《治療性疫苗》PPT課件.ppt

第十二章 治療性疫苗,第一節(jié) 概述,治療性疫苗是指在已感染病原微生物或已患有某些疾病的機(jī)體中，通過(guò)誘生特異性的免疫應(yīng)答，達(dá)到治療或防止疾病惡化的天然、人工合成或用基因重組技術(shù)表達(dá)的生物制品。 最早被應(yīng)用的治療性疫苗是巴斯德于1885年所用的狂犬病疫苗。用該疫苗免疫被狂犬咬傷但尚未發(fā)病的患者，可以防止發(fā)生致死性的疾病。反復(fù)多次注射狂犬疫苗，通過(guò)誘生機(jī)體的免疫應(yīng)答可有效地阻止病毒進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，達(dá)到治療效果。,在細(xì)菌方面，已有用麻風(fēng)菌素治療麻風(fēng)菌感染、用布氏桿菌素治療布氏菌感染、用滅活的自身菌疫苗治療金黃色葡萄球菌皮膚反復(fù)感染等。 此外，還研制了針對(duì)自身免疫病、腫瘤等的治療性疫苗。 目前，治療性疫苗主要應(yīng)用于尚無(wú)有效治療藥物的疾病，如腫瘤、自身免疫病、慢性感染、移植排斥，超敏反應(yīng)等。,一、治療性疫苗發(fā)展的基礎(chǔ),1微生物的持續(xù)性感染日益受到重視 微生物與人類(lèi)間的相互關(guān)系無(wú)論在過(guò)去、現(xiàn)在與將來(lái)，都是重要的科學(xué)研究課題。 當(dāng)人類(lèi)出現(xiàn)后，有些微生物與人類(lèi)共存，甚至成為人類(lèi)維持正常生命活動(dòng)的“伙伴”； 而另一些病原微生物則入侵人體，引起疾病，甚至“致人于死地”。,在控制微生物所致的持續(xù)性感染中，為達(dá)到殺滅或抑制宿主體內(nèi)微生物的目的，除采用抗微生物藥物外，提高機(jī)體免疫應(yīng)答也已受到關(guān)注。 雖然被動(dòng)輸入免疫細(xì)胞或抗體有短暫的抗微生物或其產(chǎn)物的作用，但對(duì)于持續(xù)性感染，更受重視的是用治療性疫苗通過(guò)主動(dòng)免疫誘生機(jī)體免疫應(yīng)答。,2基因重組技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,目前基因重組與表達(dá)技術(shù)已日趨成熟，提供了用于發(fā)展治療性疫苗的組分。 各種抗原成分的組合、拼接或用微生物抗原基因與不同細(xì)胞因子基因組成表達(dá)嵌合性蛋白，或使表達(dá)蛋白與藥物交聯(lián)的治療性疫苗為開(kāi)發(fā)治療性疫苗提供了廣闊的前景。,3免疫學(xué)理論的發(fā)展,人們通過(guò)對(duì)免疫系統(tǒng)的深入了解，已能合理設(shè)計(jì)免疫治療劑以及預(yù)防性疫苗。 對(duì)HIV免疫的研究，大大推動(dòng)了抗感染免疫的理論發(fā)展。 對(duì)不同感染過(guò)程中體液與細(xì)胞免疫應(yīng)答的詳細(xì)分析、抗原提呈、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞途徑的進(jìn)一步了解，微生物對(duì)免疫細(xì)胞感染所造成的后果，以及裸DNA免疫的機(jī)制等均對(duì)發(fā)展治療性疫苗起了推動(dòng)作用。,二治療性疫苗的作用機(jī)理,在許多方面治療性疫苗與預(yù)防性疫苗不同，其作用機(jī)理尚存在爭(zhēng)議。 治療性疫苗分為非特異性和特異性?xún)煞N。 