病毒學(xué)第十章病毒病的防治

病毒學(xué)第十章病毒病的防治第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一本章重點(diǎn)1.各種疫苗的優(yōu)缺點(diǎn)2.佐劑的生物學(xué)作用3.抗病毒藥物的作用機(jī)理4.細(xì)胞因子的作用特點(diǎn)第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)：人類病毒病的防治一、疫苗和免疫治療從疫苗生產(chǎn)所使用的技術(shù)來看，病毒疫苗可以分為傳統(tǒng)疫苗和新型疫苗兩類。傳統(tǒng)疫苗包括滅活疫苗、減毒疫苗和采用天然病毒的某些成分制成的亞單位疫苗；新型疫苗主要是指基因工程生產(chǎn)的疫苗，包括基因工程亞單位疫苗、基因工程載體疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗等。第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

對(duì)于免疫保護(hù)機(jī)制明確、易于培養(yǎng)的病毒，均可以通過傳統(tǒng)的方法生產(chǎn)疫苗。而對(duì)那些免疫機(jī)制不明確、可能產(chǎn)生免疫病理反應(yīng)、有潛在致腫瘤作用或不易進(jìn)行培養(yǎng)的病毒，則難于用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)疫苗。新型疫苗正是為了解決傳統(tǒng)疫苗不能克服的問題，伴隨著分子生物學(xué)、免疫學(xué)、現(xiàn)代生物技術(shù)等理論和技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的。第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1、傳統(tǒng)病毒疫苗（1）滅活疫苗：由完整的病毒組成，使其致病性喪失或減弱，但是仍然保持病毒的全部或部分免疫原性，接種后病毒抗原可以刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答，達(dá)到保護(hù)作用。滅活疫苗和減毒疫苗的差別在于疫苗中的病毒不具有感染性，在體內(nèi)不能增殖。109個(gè)病毒顆粒中有一個(gè)未滅活病毒為無侵染力的疫苗。殺死病毒的鈍化劑：不僅作用于病毒的顆粒外層的蛋白質(zhì)，還能鈍化、抑制病毒基因組核酸；能應(yīng)用于疫苗的工業(yè)化生產(chǎn)。鈍化劑：甲醛、羧丙酸-β-內(nèi)酯、酚等。第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

其主要優(yōu)點(diǎn)：

1)由于不存在有感染性病毒存在，比較安全；

2)保存方便，無須凍干保存；

3)其它活病原體污染問題較少；

4)生產(chǎn)相對(duì)簡(jiǎn)單。第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一主要缺點(diǎn)：

1)免疫效果一般低于減毒活疫苗，雖然能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生包括中和抗體在內(nèi)的免疫反應(yīng)，但不能誘導(dǎo)細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞反應(yīng)。

2)誘導(dǎo)產(chǎn)生的免疫反應(yīng)持續(xù)時(shí)間較短，需要多次接種。

3)滅活劑對(duì)病毒抗原有影響，且對(duì)不同的抗原成分影響不同。

4)由于誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)水平較低，以及各個(gè)抗原成分之間的疫苗應(yīng)答不平衡，可能誘發(fā)疾病。

