苏州大学：《医用基因工程》第十八章 基因工程疫苗的研究与开发

第十八章基因工程疫苗的 研究与开发 基因重组表达的抗原疫苗 (一)研究开发的原则和对策 (二)方法如图18-1 (三)种类 核酸疫苗

第十八章 基因工程疫苗的 研究与开发 • 一、基因重组表达的抗原疫苗 – （一）研究开发的原则和对策 – （二）方法 如图18-1 – （三）种类 • 二、核酸疫苗

(一)开展基因工程疫苗的研究 开发的原则和对策 (1)不能或难于培养的的病原体如乙型肝炎病毒(HBV), EB病毒( Epstein-Bar病毒,EBV),巨细胞病毒(CMV), 人乳头瘤病毒(HPV),麻风杆菌,疾原虫、血吸虫等。 (2)有潜在致癌性或免疫病理作用的病原体,前者如1型 嗜人T淋巴细胞病毒(HTVI),人免疫缺损病毒(HV 单纯疱疹病毒(HSV等。后者如呼吸道合胞病毒(RSV), 登革热病毒(DGV),肾综合征出血热病毒( HFRSV); (3)常规疫苗免疫效果差,如霍乱和痢疾菌苗;或者反 应大,如百日咳和伤寒菌苗 (4)能大大节约成本,简化免疫程序的多价疫苗,如以 痘苗病毒,腺病毒,卡介苗或沙门氏菌为载体的多价 活疫菌

（一）开展基因工程疫苗的研究 开发的原则和对策 • (1)不能或难于培养的的病原体如乙型肝炎病毒(HBV)， EB病毒(Epstein-Barr病毒，EBV)，巨细胞病毒(CMV)， 人乳头瘤病毒(HPV)，麻风杆菌，疾原虫、血吸虫等。 • (2)有潜在致癌性或免疫病理作用的病原体，前者如1型 嗜人T淋巴细胞病毒(HTLV-I)，人免疫缺损病毒(HIV), 单纯疱疹病毒(HSV)等。后者如呼吸道合胞病毒(RSV), 登革热病毒(DGV)，肾综合征出血热病毒(HFRSV)； • (3)常规疫苗免疫效果差，如霍乱和痢疾菌苗；或者反 应大，如百日咳和伤寒菌苗。 • (4)能大大节约成本，简化免疫程序的多价疫苗，如以 痘苗病毒，腺病毒，卡介苗或沙门氏菌为载体的多价 活疫菌；

(三)种 1基因工程多肽或亚单位疫苗 2.基因修饰减毒活疫苗 3.基因重组活疫苗和多价活疫苴

（三）种类 • 1.基因工程多肽或亚单位疫苗 • 2.基因修饰减毒活疫苗 • 3.基因重组活疫苗和多价活疫苗

1.基因工程多肽或亚单位疫苗 使人体对微生物具保护作用的抗原基因 经体外重组表达后所制备的生物活性多 肽类疫苗称基因工程多肽或亚单位疫苗 其表达系统可以是酵母,也可以是哺乳 动物细胞,若无需糖基化的多肽疫苗甚 至可在大肠杆菌等原核细胞中表达。如 HRSAg在CHO酵母中表达,可预防已肝 霍乱弧菌肠毒素B在E.coli中表达来预防 霍乱、腹泻

1.基因工程多肽或亚单位疫苗 • 使人体对微生物具保护作用的抗原基因 经体外重组表达后所制备的生物活性多 肽类疫苗称基因工程多肽或亚单位疫苗。 其表达系统可以是酵母，也可以是哺乳 动物细胞，若无需糖基化的多肽疫苗甚 至可在大肠杆菌等原核细胞中表达。如 HRSAg在CHO/酵母中表达，可预防已肝。 霍乱弧菌肠毒素B在E.coli中表达来预防 霍乱、腹泻

2.基因修饰减毒活疫苗 包括基因重组减毒活疫苗和基因缺失减毒活疫 苗。基因重组减毒活疫苗适应于分节段的病毒 基因组如流感,轮状病毒和肾综合征出血热病 毒,其原理是通过将野生型病毒表面抗原基因 与疫苗株或弱毒株病毒的基因组通基因重组后 可获得减毒活疫苗,如流感病毒的血激素(HA) 的减毒活疫苗。基因缺失减毒活疫苗是使病原 体基因组中与毒力相关的基因造成缺失,这种 缺失株的减毒活疫苗可避免常规减毒活疫苗的 返祖复毒株的产生。如狂犬病毒发生TK缺失 第一代),再发生gp3区缺失(第二代) HSV-1的Q22缺失

