細菌感染的免疫預防（一）

人工免疫包括人工主動(dòng)免疫（artificial active immunization）和人工被動(dòng)免疫（artificial passive immunization）（表1），是預防細菌感染的有效措施。人工主動(dòng)免疫方法通常稱(chēng)為預防接種（prophylactic inoculation）或疫苗接種（vaccination）。人工被動(dòng)免疫主要用于急性傳染病的治療或緊急預防。

表1  人工主動(dòng)免疫與人工被動(dòng)免疫的比較

一、人工主動(dòng)免疫

人工主動(dòng)免疫是將疫苗（vaccine）接種于人體，使之產(chǎn)生獲得性免疫力的一種防治微生物感染的措施。疫苗接種可有效地降低感染性疾病的發(fā)生率和死亡率。傳統的疫苗主要有滅活疫苗、減毒活疫苗和類(lèi)毒素，但對于某些抗原性弱且易于發(fā)生免疫逃避的病原體，傳統疫苗往往難以獲得有效的免疫應答及保護性。對于一些免疫保護機制不清、可能誘導免疫病理反應和不易培養的病原體，則難以用傳統方法生產(chǎn)疫苗。

現代疫苗學(xué)的發(fā)展策略主要有：①將病原微生物保護性抗原基因克隆到合適的載體，再導入適宜的表達系統中表達，制成亞單位疫苗；②選擇缺失基因的減毒病原體（如卡介苗）、非致病性病毒（如腺病毒、金絲雀痘病毒）或人體生理性細菌（如乳桿菌）等作為載體，插入致病菌抗原基因或導入攜帶致病菌抗原基因的重組質(zhì)粒，構建成活載體疫苗，高效表達目的抗原以刺激宿主免疫系統；③預防多種疾病、接種次數少的多價(jià)抗原聯(lián)合疫苗；④利用質(zhì)粒DNA誘導免疫應答的核酸疫苗；⑤疫苗的免疫增強物及對免疫系統的調節；⑥特定免疫原或免疫調節劑投遞的新型微粒載體系統。因此，疫苗的形式從過(guò)去較單一的滅活疫苗、減毒活疫苗，發(fā)展到現代的基因工程重組蛋白質(zhì)疫苗、化學(xué)合成多肽疫苗（包括表位疫苗）及核酸疫苗等新型疫苗；疫苗的功能從預防發(fā)展到預防與治療。疫苗總的發(fā)展趨勢是增強免疫效果，簡(jiǎn)化接種程序。

（一）滅活疫苗（inactivated vaccine）

選用免疫原性強的病原體，經(jīng)人工大量培養后，用理化方法殺死，但仍保留抗原性而制成的生物制品，稱(chēng)之為滅活疫苗。常用的滅活疫苗有百日咳、傷寒、霍亂、鉤端螺旋體病、斑疹傷寒、Q熱、鼠疫等疫苗。滅活疫苗制造工藝相對簡(jiǎn)單，免疫原性穩定性高，易于制備多價(jià)疫苗，疫苗安全性高，易于保存，一般4℃可保存1 年左右。缺點(diǎn)主要是：①接種劑量大；②注射局部和全身的不良反應較大；③免疫維持時(shí)間短，需接種多次。為減少接種手續，可將不同種類(lèi)的死疫苗適當混合組成聯(lián)合疫苗，例如傷寒和副傷寒甲、乙混合的三聯(lián)疫苗，多個(gè)型別鉤端螺旋體組成的多價(jià)鉤端螺旋體疫苗等；④滅活疫苗不能模擬病原體在宿主中的自然感染過(guò)程，主要刺激宿主產(chǎn)生體液免疫，粘膜免疫和細胞免疫應答不強。

