七章治疗性疫苗课件.ppt
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1、第七章治疗性疫苗病毒方面,病毒方面,则已开展了对则已开展了对人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒(HIVHIV),),单纯疱疹病毒(单纯疱疹病毒(HSVHSV),),乙肝病毒乙肝病毒(HBVHBV)感染等的治疗性疫苗)感染等的治疗性疫苗的研制。的研制。此外还研制了针对此外还研制了针对自身免疫病自身免疫病和和肿瘤的治疗性肿瘤的治疗性疫苗。疫苗。广义治疗性疫苗广义治疗性疫苗:是指在已感染病原生物或患是指在已感染病原生物或患某些疾病的机体中,通过诱生机体的特异性或某些疾病的机体中,通过诱生机体的特异性或非特异性免疫应答,以达到治疗或防止疾病恶非特异性免疫应答,以达到治疗或防止疾病恶化的生物制品化的生物制
2、品。一一.治疗性疫苗发展的基础治疗性疫苗发展的基础(foundation of curing vaccine foundation of curing vaccine developmentdevelopment)治疗性疫苗虽已经历了近治疗性疫苗虽已经历了近100100年的历史,但近来重新引年的历史,但近来重新引起了人们的重视,其主要原因是由于具备了更好的基起了人们的重视,其主要原因是由于具备了更好的基础。础。1.1.微生物的持续性感染日益受到重视微生物的持续性感染日益受到重视细菌及病毒细菌及病毒均可引起持续性感染均可引起持续性感染,例如结核病,例如结核病,麻风病,反复发作的葡萄球菌感染,麻风
3、病,反复发作的葡萄球菌感染,HBVHBV,HIVHIV,HSVIIHSVII,以及丙型肝炎病毒(,以及丙型肝炎病毒(HCVHCV)感染等。)感染等。由于微生物的急性感染较容易通过药物控制,持由于微生物的急性感染较容易通过药物控制,持续性感染已成为棘手的重要问题。人们已逐渐认续性感染已成为棘手的重要问题。人们已逐渐认识到,识到,为控制持续性微生物感染,必须考虑如何为控制持续性微生物感染,必须考虑如何提高机体的免疫力提高机体的免疫力 。2.2.基因重组技术的发展与应用基因重组技术的发展与应用目前基因重组与表达技术已日趋成熟,不少目前基因重组与表达技术已日趋成熟,不少微微生物基因的表达产物已获得生物
4、基因的表达产物已获得,并可对其生物学,并可对其生物学特性进行研究,特性进行研究,提供了用于发展治疗性疫苗的提供了用于发展治疗性疫苗的组分组分。各种抗原成分的各种抗原成分的组合、拼接或用微生物抗原基组合、拼接或用微生物抗原基因与不同细胞因子基因组成表达嵌合性蛋白,因与不同细胞因子基因组成表达嵌合性蛋白,或使表达蛋白与药物交联的治疗性疫苗为开发或使表达蛋白与药物交联的治疗性疫苗为开发治疗性疫苗提供了广阔的前景治疗性疫苗提供了广阔的前景。3.免疫学理论的发展 由于对HIV免疫的研究,大大推动了抗感染免疫的理论发展。对不同感染过程中体液与细胞免疫应答的详细分析、抗原提呈、细胞内信号传递途径的进一步了解
5、、微生物对免疫细胞感染所造成的后果、以及裸DNA免疫的机制等均对发展治疗性疫苗起了推动作用。二二.治疗性疫苗的特点(治疗性疫苗的特点(specialty of curing vaccinespecialty of curing vaccine)治疗性疫苗与预防性疫苗的根本不同点:治疗性疫苗与预防性疫苗的根本不同点:1 1)对象不同:对象不同:前者是前者是已被感染或患病的机体已被感染或患病的机体,后,后者是者是健康的人群健康的人群;2 2)目的不同目的不同:前者用于:前者用于治疗患者或防止疾病恶化治疗患者或防止疾病恶化,后者是用于后者是用于预防预防;3 3)应用不同应用不同:前者须考虑:前者须考
