江苏省人民医院生物技术在疫苗领域的应用

2021年2月19日发(作者：红斑狼疮能治好吗)

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< br>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< br>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
)< br>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)
、< br>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