（二）減毒活疫苗（live-attenuated vaccine）

從自然界發(fā)掘，或通過(guò)人工培育篩選，或通過(guò)基因突變或重組，將病原體的毒力降低到足以產(chǎn)生模擬自然發(fā)生隱性感染，誘發(fā)理想的免疫應答而又不產(chǎn)生臨床癥狀的疫苗，稱(chēng)之為減毒活疫苗。例如，牛結核分枝桿菌在人工培養基上經(jīng)13年230次傳代后獲得的卡介苗（BCG）。

與滅活疫苗相比，減毒活疫苗的最大優(yōu)點(diǎn)是：能模擬自然感染過(guò)程，誘發(fā)全面、穩定、持久的體液免疫、細胞免疫和粘膜免疫應答，不需要佐劑；劑量較小，免疫力持久，一般只需接種1次，即可達到預防目的；可采用口服、噴鼻或氣霧途徑免疫，避免一些因注射免疫而引起的局部反應或合并征�；钜呙绲娜秉c(diǎn)是：存在毒力回復突變危險；需冷藏保存，且保存期短，但此不足可用凍干法改進(jìn)劑型來(lái)克服。免疫缺陷者和孕婦一般不宜接受活疫苗接種。

（三）亞單位疫苗（subunit vaccine）

亞單位疫苗是指不含病原體核酸，僅含能誘發(fā)宿主產(chǎn)生中和抗體的微生物蛋白或表面抗原的疫苗。其突出優(yōu)點(diǎn)是已除去病原體中不能激發(fā)機體保護性免疫和對宿主有害的部分，只保留有效的免疫原成分，因而免疫作用明顯增強而穩定，可消除減毒活疫苗的回復突變和滅活疫苗的感染性復活作用，對機體引起的不良反應越來(lái)越小。亞單位疫苗可分為：

1．非重組的亞單位疫苗  是由單個(gè)蛋白或寡糖組成的疫苗，采用化學(xué)方法將這些免疫原物質(zhì)予以抽取、純化。例如肺炎鏈球菌、腦膜炎奈瑟菌、流感嗜血桿菌的主要保護性免疫原是莢膜多糖，白喉棒狀桿菌和破傷風(fēng)梭菌是外毒素；鉤端螺旋體和疏螺旋體是外膜蛋白等。莢膜多糖疫苗的免疫原性較弱，需與佐劑或免疫原性強的抗原（如破傷風(fēng)類(lèi)毒素、白喉類(lèi)毒素）等結合成偶聯(lián)疫苗（conjugate vaccine），以增強多糖免疫原的應答反應。細菌外毒素經(jīng)0.3%～0.4%甲醛處理后，失去毒性但仍保持免疫原性，成為類(lèi)毒素（toxoid）。加入適量磷酸鋁或氫氧化鋁等吸附型佐劑則成為精制的類(lèi)毒素。它們在機體內吸收緩慢、能較長(cháng)時(shí)間刺激機體，可以增強免疫效果，誘導機體產(chǎn)生抗毒素。常用的白百破三聯(lián)疫苗是將滅活的百日咳鮑特菌與白喉、破傷風(fēng)兩種類(lèi)毒素混合而成。優(yōu)點(diǎn)是不僅可減少接種次數，且百日咳鮑特菌是有效的佐劑，能增強白喉和破傷風(fēng)類(lèi)毒素的免疫效果。

2．基因重組亞單位疫苗  是將病原體保護性抗原基因克隆至載體質(zhì)粒，在合適的表達系統（如大腸埃希菌、畢氏酵母菌）中獲得高效表達，將免疫原分離純化而制成的疫苗。最成功的是乙型肝炎基因工程疫苗。近年來(lái)，以微生物基因組學(xué)為平臺，應用生物信息學(xué)、蛋白組學(xué)和體內表達技術(shù)（in vivo expression technology）等，預測和尋找致病菌毒力或毒力相關(guān)抗原、分泌蛋白抗原和外膜蛋白抗原等，對上述抗原的編碼基因進(jìn)行高通量表達，再對純化重組蛋白進(jìn)行體外和體內免疫學(xué)分析，篩選出有效的保護性抗原，可大大加快疫苗的研究進(jìn)程。此外，采用細菌表面展示技術(shù)（surface display in bacteria），將外源性抗原肽或蛋白與細菌表面的細胞壁蛋白或外膜蛋白融合，以正確的構象和方向插入并錨定在細胞壁或外膜表面，可構建成重組亞單位疫苗。

