第十八章 基因工程疫苗的
研究与开发
? 一、基因重组表达的抗原疫苗
– (一) 研究开发的原则和对策
– (二)方法 如 图 18-1
– (三) 种类
? 二,核酸疫苗
(一)开展基因工程疫苗的研究
开发的原则和对策
? (1)不能或难于培养的的病原体如乙型肝炎病毒 (HBV),
EB病毒 (Epstein-Barr病毒, EBV),巨细胞病毒 (CMV),
人乳头瘤病毒 (HPV),麻风杆菌, 疾原虫, 血吸虫等 。
? (2)有潜在致癌性或免疫病理作用的病原体, 前者如 1型
嗜人 T淋巴细胞病毒 (HTLV-I),人免疫缺损病毒 (HIV),
单纯疱疹病毒 (HSV)等 。 后者如呼吸道合胞病毒 (RSV),
登革热病毒 (DGV),肾综合征出血热病毒 (HFRSV);
? (3)常规疫苗免疫效果差, 如霍乱和痢疾菌苗;或者反
应大, 如百日咳和伤寒菌苗 。
? (4)能大大节约成本, 简化免疫程序的多价疫苗, 如以
痘苗病毒, 腺病毒, 卡介苗或沙门氏菌为载体的多价
活疫菌;
(三)种类
? 1.基因工程多肽或亚单位疫苗
? 2.基因修饰减毒活疫苗
? 3.基因重组活疫苗和多价活疫苗
1.基因工程多肽或亚单位疫苗
? 使人体对微生物具保护作用的抗原基因
经体外重组表达后所制备的生物活性多
肽类疫苗称基因工程多肽或亚单位疫苗。
其表达系统可以是酵母,也可以是哺乳
动物细胞,若无需糖基化的多肽疫苗甚
至可在大肠杆菌等原核细胞中表达。如
HRSAg在 CHO/酵母中表达,可预防已肝。
霍乱弧菌肠毒素 B在 E.coli中表达来预防
霍乱、腹泻。
2.基因修饰减毒活疫苗
? 包括基因重组减毒活疫苗和基因缺失减毒活疫
苗。基因重组减毒活疫苗适应于分节段的病毒
基因组如流感,轮状病毒和肾综合征出血热病
毒,其原理是通过将野生型病毒表面抗原基因
与疫苗株或弱毒株病毒的基因组通基因重组后
可获得减毒活疫苗,如 流感病毒的血激素 (HA)
的减毒活疫苗。基因缺失减毒活疫苗是使病原
体基因组中与毒力相关的基因造成缺失,这种
缺失株的减毒活疫苗可避免常规减毒活疫苗的
返祖复毒株的产生。如狂犬病毒发生 TK缺失
(第一代),再发生 gp3区缺失(第二代)
HSV-1的 α22缺失。
3.基因重组活疫苗和多价活疫苗
? 其原理是将外源性目的基因 (保护性抗原基因 )
插入已知的病毒或细菌的弱毒株或疫苗株的基
因组中至使目的基因获高效表达,但不影响原
弱毒株或疫苗株的生存与繁殖。接种了这种重
组疫苗以后,体内除了可获得针对原疫苗株的
免疫保护之外,还可获得插入目的基因对相关
疾病的保护力,目前应用最多的载体为以牛痘
苗病毒为载体同时插入和表达了多种病毒的保
护性抗原基因,如 HAV,HBV,麻疹病毒,Ⅰ
型和 Ⅱ 型 HSV,EBV、狂犬病毒等。此外还有
用腺病毒 /脊灰病毒 /轮状病毒 /伤寒 Tyzla株 /鼠
伤寒沙门氏菌 /株载体
二、核酸疫苗
? 核酸疫苗( Nucleic Acid Vaccines)是控制感
染因子的一种新型疫苗,包括 DNA和 RNA疫苗。
通过 DNA重组技术把编码病原体保护性抗原的
基因克隆入真核表达载体中。构建核酸疫苗的
载体主要有重组质粒型载体和病毒载体(包括
逆转录病毒)。尤以前者较多。重组了目的基
因的质粒经细菌扩增后,提取质粒 DNA并加以
纯化,即可制成核酸疫苗用于免疫接种。进入
机体的核酸疫苗不与宿主细胞染色体整合,但
它能够表达保护性抗原蛋白,刺激机体产生特
异性免疫应答,进而使机体产生特异性抗感染
