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關鍵詞:鵝細小病毒;基因工程亞單位疫苗;免疫試驗
中圖分類號:S835 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2012)-01-0171-1
中圖分類號:S835 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2012)-01-0171-1
基金項目:吉林省自然科學基金面上項目(201215230),吉林省牧業管理局項目(吉牧科字第200902號)。
基金項目:吉林省自然科學基金面上項目(201215230),吉林省牧業管理局項目(吉牧科字第200902號)。
細小病毒(Goose Parvovirusis,GP)呈世界性分布,發病率和病死率均較高,臨床一旦發病,無有效的治療辦法,嚴重危害本地區養鵝業的健康發展[1]。目前,國內外用于GP的預防主要以傳統疫苗為主,基因工程疫苗尚屬探索階段,尚缺乏GPV基因工程疫苗誘導雛鵝細胞免疫和體液免疫的系統研究資料。在GPV的三個結構基因中,Le Gall-Recule等[2]利用桿狀病毒表達系統,證明表達的番鴨細小病毒vp2基因具有抗原性和免疫原性。本研究擬對GPV的vp2基因進行原核表達,制備基因工程亞單位疫苗,并進行免疫試驗分析,為GPV的vp2基因工程疫苗的研制奠定基礎。
細小病毒(Goose Parvovirusis,GP)呈世界性分布,發病率和病死率均較高,臨床一旦發病,無有效的治療辦法,嚴重危害本地區養鵝業的健康發展[1]。目前,國內外用于GP的預防主要以傳統疫苗為主,基因工程疫苗尚屬探索階段,尚缺乏GPV基因工程疫苗誘導雛鵝細胞免疫和體液免疫的系統研究資料。在GPV的三個結構基因中,Le Gall-Recule等[2]利用桿狀病毒表達系統,證明表達的番鴨細小病毒vp2基因具有抗原性和免疫原性。本研究擬對GPV的vp2基因進行原核表達,制備基因工程亞單位疫苗,并進行免疫試驗分析,為GPV的vp2基因工程疫苗的研制奠定基礎。
1 材料與方法
1 材料與方法
1.1 材料
1.1 材料
BALB/c小鼠購自哈爾濱獸醫研究所;弗氏佐劑購自sigma公司;其他載體與試劑由延邊大學預防獸醫實驗室提供。
BALB/c小鼠購自哈爾濱獸醫研究所;弗氏佐劑購自sigma公司;其他載體與試劑由延邊大學預防獸醫實驗室提供。
1.2 GPV延邊株vp2基因工程亞單位疫苗的制備
1.2 GPV延邊株vp2基因工程亞單位疫苗的制備
采用常規方法提取GPV延邊株的基因組DNA,以特異引物[3]擴增vp2基因片段,構建原核表達載體pET30a-vp2,并在大腸桿菌中誘導表達,將Western-blot鑒定為陽性的蛋白進行親和層析純化,純化后重組蛋白與弗氏佐劑混合乳化,制備GPV的基因工程亞單位疫苗。
采用常規方法提取GPV延邊株的基因組DNA,以特異引物[3]擴增vp2基因片段,構建原核表達載體pET30a-vp2,并在大腸桿菌中誘導表達,將Western-blot鑒定為陽性的蛋白進行親和層析純化,純化后重組蛋白與弗氏佐劑混合乳化,制備GPV的基因工程亞單位疫苗。
1.3 vp2基因工程亞單位疫苗的動物免疫試驗
1.3 vp2基因工程亞單位疫苗的動物免疫試驗
免疫試驗共分3組,每組10只BALB/c小鼠,分別為接種VP2重組蛋白組,VP2重組蛋白加佐劑組和生理鹽水對照組。在每一次免疫前采血分離血清,第3次免疫后的第2d、4d、6d分別采血分離血清,均存于-20℃備用。
免疫試驗共分3組,每組10只BALB/c小鼠,分別為接種VP2重組蛋白組,VP2重組蛋白加佐劑組和生理鹽水對照組。在每一次免疫前采血分離血清,第3次免疫后的第2d、4d、6d分別采血分離血清,均存于-20℃備用。
1.4 ELISA監測血清VP2抗體水平
1.4 ELISA監測血清VP2抗體水平
用純化的VP2重組蛋白為抗原包被反應孔,以小鼠抗GPV陽性血清為一抗,以山羊抗小鼠HRP-IgG為二抗,進行ELISA檢測實驗小鼠血清中抗體水平,并分析vp2基因工程亞單位疫苗對實驗小鼠的體液免疫水平。采用SAS軟件對試驗數據進行分析。-IgG為二抗,進行ELISA檢測實驗小鼠血清中抗體水平,并分析vp2基因工程亞單位疫苗對實驗小鼠的體液免疫水平。采用SAS軟件對試驗數據進行分析。
2 結果
2 結果
2.1 GPV vp2基因的原達表達
2.1 GPV vp2基因的原達表達
對pET30a-vp2進行IPTG誘導表達,SDS-PAGE與Western-blot試驗表明,在經考馬斯亮蘭染色的SDS-PAGE膠上和NC膜上均出現VP2特異性條帶(圖略),百未誘導的重組菌未出現特異條帶。
對pET30a-vp2進行IPTG誘導表達,SDS-PAGE與Western-blot試驗表明,在經考馬斯亮蘭染色的SDS-PAGE膠上和NC膜上均出現VP2特異性條帶(圖略),百未誘導的重組菌未出現特異條帶。
2.2 GPV重組VP2蛋白的體液免疫水平
2.2 GPV重組VP2蛋白的體液免疫水平
對采集的BALB/c免疫小鼠血清進行ELISA試驗檢測,每個樣品重復檢測三次,取平均值計算,詳見表1。經統計學分析表明,在三免后第2d,重組蛋白組和重組蛋白佐劑組免疫小鼠血清的OD450nm值均達到最高值,重組蛋白佐劑組與生理鹽水陰性對照組間差異極顯著(P
對采集的BALB/c免疫小鼠血清進行ELISA試驗檢測,每個樣品重復檢測三次,取平均值計算,詳見表1。經統計學分析表明,在三免后第2d,重組蛋白組和重組蛋白佐劑組免疫小鼠血清的OD450nm值均達到最高值,重組蛋白佐劑組與生理鹽水陰性對照組間差異極顯著(P
表1 免疫后BALB/c免疫小鼠血清中抗體消長變化(OD450)
表1 免疫后BALB/c免疫小鼠血清中抗體消長變化(OD450)
組別 一免前 二免前 三免前 三免后2d 三免后4d 三免后6d
組別 一免前 二免前 三免前 三免后2d 三免后4d 三免后6d
重組蛋白組 0.039±
重組蛋白組 0.039±
0.015 0.312±0.012 0.434±0.022 0.536±0.031 0.480±0.036 0.245±
0.015 0.312±0.012 0.434±0.022 0.536±0.031 0.480±0.036 0.245±
0.017
0.017
重組蛋白佐劑組 0.033±
重組蛋白佐劑組 0.033±
0.032 0.498±0.017 0.663±0.028 0.687±0.036 0.569±0.037 0.461±
0.032 0.498±0.017 0.663±0.028 0.687±0.036 0.569±0.037 0.461±
0.019
0.019
生理鹽水組 0.037±
生理鹽水組 0.037±
0.013 0.031±0.015 0.039±0.015 0.038±0.015 0.034±0.015 0.030±
0.013 0.031±0.015 0.039±0.015 0.038±0.015 0.034±0.015 0.030±
0.015
0.015
3 討論
3 討論
本研究以GPV的vp2基因為目的基因,以pET30a為表達載體,在體外高效表達了VP2蛋白,經重組蛋白免疫小鼠試驗發現,該重組蛋白具有免疫活性,重組蛋白佐劑組與陰性組間血清抗體水平差異極顯著,說明vp2基因可以作為基因工程疫苗的候選基因,而重組蛋白佐劑組與重組蛋白組間血清抗體水平差異顯著,提示佐劑對基因工程亞單位苗的免疫效果影響較大。由于本研究只是初步的預試驗,未進行攻毒試驗和鵝體內試驗,這將在下一步試驗中予以開展。本研究結果為GPV vp2基因工程疫苗的研制奠定基礎。
本研究以GPV的vp2基因為目的基因,以pET30a為表達載體,在體外高效表達了VP2蛋白,經重組蛋白免疫小鼠試驗發現,該重組蛋白具有免疫活性,重組蛋白佐劑組與陰性組間血清抗體水平差異極顯著,說明vp2基因可以作為基因工程疫苗的候選基因,而重組蛋白佐劑組與重組蛋白組間血清抗體水平差異顯著,提示佐劑對基因工程亞單位苗的免疫效果影響較大。由于本研究只是初步的預試驗,未進行攻毒試驗和鵝體內試驗,這將在下一步試驗中予以開展。本研究結果為GPV vp2基因工程疫苗的研制奠定基礎。
參考文獻
參考文獻
[1] 方定一.小鵝瘟的介紹[J].中國獸醫雜志,1962,8:19-20.
