答应，诱导机体产生可与其发生特异反应的抗体或效应细胞的
22、物质。是疫苗最主要的活性成分，决定疫苗特异免疫原性。抗原基本特性：免疫原性、反应原性。免疫原性：抗原进入机体后引起的免疫细胞间的一系列免疫反应，包括抗原加工、处理、呈递及被T和B 细胞的抗原受体识别等。反应原性：抗原与抗体或效应T细胞发生特异反应的特性。疫苗成功与否：决定于疫苗本身的反应原性和免疫原性。,1）构成抗原的基本条件（1）异物性：机体自身组织不能刺激机体发生免疫反应，故抗原必须为外来物质。物质来源亲缘性越远，其化学结构差别就越大，抗原性就越强：反之就越弱。如器官移植中异种移植无法存活，同种存活一定时间，自身移植可长期存活。（2）一定的理化特性：包括相对分子量、化学结构。相对分子量越大
23、，免疫性能越强。可能是由于高分子物质在体内停留时间较长，与免疫细胞接触的机会多，利于刺激机体产生免疫答应。直链结构的物质一般缺乏免疫原性。多支链或带状结构的物质容易成为免疫原；球形分子比线性分子的免疫原性强；多种氨基酸的随机线性共聚物可具有免疫原性，且器免疫原性随共聚物中氨基酸种类的增加而增加，加入芳香氨基酸的效果更明显。一般刚性结构分子比柔性结构的分子易产生免疫原性。（3）特异性：抗原进入机体后能特异的引起相应抗体或致淋巴细胞发生反应。,2）可用作抗原的物质可用作抗原的生物活性物质：灭活病毒或灭活细菌、活病毒或活性菌通过实验室多次传代得到的减毒株、病毒或菌体提纯物、有效蛋白成分、类毒素、细胞
24、多糖、合成多肽以及近年发展DNA疫苗所用的核酸等。抗原作用：有效激发机体的免疫反应，产生保护性抗体或致敏淋巴细胞，产生预防作用。2.佐剂：增强抗原特异性免疫答应、无毒、安全、在非冷藏条件下保持稳定。增强表现：增强抗体的体液免疫答应或细胞免疫答应或二者兼有。3.防腐剂：保存不受污染，疫苗制备需添加适量防腐剂。注意：选择防腐剂种类时，应注意防腐剂对疫苗效果是否可能产生负面影响。,4.稳定剂有效抗原表位是疫苗的作用基础，某些抗原表位对环境中的温度、光等因素非常敏感，极易发生变性而导致疫苗的免疫原性降低。作用：保证作为抗原的免疫病毒或其他微生物存活并保持免疫原性。5.灭活剂及其他相关成分用途：用于疫苗
25、生产过程中对活体微生物的杀灭。活体细胞或病毒的灭活可采用加热、紫外线等物理法，但物理法一般对抗原的免疫原性造成较大影响。因此常采用化学方法灭活。化学灭活剂：丙酮、酚、甲醛、去氧胆酸钠等。这些物质对人体有一定毒害作用，灭活后必须及时从疫苗中除去，经严格检定后方可使用。在制备疫苗时还需使用缓冲液、盐类等非活性成分。缓冲液的种类、盐类的含量都影响疫苗的效力纯度和安全性，有严格的质量标准。,三、疫苗的基本性质1.免疫原性：指疫苗接种进入机体后引起机体产生免疫答应的强度和持续时间。影响免疫原性强弱因素：抗原的强弱、大小和稳定性。抗原的理化性质。2.安全性：接种后的全身或局部反应；接种引起免疫答应的安全程
26、度；人群接种后引起的疫苗株散播情况。3.稳定性：以保证经过一定时间的存储和冷链运输后仍能保持其有效的生物活性。,四、疫苗种类根据疫苗的研制技术可将疫苗分为传统疫苗和新型疫苗两大类。1.传统疫苗传统疫苗又称常规疫苗或第一代疫苗，用于传染病预防的主要生物制品。传统疫苗包括灭活疫苗、减毒疫苗和天然微生物的某些成分制成的亚单位疫苗或成分疫苗。,1）灭活疫苗灭活疫苗又称死疫苗：指利用加热或甲醛解毒等理化方法将人工大量培养的病原微生物杀死，使其丧失感染性和毒性但仍保持免疫原性，并结合相应的佐剂而制成的疫苗。组成：菌体或病毒颗粒。灭活疫苗有：乙型脑膜炎疫苗、流感疫苗、狂犬疫苗等。疫苗的缺点与不足：强毒株常被
