药学关于疫苗的论文

免疫学的发展 摘 要：免疫学发展历史可分为： 经典免疫学时期:从18世纪末至20世纪中叶，人们对免疫功能的认识从人体现象的观察进入了科学实验时期。 近代免疫学时期:20世纪中叶—60年代，否定了长期以来机体免疫反应是对外源抗原的特有反应，认为免疫反应是机体识别“自己”和“非己”的普遍生物学现象。现代免疫学时期:阐明了免疫球蛋白的分子结构与功能，从器官，细胞和分子水平揭示了机体另一重要生理系统，即免疫系统的存在。自此，免疫学已发展成为一门独立的生物学科。 1.免疫学开创阶段 早在我国南宋时期，公元11世纪时，我国创造性地发明了人痘苗，即用人工轻度感染的方法，达到预防天花的目的。这实际上是免疫学的开端。至17世纪时，不但在我国已普遍实行以人痘苗接种预防天花，而且也引起邻近国家的注意，人痘法已传入朝鲜、日本及俄国，并由俄国传入士耳其，后经中东再传入欧洲。1721年英国驻土耳其公使夫人Montagu将人痘法传入英国，在英国曾进行了人体实验；把接种人痘者移居至天花流行区，结果发现接种者均获得免疫力。 2.免疫学的兴建阶段 继人痘苗以后，免疫学上的一个重要的发展是Jenner首创的牛痘苗。他观察到挤牛奶女工得过牛痘以后，就不再得天花的事实，通过长期的研究，证实牛痘苗可以预防天花。牛痘给人接种后，只引起局部反应，对人的毒力并不增加。因牛痘苗对于人体无害，以后它就完全代替了人痘苗。 自Jenner发明牛痘苗后，免疫学的发展停滞了将近一个世纪。到19世纪末，由于微生物学的发展，相继地发现了许多病原微生物，免疫学也随之迅速发展。其中Pasteur受到人痘和牛痘苗的影响，通过系统研究，找到用理化和生物学方法，使微生物的毒力减低，以减毒株制备菌苗或疫苗，如炭疽菌苗、狂犬病疫苗等。Pasteur减毒苗的发明，不但为实验免疫学建立了基础，也为疫苗的发展开辟了前景。 随着研究的进展，免疫现象所涉及的本质问题就必然要被提出来。19世纪末对于抗体免疫机理的认识，存在着两种不同的学术观点。 Ehrlich提出免疫反应必须具有其化学反应基础，血清中的抗体是抗感染免疫的重要因素，即体液免疫学说。1904年Arrheniius在研究抗原一抗体反应时提出免疫化学概念。免疫化 学研究首先从Landsteiner用偶氮蛋白人工抗原研究抗原－抗体反应的特异性问题开始。Haurowitz、Breinl及Marrack等在此领域内丰富了研究的成果。Mitchnikoff所提出的细胞免疫学说认为免疫由体内的吞噬细胞所决定。体液免疫和细胞免疫学说两种理论在当时曾有着不同程度的争论，然而它们只是说明了复杂免疫机理的一面，本身都存在着一定的片面性。 3.现代免疫学 20世纪的60年代，免疫学有了迅速进展，最大的突破是对体内淋巴细胞的种类和功能有了进一步的认识。Glick发现早期摘除鸡的腔上囊可影响抗体的产生。Miller在新生期小鼠中进行胸腺摘除实验，发现此种动物不能排除同种异体植皮，证明了胸腺在多数淋巴样组织的发生以及维持免疫应答的完整性上是必需的。Claman，Miller，Mitchel1，Davies等提出了T淋巴细胞和B淋巴细胞的概念。Good等对临床上免疫缺陷症病人进行观察，从先天性无胸腺Di-George综合征和先天性无丙种球蛋白血症病人中也证实了胸腺的免疫功能和存在两类淋巴细胞。由于这些研究成果，使视机体免疫应答过程为单纯化学反应的片面看法得到了纠正，并转向以生物学观点来看待免疫学。使人们逐渐考虑到免疫应答是机体对“自身” 和”异己”的识别与反应的生物学现象。 免疫学发展现状 在组织学、细胞学研究的基础上，在医学和临床医学的推动下，免疫学研究采用生物化学、分子生物学的理论、方法和技术，呈现出五彩缤纷，迅速发展的景象。 在生物膜研究方面，由于利用荧光抗体技术，改变了在膜研究中所谓“单位膜”结构的错误观念，提出了“流动嵌镶”学说。