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  目前应用的菌苗及其存在问题

一、目前应用菌苗的类别

v按菌苗所含的成份,菌苗可分为九类:

v减毒的活菌苗灭活的死菌苗纯化的多糖或蛋白成份苗基因缺失活菌苗载体重组活菌苗核酸菌苗联合重组菌苗多价菌苗多糖与蛋白结合菌苗

1.减毒的活菌苗

v如卡介苗(BCG),是巴斯德研究院CalmetteGuerin等(1921)将一株牛型强毒结核菌在甘油-胆汁-马铃薯培养基上传230代后(13年),获得的对动物不致病,但产生抗结核免疫反应的菌苗即BCG对免疫婴幼儿有保护效果。

v后来发现对成人的保护效果波动范围很大,对其减毒机制始终不清。直至近年来完成结核分枝杆菌全基因测序后,与有毒牛型结核分枝杆菌全基因序列进行比较,方知BCG缺失了毒力相关基因。

v总之,对胞内菌目前还是用减毒的活菌苗。

2.灭活菌苗(死菌疫苗)

v通过加热处理或福尔马(formaldehyde)、戊二醛(glutaraldehyde)、β-内酯(β-propiolactone)等化学处理得到。如霍乱死菌苗、百日咳(Bordetellapertussis)死菌等。

v死菌苗的主要优点是稳定,缺点是需要多次免疫才能得到好的保护效果。

3.亚单位或成分苗

荚膜细菌纯化的多糖菌苗,可诱导产生的抗体能保护机体抵抗入侵荚膜菌的感染。如嗜血性流感杆菌b(Hib)、伤寒杆菌Vi多糖等多糖苗,能诱导机体产生T细胞非依赖的抗体反应,其特点是诱导产生短期的IgM抗体,缺乏免疫记忆,对不到18个月幼儿的多糖苗免疫原性差,而没有保护效果。因此多糖类的菌苗急需改进。

目前,将多糖与载体蛋白共价连接,通过载体蛋白提供适当的T细胞表位,由T细胞协助B细胞产生多糖特异性抗体,使T细胞非依赖性抗原转变为T细胞依赖抗原,这类菌苗称为多糖-蛋白结合苗。如嗜血流感杆菌Hib的结合苗已在几个国家获得证书,证明对不到18个月的儿童有很高的免疫原性,能诱导免疫记忆,免疫球蛋白的类型转换及抗体亲和力成熟,明显减少Hib菌的入侵感染与发病。

v该菌自损伤的皮肤及粘膜或消化道,呼吸道进入人体后,首先被吞噬细胞吞噬,进入淋巴结,有时可在其中存活并生长繁殖形成感染灶,约2~3周后可进入血液循环产生菌血症。

v继之在网状内皮系统如肝,脾,骨髓内生长形成新的感染病灶,并可多次反复冲破细胞进入血循中,则再一次引起菌血症和临床急性症状,表现为平均2~3周的发烧期,每间隔约3天至两周,发烧又反复,产生波浪状的热型,故称为波浪热。

v同时,布氏杆菌含有内毒素及菌体本身皆可引起人体的过敏,出现各种的变态反应性病变。骨关节病变,多发生在半年左右,少数病例更早些。布氏杆菌骨髓炎是血源性布氏杆菌感染在骨关节的局部表现。任何骨均可受累,但以脊椎炎最为多见。关节的病变常侵犯大关节,以髋关节炎最为常见。

v大多数病人有急性感染表现。主要为波浪状发烧为其特点,发烧约2~3周,继之1~2周无烧期,以后再发烧。常伴多汗,头痛,乏力,游走性关节痛(主要为大关节)。有时全身症状消退后,才出现局部症状。

v腰椎受累后,出现持续性腰背痛,伴肌肉痉挛,活动受限后,影响行走。常可产生坐骨神经痛。局部有压痛及叩痛,少数病人于髂窝处可扪及脓肿包块;也可产生硬膜外脓肿压迫脊髓及神经根,出现感觉、运动障碍或截瘫。同时可伴有肝、脾肿大,区域性淋巴结肿大等表现。

二、目前菌苗存在的问题及研制菌苗的新方法

1.存在的问题

1尽管疫苗免疫取得了巨大的成功,但小于5岁的婴幼儿每年死于传染病的数目仍然很高。如疟疾、腹泻病等均无有效疫苗,虽然卡介苗(BCG)使用几十年了,甚至纳入WHO的计划免疫,但其效果波动很大0%~80%,因此急需安全有效的结核菌苗问世。

(2)与病毒相比:

①基因工程细菌及细菌核酸苗报导明显少。至今国际上还没有成功满意的重组细菌苗提供人群使用。关于细菌毒素的分子及其编码基因与调控机制都比较清楚,因此,有关毒素的基因工程菌苗的构建或载体构建等均无问题。

②但菌外膜上的其它结构如粘附分子,侵袭蛋白,鞭毛及脂多糖等分子结构十分复杂,编码基因多呈丛分布,如LPS的表达涉及近30个基因的级联反应,操作起来尚有困难。因此还有毒力相关或保护相关基因的分离、克隆和表达等基因工程菌苗研制的前期工作要做。

2.研制菌苗的新方法

v对细菌感染发病机制认识的深入及涉及许多病原体毒力决定簇如粘附素、侵袭素、荚膜多糖、脂多糖、毒素等编码基因及其产物的结构与功能的分析与鉴定,是不断设计和研制新型疫苗的重要基础。

v针对不同病原体致病特点和毒力决定簇的特点,发展和产生了不同的菌苗研制方法,得到不同类型的菌苗。

v目前研制菌苗新方法及可能的后选菌苗列于下表。

三、理想菌苗的条件

1)安全,不能有毒性;

2) 遗传性状稳定,无致癌性,无致畸变或致流产性;

3)结构简单清楚,可生物降解,有生物相容性,与组织抗原无免疫学交叉反;

4)对各年龄组人群均有长时间的免疫保护作用;

5)多价,有更大的覆盖面,最好一次性免疫;

6)能口服,能有效诱导粘膜免疫;

7)为大量人群应用,疫苗必须廉价;

8)易于生产,储存及服务,不需冷藏。

每一项要求,都需要大量的基础研究,已能提出更为合理的疫苗研究策略,研制出安全高效,使用方便,价格低廉的菌苗。