[1] 方定一.小鵝瘟的介紹[J].中國獸醫雜志,1962,8:19-20.
[2] le Gall-Recule, Jestin V,Chagnaud P.Expression of muscovy duck parvovirus capsid proteins (VP2 and VP3) in a baculovirus expression system and demonstration of immunity induced by the recombinant proteins [J].J GenVirol,1996,77(9):2159-2163.
[2] le Gall-Recule, Jestin V,Chagnaud P.Expression of muscovy duck parvovirus capsid proteins (VP2 and VP3) in a baculovirus expression system and demonstration of immunity induced by the recombinant proteins [J].J GenVirol,1996,77(9):2159-2163.
[3] 胡曉靜,潘杰,陳進喜,等.2株鵝細小病毒主要結構蛋白vp2基因的克隆和序列分析[J].現代農業科技,2008,(23):262-265.
[3] 胡曉靜,潘杰,陳進喜,等.2株鵝細小病毒主要結構蛋白vp2基因的克隆和序列分析[J].現代農業科技,2008,(23):262-265.
研究人員透露,疫苗的有效性和安全性還要進一步通過臨床評價來驗證。待三期臨床完成后,才有可能進入市場,至少需要6年時間,過程中仍存在一定風險。
康恩貝抗抑郁新藥獲批生產
據國家食藥監局網站最新信息,康恩貝3.1類新藥草酸艾司西酞普蘭片已獲批生產。該藥是目前全球廣為應用的抗抑郁一線藥物,2013年國內銷售總額超過1億元。
康恩貝此次精神類新藥獲批生產,可豐富公司的現有產品線,對未來業績產生積極作用。
俄羅斯研發出世界首個戒煙疫苗
日前,俄羅斯希姆基納米實驗室的科學家研究出世界第一種戒煙接種疫苗。接種這種疫苗可讓煙民永遠戒煙, 因為受種者機體會產生一種阻止尼古丁進入大腦的特殊抗體,這種抗體可以讓煙民不想吸煙。
目前,這種疫苗已成功通過第一階段試驗,進入臨床階段。
Devices器械
中國電信推出全球首款醫療診斷手機
近日,中國電信與瑞士企業LifeWatch聯合推出全球首款醫療診斷手機LifeWatchV,由中國云狐科技提供其移動醫療系統平臺。
該產品是一款搭載安卓系統的智能手機,內置7種不同的健康測試。用戶只需將拇指放在屏幕感應器上,手機就能開始身體檢測,包括心電圖、血糖、血氧以及心率等。
可監測血糖值隱形眼鏡問世
據谷歌公司官方消息,其目前正在測試一款具有高科技含量的隱形眼鏡,可以在佩戴后針對糖尿病患者眼淚中所含的糖分進行監測,隨時讓患者掌握自己的血糖水平。
這款智能隱形眼鏡內置了微型無線芯片和小型葡萄糖傳感器,目前處于臨床研發過程中,將來有望幫助糖尿病患者真正走出24小時動態監測血糖的痛苦。
可檢測肝癌化療效果的超聲系統問世
近日,日本兵庫醫科大學超聲波中心和東芝醫療的研究人員開發出一種可用于快速檢測肝癌患者化療效果的新型超聲檢測系統。
研究人員介紹,這套新型超聲檢測系統能夠自動追蹤病灶位置,檢測起來比較簡便。其檢測方法是,在肝癌患者接受化療一到兩周后,醫務人員將造影劑注射到患者血液中,然后采用超聲檢測系統進行觀察。造影劑流入腫瘤用時越長,說明化療藥物的效果越好,腫瘤正在縮小。
Technology技術
中國發現白血病抑癌新基因
中國科學家近期的一項研究發現了一個在急性白血病患者中有較常見突變的抑癌基因,且揭示了其功能異常與多種不同致癌基因之間的協同作用。
研究人員通過對一個混合譜系白血病(MLL)患者及其正常同卵雙胞胎的血細胞進行全基因組測序,發現了罕見的功能性MLL-NRIP3致癌基因和H3K36三甲基化的組蛋白甲基轉移酶SETD2的遺傳突變。此項發現將促進對白血病乃至其他癌癥發病機制的認識,有助于臨床藥物開發。
中國經性感染艾滋病毒者發病更快
北京協和醫院感染內科李太生教授等人經過長達6年的研究證實,中國經性傳播途徑感染艾滋病病毒者,在未經干預情況下往往四五年發病,而非此前歐美研究者認為的平均需8年。
中國經性途徑感染艾滋病病毒者中,病毒亞型多為CRF01_AE,該亞型在感染其靶細胞時,須要借助“二傳手”,且選用輔助受體CXCR4當“二傳手”的比例要顯著高于其他亞型。CXCR4可能正是這些艾滋病病毒感染者更快發病的原因。
基因工程是利用重組技術,在體外對目的基因進行構建,再導入細胞內,使重組細胞在細胞內表達,產生人類需要的基因產物,或者改造、創造新特性的產品。基因工程是在生物化學、分子生物學和分子遺傳學等學科的研究成果基礎上逐步發展起來的。基因工程問世以來,發展非常的迅速,還發展了一系列的基因工程技術操作,如:DNA重組技術、PCR技術等。科學工作者十分的重視基礎研究,包括構建一系列的克隆載體和相應的表達系統,構建不同物種的基因文庫和cDNA文庫,開發新的工具酶等,各個方面都取得了豐碩的研究成果,使基因工程技術不斷的趨向成熟。許多科學家預言,生物學將成為21世紀最重要的學科,基因工程及相關領域產業成為21世紀的主導產業之一[1]。基因工程研究及應用涉及醫學、農業工業等許多領域。基因工程技術的發展帶來兩個領域的革命性變化,分別是醫學和農業這兩個領域。
一、基因工程技術在醫學領域的研究及應用
1.基因治療
基因治療是指通過操作遺產物質來干預疾病的發生、發展和進程,包括替代或糾正人自身基因結構或功能上的錯亂,殺滅病變的細胞或增強機體清除病變細胞的能力等,從而達到致病的目的[2]。基因治療是隨著基因重組技術的成熟而發展起來的,現今是生物醫學發展的里程碑之一。
1990年美國NIH的French Anderson 博士開始世界第一個基因治療臨床試驗,用ADA(腺苷酸脫氨酶)基因治療以為ADA基因缺陷導致嚴重免疫缺損的四歲女孩,并獲得了初步成功[3],目前該女孩跟常人一樣正常生活,這成功范例促使世界各國都掀起了基因治療的熱潮。2004年1月深圳賽百諾基因技術有限公司將世界上第一個基因治療產品重組人p53抗癌注射液正式推向市場,這是全球基因治療產業發展的里程碑。[4]目前利用基因對惡性腫瘤,糖尿病、心腦血管病和艾滋病等疾病進行治療已取得重大進展。
RNA干擾技術在基因治療具有很大作用。RNA干擾技術是利用人工方法向宿主中引入沉默誘導因子,達到降解靶基因轉錄的目的[5]。目前,利用RNA干擾技術針對腫瘤治療的藥物已經產生,臨床上的研究也在不斷的進行。現在RNA干擾技術很成熟的應用于研究特定基因領域,這項技術在醫學、藥學等領域有著重要的作用。另外鋅指核酸酶技術也已在人類基因治療中得到應用,鋅指核酸酶技術是一種心性的基因高效靶向修飾和調控技術。鋅指核酸酶技術在構建各種人類疾病動物模型、 研究人類疾病發病機理和治療人類遺傳疾病方面將體現出極大的應用價值[6]。
2.基因工程制藥
近些年來,基因技術的發展為醫藥工業發展開辟廣闊的前景,以DNA重組技術為基礎的基因工程技術改造和替代傳統醫藥工業技術已成為重要的發展方向[7]。通過DNA重組生產以前因源材料或制造技術等問題不能生產的藥物,如:疫苗、抗體等。
基因工程疫苗 使用DNA重組技術克隆并表達保護性抗原基因,利用表達的病原的保護性抗原制成疫苗。包括:基因工程亞單位疫苗、基因工程載體疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗和蛋白質工程疫苗。目前,乙型肝炎病毒、麻疹、狂犬病病毒、霍亂和大腸桿菌等疫苗研究已經有很大的進步[7]。