5)一般要求對(duì)疫苗進(jìn)行濃縮純化。

6)一般不能通過自然途徑接種，不易產(chǎn)生局部免疫反應(yīng)。

7)需要使用佐劑，制劑中存在滅活劑。第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一（2）減毒疫苗：通過不同的手段，使病毒的毒力減弱或喪失，機(jī)體在接受疫苗后不發(fā)生或出現(xiàn)很輕的臨床癥狀，刺激機(jī)體的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生針對(duì)該病毒的免疫反應(yīng)，使之在以后接觸該病毒時(shí)，保護(hù)機(jī)體不患病或患病的臨床過程較輕。第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一其突出的特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1)誘導(dǎo)包括體液免疫、細(xì)胞免疫的免疫方式，具有較強(qiáng)保護(hù)作用。2)由于是活病毒，病毒可以在體內(nèi)增殖，長(zhǎng)時(shí)間和機(jī)體細(xì)胞發(fā)生作用，誘導(dǎo)較強(qiáng)的免疫力。3)只需接種一次，即可以達(dá)到滿意的效果。4)可以通過自然感染途徑接種，這樣不僅可以產(chǎn)生全身免疫反應(yīng)，而且可以誘導(dǎo)產(chǎn)生局部免疫反應(yīng)。5)可以通過所有病毒抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生反應(yīng)。6)一般不需要在疫苗中添加佐劑，也不需要加入滅活劑。7)生產(chǎn)過程一般不需要進(jìn)行濃縮和純化。第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一其主要缺點(diǎn)：1)既然是活病毒制劑，有可能污染其它活的病原體；2)一些減毒活疫苗仍保留有一定的毒力；3)傳統(tǒng)的減毒活疫苗可能出現(xiàn)病毒毒力回復(fù)；4)在一些免疫缺陷的個(gè)體中可能誘發(fā)嚴(yán)重疾?。?)在某些時(shí)候，野毒株（強(qiáng)毒）感染可以導(dǎo)致活疫苗（弱毒）效果降低；6)缺損顆?？梢愿蓴_疫苗的免疫效果；7)對(duì)保存和運(yùn)輸?shù)囊筝^高。第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一（3）亞單位疫苗：提取病原體刺激機(jī)體產(chǎn)生保護(hù)性免疫力的有效免疫成分制成的疫苗。

其特點(diǎn)與滅活疫苗相似，主要區(qū)別是病毒亞單位的體積較小，免疫原性差，有些甚至是半抗原，需要與蛋白載體偶聯(lián)后使用。正是由于僅用病毒的部分成分，可以去除病毒顆粒中一些引起不良反應(yīng)的成分。

第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一2、現(xiàn)代新型病毒疫苗（1）基因工程載體疫苗：是指利用非致病病毒作為載體，將病毒的保護(hù)性抗原基因片段重組在載體基因組中，采用表達(dá)保護(hù)性抗原的病毒作為疫苗。

載體疫苗為活疫苗，具有和減毒活疫苗相似的特點(diǎn)。理想的病毒疫苗應(yīng)具有感染靶細(xì)胞的能力，并誘導(dǎo)包括體液免疫、細(xì)胞免疫的免疫反應(yīng)。第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

缺點(diǎn)：

①不利于誘導(dǎo)局部免疫。往往欲表達(dá)的病毒和載體病毒感染途徑不一定相同，如麻疹病毒的自然感染為呼吸道感染，而使用重組痘病毒制備的載體疫苗必須使用劃痕接種；②能否獲得理想的免疫效果？載體病毒表達(dá)的外源病毒蛋白在載體病毒的復(fù)制過程中沒有任何功能，因此，其誘導(dǎo)的機(jī)體免疫反應(yīng)的能力和該蛋白在原始病毒中的能力存在一定差異。③載體病毒的干擾。同種載體病毒在一個(gè)機(jī)體上只能使用一次。第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

同時(shí)要求載體病毒的基因組能夠容納足夠的外源基因插入，有利于研究多價(jià)疫苗；并且理想的載體應(yīng)減少載體蛋白的表達(dá)量，有利于提高疫苗使用的安全性，近年來研制的非復(fù)制型載體就是出于此目的。所謂非復(fù)制型載體是指載體進(jìn)入細(xì)胞后，只保留DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)表達(dá)的功能，可以有效產(chǎn)生保護(hù)性抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)，但不能裝配成有感染性的子代病毒。第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

研制載體活疫苗的基本方法是：

1)克隆相應(yīng)病毒的保護(hù)性抗原基因到穿梭載體，可以是完整的基因，也可以是部分基因。

2)在穿梭載體上有啟動(dòng)子和其它表達(dá)所需的調(diào)控元件，欲表達(dá)的外源基因位于啟動(dòng)子的下游，在穿梭載體上還有載體病毒的同源序列，這些同源序列應(yīng)該位于載體病毒的非必需區(qū)，通過同源重組原理，用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)染細(xì)胞，利用不同的方法篩選重組病毒，進(jìn)行純化和鑒定，使之用于疫苗的生產(chǎn)。第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

（2）基因工程亞單位疫苗：

利用基因工程表達(dá)的蛋白抗原制成的疫苗，通常這些抗原必須進(jìn)行純化。采用這種方法生產(chǎn)的亞單位疫苗可以用來替代傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的亞單位疫苗，更重要的是可以用于不易培養(yǎng)病毒的疫苗研究。