观念的改变，大大地推动了膜的研究，现在了解到生物分子与膜上相应受体结合而发出信号，进而传递到细胞质和细胞核内，使一些酶被激活，进而使一些基因启动。这些研究成果应用于免疫学的研究方法，并得到了进一步的发展。例如抗原传递细胞所传递的抗原与T细胞受体结合，导致T细胞的激活。激活的T细胞释放细胞因子与B细胞和巨噬细胞膜上受体结合，使B细胞分化增殖，形成抗体分泌细胞并释放大量抗体分子，使巨噬细胞吞噬和消化能力大大加强。 于是通过以膜介导的细胞之间的识别、信息传递、细胞激活以及出现的继发效应：酶的激活、基因开关的启动、抗体和细胞因子的释放等等，成为目前免疫学研究的热点。 在生物化学、分子遗传学和分子生物学方面，抗体的分子结构是用生物化学分离分析技术，对多发性骨髓瘤蛋白进行研究的基础上搞清楚的。它是免疫球蛋白分子的结构与功能关系的一个突破口。 这对免疫学研究中抗原抗体结合（包括沉淀、凝集、中和毒素、中和病毒等）、提供抗体多样性的基因重排、抗原-抗体复合物激活补体系统、IgE抗体诱发的变 态反应等等分子基础的研究，提供了有力的依据，并推向一个新的高度。 4. 21世纪的免疫学及其展望 1990年启动人类基因组计划，于2003年4月人类基因组序列图绘制成功，人类基因组计划全部完成。生命科学的研究开始转入后基因组学时代，即蛋白组研究时代，其研究结果将会极大地推动免疫学的发展。 21世纪免疫学的研究未来可能会注重以下几个方面的研究： 1．基因表达调控、顺序及其表达产物功能的研究 2．更重视整体水平免疫机理的研究 3．防治及诊断疾病方面的研究 4．免疫系统及功能的生物进化方面的研究 免疫学已成为生命科学的的领头学科之一，免疫学在今天的地位是极高的，对人类的健康上贡献也极为重要，随着技术理论的日益成熟，相信会带来更为好的成果。 参考文献： [1]孙泉, 佘锐萍, 王德成等. 肥大细胞在机体防御反应中的作用. 动物医学进展. 2007,28(8):83-86. [2] Martin Metz, Marcus Maurer. Mast cells-key effector cells inimmune responses. TRENDS in Immunology. 2008,5(11). [3] 杨 莉, 刘 莉, 黄 亮, 等. 疾病或被改变中的生命史诺贝尔生理学或医学奖获得者100年图说［M］. 重庆: 重庆出版社, 2006: 1-505. [4] 王秀芬. 战胜瘟疫: 从诺贝尔医学奖看20世纪免疫学进展［J］. 自然辩证法研究, 2003, 19(10): 67-71.

一、基因疫苗的诞生自1796年英国医生琴娜(Jener)首次采用牛痘苗以来,疫苗已在世界范围内被广泛应用,200多年来各种疫苗已经帮助人类战胜了包括天花在内的多种传染病.然而,现有的疫苗主要有两种：第一种疫苗是传统疫苗，即弱毒活苗和灭活苗，如鸡新城疫弱毒苗，猪瘟灭活苗，它是直接将无毒或减毒的病原体作为疫苗接种到人或动物体内，刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，从而预防疾病的发生；第二种疫苗是基因工程苗，它是通过基因工程，先分离得到具有强烈免疫原性但无毒性的抗原蛋白的编码基因，然后导入表达载体中，再在宿主细胞表达出重组抗原蛋白，经分离纯化后的重组抗原蛋白作为疫苗接种如重组乙肝疫苗。但它存在一些不可忽视的缺陷如:灭活疫苗难以诱发细胞免疫,需多次免疫注射;亚单位疫苗免疫原性差;减毒活疫茵存在毒性回升的危险等问题.因此,现在对一些传染病仍缺乏相应的安全有效的疫苗. 第三代疫苗基因疫苗的问世,为解决这些难题带来了希望.基因疫苗（genetic vaccine）又称核酸疫苗(nucleic acid vaccine)或DNA疫苗，是在基因治疗（genetic therapy）技术的基础上发展而来的。基因治疗是从20世纪80年代发展起来用于预防和治疗疾病的最具革命性的生物医学医疗技术，其原理是将人或动物的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目的。