病毒性和细菌性疾病预防疫苗分类及技术特点

目前用于人类传染病预防的疫苗有二十多种，根据技术特点分为传统疫苗和新型疫苗。传统疫苗主要包括减毒活疫苗和灭活疫苗，新型疫苗则以基因疫苗为主。以疫苗的组成而论，有灭活或杀死的全菌体或整个颗粒病毒组成的死疫苗，有经各种方式将细菌和病毒减毒的活疫苗，有抗原成分明确的亚单位疫苗，包括蛋白质为抗原的疫苗、多糖为抗原的疫苗或者多糖与蛋白结合疫苗。近年来还出现了有机化学合成的多肽疫苗、核酸疫苗。

（一）传统疫苗

1.灭活疫苗

此类疫苗包括细菌、病毒、立克次体及类毒素制剂。死疫苗进入人体后不能生长繁殖，对机体刺激时间短，要获得持久免疫力需多次重复接种。

（1）灭活疫苗：是指细菌、病毒或立克次体的体外培养物用化学或物理方法灭活，使之完全丧失对原来靶器官的致病力，而仍保存相应抗原的免疫原性。细菌性灭活疫苗如伤寒和副伤寒疫苗、百日咳疫苗、A群脑膜炎球菌多糖疫苗和肺炎球菌多糖疫苗等。病毒性灭活疫苗如脊髓灰质炎灭活疫苗、甲型和乙型肝炎灭活疫苗、流行性出血热疫苗、森林脑炎灭活疫苗和正在研制中的手足口病疫苗等。

（2）类毒素疫苗：使菌液在液体培养条件下产生外毒素，经脱毒提纯等工艺制成。这类可溶性抗原需要加入佐剂才能产生良好的免疫性。体内吸收慢，能长时间刺激机体，产生更高滴度抗体，增强免疫效果，如白喉类毒素和破伤风类毒素等。

2.减毒活疫苗

此类疫苗是用人工定向变异方法筛选出毒力减弱或基本无毒的活微生物制成减毒活疫苗，其病原微生物极大程度地丧失致病性，但仍保留一定毒力、免疫原性及繁殖能力。制成疫苗接种人体后，使机体产生一次亚临床感染而获得免疫力。细菌性减毒活疫苗有卡介苗（BCG、结核病）、炭疽减毒活疫苗、鼠疫减毒活疫苗等。病毒性减毒活疫苗如麻疹减毒活疫苗、脊髓灰质炎减毒活疫苗（OPV）、流行性腮腺炎减毒活疫苗、风疹减毒活疫苗等。与灭活疫苗相比，减毒活疫苗用量较小，免疫持续时间较长，免疫效果优于死疫苗。

（二）新型疫苗

1.亚单位疫苗

亚单位疫苗只含有病原体的一种或几种抗原成分，而不包含病原体的其他遗传信息。亚单位疫苗可以利用体外表达系统，如大肠埃希菌、杆状病毒、酵母等大量表达所需的主要保护性抗原作为免疫原，因此具有良好的安全性，且便于规模化生产。

在研制亚单位疫苗时，首先要明确编码具有免疫原活性的目的DNA片段，一般选择病原体表面糖蛋白编码基因，而对于易变异的病毒（如A型流感病毒）则可选择各亚型共有的核心蛋白基因序列。其次，还必须选择合适的表达系统用来表达基因产物，表达系统主要有大肠埃希菌、酵母、昆虫细胞、哺乳类细胞、转基因动植物等。迄今研制出的亚单位疫苗，不仅有预防病毒性和细菌性疾病的，也有激素类的亚单位疫苗。比较成功的重组亚单位疫苗包括人乙型肝炎病毒亚单位疫苗（酵母表达），口蹄疫病毒亚单位疫苗，牛瘟病毒亚单位疫苗，猪细小病毒亚单位疫苗等。

2.重组活载体疫苗

重组活载体疫苗是将非致病性微生物作为载体，通过基因工程的方法使之表达某种特定病原体的抗原决定簇基因，产生免疫原性。也可以是致病性微生物通过基因工程的方法修饰或去掉毒性基因，但仍保持免疫原性。在这种疫苗中，抗原决定簇的构象与致病性病原体抗原的构象相同或者非常相似。重组活载体疫苗克服了常规疫苗的缺点，兼有死疫苗和活疫苗的优点，在免疫效力上很有优势，主要有基因突变疫苗和复制性活载体疫苗。如重组卡介苗（rBCG）、单核细胞增多性李斯特菌（LM）疫苗、沙门菌疫苗和大肠杆菌疫苗等。(www.xing528.com)