基因工程抗體 DNA重組技術與抗體基因結構功能的研究相結合,根據人們的意圖在基因水平上對抗體分子進行分割、拼接及修飾,或者人工合成導入受體表達產生新型基因工程抗體,應用于診斷和治療性抗體。基因工程抗體改造有:鼠單克隆抗體的人源化、制備雙特異性抗體、制備完全人源性抗體、表達單鏈抗體和制備抗體融合蛋白[8]。目前構建成功的用于抗腫瘤的有ScFv(CD3)-64、抗上皮,17-1A的ScFv、抗地高辛ScFv(Dig)-ScFv(erbB-2),Fab(HSV-2)-SpA抗體融合蛋白和T細胞激活抗體OKT3相結合,構成雙特異性復合抗體可有效降低HSV-2病毒的產。在轉基因煙草中表達了乙肝表面抗原,可在小鼠體內引起免疫反應。另外,具有抗凝血、抗血小板功能的基因工程抗體藥物在心腦血管疾病的治療中起著重要的作用[9]。
二、基因工程技術在農業領域的研究及應用
農業和人們的日常生活關系非常的密切,農業的發展促進人類社會的發展。許多科學工作者從事農業方面的研究。
利用基因工程技術,通過對植物基因進行改造,修飾加工,增強了植物對細菌、真菌病的抗性。生物防治蟲害是一項重要的工作。在防蟲害方面,科學研究已經有的一些成果。研究發現,蘇云桿菌中的毒蛋白(結晶蛋白)對害蟲有毒害作用,可以利用這些桿菌來控制害蟲。可以通過克隆這些蛋白的基因,將這些基因導入植物細胞中,是基因在植物中表達,從而獲得抗蟲的轉基因植物。目前,蘇云孢桿菌基因已被轉入煙草、番茄、馬鈴薯、玉米和棉花等多種植物。通過科學家的研究,利用轉基因技術已經成功的生產抗凍、抗旱、抗除草劑等植物。
隨著人類社會的進步,科技的發展,人類向大自然排放了越來越多的有害和難降解物質。這些物質嚴重破壞了環境和危害人的健康。利用基因工程技術提高微生物凈化環境是現代生物技術用于環境治理的一項關鍵技術。基因工程給農業發展帶來的巨大的經濟效益。轉基因技術提高作物產量、改善作物品質、增強抗逆性、抗病性的能力。
農田長期的使用過量的農藥,已經嚴重的破壞了生態環境的平衡,破壞了土壤水質,農藥殘留有毒物質于植物中,給人類帶來潛在的危害。消除農藥化肥的危害,保護環境是當今重要及迫切解決的問題。
微生物在物質循環中起著很重要的作用。科學家利用基因工程技術對微生物進行改造,構建高效的基因工程菌可以顯著提高農藥降解效率。目前,已經開發出凈化農藥(如DDT)、降解水中染料以及環境中有機現已開發出有機氯苯類和氯酚類、 多氯聯苯的基因工程菌。Home等人通過研究大腸桿菌重組的DH10B表達產物O pd A和OPH(有機磷水解酶 )對幾種農藥的酶解動力學比較,發現O pd A能作用更多底物的類似物,降解范圍更廣[10]。利用基因工程技術制作微生物農藥,減少化學農藥的使用,減少環境的污染。
三、基因工程技術給人類帶來的影響
基因工程是一把“雙刃劍”,給人類帶來利益的同時,我們也不能忽視它潛在的危害。基因工程技術的發展,給科學家研究帶來新的方向,新的研究水平。從細胞、分子水平到基因水平。人類對生命的研究更加的詳細,了解更加的深入。
基因工程技術的發展對醫學和農業兩個領域帶來很大的影響。基因工程技術促進了醫學科學研究的發展。基因工程技術給科學對腫瘤、病毒、等難解決的人類疾病的研究帶來新的手段與方法,同時在人類疾病的研究,診斷、治療等方面有革命性推動作用。一、解決了常規方法不能生產或生產成本昂貴藥品的生產技術問題,開發了一大批特效藥物,如胰島素、干擾素等等,這些藥品可以分別用以防治諸如腫瘤、心腦肺血管、遺傳性等嚴重威脅人類健康的疑難病癥,而且在避免毒副作用方面明顯優于傳統藥品;二、是研制出了一些靈敏度高、性能專一、實用性強的臨床診斷新設備,如體外診斷試劑、免疫診斷試劑盒等,并找到了某些疑難病癥的發病原理和醫治的嶄新方法;農業領域里利用生物工程技術,科學家研制了許多抗病蟲害、抗逆性等優良性狀的生物,提高作物的產量,解決的世界人口糧食短缺的問題。
基因工程技術給人類帶來利益的同時,也給人類帶來的一定的隱患。轉基因食品安全性的問題是人們一直非常關注個問題。轉基因食品目前雖然沒有發現對人類有什么危害,但是原有基因進行部分修飾后,也有可能存在著隱患,轉基因食品如果有過敏性,則轉基因食品就會有安全性問題。利用基因工程改造生物有可能打亂自然界的生態環境的平衡,破壞生態環境。轉基因技術還有可能會導致基因污染,有可能危害原植物的遺傳。基因工程技術同時帶來倫理道德的影響,克隆技術如果應用到人身,打破以往生育模式,則存在人類倫理道德的問題。
四、結語
轉基因技術生產的食品是否對人來帶來影響,這需要實驗和時間來驗證。我們要以一個平衡心來對待轉基因食品。在發展轉基因技術的同時不能忽視其技術可能給人類帶來的危害。我們要利用好轉基因技術。基因工程技術給人類帶來的很大的革命性作用,但是我們要理性的的看待,并不斷的探索,尋找新的技術,方法,給人類帶來更大的進步,促進社會的發展。
[參考文獻]
[1]王嬌.基因工程技術的現狀和前景發展.河南化工 2010-04.
[2]鄧鴻新,田聆,魏于全.基因治療的發展現狀、問題和展望.生命科學.(2005)03-0196-04.
[3]W F Anderson,R M Blaese ,K Culver,et al.The ADA human gene therapy clinical protocol:points to consider response with clinical protocol.Human Gene Therapy , 1990,1:331-362.
[4]S Pearson,H Jia,K Kandachi.China approves first gene therapy.Nature Biotechnology,2004,22(1):3-4.
[5]董麗,郭惠珊.RNA沉默―植物基因組免疫的安全防線.生物工程學報.2012,28(5):521-530.
[6]李戰偉,王令,任剛,王昕,張智英.鋅指核酸酶技術在基因治療中的應用研究進展.西北農業科技大學學報.2011-06 0055-06.
[7]瞿禮嘉,顧紅雅,等.現代生物技術導論[M] 北京,高等教育出版社,1998.
[8]張雪洪,張惟杰,基因工程抗體融合蛋白的構建,生物工程進展,2001-04.
基因工程是當前自然科學中最引人注目的前沿學科之一,自誕生以來以其旺盛的生命力獲得了迅猛的發展,不僅給生命科學帶來了許多令世人矚目的成績,并且在化學、藥學等諸多領域均有著引人注目的發展前景。自1982年美國Lilly公司推出重組胰島素以來,基因工程藥物的出現與發展不僅有效控制了多種威脅人類健康的重大疾病,而且極大擴展了疑難病癥的研究范圍,引起了現代醫藥行業的重大變革。因此,筆者于2007年起在學校開設《基因工程藥物》公選課,并對其教學內容和方法進行了一些思考和嘗試。
一、開設《基因工程藥物》公選課的意義
1、基因工程在藥學領域的應用必將在21世紀成為自然科學發展的核心之一
早在上個世紀日本學者伊東光就斷言:“21世紀是生命科學的世紀。”今天,這一預言已成為現實,人類生存與發展所面臨的許多重大問題都或多或少的與生命科學息息相關,這一點從近幾十年的許多諾貝爾獎得主的科研成果中也可以看出。而在生命科學中,基因工程是它的基礎核心學科。所以,未來的自然科學的發展必然需要與基因工程相結合。
