生物制品学

张志国

目录

  • 1 第一章 绪论
    • 1.1 第一节 生物制品学概述
    • 1.2 第二节 生物制品学发展简史
  • 2 第二章 生物技术与生物制品学的国内外研究进展
    • 2.1 第一节 世界各国生物技术与生物制品发展的总特点
    • 2.2 第二节  国外生物技术产业的发展概况
    • 2.3 第三节  我国生物技术与生物制品发展概况
    • 2.4 第四节  我国生物技术与生物制品的主要成就
    • 2.5 第五节  我国生物技术与生物制品的发展展望
  • 3 第三章 生物制品的制备
    • 3.1 第一节  一般生物制品的制备方法
    • 3.2 第二节  各类生物制品的分离纯化方法
    • 3.3 第三节  基因工程制品的分离纯化方法
    • 3.4 第四节  生物制品的质量检测与控制
    • 3.5 第五节  生物制品的保存与运输
  • 4 第四章  人源生物制品
    • 4.1 第一节  人源生物制品的特点与种类
    • 4.2 第二节   血液制品
      • 4.2.1 一、血液制品的种类
      • 4.2.2 二、血液制品的安全性
    • 4.3 第三节  人尿制品
      • 4.3.1 一、人尿的化学组成
      • 4.3.2 二、尿液中的活性物质
    • 4.4 第四节  胎盘制品
    • 4.5 第五节  人源生物制品的制备实例
      • 4.5.1 人血浆白蛋白制剂的制备
      • 4.5.2 尿激酶的制备
      • 4.5.3 人绒毛促性腺激素的制备
      • 4.5.4 白细胞介素-2的制备
    • 4.6 第六节  人源性生物制品的研发前景
  • 5 第五章   动物源生物制品
    • 5.1 第一节  动物源性生物制品概况
      • 5.1.1 一、动物源性生物制品的特点
      • 5.1.2 二、动物源性生物制品的种类与用途
      • 5.1.3 三、几种重要的动物源性生物制品
    • 5.2 第二节  动物源性生物制品制备实例
      • 5.2.1 一、胰岛素的制备
      • 5.2.2 二、超氧化物歧化酶的制备
      • 5.2.3 三、核糖核酸的制备
      • 5.2.4 四、肝素的制备
      • 5.2.5 五、硫酸软骨素的制备
  • 6 第六章  基因工程病毒疫苗
    • 6.1 第一节   疫苗概述
    • 6.2 第二节  病毒疫苗的种类
    • 6.3 第三节 基因工程病毒疫苗的设计与制备
    • 6.4 第四节  基因工程病毒疫苗的研发现状
    • 6.5 第五节 我国基因工程病毒疫苗的开发战略
  • 7 第七章  基因工程菌苗
    • 7.1 第一节  概述
    • 7.2 第二节  目前应用的菌苗及其存在问题
    • 7.3 第三节  重要细菌基因工程苗的研究进展
    • 7.4 第四节  基因工程菌苗的开发战略
  • 8 第八章   治疗性疫苗
    • 8.1 第一节   概述
    • 8.2 第二节   治疗性疫苗的种类
    • 8.3 第三节  乙型肝炎复合物型治疗性疫苗
    • 8.4 第四节  治疗性疫苗的开发现状及展望
    • 8.5 第五节  我国治疗性疫苗的开发战略
  • 9 第九章  治疗性抗体
    • 9.1 第一节   概述
    • 9.2 第二节  抗体的分类及功能特点
    • 9.3 第三节  单克隆抗体
    • 9.4 第四节  基因工程抗体
    • 9.5 第五节  我国治疗性抗体的开发战略
  • 10 第十章  血液代用品
    • 10.1 第一节  血液代用品概述
    • 10.2 第二节  血液及其主要成分的结构和功能特点
    • 10.3 第三节  血液代用品的开发现状
  • 11 补充拓展
    • 11.1 视频
第二节  病毒疫苗的种类

1.传统病毒疫苗(灭活疫苗、减毒活疫苗、亚单位疫苗)

2.新一代病毒疫苗(基因工程疫苗、遗传重组疫苗、合成肽疫苗、抗独特型抗体疫苗、微胶囊疫苗)

一、传统病毒疫苗

v又称常规疫苗或第一代疫苗,是长期以来用于传染病预防的主要生物制品。

v主要包括:

1.灭活疫苗

2.减毒活疫苗

3.亚单位疫苗

二、新一代病毒疫苗

v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、蛋白工程疫苗、遗传重组疫苗、合成肽疫苗、抗独特性抗体疫苗、微胶囊疫苗。