機(jī)體已經(jīng)感染病毒之后再注射疫苗，此時(shí)機(jī)體已經(jīng)具有病毒的抗原，但由于機(jī)體免疫反應(yīng)的部分缺陷，不能發(fā)揮作用，治療性疫苗通過(guò)不同途徑把微生物抗原提呈給免疫系統(tǒng)，來(lái)彌補(bǔ)或激發(fā)機(jī)體的免疫反應(yīng)(特別是細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的殺傷活性)，從而達(dá)到清除病毒的治療作用，,機(jī)體接受治療性疫苗后，刺激T細(xì)胞、B細(xì)胞增殖，激活巨噬細(xì)胞，促進(jìn)NK細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞，從而發(fā)揮免疫增強(qiáng)作用。 如卡介苗是非特異性疫苗，可通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用而輔助治療腫瘤，使患者的免疫系統(tǒng)在對(duì)新的基因重組體產(chǎn)生反應(yīng)的同時(shí)，也同時(shí)排斥打擊自身類(lèi)似的病原，從而達(dá)到治療效果。 卡介苗作為膀胱癌等的輔助治療用藥，可增強(qiáng)機(jī)體對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷能力。,三、治療性疫苗與預(yù)防性疫苗的比較,接種對(duì)象 預(yù)防性疫苗的接種對(duì)象是健康群體，對(duì)易感人群均可應(yīng)用，主要起免疫預(yù)防作用，它對(duì)機(jī)體大多無(wú)病理?yè)p傷，使用安全可靠； 而治療性疫苗的使用對(duì)象是感染者，或免疫應(yīng)答低下的患者，故疫苗療法屬免疫治療。,目的 預(yù)防性疫苗是為了防病 治療性疫苗是為了治療或防止病情惡化。 特點(diǎn) 治療性疫苗的另一個(gè)突出特點(diǎn)是應(yīng)用時(shí)必須考慮適應(yīng)證與禁忌證，也可根據(jù)需要進(jìn)行各種組合和調(diào)整。,四、治療性疫苗制備與應(yīng)用的注意事項(xiàng),1免疫原的選擇與優(yōu)化 免疫原的選擇需在深入研究治療對(duì)象的免疫應(yīng)答基礎(chǔ)上選定。 一般選用的微生物抗原應(yīng)為能引起中和性抗體及可誘生殺傷性T細(xì)胞(CTL)免疫應(yīng)答的抗原； 在非感染性患者，如腫瘤或自身免疫病患者中，?？蛇x擇相應(yīng)的或類(lèi)似的抗原進(jìn)行免疫或脫敏。,2動(dòng)物模型的建立,為考核治療性疫苗的療效。需要建立模擬人體感染的動(dòng)物模型， 至今微生物持續(xù)性感染的動(dòng)物模型還很少，均有不足之處。 種是在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，如黑猩猩、猿猴中；或是在非靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物中尋找，如類(lèi)似人乙肝病毒的土撥鼠或鴨乙肝動(dòng)物模型。 另一種是建立有病毒基因整合的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，如用HBV基因建立的轉(zhuǎn)基因小鼠。,3臨床應(yīng)用的重要性 治療性疫苗和預(yù)防性疫苗的很重要區(qū)別是前者需要臨床醫(yī)生的積極參與(禁忌證與適應(yīng)證)。 由于治療性疫苗的對(duì)象是患者，因此常伴有免疫低或其他病理變化，在使用疫苗時(shí)需較預(yù)防性疫苗更為慎重。