27、选择为制造疫苗的菌毒株，在制造过程中需要严格灭活操作，保证疫苗中不含有灭活不完全的颗粒。灭活疫苗所提供的免疫力较短暂，需要多次接种，机体由于反复接受疫苗中异种蛋白的刺激，可能出现不良的过敏反应。有些灭活疫苗，如麻疹疫苗，可使接种者在以后自然接触麻疹病毒时，引起一种严重的麻疹感染过敏反应。一般只能刺激机体产生抗病原体外膜蛋白的循环性抗体IgM和IgG，不能诱生局部免疫产生IgA抗体，因此，野生病原体仍可以达到侵入门户，且在那里繁殖扩散。,2）减毒活疫苗又称弱毒疫苗，指将微生物的自然强毒株通过物理、化学和生物学方法，连续传代，使其对原宿失去致病力，或只引起亚临床感染，但仍保持良好的免疫原性、遗传特
28、性。制备减毒活疫苗首要工作是选择合适的减毒疫苗病毒株。减毒标准应达到以生产模拟自然发生的隐性感染、引起免疫答应的满意水平，但不诱生临床症状。,（1）体外减毒体外病毒即体外连续传代减毒。脊髓灰质炎病毒减毒株用此方法筛选成功，原理和机制目前还不十分清楚。（2）冷适应筛选温度可能改变病毒的特性，将病毒在低温情况下进行连续或逐步传代，可以诱导产生基因组多出突变或损害的减毒冷变异株，冷变异株常伴有毒性减弱和各种特征性标志。（3）化学诱变利用化学试剂对病原体进行诱变，也可得到减毒株。活疫苗采用粘膜免疫途径。粘膜免疫是指：径口或 鼻腔引入抗原或疫苗的一种免疫。免疫机制是：能引起消化道或呼吸道的局部免疫反应。
29、同时抗原及其的活性免疫细胞也能转移至全身，引起全身的免疫反应。口服疫苗和注射疫苗的不同点：MI可引起局部和全身免疫而注射免疫只能引起全身免疫，不产生局部免疫。,活疫苗通常是以模拟微生物自然感染状态来刺激机体的免疫答应，在临床上可以为接种者提供长期的保护，它不仅可以刺激机体产生体液免疫，也可刺激产生细胞免疫。3）亚单位疫苗或成分疫苗亚单位疫苗：提取或合成细菌、病毒的特殊蛋白结构制成的疫苗。这类疫苗不是完整的病原微生物，而是其结构的一部分，故称亚单位疫苗。如某些产毒细胞的外毒素通过甲醛脱毒制成的类毒素，用化学试剂裂解流感病毒，提取其血凝素和神经氨酸酶制成的亚单位疫苗，以及从细菌荚膜中纯化的多糖疫苗
30、，能够诱导机体产生T细胞非依赖性抗体反应。,2.新型疫苗主要包括基因工程、遗传重组疫苗、合成肽疫苗和抗独特型抗体疫苗等。目前已经从经典的病毒疫苗和细菌疫苗，发展到寄生虫疫苗、肿瘤疫苗、避孕疫苗等，从预防性疫苗发展到治疗性疫苗。1）基因工程疫苗：也称遗传工程疫苗，是指使用重组DNA技术克隆并表达保护性抗原基因，利用表达的抗原产物或重组体本身制成的疫苗。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、基因缺失活疫苗及蛋白质工程疫苗等。2）遗传重组疫苗：指利用遗传重组方法获得的微生物制成的疫苗。将人体无致病性的弱毒株与强毒株混合感染，弱毒株与强毒株之间发生基因重组，然后使用特异方法筛选出对人
31、体不致病但又含有野毒株强免疫原基因片断的重组毒株。遗传重组疫苗适用于分节段基因组的病毒目前研制成功遗传重组疫苗：甲型流感病毒弱毒株与流感病毒野毒株重组获得的流感减毒活疫苗；小儿轮状病毒减毒活疫苗等。,3）合成肽疫苗：也称表位疫苗，是指利用化学方法合成多肽制成的疫苗。合成多肽疫苗的前提是对目的蛋白的一级和高级结构进行分析，预测该蛋白的抗原表位，并通过筛选确定有保护性抗原作用的肽段。这种方法主要适用于由连续氨基酸序列组成的抗原表位。优点：纯度和安全性高；副作用小；可长期在常温下保存。缺点：抗原单一性，免疫原性弱；疫苗的直连结构缺乏天然蛋白质的三维结构，功能不同于天然蛋白质；半衰期短，一般仅为几分钟
