基因工程方法生产乙肝疫苗(详细参考)
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重组乙肝疫苗的研制生产过程、理化性质、生物学活性、临床应用国际上先后研制出了第一代血源性乙肝疫苗和第二代基因工程乙肝疫苗。
第一代乙肝疫苗主要运用乙肝病毒携带者血清中提取纯化出的的乙肝病毒表面抗原,先后经过减毒处理和添加佐剂后注入人体预防接种。
但是由于对血源性疫苗安全性存在顾虑,人们进一步着手开发第二代乙肝疫苗,也就是基因重组疫苗。
第一步是分离目的基因,获得目的DNA片段的方法主要有两种,一是直接从细胞基因组中分离,二是人工合成。
第二步是将DNA片段和载体在体外连接重组,成为重组DNA分子,多采用连接酶的方法连接。
第三步是基因克隆,即将重组体DNA分子,引进合适的宿主细胞(大肠杆菌、酵母)中增殖。
根据所用载体的不同,可选用转化(以质粒作载体时,重组体DNA分子以此种方式进入感受态的宿主细胞,以获得转化子菌落)、转染(λ噬菌体作载体时,构成的重组体DNA分子,以此种方式进入宿主细胞,可转染得到噬菌斑)、转导(λ噬菌体DNA与外源DNA组成的重组体DNA分子,与噬菌体蛋白组装成具有感染力的噬菌体颗粒,即人工包装的噬菌体颗粒,引入宿主细胞)的方法,往宿主细胞引入重组体DNA分子。
第四步是目的基因克隆的筛选与鉴定,即从大量携带重组体DNA分子的细胞中分离出带目的基因的细胞。
因为不是所有的细胞都能获得重组体DNA分子,为了获得摄取了重组体DNA分子细胞,需经筛选,才能将其与未摄取重组体DNA分子的细胞区别开来,并作进一步鉴定。
筛选含有重组体DNA分子细胞的方法,一般都是以载体DNA 及目的基因的遗传标记及分子特征为依据,并结合受体细胞的基因表型而建立起来的。
由于许多质粒都具有抗生素等药物的抗性标记,因此,在含有一定浓度抗生素的选择培养基上,可以很容易地把摄取了重组体DNA分子,因同时也获得了抗生素抗性的细胞辨认出来。
但药物筛选只是一个方面,依据它只能判断质粒载体是否进入了受体细胞,还不能确定受体细胞是否摄取了含有目的基因的重组体DNA分子。
基因工程乙肝疫苗(总4页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--基因工程乙肝疫苗【摘要】基因工程乙型肝炎(乙肝)疫苗是人类同乙肝斗争的产物,是现代生物技术的重大成果。
它优质、安全、高效,可避免因乙肝导致的对人类健康的危害和巨大的经济损失。
基因工程乙肝疫苗(酵母重组)在我国乃至世界的乙肝计划免疫中日益发挥着重要作用,成为控制乙肝流行的主要疫苗【关键字】基因工程乙肝疫苗血缘乙肝疫苗一、乙肝疫苗病理目前使用的商售乙肝疫苗的一些明显的缺点是抗体应答较迟,一部分接种者不产生应答或应答较低。
一般情况下,有10%的成人不产生应答,另有5%~10%的接种者抗HBs水平低于100mIU/ml,HB疫苗低应答与许多因素相关,如年龄较大、吸烟、营养不良、肥胖、肾功能衰竭或免疫抑制者,特别是受主要组织相容性复合物(majorhistocompatibilitycomplex,MHC)和T细胞受体等因素的影响,如何提高疫苗的应答水平是当今HB疫苗研究的热点。
有学者认为无应答和低应答者实际上是迟缓应答而已,通过增加剂量可能会促使抗体的产生,但尚待进一步研究验证。
由于现在使用的疫苗中未包含病毒变异株的基因,故有必要进行进一步的研究,在未来疫苗的配方中应尽可能包含这类病毒株,提高应答率。
二、基因工程乙肝疫苗取代血源乙肝疫苗已成定局:基因工程乙肝疫苗较之于血液乙肝疫苗主要区别之一在于它生产来源不同。
它有着许多血源乙肝疫苗不可比拟的优势。
自1985年以来,我国一直采用接种血源乙肝疫苗预防乙肝,血源乙肝疫苗对控制我国乙肝大面积流行曾起了很大作用,但是,由于血源乙肝疫苗需用乙肝病毒表面抗原携带者的血浆为原料,它具有一些自身无法克服的缺点:其一,乙肝表面抗原携带者由于已感染乙肝病毒,在此情况下,再抽取其血浆作为乙肝疫苗原料,对携带者的身体健康有损害;其二,疫苗的生产受到乙肝病毒表面抗原携带者血浆来源和质量限制,无法大规模稳定生产;其三,在表面抗原阳性血浆的采集、运输和加工过程中,存在着引发血源性传染病流行的可能性;其四,在血源乙肝疫苗的生产过程中,虽采用三步灭活工艺,但三步灭活不足以将血源中所有已知和未知的潜在致病因子全部灭活,难以最大限度地保证血源乙肝疫苗受种者绝对安全;三、基因工程乙肝疫苗(酵母重组)的产量、生产工艺和质量控制1.基因工程乙肝疫苗(酵母重组)的产量:高效稳定的大规模工业化生产是基因工程乙肝疫苗的一大优势。
