動(dòng)物基因工程疫苗原理與方法

前言

　　疫苗免疫接種不是預(yù)防動(dòng)物傳染性疾病的唯一方法，但卻是最有效而實(shí)用的方法?！　≡缙?，人們利用傳統(tǒng)疫苗并結(jié)合其他綜合防治措施，已經(jīng)成功地在一些國(guó)家和地區(qū)消滅了某些動(dòng)物傳染病，但是由于病原微生物所具有的某些特殊性質(zhì)，開發(fā)常規(guī)疫苗越來(lái)越面臨著有更大的困難和更高的技術(shù)要求?！　∫曰蚬こ獭⒓?xì)胞工程、發(fā)酵工程和酶工程為主體的現(xiàn)代生物技術(shù)于20世紀(jì)70年代出現(xiàn)以后，為動(dòng)物疫苗的研制和基礎(chǔ)理論的發(fā)展注入了新的活力，大大拓寬了傳統(tǒng)疫苗及非特異性免疫的概念。以反義核酸產(chǎn)品和直接免疫用核酸建立的“新核酸免疫”，以及對(duì)特異性傳統(tǒng)疫苗及非特異性疫苗起增強(qiáng)作用的“副免疫”制品，正在不斷擴(kuò)大“免疫”一詞的內(nèi)涵?；蚬こ碳夹g(shù)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代，它的出現(xiàn)具有里程碑式的意義，它不僅使人們擺脫了傳統(tǒng)的疫苗研究策略，也為研制新一代的疫苗提供了嶄新的方法。從此，人們可以利用分子生物學(xué)技術(shù)，對(duì)病原微生物的基因組進(jìn)行改造，以降低其致病性，提高其免疫原性，或者將病原微生物基因組中的一個(gè)或多個(gè)對(duì)防病治病有用的基因克隆到無(wú)毒的原核或真核表達(dá)載體上，制成疫苗接種動(dòng)物，使其產(chǎn)生免疫力和抵抗力，達(dá)到防控傳染病的目的?；蚬こ碳夹g(shù)的出現(xiàn)使得疫苗研究的手段和效率得到了空前的提高。目前，利用基因工程技術(shù)已經(jīng)和正在研制開發(fā)的新型疫苗有基因工程亞單位疫苗、活載體疫苗、核酸疫苗、合成肽疫苗、抗獨(dú)特型疫苗等?！　』蚬こ虂唵挝灰呙缡抢没蚬こ碳夹g(shù)，取出微生物中編碼保護(hù)性抗原肽段的基因，與質(zhì)粒等載體重組，導(dǎo)入受體菌（細(xì)菌、酵母）或細(xì)胞等，使之高效表達(dá)，產(chǎn)生大量保護(hù)性肽段，提取后加入佐劑即成為亞單位苗。常用于亞單位疫苗的生產(chǎn)系統(tǒng)。　　基因工程活載體疫苗又稱重組活毒疫苗。通常以動(dòng)物病毒弱毒或無(wú)毒株，如痘苗病毒、皰疹病毒等作為載體，插入外源抗原基因構(gòu)建成重組活病毒載體，轉(zhuǎn)染細(xì)胞，使載體病毒獲得表達(dá)外源基因的新的特性，此種重組體疫苗稱為基因工程活載體疫苗。其具有顆粒特性，免疫原性良好。目前，在禽類病原基因工程活載體疫苗研制過程中的應(yīng)用極為廣泛?！　』蛉笔б呙缂蠢没蚬こ碳夹g(shù)造成病毒基因組中負(fù)責(zé)毒力的基因缺失而制成的疫苗。缺失突變不發(fā)生返祖現(xiàn)象，突變株穩(wěn)定。在禽用疫苗中正著手研究傳染性喉氣管炎、沙門氏菌病等病的基因缺失疫苗。

內(nèi)容概要

本專著受華夏英才基金資助出版，為“十一五”國(guó)家重點(diǎn)圖書。     書中論述了基因工程疫苗領(lǐng)域的最新研制成果及正在研制開發(fā)的基因工程疫苗，包括亞單位疫苗、轉(zhuǎn)基因植物疫苗、病毒基因缺失疫苗、病毒活載體疫苗、細(xì)菌性載體疫苗、核酸疫苗等。詳細(xì)介紹了動(dòng)物基因工程疫苗設(shè)計(jì)的原則、基因工程疫苗原理與方法、免疫效果評(píng)價(jià)等方面內(nèi)容。在介紹基礎(chǔ)理論的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)技術(shù)實(shí)用性，內(nèi)容系統(tǒng)全面。     本書適合高校生物工程、生物制藥、動(dòng)物醫(yī)學(xué)、生物技術(shù)等專業(yè)師生及科研人員閱讀參考，并且是生物制藥企業(yè)開發(fā)新型疫苗的良好指導(dǎo)用書。