選擇對(duì)象時(shí)應(yīng)有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每種疫苗的療效也應(yīng)用不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在免疫應(yīng)答出現(xiàn)時(shí)還可能伴有免疫損傷而出現(xiàn)不良反應(yīng)，需要醫(yī)生協(xié)同進(jìn)行判斷。,第二節(jié) 治療性疫苗的種類(lèi),根據(jù)治療性疫苗針對(duì)疾病種類(lèi)的不同，可分為細(xì)菌型治療性疫苗、病毒型治療性疫苗、腫瘤型治療疫苗、自身免疫病治療性疫苗等。 根據(jù)治療性疫苗的作用機(jī)制，可分為特異性治療性疫苗和非特異性治療性疫苗。 根據(jù)所用免疫原的種類(lèi)，可分為核酸型治療疫苗、重組蛋白型治療疫苗、天然蛋白型治療疫苗、免疫復(fù)合物型治療疫苗、嵌合型治療疫苗。,一、細(xì)菌型治療性疫苗 1.結(jié)核桿菌治療性疫苗,細(xì)菌性感染因有抗生素等治療，可以控制，故治療性疫苗僅限于少數(shù)幾種慢性感染，如結(jié)核病、麻風(fēng)病及布氏病等。 英國(guó)倫敦大學(xué)醫(yī)學(xué)院Stanford對(duì)BCG預(yù)防結(jié)核病的效果在某些國(guó)家中很好，而在另一些國(guó)家中則不佳的發(fā)現(xiàn)感到疑惑不解。Stanford在烏干達(dá)土壤中分離到了一株分枝桿菌，Stanford等用殺死的Mycobacterium vaccae制成菌苗，在岡比亞和越南對(duì)結(jié)核病患者進(jìn)行治療試驗(yàn)。結(jié)果表明，抗結(jié)核病藥物和菌苗治療組的治愈率為89，而藥物和安慰劑治療組的治愈率為78，使結(jié)核病病死率從8降至3；能縮短常規(guī)藥物治療的奏效時(shí)間，藥物治療結(jié)核病需6個(gè)月，縮短至2個(gè)月，,20世紀(jì)初，為治療金黃色葡萄球菌引起的反復(fù)發(fā)作的癤及癰， Wright等采用自患者分離的加熱滅活的葡萄球菌為治療性疫苗，獲得成功，奠定了細(xì)菌型治療性疫苗的基礎(chǔ)。,2麻風(fēng)桿菌治療性疫苗,麻風(fēng)是慢性麻風(fēng)桿菌感染，可引起嚴(yán)重的神經(jīng)損害和畸形。 麻風(fēng)有有效的治療藥物。但是首先，往往需要多種藥物治療數(shù)年才能從麻風(fēng)患者體內(nèi)清除麻風(fēng)桿菌；其次，藥物治療不能糾正可能先于感染存在的基本免疫缺損，在有些人中，能殺傷麻風(fēng)桿菌細(xì)胞的細(xì)胞介導(dǎo)免疫(CMI)不起作用；最后，有些患者用藥物治療無(wú)效。,1986年，委內(nèi)瑞拉生物學(xué)研究所Convit用滅活的麻風(fēng)桿菌和卡介苗(BCG)制成混合菌苗，對(duì)300例嚴(yán)重麻風(fēng)病人進(jìn)行無(wú)對(duì)照研究，結(jié)果表明，菌苗和藥物合用，可使60麻風(fēng)患者恢復(fù)對(duì)麻風(fēng)桿菌的CMl應(yīng)答。CMI能從損害中清除麻風(fēng)桿菌，使一些患者不易復(fù)發(fā)或再感染。 Convit報(bào)道，接種疫苗的患者的麻風(fēng)損害在兩年內(nèi)得到控制，比單用藥物治療的患者縮短一半時(shí)間。 印度國(guó)立免疫學(xué)研究所Talwar用一種不同的治療性麻風(fēng)菌苗進(jìn)行試驗(yàn)，同樣獲得了令人鼓舞的結(jié)果。,3.幽門(mén)螺旋桿菌治療性疫苗,全世界50以上的人受到幽門(mén)螺桿菌(Helicobacter pylori，HP)的感染，其中約10%20的感染者會(huì)導(dǎo)致胃潰瘍和胃癌等嚴(yán)重疾病。 (1)HP抗原蛋白加大腸桿菌不耐熱腸毒素(heat liable enterotoxin，LT)霍亂腸毒素(choleratoxin，CT)佐劑 ，成功地根除了感染，并有效防止了再感染。,(2)表達(dá)尿素酶抗原的減毒沙門(mén)菌疫苗 Londono Arcila等（2002）先將尿素酶表達(dá)在沙門(mén)菌載體Typhi中，給小鼠鼻鼻飼，激發(fā)了針對(duì)尿素酶的Thl型免疫反應(yīng)，再用尿素酶加鋁佐劑增強(qiáng)皮下注射，結(jié)果促進(jìn)了免疫反應(yīng)，導(dǎo)致了一個(gè)更加平衡的ThlTh2表型。并產(chǎn)生了很好的保護(hù)作用。,(3)HP裂解物加上佐劑 Raghavan等(2002)用HP裂解物和黏膜佐劑CT經(jīng)口免疫小鼠，結(jié)果導(dǎo)致了HP細(xì)菌載量的明顯降低，同時(shí)對(duì)再感染也有保護(hù)作用；Th2型的IgGl和Thl型的IgG2a血清抗體水平增高，,(4)HP的滅活全菌疫苗 目前，口服福爾馬林滅活的HP全菌疫苗(Hpylori whole cell，HWC)已進(jìn)入臨床I期實(shí)驗(yàn)。 (5)注射用的多成分疫苗 Rossi等(2004)用VacA、CagA、中性粒細(xì)胞激活蛋白(neutrophilactivating protein，NAP)3種抗原加上氫氧化鋁作為佐劑免疫畢格犬(beagle dog)，在預(yù)防性免疫中取得了很好的保護(hù)效果。,二、病毒型治療性疫苗,1單純皰疹治療性疫苗 在目前各種候選治療性疫苗研究中，對(duì)皰疹病毒疫苗的研究最深入。 單純皰疹病毒(HSV)按血清學(xué)分為兩型。 I型主要引起皮膚、黏膜感染，型主要引起生殖器、肛門(mén)感染。 1988年，Stanberry等報(bào)道，用HSVI混合疫苗接種豚鼠模型，可使皰疹損害率降低50，病情減輕50左右。,2人類(lèi)免疫缺陷病毒(HIV)的治療性疫苗,艾滋病(AIDS)是一種由病毒引起的全身性傳染病，目前尚無(wú)有效的治愈方法，而且病死率極高。 AIDS的病原體是人類(lèi)免疫缺陷病毒(HIV)，它是在首次發(fā)現(xiàn)艾滋病例2年后才分離成功的。 病毒的酶類(lèi)主要包括逆轉(zhuǎn)錄酶，又稱(chēng)依賴(lài)RNA的DNA多聚酶(p66、p51)，整合酶和蛋白酶以及核心殼蛋白p9、p7。病毒的最外層為包膜，其主體為磷脂雙分子層包膜表面有72個(gè)刺突，每個(gè)刺突由34個(gè)gpl20(外膜糖蛋白)組成，gp41為跨膜蛋白。,最近，除gpl60外，其他的HIV的包膜抗原，如gpl20、p24病毒樣顆粒，重組的金絲雀痘病毒gpl60等疫苗均仍在研究中。,3人類(lèi)乳頭狀瘤病毒治療性疫苗,乳頭狀瘤病毒(PV)感染人及動(dòng)物的皮膚或黏膜上皮細(xì)胞。 主要根據(jù)PV的宿主范圍和基因組同源性劃分型別。目前，人類(lèi)乳頭狀瘤病毒(HPV)已分為100多型， 人類(lèi)乳頭狀瘤病毒(HPV)可引起皮膚疣、生殖道疣等，其中某些型感染是引起生殖道癌的一個(gè)主要因素，特別是子宮頸惡性腫瘤。,目前有大量有關(guān)E6、E7疫苗方面的研究。 由于E6、E7是癌蛋白，尋找E6、E7的T細(xì)胞和B細(xì)胞表位尤為重要。,三、自身免疫病治療性疫苗,自身免疫病(autoimmune disease，AID)是由于機(jī)體識(shí)別“自我”的耐受機(jī)制在某些情況下遭到破壞，機(jī)體免疫系統(tǒng)針對(duì)自身抗原產(chǎn)生過(guò)度應(yīng)答，破壞正常組織結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致一系列病變。 