32、，很快便被蛋白酶降解。,4）抗独特型抗体疫苗：使用与特定抗原的免疫原性相近的抗体（Ab2）作抗原制成的疫苗。独特型：每一种抗体分子与抗原结合高变的区有其特殊结构。理论上每一株单克隆抗体只与一个抗原表位相结合。5）微胶囊疫苗：又称可控缓释疫苗，指使用微胶囊技术将特定抗原包裹后制成的疫苗，是一种使用现代材料和工艺技术改进现有疫苗的剂型、简化免疫程序、提高免疫效果 的新型疫苗。微胶囊：由丙交酯、乙交脂的共聚物制成的。微胶囊包裹的疫苗可干燥成粉末状颗粒，不需稳定剂和冷链。由于疫苗中两种酯类的比例不同，颗粒大小和厚薄不同，注入机体后可在不同时间有节奏的释放抗原，释放的时间可持续数月，产生的高抗体水平可维
33、持两年。,第三节 生物制品菌毒种的筛选与管理,菌毒种：直接用于制造和检定疫苗的细菌、病毒或立克次体。种类：死疫苗、活疫苗、组分疫苗、基因工程疫苗等。由菌毒种扩大培养发展而来的，因此，菌毒种是疫苗生产的根本。菌毒种又是疫苗质量的直接保证，菌毒种的抗原结构、免疫原性、毒力和毒性等都直接或间接地影响疫苗的质量，因而在筛选生产用菌毒种时，必须严格把握菌毒种的质量，综合考虑各方面的因素，使菌毒种符合疫苗生产的要求。,一、筛选生产疫苗用菌毒种的原则1.安全性疫苗用于健康人群预防疾病，重视其安全性应。死疫苗：生产使用的菌毒种一般毒力较高，对人有致病性，在生产过程中必须注意彻底灭活，并加强疫苗的安全试验。减毒
34、活疫苗：选用对易感人群无致病力的弱毒菌种、毒种，这类菌毒种仍具有一定的“残余毒力”。残余毒力高的免疫原性好，但临床反应较大，接种者难以忍受，而残余毒力弱的其临床反应性虽轻，但免疫原性差，疫苗免疫效果不好。因此，要使毒疫苗接种反应轻而又免疫原性好，就必须选择减毒适宜的毒种。,2.免疫原性用于生产生物制品的菌毒种应有良好的免疫原性，当用它生产的制品注射人体后能促使机体产生高滴度的保护性抗体或激发必要的细胞免疫反应，且有良好的免疫持久性。,3.遗传学稳定性生产用菌毒种如为无毒或弱毒株，尤应注意其遗传学稳定性。弱毒菌的来源：天然弱毒株。采用物理、化学或生物学方法将毒力较强的菌毒株诱变为弱毒株。在选用时
35、要特别注意选择那些变异后在遗传学上稳定的菌毒株，以防止在传代或疫苗生产中发生毒力返祖。,4.无致癌性生产用菌毒种及其代谢物质都不应有致癌作用，人工诱变毒株时也不应使用有致癌作用的药物来筛选。5.生产适用性生产用菌毒种应易于培养和生产，尽可能使生产工艺和流程简单化，且培养物中含有丰富的有效成分。,二、菌毒种的管理1.菌毒种分类这里所指的分类是指医学细菌或病毒作为一种病原体，引起疾病流行，根据其对人类的危害程度而进行的分类，而不是根据微生物的特性进行的。按“中国医学微生物学菌种保藏管理办法”可分为四类。,实验室感染的机会很多，感染后发病的可能性大，症状严重甚至危及生命，传染性强，对人群危害性大的烈
