細菌感染的免疫預防（一）

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

表1  人工主動免疫與人工被動免疫的比較

一、人工主動免疫

人工主動免疫是將疫苗（vaccine）接種於人體，使之產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、減毒活疫苗和類毒素，但對於某些抗原性弱且易於發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。對於一些免疫保護機製不清、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疫苗。

現代疫苗學的發展策略主要有：①將病原微生物保護性抗原基因克隆到合適的載體，再導入適宜的表達係統中表達，製成亞單位疫苗；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（如乳杆菌）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粒，構建成活載體疫苗，高效表達目的抗原以刺激宿主免疫係統；③預防多種疾病、接種次數少的多價抗原聯合疫苗；④利用質粒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係統的調節；⑥特定免疫原或免疫調節劑投遞的新型微粒載體係統。因此，疫苗的形式從過去較單一的滅活疫苗、減毒活疫苗，發展到現代的基因工程重組蛋白質疫苗、化學合成多肽疫苗（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展到預防與治療。疫苗總的發展趨勢是增強免疫效果，簡化接種程序。

（一）滅活疫苗（inactivated vaccine）

選用免疫原性強的病原體，經人工大量培養後，用理化方法殺死，但仍保留抗原性而製成的生物製品，稱之為滅活疫苗。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。滅活疫苗製造工藝相對簡單，免疫原性穩定性高，易於製備多價疫苗，疫苗安全性高，易於保存，一般4℃可保存1 年左右。缺點主要是：①接種劑量大；②注射局部和全身的不良反應較大；③免疫維持時間短，需接種多次。為減少接種手續，可將不同種類的死疫苗適當混合組成聯合疫苗，例如傷寒和副傷寒甲、乙混合的三聯疫苗，多個型別鉤端螺旋體組成的多價鉤端螺旋體疫苗等；④滅活疫苗不能模擬病原體在宿主中的自然感染過程，主要刺激宿主產生體液免疫，粘膜免疫和細胞免疫應答不強。

（二）減毒活疫苗（live-attenuated vaccine）

從自然界發掘，或通過人工培育篩選，或通過基因突變或重組，將病原體的毒力降低到足以產生模擬自然發生隱性感染，誘發理想的免疫應答而又不產生臨床症狀的疫苗，稱之為減毒活疫苗。例如，牛結核分枝杆菌在人工培養基上經13年230次傳代後獲得的卡介苗（BCG）。

與滅活疫苗相比，減毒活疫苗的最大優點是：能模擬自然感染過程，誘發全麵、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，一般隻需接種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並征。活疫苗的缺點是：存在毒力回複突變危險；需冷藏保存，且保存期短，但此不足可用凍幹法改進劑型來克服。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，僅含能誘發宿主產生中和抗體的微生物蛋白或表麵抗原的疫苗。其突出優點是已除去病原體中不能激發機體保護性免疫和對宿主有害的部分，隻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複突變和滅活疫苗的感染性複活作用，對機體引起的不良反應越來越小。亞單位疫苗可分為：

1．非重組的亞單位疫苗  是由單個蛋白或寡糖組成的疫苗，采用化學方法將這些免疫原物質予以抽取、純化。例如肺炎鏈球菌、腦膜炎奈瑟菌、流感嗜血杆菌的主要保護性免疫原是莢膜多糖，白喉棒狀杆菌和破傷風梭菌是外毒素；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（如破傷風類毒素、白喉類毒素）等結合成偶聯疫苗（conjugate vaccine），以增強多糖免疫原的應答反應。細菌外毒素經0.3%～0.4%甲醛處理後，失去毒性但仍保持免疫原性，成為類毒素（toxoid）。加入適量磷酸鋁或氫氧化鋁等吸附型佐劑則成為精製的類毒素。它們在機體內吸收緩慢、能較長時間刺激機體，可以增強免疫效果，誘導機體產生抗毒素。常用的白百破三聯疫苗是將滅活的百日咳鮑特菌與白喉、破傷風兩種類毒素混合而成。優點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類毒素的免疫效果。

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粒，在合適的表達係統（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製成的疫苗。最成功的是乙型肝炎基因工程疫苗。近年來，以微生物基因組學為平台，應用生物信息學、蛋白組學和體內表達技術（in vivo expression technology）等，預測和尋找致病菌毒力或毒力相關抗原、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行高通量表達，再對純化重組蛋白進行體外和體內免疫學分析，篩選出有效的保護性抗原，可大大加快疫苗的研究進程。此外，采用細菌表麵展示技術（surface display in bacteria），將外源性抗原肽或蛋白與細菌表麵的細胞壁蛋白或外膜蛋白融合，以正確的構象和方向插入並錨定在細胞壁或外膜表麵，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粒上，然後直接導入宿主體內，以持續表達目的免疫原，進而誘發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於所使用抗原類型的不同。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後加工，可提供與天然構象極為接近的目的蛋白，提呈給宿主免疫係統，與自然感染過程相似。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，較長時間維持較高的蛋白水平，免疫具有連續性，一次接種可獲得長期或終身免疫力。目前，對核酸疫苗的確切作用機製，以及接種人體的安全性等問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，又稱植物疫苗，是指將有效免疫原編碼基因導入植物細胞並在其中表達和積累，人食用已表達目的抗原的轉基因植物後，可誘發宿主產生特異性免疫應答的新型疫苗。已嚐試用於多種重組疫苗的研製，有一定的應用前景。轉基因植物生產疫苗有兩種方法：一是建立穩定的整合抗原基因的表達植株，並可通過無性或有性繁殖生產大量的轉基因植物；二是建立瞬時表達植株，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複製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等嚐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，隨著抗生素的問世和迅速發展，治療性疫苗用於傳染病治療的研究進入低潮。近年來，由於對病原微生物的致病機製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，主要用於免疫預防作用，對機體無明顯的病理損傷，使用安全可靠，已在世界範圍內廣泛用於傳染病的預防接種。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並表達的嵌合性疫苗。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。治療性疫苗可用於慢性感染性疾病、腫瘤和過敏性疾病的治療。由於治療性疫苗屬於免疫治療，可能伴有免疫損傷而有一定的不良反應。

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