1多發(fā)性硬化癥 多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis，MS)是由細(xì)胞毒T細(xì)胞介導(dǎo)的、侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng)白質(zhì)的慢性進(jìn)行性AID。,MS的自身抗原來(lái)源于中樞神經(jīng)的髓鞘，其中髓磷脂堿性蛋白(MBP)和蛋白脂蛋白PLP)被認(rèn)為是主要自身抗原，目前MS肽耐受研究多基于這兩種抗原。 近年來(lái)運(yùn)用肽耐受的方法在實(shí)驗(yàn)性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓膜炎和MS臨床治療研究中均獲得了令人振奮的結(jié)果，甚至有人認(rèn)為肽疫苗最終可以普遍應(yīng)用于MS的臨床治療。,2.重癥肌無(wú)力,重癥肌無(wú)力(MG)是由T細(xì)胞調(diào)節(jié)失調(diào)引起的疾病，重癥肌無(wú)力是由乙酰膽堿受體抗體介導(dǎo)的AID，這些抗體通過(guò)減少肌肉中AchR的數(shù)量或阻礙乙酰膽堿與受體的結(jié)合，影響突觸傳遞而使骨骼肌變得無(wú)力， 有多項(xiàng)研究采用肽疫苗治療MG，其中有3項(xiàng)研究證明有較好前景：一是使用重組表達(dá)的多肽通過(guò)黏膜系統(tǒng)給藥，有效誘導(dǎo)了免疫耐受和免疫抑制效應(yīng)；二是使用一組多肽通過(guò)口服和鼻腔給藥可預(yù)防實(shí)驗(yàn)性MG的發(fā)生；另外一項(xiàng)研究采用乙酰膽堿受體。,3系統(tǒng)性紅斑狼瘡,系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)是一種累及多個(gè)器官或系統(tǒng)的、由多種自身抗體介導(dǎo)的AID，其發(fā)病涉及遺傳和環(huán)境等多種因素。 誘導(dǎo)SLE發(fā)病的自身抗原來(lái)自于凋亡的外周血單一核細(xì)胞，種類(lèi)繁多，對(duì)關(guān)鍵或主要自身抗原的確定一直是SLE研究的難點(diǎn)，因此對(duì)SLE疫苗的研究也相對(duì)復(fù)雜，困難也較多。雖然現(xiàn)在沒(méi)有進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)階段的疫苗出現(xiàn)，但是一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人鼓舞。,4、I型糖尿病,I型糖尿病(type I diabetes)也稱(chēng)青少年型糖尿病或胰島素依賴(lài)性糖尿病，是一種慢性的、胰島B細(xì)胞選擇性破壞的AID。 熱休克蛋白60(HSP60)是非肥胖性糖尿病(NOD)小鼠自身免疫性糖尿病模型的T細(xì)胞識(shí)別靶蛋白。,四、腫瘤治療性疫苗,除心腦血管疾病之外，腫瘤(tumor)一直是威脅人類(lèi)健康的第一殺手。腫瘤是機(jī)體中的正常細(xì)胞在各種外部致病因素和內(nèi)部遺傳因素的長(zhǎng)期共同影響和作用下，發(fā)生過(guò)度增生和異常分化所形成的物質(zhì)。腫瘤實(shí)際上是破壞了或者是逃避了人體正常的免疫系統(tǒng)對(duì)它的監(jiān)視作用所致。