24 生物技术通报Biotechnology Bulletin 2009年第8期 EBV、HIV等重组疫苗已进行了小量人体免疫观察。 1.3基因工程抗体 一些载体基因组容量大，适合于进行多价疫苗的研 DNA重组技术与抗体基因结构功能的研究相 究，即一种载体表达多种疾病的保护性抗原或表达 结合，根据研究者的意图在基因水平对抗体分子进 不同抗原的多个重组病毒混合，一次接种可预防多 行分割、拼接或修饰，甚至是人工全合成后导入受体 种疾病。(3)核酸疫苗：使用能够表达抗原的基因 细胞表达，即产生新型基因工程抗体，主要应用于诊 本身制成的疫苗。甲型流感病毒研究结果表明，核 断试剂和治疗性抗体)。基因工程抗体的改造包 酸疫苗不仅可以诱生中和抗体和保护同株病毒的攻 括以下途径(1)鼠单克隆抗体的人源化：克服鼠源 击，还发现用编码流感病毒共同的核蛋白抗原的 抗体的免疫原性，使其和人体内的抗体分子具有及 cDNA作为疫苗，可以诱生细胞毒T淋巴细胞反应， 其相似的轮廓，从而逃避人免疫系统的识别，避免诱 从而保护不同变种的攻击，为研制过去长期没有解 导人抗鼠免疫反应。第一个可用人源基因代替的部 决的多型善变的病原体疫苗开辟了新的途径。(4) 分是鼠源抗体中的Fc区域，用编码人抗体的F©区 基因缺失活疫苗：通过分子生物学技术去除与毒力 域的DNA片段替换鼠源单抗Fc的DNA,重组的 有关的基因获得的缺失突变毒株制成的疫苗。与传 DNA分子克隆到表达载体后转人培养的杂交瘤细 统的自然突变株活疫苗相比，基因缺失突变株具有 胞，从该细胞中收集嵌合抗体。研究人员把人的结 突变性状稳定、明确、不易反祖的优点。目前已获准 肠癌细胞的嵌合抗体注入患者体内时，其半寿期比 生产的霍乱活菌苗就是缺少了毒素A亚单位和其 单纯的鼠源抗体延长了6倍，且在10例患者中仅有 他毒力相关基因的菌株：兽用伪狂犬病疫苗是另一 1例产生了抗嵌合抗体的抗体；(2)制备双特异性抗 种已生产应用的基因缺失活疫苗。(5)蛋白质工程 体：将天然的双价单特异性抗体分子进行改造，把其 疫苗：将抗原基因加以改造，使之发生点突变、插人、 他效应物质如毒素、酶、细胞因子、受体分子通过一 缺失、构型改变，甚至进行不同基因或部分结构域的 定方法与抗体Fb片段连接，使之即可以与靶细胞 人工组合，以期达到增强其产物的免疫原性，扩大反 结合，又可介导其他的效应功能，从而最大限度的杀 应谱，去除有害作用或副反应的一类疫苗。目前这 伤靶细胞：(3)制备完全人源性抗体：目前人们尝试 方面的研究大多还只在实验动物中进行。 将人源免疫干细胞导人缺失大部分兔疫细胞的小鼠 发展基因工程疫苗的主要方向：研制常规技术 体内，使免疫细胞严重不足的小鼠实际上获得了人 不能或很雅解决的新疫苗：主要针对免疫效果差，副 的细胞免疫系统，当这种小鼠被抗原免疫的时候会 反应大，成本较高和使用不方便的传统疫苗，积极对 产生人源的抗体：另一种途径是将改造过的人的抗 其进行改造；加强治疗性疫苗的研究；发展具有高导 体基因导入小鼠的胚胎系中，以得到能在免疫后产 人、高表达、强免疫、可加强的新型载体，是研制多价 生人的抗体的转基因鼠。这种改造后的抗体除了构 疫苗的另一条重要途径。 成抗原结合部位的轻重链各3个CDR区域是鼠源 表2应用基因工程改造的传统病毒疫苗 外，其余都是人源的；(4)表达单链抗体：完整的抗 疫苗 可能使用的基因工程狡苗类型 体分子，相对分子量较大，难以穿过血管壁，影响了 流感 基因缺失活疫苗，遗传重配活疫苗 甲型肝炎 重组活疫苗，亚单位疫苗 靶部位对其的摄取。通过计算机分析，如果一个单 乙型脑炎 基因缺失活疫苗，重组活疫苗，亚单位狡苗 链抗体只包含V,和V:区域，并加入一段衔接多肽 水拉 基闪缺失活疫苗 将它们分开，即可获得正确的抗原结合构像。人工 麻疹 重组活疫苗，基因缺失活疫苗 黄热 重组活疫苗，亚单位疫苗 合成一段DNA序列，然后以V衔接物-V4的顺序 狂犬 重组活疫苗 接上V,和Vg的DNA序列，这个嵌和基因结构在 出血热 重组活疫苗，亚单位疫苗 大肠杆菌中表达以后，纯化出的单链蛋白的亲和性 腺病毒 基因缺失活疫苗，遗传重配活疫苗，重组活疫苗 轮状病毒 亚单位疫苗 和特异性都与原来完整的单克隆抗体没有差别。在 联合疫苗 重组多价活疫苗，亚单位联合疫苗 肿瘤治疗中单链ⅴ片段抗体也具有广泛的应用前 景，它体积小、免疫原性低，不易引起人为的免疫排 万方数据生物技术通报Biotechnology Bulletin 2009年第8期 EBV、HIV等重组疫苗已进行了小量人体免疫观察。 