第八章 寄生蟲(chóng)疫苗

第八章基因工程寄生蟲(chóng)疫苗

ParasiteVaccineByGeneEngineering第一節(jié)概述

（SectionIOutline）人體寄生蟲(chóng)與人類(lèi)共存的歷史可追溯到遠(yuǎn)古，在漫長(zhǎng)的歲月里寄生蟲(chóng)和宿主的關(guān)系經(jīng)歷了“史前期”，“形成期”和“確定期”。據(jù)WHO統(tǒng)計(jì)，目前大約1/4世界人口受到五大寄生蟲(chóng)感染（瘧疾、血吸蟲(chóng)、利什曼原蟲(chóng)、絲蟲(chóng)、錐蟲(chóng)）要全面控制寄生蟲(chóng)病的流行，所面臨的仍是一條漫長(zhǎng)而艱辛之路。第八章寄生蟲(chóng)疫苗寄生蟲(chóng)與宿主的關(guān)系保持平衡是在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中逐步形成的。經(jīng)過(guò)自然選擇宿主逐漸形成有效的免疫反應(yīng)以防范寄生蟲(chóng)的毒害作用。通過(guò)高度自然選擇，一些種群的寄生蟲(chóng)和宿主關(guān)系不相適應(yīng)，難以平衡逐步消失。而另一些種群在進(jìn)化過(guò)程中獲得某些保護(hù)自己而不被宿主清除的功能，即所謂寄生蟲(chóng)的免疫逃避機(jī)制。第八章寄生蟲(chóng)疫苗一、對(duì)寄生蟲(chóng)疫苗研究成功的關(guān)鍵（keyofsuccess）1、包括選擇免疫應(yīng)答難以作用的寄生部位；2、寄生蟲(chóng)在宿主體內(nèi)不同發(fā)育階段表現(xiàn)抗原特異性改變，從而使獲得性免疫力有嚴(yán)格的階段（或期）特異性。各階段（期）因其不同的表面抗原而避開(kāi)了前一階段引起的宿主免疫效應(yīng)機(jī)制的傷害。寄生蟲(chóng)表面抗原變異在錐蟲(chóng)，瘧原蟲(chóng)，巴貝蟲(chóng)等致病性原蟲(chóng)表現(xiàn)更為明顯。第八章寄生蟲(chóng)疫苗3、寄生蟲(chóng)在抗原變異，抗原摹擬和寄生蟲(chóng)攝入宿主DNA和獲得宿主蛋白或以宿主抗原偽裝自己方面也表現(xiàn)出非常復(fù)雜而有效的免疫逃避機(jī)制。但是，任何一種寄生蟲(chóng)在宿主體內(nèi)長(zhǎng)期存活的免疫逃避機(jī)制均未能完全搞清楚。仍是一個(gè)值得深入研究和探討的課題。第八章寄生蟲(chóng)疫苗二、寄生蟲(chóng)疫苗的分類(lèi)（categoryofparasitevaccine）寄生蟲(chóng)疫苗研究始于1903年，至今洽好100年?？煞诸?lèi)為：①帶低毒活野生型疫苗（自然界中分離的）；②致弱病原疫苗（減毒活疫苗）；③滅活或死病原疫苗；④亞單位疫苗（包括抽提物或代謝產(chǎn)物）；⑤合成的或重組的抗原疫苗；⑥抗獨(dú)特型Ab疫苗；⑦DNA疫苗。第八章寄生蟲(chóng)疫苗三、問(wèn)題（questions）迄今仍無(wú)公認(rèn)的寄生蟲(chóng)病疫苗，究其原因：（1）多數(shù)寄生蟲(chóng)為多細(xì)胞生物，寄生蟲(chóng)抗原成分非常復(fù)雜，很難找準(zhǔn)特定保護(hù)性抗原，保護(hù)性免疫應(yīng)答機(jī)制不清。（2）寄生蟲(chóng)抗原免疫所誘導(dǎo)的大都為部分保護(hù)性免疫力（一般為30%~70%）。（3）寄生蟲(chóng)形成種種逃避宿主免疫應(yīng)答的辦法，其機(jī)制尚待闡明。（4）寄生蟲(chóng)一般引起慢性長(zhǎng)期感染，病期因寄生蟲(chóng)生活史中形態(tài)上不同，常存在數(shù)階段（期）。第八章寄生蟲(chóng)疫苗第二節(jié)基因工程寄生蟲(chóng)疫苗的研究現(xiàn)狀（Researchstatusofparasitevaccinebygeneengineering）一、瘧疾疫苗(mariavaccine)世界上每年3-5億人口感染人瘧，1.5-3百萬(wàn)人死于瘧疾。大多數(shù)嚴(yán)重發(fā)病和死亡發(fā)生在兒童和孕婦，主要是惡性瘧（由惡性瘧原蟲(chóng)感染引起）。第八章寄生蟲(chóng)疫苗(一)瘧疾及瘧原蟲(chóng)第八章寄生蟲(chóng)疫苗瘧疾（Malaria），又名打擺子，經(jīng)按蚊叮咬而感染瘧原蟲(chóng)所引起的蟲(chóng)媒傳染病。9第八章寄生蟲(chóng)疫苗全球瘧疾疫情分布圖