乙肝疫苗生物制品产品制备工艺流程英文回答:Production Process of Hepatitis B Vaccine Biologics.The production process of hepatitis B vaccine biologics involves several key steps to ensure the safety, efficacy, and quality of the final product.1. Cell Culture:Yeast cells (Saccharomyces cerevisiae) are used to produce the hepatitis B surface antigen (HBsAg), which is the main component of the vaccine.The yeast cells are genetically engineered to express the HBsAg protein.The cells are cultured in a bioreactor under controlled conditions to optimize HBsAg production.2. Purification:The culture broth containing HBsAg is harvested and purified through various steps, such as:Centrifugation to remove impurities.Ultrafiltration to concentrate the HBsAg.Chromatography to separate HBsAg from other proteins.3. Inactivation (for Inactivated Vaccines):For inactivated vaccines, the purified HBsAg is chemically inactivated using formaldehyde.Inactivation ensures that the virus is not capable of causing infection while retaining its immunogenic properties.4. Adjuvantion (Optional):Adjuvants can be added to enhance the immuneresponse to the vaccine.Common adjuvants used in hepatitis B vaccinesinclude aluminum hydroxide or AS04.5. Formulation:The purified HBsAg or inactivated HBsAg isformulated into the final vaccine product.Other components, such as preservatives, stabilizers, and buffers, are added to maintain the stability andefficacy of the vaccine.6. Filling and Packaging:The formulated vaccine is filled into sterile vials, prefilled syringes, or other appropriate containers.The containers