3.DNA疫苗

又称基因疫苗或核酸疫苗，是指将含有编码外源基因的重组质粒载体作为疫苗，直接导入动物细胞内，通过宿主细胞的转录系统合成抗原蛋白，诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答，从而使被接种动物获得相应的免疫保护。免疫应答包括细胞激活、细胞因子分泌、细胞毒淋巴细胞（CTL）产生以及特异性抗体形成等。DNA疫苗从出现至今仅短短的几年，已经在疫苗的研制、免疫机制、应用及佐剂等方面取得了巨大的突破。

与其他类型的疫苗相比，DNA疫苗有以下优点：①与减毒活疫苗和活载体疫苗一样能引起CTL应答，但却不存在毒力回升和散毒的危险；②免疫应答较持久，由于外源基因可以在体内存在较长时间，并不断表达外源蛋白，它可以持续地给免疫系统提供刺激；③制备简单、省时省力，同时可以把不同病原体的保护性抗原的DNA序列克隆到一个载体上，制成多价核酸疫苗，也可将抗原基因与某些细胞因子基因克隆到同一载体上，起到联合免疫及增强免疫的作用；④不受母源抗体干扰：DNA疫苗可用于携带母源抗体的初生婴儿，DNA载体不会被来自母体的抗体所识别，能进行正常性表达和诱导免疫反应，而这种母源抗体却能抑制传统活疫苗的增生；⑤不仅可用于疾病预防，而且还可以治疗疾病，如病毒性肝炎和癌症的治疗等。

同时，DNA疫苗也具有一定的缺陷，如免疫原性低、免疫效果差和存在同宿主染色体发生整合、激活癌基因、诱生抗DNA抗体等潜在的危险，限制了其在临床上的应用。目前主要从以下几个方面对其进行优化：①优化核酸免疫载体，主要是增强载体表达水平及抗原的免疫原性；②优化保护性抗原编码序列，可以在一种DNA疫苗中导入同一病原体不同亚型或不同株的抗原；③筛选合适的免疫佐剂，增强机体的免疫应答；④选择合适的接种途径，目前基因枪是一种较好的方法；⑤改进分离纯化工艺，超螺旋质粒DNA是最理想的一种形式。

4.多肽疫苗

也称表位疫苗、合成肽疫苗，是用化学合成法人工合成类似于抗原决定簇的小肽（20～40个氨基酸）。合成肽疫苗分子是由多个B细胞抗原表位和T细胞抗原表位共同组成的，大多需与一个载体骨架分子相耦联。合成肽疫苗的研究最早始于口蹄疫病毒（FM-13 V）合成肽疫苗，主要集中在FMDV的单独B细胞抗原表位，或与T细胞抗原表位结合而制备的合成肽疫苗研究。

由于多肽疫苗分子量小，免疫效果不佳，其原因主要有：①疫苗缺乏足够的免疫原性，很难如蛋白质抗原那样诱导机体的多种免疫反应；②B细胞和T细胞抗原表位很难发挥协同作用；③缺乏足够多的B细胞抗原表位的刺激。一般来说，单独的抗原决定簇的免疫原性较弱，所以通常要与载体耦联或以融合蛋白内的形式进行免疫，还可以与细胞因子一起作用，以提高免疫原性。

5.病毒样颗粒疫苗

病毒样颗粒（VLP）具有完整的病毒颗粒结构而不携带核酸，所以不具有感染性，极大程度地模拟了天然病毒的特性，包括相似的形态、构象、理化特性和抗原特性，已成为候选的重组蛋白疫苗研究热点之一。相比传统的亚单位疫苗，其免疫原性更强，引起的免疫应答也更强，保护作用更全面。而与灭活病毒比较又没有操作复杂性和危险性，且免疫接种无须佐剂，接种量小，是很有希望的新一代疫苗。但此类疫苗的缺点是纯化及保存较困难，至于能否在人体内观察到很好的效果，尚需临床试验来检验。

6.转基因植物可食疫苗

转基因植物可食疫苗是利用分子生物学技术，将病原微生物的抗原编码基因导入植物，并在植物中表达出活性蛋白，人或动物食用含有该种抗原的转基因植物，激发肠道免疫系统，从而产生对病原体的免疫能力。

与常规疫苗相比较，转基因植物疫苗具有独特的优势：①可食用性，使用方便；②生产成本低廉，易大规模生产；③使用安全，没有其他病原污染；④转基因植物能对蛋白质进行准确的翻译后加工修饰，使三维空间结构更趋于自然状态，表达的抗原与动物病毒抗原有相似的免疫原性和生物活性；⑤投递于胃肠道黏膜表面，进入黏膜淋巴组织，能产生较好的免疫效果。目前，国外已有将乙型肝炎病毒表面抗原、变异链球菌表面蛋白、大肠杆菌热敏肠毒素B亚单位、霍乱毒素B亚单位、狂犬病毒糖蛋白、传染性胃肠炎病毒、口蹄疫病毒在植物中表达的报道。国内在转基因植物可食用疫苗方面的研究报道较少。