第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

目前常用于外源基因表達(dá)主要有細(xì)菌、酵母、哺乳動(dòng)物、昆蟲細(xì)胞等系統(tǒng)，其主要區(qū)別是蛋白質(zhì)翻譯后加工(糖基化)的不同，導(dǎo)致抗原的免疫原性差別很大，作為選擇表達(dá)系統(tǒng)的重要指標(biāo)。一般來說，在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中表達(dá)的蛋白質(zhì)最接近天然病毒的抗原。同時(shí)也要考慮表達(dá)方式(分泌型或細(xì)胞內(nèi)表達(dá))和表達(dá)量的多少也是選擇表達(dá)系統(tǒng)的主要因素。

總之基因工程亞單位疫苗具有傳統(tǒng)亞單位疫苗的很多特點(diǎn)，安全性較好，但免疫性較差。提高亞單位疫苗的免疫原性是發(fā)展該疫苗的當(dāng)務(wù)之急，不解決免疫原性差的問題，亞單位疫苗將沒有發(fā)展前途。第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

（3）病毒樣顆粒：

近年來發(fā)現(xiàn)僅表達(dá)病毒的部分結(jié)構(gòu)蛋白就可以在細(xì)胞內(nèi)裝配成病毒樣顆粒，病毒顆粒通常由兩個(gè)或更多的蛋白組成，為一不含病毒核酸的空殼結(jié)構(gòu)，這種空殼表面有構(gòu)象依賴性表位。但是如果單獨(dú)表達(dá)這些蛋白往往不能形成這類表位。第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一（4）基因缺失活疫苗：

就是使用基因工程技術(shù)去除和毒力有關(guān)基因的缺失突變株制成的疫苗。在采用誘導(dǎo)方式獲得的突變株中，往往是點(diǎn)突變，只是極少數(shù)核苷酸發(fā)生變化，容易發(fā)生毒力恢復(fù)。而基因缺失活疫苗采用的是一個(gè)基因或部分基因的去除，產(chǎn)生的突變株的性狀穩(wěn)定、明確，不易發(fā)生毒力回復(fù)的優(yōu)點(diǎn)，是研制新型疫苗的重要途徑。由于基因缺失活疫苗的研制是建立在對(duì)病毒毒力有關(guān)基因深入了解的基礎(chǔ)之上，但是很多病毒的毒力相關(guān)基因或序列并不完全清楚，因此這是開發(fā)基因缺失活疫苗的主要障礙。第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一（5）蛋白工程疫苗：

是指將抗原基因加以改造，使之發(fā)生點(diǎn)突變、插入、缺失、構(gòu)型改變，甚至進(jìn)行不同基因或部分結(jié)構(gòu)域的人工組合，以期達(dá)到增強(qiáng)產(chǎn)物的免疫原性，擴(kuò)大反應(yīng)譜，去除有害反應(yīng)或副作用的一類疫苗。在這里需要注意的是，由于一個(gè)關(guān)鍵性氨基酸殘基的改變可能會(huì)引起蛋白質(zhì)功能的徹底改變。蛋白質(zhì)的構(gòu)型或抗原表位的氨基酸序列又常常與抗原的特異性密切相關(guān)，所以對(duì)蛋白工程疫苗的效果和安全性考慮必須格外小心謹(jǐn)慎。第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一（6）合成肽疫苗：

指用化學(xué)方法合成的多肽，這些多肽的序列是根據(jù)病毒的保護(hù)性抗原設(shè)計(jì)的。這種疫苗的安全性好，保存方便，不會(huì)存在病原微生物的污染，質(zhì)量容易控制，主要缺點(diǎn)是免疫原性差，可以將其偶聯(lián)到其它載體蛋白上，獲得較好的免疫效果。偶聯(lián)的目的是為了提供合成肽的TH細(xì)胞表位，增加分子量，延長(zhǎng)其生物半衰期。近年來發(fā)現(xiàn)，在同一個(gè)肽段上必須同時(shí)存在T輔助淋巴細(xì)胞表位和B淋巴細(xì)胞表位，才能刺激機(jī)體產(chǎn)生有效的免疫反應(yīng)。第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一（7）遺傳重組疫苗