一、传统病毒疫苗

1.灭活疫苗(dead Vaccine

v灭活疫苗又称死疫苗,是指利用加热或甲醛等理化方法将人工大量培养的完整的病原微生物杀死,使其丧失感染性和毒性而保持其免疫原性,并结合相应的佐剂而制成的疫苗。

v疫苗液中除含有灭活的病毒颗粒外,还含有细胞成分和培养病毒时加入的牛血清等蛋白类物质,多次接种疫苗容易发生过敏反应。

v优点

v制造工艺简单

v免疫原性的稳定性高

v易于制备多价疫苗

v缺点:

1需要严格的灭活操作,保证疫苗中不含有灭活不完全的颗粒。

2)灭活疫苗所提供的免疫力较短暂,为完成免疫程序,需要进行多次接种,由于机体反复接受疫苗中的异性蛋白质的刺激,而可能出现不良的过敏反应。

3)有些灭活疫苗,如早年制备的麻疹灭活疫苗,可使有些受接种者在以后自然接触麻疹病毒时,引起严重的麻疹感染过敏性反应。

4灭活疫苗虽可刺激机体产生IgMIgG抗体,但有时却得不到满意的保护效果。

2.减毒活疫苗(attenuatedvaccine

v减毒活疫苗又称弱毒疫苗,是指将微生物的自然强毒株通过物理、化学和生物学的方法,连续传代,使其对原宿主丧失致病力,或只引起亚临床感染,但仍保持良好的免疫原性、遗传特性,用这种毒株制备的疫苗就叫减毒活疫苗

v当前使用的病毒疫苗多数是减毒活疫苗。

活疫苗具有可诱发全面的免疫应答反应(体液免疫和细胞免疫)、免疫力持久等优点。

常用的减毒方法有以下几种:

1)体外减毒

   即体外连续传代减毒。在异源宿主中连续传代;在单一宿主中反复连续传代。

2)冷适应筛选

   温度可以改变病毒的特性,得到冷适应株。

   病毒冷适应株常伴有毒力减弱和各种特征性标志。

   冷适应筛选稳定的减毒突变株是在传统疫苗设计中较早采用的方法,而且也是最为行之有效的思路。

v减毒活疫苗与灭活疫苗各有优缺点。前者优于后者。

v减毒活疫苗可使机体产生亚临床感染,特别当以自然途径,如口服或喷鼻免疫时,可产生广谱的免疫应答,即除循环性抗体IgMIgG外,在病毒侵入的门户如呼吸道和消化道也可诱生局部抗体IgA

亚临床感染,又称隐性感染。是指病原体侵入人体后,仅引起机体产生特异性的免疫应答,不引起或只引起轻微的组织损伤,因而在临床上不显出任何症状、体征,甚至生化改变,只能通过免疫学检查才能发现。

3.亚单位疫苗(subunit vaccine

v亚单位疫苗是指提取或合成细菌、病毒外壳的特殊蛋白结构,即抗原决定簇制成的疫苗,这类疫苗不是完整的病毒,是病毒的一部分物质,故称亚单位疫苗。

v亚单位疫苗仅有几种主要表面蛋白,因而能消除病毒(或细菌)的许多无关抗原决定簇和粗制或半提纯的病毒(或细菌)制剂诱发的不良反应

                                           

灭活疫苗、减毒活疫苗和亚单位疫苗三类疫苗的比较

                   


 

灭活疫苗

 
 

减毒活疫苗

 
 

亚单位疫苗

 
 

制备方法

 
 

通过化学或物理方法使病原体失活

 
 

通过非正常培养选择减毒株或无毒株

 
 

以化学方法获得病原体的某些具有免疫原性的成分

 
 

免疫机理

 
 

病原体失去毒力但保持免疫原性,接种后产生特异抗体或致敏淋巴细胞

 
 

接种后病原体在体内有一定生长繁殖能力,类似隐性感染,产生细胞、体液和局部免疫

 
 

接种后能刺激机体产生特异性免疫

 
 

稳定性

 
 

相对稳定

 
 

相对不稳定

 
 

稳定

 
 

毒力回升

 
 

不可能

 
 

有可能

 
 

不可能

 
 

免疫接种

 
 

多次免疫接种

 
 

一般为一次性

 
 

多次免疫接种

 
 

安全性

 
 

较安全

 
 

对免疫缺陷者有危险

 
 

安全性好

 
 

常用疫苗

 
 

乙脑、脊髓灰质炎灭活疫苗

 
 

麻疹、脊髓灰质炎减毒活疫苗

 
 

白喉、破伤风类毒素,A群脑膜炎球菌多糖疫苗

 

二、新一代病毒疫苗

v新一代病毒疫苗(新型疫苗)主要指利用基因工程技术研制的疫苗。

v包括:基因工程亚单位疫苗基因工程载体疫苗核酸疫苗基缺失活疫苗,通常也习惯地将遗传重组疫苗合成肽疫苗抗独特型抗体疫苗包括在新型疫苗范畴。

1.NewGeneration vaccine or High-tech Vaccine(高技术疫苗)

        ①基因工程亚单位疫苗( gene engineering subunit vaccine)

