第十四章疫苗和免疫

第十四章疫苗與免疫王曉杜第一節(jié)免疫預(yù)防與疫苗主動(dòng)免疫天然主動(dòng)免疫人工主動(dòng)免疫被動(dòng)免疫天然被動(dòng)免疫人工被動(dòng)免疫一疫苗

疫苗是指為了預(yù)防、控制傳染病的發(fā)生、流行，用于人體和動(dòng)物預(yù)防接種的預(yù)防性生物制品。這些生物制品是指用微生物或其毒素、酶，人或動(dòng)物的血清、細(xì)胞等制備的供預(yù)防、診斷和治療用的制劑。特點(diǎn)：安全有效實(shí)用二疫苗的種類(lèi)1抗原表位疫苗利用抗原表位氨基酸制備的疫苗。包括：

1）合成肽疫苗：

分為抗病毒相關(guān)肽疫苗、抗腫瘤相關(guān)肽疫苗和抗細(xì)菌及寄生蟲(chóng)感染的肽疫苗。優(yōu)點(diǎn)：來(lái)源限制小，易于制備和純化；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸；沒(méi)有毒性和感染因子的污染；不需要下游加工和處理，成本低；能設(shè)計(jì)出體液免疫和細(xì)胞免疫的疫苗。缺點(diǎn)：

a）遺傳背景限制了抗原表位合成肽的表型，由于它只代表了蛋白抗原的一部分，很難象蛋白抗原那樣誘導(dǎo)出多種免疫反應(yīng)。

b）合成肽是線(xiàn)性的，通常不具備抗原蛋白上抗原表位所具有的立體構(gòu)象。

c）與蛋白抗原相比，抗原表位的免疫原性較弱，很難誘導(dǎo)較強(qiáng)的免疫應(yīng)答以獲得長(zhǎng)期的免疫力。2）重組抗原表位亞單位疫苗：將重組到其他載體（病毒）蛋白分子上可在原核或真核系統(tǒng)中表達(dá)的抗原表位疫苗稱(chēng)為重組抗原表位亞單位疫苗。

桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)原核表達(dá)系統(tǒng)酵母表達(dá)系統(tǒng)噬菌體展示系統(tǒng)真核、原核、病毒等重組表達(dá)系統(tǒng)2.抗原分子或片段

1）腫瘤、微生物滅活疫苗：

應(yīng)用化學(xué)、物理和生物學(xué)方法（如加熱、凍融、放射線(xiàn)照射、神經(jīng)氨酸酶處理等）制備滅活的腫瘤細(xì)胞和微生物病原體或其粗提物，以非特異性刺激因子作為佐劑，注射機(jī)體而誘導(dǎo)免疫應(yīng)答。機(jī)制：刺激注射部位炎癥反應(yīng)，激活A(yù)PC細(xì)胞，誘導(dǎo)B、T細(xì)胞產(chǎn)生應(yīng)答。優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)生的應(yīng)答反應(yīng)持久缺點(diǎn)：應(yīng)答反應(yīng)較慢。2）減毒活疫苗

用弱毒或無(wú)毒，但是免疫原性較強(qiáng)的病原微生物及其代謝產(chǎn)物，經(jīng)培養(yǎng)繁殖后制成的，能獲得長(zhǎng)期或終生保護(hù)作用。制備方式：從帶毒者機(jī)體上分離弱毒株（鼠疫疫苗）；或通過(guò)人工培養(yǎng)，使微生物發(fā)生變異而毒力減弱（麻疹和卡介苗）。優(yōu)點(diǎn)：免疫原性強(qiáng)，產(chǎn)生免疫應(yīng)答較快。缺點(diǎn)：保護(hù)時(shí)間不是太長(zhǎng)，也有少數(shù)保護(hù)期較長(zhǎng)；有部分毒株作為疫苗后有毒力反強(qiáng)現(xiàn)象。3）類(lèi)毒素

細(xì)菌的外毒素經(jīng)甲醛處理后，失去毒性而仍保留較強(qiáng)的免疫原性，能刺激機(jī)體產(chǎn)生保護(hù)性免疫的制劑稱(chēng)為類(lèi)毒素。

作用機(jī)制：可以通過(guò)人工自動(dòng)免疫獲得抗病能力；可以通過(guò)類(lèi)毒素免疫動(dòng)物制備抗毒素血清，通過(guò)被動(dòng)免疫的方式獲得相應(yīng)的免疫力。優(yōu)點(diǎn)：可以制備多聯(lián)苗，如“百-白-破”三聯(lián)苗，是由百日咳死菌苗、白喉類(lèi)毒素、破傷風(fēng)類(lèi)毒素混合而成。4）亞單位疫苗

用化學(xué)試劑裂解病毒，提取包膜或衣殼上的亞單位，去除核酸等成份，以制成的疫苗稱(chēng)為亞單位疫苗。如：流感病毒的HA和NA亞單位苗、乙肝表面抗原亞單位苗等。5）結(jié)合疫苗