全球人口的35%(約23.7億人)存在患瘧疾的風(fēng)險(xiǎn)。而這一數(shù)據(jù)比起以往有所下降。研究人員還指出，目前全球有大約10億人口居住在瘧疾高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，而非洲以外的感染率低于5%，撒哈拉以南的非洲地區(qū)是目前瘧疾感染最嚴(yán)重的地方。10第八章寄生蟲(chóng)疫苗瘧疾的危害瘧疾仍然是當(dāng)今人類(lèi)的最大殺手之一，每年瘧疾發(fā)病人數(shù)為3～5億，因惡性瘧引起死亡超過(guò)100萬(wàn)。11第八章寄生蟲(chóng)疫苗瘧疾的主要癥狀周期性寒戰(zhàn)發(fā)熱頭痛出汗貧血脾腫大12第八章寄生蟲(chóng)疫苗間日瘧原蟲(chóng)生活史與形態(tài)人（脊椎動(dòng)物宿主）蚊（媒介宿主）肝細(xì)胞內(nèi)發(fā)育紅細(xì)胞內(nèi)發(fā)育胃內(nèi)配子生殖胃壁孢子生殖第八章寄生蟲(chóng)疫苗間日瘧原蟲(chóng)生活史與形態(tài)人體內(nèi)發(fā)育階段紅細(xì)胞外期（肝細(xì)胞內(nèi)發(fā)育）

TS子孢子（蚊）BS紅外期裂殖體

休眠子紅外期裂殖子子孢子紅外期裂殖體裂殖子（蚊）（肝細(xì)胞）第八章寄生蟲(chóng)疫苗間日瘧原蟲(chóng)生活史與形態(tài)人體內(nèi)發(fā)育階段紅細(xì)胞內(nèi)期（紅細(xì)胞內(nèi)發(fā)育）

紅外期裂殖子侵入紅細(xì)胞進(jìn)行無(wú)性的裂體增殖循環(huán)和有性體形成

環(huán)狀體(ringform)

大滋養(yǎng)體(trophozoite)

裂殖體(schizont)

紅內(nèi)期裂殖子(merozoite)

配子體(雌、雄)

(gametocyte)第八章寄生蟲(chóng)疫苗間日瘧原蟲(chóng)生活史與形態(tài)蚊體內(nèi)發(fā)育階段配子生殖(胃腔內(nèi))孢子生殖(胃壁上)雄配子體雌配子體雄配子雌配子合子合子動(dòng)合子囊合子(卵囊)子孢子子孢子

(唾腺)第八章寄生蟲(chóng)疫苗瘧原蟲(chóng)的生活史（圖）雌雄配子體

雌雄配子動(dòng)合子合子

囊合子子孢子母細(xì)胞感染性子孢子蚊體內(nèi)人體內(nèi)遲發(fā)性速發(fā)性

復(fù)發(fā)急性發(fā)作第八章寄生蟲(chóng)疫苗預(yù)防2005年6月30日，美國(guó)總統(tǒng)布什說(shuō)：“瘧疾（malaria）問(wèn)題是非常悲劇性的，因?yàn)樵摷膊”旧硎歉叨瓤芍巍⒖煞赖?。第八章寄生蟲(chóng)疫苗蓋茨向瘧疾開(kāi)戰(zhàn)控制傳染源

切斷傳染途徑

保護(hù)易感人群

1億美元研制幾種抗瘧疾新藥5070萬(wàn)美元對(duì)殺蟲(chóng)劑和滅殺蚊子的手段進(jìn)行改進(jìn)1.076億美元：葛蘭素史克公司，用于研制一種抗瘧疾疫苗，最早2010年上市第八章寄生蟲(chóng)疫苗蓋茨基金會(huì)2006年12月12日宣布，將再提供8350萬(wàn)美元用于瘧疾的防治。世界銀行發(fā)起一項(xiàng)全球抗擊瘧疾計(jì)劃，準(zhǔn)備動(dòng)用5億至10億美元資金幫助非洲國(guó)家抗擊瘧疾。

