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一支疫苗是如何从诞生到给人注射的?

发布时间:2019-01-08}人气:159

1796年,英国医生爱德华·詹纳斯(Edward Jenner)发明了天花疫苗。他从牛体中提取天花病毒(牛痘),将其接种给人体,使人体产生对天花病毒的免疫力。1885年,法国科学家路易·巴斯德(Louis Pasteur)发明了狂犬病疫苗。他发现狂犬病病毒会在实验室中长期培养,因此他把病毒弱化,制作出了能够刺激人体产生免疫力的疫苗。20世纪初,疫苗的发明进入了高峰期。黄热病疫苗、鼠疫疫苗、脊髓灰质炎疫苗、百日咳疫苗等先后被发明出来。随着科技的发展,现代疫苗的研制越来越高效、安全。例如,目前疫苗的研制可以使用生物技术和分子生物学技术,如重组蛋白疫苗、核酸疫苗等。

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一、疫苗萌芽

18世纪,天花是一种十分致命的疾病,因此詹纳斯开始思考如何预防这种疾病。他注意到,农民经常得到一种叫做牛痘(cowpox)的病,这种病与天花有很多相似之处,但牛痘并不致命,而且往往能够使人对天花产生免疫力。因此,詹纳斯开始对这个现象展开研究。

1796年5月14日,詹纳斯从一位牛痘患者手上采集了一些病毒,然后将病毒注射到了一个名叫詹妮·安·葛德菲(James Phipps)的8岁男孩身上。几天后,詹妮·安·葛德菲出现了轻微的发热和头痛症状,但并未感染天花。随后,詹纳斯将天花病毒接种到这个男孩身上,惊奇地发现他并没有感染天花。

詹纳斯随后对其他人进行了类似的试验,并获得了相似的结果。这表明通过接种牛痘病毒可以预防天花的感染,这也成为了人类历史上第一个成功的疫苗。后来,这种疫苗被称为天花疫苗,被广泛用于预防天花的传播,成为了现代医学史上的重大成就之一。

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二、疫苗缓慢成长

1877年,法国的大部分省份,都遭受了“西伯利亚瘟疫”的侵袭,家畜大量死亡。应农业部长请求,巴斯德出手,调查解决炭疽问题。巴斯德在感染炭疽死亡的鸡身上取得细菌标本,并在实验室的鸡肉培养基中观察、繁殖,再将培养出来的细菌注射到动物身上,反复试验。1879年,他偶然发现,在一定条件下生长的鸡霍乱菌不再致病,还可诱发免疫力。于是,他把病原菌加热到42度,降低其发作的毒性。先给羊接种这种减毒炭疽疫苗,之后再给羊注射有毒的病原菌,炭疽热便不会发作。

1883年8月,巴斯德给出了疫苗制备的整个流程。他第一次把一种真正的生物试剂与化学家的灭菌技术结合在一起。毒力已减弱、不致病的微生物是刺激动物天然抵抗力,促进抗传染能力的武器。

巴斯德将“疫苗接种”归功于他的前辈爱德华·詹纳。如果说詹纳发明和推广了疫苗接种,是巴斯德研究的灵感源泉,那么巴斯德则形成了一套科学规范的可供复制与推广的安全疫苗生产流程。

1885年7月6日,一个九岁男孩被带到巴斯德面前,他两天前被疯狗咬伤, 身上有14个伤口,情形十分严重。如果不及时治疗,狂犬病一定会发作,孩子必死无疑。虽然狂犬病毒不能像细菌那样分离培养,但已确证引起狂犬病的病原微生物存在于患病动物的嵴髓或脑组织中。因此,巴斯德选择兔脑传代,以获得减毒株,然后再制成活疫苗,并用这种疫苗成功地抢救了被狂犬病狗咬伤者的生命。接着,他用这种疫苗接种给一个又一个的狂犬病患者,成功地使这些人产生了免疫力,并且最终研制出了一种安全、有效的狂犬病疫苗。

