伟大的发明一一疫苗技术 曾一伟19301050347 疫苗的相关定义 世界卫生组织WHo)的定义: a vaccine is a biological preparation that improves immunity to a particular disease 美国疾病防控中心( US CDC的定义: a vaccine is a product that produces immunity therefore protecting the body from the disease Vaccines are administered through needle injections by mouth and by aeros 《中华人民共和国疫苗管理法》里的定义:本法所称疫苗,是指为预 防、控制疾病的发生、流行,用于人体免疫接种的预防性生物制品 包括免疫规划疫苗和非免疫规划疫苗。 疫苗的种类 疫苗一般分为两类:预防性疫苗和治疗性疫苗。预防性疫苗主要用于 疾病的预防,接受者为健康个体或新生儿;治疗性疫苗主要用于患病 的个体,接受者为患者。 根据传统和习惯又可分为减毒活疫苗、灭活疫苗、抗毒素、亚单位疫 苗(含多肽疫苗)、载体疫苗、核酸疫苗等。 疫苗的技术原理 当疫苗接种到动物机体后,刺激动物机体免疫系统,动物机体的抗原
伟大的发明——疫苗技术 曾一伟 19301050347 疫苗的相关定义 世界卫生组织(WHO)的定义：a vaccine is a biological preparation that improves immunity to a particular disease. 美国疾病防控中心(US CDC)的定义：a vaccine is a product that produces immunity therefore protecting the body from the disease. Vaccines are administered through needle injections, by mouth and by aerosol. 《中华人民共和国疫苗管理法》里的定义：本法所称疫苗，是指为预 防、控制疾病的发生、流行，用于人体免疫接种的预防性生物制品， 包括免疫规划疫苗和非免疫规划疫苗。 疫苗的种类 疫苗一般分为两类：预防性疫苗和治疗性疫苗。预防性疫苗主要用于 疾病的预防，接受者为健康个体或新生儿；治疗性疫苗主要用于患病 的个体，接受者为患者。 根据传统和习惯又可分为减毒活疫苗、灭活疫苗、抗毒素、亚单位疫 苗（含多肽疫苗）、载体疫苗、核酸疫苗等。 疫苗的技术原理 当疫苗接种到动物机体后，刺激动物机体免疫系统，动物机体的抗原
提呈细胞将疫苗进行处理、加工和递呈给特异性淋巴细胞(T和B淋 巴细胞),然后淋巴细胞对疫苗的识别、活化、增殖、分化最后产生 免疫效应分子(抗 和细胞因子)及免 疫 效应细胞,并最终 将 疫苗从动物机体「〓| a● 巴:● 清除,这个过程称 为 免疫应答。免疫应 有三大特点,一是特异性,即我们用什么样的疫苗只能产生针对这种 疫苗的免疫效应分子和免疫效应细胞,例如:我们用鸡新城疫疫苗免 疫 鸡,鸡体内只会产生针对 免疫篮视 新城 疫病毒的抗体,不会产生 针对 其他病毒的抗体。二是具 有 定的免疫期,就是当我们 用疫 苗免疫动物后,刺激体内 产生分化 免疫逃逸 的免疫应答会在一定的 时期 内保护动物不受这种病 原的侵袭,不同的疫苗免疫保护期限不同,从数月至数年,甚至终身。 三是具有免疫记忆,当疫苗刺激动物机体产生免疫应答的过程中,产 生了一类细胞叫免疫记忆细胞,这种细胞具有记忆能力,能识别与注 射的疫苗相同的抗原 例如 我们
