《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體中，通過誘生特異性的免疫應答，達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)表達的生物制品。 最早被應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。反復多次注射狂犬疫苗，通過誘生機體的免疫應答可有效地阻止病毒進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，達到治療效果。,在細菌方面，已有用麻風菌素治療麻風菌感染、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感染等。 此外，還研制了針對自身免疫病、腫瘤等的治療性疫苗。 目前，治療性疫苗主要應用于尚無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 微生物與人類間的相互關(guān)系無論在過去、現(xiàn)在與將來，都是重要的科學研究課題。 當人類出現(xiàn)后，有些微生物與人類共存，甚至成為人類維持正常生命活動的“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，提高機體免疫應答也已受到關(guān)注。 雖然被動輸入免疫細胞或抗體有短暫的抗微生物或其產(chǎn)物的作用，但對于持續(xù)性感染，更受重視的是用治療性疫苗通過主動免疫誘生機體免疫應答。,2基因重組技術(shù)的發(fā)展與應用,目前基因重組與表達技術(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胞因子基因組成表達嵌合性蛋白，或使表達蛋白與藥物交聯(lián)的治療性疫苗為開發(fā)治療性疫苗提供了廣闊的前景。,3免疫學理論的發(fā)展,人們通過對免疫系統(tǒng)的深入了解，已能合理設(shè)計免疫治療劑以及預防性疫苗。 對HIV免疫的研究，大大推動了抗感染免疫的理論發(fā)展。 對不同感染過程中體液與細胞免疫應答的詳細分析、抗原提呈、細胞內(nèi)信號傳遞途徑的進一步了解，微生物對免疫細胞感染所造成的后果，以及裸DNA免疫的機制等均對發(fā)展治療性疫苗起了推動作用。,二治療性疫苗的作用機理,在許多方面治療性疫苗與預防性疫苗不同，其作用機理尚存在爭議。 治療性疫苗分為非特異性和特異性兩種。 機體已經(jīng)感染病毒之后再注射疫苗，此時機體已經(jīng)具有病毒的抗原，但由于機體免疫反應的部分缺陷，不能發(fā)揮作用，治療性疫苗通過不同途徑把微生物抗原提呈給免疫系統(tǒng)，來彌補或激發(fā)機體的免疫反應(特別是細胞毒性T淋巴細胞的殺傷活性)，從而達到清除病毒的治療作用，,機體接受治療性疫苗后，刺激T細胞、B細胞增殖，激活巨噬細胞，促進NK細胞殺傷腫瘤細胞，從而發(fā)揮免疫增強作用。 如卡介苗是非特異性疫苗，可通過增強機體免疫系統(tǒng)對腫瘤細胞的殺傷作用而輔助治療腫瘤，使患者的免疫系統(tǒng)在對新的基因重組體產(chǎn)生反應的同時，也同時排斥打擊自身類似的病原，從而達到治療效果。 卡介苗作為膀胱癌等的輔助治療用藥，可增強機體對腫瘤細胞的殺傷能力。,三、治療性疫苗與預防性疫苗的比較,接種對象 預防性疫苗的接種對象是健康群體，對易感人群均可應用，主要起免疫預防作用，它對機體大多無病理損傷，使用安全可靠； 而治療性疫苗的使用對象是感染者，或免疫應答低下的患者，故疫苗療法屬免疫治療。,目的 預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 治療性疫苗的另一個突出特點是應用時必須考慮適應證與禁忌證，也可根據(jù)需要進行各種組合和調(diào)整。,四、治療性疫苗制備與應用的注意事項,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象的免疫應答基礎(chǔ)上選定。 一般選用的微生物抗原應為能引起中和性抗體及可誘生殺傷性T細胞(CTL)免疫應答的抗原； 在非感染性患者，如腫瘤或自身免疫病患者中，?？蛇x擇相應的或類似的抗原進行免疫或脫敏。,2動物模型的建立,為考核治療性疫苗的療效。需要建立模擬人體感染的動物模型， 至今微生物持續(xù)性感染的動物模型還很少，均有不足之處。 種是在靈長類動物，如黑猩猩、猿猴中；或是在非靈長類動物中尋找，如類似人乙肝病毒的土撥鼠或鴨乙肝動物模型。 另一種是建立有病毒基因整合的轉(zhuǎn)基因動物，如用HBV基因建立的轉(zhuǎn)基因小鼠。,3臨床應用的重要性 治療性疫苗和預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(禁忌證與適應證)。 由于治療性疫苗的對象是患者，因此常伴有免疫低或其他病理變化，在使用疫苗時需較預防性疫苗更為慎重。選擇對象時應有嚴格標準，對每種疫苗的療效也應用不同的評價標準。在免疫應答出現(xiàn)時還可能伴有免疫損傷而出現(xiàn)不良反應，需要醫(yī)生協(xié)同進行判斷。