2.基因修饰减毒活疫苗 • 包括基因重组减毒活疫苗和基因缺失减毒活疫 苗。基因重组减毒活疫苗适应于分节段的病毒 基因组如流感，轮状病毒和肾综合征出血热病 毒，其原理是通过将野生型病毒表面抗原基因 与疫苗株或弱毒株病毒的基因组通基因重组后 可获得减毒活疫苗，如 流感病毒的血激素(HA) 的减毒活疫苗。基因缺失减毒活疫苗是使病原 体基因组中与毒力相关的基因造成缺失，这种 缺失株的减毒活疫苗可避免常规减毒活疫苗的 返祖复毒株的产生。如狂犬病毒发生TK缺失 （第一代），再发生gp3区缺失（第二代） HSV-1的α22缺失

3.基因重组活疫苗和多价活疫苗 其原理是将外源性目的基因(保护性抗原基因) 插入已知的病毒或细菌的弱毒株或疫苗株的基 因组中至使目的基因获高效表达,但不影响原 弱毒株或疫苗株的生存与繁殖。接种了这种重 组疫苗以后,体内除了可获得针对原疫苗株的 免疫保护之外,还可获得插入目的基因对相关 疾病的保护力,目前应用最多的载体为以牛痘 苗病毒为载体同时插入和表达了多种病毒的保 护性抗原基因,如HAV、HBV,麻疹病毒, 型和Ⅱ型HSV、EBV、狂犬病毒等。此外还有 用腺病毒)脊灰病毒/轮状病毒/伤寒Ⅳyzla株/鼠伤 寒沙门氏菌/株载体

3.基因重组活疫苗和多价活疫苗 • 其原理是将外源性目的基因(保护性抗原基因) 插入已知的病毒或细菌的弱毒株或疫苗株的基 因组中至使目的基因获高效表达，但不影响原 弱毒株或疫苗株的生存与繁殖。接种了这种重 组疫苗以后，体内除了可获得针对原疫苗株的 免疫保护之外，还可获得插入目的基因对相关 疾病的保护力，目前应用最多的载体为以牛痘 苗病毒为载体同时插入和表达了多种病毒的保 护性抗原基因，如HAV、HBV，麻疹病毒，Ⅰ 型和Ⅱ型HSV、EBV、狂犬病毒等。此外还有 用腺病毒/脊灰病毒/轮状病毒/伤寒Tyzla株/鼠伤 寒沙门氏菌/株载体

核酸疫苗 核酸疫苗( Nucleic Acid Vaccines)是控制感 染因子的一种新型疫苗,包括DNA和RNA疫苗 通过DNA重组技术把编码病原体保护性抗原的 基因克隆入真核表达载体中。构建核酸疫苗的 载体主要有重组质粒型载体和病毒载体(包括 逆转录病毒)。尤以前者较多。重组了目的基 因的质粒经细菌扩增后,提取质粒DNA并加以 纯化,即可制成核酸疫苗用于免疫接种。进入 机体的核酸疫苗不与宿主细胞染色体整合,但 它能够表达保护性抗原蛋白,刺激机体产生特 异性免疫应答,进而使机体产生特异性抗感染 免疫力

二、核酸疫苗 • 核酸疫苗（Nucleic Acid Vaccines）是控制感 染因子的一种新型疫苗，包括DNA和RNA疫苗。 通过DNA重组技术把编码病原体保护性抗原的 基因克隆入真核表达载体中。构建核酸疫苗的 载体主要有重组质粒型载体和病毒载体（包括 逆转录病毒）。尤以前者较多。重组了目的基 因的质粒经细菌扩增后，提取质粒DNA并加以 纯化，即可制成核酸疫苗用于免疫接种。进入 机体的核酸疫苗不与宿主细胞染色体整合，但 它能够表达保护性抗原蛋白，刺激机体产生特 异性免疫应答，进而使机体产生特异性抗感染 免疫力

基因体外基因|病毒 重组 细菌 活疫苗 重组 寄生虫 clNA或 基因组DNA 抗原→表达—一分了克隆—-减毒株重建 痘苗 基因工程 病毒插人 基因修饰减 亚单位疫苗 繇活疫苗 基因C程多价活疫苗 图18-1基因工程疫苗开发途径示意