重组疫苗

什么是疫苗？

以最简化的术语来说，疫苗是一种生物制剂，提供对特定疾病的主动获得性免疫。通常，疫苗由代表致病微生物的生物制剂组成。它通常由微生物的减毒或灭活形式、其毒素或其表面蛋白抗原之一制成。接种疫苗的个体会产生针对蛋白抗原的抗体，从而在遭受病原微生物攻击时保护他/她免受感染。

• 疫苗开发的方法有哪些？

  科学家们采取多种方法来设计针对致病微生物的疫苗。这些选择受到病原体和感染性质以及有关疫苗使用的实际考虑的影响。一些选择包括活疫苗、灭活疫苗、DNA疫苗和重组亚单位疫苗。请参见下面的示意图，了解制备疫苗所使用的各种方法概况。本技术说明讨论了重组疫苗的研究和生产的基础知识。

  图 1: 疫苗开发的各种方法

  
• 什么是重组疫苗?

  利用重组DNA技术生成的疫苗称为重组疫苗。虽然重组DNA技术使得各种类型的疫苗成为可能，但重组疫苗可以分为两个主要类别。

  • DNA疫苗
  • 重组（蛋白亚单位）疫苗

  DNA疫苗

  这些疫苗通常由含有编码疾病致病蛋白基因的合成DNA组成。通常情况下，用作疫苗的质粒DNA在细菌（如大肠杆菌）中复制，并且被提取和纯化以供注射使用。这种“裸”DNA通常被肌肉注射或皮下注射。DNA疫苗的原理在于抗原可以直接由宿主细胞表达，模拟病毒感染并引起宿主的免疫反应。这类似于金斯瑞的DNA免疫技术，这是一种有助于针对膜蛋白、其他难处理抗原以及早期DNA疫苗开发研究的强大工具。DNA免疫技术允许抗原在体内产生，无需在体外产生和纯化蛋白抗原。关于金斯瑞的DNA免疫服务如何帮助您成功完成下一个DNA疫苗开发项目。下图说明了DNA疫苗的概念。

  图2: DNA疫苗的原理 查看更多 »

  DNA疫苗通常由以下组成部分组成：

  • 大肠杆菌中质粒扩增的复制起源
  • 强启动子（通常是CMV）
  • 基因插入的多个克隆位点
  • 抗生素选择标记

  启动子驱动编码抗原蛋白的基因表达，当引入目标细胞时。蛋白抗原可以在细胞质中被加工，产生的肽段通过I类MHC分子呈现给免疫系统。此外，如果蛋白被分泌或外排，它可以被II类MHC分子加工，从而产生特异的抗体应答。

  

  重组（蛋白亚单位）疫苗

  这些是亚单位疫苗，只包含病原微生物的一部分。通常是合成的肽段，代表引发免疫应答的蛋白成分。但它们也可以由异源表达系统（如大肠杆菌、酵母、昆虫等）中表达的蛋白亚单位（抗原）组成，利用重组蛋白表达技术。今天大多数正在研究的疫苗都是基于这样纯化的重组蛋白或抗原亚单位。目前在人类中使用的重组蛋白疫苗中，最好的例子之一是针对乙型肝炎病毒（HBV）的疫苗。

  图3: 重组乙型肝炎疫苗生产概述。 查看更多 »

  目前的乙型肝炎病毒疫苗是通过使用酵母表达系统表达HBV表面抗原（HBsAg）来生产的。酵母将抗原分泌到培养上清中，有利于纯化。酵母的翻译后修饰机制适合这一目的，因为它赋予抗原必要的糖基化模式。在重组表达后，HBsAg组装成病毒样颗粒（VLP），极具免疫原性，使其成为非常有效的疫苗。

  另一个重组蛋白疫苗的例子是针对人类乳头瘤病毒（HPV）的疫苗。目前有两种针对HPV感染的疫苗，它们都是基于从重组HPV外壳蛋白组装而成的病毒样颗粒（VLP）开发的。这些疫苗利用了病毒亚型的L1重组壳蛋白，其生产要么在昆虫表达系统中，要么在酵母表达系统中。

  用于疫苗抗原生产的原核表达系统包括细菌，如大肠杆菌，而真核系统包括哺乳动物、酵母或昆虫细胞。在选择合适的系统进行疫苗抗原表达之前，需要考虑多种因素。其中，表达水平、选择标记以及是否存在翻译后修饰等因素是影响重组抗原作为疫苗生产的关键因素。由于易于操作且能够实现高水平表达，细菌表达系统被广泛使用。然而，对于需要翻译后修饰的抗原，考虑使用哺乳动物、酵母或昆虫细胞。

  尽管基于重组蛋白的疫苗具有诸多优势，如安全性和经济性，但大多数单独使用时免疫原性较差。因此，它们需要使用佐剂来引发更持久的免疫应答。

  

金斯瑞提供重组疫苗研究服务

在金斯瑞，常规使用大肠杆菌表达来生产用于疫苗研究的高质量重组蛋白。另外，由于其适用于各种蛋白质、其真实修饰（类似抗原蛋白）以及成本等原因，杆状病毒表达也被广泛使用。要了解重组蛋白表达系统的概述，请点击这里。