smtttsmttt
|
分享:
x0
|
[小孩] 疫苗的免疫概論(上)
前言 自從1796年Edward Jenner發現用牛痘膿液接種到十八歲男孩身上,而男孩沒有得病,1798年發表探究天花疫苗的起因與影響,而後1880年Louis Pasteur將 canine rabies virus養在兔子組織細胞上,經過一系列的繼代培養repeated subpassage matations accumulate後,接種在人身上,可以預防狂犬病開始,接種疫苗在人類促進健康,預防疾病歷史,佔著重大地位。比起1929 A. Fleming發現青黴素,後一系列抗生素在治療疾病的重要性。其實接種vaccine是最有效便宜,不消耗社會成本,更沒有副作用的發明。至今,研究學者仍致力於HIV、HCV、TB、Malaria等,影響現今人類健康最鉅病原疫苗的研發。筆者認為,這也是研究免疫學的我輩所應努力的方向。 好疫苗的必要條件
好疫苗必需有效、安全、穩定、效力長、價格便宜,一支疫苗含多種保護抗原。分述如下:
一、有效性: 好疫苗不只要能引起免疫反應,而是要引起對病原有效的免疫反應,例如高力價的血清抗體IgG對呼吸道感染influenza、Heamophilus influenzae、S. pneumonia、TB等,及腸胃道感染的Rota virus沒有有效的黏膜保護力,因為無法產生足夠的sIgA。所以現在正致力於鼻噴入、吸入、口服等活性滅毒疫苗的研發。
二、時間性: 如果要能保護未來感染,則疫苗誘發的免疫記憶,愈長愈好,如活性減毒疫苗Attentuated vaccine只打一劑一般能保護10-15年,而killed vaccine死菌疫苗或Toxoid類毒素,一般打了多劑也只能產生5-10年的保護效果;而純粹成分疫苗,如23價的Pneumovax因無法有效誘發免疫記憶,保護力只有2~3年。但是如果只是到疫區旅遊所需短期保護,或是接觸病原後預防感染的疫苗注射,長時間的免疫記憶也許就不是那麼重要了。
三、安全及穩定性: 疫苗的安全性,在活性減毒疫苗方面,大部分是減毒不足或是轉變成野生株引起,如口服小麻痺疫苗造成的vaccine-associated polio-like palsy(VAPP),多在第一劑時,因為新生兒免疫力差,無法有效產生免疫保護力時發生。
在非活性疫苗方面,主要是毒素toxoin或過敏反應,如whole cell的pertussis vaccine,其endotoxin(細胞壁上LPS的lipid-A)誘使吞噬細胞分泌Cytokine,如 IL-1、TNF等產生fever、shock-like syndrome等症狀,繼發seizure、Ac encephalopathy。JBE日本腦炎的鼠腦tissue protein可誘發delayed T cell-mediated的過敏反應。而基因工程疫苗、DNA vaccine可能有致癌的危險性。 疫苗種類
一、Attentuated vaccine,活性滅毒疫苗:
如varicella、polio-sabin、MMR、BCG。其製造主要原理稱之為genetic roulette基因輪盤。最初使病原在和原本不同的宿主組織,或環境條件下生長,如polio-猴腎;measles-羊膜、雞胚細胞;mumps─兔腎。經過多次的繼代堷養repeated subpassage,累積無數次的隨機突變mutations accumulate,使其適合於新環境條件New host,而對原來的host降低成長能力及致毒力。而後動物實驗如猴子,找出non-virulent strains,在人體作臨床試驗後,定出其DNA sequence在大量培養。 因其為不可預測的隨機mutations,所以也就存在著轉變成具有毒性野生株的可能性,例如口服沙賓疫苗三種polio的serotype,Type II和Type III因為只有數個鹼基的改變,較容易再轉變成致毒菌株。所以現在發展DNA重組技術,慎重誘導出我們所需要改變的基因。
而未來influenza、RSV vaccine的發展是希望改變其適存溫度如25℃低溫,使其鼻噴入或吸入活性減毒vaccine後,只能適合生存於上呼吸道定居,而無法在原來較高溫的肺中生長。而Rota virus也希望用此方法,能作出更好的疫苗。