作者簡(jiǎn)介

士生導(dǎo)師。1962年10月出生于湖北省蘄春縣。曾擔(dān)任哈爾濱市政協(xié)常委、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所副所長(zhǎng)、獸醫(yī)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)畜牧獸醫(yī)生物技術(shù)分會(huì)理事長(zhǎng)等職務(wù)?，F(xiàn)為中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所所長(zhǎng)，國(guó)務(wù)院政府特殊津貼獲得者，首批入選“百千萬(wàn)人才工程”和農(nóng)業(yè)部“神農(nóng)計(jì)劃”提名人，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院跨世紀(jì)學(xué)術(shù)帶頭人，農(nóng)業(yè)部有突出貢獻(xiàn)中青年專家，首屆全國(guó)優(yōu)秀農(nóng)業(yè)科技工作者，973“動(dòng)物重大傳染病病原變異與致病的分子機(jī)制”項(xiàng)目首席科學(xué)家，863計(jì)劃生物與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域基因操作主題專家組成員。多年來(lái)一直從事動(dòng)物病毒分子生物學(xué)與基因工程研究工作。曾獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)、國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)、黑龍江省自然科學(xué)獎(jiǎng)、省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)10項(xiàng)。

書籍目錄

第1章　疫苗的歷史、發(fā)展和前景　1.1　疫苗概念的產(chǎn)生及其歷史　1.2　疫苗的應(yīng)用及其效果分析　1.3　疫苗研究新技術(shù)的發(fā)展　　1.3.1　傳統(tǒng)疫苗　　1.3.2　基因工程疫苗　1.4　疫苗對(duì)消滅和控制動(dòng)物傳染病的發(fā)展前景　參考文獻(xiàn)第2章　疫苗免疫學(xué)基本理論　2.1　疫苗相關(guān)免疫學(xué)基礎(chǔ)　　2.1.1　免疫系統(tǒng)　　2.1.2　免疫器官　　2.1.3　免疫細(xì)胞　　2.1.4　抗原　　2.1.5　抗體　　2.1.6　免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)和功能　2.2　免疫應(yīng)答的基本過程　　2.2.1　非特異性免疫應(yīng)答　　　2.2.2　特異性免疫應(yīng)答　2.3　疫苗有效免疫反應(yīng)的基本要素　　2.3.1　抗原方面的因素　　2.3.2　機(jī)體方面的因素　　2.3.3　免疫方法的影響　2.4　疫苗免疫的主動(dòng)免疫反應(yīng)　　2.4.1　抗原提呈　　2.4.2　抗原競(jìng)爭(zhēng)　　2.4.3　體液免疫和細(xì)胞免疫反應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化　　2.4.4　免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)　　2.4.5　免疫記憶和免疫促進(jìn)效應(yīng)　　2.4.6　全身性免疫、局部免疫和初乳免疫　　2.4.7　被動(dòng)免疫　參考文獻(xiàn)第3章　疫苗佐劑　3.1　疫苗佐劑的作用機(jī)理　　3.1.1　調(diào)節(jié)免疫　　3.1.2　提呈抗原　　3.1.3　細(xì)胞毒性T細(xì)胞應(yīng)答　　3.1.4　儲(chǔ)存作用　3.2　植物佐劑　　3.2.1　皂苷類　　3.2.2　免疫刺激復(fù)合物佐劑　　3.2.3　蜂膠佐劑　　3.2.4　香菇多糖　　3.2.5　云芝多糖　　3.2.6　黃芪多糖　3.3　細(xì)菌佐劑　　3.3.1　脂多糖　　3.3.2　胞壁酰二肽及其衍生物　　3.3.3　霍亂毒素　　3.3.4　大腸桿菌不耐熱腸毒素　　3.3.5　百日咳毒素　　3.3.6　短小棒狀桿菌　　3.3.7　卡介苗　　3.3.8　單磷酰脂質(zhì)A　3.4　礦物油佐劑　　3.4.1　油乳劑　　3.4.2　MF59佐劑　3.5　礦物鹽佐劑　　3.5.1　鋁佐劑（鋁膠）　　3.5.2　磷酸鈣佐劑　　3.5.3　氫氧化鐵凝膠佐劑　　3.5.4　硒　3.6　細(xì)胞因子佐劑　　3.6.1　白細(xì)胞介素?　　3.6.2　白細(xì)胞介素?　　3.6.3　白細(xì)胞介素?　　3.6.4　粒細(xì)胞?