從科學的發展來看,現代學科的發展已不再是傳統的單一學科的發展,而是通過多學科的交叉滲透研究促進所本學科的進步,過去單一學科研究的問題現在很多已經變成多學科共同關注的問題。由于基因工程對理工科各學科相關專業均可提供更廣闊的研究思路和重要的技術支持,因此基因工程現在已經成為各專業發展中重要的研究方法和手段。大學教育也應該適應這一發展趨勢,結合基因工程在藥學領域中的應用,開設《基因工程藥物》公選課能夠為理工科的學生打開一扇基因工程的窗戶,培養必要的學科交叉研究意識,為他們以后在本專業的發展上提供更廣闊的空間。
2、基因工程藥物對社會影響巨大,必須引起相關社會科學專業的重視
社會的發展與進步是全面的,不是單一的;社會科學和自然科學同樣也不是涇渭分明、互不侵犯,而是在不斷的發展中有相互融合的趨勢。作為一個自然科學家,必須要具備相當的社會科學常識,否則就有可能成為科學的狂人,社會的罪人,正如自然科學的發展促進了工業革命之后的社會進步,可是也造成了資源的浪費和環境的污染。同樣,作為一個社會科學研究者或從業人員必須要具備自然科學的常識,能夠在研究或管理中正確使用相關知識,對待相關問題,更好的為社會服務。
今天的時代是信息的時代,社會中充斥著各種各樣的信息,如何能夠在紛繁復雜的信息中尋找或利用相關資料,就必須了解相關的知識;今天的時代也是科技的時代,各種高科技成果在生活中的廣泛使用,使得我們必須在管理中要通曉相關的概念。基因工程藥物的發展和進步已經對社會造成了巨大影響,其產業化過程中的產品和概念也在社會中隨處可見,它促進了社會的進步,也潛藏著各種安全性和倫理學問題。例如“基因治療”使得科學家具有“扮演上帝”的可能性,將引起基因爭奪戰和基因殖民主義等一系列倫理學和法律問題……在未來,隨著基因工程藥物品種的不斷增加,如何能夠在為人類造福的同時盡量減少其對社會產生的負面影響,是社會科學必須考慮的問題。所以,社會科學專業本科生作為未來社會的管理者和研究者,有必要對他們進行基因工程藥物的啟蒙教育,這樣才能夠在未來讓基因工程藥物在社會上發揮更大的作用。
3、《基因工程藥物》公選課的開設對提高素質教育質量非常重要
由于我國在中等教育中采取了文理分科的方法,大多數高中在高一之后就開始文理分班,這使得本科生各專業之間有著極大的差別,理科生對于文科常識陌生,文科生對于理科知識不了解,這樣的培養方式非常不利于學生素質的提高。《基因工程藥物》作為前沿性學科對于科學的理論、方法論的傳播有著重要的意義,無論是哪個專業的學生,都可以通過這樣一門課較為系統的接受自然科學思想體系的訓練,可以很大程度的提高學生的創造力和思維的延展性,從而不僅能讓理科生拓寬個人的眼界,也能讓文科生學習使用理工科的思維方式,對于消除文理之間的鴻溝起到重要作用。同時,在本科生的培養中,我們一貫強調“寬口徑、厚基礎、全面發展”,只關注與本專業、本學科的成就與發展,只會讓學生的發展之路越走越窄,如果我們要培養具有創新精神、實踐能力的高素質人才,就不能閉門造車。
從另一方面來說,新世紀的競爭越來越激烈,大學生承受著來自社會、家庭、個人越來越大的壓力,在錯綜復雜的形勢面前,多一份知識的了解就會更有利于個人的進步和社會的發展。所以,《基因工程》公選課的開設對大學生素質教育的培養和提高非常重要。
二、《基因工程藥物》教學中存在的問題
1、對《基因工程藥物》學習意義認識不足
開設《基因工程藥物》公選課的目的在于拓寬知識面,提升專業素養,培養創新能力,提高綜合素質,但是對于學生而言,往往意識不到學習《基因工程藥物》的重要性。
首先,學生選課存在盲目性,導致學習缺乏針對性。通過和學生的交流筆者發現,一些學生選課的目的是出于對基因知識的好奇,而不是針對自身知識結構查漏補缺,提升自身能力,還有一些學生選《基因工程藥物》是受別人影響,他們也不知道學這門課有什么用,周圍的或同寢室的同學選了自己就選了。這就導致部分學生學習缺乏興趣,也不知道該怎么學、學什么。其次,學生對于公選課不重視,學習態度不端正,導致缺乏學習的主動性和自覺性。相當一部分學生對《基因工程藥物》公選課的學習無所謂,認為這又不是專業課,只是混個學分,即使上課,也沒打算好好學,沒有一個良好的心態,更沒有明確的學習規劃,這樣的學習效果可想而知。
2、學生來源復雜,程度參差不齊
和專業課不同,公選課的同學來自于不同院系不同專業,成分復雜。對于《基因工程藥物》這樣一門專業性很強的課程來說,專業的區別只是一個方面,更重要的是不同專業的學生對于課程的需求各有不同,給授課帶來一些困難。例如對于理工科相關專業的學生來說,他們的要求可能就要深入一些,相關的概念、理論理解起來也較為容易;但是對于一些文科學生而言,可能更希望獲得一些科普性質的知識,太過于專業會讓他們產生畏難心理,不利于進一步的學習。如何做到因材施教,是筆者在教學中始終面臨的問題。
三、《基因工程藥物》教學改進對策
1、端正認識,提高興趣
由于許多學生選《基因工程藥物》缺乏明顯的目的性,對上課當然就沒有興趣。所以,第一節課特別重要,不能使用過于專業的語言闡述基因工程藥物的相關概念和理論,這樣會讓學生畏懼。要從學習《基因工程藥物》的意義談起,例如重組生長激素和侏儒癥、如何正確對待流感疫苗等生活中、社會中常見的、有趣的案例入手,從科學的發展方向出發,使學生意識到學習這門課無論對現在的專業學習還是對未來的深造、就業都會產生難以估量的好處,不僅要讓學生在第一節課中產生對這門課的濃厚興趣,更要讓學生認識到通過學習可以給他們帶來實際的價值,從而增加他們學習的主動性和能動性。
當然,僅靠一節課遠遠不夠,要想每一節課都能留住學生的興趣,就要每一節課都能滿足他們的求知欲和好奇心,筆者在每一節課上都以實際發生的案例引入,盡量使用淺顯、通俗、易懂的語言講述相關的概念,重點放在概念和理論的引申上,因為公選課的學生都來自于不同專業,有文有理,不能像本專業的學生一樣講的深入,而是要在廣博上下功夫。例如從《逃離克隆島》片段引入,介紹克隆的相關知識和原理,最后 討論在倫理學、法 學、社會學等領域對“醫學克隆”的認識和爭論;結合“甲型H1N1流感”,從基因角度講述疫苗的研制、生產,說明基因工程藥物在實際生活中的巨大用處等。這樣做的優點是每一個專業的學生總能從課堂上找到和本專業相關的切入點,減少了距離感,增加了學生的興趣。
2、重在普及,強調重點
公選課的教學畢竟和專業課在授課對象上有較大差距,所以要有所區別,專業課的教學強調概念準確、原理清晰、深入透徹,要讓學生不僅“知其然”,還要“知其所以然”,要花很多時間在各種理論的說明和推導上。而公選課則不然,學生的目的各不相同,不同的需求會導致不同的學習行為,過于專業的講授可能會讓本專業的學生滿意,但可能會讓公選課的學生覺著索然無味。同時由于很多文科學生缺乏理工科的訓練,一些專業的知識會讓他們摸不著頭腦。因此,很多時候要把《基因工程藥物》公選課當做科普課上,做好自然科學的普及工作,給予學生一些課程的基礎訓練。
同時,對于一些理工科的學生也要滿足他們的求知欲,要在一些可能會引起他們興趣的要點上,用其他專業的方式或語言,如醫學、化學、環境工程等,較為深入的講述相關理論,這樣做既能引起他們興趣,又能讓他們更快、更深刻的理解概念。
3、加強交流,嘗試講座式教學
學生是我們服務的對象,了解他們的需求筆者認為是最重要的。所以課前課后,筆者總是早到晚走,在講臺下和學生溝通,了解他們的所思所想和感興趣的地方,按專業分成小組,指定組長,定期收集學生對授課內容的反饋,對授課過程中的問題第一時間解決,鼓勵學生提問題,授課內容也會針對學生的需求做適當調整。例如2008年北京奧運會期間,有學生無意中提出是否有“基因工程興奮劑”?筆者針對這一問題組織了促紅細胞生成素、生長激素等基因工程藥物的學習,并啟發學生進行基因工程藥物的倫理學討論,激發學生的學習興趣。