6、虑患者的禁忌症和适应症患者的禁忌症和适应症,后者对后者对未被感染的人群未被感染的人群。研究注意以下特点研究注意以下特点:1.1.免疫原的选择与优化免疫原的选择与优化 治疗性疫苗所用免疫原的选择需在深治疗性疫苗所用免疫原的选择需在深入研究治疗对象的免疫应答基础上选定。根据病入研究治疗对象的免疫应答基础上选定。根据病原学的特点,原学的特点,一般一般选用选用的微生物抗原应为能引起的微生物抗原应为能引起中和性抗体及可诱生杀伤性中和性抗体及可诱生杀伤性T T细胞(细胞(CTLCTL)免疫应)免疫应答的答的抗原抗原;但还;但还必须考虑患者的免疫应答必须考虑患者的免疫应答,即患,即患者已产生和未产生的免疫应
7、答。者已产生和未产生的免疫应答。为了更有效地刺为了更有效地刺激患者的免疫应答,有学者开展了嵌合免疫原或激患者的免疫应答,有学者开展了嵌合免疫原或联合免疫原型的疫苗。联合免疫原型的疫苗。2.动物模型的建立 为考核治疗性疫苗的疗效,需要建立模拟人体感染的动物模型。一种是在灵长类动物,如黑猩猩,猿猴中寻找相似的持续感染,如猴免疫缺陷病(SIV),或是在非灵长类动物中寻找类似感染,如类似人乙肝病毒的土拨鼠或鸭乙肝动物模型;或模拟人HSV,在雌性豚鼠中建立生殖道疱疹病毒感染等。另一种建立有病毒基因整合的转基因动物,如用HBV基因建立的转基因小鼠。3.临床应用的重要性 治疗性疫苗和预防性疫苗的很重要区别是
8、前者需要临床医生的积极参与(禁忌症与适应症)。由于治疗性疫苗的对象是患者,因此常伴有免疫低或其他病理变化,在使用疫苗时需较预防性疫苗更为慎重。选择对象时应有严格标准,对每种疫苗的疗效也应用不同的评价标准。在免疫应答出现时还可能伴有免疫损伤而出现不良反应,需要医生协同进行判断。第二节第二节 治疗性疫苗的种类治疗性疫苗的种类 (category of curing vaccinecategory of curing vaccine)1.1.根据治疗性疫苗针对疾病种类的不同可分为:根据治疗性疫苗针对疾病种类的不同可分为:细菌型治疗性疫苗细菌型治疗性疫苗;病毒型治疗性疫苗病毒型治疗性疫苗;肿瘤治疗性疫
9、苗肿瘤治疗性疫苗;自身免疫病治疗性疫苗自身免疫病治疗性疫苗。2.2.根据治疗性疫苗的作用机制可分为:根据治疗性疫苗的作用机制可分为:特异性治疗性疫苗特异性治疗性疫苗;非特异性治疗性疫苗非特异性治疗性疫苗。3.3.根据所用免疫原的种类可分为:根据所用免疫原的种类可分为:核酸型治疗疫苗核酸型治疗疫苗;重组蛋白型治疗疫苗重组蛋白型治疗疫苗;天然蛋白型治疗疫苗天然蛋白型治疗疫苗;免疫复合物型治疗疫苗免疫复合物型治疗疫苗;嵌合型治疗疫苗嵌合型治疗疫苗。(一)非特异性治疗性疫苗(nonspecific curing vaccine)这类疫苗的特点为属非特异地诱生机体的细胞免疫应答,其作用较弱,一般均作为联
10、合治疗的一部分。如卡介苗主要用于非特异地提高机体的细胞免疫,但作用较弱而被用作一种协同治疗,联合用于肿瘤病人。除卡介苗外,短小棒状杆菌(革兰氏阳性杆菌)以及其他的一些细菌均曾被用作非特异的治疗性疫苗。(二)细菌型治疗性疫苗(bacteria curing vaccine)细菌性感染因有抗生素等治疗,可以控制,故治疗性疫苗仅限于少数几种慢性感染,如结核病、麻风病及布鲁氏病等。20世纪初,为治疗金黄色葡萄球菌引起的反复发作的疖及痈,Wright采用自患者分离的加热灭活的葡萄球菌为治疗性疫苗,获得成功,奠定了细菌型治疗性疫苗的基础。1986年Convit曾报道联合使用灭活的麻风菌苗与卡介苗治疗300