巨噬細(xì)胞集落刺激因子　　3.6.5　干擾素　　3.6.6　其他細(xì)胞因子　3.7　核酸佐劑　　3.7.1　免疫刺激序列（CpG基序）　　3.7.2　表達(dá)與免疫相關(guān)的細(xì)胞因子的核酸載體　　3.7.3　雙鏈RNA　3.8　投遞系統(tǒng)　3.9　新佐劑的選擇和研究方向　參考文獻(xiàn)第4章　疫苗設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)第5章　疫苗效果的免疫學(xué)評(píng)價(jià)第6章　基因工程疫苗概述第7章　基因工程亞單位疫苗第8章　轉(zhuǎn)基因植物疫苗第9章　病毒基因缺失疫苗第10章　病毒活載體疫苗第11章　細(xì)菌性載體疫苗第12章　核酸疫苗第13章　A型流感病毒反向遺傳學(xué)操作技術(shù)及其在疫苗研制過程中的應(yīng)用第14章　新城疫病毒的反向遺傳操作及其在新型疫苗研制中的應(yīng)用第15章　細(xì)菌人工染色體技術(shù)及其在新型疫苗研制中的應(yīng)用第16章　聯(lián)合免疫參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　6．9．1國(guó)際畜禽基因工程疫苗產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀　　目前，在動(dòng)物疫苗及診斷試劑的產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作方面，國(guó)際通行的慣例是研究機(jī)構(gòu)與制藥企業(yè)聯(lián)合發(fā)展。疫苗和診斷試劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的源頭集中在科研機(jī)構(gòu)及生物制品生產(chǎn)公司中的研發(fā)中心，研究機(jī)構(gòu)通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓的方式，將研究成果直接轉(zhuǎn)讓給疫苗及診斷試劑的生產(chǎn)機(jī)構(gòu)；而疫苗及診斷試劑的生產(chǎn)和推廣則集中各大公司。這種組合方式加快了新成果轉(zhuǎn)化的進(jìn)程，提高了成果轉(zhuǎn)化的速度和效率。具體到疫苗和診斷試劑的研制上，發(fā)達(dá)國(guó)家采取的策略是：限制致弱活病毒疫苗的使用，優(yōu)先發(fā)展滅活疫苗、亞單位疫苗，并采用基因工程技術(shù)開發(fā)新型疫苗，而且新型疫苗的研究已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家在該領(lǐng)域內(nèi)的異?；钴S的研究方向。美國(guó)利用基因工程技術(shù)研制成功的獸用疫苗主要有幼畜腹瀉疫苗、口蹄疫疫苗、狂犬病疫苗和禽痘病毒活載體疫苗等。在2000年的藥品市場(chǎng)上，疫苗所占份額最大，其中獸用基因工程疫苗占整個(gè)基因工程疫苗的市場(chǎng)份額從1991年的20％提高到40％左右?！　∧壳埃颜酵度肷a(chǎn)并廣泛應(yīng)用的基因工程疫苗主要有以下幾種：①含狂犬病毒糖蛋白G基因的重組痘苗病毒疫苗已在北美和歐洲廣泛應(yīng)用于預(yù)防野生動(dòng)物的狂犬??；②TK和gE雙基因缺失的偽狂犬病病毒弱毒疫苗已在美國(guó)和大部分歐盟國(guó)家廣泛應(yīng)用于預(yù)防豬偽狂犬病，特別是啟動(dòng)豬偽狂犬病根除計(jì)劃的國(guó)家都是使用這種基因缺失疫苗；③TK和gE雙基因缺失的牛傳染性鼻氣管炎病毒疫苗也在許多國(guó)家使用，荷蘭于1998年5月在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用TK和gE雙基因缺失的疫苗以根除此??；④表達(dá)禽流感病毒HA基因的重組雞痘病毒疫苗和表達(dá)新城疫病毒F基因的重組雞痘病毒疫苗也已在美國(guó)農(nóng)業(yè)部成功注冊(cè)，開始產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。此外，還有很多種基因工程疫苗在一定范圍內(nèi)都實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。值得注意的是一些發(fā)達(dá)國(guó)家由于資金和技術(shù)力量比較雄厚，研發(fā)的速度較快，他們瞄準(zhǔn)的市場(chǎng)是全球，而非一個(gè)國(guó)家，另外，專利也是他們開發(fā)全球市場(chǎng)的重要武器。

圖書封面

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