提呈细胞将疫苗进行处理、加工和递呈给特异性淋巴细胞（T 和 B 淋 巴细胞），然后淋巴细胞对疫苗的识别、活化、增殖、分化最后产生 免疫效应分子（抗 体 和细胞因子）及免 疫 效应细胞，并最终 将 疫苗从动物机体 中 清除，这个过程称 为 免疫应答。免疫应 答 有三大特点，一是特异性，即我们用什么样的疫苗只能产生针对这种 疫苗的免疫效应分子和免疫效应细胞，例如：我们用鸡新城疫疫苗免 疫 鸡，鸡体内只会产生针对 新城 疫病毒的抗体，不会产生 针对 其他病毒的抗体。二是具 有一 定的免疫期，就是当我们 用疫 苗免疫动物后，刺激体内 产生 的免疫应答会在一定的 时期 内保护动物不受这种病 原的侵袭，不同的疫苗免疫保护期限不同，从数月至数年，甚至终身。 三是具有免疫记忆，当疫苗刺激动物机体产生免疫应答的过程中，产 生了一类细胞叫免疫记忆细胞，这种细胞具有记忆能力，能识别与注 射 的 疫 苗 相 同 的 抗 原 。 例 如 ， 我 们
图12:NK细胞作用机制 FGRD(CD16) 活化的NK细胞 NK细 A 吧胞 花胞 资料来源:公开资料,申万研究 用传染性支 气管炎疫苗免疫鸡后,鸡体内就会产生针对传染性支气管炎病毒的免 疫应答,在此过程中鸡体内会产生一类免疫记忆细胞,这类细胞能识 别传染性支气管炎病毒,平时在体内处在潜伏状态,当鸡群受到外来 传染性支气管炎野毒侵袭时,这种细胞就会很快地识别野毒,使鸡内 很快地产生大量的针对野毒的特异性抗体与免疫效应细胞,最后将入 侵的野毒予以清除,使机体避免野毒的侵袭。接种疫苗就是运用免疫 应答的三大特点,使机体免受病原的侵扰。 疫苗的应用 不同种类的疫苗分别对应不同的用途,列举如下的应用 减毒活疫苗(ive- attenuated vaccine) 这一类的病毒疫苗多具有超过90%的效力,其保护作用通常延续多 年。它的突出优势是病原体在宿主复制产生一个抗原刺激,抗原数量、 性质和位置均与天然感染相似,所以免疫原性一般很强,甚至不需要 加强免疫。这种突出的优势同时也存在潜在的危险性:在免疫力差的 部分个体可引发感染;突变可能恢复毒力。后者随着病原毒力的分子
用传染性支 气管炎疫苗免疫鸡后，鸡体内就会产生针对传染性支气管炎病毒的免 疫应答，在此过程中鸡体内会产生一类免疫记忆细胞，这类细胞能识 别传染性支气管炎病毒，平时在体内处在潜伏状态，当鸡群受到外来 传染性支气管炎野毒侵袭时，这种细胞就会很快地识别野毒，使鸡内 很快地产生大量的针对野毒的特异性抗体与免疫效应细胞，最后将入 侵的野毒予以清除，使机体避免野毒的侵袭。接种疫苗就是运用免疫 应答的三大特点，使机体免受病原的侵扰。 疫苗的应用 不同种类的疫苗分别对应不同的用途，列举如下的应用。 减毒活疫苗（live‐attenuated vaccine） 这一类的病毒疫苗多具有超过 90%的效力，其保护作用通常延续多 年。它的突出优势是病原体在宿主复制产生一个抗原刺激，抗原数量、 性质和位置均与天然感染相似，所以免疫原性一般很强，甚至不需要 加强免疫。这种突出的优势同时也存在潜在的危险性：在免疫力差的 部分个体可引发感染；突变可能恢复毒力。后者随着病原毒力的分子
基础的认识可更合理地进行减毒,可能使其减毒更为确实并不能恢复 毒力。 灭活疫苗( inactivated vaccine) 与减毒活疫苗相比灭活疫苗采用的是非复制性抗原(死疫苗),因此, 其安全性好,但免疫原性也变弱,往往必须加强免疫。需要注意的是, 并不是所有病原体经灭活后均可以成为高效疫苗:其中一些疫苗是高 效的,如索尔克注射用脊髓灰质炎疫苗(PV)或甲肝疫苗;其它则 是一些低效、短持续期的疫苗,如灭活后可注射的霍乱疫苗,几乎已 被放弃;还有一些部分灭活疫苗的效力低,需要提高其保护率和免疫 的持续期,如传统的灭活流感和伤寒疫苗。这些低效疫苗大多数将被 新型疫苗代替 类毒素疫苗 当疾病的病理变化主要是由于强力外毒素或肠毒素引起时,类毒素疫 苗具有很大的意义,如破伤风和白喉的疫苗。一般来说,肠毒素的类 毒素很少成功。然而肠毒素型大肠杆菌的热稳定性肠毒素(LτT)经遗 传改造的去毒变构体,有希望成为有效的旅行者腹泻疫苗。霍乱毒素 (CT)对应的突变可能成为更为重要的疫苗。这两种毒素的变异体甚 至可以诱导很好的粘膜免疫,也是有希望的粘膜免疫佐剂。 当前使用的类毒素疫苗多是采用传统技术制造。这些疫苗如白喉和破 伤风疫苗含有很多不纯成分,而且将毒素变为类毒素的甲醛处理过程 也导致与来自培养基的牛源多肽交联,从而最后产生不必要的抗原。 因此,研究一个突变、非毒性纯分子作为一种新疫苗可以提高这些疫
