01第一章--疫苗概论

疫苗基础与应用王毅吉林大学药学院2010第一章疫苗概论疫苗与药物的不同点一般药物疫苗对象年龄目的种类结果病人健康人群不同年龄段的患者婴幼儿和儿童治疗疾病/减轻病人的症状通过免疫机制使健康人预防疾病天然药物、化学合成药物、生物药品等生物制品减轻病痛彻底控制消灭某一种疾病（如：天花、脊髓灰质炎）第一节疫苗概念的产生及其背景一、疫苗的产生及其背景12世纪，中国开始用人痘接种预防天花----《疫苗可预防疾病的流行病学与预防学》第6版（2000年）美国疾病控制与预防中心出版天花（Smallpox）•临床表现：–主要为严重毒血症状（寒战、高热、乏力、头痛、四肢及腰背部酸痛，体温急剧升高时可出现惊厥、昏迷）、皮肤成批依次出现斑疹、丘疹、疱疹、脓疱，最后结痂、脱痂，遗留痘疤。•传播途径：飞沫吸入或直接接触；•来势凶猛，发展迅速，对未免疫人群感染后15-20天内致死率高达30％。天花（Smallpox）•由天花病毒引起的一种烈性传染病，患者在痊愈后脸上会留有麻子，故名“天花”。天花病毒：外观：呈砖形（200纳米×300纳米）抵抗力较强：能对抗干燥和低温，在痂皮、尘土和被服上，可生存数月至一年半之久天花的防治----中国•宋真宗时期(998-1023年)：人痘法--预防天花–医者从症状轻微的天花病人身上进行人工接染到健康儿童，使其通过产生轻微症状的感染获得免疫力，避免天花引起的严重疾病甚至死亡•明朝隆庆年间(1567-1572年)：人痘法--趋于完善–人痘衣法、痘浆法、旱痘法和水苗法等多种接种方法•人痘法的缺点：有时也会引起严重的天花天花的防治----欧洲•1721年，人症接种法传入英国•英国医生E.Jenner(1749-1823)–1796年，利用牛痘防治天花•1798年，医学界正式承认疫苗接种确实是一种行之有效的免疫方法。•1980年，世界卫生组织(WHO)宣布:全球消灭了天花疫苗之父---法国免疫学家LouisPasteur•细菌的分离培养技术•减毒菌株的获得–连续传代培养法（1870年）–鸡霍乱弧菌减毒株（第一个细菌减毒活疫苗）–高温培养法（1881年）–炭疸菌苗–异体传代法：将狂犬病毒在兔体内经连续传代，获得了减毒株•巴氏减毒菌苗的发明：为实验免疫学建立了基础疫苗的定义•一切通过注射或黏膜途径接种，可以诱导机体产生针对特定致病原的特异性抗体或细胞免疫，从而使机体获得保护或消灭该致病原能力的生物制品，统称为疫苗•包括:蛋白质、多糖、核酸、活载体或感染因子等二、疫苗的种类1.按所用材料分类：–细菌性疫苗（旧称：菌苗）–病毒性疫苗（旧称：疫苗）–类毒素二、疫苗的种类2.按疫苗研制技术分类：–传统疫苗•灭活疫苗•减毒活疫苗•亚单位疫苗：用天然微生物的某些成分制成–新型疫苗项目减毒活疫苗灭活疫苗亚单位疫苗抗原用减毒或无毒的全病原体作为抗原用化学或物理方法将病原体杀死以化学方法获得病原体的某些具免疫原性的成分免疫机理接种后病原体在体内有一定生长繁殖能力，类似隐性感染，产生细胞、体液和局部免疫病原体失去毒力但保持免疫原性，接种后产生特异抗体或致敏淋巴细胞接种后能刺激机体产生特异性免疫效果优缺点接种次数少，反应小，免疫效果持久。稳定性较差，并应考虑减毒株毒力返祖问题一般要接种2-3次，反应较大，维持时间较短。稳定性好，较安全制品纯度较高，副反应小，需多次接种常用疫苗卡介苗、麻疹、鼠疫、脊髓灰质炎减毒活疫苗伤寒、霍乱、百日咳、乙脑、脊髓灰质炎灭活疫苗白喉、破伤风类毒素，A群脑膜炎球菌多糖疫苗新型疫苗•基因工程亚单位疫苗•基因工程载体疫苗•核酸疫苗•基因缺失活疫苗•重组疫苗•合成肽疫苗•抗独特型抗体疫苗抗独特型抗体疫苗抗独特型抗体：与特定抗原的抗体结合的抗体，此抗体具有原始病原微生物抗原的作用应用：可以用来代替免疫源制造疫苗,适用于目前尚不能培养或培养困难、产量低,或危险性大的一些微生物作疫苗。二、疫苗的种类3.