一、首先要明确基因工程病毒疫苗在整个病毒疫苗研究开发中的地位和任务
1.主要常规技术不能或很难解决的新疫苗 (Newgeneration vaccine)
①不能或难于培养的病原体;
②有潜在致癌性或免疫病理作用的病原体。
2.传统疫苗的改造((Reconstruction of traditional vaccine)
v主要针对免疫效果差,负反应大,成本较高和使用不方便的传统疫苗进行改造。
3.加强治疗性疫苗研究(Intensificationof cure vaccine research)
v近年来,使用疫苗进行疾病治疗的研究发展迅速,对引起慢性或持续性感染或与诱发肿瘤十分相关的病毒病,治疗性疫苗的研究将具有重要性。
4.发展多价疫苗
v多价疫苗成本低,免疫程序简单,是疫苗研究的发展方向。
v其发展方向为:
①使用基因工程技术对传统疫苗进行改造,获得联合疫苗;
②发展具有高导入、高表达、强免疫、可加强的新型载体。
二、目标的选择要以社会和市场需求为导向
1.研制预防我国严重病毒病的疫苗放在重点位置;
2.大力发展有市场前景新型疫苗。
三、加强新型疫苗的基础研究
1.加强疾病免疫保护机制的研究(Intensify the research of immunityprotection mechanism)
(1)选取病原体的某些抗原或某些抗原表位,或删除某些无用甚至有害的组分而构成的,因而必须了解这些抗原、表位或组分在病原体致病和免疫中的作用和机体对它们的应答。
(2)一些发病和免疫机制比较简单的疾病已用常规疫苗解决了,留下的是一些比较复杂和较难解决的疾病或问题,例如呼吸道、肠道和生殖系统黏膜感染,其病原体常多型善变;易于产生持续感染基因整合的病毒;免疫病理机制不清的病毒;病原体结构复杂,发育阶段多,免疫保护作用不强;常规疫苗由于反应大,效果差或引起个别严重并发症,需用新型疫苗来代替。
2.加强新型疫苗的免疫保护机制的研究(Intensify the research of immunityprotection mechanism of novel vaccine)
v新型疫苗抗原的免疫保护效果是新型疫苗研究的首要问题。
v活疫苗(包括基因工程活疫苗)最近似地模拟了感染后免疫,因而基因工程多肽疫苗和合成寡肽往往是用单一或少数几种保护性抗原,甚至单一个主要抗原表位代替完整的菌体或病毒颗粒。
产生的两个问题:
第一,分子越小,其免疫原性越弱。因此多肽疫苗常需要用强有力的佐剂,以增强其免疫原性,合成寡肽则除了强佐剂以外,还要求偶联于一种载体蛋白上。
第二,产生的免疫仅针对一种抗原,甚至一个抗原表位,在免疫的综合性方面就与感染后免疫相差甚远,其有效保护程度和时间还需通过实践加以检验。
Ø基因工程疫苗类型和表达系统的选择对获得有效的免疫保护常有关键性意义。新型疫苗的作用方式对机体的免疫系统产生重要影响。任何疫苗的作用机体的方式都不会与病原自然作用方式完全相同,因此必然产生新的免疫特点。在载体疫苗,特别是核酸疫苗中,这个问题尤为明显。在甲型流感的自然感染中,不同亚型间的共同抗原核蛋白无中和活性,也不能产生亚型间交叉保护。
3.提高新型疫苗免疫效果(Enhance the immune effect of newvaccine)
Ø基因工程多肽或寡肽疫苗成败的关键是如何克服免疫原性弱、免疫综合性差的问题。
(1)多抗原表达(Multi-antigen expression)
Ø新型疫苗的一个趋向是应用二个以上抗原。
p第一类都是表面抗原(2种以上);
p第二类是同时用表面与内部抗原诱生中和抗体;
第三类是用表面抗原与非结构蛋白。
(2)颗粒性抗原(Granular antigen)
①在体外将多肽聚团化可形成100nm左右颗粒,如加入皂角糖苷(QuilA)可形成“免疫刺激复合物”(Immunostimulating complex,ISCOM);
②将抗原包入脂质体内可形成免疫脂质体。
③应用基因工程或化学交联方法将B细胞表位结合到HBsAg,HBcAg或轮状病毒核心表面,以增强免疫原性,特别是HBcAg具有T细胞依赖性和非依赖性免疫作用,是较为理想的颗粒型载体。
④有些病原结构基因的表达可产生不含核酸的病毒样颗粒,人类细小病毒B19株的壳蛋白可形成空心外壳;在痘苗中同时表达HIV的gag和env基因可形成类似病毒的颗粒。
(3)蛋白质工程抗原
①多个寡肽串联成“鸡尾酒式疫苗”是首先针对恶性疟原虫而提出的,是将多个不同的B细胞表位和多个TH细胞表位串联起来,同时删除可能存在的抑制性T细胞(suppressor T cell,Ts)表位。
②另一个也属于蛋白质工程范畴,是将本来在细胞内表达的抗原加以改造,使之表达于细胞膜表面,以增强其免疫原性。此外,将RSV的两个表面抗原G和F组合成一个蛋白质的研究也相当深入,组合似不影响到它们各自的抗原特异性。
(4)载体疫苗系统(Vector vaccine system)
①基于病毒的载体活疫苗;
②基于质粒DNA的非病毒载体疫苗。
前者方向是“非复制型”载体,需克服不安全性和不易加强使用的缺点;后者方向是改进导入效率、提高抗原表达、增强免疫反应强度、克服潜在的致癌及免疫病理作用。
其优点是:廉价、高效、易于组合成多价疫苗,是新型疫苗的重要组成部分。
其缺点是:
①尽管用于载体研究的这些微生物都是疫苗株,但做为活疫苗载体,可能产生接种副反应。
②机体内针对载体的抗体,不论是免疫前存在的,或是免疫后产生的,都会对相应载体疫苗的再次使用产生一定影响,从而影响其免疫效果。
(5)免疫佐剂与联合免疫
①强有力大都是胞壁二肽的衍化物,如Syntex佐剂对多肽和寡肽都有很强的佐剂作用,能诱生抗体和细胞介导免疫,甚至超过了福氏完全佐剂,且无热源性,不引起肉芽肿、关节炎或其他组织损害。在用HCG-b的37肽作为避孕疫苗进行人体实验时使用了这类佐剂。
②淋巴因子如胸腺肽、白细胞介素-2、γ-干扰素等均曾用于免疫增强目的。IL-2似乎只对某些抗原有佐剂作用,且须每天注射。
③缓慢释放抗原的微胶囊(microsphere),虽不是佐剂,却能增强免疫效果。例如丙交酯与乙交酯共聚物,颗粒可达至3mm,小至1μm。
④Al(OH)3依然独占鳌头。佐剂不但是亚单位疫苗成功的关键,而且还可通过选择不同的佐剂改变疫苗免疫反应类型,增加疫苗用途,提高新的免疫接种途径。
不同类型疫苗联合应用,以达互补效果,是近年一些难度较大疫苗研制的新途径。