are sealed and labeled with product information.7. Quality Control:Extensive quality control tests are performed throughout the production process to ensure that the vaccine meets the required standards of safety and potency.Tests include sterility testing, potency assays, and evaluation of physical and chemical properties.中文回答:乙肝疫苗生物制品生产工艺流程。
基因工程乙肝疫苗的制备【摘要】基因工程乙肝疫苗是通过构建含有乙肝表面抗原的重组质粒转染酵母细胞,制备乙肝病毒表面的有效蛋白。
本文主要介绍基因工程疫苗--重组酵母乙肝疫苗制备的基本原理和工艺流程,以及乙肝疫苗的纯度分析方法。
【关键词】 乙肝疫苗 重组质粒 工艺流程1.基因工程乙肝疫苗产生背景疫苗是人类目前可以彻底消灭某一疾病的唯一武器,接种疫苗被认为是最有效、最经济的疾病预防手段。
《发展中国家消灭乙型肝炎免疫接种计划实施指南》中指出:“世界上四分之三的人口生活在中或高乙肝流行区,因此,唯一的策略就是有效地减少乙肝的流行,最终消灭乙肝······”世界卫生组织肝炎专家及计划免疫全球咨询组认为:控制全球乙型肝炎及减少死亡的策略是开展大规模的婴儿及学龄前儿童的乙肝疫苗接种。
我国卫生部制定的目标是从92年开始在全国逐步推行乙型肝炎(HB )计划免疫。
92年全国共生产血源疫苗1500万人份,尚不能满足新生儿接种需要,如考虑其他人群,缺口更大。
为了实现HB 计划目标,进一步为控制全球HB 做出贡献,我们必须大规模提高HB 疫苗的产量和进一步提高质量。
血源HB 疫苗原料为无症状带毒者的HBsAg 阳性血浆。
血源价格昂贵,供应量有限,采集困难。
因此血源疫苗的产量和成本受到原料的限制。
利用基因工程重组微生物细胞表达HBsAg 生产HB 疫苗的技术,原料易得,价廉,适宜进行大规模生产,有可能大幅度降低成本。
2.使用重组酵母的原因和重组酵母构建2.1使用重组酵母的原因使用重组酵母进行乙肝疫苗的大规模生产,有如下几点原因:(1).酵母对培养基的要求低,价廉易得。
(2).酵母细胞生长快,故生产率高。
(3).动物细胞生长慢,容易染菌,对操作要求严。
(4).酵母系统容易放大,动物细胞系统放大难。
2.2重组酵母构建HBV 只有3200bp ,为双链的DNA,是一个相当小的病毒。
基因工程乙肝疫苗的制备方法哇塞,说起基因工程乙肝疫苗的制备方法,这可真是个超级有趣又超级重要的事儿呢!你知道吗,基因工程乙肝疫苗就像是我们对抗乙肝这个“小怪兽”的超级武器。
那它是怎么被制造出来的呢?这可得好好讲讲。
首先呢,得有一些关键的“原材料”,就像做菜要有菜和调料一样。
这里面最重要的就是含有乙肝病毒表面抗原基因的质粒啦。
这就好比是制造武器的蓝图,有了它,才能开始后续的工作呀。
然后呢,把这个质粒放到合适的细胞里,让细胞像个小工厂一样开始生产乙肝病毒表面抗原。
这些细胞就会努力工作,不断地制造出我们需要的东西来。
这就好像是让一群勤劳的小蜜蜂开始酿蜜一样。
接下来,等细胞生产了足够多的抗原后,就得把它们收集起来啦。
这可不是一件容易的事儿哦,就像从一大桶蜂蜜里把纯净的蜜给分离出来一样。
收集好了抗原,还得进行一些处理和纯化,把杂质去掉,让我们得到的是纯净的、高质量的乙肝疫苗。
这就好比是把刚采下来的棉花加工成洁白柔软的棉花团。
再之后呢,要对疫苗进行严格的检测,确保它是安全有效的。
这可不能马虎呀,就像我们出门前要检查一下钥匙带没带一样重要。
最后,经过层层关卡的乙肝疫苗就可以被包装好,准备送到需要它的地方去啦。
你想想,这么复杂的过程,得有多少科学家和工作人员付出努力呀!他们就像是一群勇敢的战士,在为我们的健康而战斗呢。
基因工程乙肝疫苗的制备,真的是一项了不起的成就呢!它让我们有了对抗乙肝的有力武器,保护了无数人的健康。