11、名麻风病人,结果可使60%的严重麻风病人病灶中清除麻风菌,并且降低了复发率。其机制为病人的特异性细胞免疫得以提高,并不再对麻风杆菌处于耐受状态。伦敦大学医学院的Stanford,从乌干达的土壤中分离了一株分支杆菌(Mycobacterium vaccae),并用灭活的该菌苗联合药物治疗结核患者,联合疗法使87%的患者治愈,而单用药物治疗的患者仅有78%治愈。近来,已经开始研究针对幽门螺杆菌感染的治疗性疫苗。由于幽门螺杆菌引起的感染为慢性,加上长期用药后总会发生耐药性,开展这一治疗性疫苗的研究有一定价值。(三)病毒型治疗性疫苗 (virus curing vaccine)在病毒型疫苗中研究的最多
12、的是:生殖道单纯疱疹的治疗性疫苗,慢性乙肝治疗性疫苗,HIV感染的治疗性疫苗。目前这些疫苗已有临床研究的资料。此外,也有学者在研究HCV,人类乳头状瘤病毒疫苗,并认为有可能用于治疗患者。1单纯疱疹治疗性疫苗 1987年Stanberry 等在豚鼠的生殖道模型中发现,用HSV作预防性免疫,不仅可预防HSV感染,还可减少75%的病毒发作的次数与缩短病期。用克隆表达的HSV糖蛋白gD2也同样有效。实验中,疫苗明显地诱生了对HSV的中和抗体,并且使对gD2的抗体效价增高了4倍。由于抗体的效价并不与HSV的复发呈相关性,认为疫苗的效果可能与细胞免疫或细胞因子有关。治疗性疫苗可以改变病毒慢性感染(持续性感
13、染)的病程。结果还提示可进一步修饰gD2抗原,或改变佐剂以提高疗效。2人类免疫缺陷病毒(HIV)的治疗性疫苗 HIV感染导致的慢性进行性免疫缺陷,最终发生致死的严重后果。HIV的包膜抗原成分gp160曾经克隆表达后,先用于正常人体,证明无毒性,以后1991年用于治疗30名处于HIV感染第1、2期的患者。最近,除gp160外,其他的HIV的包膜抗原,如gp120,p24病毒样颗粒、重组的金丝雀痘病毒gp160等疫苗均仍在研究中。第12届世界艾滋病大会,Valentine等已报道,用多种药物先治疗,再用灭活、但去除了gp120的疫苗免疫,可诱生强而显著的对p24的细胞增殖应答(Hoff,1999)
14、。这些发现又一次激发了对HIV治疗性疫苗的研制热情。3.人类乳头状瘤病毒治疗性疫苗 人类乳头状瘤病毒(HPV)可引起皮肤疣,生殖道疣等,其中的某些类型是潜在的致宫颈癌的病毒。1999年已报道美国学者用HPV的L2E7融合基因表达蛋白治疗25名生殖道疣的II期临床研究结果。应用重组表达的HPV蛋白与Aldrogel(氢氧化铝类)共免疫,25名患者在治疗后8周完全清除了生殖道疣。(四)裸核酸型治疗性疫苗 (naked nucleic acid)1993年经Merck公司在流感病毒预防性疫苗的研制中证实,裸DNA确有免疫原性后,已成为全球疫苗研究的最热点。作为治疗性疫苗,裸DNA已被用于治疗肿瘤、自
15、身免疫病、传染病等。1.裸核酸作为治疗性疫苗(DNA疫苗)的优点(1)诱生表位-靶向免疫应答(2)扩大免疫原性的幅度(3)诱生CTL(4)便于加入免疫调控因子 2.DNA2.DNA疫苗用于肿瘤治疗疫苗用于肿瘤治疗用基因工程的方法修饰肿瘤细胞或免疫细胞,使其用基因工程的方法修饰肿瘤细胞或免疫细胞,使其分泌某些细胞因子从而可诱生炎症反应或免疫应答,分泌某些细胞因子从而可诱生炎症反应或免疫应答,达到清除肿瘤的效果达到清除肿瘤的效果。由于肿瘤中很少具有特异性抗原由于肿瘤中很少具有特异性抗原,因此因此只能用转染只能用转染细胞因子的基因细胞因子的基因进行研究进行研究。在肿瘤在肿瘤DNADNA免疫治疗中的免