,第二節(jié) 治療性疫苗的種類,根據(jù)治療性疫苗針對疾病種類的不同，可分為細菌型治療性疫苗、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，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、免疫復合物型治療疫苗、嵌合型治療疫苗。,一、細菌型治療性疫苗 1.結(jié)核桿菌治療性疫苗,細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、麻風病及布氏病等。 英國倫敦大學醫(yī)學院Stanford對BCG預防結(jié)核病的效果在某些國家中很好，而在另一些國家中則不佳的發(fā)現(xiàn)感到疑惑不解。Stanford在烏干達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，在岡比亞和越南對結(jié)核病患者進行治療試驗。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)藥物治療的奏效時間，藥物治療結(jié)核病需6個月，縮短至2個月，,20世紀初，為治療金黃色葡萄球菌引起的反復發(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，奠定了細菌型治療性疫苗的基礎(chǔ)。,2麻風桿菌治療性疫苗,麻風是慢性麻風桿菌感染，可引起嚴重的神經(jīng)損害和畸形。 麻風有有效的治療藥物。但是首先，往往需要多種藥物治療數(shù)年才能從麻風患者體內(nèi)清除麻風桿菌；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，能殺傷麻風桿菌細胞的細胞介導免疫(CMI)不起作用；最后，有些患者用藥物治療無效。,1986年，委內(nèi)瑞拉生物學研究所Convit用滅活的麻風桿菌和卡介苗(BCG)制成混合菌苗，對300例嚴重麻風病人進行無對照研究，結(jié)果表明，菌苗和藥物合用，可使60麻風患者恢復對麻風桿菌的CMl應答。CMI能從損害中清除麻風桿菌，使一些患者不易復發(fā)或再感染。 Convit報道，接種疫苗的患者的麻風損害在兩年內(nèi)得到控制，比單用藥物治療的患者縮短一半時間。 印度國立免疫學研究所Talwar用一種不同的治療性麻風菌苗進行試驗，同樣獲得了令人鼓舞的結(jié)果。,3.幽門螺旋桿菌治療性疫苗,全世界50以上的人受到幽門螺桿菌(Helicobacter pylori，HP)的感染，其中約10%20的感染者會導致胃潰瘍和胃癌等嚴重疾病。 (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)表達尿素酶抗原的減毒沙門菌疫苗 Londono Arcila等（2002）先將尿素酶表達在沙門菌載體Typhi中，給小鼠鼻鼻飼，激發(fā)了針對尿素酶的Thl型免疫反應，再用尿素酶加鋁佐劑增強皮下注射，結(jié)果促進了免疫反應，導致了一個更加平衡的ThlTh2表型。并產(chǎn)生了很好的保護作用。,(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)果導致了HP細菌載量的明顯降低，同時對再感染也有保護作用；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)已進入臨床I期實驗。 (5)注射用的多成分疫苗 Rossi等(2004)用VacA、CagA、中性粒細胞激活蛋白(neutrophilactivating protein，NAP)3種抗原加上氫氧化鋁作為佐劑免疫畢格犬(beagle dog)，在預防性免疫中取得了很好的保護效果。,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，對皰疹病毒疫苗的研究最深入。 單純皰疹病毒(HSV)按血清學分為兩型。 I型主要引起皮膚、黏膜感染，型主要引起生殖器、肛門感染。 1988年，Stanberry等報道，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，目前尚無有效的治愈方法，而且病死率極高。 AIDS的病原體是人類免疫缺陷病毒(HIV)，它是在首次發(fā)現(xiàn)艾滋病例2年后才分離成功的。 病毒的酶類主要包括逆轉(zhuǎn)錄酶，又稱依賴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個刺突，每個刺突由34個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人類乳頭狀瘤病毒治療性疫苗,乳頭狀瘤病毒(PV)感染人及動物的皮膚或黏膜上皮細胞。 主要根據(jù)PV的宿主范圍和基因組同源性劃分型別。目前，人類乳頭狀瘤病毒(HPV)已分為100多型， 人類乳頭狀瘤病毒(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細胞和B細胞表位尤為重要。,三、自身免疫病治療性疫苗,自身免疫病(autoimmune disease，AID)是由于機體識別“自我”的耐受機制在某些情況下遭到破壞，機體免疫系統(tǒng)針對自身抗原產(chǎn)生過度應答，破壞正常組織結(jié)構(gòu)，從而導致一系列病變。 