难道这还不值得我们为它点赞吗?我们能生活在有这样先进技术的时代,真的是太幸运啦!所以呀,我们要好好珍惜这一切,也要感谢那些为了我们的健康而默默付出的人们。
希望未来还会有更多更好的疫苗出现,让我们的生活更加健康、美好!你说是不是呢?。
基因工程方法生产乙肝疫苗乙肝病毒的感染可导致慢性肝脏疾病甚至肝癌的发生。
[1] 我国乙肝感染率为60%,乙肝表面抗原携带率约为10%,有约1.2亿人携带乙肝病毒。
[2] 疫苗接种是预防乙肝的主要途径。
国际上先后研制出了第一代血源性乙肝疫苗和第二代基因工程乙肝疫苗。
第一代乙肝疫苗主要运用乙肝病毒携带者血清中提取纯化出的的乙肝病毒表面抗原,先后经过减毒处理和添加佐剂后注入人体预防接种。
[3] 但是由于对血源性疫苗安全性存在顾虑,人们进一步着手开发第二代乙肝疫苗。
[4]1982年, Valenzuela等人在国际上首次成功运用基因手段构建重组质粒,在酵母中表达出乙肝病毒表面抗原。
[7] 1986年,美国批准了酵母来源基因工程方法生产的乙肝疫苗投放市场。
[5] 本文主要内容是简要总结运用基因工程方法,以酵母为载体生产乙肝疫苗的流程。
乙肝病毒中决定乙肝病毒抗原性的蛋白是乙型肝炎病毒(HBV)包膜蛋白,主要包括:乙肝病毒表面抗原(HBsAg),前S1抗原和前S2抗原。
乙肝病毒包膜相关蛋白的编码基因位于HBV基因组的S区。
S区基因有三个起始密码子和同一个终止子,从不同的起始密码子开始转录,可得到三种不同的包膜蛋白。
小蛋白(SHB,即主表面蛋白,S蛋白)包括表面抗原HBsAg(p24为非糖基化形式,gp27为糖基化形式),由226个氨基酸组成;中蛋白(MHB)除了具有S蛋白的226个氨基酸,N端多出55个氨基酸残基(前S2蛋白);大蛋白(LHB)除了具有S蛋白和前S2蛋白还具有前S1蛋白。
在完整的乙肝病毒Dane毒粒中,小蛋白、中蛋白与大蛋白通过各自S蛋白之间的二硫键共价连接,外包脂膜形成完整颗粒。
由于三种蛋白中均包括S蛋白区域,故含有HBsAg的疫苗可以在机体中引发针对乙肝病毒的免疫反应。
[2]基因工程技术生产乙肝疫苗首先要选择表达HBsAg的载体系统。
在之前的研究中发现,若选用细菌为基因表达载体,即使使用强启动子,也不能得到大量具有免疫原性的基因表达产物。
重组乙肝疫苗的研制生产过程、理化性质、生物学活性、临床应用
国际上先后研制出了第一代血源性乙肝疫苗和第二代基因工程乙肝疫苗。
第一代乙肝疫苗主要运用乙肝病毒携带者血清中提取纯化出的的乙肝病毒表面抗原,先后经过减毒处理和添加佐剂后注入人体预防接种。
但是由于对血源性疫苗安全性存在顾虑,人们进一步着手开发第二代乙肝疫苗,也就是基因重组疫苗。
第一步是分离目的基因,获得目的DNA片段的方法主要有两种,一是直接从细胞基因组中分离,二是人工合成。
第二步是将DNA片段和载体在体外连接重组,成为重组DNA分子,多采用连接酶的方法连接。
第三步是基因克隆,即将重组体DNA分子,引进合适的宿主细胞(大肠杆菌、酵母)中增殖。
根据所用载体的不同,可选用转化(以质粒作载体时,重组体DNA分子以此种方式进入感受态的宿主细胞,以获得转化子菌落)、转染(λ噬菌体作载体时,构成的重组体DNA分子,以此种方式进入宿主细胞,可转染得到噬菌斑)、转导(λ噬菌体DNA与外源DNA组成的重组体DNA分子,与噬菌体蛋白组装成具有感染力的噬菌体颗粒,即人工包装的噬菌体颗粒,引入宿主细胞)的方法,往宿主细胞引入重组体DNA分子。
第四步是目的基因克隆的筛选与鉴定,即从大量携带重组体DNA分子的细胞中分离出带目的基因的细胞。
因为不是所有的细胞都能获得重组体DNA分子,为了获得摄取了重组体DNA分子细胞,需经筛选,才能将其与未摄取重组体DNA分子的细胞区别开来,并作进一步鉴定。
筛选含有重组体DNA分子细胞的方法,一般都是以载体DNA 及目的基因的遗传标记及分子特征为依据,并结合受体细胞的基因表型而建立起来的。
由于许多质粒都具有抗生素等药物的抗性标记,因此,在含有一定浓度抗生素的选择培养基上,可以很容易地把摄取了重组体DNA分子,因同时也获得了抗生素抗性的细胞辨认出来。