（四）核酸疫苗（nucleic acid vaccine）

核酸疫苗，又稱(chēng)DNA疫苗（DNA vaccine）或基因疫苗（gene vaccine），是指將病原體保護性抗原基因片段克隆到真核表達質(zhì)粒上，然后直接導入宿主體內，以持續表達目的免疫原，進(jìn)而誘發(fā)保護性體液免疫和細胞免疫的新型疫苗。核酸疫苗與傳統疫苗的最大差異在于所使用抗原類(lèi)型的不同。傳統疫苗一般是滅活或減毒活病原體，或病原體的亞單位蛋白。核酸疫苗僅僅是病原體某種抗原的基因片段，直接在宿主體細胞內完成表達和后加工，可提供與天然構象極為接近的目的蛋白，提呈給宿主免疫系統，與自然感染過(guò)程相似。因此，核酸疫苗兼有重組亞單位疫苗的安全性和減毒活疫苗誘導全方位免疫應答的高效力。核酸疫苗可在機體內不斷翻譯表達，較長(cháng)時(shí)間維持較高的蛋白水平，免疫具有連續性，一次接種可獲得長(cháng)期或終身免疫力。目前，對核酸疫苗的確切作用機制，以及接種人體的安全性等問(wèn)題正在繼續深入研究之中。

（五）轉基因植物疫苗（plant vaccine）

轉基因植物疫苗，又稱(chēng)植物疫苗，是指將有效免疫原編碼基因導入植物細胞并在其中表達和積累，人食用已表達目的抗原的轉基因植物后，可誘發(fā)宿主產(chǎn)生特異性免疫應答的新型疫苗。已嘗試用于多種重組疫苗的研制，有一定的應用前景。轉基因植物生產(chǎn)疫苗有兩種方法：一是建立穩定的整合抗原基因的表達植株，并可通過(guò)無(wú)性或有性繁殖生產(chǎn)大量的轉基因植物；二是建立瞬時(shí)表達植株，如用煙草花葉病毒作為表達載體轉染植物細胞，目的抗原隨病毒在植物細胞內復制增殖而得以高效表達。

（六）治療性疫苗（therapeutic vaccine）

早在20世紀初期，Wright等嘗試采用滅活疫苗治療慢性細菌性疾病，如葡萄球菌性皮膚病和慢性淋病，取得較好的效果。但是，隨著(zhù)抗生素的問(wèn)世和迅速發(fā)展，治療性疫苗用于傳染病治療的研究進(jìn)入低潮。近年來(lái)，由于對病原微生物的致病機制和機體抗感染免疫應答的認識不斷加深，以及耐藥菌感染日益嚴重，治療性疫苗重新受到關(guān)注。

預防性疫苗的接種對象是健康人群，一般為微生物的保護性抗原，成分較單純，主要用于免疫預防作用，對機體無(wú)明顯的病理?yè)p傷，使用安全可靠，已在世界范圍內廣泛用于傳染病的預防接種。治療性疫苗的接種對象是持續性感染患者或帶菌者，其組分不像預防性疫苗那樣單純，可根據需要進(jìn)行組合和調整，如用微生物抗原基因與不同細胞因子基因組成并表達的嵌合性疫苗。治療性疫苗旨在打破機體的免疫耐受，提高對病原體特異性免疫應答水平，故特別強調佐劑的選用。治療性疫苗可用于慢性感染性疾病、腫瘤和過(guò)敏性疾病的治療。由于治療性疫苗屬于免疫治療，可能伴有免疫損傷而有一定的不良反應。

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