免疫力。
研究与开发
? 一、基因重组表达的抗原疫苗
– (一) 研究开发的原则和对策
– (二)方法 如 图 18-1
– (三) 种类
? 二,核酸疫苗
(一)开展基因工程疫苗的研究
开发的原则和对策
? (1)不能或难于培养的的病原体如乙型肝炎病毒 (HBV),
EB病毒 (Epstein-Barr病毒, EBV),巨细胞病毒 (CMV),
人乳头瘤病毒 (HPV),麻风杆菌, 疾原虫, 血吸虫等 。
? (2)有潜在致癌性或免疫病理作用的病原体, 前者如 1型
嗜人 T淋巴细胞病毒 (HTLV-I),人免疫缺损病毒 (HIV),
单纯疱疹病毒 (HSV)等 。 后者如呼吸道合胞病毒 (RSV),
登革热病毒 (DGV),肾综合征出血热病毒 (HFRSV);
? (3)常规疫苗免疫效果差, 如霍乱和痢疾菌苗;或者反
应大, 如百日咳和伤寒菌苗 。
? (4)能大大节约成本, 简化免疫程序的多价疫苗, 如以
痘苗病毒, 腺病毒, 卡介苗或沙门氏菌为载体的多价
活疫菌;
(三)种类
? 1.基因工程多肽或亚单位疫苗
? 2.基因修饰减毒活疫苗
? 3.基因重组活疫苗和多价活疫苗
1.基因工程多肽或亚单位疫苗
? 使人体对微生物具保护作用的抗原基因
经体外重组表达后所制备的生物活性多
肽类疫苗称基因工程多肽或亚单位疫苗。
其表达系统可以是酵母,也可以是哺乳
动物细胞,若无需糖基化的多肽疫苗甚
至可在大肠杆菌等原核细胞中表达。如
HRSAg在 CHO/酵母中表达,可预防已肝。
霍乱弧菌肠毒素 B在 E.coli中表达来预防
霍乱、腹泻。
2.基因修饰减毒活疫苗
? 包括基因重组减毒活疫苗和基因缺失减毒活疫
苗。基因重组减毒活疫苗适应于分节段的病毒
基因组如流感,轮状病毒和肾综合征出血热病
毒,其原理是通过将野生型病毒表面抗原基因
与疫苗株或弱毒株病毒的基因组通基因重组后
可获得减毒活疫苗,如 流感病毒的血激素 (HA)
的减毒活疫苗。基因缺失减毒活疫苗是使病原
体基因组中与毒力相关的基因造成缺失,这种
缺失株的减毒活疫苗可避免常规减毒活疫苗的
返祖复毒株的产生。如狂犬病毒发生 TK缺失
(第一代),再发生 gp3区缺失(第二代)
HSV-1的 α22缺失。
3.基因重组活疫苗和多价活疫苗
? 其原理是将外源性目的基因 (保护性抗原基因 )
插入已知的病毒或细菌的弱毒株或疫苗株的基
因组中至使目的基因获高效表达,但不影响原
弱毒株或疫苗株的生存与繁殖。接种了这种重
组疫苗以后,体内除了可获得针对原疫苗株的
免疫保护之外,还可获得插入目的基因对相关
疾病的保护力,目前应用最多的载体为以牛痘
苗病毒为载体同时插入和表达了多种病毒的保
护性抗原基因,如 HAV,HBV,麻疹病毒,Ⅰ
型和 Ⅱ 型 HSV,EBV、狂犬病毒等。此外还有
用腺病毒 /脊灰病毒 /轮状病毒 /伤寒 Tyzla株 /鼠
伤寒沙门氏菌 /株载体
二、核酸疫苗
? 核酸疫苗( Nucleic Acid Vaccines)是控制感
染因子的一种新型疫苗,包括 DNA和 RNA疫苗。
通过 DNA重组技术把编码病原体保护性抗原的
基因克隆入真核表达载体中。构建核酸疫苗的
载体主要有重组质粒型载体和病毒载体(包括
逆转录病毒)。尤以前者较多。重组了目的基
因的质粒经细菌扩增后,提取质粒 DNA并加以
纯化,即可制成核酸疫苗用于免疫接种。进入
机体的核酸疫苗不与宿主细胞染色体整合,但
它能够表达保护性抗原蛋白,刺激机体产生特
异性免疫应答,进而使机体产生特异性抗感染
免疫力。