        ②基因工程载体疫苗(gene engineering vector vaccine)

        ③核酸疫苗(nucleic acid vaccine)

        ④基因缺失活疫苗(gene deleted live vaccine)

        ⑤蛋白工程疫苗(protein engineering vaccine)

  2.遗传重组疫苗(genetic recombinant vaccine)

  3.合成肽疫苗(synthticpeptide vaccine)

  4.抗独特型Ab疫苗(anti-idiotypeAb vaccine)

 5.微胶囊可控缓释疫苗(controllable  released micro-capsule vaccine)

(一)基因工程疫苗

v基因工程疫苗,也称遗传工程疫苗(genetic engineering vaccine),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。

v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、蛋白工程疫苗等五种。

1. 基因工程亚单位疫苗

v基因工程亚单位疫苗,主要是指将基因工程表达的蛋白抗原纯化后制成的疫苗。

v优点:

①产量高;

②纯度高;

③安全性高;

v④用于病原体难于培养或有潜在致癌性,或有免疫病理作用的疫苗研究。

v缺点:

v与传统亚单位疫苗相比,免疫效果较差

v增强其免疫原性的方法:①调整基因组合使之表达成颗粒性结构;②是在体外加以聚团化,包入脂质体或胶囊微球;③加入有免疫增强作用的化合物作为佐剂(adjuvant)。

2.基因工程载体疫苗

v基因工程载体疫苗是指利用微生物做载体,将保护性抗原基因重组到微生物体中,使用能表达保护性抗原基因的重组微生物制成的疫苗。

v优点:疫苗多为活疫苗,重组体用量少,抗原不需纯化,载体本身可发挥佐剂效应增强免疫效果。

v缺点:曾感染过腺病毒或者接种过痘苗的人,对载体微生物已具有免疫力,使之接种后不易繁殖,因而影响免疫效果。

3.核酸疫苗(nucleic acid vaccine

Ø核酸疫苗又称基因疫苗、基因免疫或核酸免疫。

Ø是指将一种病原微生物的免疫原基因,经质粒载体DNA通过肌内注射等途径接种给人或动物,能在人或动物体细胞中经转录、翻译合成抗原物质,刺激被免疫动物产生保护性免疫应答。就是用能够表达抗原的基因本身,即核酸制成的疫苗。

v优点:

①易于制备;②便于保存;

③可多次免疫并且容易制成多联多价疫苗。

v缺点:

①外源核酸是否会整合到染色体中引起癌变;

②能否引起免疫病理作用,如自身抗核酸抗体的产生,免疫耐受等。

4.基因缺失活疫苗(gene deleted live vaccine

v基因缺失活疫苗使用分子生物学技术去除与毒力有关的基因获得的缺失突变毒株制成的疫苗。

v优点:

①突变性状明确、稳定;

②不易返祖、毒力恢复;

③是研究安全有效的新型疫苗的重要途径。

5.蛋白工程疫苗(protein engineering vaccine

v蛋白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,以期达到增强其产物的免疫原性,扩大反应谱,去除有害作用或副反应的一类疫苗。

(二)遗传重组疫苗

v遗传重组疫苗是指使用经遗传重组方法(genetic recombination)获得的重组微生物制成的疫苗。

v通常是将对人体无致病性的弱毒株与强毒株(野毒株)混合感染,弱毒株与野毒株间发生基因组片段交换造成重组,然后使用特异方法筛选出对人体不致病的但又含有野毒株强免疫原性基因片段的重组毒株。

(三)合成肽疫苗

v合成肽疫苗也称表位疫苗,是指使用化学方法合成能够诱发机体产生免疫保护的多肽制成的疫苗。

v优点: 

①纯度和安全性高;

②副作用小;

③可长期在常温下保存;

v缺点:

①其抗原性单一;

②免疫原性弱;

③合成肽直链结构缺乏天然蛋白质的三维结构;

④半衰期短。

v因此需几种合成肽抗原联合使用,还需用多种方法提高合成肽的免疫原性。

(四)抗独特型抗体疫苗

v抗独特型抗体疫苗(anti-idiotype vaccine)是指使用与特定抗原的免疫原性相近的抗抗体(ab2)做抗原制成的疫苗。

v目前此疫苗尚处于实验室研究阶段。距临床使用还较远。 

(五)微胶囊疫苗(可控缓释疫苗)

v微胶囊(可控缓释)疫苗(controllable  released micro-capsule vaccine),指使用微胶囊技术将特定抗原包裹后制成的疫苗。

v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。

v特点

①小于10μm的微胶囊在注射部位可被巨噬细胞吞噬并携带至淋巴结附近和免疫系统其他部位,具有更强的免疫效果。

②大于30μm的微胶囊,更适于做可控缓释。由于微胶囊的保护作用,母体抗体不能使抗原失活,可用于婴幼儿免疫接种。

③微胶囊在肠道内不受酸或酶的影响,可用于口服。