采用化學(xué)的方法，將多糖結(jié)合到蛋白載體上，制備成的多糖-蛋白結(jié)合疫苗，用于提高細(xì)菌疫苗多糖抗原的免疫原性。如：腦膜炎球菌結(jié)合疫苗和肺炎球菌結(jié)合疫苗。3.基因疫苗

又稱(chēng)核酸疫苗或DNA疫苗。用編碼病原體有效免疫原的基因片段與質(zhì)粒構(gòu)建成重組載體，直接注射進(jìn)機(jī)體，重組質(zhì)?？梢栽跈C(jī)體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)保護(hù)性抗原，從而誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答，這類(lèi)核酸物質(zhì)稱(chēng)為基因疫苗。優(yōu)點(diǎn)：制備簡(jiǎn)單，容易大量生產(chǎn)，易產(chǎn)生長(zhǎng)期保護(hù)效果，也易生產(chǎn)多價(jià)疫苗。缺點(diǎn)：不能排除少數(shù)質(zhì)粒整合到宿主染色體上引起突變的可能；由于其持續(xù)表達(dá)，也可能打破機(jī)體免疫平衡或引發(fā)免疫耐受；目前其免疫效果還不是很理想。三疫苗的應(yīng)用抗感染

HIV、HBV等抗腫瘤

EBV或HPV計(jì)劃生育

抗ZP3抗體防止免疫病理?yè)p傷四免疫佐劑和免疫增強(qiáng)劑1免疫佐劑的概念與抗原混合免疫動(dòng)物，能提高抗原免疫原性的物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為免疫佐劑。一般在抗原性弱或抗原量少時(shí)使用。

2.免疫佐劑的作用機(jī)理

1）延長(zhǎng)抗原在體內(nèi)的持續(xù)時(shí)間。如：油乳劑等。

2）增強(qiáng)共刺激信號(hào)。如：B7-1、2等。

3）增強(qiáng)局部炎癥反應(yīng)。如：卡介苗等。

4）非特異刺激淋巴細(xì)胞增殖。如：超抗原。

5）延長(zhǎng)抗原呈遞細(xì)胞的活性。如：熱休克蛋白。

二、

佐劑的免疫生物學(xué)作用：1.增強(qiáng)抗原的免疫原性，使無(wú)免疫原性或僅有微弱免疫原性的物質(zhì)變成有效的免疫原。2.增強(qiáng)機(jī)體對(duì)抗原刺激的反應(yīng)性，可提高初次應(yīng)答和再次應(yīng)答所產(chǎn)生抗體的滴度。3.改變抗體的類(lèi)型，使由產(chǎn)生IgM轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)IgG。4.引起或增強(qiáng)遲發(fā)型超敏反應(yīng)。3.免疫佐劑的種類(lèi)：

1）不溶性鋁鹽類(lèi)佐劑：這是一類(lèi)在疫苗上應(yīng)用很廣泛的佐劑,通常使用的主要有氫氧化鋁明膠、明礬、磷酸三鈣等。鋁鹽是當(dāng)前唯一允許用于人的佐劑。鋁鹽佐劑還可以激活補(bǔ)體和選擇性地誘導(dǎo)細(xì)胞因子(如IL24)的產(chǎn)生,增強(qiáng)DNA疫苗誘導(dǎo)的Th2免疫應(yīng)答。

2）油水乳劑佐劑：

是用礦物油、乳化劑(如span280,Tween280)及穩(wěn)定劑(如硬脂酸鋁)按一定比例混合作為油相,然后與抗原混合制成各種類(lèi)型的油水乳劑。其中最著名的是弗氏佐劑(FA)。該佐劑是用礦物油(石蠟油)、乳化劑(羊毛脂)和殺死的分枝桿菌組成的油包水乳化佐劑。油包水乳劑可以作為一個(gè)貯存庫(kù),防止水相中的多肽被機(jī)體水解,從而達(dá)到保護(hù)抗原的目的。油水乳劑有利于樹(shù)突狀細(xì)胞移向淋巴細(xì)胞并遞呈。3）微生物及代謝產(chǎn)物佐劑：

某些菌體及其成分、代謝產(chǎn)物等能起到佐劑作用。革蘭氏陰性菌的脂多糖革蘭氏陽(yáng)性菌的脂磷壁酸短小棒狀桿菌分枝桿菌及其組成成分酵母菌的細(xì)胞壁白色念珠菌提取物細(xì)菌的蛋白毒素(霍亂毒素、破傷風(fēng)毒素)等。