16、疫治疗中的另一个问题是,多次注入另一个问题是,多次注入转染的基因细胞后,是否会引起对细胞因子的免疫转染的基因细胞后,是否会引起对细胞因子的免疫应答而失效或造成不良后果应答而失效或造成不良后果。3.DNA3.DNA疫苗用于治疗自身免疫病疫苗用于治疗自身免疫病为研究为研究DNADNA免疫是否可用于治疗自身免疫病,学者免疫是否可用于治疗自身免疫病,学者们用鼠的实验性自身免疫性脑炎(们用鼠的实验性自身免疫性脑炎(EAEEAE),),一种一种T T细胞介导的自身免疫病模型进行了研究细胞介导的自身免疫病模型进行了研究。实验证明,实验证明,用针对致病用针对致病V V基因产物的单克隆抗体,基因产物的单克隆抗体
17、,或用致病性或用致病性TCRVTCRV区的抗原决定簇合成肽免疫,均区的抗原决定簇合成肽免疫,均有治疗自身免疫性脑炎(有治疗自身免疫性脑炎(EAEEAE)的作用)的作用。这一这一结果显示结果显示DNADNA免疫在自身免疫病中可使免疫在自身免疫病中可使TH1TH1类类免疫应答向免疫应答向TH2TH2类免疫应答转化类免疫应答转化,从而对具有对多,从而对具有对多发性硬化症,青年型糖尿病,类风湿性关节炎等发性硬化症,青年型糖尿病,类风湿性关节炎等自身免疫性疾病有潜在的治疗作用。自身免疫性疾病有潜在的治疗作用。4.DNA疫苗用于治疗结核病 对于DNA免疫预防结核病的研究,在小鼠中显示了很好的效果。Tasc
18、on于1996年用编码分枝杆菌65kDa热休克蛋白(hsp65)的质粒DNA免疫小鼠,动物不仅可诱生特异的体液与细胞免疫,还可抵抗用结核杆菌的攻击。DNA免疫所获得的免疫保护作用可与用卡介苗免疫的效果相同。用hsp65蛋白免疫鼠则无此作用。用编码分枝杆菌另一种蛋白(36kDa富含脯氨酸)的DNA免疫也对小鼠具有保护作用。当以hsp65DDNA和IL-12DNA联合免疫则反而效果下降,说明互相有拮抗作用。当先用化疗,再用DNA免疫,则可清除结核菌,诱生特异的体液和细胞免疫。5.DNA疫苗用于治疗艾滋病 用编码HIV的gp160的DNA疫苗肌肉注射免疫,在动物中可诱生抗体。在猴免疫缺陷病毒感染的模
19、型中,HIV DNA免疫也显示有一定疗效。Calarota等(1998)用编码HIV调控因子的基因组建的DNA疫苗治疗了9名无症状的HIV感染者,结果8名患者产生了特异的CTL,并且未发生副反应。MacGregor等(1998)对15例无症状的HIV感染者,用编码env和rev的DNA疫苗进行了注射。有些患者出现了gp120的抗体或对gp160的CTL。临床研究显示DNA免疫的安全性和潜在的肝免疫原性。第三节第三节 乙型肝炎复合物型治疗性疫苗乙型肝炎复合物型治疗性疫苗(Curing vaccine of Compound HBV )一一.乙型肝炎治疗性疫苗的研究进展乙型肝炎治疗性疫苗的研究进展
20、 (research advanceresearch advance)8080年代初国外已有报道用乙肝预防性疫苗治疗年代初国外已有报道用乙肝预防性疫苗治疗HBsAgHBsAg阳性儿童,无症状携带者及慢性肝炎患者的临床研究,阳性儿童,无症状携带者及慢性肝炎患者的临床研究,均被证明无效。均被证明无效。从从9090年代初,法国学者又开始了用预防性疫苗治疗乙年代初,法国学者又开始了用预防性疫苗治疗乙肝患者的研究。肝患者的研究。19941994年年PolPol等用重组等用重组GenHavacBGenHavacB疫苗疫苗(CHOCHO细胞表达)的细胞表达)的HBsAg+PreS2,20g/HBsAg+Pr