36、性传染病，包括国内未发现或已发现，但无有效防治方法的烈性传染病的病毒种。如霍乱弧菌、新疆出血热病毒、艾滋病毒、sars病毒等。实验室感染机会较多，感染后症状较严重并危及生命，发病后难以治愈，对人群危害较大的菌毒种。仅具有一般危险性，实验室感染的机会较少，一般的微生物学实验室采用一般技术能控制感染，或具有有效的预防方法的菌毒种。疫苗生产用的各种减毒、弱毒的菌毒种。,2.病毒种的管理内容：收集、鉴定、筛选、保藏、编目、供应、交流及菌种资料档案的保存等。1）中国医学细菌保藏管理中心中国药品生物制品鉴定所：统一管理和分发全国医用细菌，包括生物制品生产和检定用的细菌菌种的保存和分发。与生物制品有关的实验
37、室：霍乱弧菌专业实验室、炭疽菌专业实验室、厌氧芽孢专业实验室、购单螺旋体专业实验室等。这个中心负责管理细菌类菌种。有关病毒类毒种由中国药品生物制品检定所有关疫苗科室保存和管理，或各生物制品研究所自行保存和管理。中国预防医学科学院病毒研究所为医学病毒毒种保藏管理中心，负责毒种的保藏、管理和分发。,2）毒种的管理直接用于生产和检定的菌毒种，应有国家药品检定机构或国务院药品监督管理部门认可的单位保存、检定及分发。生产用毒菌种应按各项制品规程要求定期进行检定。不同属或同属菌毒种的强毒及弱毒株不得同时在同一个或未经严格消毒的无菌室内操作。,一、二类菌毒种及芽孢菌、真菌必须在严格隔离的专用实验室及动物实验
38、室内操作，并应加强对操作人员的防护。三、四类菌毒种的操作应该按各项制品规程的规定在专业或适当的实验室内进行。各单位的质量检定部门应定期了解本单位的菌毒种保管、检定及使用情况，必要时进行抽查，或会同制造部门 进行检查。改变生产及检定用菌毒种，或各生产单位自行分离或收集菌毒种拟用于疫苗生产或鉴定者，均需国家药品鉴定机审查、国务院药品监督管理部门认可。新生物制品所用的菌毒种按国务院药品监督管理部门制定的药品注册管理办法办理。销毁无保存价值的一、二类菌毒种须经单位领导批准，销毁三、四类菌毒种须经科室主任批准，并在账上注销，写明销毁原因。,3）菌毒种的收集、索取和交流为不断充实我国医学菌毒种这一生物资源
39、，中国医学细菌保藏管理中心或专业实验室可向有关单位或个人收集和索取所需之菌种。任何个人或单位分立或筛选到具有一定价值菌种时，应及时将该菌种及详细资料送交中心或有感专业实验室检定复核，检定合格后，对确有价值且资料齐全的菌种给予国家标准菌号，用建立档案，菌种冻干后入库保存，编入国家标准菌种目录。向中国医学细菌保藏管理中心引起菌种必须持有单位正式公函，说明菌种名称、型别、数量及用途。领取一、二类菌种时，须经当地省、自治区、直辖市卫生局同意，索取一类菌种还需卫生部批准。,从国外引进我国未发现或治病性强的医学病原微生物时，应经卫生部批准。任何单位或个人从国外交换或索取到的菌种，应在三至六个月内鉴定完毕，
40、并将菌种复制一份，连同资料送有关保藏管理中心或专业实验室保藏。国外向我国索要菌种时，负责供应单位应及时向有关保藏管理中心申报。对国外保密、专利、一、二类及未曾向国外供应过的菌种向外交换供应时，应经卫生部批准。,3.种子批疫苗生产用菌毒种子批系统，分为三级，即原始种子批、主种子批和工作种子批。1）原始种子批一定数量的已验明其来源、历史和生物学特性并经临床研究证明其安全性的免疫原性良好的病毒株（或菌株），或用于制备原疫苗的或病毒（或菌体）悬液，该悬液应加工为单一批，以确保其组成均一，并经充分鉴定。原始种子批用于制备主种子批。原疫苗：按生产单位技术规范制备的疫苗，经临床研究证明此疫苗安全并有免疫原性