此外,傳統的教學方式容易引起學生的反感,讓他們覺著上課內容和他們無關,極易造成學生的課堂流失,而討論式、專題式的教學方式最能夠調到學生的學習的主動性和創造性。因此筆者采用講座式的授課方式,課程內容不依照教材章節,而是按學生需求分成不同內容的講座,課上加強互動,使學生不是被動的接受知識,而是成為課堂的主人。每一次課的最后都要留出一部分時間,鼓勵學生提問、討論和交流,讓他們主動思考,激發他們活躍的思維。例如“基因工程疫苗”一章,在最初兩年是以“乙肝疫苗”為例進行學習,但在2009年后就改為“甲型H1N1流感疫苗”,并結合“甲型H1N1流感疫苗”和“乙肝疫苗”兩者的對比,使學生正確對待疫苗的使用。
4、利用多媒體手段,加強啟發式教學
《基因工程藥物》課程的信息量較大,也比較抽象,利用現代的多媒體手段可以形象、細致的展示相關內容,能夠讓學生得到直接的體驗,強低了學習和理解的難度。如播放一些電影、電視節目等,通過討論讓學生說出從基因和自己專業相結合的角度在視頻資料中看到了什么,能想到什么,啟發學生獨立自主的用基因的知識去思考。所以,要多利用、善于利用視頻影像資料,制作精良的課件授課。例如,利用“記者探秘我國甲型H1N1流感疫苗生產過程”的視頻,使學生對于疫苗的制備流程,以及正確使用等有了直觀的、系統的認識;再比如“醫學克隆”一章,首先讓學生觀看《逃離克隆島》片段,然后利用專業知識對電影中的某些細節進行描述,引出克隆在醫學上的應用,使學生能夠從較為專業的角度理解“醫學克隆”,從而達到教學目的。
總之,開設公選課的目的是希望通過授課為學生打開一扇窗,讓他們了解并能夠簡單使用基因工程相關理論,因此,要在啟發學生思維上下功夫,我們甚至可以說,在這門課上學到什么并不十分重要,在學習基因工程藥物的過程中想到了什么才是最重要的。
【參考文獻】
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【作者簡介】
中圖分類號:R97 文獻標識碼:B 文章編號:1005-0515(2011)6-255-03
基因工程制藥是隨著生物技術革命而發展起來的。1980 年,美國通過Bayh-Dole 法案,授予科學家 Herbert Boyer 和 Stanley Cohen 基因克隆專利,這是現代生物制藥產業發展的里程碑。1982 年,第一個生物醫藥產品在美國上市銷售,標志著生物制藥業從此走入市場[1]。
生物制藥業有不同于傳統制藥業的特點:首先,生物制藥具有“靶向治療”作用;其次,生物制藥有利于突破傳統醫藥的專利保護到期等困境;再次,生物制藥具有高技術、高投入、高風險、高收益特性;此外,生物制藥具有較長的產業鏈[1]。生物制藥業這一系列的特點決定了其在21世紀國民經濟中的重要地位,歷版中國藥典收錄的生物藥物品種也是逐漸增多[2](圖一)。
當前生物制藥業的發展趨勢在于不斷地改進、完善和創新生物技術,在基因工程藥物研發投入逐年增加的基礎上,我國生物制藥的產值及利潤增長迅猛, 2006-2008年三年就實現了利潤翻番[2](表一)。隨著研究的深入,當前生物藥的熱點逐漸聚焦到通過新技術大量生產一些對醫療有重要意義且成分確定的蛋白上。研究表明,在我國的基因工程藥物中,蛋白質類藥物超過50%[3]。而這些源自基因工程菌表達的蛋白,如疫苗、激素、診斷工具、細胞因子等在生物醫學領域的應用主要包括4個方面:即疾病或感染的預防;臨床疾病的治療;抗體存在的診斷和新療法的發現。利用基因工程技術(重組DNA技術)生產蛋白主要有三方面的理由:1.需求性,天然蛋白的供應受限制,隨需求的不斷增加,數量上難以滿足,使它得不到廣泛應用;2.安全性,一些天然蛋白質的原料可能受到致病性病毒的污染,且難以消除或鈍化;3.特異性,來自天然原料的蛋白往往殘留污染,會引起診斷試驗所不應有的背景[4]。
以下將介紹一些基因工程產物的市場概況和研究發展。
1 促紅細胞生成素
是細胞因子的一種,在骨髓造血微環境下促進紅細胞的生成。1985年科學家應用基因重組技術,在實驗室獲得重組人EPO(rhEPO),1989年安進(Amgen)公司的第一個基因重組藥物Epogen獲得FDA的批準,適應癥為慢性腎功能衰竭導致的貧血、惡性腫瘤或化療導致的貧血、失血后貧血等[5,6]。
2001年,EPO的全球銷售額達21.1億美元,2002年達26.8億美元,2003年全世界EPO的年銷售額超過50億美元。創下生物工程藥品單個品種之最,是當今最成功的基因工程藥物。用過EPO的大多數病人感覺良好,在治療期間無明顯毒副作用或功能失調。重組體CHO細胞可以放大到生產規模以滿足對EPO的需求。
2 胰島素
自1921 年胰島素被Banting 等人成功提取并應用于臨床以來,已經挽救了無數糖尿病患者的生命。僅2000年,胰島素在全球范圍內就大約延長了5100萬名I型糖尿病病人的壽命。20世紀80年代初,人胰島素又成為了商業現實;80 年代末利用基因重組技術成功生物合成人胰島素,大腸桿菌和酵母都被用作胰島素表達的寄主細胞[7]。
國內外可工業化生產人胰島素的企業只有美國的禮來公司、丹麥的諾和諾德公司、法國的安萬特公司和中國北京甘李生物技術有限公司等,胰島素類似物也僅在上述4個國家生產,且每個公司只能生產艮效或速效類似物巾的個品種,主要原因是要達到生物合成人胰島素產業化的技術難度特別大,若無高精尖的高密度發酵技術、純化技術和工業化生產經驗是無法實現的[8]。
3 疫苗
在人類歷史上,曾經出現過多種造成巨大生命和財產所示的疫癥,而在預防和消除這些疫癥的過程中疫苗發揮了十分關鍵的作用。所以疫苗被評為人類歷史上最重大的發現之一。
疫苗可分為傳統疫苗(t raditional vaccine) 和新型疫苗(new generation vaccine)或高技術疫苗( high2tech vaccine)兩類,傳統疫苗主要包括減毒活疫苗、滅活疫苗和亞單位疫苗,新型疫苗主要是基因工程疫苗。疫苗的作用也從單純的預防傳染病發展到預防或治療疾病(包括傳染病) 以及防、治兼具[2]。
隨著科技的發展,對付艾滋病、癌癥、肝炎等多種嚴重威脅人類生命安全的疫苗開發取得巨大進展,這其中也孕育著巨大的商業機會[9], 2007年全球疫苗銷售額就已達到163億美元,據美林證券公布的一份研究報告顯示,全球疫苗市場正以超過13%的符合增長率增長。而我國是疫苗的新興市場,國內疫苗市場發展潛力巨大,年增長率超過15%。
在以細胞培養為基礎的疫苗、抗體藥物生產中,Vero細胞、BHK21細胞、CHO細胞和Marc145細胞是最常用的細胞,這些細胞的反應器大規模培養技術支撐著行業的技術水平[4]。建立細胞培養和蛋白表達技術平臺,進一步完善生物反應器背景下的疫苗生產支撐技術是當前國際疫苗產業研究的重點。
4 抗體
從功能上劃分,抗體可分為治療性抗體和診斷性抗體;從結構特點上劃分,抗體可分為單克隆抗體和多克隆抗體。抗體可有效地治療各種疾病,比如自身免疫性疾病、心血管病、傳染病、癌癥和炎癥等[10,11]。抗體藥物的一大特點在于其較低甚至幾乎可以忽略的毒性。另外一個優勢是,抗體本身也許既可被當作一種治療武器,也可被用作傳遞藥物的一種工具。除了全人源化抗體以外,與小分子藥物、毒素或放射性有效載荷有關的結合性抗體也已經在理論上顯示出了強大的潛力,尤其是在癌癥治療方面[12]。
治療性抗體是世界銷售額最高的一類生物技術藥物,2008 年治療性抗體銷售額超過了300 億美元,占了整個生物制藥市場40%。在美國批準的99 種生物技術藥物中,抗體類藥物就占了30 種;在633 種處于臨床研究的生物技術藥物中, 有192 種為抗體藥物,而在抗癌及自身免疫性疾病的治療研究中,治療性抗體占了一半[2]。截止2007年,美國FDA批準上市的抗體藥物見表二[13]。
參考文獻