基础的认识可更合理地进行减毒，可能使其减毒更为确实并不能恢复 毒力。 灭活疫苗（inactivated vaccine） 与减毒活疫苗相比灭活疫苗采用的是非复制性抗原（死疫苗），因此， 其安全性好，但免疫原性也变弱，往往必须加强免疫。需要注意的是， 并不是所有病原体经灭活后均可以成为高效疫苗：其中一些疫苗是高 效的，如索尔克注射用脊髓灰质炎疫苗（IPV）或甲肝疫苗；其它则 是一些低效、短持续期的疫苗，如灭活后可注射的霍乱疫苗，几乎已 被放弃；还有一些部分灭活疫苗的效力低，需要提高其保护率和免疫 的持续期，如传统的灭活流感和伤寒疫苗。这些低效疫苗大多数将被 新型疫苗代替。 类毒素疫苗 当疾病的病理变化主要是由于强力外毒素或肠毒素引起时，类毒素疫 苗具有很大的意义，如破伤风和白喉的疫苗。一般来说，肠毒素的类 毒素很少成功。然而肠毒素型大肠杆菌的热稳定性肠毒素（LT）经遗 传改造的去毒变构体，有希望成为有效的旅行者腹泻疫苗。霍乱毒素 （CT）对应的突变可能成为更为重要的疫苗。这两种毒素的变异体甚 至可以诱导很好的粘膜免疫，也是有希望的粘膜免疫佐剂。 当前使用的类毒素疫苗多是采用传统技术制造。这些疫苗如白喉和破 伤风疫苗含有很多不纯成分，而且将毒素变为类毒素的甲醛处理过程 也导致与来自培养基的牛源多肽交联，从而最后产生不必要的抗原。 因此，研究一个突变、非毒性纯分子作为一种新疫苗可以提高这些疫
苗的质量和效力,如将白喉毒素52位谷氨酸替换成甘氨酸,可导致 毒性丢失,且可与白喉毒素交叉反应。 亚单位疫苗与多肽疫苗 DNA重组技术使得获取大量纯抗原分子成为可能。这与以病原体为原 料制备的疫苗相比在技术上发生了革命性变化,使得质量更易控制, 价格也更高。从效果来看,有些亚单位疫苗,如非细胞百日咳、 HBSAg 等,在低剂量就具有高免疫原性;而另外一些疫苗的免疫力则较低 要求比铝盐更强的佐剂 肽疫苗通常由化学合成技术制造。其优点是成分更加简单,质量更易 控制。但随着免疫原分子量和结构复杂性的降低,免疫原性也显著降 低。因此,这些疫苗一般需要特殊的结构设计、特殊的递送系统或佐 剂 载体疫苗 载体疫苗将抗原基因通过无害的微生物这种载体进入体内诱导免疫 应答。它的特点是组合了减毒活疫苗强有力的免疫原性和亚单位疫苗 的准确度两个优势。这种活载体疫苗的一个显著好处是可以有效在体 内诱导细胞免疫,这在目前诱导细胞免疫方法还不够好、细胞免疫在 些疾病又特别重要的背景下显得很有前景。在试验中使用的重要载 体有牛痘病毒的变体、脊髓灰质炎病毒、禽痘病毒、腺病毒、疱疹病 毒、沙门菌、志贺菌等。也可以同时构建一个或多个细胞因子基因, 这样可增强免疫反应或者改变免疫反应方向 核酸疫苗
苗的质量和效力，如将白喉毒素 52 位谷氨酸替换成甘氨酸，可导致 毒性丢失，且可与白喉毒素交叉反应。 亚单位疫苗与多肽疫苗 DNA 重组技术使得获取大量纯抗原分子成为可能。这与以病原体为原 料制备的疫苗相比在技术上发生了革命性变化，使得质量更易控制， 价格也更高。从效果来看，有些亚单位疫苗，如非细胞百日咳、HBsAg 等，在低剂量就具有高免疫原性；而另外一些疫苗的免疫力则较低， 要求比铝盐更强的佐剂。 肽疫苗通常由化学合成技术制造。其优点是成分更加简单，质量更易 控制。但随着免疫原分子量和结构复杂性的降低，免疫原性也显著降 低。