第八章寄生蟲(chóng)疫苗（二）瘧疾疫苗的分類(lèi)1.抗紅前期原蟲(chóng)疫苗

紅前期瘧疾疫苗又稱(chēng)抗感染疫苗，主要針對(duì)瘧原蟲(chóng)子孢子或肝內(nèi)期瘧原蟲(chóng)，紅前期疫苗通過(guò)誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性抗體，來(lái)阻止子孢子入侵肝細(xì)胞或誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性識(shí)別感染肝細(xì)胞的T細(xì)胞，來(lái)殺死感染肝細(xì)胞或干擾瘧原蟲(chóng)在肝細(xì)胞內(nèi)的發(fā)育增殖，阻止其釋放出感染性裂殖子，從而達(dá)到抗感染的效果?？辜t前期原蟲(chóng)疫苗達(dá)到100%的保護(hù)率才能真正達(dá)到保護(hù)效果,因?yàn)橹灰袉蝹€(gè)子孢子逃逸就可能引起機(jī)體的感染。

第八章寄生蟲(chóng)疫苗

位于子孢子表面的環(huán)子孢子蛋白(circumsporozoiteprotein，CSP)和血凝素相關(guān)匿名蛋白(thrombospondinrelatedanonymousprotein，TRAP)是針對(duì)該期原蟲(chóng)的2個(gè)重要的疫苗候選抗原。目前研究較為深入的紅前期疫苗是GSK（GlaxoSmithKline，GSK）生物公司和美國(guó)陸軍醫(yī)學(xué)研究院合作開(kāi)發(fā)的RTS,SASO1/AS02疫苗。RTS，S疫苗是全球第一種早期療效顯著，它由2部分組成,即CSP的19個(gè)NANP重復(fù)序列及其C未端序列與乙肝表面抗原融合而成

第八章寄生蟲(chóng)疫苗2抗紅內(nèi)期原蟲(chóng)疫苗紅內(nèi)期瘧疾疫苗又稱(chēng)抗病疫苗，其機(jī)制一般是阻斷裂殖體入侵紅細(xì)胞或避免感染紅細(xì)胞黏附于血管內(nèi)皮細(xì)胞。裂殖子表面蛋白和頂端復(fù)合體抗原成為疫苗研究的焦點(diǎn)，多種抗原被作為候選疫苗進(jìn)行研究。目前有些疫苗已進(jìn)人臨床試驗(yàn)并取得階段性成果，單一抗原疫苗MSP-1、AMA—l、GLURP、SERA、ISA720及多抗原疫苗GMZ2、PfCP-2.9/ISA720

第八章寄生蟲(chóng)疫苗3傳播阻斷性疫苗通過(guò)阻止瘧原蟲(chóng)在蚊蟲(chóng)體內(nèi)的有性增殖而達(dá)到阻斷瘧疾傳播的目的，在這個(gè)過(guò)程中，雖然不能使個(gè)體免于瘧疾感染，也不能減輕癥狀，但能阻斷蚊蟲(chóng)將瘧原蟲(chóng)從一個(gè)宿主傳播至另一個(gè)宿主，傳播阻斷性疫苗候選抗原主要表達(dá)于蚊蟲(chóng)階段瘧原蟲(chóng)表面，是當(dāng)前瘧疾疫苗研究的熱點(diǎn)。雌雄配子、合子和動(dòng)合子所表達(dá)的表面蛋白是研制傳播阻斷性疫苗的重要靶抗原。第八章寄生蟲(chóng)疫苗（三）瘧疾疫苗研制的3個(gè)階段1.第一階段是減毒疫苗2.第二階段是亞單位疫苗3.第三階段是基因疫苗第八章寄生蟲(chóng)疫苗（四）瘧疾基因疫苗1.孢子體表面蛋白2基因疫苗ssP22.環(huán)子孢子蛋白基因疫苗CSP（體液免疫）3.瘧原蟲(chóng)蛋白17基因疫苗HEP17(肝細(xì)胞空泡膜，紅細(xì)胞膜)（CTL反應(yīng)）4.HEP17/CSP聯(lián)合基因疫苗第八章寄生蟲(chóng)疫苗5.裂殖子主要表面蛋白基因疫苗AWA1、AWA2、Pf55/RESAMSP16.有性期抗原基因疫苗Pfs230、48/45、27、25、28第八章寄生蟲(chóng)疫苗瘧疾疫苗研制所面臨的困難和挑戰(zhàn)