41、。即可称为原疫苗。,2）主种子批一定数量的由原始种子批经传代，扩增获得的病毒株（或菌株），或用于制备原疫苗的活病毒（或菌体）悬液，该悬液应加工为单一批，以确保其组成均一，并经充分鉴定。主种子批用于制备疫苗生产用的工作种子批。3）工作种子批按国务院药品监督管理部门批准的方法，从主种子批传代获得的一定数量的活病毒或细菌的均一悬液，等量分装储存，用于生产疫苗。,第四节 计划免疫与联合免疫,一、计划免疫1.定义：根据特指的某些遗传病疫情监控和人群监控状况分析，按照规定的免疫程序，有计划的利用免疫制剂进行人群以预防接种，以提高人群免疫水平达到控制控制以致最终消灭相应传染病的目的。计划免疫包括：人群免疫水
42、平的监测、疫情分析、制定免疫计划和策略提高免疫接种率。,2.计划免疫的内容和任务1）规划、计划及接种策略的制定和贯彻 收集基本资料：疫情监测和人群免疫水平监测。根据资料分析结果，制定长期、中期规划和年度实施计划，制定免疫策略，确定免疫程序，资源分配，疫苗及接种器材的计划、订购、分发、保存、运输和使用管理。2）提高各级从事计划免疫工作人员的业务水平 包括举办各种类型的培训班，对各项工作标准化，使之规范化和制度化和制度化。,3）保证疫苗使用过程中的质量，正确使用疫苗，提高疫苗接种成功率 包括疫苗运输、保存、使用各环节的效价监测，冷链系统的日常管理和维修。接种异常反应的调查处理，血清学和流行病学效果
43、考核。4）提高群众接受免疫的认识 包括有关计划免疫重要性的宣传，相应疾病的严重性，疫苗效果，接种后注意事项。通过宣传提高群众对计划免疫的认识，取得社会的热心支持。,5）对疾病进行积极监测，快速切断爆发流行的传播 储藏柜疫情报告制度外，开展积极主动的监测，早期发现可疑病例，遇有爆发流行时，能快速做出反应，进行疫苗应急接种，查清传染源，切断传播。6）计划免疫的评价 包括接种率考核。人群免疫水平的监测，疫情监测与评价、经济效益的评价。,3.计划免疫程序免疫程序包括儿童基础免疫或称常规免疫程序及成人和特殊职业人群、特殊地区需要接种疫苗的免疫程序。儿童免疫程序：指每个儿童普遍接种的疫苗。免疫程序包括疫苗
44、初免起始月龄、疫苗必须接种次数、针次之间恰当的间隔时间和是否需要加强免疫及几种疫苗联合免疫。婴儿出生后，只要按照规定的免疫程序接种，完成基础免疫和加强免疫，就可以预防和控制结核病、乙型肝炎、脊髓灰质炎、百日咳、白喉、破伤风等。,4.我国计划免疫工作的成绩自1978年开始实施计划免疫，免疫接种率逐年提高，计划免疫针对疾病发病率持续降低。,二、联合免疫1.概述：随着生物化学、分子生物学及免疫学等基础科学的发展，在传统疫苗基础上，研究开发出了多种用于预防传染病的新疫苗，对一些传统的疫苗进行了更新换代。2.定义：采用多种具有免疫原性的联合制成多联或多价疫苗，可预防多种传染病或相同疾病的不同亚型的疫苗，
45、也可将多种疫苗同时进行免疫接种，已达到预防多种传染病的目的。根据联合疫苗中所含抗原性质的不同可分为灭活疫苗和减毒活疫苗。根据疫苗所预防疾病种类的不同，可分为多联疫苗：预防不同疾病的疫苗；多价疫苗：预防相同疾病不同亚型的疫苗。,3.几种常用的联合疫苗1）百白破联合疫苗（DTP)DTP是由白喉类毒素、破伤风类毒素和百日咳菌苗混合，并吸附在氢氧化铝或磷酸铝凝胶佐剂上，加有防腐剂的联合疫苗用于预防百日咳、白喉和破伤风疾病，目前世界上使用最广泛的一种联合疫苗。2)流行性感冒病毒疫苗流行病毒主要有甲（A）、乙（B）和丙（C）三个构型，其结构、化学组成和生物学活性基本相同，是流行性感冒的病原体。引起人类流行