因此，这些疫苗一般需要特殊的结构设计、特殊的递送系统或佐 剂。 载体疫苗 载体疫苗将抗原基因通过无害的微生物这种载体进入体内诱导免疫 应答。它的特点是组合了减毒活疫苗强有力的免疫原性和亚单位疫苗 的准确度两个优势。这种活载体疫苗的一个显著好处是可以有效在体 内诱导细胞免疫，这在目前诱导细胞免疫方法还不够好、细胞免疫在 一些疾病又特别重要的背景下显得很有前景。在试验中使用的重要载 体有牛痘病毒的变体、脊髓灰质炎病毒、禽痘病毒、腺病毒、疱疹病 毒、沙门菌、志贺菌等。也可以同时构建一个或多个细胞因子基因， 这样可增强免疫反应或者改变免疫反应方向。 核酸疫苗
核酸疫苗也称之为D№A疫苗或裸D№A疫苗。它与活疫苗的关键不同 之处是编码抗原的D№A不会在人或动物体内复制。核酸疫苗应包含 个能在哺乳细胞高效表达的强启动子元件例如人巨细胞病毒的中 早期启动子;同时也需含有一个合适的mRNA转录终止序列。肌内注 射后,DNA进入胞浆,然后到达肌细胞核,但并不整合到基因组。作 为基因枪方法的靶细胞,肌细胞和树突状细胞均没有高速的分裂增殖 现象,他们与质粒也没有高度的同源,故同源重组可能性较小。 与其它类疫苗相比,核酸疫苗具有潜在而巨大的优越性:①DNA疫 苗是诱导产生细胞毒性T细胞应答的为数不多的方法之一;②可以 克服蛋白亚基疫苗易发生错误折叠和糖基化不完全的问题:③稳定 性好,大量的变异可能性很小,易于质量监控:④生产成本较低。 ⑤理论上可以通过多种质粒的混合物或者构建复杂的质粒来实现多 价疫苗。⑥理论上抗原合成稳定性好将减少加强注射剂量,非常少 量(有时是毫微克级)的DNA就可以很好的活化细胞毒性T细胞 理论上核酸疫苗也存在潜在的问题或者副作用。首先,虽然与宿主 DNA同源重组的可能性很小,但随机插入还是有可能的。虽然还没有 这个问题的定量数据,但是否诱导癌变仍然是一个关注的问题。其次, 在不同抗原或不同物种DNA疫苗效价的不同。应正确评价人用疫苗 在模型动物的效应。其三,机体免疫调节和效应机制有可能导致对抗 原表达细胞的破坏,导致胞内抗原的释放,激活自身免疫。其四,持 续长时间的小剂量抗原的刺激可能导致免疫耐受,从而导致受者对抗 原的无反应性。但至今为止的实践中,尚未发现这些潜在的副作用
核酸疫苗也称之为 DNA 疫苗或裸 DNA 疫苗。它与活疫苗的关键不同 之处是编码抗原的 DNA 不会在人或动物体内复制。核酸疫苗应包含 一个能在哺乳细胞高效表达的强启动子元件例如人巨细胞病毒的中 早期启动子；同时也需含有一个合适的 mRNA 转录终止序列。肌内注 射后，DNA 进入胞浆，然后到达肌细胞核，但并不整合到基因组。作 为基因枪方法的靶细胞，肌细胞和树突状细胞均没有高速的分裂增殖 现象，他们与质粒也没有高度的同源，故同源重组可能性较小。 与其它类疫苗相比，核酸疫苗具有潜在而巨大的优越性：①DNA 疫 苗是诱导产生细胞毒性 T 细胞应答的为数不多的方法之一；②可以 克服蛋白亚基疫苗易发生错误折叠和糖基化不完全的问题；③稳定 性好，大量的变异可能性很小，易于质量监控；④生产成本较低。 ⑤理论上可以通过多种质粒的混合物或者构建复杂的质粒来实现多 价疫苗。⑥理论上抗原合成稳定性好将减少加强注射剂量，非常少 量（有时是毫微克级）的 DNA 就可以很好的活化细胞毒性 T 细胞。 理论上核酸疫苗也存在潜在的问题或者副作用。首先，虽然与宿主 DNA 同源重组的可能性很小，但随机插入还是有可能的。虽然还没有 这个问题的定量数据，但是否诱导癌变仍然是一个关注的问题。其次， 在不同抗原或不同物种 DNA 疫苗效价的不同。应正确评价人用疫苗 在模型动物的效应。其三，机体免疫调节和效应机制有可能导致对抗 原表达细胞的破坏，导致胞内抗原的释放，激活自身免疫。其四，持 续长时间的小剂量抗原的刺激可能导致免疫耐受，从而导致受者对抗 原的无反应性。但至今为止的实践中，尚未发现这些潜在的副作用