但药物筛选只是一个方面,依据它只能判断质粒载体是否进入了受体细胞,还不能确定受体细胞是否摄取了含有目的基因的重组体DNA分子。
对于重组体DNA分子的鉴别,通常是在抽提出重组质粒DNA后,用凝胶电泳法或电镜观察其分子大小,用限制酶酶解,观察其酶切图谱进行。
还可采用菌落原位杂交法来进行鉴定,即将菌落从最初生长的平板上转移到硝酸纤维素滤膜上,用碱裂解滤膜上的菌落,使DNA分子游离,变性,并固定在滤膜上,随即用同位素标记的与目的基因互补的DNA或RNA探针杂交,最后通过滤膜的放射自显影鉴定菌落,并从最初生长的平皿上挑选出放射自显影呈阳性的菌落。
第五步是基因表达,这是指宿主细胞在大量繁殖过程中外源DNA在宿主细胞中的转录和翻译,表达生成的产物(蛋白质),最好在细胞内不被分解,而分泌到细胞外面。
表达产物若为较小的多肽,或是对细菌蛋白酶极为敏感的蛋白质,形成后,通常即被迅速降解。
为了保证外源基因表达产物能分泌到细胞外而不被降解,通常可以把外源基因插入在载体的某些结构基因中间,在这种情况下,表达产物是融合蛋白质,融合蛋白质可以抵
抗内源蛋白酶的降解,又可以在细胞信号肽的引导下分泌到细胞外。
最后,利用发酵工程培养重组与乙肝疫苗的工程菌
理化性质从热稳定性方面说
酵母源乙型肝炎疫苗37℃保存1周不改变其免疫原性
乙肝疫苗,主要成分是45个氨基酸的多肽,通过化学合成的方式制备,使用直接注射的方法打入静脉。
这45个氨基酸分别编码了三个抗原表位(所谓表位,是一串大于9个氨基酸的多肽,是能够刺激免疫系统发生反应的最小多肽片段):
,HBscFv等电点理论值为 8.5 1,实验值为 7.3~ 8.1(就是抗体)
综上所述,用基因工程法生产乙肝疫苗要先后将过获取目的基因、构建重组质粒、构建基因工程菌、培养工程菌、乙肝病毒表面抗原的分离纯化、产品多项性质的初步检测、成品化处理(如添加佐剂、抗生素、除菌)、成品检测鉴定、包装几个步骤。
对产品多项性质的检测对于保证疫苗的安全性尤其重要。
目前临床上应用的乙肝疫苗主要有以下几种:
(1)血源性乙肝疫苗:此疫苗是用无症状的HBsAg携带者的血液制成,故称血源性乙肝疫苗。
它的制备步骤大致是:采用高滴度HBsAg阳性携带者血液,分离出血浆并除去其中有感染的HBV颗粒后,再将HBsAg予以浓缩与纯化,充分灭活,以消灭其中可能存在的一切已知病毒和消除HBsAg表面可能存在的全部宿主蛋白,然后添加佐剂及防腐剂而成。
为确保疫苗的安全,每一阶段均取样做无菌试验、热源试验及动物安全试验等,以检查疫苗中有无其他病原体及血液中的抗原物质。
此种疫苗的免疫原性与安全性均已获得解决。
(2)基因工程疫苗:利用基因工程研制重组DNA乙肝疫苗,曾先后研制过大肠杆菌系统、啤酒酵母细胞系统、哺乳动物细胞系统和牛痘病毒系统的重组乙肝疫苗。
目前多用酵母基因的重组疫苗。
其具有良好的免疫原性,免疫应答特点与血源性乙肝疫苗基本相似,且多无严重的不良反应。
(3)含前S蛋白的乙肝疫苗:目前临床上应用的血源性疫苗与基因工程疫苗,均只含HBsAg蛋白,当证实S蛋白能增强HBsAg的免疫应答后,又注意到单纯只含HBsAg蛋白的疫苗对血液透析病人与新生儿免疫效果较差时,遂生产出添加前S蛋白的酵母源性重组乙肝疫苗,它确能明显地增强免疫应答。
图1 乙肝病毒表面蛋白表达载体的构建
基因工程技术生产乙肝疫苗首先要选择表达HBsAg的载体系统。
在之前的研究中发现,若选用细菌为基因表达载体,即使使用强启动子,也不能得到大量具有免疫原性的基因表达产物。
这可能是由于原核表达系统中不能进行糖基化修饰,或者原核细胞环境不适合专性寄生于真核生物的乙肝病毒包膜蛋白表达,故应选用真核表达系统。
选用酵母(Saccharomyces cerevisiae)作为宿主系统,因其具有丰富的膜结构和细胞器的特点,既可使蛋白以分泌形式表达,又可以使蛋白糖基化变为活性形式。
克隆载体构建时,将编码HBsAg的基因(野生型adw)添加到酵母酒精脱氢酶Ⅰ(ADHⅠ)的启动子之后。
如图1所示构建载体。
[6]将质粒转化至酵母菌中,通过HBsAg抗体与酵母菌积累产物HBsAg之间的特异性反应筛选出成功转化的菌体。
对筛选出的菌体进一步发酵培养,摸索合适的基因工程菌培养条件,使产物尽量高效积累。