(1)缺乏保護(hù)作用強(qiáng)的候選抗原。盡管在過(guò)去25年中已鑒定了約40個(gè)疫苗候選抗原,但能產(chǎn)生強(qiáng)而持久保護(hù)性免疫力的抗原仍十分有限;(2)缺乏對(duì)瘧疾保護(hù)性免疫機(jī)制的了解,瘧原蟲(chóng)生活史復(fù)雜、抗原具有期特異性并存在高度變異、瘧原蟲(chóng)具有多種入侵途徑和逃避宿主免疫攻擊的機(jī)制;(3)缺乏有效的動(dòng)物模型。由于瘧原蟲(chóng)抗原序列存在種間差異,因此無(wú)法用動(dòng)物瘧原蟲(chóng)模型來(lái)評(píng)價(jià)人體瘧疾疫苗;(4)缺乏持久的免疫力和難以產(chǎn)生足夠高水平的抗體。

第八章寄生蟲(chóng)疫苗綠水青山枉自多華佗無(wú)奈小蟲(chóng)何千村薜荔人遺矢萬(wàn)戶(hù)蕭疏鬼唱歌

送瘟神

毛澤東第八章寄生蟲(chóng)疫苗（一）血吸蟲(chóng)病

裂體吸蟲(chóng)◆血吸蟲(chóng)由于寄生在人體的血管內(nèi)而得名；它引起的血吸蟲(chóng)病俗稱(chēng)大肚子??；◆血吸蟲(chóng)對(duì)人類(lèi)的危害

1.分布廣

2.后果嚴(yán)重二、血吸蟲(chóng)疫苗第八章寄生蟲(chóng)疫苗全球血吸蟲(chóng)分布圖分布第八章寄生蟲(chóng)疫苗后果嚴(yán)重

第八章寄生蟲(chóng)疫苗寄生于人體的血吸蟲(chóng)（6種）埃及血吸蟲(chóng)（Schistosomahaematobium）1851曼氏血吸蟲(chóng)（Schistosomamansoni）

1902日本血吸蟲(chóng)（Schistosomajaponicum）

1903間插血吸蟲(chóng)（Schistosomaintercalatum）1934湄公血吸蟲(chóng)（Schistosomamekongi）1978馬來(lái)血吸蟲(chóng)（Schistosomamalayensis）1988第八章寄生蟲(chóng)疫苗日本血吸蟲(chóng)Schistosomajaponicum,S.j

成蟲(chóng)主要寄生于腸系膜下靜脈，致病以蟲(chóng)卵為主，可引起嚴(yán)重的血吸蟲(chóng)病。第八章寄生蟲(chóng)疫苗血吸蟲(chóng)的主要特點(diǎn)成蟲(chóng)似線(xiàn)蟲(chóng)，圓柱形；雌雄異體，但常合抱成蟲(chóng)在血管內(nèi)（門(mén)脈系統(tǒng)）寄生，蟲(chóng)卵從糞或尿中排出生活史中無(wú)雷蚴和囊蚴階段尾蚴為感染期，經(jīng)皮膚感染僅有一個(gè)中間宿主：釘螺蟲(chóng)卵無(wú)蓋，蟲(chóng)卵是主要致病因素，危害嚴(yán)重第八章寄生蟲(chóng)疫苗日本血吸蟲(chóng)生活史簡(jiǎn)圖

人體內(nèi)階段人體外階段第八章寄生蟲(chóng)疫苗日本血吸蟲(chóng)生活史宿主

中間宿主釘螺是血吸蟲(chóng)的唯一中間宿主。第八章寄生蟲(chóng)疫苗日本血吸蟲(chóng)生活史宿主

中間宿主保蟲(chóng)宿主牛、羊、豬、狗、鼠等30多種哺乳動(dòng)物。終宿主水牛第八章寄生蟲(chóng)疫苗1.感染條件：接觸“疫水”日本血吸蟲(chóng)生活史尾蚴感染第八章寄生蟲(chóng)疫苗2.感染方式：尾蚴主動(dòng)鉆入皮膚尾蚴性皮炎日本血吸蟲(chóng)生活史尾蚴感染1.感染條件：第八章寄生蟲(chóng)疫苗日本血吸蟲(chóng)致病性