,1以腫瘤細(xì)胞為基礎(chǔ)的第一代疫苗和樹(shù)突細(xì)胞痘苗 以細(xì)胞為組成的疫苗是腫瘤治療性疫苗設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)，主要有腫瘤細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cell，DC)疫苗。 腫瘤細(xì)胞中包含著廣譜的腫瘤抗原，但缺乏協(xié)同刺激分子以有效識(shí)別和激活免疫細(xì)胞。 Elliott等(1993)報(bào)道，將自體腫瘤細(xì)胞和異體腫瘤細(xì)胞的裂解物混合并配以DETOX佐劑制成一種疫苗叫做Melacine，發(fā)現(xiàn)它和化療一樣有效，可以增加生存率，而毒副作用卻很低。,2、轉(zhuǎn)基因腫瘤細(xì)胞疫苗,(1)細(xì)胞因子的導(dǎo)入 細(xì)胞因子可以在細(xì)胞間提供短暫的信號(hào)傳導(dǎo)，有效地激發(fā)免疫功能，又可避免其全身性的不良反應(yīng)。 學(xué)者們又發(fā)現(xiàn)從腫瘤組織中分離出來(lái)的腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(TIL)能針對(duì)性地殺死腫瘤細(xì)胞 1991年美國(guó)FDA批準(zhǔn)世界第一例腫瘤基因治療方案，即TNF-a基因?qū)薚IL治療黑色素瘤。,(2)MHC（組織相容性復(fù)合體）分子的導(dǎo)入,腫瘤逃避免疫監(jiān)視的其中一個(gè)途徑是通過(guò)不表達(dá)或降低MHC抗原。由于MHC分子的表達(dá)降低，不能進(jìn)行有效的抗原提呈過(guò)程，所以不能激發(fā)有效的免疫反應(yīng)。 通過(guò)導(dǎo)入MHC基因使腫瘤細(xì)胞MHC抗原表達(dá)上調(diào)，從而使CTL能夠識(shí)別原來(lái)不能識(shí)別的抗原而產(chǎn)生有效的應(yīng)答。,(3)癌基因及腫瘤相關(guān)抗原的導(dǎo)入,也有試驗(yàn)嘗試導(dǎo)入突變的癌基因ras、p53或者一些腫瘤相關(guān)抗原基因，以期提高腫瘤抗原的表達(dá)，但效果不甚滿(mǎn)意。,3抗原合成肽疫苗,機(jī)體對(duì)腫瘤抗原應(yīng)答的主要效應(yīng)細(xì)胞是細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)，T細(xì)胞受體在提呈腫瘤抗原時(shí)是以短肽的形式進(jìn)行的，新的化學(xué)方法的引入和使用，使得利用腫瘤細(xì)胞表面的抗原決定簇序列合成肽段進(jìn)行腫瘤免疫成為可能， 目前，利用多肽段進(jìn)行腫瘤免疫治療的研究已有不少報(bào)道，特別在黑色素瘤的研究中取得了非常樂(lè)觀的結(jié)果。,4腫瘤核酸疫苗,基因疫苗的基本原理是通過(guò)將編碼抗原的質(zhì)粒直接導(dǎo)人機(jī)體組織，再局部注射表達(dá)該抗原，從而誘生抗原特異性體液和細(xì)胞免疫應(yīng)答。,五、非特異性治療性疫苗,卡介苗曾被應(yīng)用于治療結(jié)核病及腫瘤。 卡介苗主要用于非特異地提高機(jī)體的細(xì)胞免疫，但作用較弱而被用作一種協(xié)同治療，聯(lián)合用于腫瘤病人。 短小棒狀桿菌(革蘭陽(yáng)性桿菌)以及其他的一些細(xì)菌均曾被用作非特異的治療性疫苗。,六、蛋白質(zhì)復(fù)合重構(gòu)治療性疫苗,對(duì)于蛋白質(zhì)疫苗而言，改造可從幾方面開(kāi)展： 在蛋白質(zhì)水平上進(jìn)行修飾，如脂蛋白化； 在結(jié)構(gòu)或構(gòu)型上加以改造，如固相化、交聯(lián)、結(jié)構(gòu)外顯及構(gòu)象限定等