動物基因工程疫苗原理與方法

《動物基因工程疫苗原理與方法》是2009年化學工業出版社出版的圖書，作者是童光志。本書適合高校生物工程、生物製藥、動物醫學、生物技術等專業師生及科研人員閱讀參考，並且是生物製藥企業開發新型疫苗的良好指導用書。

基本介紹

• 書名：動物基因工程疫苗原理與方法
• 作者：童光志
• ISBN：9787122048240
• 定價： 85元
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2009年05月
• 開本：16開

內容簡介

《動物基因工程疫苗原理與方法》專著受華夏英才基金資助出版，為“十一五”國家重點圖書。書中論述了基因工程疫苗領域的最新研製成果及正在研製開發的基因工程疫苗，包括亞單位疫苗、轉基因植物疫苗、病毒基因缺失疫苗、病毒活載體疫苗、細菌性載體疫苗、核酸疫苗等。詳細介紹了動物基因工程疫苗設計的原則、基因工程疫苗原理與方法、免疫效果評價等方面內容。在介紹基礎理論的同時，強調技術實用性，內容系統全面。

作者簡介

童光志，博士，研究員，博士生導師。1962年10月出生於湖北省蘄春縣。曾擔任哈爾濱市政協常委、中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所副所長、獸醫生物技術國家重點實驗室主任、中國畜牧獸醫學會畜牧獸醫生物技術分會理事長等職務。現為中國農業科學院上海獸醫研究所所長，國務院政府特殊津貼獲得者，首批入選“百千萬人才工程”和農業部“神農計畫”提名人，中國農業科學院跨世紀學術帶頭人，農業部有突出貢獻中青年專家，首屆全國優秀農業科技工作者，973“動物重大傳染病病原變異與致病的分子機制”項目首席科學家，863計畫生物與現代農業領域基因操作主題專家組成員。多年來一直從事動物病毒分子生物學與基因工程研究工作。曾獲國家科技進步獎、國家發明獎、黑龍江省自然科學獎、省部級科技進步獎等獎項10項。

王雲峰，博士，研究員，博士生導師。1967年3月出生於江蘇省東台縣。現任獸醫生物技術國家重點實驗室副主任、中國畜牧獸醫學會畜牧獸醫生物技術分會秘書長。“新世紀百千萬人才國家級人選”、黑龍江省優秀中青年專家。多年來從事畜禽病毒載體疫苗的研究工作。曾獲國家科技進步獎、國家發明獎、省部級科技進步獎等獎項6項。