按其基本特征分类：–活疫苗–灭活疫苗新型疫苗•基因工程亚单位疫苗----灭活疫苗•基因工程载体疫苗--------活疫苗•核酸疫苗-------------------------------特殊的疫苗•基因缺失活疫苗----------灭活疫苗•重组疫苗--------------------灭活疫苗•合成肽疫苗-----------------灭活疫苗•抗独特型抗体疫苗--------灭活疫苗疫苗的发展•经典的病毒疫苗和细菌疫苗寄生虫疫苗、肿瘤疫苗、避孕疫苗等;•预防性疫苗治疗性疫苗。三、疫苗的基本成分、性质和特征1.疫苗的基本成分–抗原–佐剂–防腐剂–稳定剂–灭活剂–缓冲液、盐类等非活性成分（1）抗原:疫苗最主要的有效活性成分•基本条件–异物性–一定的理化特性–特异性•灭活病毒或细菌•活病毒或细菌/减毒株•病毒或菌体提纯物•有效蛋白成分•类毒素•细菌多糖•合成多肽•DNA。（2）佐剂•理想的佐剂：–增强抗原免疫应答–无毒、安全–在非冷藏条件下保持稳定•铝佐剂•油制佐剂（弗氏完全佐剂和弗氏不完全佐剂）–动物试验•作用机制–改变抗原的物理形状，延长抗原在机体内保留时间；–刺激单核吞噬细胞对抗原的提呈能力；–刺激淋巴细胞分化，增加扩大免疫应答能力。（3）防腐剂•目的：防止外来微生物的污染•大多数的灭活疫苗都使用防腐剂–0.01％～0.02％硫柳汞–2-苯氧乙醇–氯仿硫柳汞副作用：接触性皮炎、变应性结膜炎、耳毒性（4）稳定剂•保证作为抗原的病毒或其他微生物存活，并保持免疫原性；•冻干疫苗中常用的乳糖、明胶、山梨醇等。（5）灭活剂•灭活病毒或细菌抗原的方法–物理方法（如加热、紫外线照射等）–化学方法（丙酮、酚、甲醛等）•这些物质对人体有一定毒害作用，因此在灭活抗原后必须及时从疫苗中除去，并经严格检定以保证疫苗的安全性。（6）缓冲液、盐类缓冲液的种类、盐类的含量都可影响疫苗的效力、纯度和安全性，因此都有严格的质量标准2.疫苗的基本性质和特征•免疫原性•安全性•稳定性（1）免疫原性①抗原的强弱、大小和稳定性–抗原分子量过小，易被体内分解、过滤，均不易产生良好的免疫应答；②抗原的理化性质–颗粒型抗原、不可溶性抗原–蛋白质–多糖–类脂免疫原性（2）安全性•接种后的全身和局部反应•接种引起免疫应答的安全程度•人群接种后引起的疫苗株散播情况等（3）稳定性•经过一定时间的疫苗贮存•经过一定时间冷链运输过程•疫苗仍能保持其有效的生物活性四、疫苗制备的基本过程、质量检定及生产的质量管理1.疫苗制备的基本过程–经典疫苗的制备：•选择适宜的培养基或细胞进行菌、毒株大量繁殖•收集培养物，提纯•半成品检定•稀释，分装•成品检定。–新型疫苗的制备：方法更加多样化。2.疫苗的质量检定•理化检定•安全检定•效力检定•稳定性检定（1）理化检定•通过物理或化学分析手段进行疫苗有效成分及杂质的检测。•《中国生物制品化学检定规程》(2000年版)–物理性状检查–蛋白含量测定–纯度测定–防腐剂含量测定–吸附剂含量测定–可能有害物的检测等（2）安全检定•对象：–疫苗成品–半成品–制备疫苗所用的菌种、毒种等•一般性安全检查–无菌试验–热原试验（即细菌内毒素）–灭菌、灭活和减毒情况检查–外源因子检查–过敏性物质检查等•用动物进行的急性和亚急性毒性试验等。（3）效力检定•检测疫苗的有效性•动物试验•活菌数测定•病毒滴度测定•抗毒素和类毒素单位测定•小鼠半数有效量•动物保护力试验•血清学试验等（4）稳定性检定：衡量疫苗质量•长期稳定性–在疫苗的实际保存温度下存放一定时间之后,察其真实稳定性,并确定保存期。•加速稳定性试验–让疫苗在较高温度下(一般为37℃)一定时间，考察疫苗在较高温度时的稳定性。3.疫苗生产的质量管理•药品生产质量管理规范(goodmanufacturingpracticesfordrugs，GMP)–人员----实施GMP的保证;–厂房设施、设备和原材料--实施GMP的基本条件;–管理制度和要求、记录等。