尾蚴童蟲(chóng)成蟲(chóng)蟲(chóng)卵

致病機(jī)理*（分泌物）尾蚴性皮炎（機(jī)械性損傷）肺炎（奪取營(yíng)養(yǎng)）營(yíng)養(yǎng)不良（機(jī)械性刺激）血管內(nèi)膜炎（蟲(chóng)卵肉芽腫）肝、腸纖維化CAg（形成CIC）血吸蟲(chóng)病腎病、關(guān)節(jié)炎*第八章寄生蟲(chóng)疫苗①肝.腸纖維化日本血吸蟲(chóng)致病性

蟲(chóng)卵結(jié)節(jié)阻塞竇前靜脈回心血流受阻門(mén)脈高壓腹水②大肚子病第八章寄生蟲(chóng)疫苗1.蟲(chóng)源性疫苗

死疫苗/減毒活疫苗2.基因工程疫苗3.DNA疫苗4.合成多肽抗原疫苗5.抗獨(dú)特型抗體疫苗Ab1Ab2抗Ab2cocktail（二）.血吸蟲(chóng)疫苗分類(lèi)第八章寄生蟲(chóng)疫苗WHO/TDR選擇的6種血吸蟲(chóng)病侯選疫苗抗原：

谷光甘肽S轉(zhuǎn)移酶（GST）

副肌球蛋白（Sm97）

照射減毒抗原5（IrV-5）

磷酸丙糖異構(gòu)酶（TPI）

完整表膜蛋白（Sm23）

脂肪酸結(jié)合蛋白（Sm14）（三）.血吸蟲(chóng)基因疫苗第八章寄生蟲(chóng)疫苗（四）存在的問(wèn)題1.血吸蟲(chóng)存在免疫逃避機(jī)制2.在動(dòng)物模型和人體內(nèi)的免疫機(jī)制差異3.免疫效應(yīng)機(jī)制的選擇誘導(dǎo)4.抗原表位的鑒定5.糖基表位6.保護(hù)水平7.超敏反應(yīng)8.佐劑抗原偽裝抗體封閉分泌CAg免疫耐受第八章寄生蟲(chóng)疫苗

第三節(jié)基因工程寄生蟲(chóng)疫苗研制的前景及展望（foregroundandprospect）

特定寄生蟲(chóng)疫苗的成功研制依賴(lài)于對(duì)寄生蟲(chóng)感染時(shí)所引起免疫應(yīng)答的細(xì)胞和體液成分清楚的了解，以及對(duì)能誘導(dǎo)保護(hù)性應(yīng)答抗原的確定。最近在驗(yàn)證和生產(chǎn)某些寄生蟲(chóng)病疫苗潛在保護(hù)性抗原方面取得明顯進(jìn)展，但對(duì)免疫宿主所誘導(dǎo)保護(hù)性免疫力的機(jī)制了解以及人對(duì)寄生蟲(chóng)病免疫應(yīng)答特征的研究進(jìn)展不大。第八章寄生蟲(chóng)疫苗1998年WHO/TDR與美國(guó)NIH/USAID密切協(xié)作資助血吸蟲(chóng)疫苗研制計(jì)劃（SVDP）主要是促進(jìn)對(duì)兩個(gè)重組曼氏血吸蟲(chóng)抗原副肌球蛋白和MAP4/TPI的I期臨床試驗(yàn)以及另兩個(gè)候選抗原IrV-5和MAP-3（Sm23）的DNA疫苗實(shí)驗(yàn)研究，以期找到安全有效的血吸蟲(chóng)疫苗。SVDP將血吸蟲(chóng)疫苗候選抗原研究集中在重組抗原和DNA疫苗的評(píng)價(jià)上。第八章寄生蟲(chóng)疫苗從全球看，對(duì)寄生蟲(chóng)疫苗新候選抗原的發(fā)現(xiàn)，研制和臨床試驗(yàn)需要各國(guó)共同協(xié)作，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家科學(xué)家和寄生蟲(chóng)病流行國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)間的協(xié)作。第八章寄生蟲(chóng)疫苗對(duì)瘧疾，利什曼病和血吸蟲(chóng)病，一種重組抗原的混合疫苗可能克服遺傳局限性和株種特異性。作為多抗原表位基因途徑，已用重組形式同時(shí)表達(dá)在一種致弱痘苗病毒細(xì)胞稱(chēng)NYVACpf7。第一次試驗(yàn)已完成。此外，核酸疫苗（含編碼不同肽基因）也有價(jià)值。有效的佐劑可能增強(qiáng)抗原誘導(dǎo)保護(hù)作用，對(duì)抗原提呈細(xì)胞提供上調(diào)共