圖書目錄

第1章 疫苗的歷史、發展和前景1

1．1 疫苗概念的產生及其歷史1

1．2 疫苗的套用及其效果分析3

1．3 疫苗研究新技術的發展6

1．3．1 傳統疫苗7

1．3．2 基因工程疫苗7

1．4 疫苗對消滅和控制動物傳染病的發展前景8

參考文獻8

第2章 疫苗免疫學基本理論9

2．1 疫苗相關免疫學基礎9

2．1．1 免疫系統9

2．1．2 免疫器官9

2．1．3 免疫細胞11

2．1．4 抗原13

2．1．5 抗體15

2．1．6 免疫球蛋白的基本結構和功能16

2．2 免疫應答的基本過程17

2．2．1 非特異性免疫應答17

2．2．2 特異性免疫應答19

2．3 疫苗有效免疫反應的基本要素22

2．3．1 抗原方面的因素22

2．3．2 機體方面的因素22

2．3．3 免疫方法的影響23

2．4 疫苗免疫的主動免疫反應23

2．4．1 抗原提呈23

2．4．2 抗原競爭24

2．4．3 體液免疫和細胞免疫反應的動態變化25

2．4．4 免疫反應的調節25

2．4．5 免疫記憶和免疫促進效應26

2．4．6 全身性免疫、局部免疫和初乳免疫27

2．4．7 被動免疫28

參考文獻28

第3章 疫苗佐劑30

3．1 疫苗佐劑的作用機理30

3．1．1 調節免疫30

3．1．2 提呈抗原31

3．1．3 細胞毒性T細胞應答31

3．1．4 儲存作用32

3．2 植物佐劑32

3．2．1 皂苷類32

3．2．2 免疫刺激複合物佐劑32

3．2．3 蜂膠佐劑33

3．2．4 香菇多糖34

3．2．5 雲芝多糖34

3．2．6 黃芪多糖34

3．3 細菌佐劑35

3．3．1 脂多糖35

3．3．2 胞壁醯二肽及其衍生物35

3．3．3 霍亂毒素35

3．3．4 大腸桿菌不耐熱腸毒素36

3．3．5 百日咳毒素36

3．3．6 短小棒狀桿菌36

3．3．7 卡介苗37

3．3．8 單磷醯脂質A37

3．4 礦物油佐劑37

3．4．1 油乳劑37

3．4．2 MF59佐劑37

3．5 礦物鹽佐劑38

3．5．1 鋁佐劑（鋁膠）38

3．5．2 磷酸鈣佐劑39

3．5．3 氫氧化鐵凝膠佐劑40

3．5．4 硒40

3．6 細胞因子佐劑40

3．6．1 白細胞介素?141

3．6．2 白細胞介素?241

3．6．3 白細胞介素?1241

3．6．4 粒細胞?巨噬細胞集落刺激因子41

3．6．5 干擾素42

3．6．6 其他細胞因子42

3．7 核酸佐劑43

3．7．1 免疫刺激序列（CpG基序）43

3．7．2 表達與免疫相關的細胞因子的核酸載體46

3．7．3 雙鏈RNA46

3．8 投遞系統47

3．9 新佐劑的選擇和研究方向47

參考文獻49

第4章 疫苗設計的技術基礎51

4．1 經典疫苗及新型疫苗的技術特點51

4．1．1 經典疫苗的技術要點51

4．1．2 新型疫苗的特點52

4．2 當前疫苗研究的趨勢52

4．2．1 新型疫苗的分子設計52

4．2．2 新型疫苗的規模化生產53

4．2．3 開發配套的鑑別診斷技術53

4．2．4 新型佐劑的使用53

4．2．5 動物用生物製品工程研究中心建設53

4．3 常規活疫苗的研發原則53

4．3．1 病原自然弱毒株53

4．3．2 異源免疫53

4．3．3 異源動物或細胞傳代致弱54

4．3．4 改變體外培養傳代環境54

4．4 基因工程疫苗及其研發原則54

4．4．1 亞單位疫苗及其研發原則54

4．4．2 基因缺失疫苗及其研發原則55

4．4．3 活載體疫苗及其研發原則55

4．4．4 核酸疫苗及其研發原則56

4．4．5 合成多肽疫苗及其研發原則58

4．4．6 T細胞疫苗60

4．5 基因工程疫苗設計中最佳化基因表達的關鍵因素61

4．5．1 密碼子最佳化61

4．5．2 翻譯終止效率62

4．5．3 真核細胞中的異源蛋白表達62

4．6 計算機輔助疫苗設計技術63

4．6．1 計算機輔助疫苗設計技術的原理與方法63

4．6．2 計算機輔助疫苗設計技術的套用與常用工具64

4．6．3 計算機輔助疫苗設計的產業前景65

4．7 利用免疫蛋白質組學方法篩選高效疫苗65

4．7．1 免疫蛋白質組學65

4．7．2 免疫蛋白質組學的技術體系66

4．7．3 免疫蛋白質組學在疫苗候選靶位篩選中的套用67

4．7．4 展望67

參考文獻68

第5章 疫苗效果的免疫學評價69

5．1 疫苗開發的原則與開發步驟69

5．2 疫苗效果免疫學評價的一般原則69

5．2．1 方法69

5．2．2 安全性70