細(xì)菌毒素

脂多糖(LPS)是細(xì)菌內(nèi)毒素,其中起佐劑作用的主要是類(lèi)脂A。

霍亂毒素(CT)和大腸桿菌不耐熱腸毒素(LT)是細(xì)菌蛋白毒素家族成員,

CT和LT都具有較強(qiáng)的黏膜免疫原性和黏膜免疫佐劑效應(yīng)。

短小棒狀桿菌菌苗

短小棒狀桿菌為專(zhuān)性厭氧革蘭氏陽(yáng)性小桿菌,經(jīng)滅活后可作為佐劑。能非特異性刺激淋巴樣組織增生,使單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)吞噬活力加強(qiáng),促進(jìn)IL21、IL22等細(xì)胞因子產(chǎn)生,增大溶酶體酶的作用,從傳統(tǒng)途徑和旁路途徑激活補(bǔ)體。分枝桿菌及其成分

卡介苗不但是預(yù)防結(jié)核的特異性生物制品,還可以活化巨噬細(xì)胞,提高其吞噬能力,促進(jìn)IL21、IL22等細(xì)胞因子的產(chǎn)生,在刺激骨髓多能干細(xì)胞發(fā)育成具有免疫功能的免疫活性細(xì)胞方面也發(fā)揮著作用。

4）核酸及其類(lèi)似物佐劑：

非甲基化的CpG序列是一種非常有潛力的免疫增強(qiáng)劑，可以直接作用于B淋巴細(xì)胞,刺激成熟的B淋巴細(xì)胞增殖，使95%的G0

期B淋巴細(xì)胞重新進(jìn)入細(xì)胞周期，它還能促進(jìn)B淋巴細(xì)胞分泌細(xì)胞因子(如IL12)，上調(diào)B淋巴細(xì)胞表面分子的表達(dá)，提高機(jī)體體液免疫。5）細(xì)胞因子佐劑：

干擾素-γ：調(diào)節(jié)機(jī)體免疫，參與Th細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，提高機(jī)體的細(xì)胞免疫和體液免疫.

白細(xì)胞介素：IL-1、2、4、10、12等都是比較常用的免疫佐劑，他們分別調(diào)節(jié)T、B細(xì)胞的免疫應(yīng)答。巨細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF):誘導(dǎo)免疫細(xì)胞分化，激活體液和細(xì)胞免疫。

趨化因子：調(diào)節(jié)細(xì)胞粘附、血管生成、白細(xì)胞移動(dòng)和歸巢等。6）脂質(zhì)體

脂質(zhì)體是最常用的免疫增強(qiáng)劑之一，它可儲(chǔ)存抗原，緩慢釋放可溶性抗原，并能將抗原導(dǎo)向巨噬細(xì)胞或樹(shù)突狀細(xì)胞，還可將抗原直接遞送至胞質(zhì)，并通過(guò)MHCⅠ類(lèi)分子誘導(dǎo)CTL應(yīng)答。7）免疫刺激復(fù)合物（ISCOM)

是一種有較高免疫活性的脂質(zhì)小體，對(duì)細(xì)胞免疫和體液免疫都有增強(qiáng)作用，能誘導(dǎo)產(chǎn)生高效價(jià)抗體，且出現(xiàn)時(shí)間早，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。還能增強(qiáng)粘膜免疫活性。8）肽聚糖和殼聚糖肽聚糖存在于原核生物細(xì)胞壁的大分子聚合物，是由乙酰氨基葡萄糖、乙酰胞壁酸與四五個(gè)氨基酸短肽聚合而成得多層網(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu)。殼聚糖(chitosan)是由自然界廣泛存在的幾丁質(zhì)(chitin)經(jīng)過(guò)脫乙酰作用得到的，化學(xué)名稱(chēng)為聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。9）蜂膠：?jiǎn)?dòng)特異性和非特異性免疫應(yīng)答4免疫增強(qiáng)劑單獨(dú)給予能增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體免疫力的物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為免疫增強(qiáng)劑。五常用的接種途徑注射：肌肉、皮下、皮內(nèi)、胸內(nèi)、腹腔、靜脈口服噴霧滴眼或滴鼻六免疫效果監(jiān)測(cè)七免疫效果失敗的原因分析疫苗質(zhì)量疫苗血清型免疫時(shí)間動(dòng)物不產(chǎn)生應(yīng)答反應(yīng)免疫抑制免疫耐受母源抗體的影響遺傳因素第二節(jié)免疫治療一、概念

利用免疫學(xué)原理，針對(duì)疾病的發(fā)生機(jī)制，人為地調(diào)整幾天的免疫功能，達(dá)到治療目的所采取的措施。分子治療細(xì)胞治療生物應(yīng)答調(diào)節(jié)劑與免疫抑制劑二、分子治療分子疫苗

抗體

多克隆抗體

單克隆抗體細(xì)胞因子微生物抗原疫苗單抗與基因工程抗體的免疫治療抗細(xì)胞表面分子的單抗抗細(xì)胞因子的單抗抗體靶向治療三、細(xì)胞治療細(xì)胞免疫過(guò)繼免疫治療造血干細(xì)胞移植四、生物應(yīng)答調(diào)節(jié)劑具有促進(jìn)或調(diào)節(jié)免疫功能的制劑。微生物制劑胸腺肽種類(lèi)舉例主要作用細(xì)菌產(chǎn)物卡介