46、性感冒的主要为甲型和乙型。但各型流感病毒其表面的血凝素（HA）和神经氨酸酶(NA)抗原性的不同，又分为若干亚型。,3）脊髓灰质炎疫苗是人类脊髓灰质炎的病原，损坏脊髓前角运动神经细胞，引发肢体迟缓性麻痹，多见于儿童，故又称小儿麻痹症。病毒以其表面抗原的不同分为1型、2型和3型。多数脊髓灰质炎是由1型病毒引起的。脊髓灰质炎疫苗：三种不同血清型病毒制成的多价混合制剂，目前有两种不同类型是口服脊髓灰质炎减毒活疫苗；是注射用脊髓灰质炎灭活疫苗。OPV是由sabin等人将脊髓灰质炎病毒经非神经组织多次传代后，使病毒丧失在神经系统中复制的能力。由于三个不同型别病毒的感染性有差别，因此他们在联合疫苗中的比例也
47、不同1型、2型和3型之间的比例一般为10:1:6.,4）麻疹、腮腺炎、风疹疫苗（MMR）麻疹疫苗：由减毒的麻疹病毒疫苗株，经鸡胚成纤维细胞培养，收集病毒液，用含保护剂的稀释液稀释后冻干而成的活疫苗，用于预防儿童麻疹流行性腮腺炎疫苗：由减毒的腮腺炎病毒疫苗株，经鸡胚成纤维细胞培养，收集病毒，用保护剂的稀释后冻干而成的减毒活疫苗，用于预防儿童腮腺炎。风疹疫苗:由减毒的风疹病毒，经人二倍体成纤维细胞培养，收集病毒，用保护剂的稀释后冻干而成的活疫苗，用于预防风疹。在发达国家常将麻疹、风疹、和流行性腮腺炎疫苗制成混合制剂(MMR）使用，而在发展中国家，多使用单价的麻疹疫苗、腮腺炎疫苗和风疹疫苗，有些国家
48、使用麻疹和风疹联合疫苗（MR）。,5）肺炎球菌疫苗肺炎球菌以其荚膜多糖抗原性的不同，分为不同的血清型，以阿拉伯数字1、2、3表示，其中一些同型的荚膜多糖组分又有一定的差异，以此又分为不同的亚型，以字母A、B、C表示。已知的肺炎球菌血清型有84种。1977年开始使用肺炎球菌多价多糖疫苗。早期的肺炎球菌由14个不同亚型的肺炎球菌荚膜多糖组成，包括了1、2、3、4、6A、7F、8、9N、12F、14、18C、19F、23F和25F血清型。随后在此基础上有加入了5、6B、9V、10A、11A、15B、17F、19A、20、22F和33F型多糖，开发出23价肺炎多糖疫苗，成为目前所使用的疫苗中含有亚型最
49、多的疫苗，它能覆盖85%90%的致病性肺炎球菌血清型。该疫苗用在2岁以上儿童和老年人中具有良好免疫原性，在2岁以下的婴儿物免疫原性，所以肺炎球菌多价疫苗主要用于预防老年人和2岁以上儿童的肺炎、中耳炎等肺炎球菌引起的感染。,6）流行性脑膜炎疫苗流行性脑脊髓膜炎：由脑膜炎球菌通过呼吸道传染引起的。根据荚膜多糖抗原性的不同，将膜炎球菌分为9个血清群，即A、B、C、D、X、Y、Z、29E和W135等。各血清群又根据外膜蛋白抗原性的差异，分为若干血清型。目前亚洲国家和非洲国家爱流行的脑瘤以A群为主，欧美国家一B群为主。脑瘤多糖疫苗是控制该病流行的有效手段。目前大部分发达国家所使用的脑瘤疫苗是由A、C、Y
50、和W135四个不同群的荚膜多糖制成的联合疫苗，而发展中国家所采用的多为A型或C型单价疫苗。疫苗的主要接种对象是2岁以上的儿童，只接种一次即可达到良好的免疫保护效果。,联合疫苗中各抗原的相互作用1）加强效应在一定条件下，混合制剂中抗原之间可以相互加强，即产生所谓“佐剂”的作用，如百白破中，在抗原配合比例适当的条件下百日咳疫苗对白喉和破伤风的免疫反应应具有佐剂作用，即百日咳疫苗可提高白喉和破伤风的免疫力。这种佐剂作用与菌苗中的内毒素（LPS)有关。2）抑制效应混合制剂中，抗原配合比例不当时，可能发生干扰现象，强者抑制弱者。反之亦然。3）机体已有的免疫力对抗新抗原免疫答应的干扰接受联合免疫的人或动物