5．2．3 免疫效果70

5．2．4 保護效果70

5．2．5 流行病學評價70

5．3 疫苗效果的免疫學評價方法70

5．3．1 疫苗免疫效果的實驗室評估70

5．3．2 疫苗免疫效果的臨床評估73

5．4 疫苗效果的流行病學評價74

5．4．1 傳染病的流行與疫苗的作用策略74

5．4．2 傳染病的流行及其流行病學特徵74

5．4．3 疫苗在控制傳染病流行中的作用76

5．4．4 疫苗的免疫策略76

5．4．5 疫苗效果的流行病學指標77

5．4．6 疫苗效果調查的流行病學設計78

參考文獻79

第6章 基因工程疫苗概述81

6．1 基因工程疫苗的概念81

6．2 基因工程亞單位疫苗82

6．2．1 細菌性疾病亞單位疫苗82

6．2．2 病毒性疾病亞單位疫苗83

6．2．3 激素亞單位疫苗83

6．3 基因突變疫苗及基因缺失疫苗83

6．4 基因工程活載體疫苗84

6．4．1 複製性活載體疫苗84

6．4．2 非複製性載體疫苗85

6．5 核酸疫苗85

6．6 轉基因植物可食疫苗85

6．7 合成肽疫苗86

6．8 抗獨特型疫苗87

6．9 畜禽基因工程疫苗產業發展現狀與前景87

6．9．1 國際畜禽基因工程疫苗產業化現狀88

6．9．2 國內畜禽基因工程疫苗產業化現狀88

6．9．3 21世紀面臨的機遇、挑戰和策略89

參考文獻90

第7章 基因工程亞單位疫苗92

7．1 基因工程亞單位疫苗的種類92

7．2 基因工程亞單位疫苗抗原基因的選擇93

7．3 基因工程亞單位疫苗的抗原表達系統93

7．3．1 原核表達系統93

7．3．2 酵母表達系統96

7．3．3 昆蟲細胞表達系統101

7．3．4 哺乳動物細胞表達系統104

7．4 外源蛋白表達操作案例110

7．4．1 原核表達外源蛋白110

7．4．2 畢赤酵母表達外源蛋白111

7．4．3 昆蟲細胞（Bac?to?Bac系統）表達外源蛋白114

7．4．4 脂質體法轉染真核細胞115

7．5 亞單位疫苗研究與套用115

7．5．1 原核表達系統在亞單位疫苗研究中的套用115

7．5．2 真核表達系統在亞單位疫苗研究中的套用116

7．6 展望117

參考文獻117

第8章 轉基因植物疫苗119

8．1 植物生物反應器生產可食用疫苗研究進展120

8．1．1 可食用疫苗的表達系統120

8．1．2 可食用疫苗的可行性121

8．2 轉基因植物疫苗的載體系統123

8．2．1 外源基因轉移的植物病毒載體123

8．2．2 外源基因轉移的質粒載體125

8．2．3 載體卡盒130

8．2．4 載體構建中常用的選擇標記基因及報告基因131

8．2．5 外源基因的轉化方法135

8．2．6 轉入基因的狀況和表達以及基因沉默145

8．3 轉基因植物疫苗的植物受體系統148

8．3．1 植物基因轉化受體系統的類型及其特性148

8．3．2 植物基因轉化受體系統建立的程式149

8．3．3 植物基因轉化受體系統建立中常遇的問題152

8．4 轉基因植物操作案例153

8．4．1 根癌農桿菌介導的基因轉化方法153

8．4．2 髮根農桿菌介導的植物轉化161

8．4．3 基因槍轟擊法（瞬時表達）163

8．5 轉基因植物疫苗存在的問題與對策163

8．5．1 受體植物不理想164

8．5．2 重組抗原蛋白表達量低164

8．5．3 轉基因植物疫苗的免疫原性弱164

8．5．4 安全性問題165

8．5．5 植物大量表達外源基因時出現長勢弱的現象165

8．5．6 口服時抗原的消化降解165

8．5．7 重組蛋白的提純165

8．5．8 免疫耐受165

8．6 展望166

參考文獻166

第9章 病毒基因缺失疫苗169

9．1 基因缺失疫苗研究概況169

9．2 畜禽基因缺失疫苗製備原理與技術171

9．2．1 皰疹病毒基因缺失疫苗的製備原理和方法171

9．2．2 反轉錄病毒基因缺失疫苗的製備原理與方法175

9．2．3 RNA病毒基因缺失疫苗的製備原理與方法175

9．3 畜禽基因缺失疫苗的研究與套用現狀180

9．3．1 偽狂犬病基因缺失疫苗的研究180

9．3．2 牛傳染性鼻氣管炎基因缺失疫苗的研究180

9．3．3 馬皰疹病毒基因缺失疫苗的研究181

9．3．4 反轉錄病毒基因缺失疫苗的研究181

9．3．5 RNA病毒基因缺失疫苗的研究181

9．3．6 畜禽基因缺失疫苗的套用現狀182

9．4 畜禽基因缺失疫苗的展望182

參考文獻183

第10章 病毒活載體疫苗186

10．1 重組病毒活載體疫苗的技術特點186

10．2 重組活載體疫苗的設計原則187

