6.3.1 基因工程重组疫苗-乙肝疫苗在线视频

同学们大家好

在之前的课程学习中

我们已经学习了基因工程的基本定义

和常规操作方式

今天这节课我们就来了解一下

在预防医学领域

在大家都非常熟悉的疫苗的生产工艺中

基因工程给我们带来了哪些技术突破

解决了哪些问题

谈到预防医学不得不说到疫苗

相信每位同学都有过接种疫苗的经历

用老百姓的话说就是打预防针

那么什么是疫苗呢

我们注射的预防针里到底是什么成分

赋予了我们抵抗疾病的能力

科学地说疫苗是将病原微生物

如细菌、立克次氏体、病毒等

或者代谢产物

经过人工减毒 灭活

或者利用转基因等方法制成的

用于预防传染病的自动免疫制剂

也就是说疫苗也并不是原始的

能够导致疾病的病原微生物

但是它保留了病原微生物

刺激人体免疫系统的特性

对我们人类来说

当我们接触到这种不具伤害力的病原物质后

免疫系统便会产生一定的保护物质

如免疫激素 活性生理物质 特殊抗体等

并形成免疫记忆

当我们再次接触到这种病原生物时

机体的免疫系统便会按照原有的记忆

制造更多的保护物质

来阻止这种特定病原生物的伤害

举例来说如果我们接种了乙肝疫苗

并产生了有效的足量的抗体

那么当我们接触到乙肝病毒的时候

就不会发生感染

因为病毒会迅速地被抗体杀灭

我们都知道乙型病毒性肝炎

是由乙型肝炎病毒引起的

以肝脏病变为主的一种传染病

除了急性发作以外

有些患者可能会转变为慢性化

甚至发展成肝硬化少数可发展为肝癌

几乎所有的同学都注射过乙肝疫苗

在中国乙肝疫苗属于第一类疫苗

是指政府免费向公民提供的疫苗

这是因为咱们中国是个乙肝大国

乙肝病毒在中国的流行程度

曾经令人触目惊心

上个世界90年代

中国的乙肝病毒携带者近1.3亿人

也就是每10个人中就有一个乙肝病毒携带者

即便后来在乙肝的预防和治疗上

我们付出了诸多的努力

到2013年中国人中

乙肝表面抗原阳性率仍然高达为7.18%

那么既然注射疫苗

可以为我们带来抵抗病原感染的能力

会不会有潜在的风险呢

曾经这个答案是肯定的

特别是当这种疫苗的类别是

减毒活疫苗的时候

顾名思义减毒活疫苗是指

病原体经过各种处理后

发生变异 毒性减弱

但仍保留其免疫原性

将其接种到身体内

不会引起疾病的发生

但病原体可在机体内生长繁殖

引发机体免疫反应

起到获得长期或终生保护的作用

这种突出的优势同时也存在潜在的危险性

这种危险性表现在两个方面

第一免疫力差的部分个体

在接种后可能会引发感染

也就是说接种疫苗

反而成为了感染疾病的途径

第二被减低了毒性的病毒如果发生突变

可能会重新恢复毒力引发感染

比如说大家小时候都吃过的糖丸

就是一种减毒活疫苗

可以用于预防脊髓灰质炎

但是根据世界卫生组织的统计数据

接种后仍然有二百四十万分之一的可能性

会发生疫苗相关性脊髓灰质炎麻痹

虽然这个概率已经足够低

但是仍然是科学家和医生们所不愿看到的

更是遭受这样不幸的患者所不能接受的

回顾乙肝疫苗的发展历史

乙肝疫苗的发明是一个艰难而漫长的过程

人类在1967年认识了乙肝病毒

之后一个集天使和恶魔于一身的

美国儿科医生索尔克鲁曼

通过在智障儿童身上的实验

不但得出了乙肝可经血液传播的结论

还首次通过加热处理患者的血清

获得了乙肝的减毒活疫苗