这个过程标志着疫苗的历史上又一次重大的突破,同时也奠定了预防接种的基础理论,为今后疫苗研发提供了启示和指导。

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三、疫苗飞速发展

随着分子生物技术、生物化学、遗传学和免疫学的迅速发展,疫苗研制的理论依据和技术水平不断完善和提高,一些传统经典疫苗品种又进一步改造为新的疫苗,而另一些用经典技术无法开发的疫苗则找到了解决问题的途径。因此,针对不同传染病及非传染病的亚单位疫苗、重组疫苗、核酸疫苗等新型疫苗不断问世。

亚单位疫苗:通过化学分解或有控制性的蛋白质水解方法使天然蛋白质分离,提取细菌、病毒的特殊蛋白质结构,筛选出具有免疫活性的片段制成的疫苗,称为亚单位疫苗。亚单位疫苗仅有几种主要表面蛋白质,因而能消除许多无关抗原诱发的抗体,从而减少疫苗的副反应。

重组基因疫苗:1972年诞生于美国斯坦福大学,此后迅速在全球普及,为生命科学带来了革命性进步,当然疫苗的制备也不例外。重组基因技术的应用为疫苗研究开辟了一个全新途径。基因工程疫苗是使用DNA重组生物技术,把病原体外壳蛋白质中能诱发机体免疫应答的天然或人工合成的遗传物质定向插入细菌、酵母或哺乳动物细胞中,经表达、纯化后而制得的疫苗。在基因工程疫苗中,比较成功的是重组乙型肝炎病毒表面抗原蛋白——乙型肝炎疫苗,具有较好的免疫效果,现全球已有包括中国在内的150余个国家将其列入计划免疫。

核酸疫苗:核酸疫苗又称基因疫苗。这种疫苗通过肌肉注射,能在肌细胞中获得较持久的抗原表达,该抗原能诱导抗体产生、T细胞增殖和细胞因子释放,尤其是能诱导细胞毒性T细胞的杀伤作用。而细胞毒性T细胞介导的特异性免疫应答在抗肿瘤、抗病毒及清除胞内寄生物感染方面起着重要作用。在众多的疫苗中核酸疫苗因其独特的优势倍受人们关注。

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四、治疗性疫苗

100多年前,抗生素还未发明,人们对微生物感染性疾病缺乏有效的治疗手段。1890年罗伯特·科赫(Robert Koch)提出用结核菌素和甘油悬液作为背部皮下注射治疗结核病,这种方法类似“以毒攻毒”法,但因治愈率低,全身反应重和死亡率高而告失败。1902年Wright用加热灭活的金葡菌苗治疗复发性疖病,发现菌苗能增强患者血清对葡萄球菌的凝集力,他认为接种相应菌苗可提高对传染性病原体的天然免疫力并首先提出了疫苗疗苗学说。Wright成为现代疫苗疗法的奠基人。20世纪初期,疫苗疗法得到了广泛应用,主要用于治疗慢性或复发性细菌性疾病如葡萄球菌性皮肤病和慢性淋病。1940年后,疗效卓著的抗生素成为治疗传染病的主要手段,使疫苗疗法进入低潮。最近几年,由于证实疫苗疗法能增强AIDS患者对HIV的天然免疫力,使其又成为研究的热点。

作用机理:治疗性疫苗是在机体已经感染病毒之后再注射疫苗,此时机体已经具有病毒的抗原,但由于机体免疫反应的部分缺陷,不能发挥作用,治疗性疫苗通过不同途径把微生物抗原提呈给免疫系统,来弥补或激发机体的免疫反应(特别是细胞毒性T细胞,CTL的杀伤活性)从而达到清除病毒的治疗作用。还有一种说法是机体接受治疗性疫苗后,刺激TPB细胞增殖,激活巨噬细胞,促进NK细胞杀伤肿瘤细胞,从而发挥免疫增强作用。


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