第二节疫苗的应用、发展及其评价一、细菌性疫苗•霍乱：–一种烈性肠道传染病，由革兰氏阴性的霍乱弧菌引起–发病特征：水样腹泻，迅速造成脱水，严重者可造成血容量减少性休克和酸中毒导致死亡。一、细菌性疫苗1.霍乱疫苗•1885年，用霍乱肉汤培养物经皮下注射入人体•1896年，用琼脂培养霍乱弧菌，再加热杀死后制成菌苗•1902年，日本霍乱病大流行:大量成功使用•至今还没有一种理想的霍乱疫苗•原因：霍乱弧菌的有效保护性抗原成分不清、抗原漂移、难以得到足够的有效抗原量等因素有关。一、细菌性疫苗2.伤寒疫苗•伤寒：由伤寒杆菌引起的急性肠道传染病•典型临床特征：持续高热、相对缓脉、全身中毒症状、玫瑰疹、肝脾肿大与白细胞减少等。•主要并发症：肠出血及肠穿孔•分布：以热带、亚热带多见。一、细菌性疫苗2.伤寒疫苗•1896-1897年，德国和英国分别研制了伤寒全菌体疫苗•预防效果：总体来说有效•缺点：副反应过强，影响推广。–局部红肿疼痛、发热、头痛、乏力一、细菌性疫苗3.卡介苗•预防儿童结核病•“出生第一针”•上臂三角肌外侧皮内注射一、细菌性疫苗3.卡介苗•1902年，从患结核病的牛乳房里分离得到一株牛型结核杆菌；•Calmette和Guerin将此菌接种于5%甘油胆汁马铃薯培养基，进行传代培养；•每隔2-3周传代一次，经过230余代，历时13年，终于制备出减毒活疫苗——卡介苗(bacilleCalmette-Guerin，BCG)。•对成人肺结核的作用并不明显。二、病毒性疫苗1.狂犬病疫苗•历史悠久——1882年，法国的巴斯德应用连续传代减弱病毒毒力的方法，制造疫苗。•五代疫苗：–神经组织来源疫苗–禽胚培养疫苗–细胞培养疫苗–亚单位疫苗和精制疫苗–基因工程疫苗二、病毒性疫苗1.狂犬病疫苗•因经济水平的不同，不同国家狂犬病免疫接种疫苗的种类及策略也有所不同：–发达国家：–接种对象:人、宠物、野生动物–主要为减毒活疫苗和基因工程疫苗。–发展中国家：使用粗制疫苗进行狂犬病暴露前后的免疫接种。二、病毒性疫苗2.脊髓灰质炎疫苗•脊髓灰质炎:由脊髓灰质炎病毒引起的小儿急性传染病，多发生婴幼儿。•病毒侵犯脊髓前角运动神经元，造成弛缓性肌肉麻痹，病情轻重不一，轻者无瘫痪出现，严重者累及生命中枢而死亡；•又称为小儿麻痹症。埃及金字塔中的浮雕显示法老患有典型的脊髓灰质炎下股后遗麻痹二、病毒性疫苗2.脊髓灰质炎疫苗•1953年，美国研制的三价甲醛脊髓灰质炎灭活疫苗(inactivatedpoliomye-litisvaccine，IPV)•1954年，IPV推广应用到加拿大以至全世界•1957年，美国研制出三价脊髓灰质炎减毒活疫苗(oralpoliomyelitisvaccine，OPV)–OPV制备方法简易–价格只是IPV的几百分之一到几十分之一二、病毒性疫苗2.脊髓灰质炎疫苗•1994年8月，美洲区实现了无脊髓灰质炎目标•2000年10月，西太平洋地区宣布无脊髓灰质炎•2001年10月，我国宣布消灭脊髓灰质炎二、病毒性疫苗3.其他病毒性疫苗•甲型肝炎疫苗•麻疹疫苗•风疹疫苗•森林脑炎疫苗•流行性腮腺炎疫苗•黄热病疫苗等，仍是预防疾病的主力。三、类毒素•外毒素：–某些种类的细菌分泌到细胞外的蛋白类毒素。•内毒素：–某些细菌的细胞壁组分，菌裂解后释出（是脂多糖）。•类毒素：–细菌的外毒素经0.3～0.4%甲醛处理，毒性消失仍留其免疫原性，即成类毒素。三、类毒素1.白喉类毒素•白喉：由白喉杆菌引起的急性、毒素介导性呼吸道传染病–1883年，Klebs在白喉患者假膜中发现棒状杆菌;–1884年，Loffler获得纯菌培养;–1891年，Beehring用该菌免疫绵羊或山羊，获得抗血清，并用于治疗白喉患者首获成功;–1909年，Smith发明了灭活白喉毒素的方法;–1923年，Ramon等用稀甲醛处理白喉毒素获得类毒素，成为白喉预防史上划时代的预防制剂。•广泛使用，发病率极低。三、类毒素2.破伤风类毒素•破伤风：症状险恶，较高的发病率和病死率，早在公元前5世纪就引起了医师们的广泛关注。•直到1884年，认识破伤风是