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青島銷毀6.5噸假劣獸藥飼料
近日,青島市畜牧獸醫局、青島市公安局在青島靜脈產業園無害化處理中心銷毀了6.5噸假劣獸用生物制品、化藥制劑、原料藥及假劣飼料產品,貨值近20萬元。去年以來,青島市畜牧獸醫局在全市范圍內開展了嚴厲打擊制售假劣獸藥飼料違法行為整治行動。對獸藥飼料生產、經營及使用環節進行拉網式檢查,共查處違法案件83起,罰沒款43.7萬元,其中移交公安機關進一步偵辦查處4起,檢察機關批捕13人。同時,還設置了有獎舉報電話,最高獎勵額度可達30萬元。
農業部批準馬流感病毒血清等7種獸藥產品
自6月份以來,截至到6月23日,農業部了兩批《新獸藥注冊證書》,分別批準北京市農林科學院等9家單位申報的馬流感病毒H3亞型血凝抑制試驗抗原、陽性血清與陰性血清等4種新獸藥;以及中牧實業股份有限公司等4家單位申報的豬口蹄疫O型合成肽疫苗(多肽98+93)等3種獸藥產品為新獸藥。據新獸藥目錄顯示,本次批準的新獸藥中有6種三類新獸藥和1種二類新獸藥產品。其中由北京市農林科學院、中國獸醫藥品監察所、北京中海生物科技有限公司研制的馬流感病毒H3亞型血凝抑制試驗抗原、陽性血清與陰性血清批準為二類新獸藥,其他均為三類新獸藥。
五糧液投資35億元進軍疫苗項目
日前,五糧液集團宜賓制藥有限責任公司投資的浙江嶺外生物科技醫藥產業園項目簽約儀式在浙江省諸暨市舉行。該項目意向總投資為35億元,其中一期計劃投資15億元,建成后將年產一次性使用自動止液輸液器2億付、動物疫苗2.8億頭(份)、檢測試劑2?000萬人(份),年產值將達9億元。白酒行業競爭、洗牌不斷加劇,企業都在探索多元化道路。五糧液集團則選擇了疫苗項目,或是看好行業的廣闊前景。隨著規模化養殖的快速發展,國內動物疫苗市場將步入快速發展的黃金時期,市場規模快速增長,結構不斷升級,大企業優勢更為突出。
中牧股份取得口蹄疫疫苗注冊證書
中牧股份今日公告,公司申報的豬口蹄疫O型合成肽疫苗(多肽98+93),經農業部審查,根據《獸藥管理條例》和《獸藥注冊辦法》規定,已被批準為三類新獸藥,并核發《新獸藥注冊證書》。證書顯示,新獸藥豬口蹄疫O型合成肽疫苗(多肽98+93)的注冊分類為三類,注冊證書號為(2014)新獸藥證字25號。
大華農控股子公司獲新獸藥注冊證書
[中圖分類號] S831 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2016)08-0247-01
雞傳染性支氣管炎 (IB)是由雞傳染性支氣管炎病毒(IBV)引起,嚴重危害我國養禽業的一種重要疾病。各年齡階段雞均可發病,但雛雞最為嚴重,一般以40日齡以內的雞多發,產蛋期也有發生。IBV較高的基因突變率造成了IBV 復雜的血清型,目前的血清學交叉中和試驗表明,全世界IBV已有近30個血清型,并仍有不斷上升的趨勢,且各血清型或毒株之間交叉保護性較弱,從而給本病的防控帶來較大的困難,急需研制新的疫苗有效的預防該病的發生。
1 滅活疫苗
滅活疫苗安全性好,不存在散播病原和毒力返強的問題,但是,由于IB血清型的多樣性,單價滅活苗不能阻止IBV變異株引起IB的暴發。王紅寧等(1999)對我國IB的流行病學進行調查研究,試制了多價油乳劑滅活疫苗,擴大常規疫苗的保護范圍,發現能有效地預防多型IB。滅活疫苗的不足之處是使用劑量大,需要配合佐劑, 制備比較復雜、成本較高等。為有效的防治該病的發生,目前,國內多將弱毒疫苗滴鼻和滅活疫苗注射結合起來使用。
2 IB弱毒疫苗
IB 弱毒疫苗是由抗原性良好的毒株通過雞胚連續傳代致弱后制備的凍干疫苗。目前我國廣泛使用M41 血清型的雞胚適應毒H52和H120兩種疫苗。為達到較好的免疫效果,多在早期育雛防控,H120 株疫苗用于雛雞和其它日齡的雞,H52用于經 H120 免疫過的大雞,育成雞開產時選用 H52 疫苗,能有效刺激機體的免疫系統。但鑒于弱毒疫苗有可能成為其突變的主體和重組變異的供體,同時腎型與支氣管炎型的免疫機制還存在著很大的差別,這在很大程度上亦影響著疫苗的免疫保護作用。并且,活疫苗其致弱程度難以掌握,疫苗的運輸、貯存和使用等的條件要求較高。秦玉明等(2009)應用耐熱凍干保護劑研制成功雞傳染性支氣管炎病毒(H52株)耐熱凍干活疫苗,臨床觀察無不良反應,安全有效,且抗原性不變,徹底改變國內獸用生物制品延續了 20多年采用脫脂牛奶制備活疫苗僅-15 ℃保存的歷史,達到國外同類產品的技術水平。
3 基因工程疫苗
3.1 亞單位疫苗
亞單位疫苗是指用基因工程方法構建,在高效表達系統中表達出來強毒病原體的某種免疫相關抗原肽鏈。提取保護性抗原,加入佐劑即制成亞單位疫苗。常用的表達系統為大腸桿菌表達系統、酵母表達系統、昆蟲細胞表達系統和植物表達系統。黃亞東等(2002)構建了含BIV GD6株S1基因的大腸桿菌重組表達載體,并在大腸桿菌中獲得表達。又在畢赤酵母中表達了IBV的S1基因,所表達蛋白的分子量小于天然蛋白。戴亞斌等利用Bac-to- Bac桿狀病毒表達系統構建的重組桿狀病毒,表達了傳染性支氣管炎病毒的S1基因,其在昆蟲細胞中表達的蛋白可以誘導抗體產生中和免疫保護反應。周繼勇等(2003)利用根瘤菌將IBV全長S 基因轉入馬鈴薯中表達,提取免疫原免疫雞,通過3次免疫后,免疫雞受到完全保護。王紅寧等(2003)通過RT-PCR獲得IBV S1基因片段,并將其導入玉米表達載體進行了表達。
3.2 核酸疫苗
核酸疫苗由編碼能引起保護性免疫反應的病原體抗原的基因片段和載體構建而成,在構建多價疫苗方面具有突出的優勢。陳洪巖(1999)、劉思國等(2001)分別將IBV S1基因和N基因構建成真核表達質粒, SPF雞肌肉注射后,結果目的基因在雞體內得到了表達,雞獲得了一定的免疫力。Minglong 用含IBV N 蛋白C末端120 aa 的cDNA 片段的重組質粒接種雛雞,證實了在缺乏S1蛋白時,N 蛋白也可以作為DNA疫苗免疫的目的基因,保護雛雞抵抗急性感染。
3.3 活病毒載體疫苗
中圖分類號:S512.31 文獻標識碼:B 文章編號:1007-273X(2013)10-0062-02
流行性乙型腦炎(JE)是由日本腦炎病毒(JEV)引起的以中樞神經系統發生病變為主的急性傳染病,也是一種人畜共患的自然疫源性疾病。該病主要流行于亞洲地區及環西太平洋地區,已成為人類腦炎疾病最主要的病因之一,嚴重威脅著人類健康,并影響畜牧業特別是養豬業的發展。
1 傳統疫苗
1.1 人用乙型腦炎疫苗
人使用乙肝腦炎疫苗有包括滅活乙型腦炎疫苗和減毒苗,其中滅活疫苗有鼠腦滅活苗、地鼠腎細胞滅活苗和IC51疫苗,減毒苗只有SA14-14-2減毒活疫苗。
1.1.1 滅活疫苗 ①鼠腦滅活疫苗。很多國家長期使用鼠腦滅活疫苗,它是利用Nakayama或Binjing-1病毒株接種乳鼠后腦研磨液,經福爾馬林滅活、純化等工藝制備的滅活疫苗。每毫升疫苗的鼠腦滅活苗包含接近500 μg的明膠穩定劑和低于50 ng的鼠血清蛋白[1],但各國在2006年前后陸續終止了該疫苗的生產。②地鼠腎細胞(PHK細胞)滅活疫苗。該病毒式從人病例中分離得到的JEV毒株-P3株,經小鼠腦內傳代后制成病毒懸液,接種PHK單層細胞,收獲病毒,后經甲醛滅活后加入硫柳汞,加入0.1%的人血清白蛋白做保護劑制備疫苗。該疫苗的使用曾經出現過嚴重的不良反應,并且接種次數越多,副反應發生率越高[2],我國已于2007年后停止了該疫苗的使用。
1.1.2 減毒活疫苗 目前人類用于預防流行性乙肝腦炎(JE)惟一的減毒活疫苗SA14-14-2減毒苗是由中國成都生物制品研究所研制的[3]。經20多年的使用,該疫苗未見有大量不良反應發生的報道, SA14-14-2疫苗極高的安全性和良好的有效性。但SA14-14-2是一種減毒苗,在理論上存在病毒反強的危險性[4]。