另外,最近利用化學突變劑chemical mutants發展出減毒的Salmonella typhi,此種vaccine和舊型的死苗vaccine效果相同。Shigella、Cholera也正在實驗階段中。
免疫機制:疫苗施打後,可在人體內自然繁殖而誘發持續宿主免疫反應,而達致持久的保護力。如口服polio可在人體腸胃道黏膜繁殖,BCG可在皮內繁殖。疫苗Ag經由APC present給Th cell後induce cell-mediated immunity及humoral immunity,同時產生了T cell和B cell的memory immunity,故其通常只需一劑,效力高且保護免疫時間長,可達10-15年。但其免疫效果仍低於自然感染,如measles、mumps、rubella感染後可終生免疫。所以多年後,仍須再補打一針。
二、Non-living vaccine,去活性疫苗
Killed vaccine,如polio-salk、HAV、pertussis、Salmonella typhi、Vibrio cholera、Yersinia pestis。其製造主要原理:用化學劑或加熱去活化。以前常用甲醛(formaldehyde)處理Influenza polio-salk、pertussis或加熱處理Vibrio cholera。現在已漸使用β-propiolacione、ethylenimine等。去活化後,病原即不具感染性。
免疫機制:其去活化後,在體內無法繁殖,故無法持續誘發宿主產生免疫反應,其抗原經APC present給Th cell後,只能誘發humoral immunity,產生B cell memory。故其效力較低,保護時效較短。通常為5-10年(HAV可長達20年),故常需要多次注射,以提高效價。
其他,如Toxoid(如Diphtheria、Tetanus)誘發antitoxin Ab,但對病原本身沒有免疫力。Subunint vaccine只有單一的immunogenic protein,如HBV的HBsAg誘發Anti-HBsAg Ab,使HBV無法進入liver cell,因為HBV需要HBsAg與liver cell連結才能進入liver cell。Glycocojugate vaccine:如Haemophilus influenzae、S. pneumonia、N. menigitidis為其莢膜多醣體抗原(CPS Ag)結合immunogenic carrier。Peptide vaccine也是需結合immunogenic carrier。這幾類vaccine免疫機制也是如此,故需多次注射。將來也需再追加。
三、 Thymus-independent (thymus-efficient) antigents vaccine
其抗原為許多重覆化學結構單位的聚合體(polymers)。大多數為重覆之多醣體結構,如H. influenzae type b、S. pneumonia、N. menigitidis的Capsular poly-saccharides,一些為重覆之多胜結構(poly peptide)。
免疫機制:其抗原幾乎都只能直接結合B cell,誘發初級的humoral immunity,大部分為IgM、少數IgG。只有極少數可誘發Th cell,因為B cell也可是APC cell,但因不會分泌IL-1(主要由吞噬細胞所分泌),故不理想。因此幾乎沒有T cell及B cell的memory immunity。所以不管注射幾次,也只能誘發初級反應。其免疫效力差,時間短,如pneumovax ( 23 種serotypes S. Pneumonia 的CPS Ag ) 只有2-3年。小於兩歲的小孩,其對付CPS Ag 的IgG2量非常的少,對CPS Ag的效力更差,故效果更差。現在已有如前所述Glycoconjugate vaccine,細菌的CPS Ag as hapten結合適當的蛋白質immunogenic carrier,如白喉、破傷風的Toxoid,以誘發APC present給Th cell、如美國已上巿之7價S. pneumonia vaccine(prevnar),就可用於兩歲以下小孩。還有poly peptide vaccine(通常< 20 amino acid)結合protein carrier的研究。
|