10．2．1 抗原的選擇187

10．2．2 活載體的選擇187

10．2．3 轉移載體的構建188

10．2．4 外源基因插入位點的選擇188

10．3 痘病毒載體疫苗188

10．3．1 痘病毒的分子生物學189

10．3．2 痘苗病毒載體疫苗190

10．3．3 禽痘病毒載體疫苗195

10．4 皰疹病毒載體209

10．4．1 偽狂犬病病毒載體疫苗209

10．4．2 1型牛皰疹病毒載體疫苗217

10．4．3 馬立克病病毒載體218

10．5 腺病毒223

10．5．1 腺病毒載體的概述223

10．5．2 腺病毒載體的構建225

10．5．3 改進腺病毒載體的方法231

10．5．4 展望234

10．6 反轉錄病毒235

10．6．1 反轉錄病毒概述235

10．6．2 反轉錄病毒載體的包裝原理235

10．6．3 反轉錄病毒載體的分類236

10．6．4 反轉錄病毒載體的構建238

10．6．5 反轉錄病毒的優缺點238

10．6．6 近年來反轉錄病毒載體的改進239

10．6．7 展望240

10．7 甲病毒RNA複製子疫苗241

10．7．1 基本原理和特點241

10．7．2 甲病毒複製子疫苗的優缺點242

10．7．3 甲病毒複製子疫苗的免疫機理242

10．7．4 幾種主要的甲病毒RNA複製子243

10．7．5 甲病毒表達載體構建策略246

10．8 重組活載體疫苗的局限性247

10．8．1 安全性247

10．8．2 母源性抗體干擾248

10．8．3 重組病毒的表達量249

10．8．4 病原性及免疫效力249

10．9 重組病毒活載體疫苗的發展方向249

參考文獻251

第11章 細菌性載體疫苗256

11．1 沙門菌載體256

11．1．1 鼠傷寒沙門菌菌株特徵257

11．1．2 鼠傷寒沙門菌減毒株的構建原理257

11．1．3 重組減毒鼠傷寒沙門菌疫苗構建及其免疫機制257

11．1．4 重組鼠傷寒沙門菌株的構建方法261

11．1．5 結語264

11．2 重組BCG載體265

11．2．1 重組BCG載體的優點265

11．2．2 重組BCG載體的研究進展265

11．2．3 rBCG誘導的免疫應答及免疫途徑對免疫效果的影響268

11．2．4 rBCG存在的一些問題269

11．2．5 重組卡介苗菌株的構建方法269

11．2．6 展望273

11．3 乳酸菌（乳酸桿菌和乳酸乳球菌）載體273

11．3．1 乳酸桿菌載體274

11．3．2 乳酸乳球菌279

11．4 弧菌載體疫苗282

11．4．1 弧菌載體282

11．4．2 適用減毒弧菌的表達系統283

11．4．3 平衡致死質粒的保持283

11．4．4 對細菌載體套用的更多考慮284

11．5 志賀菌載體疫苗285

11．5．1 志賀菌載體285

11．5．2 志賀菌傳遞質粒DNA285

11．6 李斯特菌載體285

11．6．1 李斯特菌疫苗286

11．6．2 李斯特菌載體286

11．6．3 減毒李斯特菌在腫瘤治療中的套用286

11．6．4 李斯特菌傳遞質粒DNA287

11．7 枯草芽孢桿菌整合載體287

11．7．1 芽孢桿菌整合載體的研究歷程287

11．7．2 枯草芽孢桿菌整合載體的整合機理及方式288

11．7．3 枯草芽孢桿菌整合載體疫苗的構建289

11．7．4 芽孢桿菌整合載體的套用291

參考文獻291

第12章 核酸疫苗294

12．1 DNA疫苗的特點295

12．1．1 DNA疫苗的主要優點295

12．1．2 DNA疫苗的局限性297

12．2 DNA疫苗的免疫應答機制298

12．2．1 從誘導產生的免疫應答類型方面來探討DNA免疫機制299

12．2．2 從接種途徑方面來探討DNA免疫的機制301

12．3 DNA疫苗的構建與評價303

12．3．1 選擇合適的目的基因和載體304

12．3．2 DNA疫苗的構建305

12．3．3 提高抗原蛋白表達量和免疫原性305

12．3．4 驗證抗原蛋白的表達情況306

12．3．5 DNA疫苗的免疫學效果評價306

12．3．6 安全性分析307

12．4 提高DNA疫苗免疫效果的策略307

12．4．1 編碼抗原的目的基因的改造307

12．4．2 疫苗質粒載體的選擇和最佳化308

12．4．3 基因佐劑309

12．4．4 免疫途徑和免疫方法315

12．4．5 DNA疫苗免疫方式的改進317

12．4．6 DNA疫苗的靶向策略318

12．4．7 接種方案321