2013年10月9日,世界衛生組織(WHO)在日內瓦正式宣布:由中國生物技術股份有限公司所屬成都生物制品研究所有限責任公司生產的乙型腦炎減毒活疫苗(SA14-14-2)(以下簡稱乙腦活疫苗)通過WHO預認證。這是中國自主研發的疫苗首次通過WHO預認證,進合國采購機構的藥品采購清單,實現了零的突破,在中國疫苗發展史上具有里程碑意義。
1.2 獸用疫苗
1.2.1 弱毒疫苗 目前使用倉鼠腎細胞培養的病毒制成的弱毒活疫苗用于馬屬的免疫。SA14-14-2株減毒苗主要用于預防豬的流行性乙型腦炎疾病,也適用于馬,免疫過后均能獲得較好的保護效果。
1.2.2 滅活疫苗 鼠腦滅活疫苗是采用JEV HW1株接種乳鼠,取出現臨床癥狀和瀕臨死亡的小鼠腦組織制成懸液,甲醛滅活后制成油乳劑滅活疫苗。該疫苗需要進行二次免疫,易引起過敏反應。
2 新型疫苗
2.1 嵌合病毒疫苗
嵌合病毒疫苗是利用基因工程技術,在基因水平上改造病原體的基因組,將兩種或者多種病原體的基因片段嵌合到活載體中,從而連接到載體相應的部位或替換掉載體中相應的片段。在活載體進入組織細胞后,插入的基因片段在相應的細胞內得到表達,激發機體為產生體液和細胞免疫,從而起到預防病原體感染的作用。
2.2 DNA疫苗
DNA疫苗的理化性質穩定,體外不易受到不良因素的影響而產生降解,并且導入的質粒在機體細胞質內進行復制、轉錄和表達蛋白,Leitner等[5]的研究表明了DNA疫苗使用的安全性。
2.3 基因工程亞單位疫苗
基因工程亞單位疫苗是將編碼病毒的主要抗原基因與表達載體連接后轉入宿主細胞,并在宿主細胞內病毒蛋白得到表達,經過抽提和純化后制成基因工程亞單位疫苗。與傳統的亞單位疫苗相比,基因工程亞單位疫苗具有更好的安全性,它只含病毒結構的一部分,且不含有核酸物質,不會引發病毒感染動物[6]。
3 小結
研究JE疫苗的進展歷經久遠,不論人用乙腦病毒疫苗還是獸用乙型腦炎疫苗。隨著技術在不斷改進,乙腦疫苗的技術也相應改進,但也不忘做好最初的衛生防疫。
(1)夏天做好驅蚊蠅,以及養殖場的隔離和消毒工作,切斷傳播途徑。
(2)定期免疫疫苗免疫能刺激豬群機體產生較高水平的保護抗體,因此對本病的防控應堅持疫苗預防為主。
(3)加強飼養管理 提高種豬的免疫力,改善種豬的飼料配方,增強豬的抵抗能力。
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1.1 對象
用酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測乙肝表面抗原(HBsAg)、保護性抗體(HBsAb)、e抗原(HBeAg)、e抗體(HBeAb)、核心抗體(HBcAb),5項指標均為陰性,近期無感冒發熱,免疫前體溫正常,無接種乙肝疫苗史、肝病史及1年內無輸血史者作為免疫對象。
1.2 對象來源
采用多階段分層抽樣的方法抽取上戍鄉坎上村、藤橋鎮樟村、南浦街道柳園社區6~60歲人群1 120人,3針全程接種的對象869人,失訪人群年齡、性別與在訪人群無差異。
1.3 疫苗
疫苗采用衛生部北京天壇生物制品股份有限公司生產的重組(酵母)乙肝疫苗,劑量為每次1劑,19周歲及以上對象接種10μg×3疫苗,批號為2004060204,19周歲以下對象接種5μg×3疫苗,批號為2004020103和2005110107,疫苗均在效期內使用。
1.4 免疫程序
免疫程序為0個月、1個月、6個月,接種途徑為上臂三角肌肌肉注射。
1.5 血清檢測指標及判定標準
免疫前篩選時用ELISA法檢測HBsAg、HBsAb、HBeAg、HBeAb、HBcAb,試劑為鄭州安圖綠科工程有限公司生產。免疫后1個月采血,檢測方法采用時間分辨免疫熒光技術(TRFIA)法進行檢測,試劑由上海新波生物技術有限公司生產,試劑均在效期內使用。檢測由專人負責,按照說明書操作。篩選時為定性檢測,免疫后用定量方法檢測,抗體滴度≤2.1mIU/mL為無應答,>2.1mIU/mL<10mIU/mL為弱應答,≥10mIU/mL為陽性,作為免疫成功。
1.6 統計分析
資料收集采用Excel 2003進行數據二次輸入,核對后采用SPSS 12.0軟件進行分析
2 結果
2.1 抗-HBs陽轉情況
3劑乙肝疫苗免疫1個月后抗-HBs陽轉情況顯示,869例接種對象中有112例抗-HBs滴度<10 mIU/mL,抗體陽轉率為87.11%。不同性別的免疫應答情況見表1 。
男性抗-HBs滴度<10 mIU/mL的對象多于女性,且有統計學差異,尤其是無應答率男性明顯高于女性。
2.2 不同年齡組中不同性別抗-HBs陽轉情況
10μg組性別間抗-HBs陽轉率無明顯差異,而低年齡組(5μg)不同性別之間存在差異,6~9歲組不同性別之間無差異,10~14歲組女性抗體陽轉率高于男性,且有統計學差異,見表2。
2.3 抗體陽轉情況
不同年齡組抗體陽轉率見表3。低年齡組陽轉率明顯高于高年齡組,尤其是18歲以下人群、19~29歲陽轉率較高,經卡方趨勢性檢驗,χ2=15.675,P=0.000,不同年齡段間抗-HBs陽轉率有隨年齡增加而下降的趨勢。
2.4 乙肝疫苗的安全性
本組對象接種北京天壇生物制品股份有限公司生產的重組(酵母)乙肝疫苗后,只有2例出現局部輕微的紅腫、無發熱,48 h內恢復正常,未出現嚴重的局部或全身不良反應,證明該疫苗具有良好的安全性。
3 討論
乙肝疫苗接種后抗-HBs陽轉率報道各不相同,乙肝血源疫苗接種普通人,抗-HBs陽轉率可達95%以上,兒童接種基因疫苗后,抗-HBs陽轉率可達95.4l%~97.26%[3] 。成人接種國產酵母、進口酵母、國產CHO乙肝疫苗后1個月抗體陽轉率為90%~100%[1]。本組對象接種重組(酵母)乙肝疫苗后,抗-HBs陽轉率為87.11%,低于兒童水平,說明本研究人群對接種乙肝基因工程疫苗的反應不如兒童敏感,比成人最低值90%稍低[1]。
本研究15周歲以上人群性別之間無顯著性差異,與溫海輝等[4]的研究結果相近,10~14歲組女性抗體陽轉率高于男性,這與王昕、張萬華、張鳳梅等[5~7]報道相同,這些可能與男性人體對乙肝疫苗不敏感有關。
本研究19~29歲組陽轉率稍高于6~18歲組,但無統計學差異,可能是樣本太小或者為增加成10 μg的接種劑量有關,梁爭論等報道劑量增加抗體陽轉率將增高[1]。 19歲以上人群陽轉率低于6~18歲人群,40歲以上組低于19~29歲和7~18歲組,二者差異有統計學意義(P
接種血源型乙肝疫苗可以發生過敏反應[1],但較少見。乙肝重組(酵母)基因工程疫苗接種后不良反應一般較輕微[2],重組(漢遜酵母)乙肝疫苗接種引起不良反應較少見[9]。本組對象未出現任何嚴重的不良反應,說明國產重組(酵母)乙肝疫苗具有良好的安全性。
(S050214課題組成員陳家檔、周志清、徐未霖、李雯等在課題研究現場采樣和實驗室檢測做了大量工作,在此表示衷心感謝!)
4 參考文獻
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[5]王昕,孫樹,時景璞,等.成人接種重組酵母乙肝疫苗后免疫效果的評價[J].中國醫科大學學報,2002,31(2):121-122.
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[7]張鳳梅,陳希平,楊傳志,等.不同人群接種重組(酵母)乙型肝炎免疫效果分析[J].中國計劃免疫,2004,10(3):150.