第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

是通過強(qiáng)弱病毒株之間進(jìn)行基因片段的交換而獲得的減毒活疫苗。如分節(jié)段的RNA病毒的野毒株和不致病的弱毒株在共同感染細(xì)胞時(shí)，可以發(fā)生不同基因片段的交換，產(chǎn)生基因重配病毒。

研制遺傳重配疫苗，必須對(duì)病毒的每個(gè)基因片段產(chǎn)物的功能有深入的了解，同時(shí)還需要有特異性強(qiáng)的方法對(duì)重配病毒進(jìn)行篩選，并不是所有的分節(jié)段RNA病毒都適合研制基因重配疫苗，如果病毒的毒力基因和主要保護(hù)性抗原基因位于同一基因片段，研制基因重配疫苗將會(huì)遇到很大的困難。第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

（8）微膠囊疫苗：

也叫可控緩釋疫苗。是指使用微膠囊技術(shù)將特定抗原包裹后制成的疫苗，是一種用現(xiàn)代材料和工藝技術(shù)改造現(xiàn)有疫苗的劑型，從而達(dá)到簡(jiǎn)化免疫程序和提高免疫效果的新型疫苗。當(dāng)微膠囊疫苗注入機(jī)體后，可以在不同時(shí)間有節(jié)奏地釋放抗原，釋放時(shí)間可以持續(xù)數(shù)月，高抗體水平可維持兩年，并可以起到初次接種和加強(qiáng)接種的作用。第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一弱化活疫苗鈍化死疫苗純化的亞單位疫苗克隆的亞單位疫苗麻疹腮腺炎風(fēng)疹脊髓灰質(zhì)炎水痘-帶狀皰疹黃熱病甲型肝炎流感日本腦炎脊髓灰質(zhì)炎狂犬病蜱傳腦炎乙型肝炎流感乙型肝炎處于Ⅲ期臨床的：HSV2、HIV和輪狀病毒目前主要應(yīng)用的一些人病毒疫苗第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

3、佐劑（adjuvant）：又稱非特異性免疫增生劑。本身不具抗原性，但同抗原一起或預(yù)先注射到機(jī)體內(nèi)能增強(qiáng)免疫原性（見抗原）或改變免疫反應(yīng)類型。第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

常用的佐劑可分為4類：（1）無機(jī)佐劑：如氫氧化鋁，明礬等；（2）有機(jī)佐劑：微生物及其產(chǎn)物，如分枝桿菌（結(jié)核桿菌、卡介苗）、短小桿菌、百日咳桿菌、內(nèi)毒素、細(xì)菌提取物（胞壁酰二肽）等；（3）合成佐劑：如人工合成的雙鏈多聚核苷酸（雙鏈多聚腺苷酸、尿苷酸）、左旋咪唑、異丙肌苷等；（4）油劑：如費(fèi)氏佐劑、花生油乳化佐劑、礦物油、植物油等。第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

費(fèi)氏佐劑目前在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中最常用，又可分為費(fèi)氏不完全佐劑和完全佐劑兩種。不完全佐劑是油劑（石蠟油或植物油）與乳化劑（羊毛脂或吐溫（Tween）80）相混合而成，當(dāng)其再與抗原混合，即成油包水乳劑，可用于免疫注射。在不完全佐劑中加入死的分枝桿菌，即成為費(fèi)氏完全佐劑。完全佐劑的免疫強(qiáng)度大于不完全佐劑。該佐劑主要用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，不適宜于人類使用。而且動(dòng)物多次注射后也常會(huì)發(fā)生佐劑病。批準(zhǔn)人類使用的只有明礬。第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

免疫佐劑的生物作用包括：（1）抗原物質(zhì)混合佐劑注入機(jī)體后，改變了抗原的物理性狀，可使抗原物質(zhì)緩慢釋放，延長(zhǎng)了抗原作用時(shí)間；（2）佐劑吸附了抗原后，增加了抗原的表面積，使抗原易于被巨噬細(xì)胞吞噬；（3）佐劑能刺激吞噬細(xì)胞對(duì)抗原的處理；（4）佐劑可促進(jìn)淋巴細(xì)胞之間的接觸，增強(qiáng)輔助T細(xì)胞的作用；第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