一些载体基因组容量大，适合于进行多价疫苗的研 究，即一种载体表达多种疾病的保护性抗原或表达 不同抗原的多个重组病毒混合，一次接种可预防多 种疾病。(3)核酸疫苗：使用能够表达抗原的基因 本身制成的疫苗。甲型流感病毒研究结果表明，核 酸疫苗不仅可以诱生中和抗体和保护同株病毒的攻 击，还发现用编码流感病毒共同的核蛋白抗原的 eDNA作为疫苗，可以诱生细胞毒T淋巴细胞反应， 从而保护不同变种的攻击，为研制过去长期没有解 决的多型善变的病原体疫苗开辟了新的途径。(4) 基因缺失活疫苗：通过分子生物学技术去除与毒力 有关的基因获得的缺失突变毒株制成的疫苗。与传 统的自然突变株活疫苗相比，基因缺失突变株具有 突变性状稳定、明确、不易反祖的优点。目前已获准 生产的霍乱活菌苗就是缺少了毒素A亚单位和其 他毒力相关基因的菌株；兽用伪狂犬病疫苗是另一 种已生产应用的基因缺失活疫苗。(5)蛋白质工程 疫苗：将抗原基因加以改造，使之发生点突变、插入、 缺失、构型改变，甚至进行不同基因或部分结构域的 人工组合，以期达到增强其产物的免疫原性，扩大反 应谱，去除有害作用或副反应的一类疫苗。目前这 方面的研究大多还只在实验动物中进行。 发展基因工程疫苗的主要方向：研制常规技术 不能或很难解决的新疫苗；主要针对免疫效果差，副 反应大，成本较高和使用不方便的传统疫苗，积极对 其进行改造；加强治疗性疫苗的研究；发展具有高导 入、高表达、强免疫、可加强的新型载体，是研制多价 疫苗的另一条重要途径。 表2应用基因工程改造的传统病毒疫苗¨劓 疫苗 可能使用的摹因工程疫苗类型 流感 甲型肝炎 乙型脑炎 水痘 麻疹 黄热 狂犬 出血热 腺病毒 轮状病毒 联合疫苗 基因缺失活疫苗．遗传莺配活疫苗 重组活疫苗，亚单位疫苗 基因缺失活疫苗，重组活疫苗，亚单位疫苗 基冈缺失活疫苗 重组活疫苗，基因缺失活疫苗 重组活疫苗。亚单位疫苗 重组话疫苗 重组活疫苗，亚单位疫苗 基因缺失活疫苗，遗传重配活疫苗，重组活疫苗 亚单位疫苗 重组多价活疫苗，亚单位联合疫苗 1．3基因工程抗体 DNA重组技术与抗体基因结构功能的研究相 结合，根据研究者的意图在基因水平对抗体分子进 行分割、拼接或修饰，甚至是人工全合成后导入受体 细胞表达，即产生新型基因工程抗体，主要应用于诊 断试剂和治疗性抗体¨“。基因工程抗体的改造包 括以下途径(1)鼠单克隆抗体的人源化：克服鼠源 抗体的免疫原性，使其和人体内的抗体分子具有及 其相似的轮廓，从而逃避人免疫系统的识别，避免诱 导人抗鼠免疫反应。第一个可用人源基因代替的部 分是鼠源抗体中的Fc区域，用编码人抗体的Fc区 域的DNA片段替换鼠源单抗Fc的DNA，重组的 DNA分子克隆到表达载体后转入培养的杂交瘤细 胞，从该细胞中收集嵌合抗体。研究人员把人的结 肠癌细胞的嵌合抗体注入患者体内时，其半寿期比 单纯的鼠源抗体延长了6倍，且在10例患者中仅有 1例产生了抗嵌合抗体的抗体；(2)制备双特异性抗 体：将天然的双价单特异性抗体分子进行改造，把其 他效应物质如毒素、酶、细胞因子、受体分子通过一 定方法与抗体Fab片段连接，使之即可以与靶细胞 结合，又可介导其他的效应功能，从而最大限度的杀 伤靶细胞；(3)制备完全人源性抗体：目前人们尝试 将人源免疫干细胞导入缺失大部分免疫细胞的小鼠 体内，使免疫细胞严重不足的小鼠实际上获得了人 的细胞免疫系统，当这种小鼠被抗原免疫的时候会 产生人源的抗体；另一种途径是将改造过的人的抗 体基因导入小鼠的胚胎系中，以得到能在免疫后产 生人的抗体的转基因鼠。这种改造后的抗体除了构 成抗原结合部位的轻重链各3个CDR区域是鼠源 外，其余都是人源的；(4)表达单链抗体：完整的抗 体分子，相对分子量较大，难以穿过血管壁，影响了 靶部位对其的摄取。通过计算机分析，如果一个单 链抗体只包含V。和V。区域，并加入一段衔接多肽 将它们分开，即可获得正确的抗原结合构像。人工 合成一段DNA序列，然后以VL．衔接物-V。的顺序 接上V。．和V。的DNA序列，这个嵌和基因结构在 大肠杆菌中表达以后，纯化出的单链蛋白的亲和性 和特异性都与原来完整的单克隆抗体没有差别。在 肿瘤治疗中单链Fv片段抗体也具有广泛的应用前 景，它体积小、免疫原性低，不易引起人为的免疫排 万方数据