一、基因工程
(一)基因工程的概念及發展
1.概念
基因工程又稱基因拼接技術和DNA重組技術,是以分子遺傳學為理論基礎,以分子生物學和微生物學的現代方法為手段,將不同來源的基因按預先設計的藍圖,在體外構建雜種DNA分子,然后導入活細胞,以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產新產品。
2.發展
生物學家于20 世紀50 年現了DNA 的雙螺旋結構,從微觀層面更進一步認識了人類及其他生物遺傳的物質載體,這是人類在生物研究方面的一次重大突破。60 年代以后,科學家開始破譯生物遺傳基因的遺傳密碼,簡單地說,就是將控制生物遺傳特征的每一種基因的核苷酸排列順序弄清楚。在搞清楚某些單個基因的核苷酸排列順序基礎上,進而進行有計劃、大規模地對人類、水稻等重要生物體的全部基因圖譜進行測序和詮釋。
(二)基因工程的發展現狀及前景
1.發展現狀
(1)基因工程應用于農業方面。運用基因工程方法,把負責特定的基因轉入農作物中去,構建轉基因植物,有抗病蟲害,抗逆,保鮮,高產,高質的優點。
下面列舉幾個代表性方法。
①增加農作物產品營養價值如:增加種子、塊莖蛋白質含量,改變植物蛋白必需氨基酸比例等。
②提高農作物抗逆性能如:抗病蟲害、抗旱、抗澇、抗除草劑等性能。
③生物固氮的基因工程。若能把禾谷等非豆科植物轉變為能同根瘤菌共生,或具固氮能力,將代替無數個氮肥廠。④增加植物次生代謝產物產率。植物次生代謝產物構成全世界藥物原料的 25% ,如治療瘧疾的奎寧、治療白血病的長春新堿、治療高血壓的東莨菪堿、作為麻醉劑的嗎啡等。
⑤運用轉基因動物技術,可培育畜牧業新品種。
二、基因工程應用于醫藥方面
目前,以基因工程藥物為主導的基因工程應用產業已成為全球發展最快產業之一,前景廣闊。基因工程藥物主要包括細胞因子、抗體、疫苗、激素和寡核甘酸藥物等。對預防人類腫瘤、心血管疾病、遺傳病、糖尿病、包括艾滋病在內的各種傳染病、類風濕疾病等有重要作用。我們最為熟悉的干擾素(IFN)就是一類利用基因工程技術研制成的多功能細胞因子,在臨床上已用于治療白血病、乙肝、丙肝、多發性硬化癥和類風濕關節炎等多種疾病。 并且應用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中試,并進入臨床驗證階段;專門用于治療腫瘤的“腫瘤基因導彈”也將在不久完成研制,它可有目的地尋找并殺死腫瘤,將使癌癥的治愈成為可能。
三、基因工程應用于環保方面
工業發展以及其它人為因素造成的環境污染已遠遠超出了自然界微生物的凈化能力,基因工程技術可提高微生物凈化環境的能力。美國利用DNA 重組技術把降解芳烴、萜烴、多環芳烴、脂肪烴的4 種菌體基因鏈接,轉移到某一菌體中構建出可同時降解4 種有機物的“超級細菌”,用之清除石油污染,在數小時內可將水上浮油中的2/3 烴類降解完,而天然菌株需 1 年之久。90 年代后期問世的DNA 改組技術可以創新基因,并賦予表達產物以新的功能,創造出全新的微生物,如可將降解某一污染物的不同細菌的基因通過PCR 技術全部克隆出來,再利用基因重組技術在體外加工重組,最后導入合適的載體,就有可能產生一種或幾種具有非凡降解能力的超級菌株,從而大大地提高降解效率。
(一)發展前景
基因工程應用重組DNA 技術培育具有改良性狀的糧食作物的工作已初見成效。重組DNA 技術的一個顯著特點是,它注往可以使一個生物獲得與之固有性狀完全無關的新功能,從而引起生物技術學發生革命性的變革,使人們可以在大量擴增的細胞中生產哺乳動物的蛋白質,其意義無疑是相當重大的。將控制這些藥物合成的目的基因克隆出來,轉移到大腸桿菌或其它生物體內進行有效的表達,于是就可以方便地提取到大量的有用藥物。目前在這個領域中已經取得了許多成功的事例,其中最突出的要數重組胰島素的生產。 重組DNA 技術還有力地促進了醫學科學研究的發展。它的影響所及有疾病的臨床診斷、遺傳病的基因治療、新型疫苗的研制以及癌癥和艾滋病的研究等諸多科學,并且均已取得了相當的成就。
(二)基因工程的利與弊
1.基因工程的利
遺傳疾病乃是由于父或母帶有錯誤的基因。基因篩檢法可以快速診斷基因密碼的錯誤;基因治療法則是用基因工程技術來治療這類疾病。產前基因篩檢可以診斷胎兒是否帶有遺傳疾病,這種篩檢法甚至可以診斷試管內受精的胚胎,早至只有兩天大,尚在八個細胞階段的試管胚胎。做法是將其中之一個細胞取出,抽取DNA,偵測其基因是否正常,再決定是否把此胚胎植入母親的子宮發育。胎兒性別同時也可測知。 基因篩檢并不改變人的遺傳組成,但基因治療則會。目前全世界正重視發展永續性農業,希望農業除了具有經濟效益,還要生生不息,不破壞生態環境。基因工程正可幫忙解決這類問題。基因工程可以改良農糧作物的營養成分或增強抗病抗蟲特性。可以增加畜禽類的生長速率、牛羊的泌乳量、改良肉質及脂肪含量等。
2.基因工程的弊
廣泛的基因篩檢將會引起一連串的社會問題。雖然基因篩檢可幫助醫生更早期更有效地治療病人,但可能妨礙他的未來生活就業。基因工程會產生“殺蟲劑”的作物,也可能對大環境有害,它們或許會殺死不可預期的益蟲,影響昆蟲生態的平衡。轉基因食品不同于相同生物來源之傳統食品,遺傳性狀的改變,將可能影響細胞內之蛋白質組成,進而造成成份濃度變化或新的代謝物生成,其結果可能導致有毒物質產生或引起人的過敏癥狀,甚至有人懷疑基因會在人體內發生轉移,造成難以想象的后果。轉基因食品潛在危害包括:食物內所產生的新毒素和過敏原;不自然食物所引起其它損害健康的影響;應用在農作物上的化學藥品增加水和食物的污染;抗除草劑的雜草會產生;疾病的散播跨越物種障礙;農作物的生物多樣化的損失;生態平衡的干擾。
四、結束語
隨著社會科技的進步,基因工程的發展將成為必然。盡管它會給我們帶來一些危害但是仍然為我們帶來了很多好處。不僅為我們提供了新的能源而且促進了各國的經濟的發展,所以在我們發展基因工程的同時應該盡力避免一些危害,而讓有利的方面盡可能應用。
參考文獻:
[1]陳宏.2004.基因工程原理與應用.北京:中國農業 出版社
[2]胡銀崗.2006.植物基因工程.楊凌.西北農林科技大學出版社
doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2012.02.376
乙型肝炎病毒(HBV)感染是一個全球性的公共衛生問題。我國屬乙型肝炎高感染區,乙型肝炎表面抗原(HBsAg)的攜帶率為10%~15%[1]。迄今,世界上尚無治療乙型肝炎的特效藥物。兒童尤其新生兒,感染HBV不僅影響身體健康,而且成長過程中還會面臨社會歧視,對其今后的人生有重要影響。為了解新生兒接種乙型肝炎疫苗后的免疫效果,探討新生兒乙型肝炎預防的對策和措施,筆者對南寧市婦幼保健院預防接種門診全程接種重組(酵母)乙型肝炎疫苗的741例兒童進行接種乙型肝炎疫苗后的免疫效果分析。
資料與方法
一般資料:隨機抽樣方法抽取741例嬰幼兒,男414例,女327例;1歲組387例,2歲組258例,3歲組96例。嬰幼兒均按我國現行標準注射乙肝疫苗,即出生后24小時注射第1針,1個月時注射第2針,6個月注射第3針,均為5μg的乙型肝炎疫苗,疫苗的儲存、運輸均在2~8℃的條件下。接種部位為右上臂三角肌中部,肌內注射。
方法:采集手指末端微量血,ELISA法檢測乙肝抗-HBS,用英科新創試劑盒,在有效期內使用。
結 果
1歲組乙型肝炎病毒表面抗體陽性率為80.88%,陰性率為19.12%;2歲組乙型病毒性肝炎病毒表面抗體陽性率為32.17%,陰性率為67.83%;3歲組陽性率為2.83%,陰性率為79.17%。741例兒童乙型肝炎病毒表面抗體檢測結果,1歲組嬰兒乙型肝炎病毒表面抗體陽性率與2歲、3歲組兒童比較,有顯著性差異(X2=40.38、31.09,P<0.01)。結果見表1。
討 論
乙型病毒性肝炎具有病程長、預后差、易轉為慢性等特點,受到社會的廣泛關注。廣西是乙型肝炎的高發區,乙型肝炎病毒攜帶者達總人口10%以上,每年新增感染者數百萬,約半數將轉為慢性肝炎或病毒攜帶狀態。受HBV慢性感染者易發展為慢性肝炎,甚至可轉變為肝硬化及肝癌。用乙肝疫苗免疫接種,可有效地預防HBV傳播,大大降低人群HBV的攜帶率。我國當前使用的乙肝疫苗是基因工程疫苗,是一種安全有效的制品、不良反應少,人體接種乙肝疫苗后,通過主動免疫方式產生抗體,使人體獲得對乙肝的免疫力,預防HBV感染的成效顯著。
嬰幼兒全程接種基因工程乙肝疫苗后,對血液乙型肝炎病毒表面抗體的定性測定,可以看出1歲組嬰兒乙型肝炎病毒表面抗體陽性率高達80.88%,與文獻報道的結果相近[2~3]。而本次調查結果,2歲、3歲組兒童乙型肝炎病毒表面抗體陽性率分別為32.17%和20.83%,與1歲組嬰幼兒乙型肝炎病毒表面抗體陽性率比較,有顯著性差異。說明嬰幼兒全程注射乙型病毒性肝炎基因工程疫苗后,大部分人群可以產生保護性的乙型肝炎病毒表面抗體,但隨著時間的推移,2歲以后保護性的乙型肝炎病毒表面抗體逐漸消失。
廣西免疫程序規定小兒4歲時才加強注射1次,這樣在2~4歲之間就會出現乙型肝炎表面抗體缺失階段,容易造成乙型病毒性肝炎病毒感染。不少人認為接種乙肝疫苗后可終身預防HBV感染,其實這種認識是偏面的。嬰幼兒按計劃規范接種乙肝疫苗后,抗體水平逐年下降,3~4歲年齡組兒童抗體陽性率最低,處于弱保護狀態。一些兒童對乙肝疫苗無應答[4]。因此接種乙肝疫苗并非一勞永逸,筆者建議兒童2歲左右檢測乙型肝炎病毒表面抗體,若出現表面抗體陰性,應給予全程接種乙型肝炎疫苗,以預防乙型肝炎病毒感染。
參考文獻
1 付曉玲,張全獎,韋海濤.2552名2~14歲兒童接種重組酵母乙型肝炎疫苗免疫效果觀察及分析[J].中華預防醫學雜志,2007,41(3):231-232.