（5）可刺激致敏淋巴細(xì)胞的分裂和漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體。故免疫佐劑的作用可使無免疫原性物質(zhì)變成有效的免疫原；（6）可提高機(jī)體初次和再次免疫應(yīng)答的抗體滴度；（7）改變抗體的產(chǎn)生類型以及產(chǎn)生遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)（屬細(xì)胞免疫，是由T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的一種超敏反應(yīng)。），并使其增強(qiáng)；（8）將抗原通過MHC-Ⅰ/CD8+（內(nèi)源性抗原呈遞）途徑激活細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞。第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一二、反義寡核苷酸藥物

反義寡核苷酸(antisenseoligonucleotides,AS-ONs)藥物是人工合成并經(jīng)化學(xué)修飾的寡核苷酸片段，可與靶mRNA或靶DNA互補(bǔ)，抑制或封閉靶基因的表達(dá)，在基因水平上干擾致病蛋白的產(chǎn)生，具有高選擇性、高效、低毒等優(yōu)點(diǎn)，有廣泛的應(yīng)用前景。第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一三、抗病毒的藥物

1、抗病毒藥的作用機(jī)理：(1)與病毒競(jìng)爭(zhēng)細(xì)胞表面的受體，阻止病毒的吸附，如肝素或帶陰電荷的多糖。(2)阻礙病毒穿入脫殼，如金剛烷胺能抑制流感病毒的脫殼而預(yù)防流感。第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一(3)阻礙病毒生物合成，如皰疹凈抑制胸腺嘧啶核苷合成酶，影響DNA的合成；阿糖腺苷與阿糖胞苷干擾DNA聚合酶，阻礙DNA的合成；嗎啉雙胍對(duì)病毒增殖周期各個(gè)階段幾乎均有抑制作用(主要是阻抑RNA聚合酶的活性及蛋白質(zhì)的合成)。某些藥物可被由病毒基因編碼的酶(如胸苷激酶)磷酸化，該磷酸化合物為病毒DNA聚合酶的底物，二者結(jié)合后就可發(fā)揮抑制酶的作用，因而可阻止病毒DNA的合成，如阿昔洛韋。第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一(4)增強(qiáng)宿主抗病能力的物質(zhì)，如干擾素能激活宿主細(xì)胞的某些酶，降解病毒的RNA，抑制蛋白的合成、翻譯和裝配。(5)許多中草藥，如穿心蓮、板藍(lán)根、大青葉、金銀花、地丁、黃芩、紫草、貫眾、茵陳、虎仗等都具有清熱解毒功效，也具有抗病毒作用，它們作用溫和，療效可靠，臨床上常用于對(duì)抗病毒感染。第34頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一2、抗病毒的細(xì)胞因子分類

根據(jù)細(xì)胞因子的功能，可以將它們分為以下幾類：

1)白細(xì)胞介素(IL)：淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等細(xì)胞間相互作用的介質(zhì)

2)干擾素(IFN)：是一類具有抗病毒活性的蛋白質(zhì)。

3)集落刺激因子(CSF)：是促進(jìn)造血細(xì)胞增殖和分化的一類因子。

4)趨化因子：對(duì)嗜中性粒細(xì)胞或特定的淋巴細(xì)胞等炎性細(xì)胞分泌的有趨化活性的一類小分子蛋白質(zhì)。

5)生長(zhǎng)因子：對(duì)不同的細(xì)胞生長(zhǎng)有促進(jìn)作用的蛋白質(zhì)

6)腫瘤壞死因子(TNF)：抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，促使細(xì)胞凋亡的蛋白質(zhì)。第35頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一3、抗病毒的細(xì)胞因子的特點(diǎn)：

1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：大多數(shù)細(xì)胞因子為簡(jiǎn)單的多肽或糖蛋白，分子量一般小于30KD，但有些因子能夠形成二聚體或三聚體。

2)產(chǎn)生受調(diào)控：細(xì)胞因子一般在轉(zhuǎn)錄或翻譯水平受不同的刺激調(diào)控產(chǎn)生，很少組成型產(chǎn)生

3)產(chǎn)生短暫，作用距離短：以自分泌或旁分泌形式作用于鄰近或自身細(xì)胞，但是在全身感染時(shí)會(huì)在血循環(huán)中發(fā)現(xiàn)某些細(xì)胞因子。

4)通過特異性受體發(fā)揮作用。第36頁，共39頁，2023年，2月20日，星期