接下来在20世纪70年代

美国默克公司的研究人员通过长期的努力

从乙肝感染者的血液中

分离纯化除了安全的乙肝疫苗

疫苗研制出来了

但美国食品药品监督管理局

也就是大家熟知的FDA

却不批准进行临床实验

原因很简单

疫苗是从乙肝感染者血液中提取的

虽然其检测结果非常满意

但FDA仍然担心有传播乙肝病毒

乃至艾滋病毒的危险

这也不难理解如果有人告诉你

要给你注射的疫苗

是以艾滋病患者的血液为原料的血制品

无论对方给你提供多么完美的检测数据

你恐怕也会有心理障碍

直到1981年饱经磨难的乙肝疫苗

终于通过了临床实验

证明疫苗可以将乙肝感染率降低75%

从而获得了FDA的上市批准

这是人类历史上第一种商业化的乙肝疫苗

也是人类对抗乙肝的一次革命性突破

但是这种疫苗的提取源头是血液

宝贵而且有限

再加上由此造成的高昂的价格

使其难以在大众中普及

真正革命性地改变了乙肝疫苗制备工艺的

是我们目前正在学习的基因工程技术

这一技术最终解决了疫苗原料的来源问题

避免了接种疫苗后

感染血液传播性疾病的安全隐患

同时 提高了疫苗的生产效率和产量

降低了成本

从而使得疫苗大规模生产成为可能

更有利地控制了乙肝的蔓延

真正做到了造福大众

第一支获得上市批准的

基因工程重组乙肝疫苗诞生于1986年

这是一个重要的里程碑

接下来我们就来了解一下

利用基因工程重组技术

生产的乙肝疫苗是怎么制备出来的

首先我们需要将乙肝病毒表达的

表面抗原的编码基因构建到合适的质粒中

然后在啤酒酵母菌或者中国仓鼠卵巢细胞中

表达出乙肝表面抗原的亚单位

将发酵后的酵母或者细胞悬液

通过细胞破碎和一系列超滤

硅胶吸附 洗脱等工序

再经过疏水层析

就可以使得产品的抗原蛋白纯度

达到制作疫苗的要求

具体来说在基因工程的操作层面

我们可以通过反转录法或是化学合成法

获取到乙肝表面抗原的目的基因

然后就需要挑选一个合适的表达体系

相比起来中国仓鼠卵巢细胞

作为表达体系更加优于啤酒酵母菌

原因有以下几点

首先因为仓鼠细胞来自于高等哺乳动物

具有准确的转录后修饰功能

表达出的蛋白质在分子结构

理化特性和生物学功能方面

更加接近于目标蛋白分子

第二具有产物胞外分泌功能

便于下游产物的分离纯化

并且因为这种细胞属于成纤维细胞

很少分泌自身的内源蛋白

利于外源蛋白的后分离

第三中国仓鼠卵巢细胞贴壁生长

具有较高的耐受剪切力和渗透压的能力

而且支持重组基因的高效扩增和表达

咱们中国从1994年

引进了乙肝疫苗生产技术

从此被乙肝大国帽子困扰多年的中国

终于获得了向乙肝宣战的有力武器

此后中国投入了大量资金

开始大规模免费接种和补种乙肝疫苗

并取得了举世瞩目的巨大成功

我们来对比一下这个数据

1987年中国5岁以下儿童的乙肝感染率为10%

到2015年30年不到的时间

这一数字被降到1%以下

与此同时

中国新生儿首针乙肝疫苗接种率

达到了96%

今天我们在全中国的医院产房

和产科手术室都可以看到

刚刚离开母亲温暖子宫的新生宝宝

在经过简单擦洗和包扎后

就会在小胳膊上被注射一针乙肝疫苗

这是他一生中的第一针疫苗

也是祖国送给她的一份珍贵的健康礼物

可以想见

这样大规模疫苗接种若能持之以恒

中国摘掉乙肝大国帽子的那一天

指日可待