1990年Wolff JA等在进行基因治疗试验时，以裸DNA注射作对照，结果意外发现裸DNA可被骨骼肌细胞吸收并表达出外源性蛋白。1992年Tang 、 DC等首次证明经基因免疫产生的外源性蛋白质——人生长激素可刺激小鼠免疫系统产生特异性抗体，而且加强免疫后抗体效价增加，从而宣告基因疫苗的诞生。（注：1）概括起来，基因疫苗就是指将编码外源性抗原的基因插入到含真核表达系统的载体上，然后直接导入人或动物体内，让其在宿主细胞中表达抗原蛋白，该抗原蛋白可直接诱导机体产生免疫应答。抗原基因在一定时限内的持续表达，不断刺激机体免疫系统产生应答反应，从而达到预防疾病的目的。二、核酸免疫的作用机理目前对核酸免疫作用机理的认识主要还仅限于理论推测，且多数资料来自基因治疗试验，二者在作用机理上很相似。在基因免疫中，含病原体抗原基因的核酸疫苗被导入宿主细胞，被周围的组织细胞、APC细胞或其它炎性细胞摄取，并在细胞内表达。表达产物作为抗原可能的呈递途径是：肌细胞直接摄入或经T小管和细胞样内陷摄取进入，在外源基因启动子作用下使外源基因表达，使产物在胞内水解酶的作用下分解成长短不一的多肽，其中的一部分被hsp70运到内质网，经网膜上的TAP分子转入膜内与主要组织相容性复合物（MHC）I类结合，最终在细胞膜表面被CDS十细胞识别；另一部分短肽进入溶酶体，与（MHC）Ⅱ分子结合，运到细胞表面被 CD4＋细胞识别。这些多肽含有不同的抗原表位，它们将诱导细胞毒性T淋巴前体、B细胞和特异性辅助T细胞，产生细胞免疫和体液免疫。同时，基因表达可以通过细胞分泌和分裂的方式进入组织细胞间隙，以天然折叠方式被B淋巴细胞识别。核酸免疫后，还可以使肌细胞和抗原递呈细胞被感染，从而使CD4＋和CD8＋细胞亚群活化，产生特异的免疫应答。 CorrM等（1996）的研究表明，从转染DNA得肌肉组织释放出的抗原被APC摄入，运送到管状淋巴结中，在B淋巴细胞和T淋巴细胞表达， I类MHC限制的CTL应答可能主要以这种方式产生。以前曾认为该过程需要内源抗原的表达，但现在的研究表明，只要有外源抗原的存在，也能有效地引起I类MHC限制的CTL应答。 三、基因疫苗质粒载体的构建获得准确的抗原编码基因并将它插入到合适的载体DNA上，是发展基因疫苗的主要工作。1、编码抗原蛋白基因的分离制备DNA疫苗首先要获得编码抗原的基因，一般选择编码病原体表面糖蛋白的基因。抗原蛋白产生后可在宿主体内正确糖基化，从而诱导对病原体的免疫应答反应；对于易变异的病原体，最好选择各种变型都具有的核心蛋白保守的DNA序列，这样可对各种变异的病原体产生免疫应答反应，避免因病原体变异产生的免疫逃避问题。2 目的基因质粒的载体构建基因疫苗大多采用质粒作载体。一般说来，基因疫苗质粒载体至少包括5个主要的部件：（1）细菌复制子，以便质粒DNA在细菌体内复制扩增，得到大量的拷贝，但不能在宿主细胞（真核细胞）中复制；（2）原核生物选择性标记基因，如抗生素抗性基因，以筛选含有质粒DNA的阳性细菌克隆（菌株）；（3）真核生物的启动子、增强子、终止子、内含子等转录调控元件；（4）编码抗原蛋白的目的基因序列；（5）多聚核苷酸信号序列，以保证mRNA翻译时适时终止。另外，基因疫苗质粒载体通常含有一段未甲基化的CpG序列，其具有刺激Th1细胞的免疫活性。四、严重创伤后全身性炎症反应综合征及免疫调节治疗严重创伤后机体免疫功能表现为双向性改变。一方面表现为以吞噬功能和白细胞介素-2（IL- 2）等产生降低为代表的免疫受抑状态；另一方面表现出以全身性炎症反应综合征为特征的过 度炎症反应。正是这二方面共同作用构成了创伤后机体免疫功能紊乱，诱发多器官功能不全综合症（Multiple Organ Dysfunction Syndrome,MODS）。下面就全身性炎症反应综合征和免疫调节治疗作一综述。