21、eS2,20g/次,每月一次,每月一次,共三次,次,共三次,治疗慢性乙肝患者,以后进一步用疫苗治疗慢性乙肝患者,以后进一步用疫苗治疗加用干扰素,结果治疗加用干扰素,结果3232名患者名患者31%31%血清血清HBVDNAHBVDNA转阴,转阴,4 4名降低名降低(13%13%)。)。此后,巴斯德研究所开展了多中心双盲对照的大规模临床研究;Coullin等于1999年已报道在治疗者中,27名患者中的7名出现了对HBsAg的特异性淋巴细胞增殖反应及释放更高的TH1类的细胞因子。我国在这一研究中缺少双盲对照,及所用检测试剂的标准化与可比性间尚有不足之处。Chisari等以HBsAg为治疗性疫苗的病毒
22、表位也做了许多工作。他们找到了能在HLAA2人体中诱生CTL应答的表位肽(p18-27);Vitello等(1995)用该肽加入破伤风类毒素肽p830843,再加入2个分子的棕闾酸作为类脂成分,制成的治疗性疫苗(商品名为TheradigmHBV),可100%的诱生CTL。二.免疫复合物型乙型肝炎治疗性疫苗(Immunocompound Curing Vaccine for HBV)我国863高技术计划支持下,早在1988年起,已开始了对治疗性乙肝疫苗的研究。根据我国多数乙肝患者是幼龄感染乙肝病毒,加之慢性乙肝患者血清中无有效的抗HBsAg抗体及细胞免疫应答,研究课题组提出了多数患者处于对HBs
23、Ag免疫耐受的状态,而治疗性疫苗的抗原应以HBsAg为靶抗原,通过消除机体对HBsAg的免疫耐受性,以产生有效免疫应答的治疗患者的路线。分以下阶段进行。1.建立动物实验模型 利用鸭乙肝动物模型,研究幼龄感染鸭是否可造成模拟人感染的对HBsAg的免疫耐受状态。在获得确可建立实验动物模型的基础上,确立了免疫耐受动物模型的标准,规定了观察时间,以及判断消除免疫耐受状态的指标,建立了可供研究人乙肝免疫耐受状态的动物模型并进行了消除免疫耐受性的实验研究。2.探讨消除免疫耐受状态的治疗策略在主动免疫与被动免疫中进行了选择。主动免疫的优点为:注入有效的免疫原方法简单,安全性较高,通过调动机体本身的免疫应答,
24、故有效持续的时间可较长。其缺点为,如患者的免疫应答普遍低下,则效果会较差。被动免疫包括输入经细胞因子激活或改造的自身免疫细胞或输入具有对HBsAg强免疫应答的他人免疫细胞等。由于已证实被动输入抗HBs仅能短暂使血清中的HBsAg滴度下降,并无治疗作用,故不再考虑。被动免疫的操作复杂,选择对象严格,需特别防止污染,医疗环境的要求高。鉴于慢性乙肝感染者不同于HIV感染者或肿瘤患者,一般具有对抗原刺激的正常应答,仅为对HBsAg有免疫耐受,因此可定位于主动免疫。主动免疫策略为:改变抗原组分,使机体从免疫耐受转为识别抗原而产生免疫应答;调节抗原提呈的方式或途径,使机体对经调节后提呈的HBsAg产生免疫
25、应答。3.改变抗原组分在鸭乙肝病毒包膜抗原中用合成肽段及用合成肽免疫动物的方法,选择强免疫原性决定簇。最终发现鸭乙肝病毒PreS的第125146氨基酸的免疫原性强,用该肽段免疫所获得的抗体可与天然鸭乙肝病毒包膜结合。美学者证实该肽段位于中和性抗原表位中,更明确可用此肽作为候选治疗性疫苗。用该肽段与破伤风类毒素交联免疫耐受鸭,可以使50%鸭的病毒DNA转阴,但多次应用后效果未见提高。此后进行了用双肽共免疫的主动免疫法。4.调节抗原提呈途径或方式对鸭乙肝病毒包膜抗原进行了三种不同的调节抗原提呈实验。首先获得了鸭乙肝病毒编码的DHBsAg+PreS克隆,再通过与痘苗病毒重组,获得在细胞中可表达鸭乙肝
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