可食用的疫苗 此类疫苗的载体是采用可食用的植物如马铃薯、香蕉、番茄的细胞, 通过食用其果实或其它成分而启动保护性免疫反应。植物细胞作为天 然生物胶囊可将抗原有效递送到粘膜下淋巴系统。这是目前为数不多 的有效启动粘膜免疫的形式。因此,对于粘膜感染性疾病有很好的发 展前景。 疫苗的优点 疫苗作为一种生物制品,是近百年来才发展得比较迅速。它相较于传 统的化学药物而言,具有比较高的特异性,并且几乎没有毒理的副作 用,伤害人体自身的免疫系统。恰恰相反,接种疫苗正是提高了人体 的免疫能力,达到“疾病未来便可预防”的良好效果。 疫苗的缺点 人体接种疫苗后可能会产生禁忌症。我国习惯将疫苗禁忌分为一般禁 忌和绝对禁忌,国外书刊称禁忌症和慎用症。一般禁忌指在某种情况 下可缓期接种,如发热、疾病恢复期(相当于慎用症)。绝对禁忌症 是指接种疫苗后,有可能造成发生接种不良反应的概率增加和不良反 应加重或免疫损伤。如免疫功能不全(缺陷)者,不能接种减毒活疫 苗,但可接种灭活疫苗。对鸡蛋过敏者,不宜接种麻疹、流感等以鸡 胚细胞培养的疫苗。参考美国2003年ACP推荐的方案,在成年人中 某些有健康条件的可选择接种某些疫苗。有糖尿病、慢性呼吸系统疾
可食用的疫苗 此类疫苗的载体是采用可食用的植物如马铃薯、香蕉、番茄的细胞， 通过食用其果实或其它成分而启动保护性免疫反应。植物细胞作为天 然生物胶囊可将抗原有效递送到粘膜下淋巴系统。这是目前为数不多 的有效启动粘膜免疫的形式。因此，对于粘膜感染性疾病有很好的发 展前景。 疫苗的优点 疫苗作为一种生物制品，是近百年来才发展得比较迅速。它相较于传 统的化学药物而言，具有比较高的特异性，并且几乎没有毒理的副作 用，伤害人体自身的免疫系统。恰恰相反，接种疫苗正是提高了人体 的免疫能力，达到“疾病未来便可预防”的良好效果。 疫苗的缺点 人体接种疫苗后可能会产生禁忌症。我国习惯将疫苗禁忌分为一般禁 忌和绝对禁忌，国外书刊称禁忌症和慎用症。一般禁忌指在某种情况 下可缓期接种，如发热、疾病恢复期（相当于慎用症）。绝对禁忌症 是指接种疫苗后，有可能造成发生接种不良反应的概率增加和不良反 应加重或免疫损伤。如免疫功能不全（缺陷）者，不能接种减毒活疫 苗，但可接种灭活疫苗。对鸡蛋过敏者，不宜接种麻疹、流感等以鸡 胚细胞培养的疫苗。参考美国 2003 年 ACIP 推荐的方案，在成年人中 某些有健康条件的可选择接种某些疫苗。有糖尿病、慢性呼吸系统疾
病、慢性肝病(包括酒精肝)、心脏病患者,可接种流感疫苗、肺炎 多糖疫苗(Pα)、乙型肝炎疫苗;肾功能不良者,可接种肺炎多糖 疫苗、乙型肝炎疫苗;免疫缺陷者,可接种肺炎多糖疫苗、水痘疫苗; HⅤ感染者,可接种肺炎多糖疫苗、水痘疫苗。因为本身疫苗里的抗 原就是病原体,而病原体进入人体就会发病,所以打疫苗还是存在 些不可避免的风险(虽然风险几率极低)。 总结 总体上说,疫苗对人体是好处多于坏处。自从进入21世纪,很多品 种的疫苗都已纳入国家的免疫规划,人们可以享受免费打疫苗的待 遇。只有全民健康才能全面小康。希望在未来疫苗能担负起越来越重 要的职责,肩负起增强人类免疫力的使命!
病、慢性肝病（包括酒精肝）、心脏病患者，可接种流感疫苗、肺炎 多糖疫苗（PCV）、乙型肝炎疫苗；肾功能不良者，可接种肺炎多糖 疫苗、乙型肝炎疫苗；免疫缺陷者，可接种肺炎多糖疫苗、水痘疫苗； HI V 感染者，可接种肺炎多糖疫苗、水痘疫苗。因为本身疫苗里的抗 原就是病原体，而病原体进入人体就会发病，所以打疫苗还是存在一 些不可避免的风险（虽然风险几率极低）。 总结 总体上说，疫苗对人体是好处多于坏处。自从进入 21 世纪，很多品 种的疫苗都已纳入国家的免疫规划，人们可以享受免费打疫苗的待 遇。只有全民健康才能全面小康。希望在未来疫苗能担负起越来越重 要的职责，肩负起增强人类免疫力的使命！