12．4．8 疫苗劑型的改進322

12．5 DNA疫苗在畜禽疾病控制中的套用研究與發展趨勢323

12．5．1 禽的相關DNA疫苗323

12．5．2 豬的相關DNA疫苗325

12．5．3 牛的相關DNA疫苗326

12．5．4 犬的相關DNA疫苗327

12．5．5 細菌病的DNA疫苗327

12．5．6 寄生蟲病的DNA疫苗328

12．6 DNA疫苗的安全性問題329

12．6．1 重組質粒能否整合到宿主細胞基因組中導致原癌基因的激活或抑癌基因的抑制329

12．6．2 重組質粒能否誘導自身免疫反應,產生抗DNA抗體330

12．6．3 重組質粒持續表達外源抗原能否產生不良後果330

12．6．4 重組質粒能否具有生殖毒性331

12．6．5 重組質粒與細胞因子合用能否導致其他風險331

12．6．6 DNA疫苗標準化的問題331

12．6．7 風險與效率比332

12．7 結語332

參考文獻333

第13章 A型流感病毒反向遺傳學操作技術及其在疫苗研製過程中的套用336

13．1 流感病毒的分子生物學336

13．1．1 流感病毒的結構與編碼蛋白的功能336

13．1．2 流感病毒的複製339

13．2 流感病毒反向遺傳學技術的發展341

13．2．1 藉助輔助病毒拯救流感病毒341

13．2．2 由克隆的基因拯救A型流感病毒341

13．3 反向遺傳學操作技術在流感病毒疫苗研究中的套用344

13．3．1 弱毒流感疫苗株的拯救344

13．3．2 病毒感染與疫苗免疫動物鑑別診斷344

13．4 流感病毒8質粒系統實驗操作方法345

13．4．1 pHW2000雙向轉錄載體345

13．4．2 以pHW2000為載體的病毒拯救346

13．5 展望347

參考文獻348

第14章 新城疫病毒的反向遺傳操作及其在新型疫苗研製中的套用349

14．1 RNA病毒的反向遺傳操作349

14．1．1 概述349

14．1．2 感染性分子克隆的構建350

14．1．3 感染性分子克隆的體外操作352

14．1．4 結語353

14．2 新城疫病毒概述353

14．2．1 新城疫病毒的生物學特性354

14．2．2 新城疫病毒的分子生物學特性357

14．2．3 新城疫的診斷、免疫與防制361

14．3 新城疫病毒的反向遺傳操作技術原理及操作363

14．3．1 分子水平構建cDNA等元件364

14．3．2 拯救過程365

14．3．3 驗證分析366

14．3．4 操作過程的注意事項367

14．4 反向遺傳操作技術在新城疫病毒中的套用367

14．4．1 研究結構和功能的關係367

14．4．2 插入報告基因的重組病毒371

14．4．3 標記疫苗/嵌合疫苗372

14．4．4 禽用載體疫苗373

14．4．5 用於人類傳染病預防的疫苗載體374

14．4．6 載體修飾用於腫瘤的治療376

14．4．7 結語378

參考文獻378

第15章 細菌人工染色體技術及其在新型疫苗研製中的套用382

15．1 細菌人工染色體技術的產生382

15．2 細菌人工染色體的結構功能及其遺傳特性383

15．3 細菌人工染色體的構建策略及構建方法384

15．3．1 細菌人工染色體的構建策略384

15．3．2 細菌人工染色體的構建方法385

15．4 細菌人工染色體的構建操作案例387

15．4．1 材料387

15．4．2 重組雞馬立克病病毒轉移載體的構建387

15．4．3 重組雞馬立克病病毒的獲得389

15．4．4 電轉化感受態細胞DH10B的製備389

15．4．5 BAC分子克隆化病毒的篩選389

15．4．6 BAC?DNA拯救重組病毒生長特性的測定390

15．5 細菌人工染色體作為疫苗的套用及探索390

15．6 細菌人工染色體疫苗的修飾系統393

15．6．1 Red/ET重組系統393

15．6．2 Red/ET重組的機制394

15．7 細菌人工染色體疫苗誘導機體免疫應答的機制397

15．8 細菌人工染色體疫苗的優越性及其存在的不足398

15．8．1 細菌人工染色體疫苗的優越性398

15．8．2 細菌人工染色體疫苗存在的問題與對策398

15．9 展望398

參考文獻399

第16章 聯合免疫400

16．1 概述400

16．2 聯合疫苗的歷史和發展401

16．3 傳統的聯合疫苗402

16．4 新型的聯合疫苗403

16．5 聯合疫苗的製造和使用405

16．6 展望407

參考文獻407

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