1多發(fā)性硬化癥 多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis，MS)是由細胞毒T細胞介導的、侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng)白質(zhì)的慢性進行性AID。,MS的自身抗原來源于中樞神經(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。 近年來運用肽耐受的方法在實驗性變態(tài)反應性腦脊髓膜炎和MS臨床治療研究中均獲得了令人振奮的結(jié)果，甚至有人認為肽疫苗最終可以普遍應用于MS的臨床治療。,2.重癥肌無力,重癥肌無力(MG)是由T細胞調(diào)節(jié)失調(diào)引起的疾病，重癥肌無力是由乙酰膽堿受體抗體介導的AID，這些抗體通過減少肌肉中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力， 有多項研究采用肽疫苗治療MG，其中有3項研究證明有較好前景：一是使用重組表達的多肽通過黏膜系統(tǒng)給藥，有效誘導了免疫耐受和免疫抑制效應；二是使用一組多肽通過口服和鼻腔給藥可預防實驗性MG的發(fā)生；另外一項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)是一種累及多個器官或系統(tǒng)的、由多種自身抗體介導的AID，其發(fā)病涉及遺傳和環(huán)境等多種因素。 誘導SLE發(fā)病的自身抗原來自于凋亡的外周血單一核細胞，種類繁多，對關(guān)鍵或主要自身抗原的確定一直是SLE研究的難點，因此對SLE疫苗的研究也相對復雜，困難也較多。雖然現(xiàn)在沒有進入臨床實驗階段的疫苗出現(xiàn)，但是一些實驗結(jié)果令人鼓舞。,4、I型糖尿病,I型糖尿病(type I diabetes)也稱青少年型糖尿病或胰島素依賴性糖尿病，是一種慢性的、胰島B細胞選擇性破壞的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細胞識別靶蛋白。,四、腫瘤治療性疫苗,除心腦血管疾病之外，腫瘤(tumor)一直是威脅人類健康的第一殺手。腫瘤是機體中的正常細胞在各種外部致病因素和內(nèi)部遺傳因素的長期共同影響和作用下，發(fā)生過度增生和異常分化所形成的物質(zhì)。腫瘤實際上是破壞了或者是逃避了人體正常的免疫系統(tǒng)對它的監(jiān)視作用所致。,1以腫瘤細胞為基礎(chǔ)的第一代疫苗和樹突細胞痘苗 以細胞為組成的疫苗是腫瘤治療性疫苗設(shè)計的熱點，主要有腫瘤細胞和樹突狀細胞(dendritic cell，DC)疫苗。 腫瘤細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別和激活免疫細胞。 Elliott等(1993)報道，將自體腫瘤細胞和異體腫瘤細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)基因腫瘤細胞疫苗,(1)細胞因子的導入 細胞因子可以在細胞間提供短暫的信號傳導，有效地激發(fā)免疫功能，又可避免其全身性的不良反應。 學者們又發(fā)現(xiàn)從腫瘤組織中分離出來的腫瘤浸潤淋巴細胞(TIL)能針對性地殺死腫瘤細胞 1991年美國FDA批準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（組織相容性復合體）分子的導入,腫瘤逃避免疫監(jiān)視的其中一個途徑是通過不表達或降低MHC抗原。由于MHC分子的表達降低，不能進行有效的抗原提呈過程，所以不能激發(fā)有效的免疫反應。 通過導入MHC基因使腫瘤細胞MHC抗原表達上調(diào)，從而使CTL能夠識別原來不能識別的抗原而產(chǎn)生有效的應答。,(3)癌基因及腫瘤相關(guān)抗原的導入,也有試驗嘗試導入突變的癌基因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，但效果不甚滿意。,3抗原合成肽疫苗,機體對腫瘤抗原應答的主要效應細胞是細胞毒性T淋巴細胞(CTL)，T細胞受體在提呈腫瘤抗原時是以短肽的形式進行的，新的化學方法的引入和使用，使得利用腫瘤細胞表面的抗原決定簇序列合成肽段進行腫瘤免疫成為可能， 目前，利用多肽段進行腫瘤免疫治療的研究已有不少報道，特別在黑色素瘤的研究中取得了非常樂觀的結(jié)果。,4腫瘤核酸疫苗,基因疫苗的基本原理是通過將編碼抗原的質(zhì)粒直接導人機體組織，再局部注射表達該抗原，從而誘生抗原特異性體液和細胞免疫應答。,五、非特異性治療性疫苗,卡介苗曾被應用于治療結(jié)核病及腫瘤。 卡介苗主要用于非特異地提高機體的細胞免疫，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(革蘭陽性桿菌)以及其他的一些細菌均曾被用作非特異的治療性疫苗。,六、蛋白質(zhì)復合重構(gòu)治療性疫苗,對于蛋白質(zhì)疫苗而言，改造可從幾方面開展： 在蛋白質(zhì)水平上進行修飾，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