MedicalMicrobiologyDepartmentofMicrobiology,HMU微生物感念感染的預(yù)防原則第一篇微生物學基礎(chǔ)第9章微生物感染的預(yù)防原則微生物學教研室吳凌微生物感念感染的預(yù)防原則提綱微生物感染的預(yù)防原則特異性免疫的分類生物制品細菌感染的特異性預(yù)防人工主動免疫常用的生物制品人工被動免疫的生物制品病毒感染的特異性預(yù)防人工主動免疫預(yù)防人工被動免疫預(yù)防真菌感染的預(yù)防原則微生物感念感染的預(yù)防原則特異性免疫的分類自然免疫自然主動免疫：隱性或顯性感染自然被動免疫：通過胎盤或初乳獲得母體抗體人工免疫人工主動免疫：接種疫苗或類毒素等人工被動免疫：注射抗毒素或丙種球蛋白等微生物感念感染的預(yù)防原則人工免疫

artificialimmunization用人工的方法給機體輸入抗原性物質(zhì)（如疫苗、類毒素等）或直接輸入免疫效應(yīng)分子（如抗體、細胞因子等），使機體獲得特異性免疫力的方法人工主動免疫artificialactiveimmunization人工被動免疫artificialpassiveimmunization微生物感念感染的預(yù)防原則人工免疫人工自動免疫artificialactiveimmunization疫苗（vaccine）類毒素人工被動免疫artificialpassiveimmunization抗毒素抗菌血清血清丙種球蛋白微生物感念感染的預(yù)防原則人工自動與被動免疫比較區(qū)別點人工自動免疫人工被動免疫免疫物質(zhì)接種次數(shù)免疫力出現(xiàn)時間免疫力維持時間用途抗原1~3次慢（2~4周）長（數(shù)月~數(shù)年）多用于預(yù)防抗體或細胞因子1次快（立即出現(xiàn)）短（2~3周）用于治療或應(yīng)急預(yù)防微生物感念感染的預(yù)防原則生物制品biologicalproduct人工主動免疫生物制品疫苗類毒素人工被動免疫生物制品抗毒素丙種球蛋白微生物感念感染的預(yù)防原則細菌感染的特異性預(yù)防微生物感念感染的預(yù)防原則疫苗（vaccine）減毒活疫苗（attenuatedlivevaccine）卡介苗（BCG）滅活疫苗（inactivatedvaccine）傷寒沙門菌與甲、乙型副傷寒沙門菌混合的三聯(lián)疫苗亞單位疫苗（subunitvaccine）基因工程疫苗（geneengineeredvaccine）核酸疫苗（nucleicacidvaccine）微生物感念感染的預(yù)防原則微生物感念感染的預(yù)防原則微生物感念感染的預(yù)防原則類毒素（toxoid）細菌外毒素經(jīng)0.4％甲醛液處理后，其毒性消失而仍保留抗原性的生物制品常用的類毒素白喉類毒素破傷風類毒素等白、百、破三聯(lián)疫苗微生物感念感染的預(yù)防原則人工被動免疫生物制品抗毒素（antitoxin）通常是用細菌類毒素給馬多次注射后，取其免疫血清提取免疫球蛋白精制而成常用破傷風抗毒素白喉抗毒素免疫球蛋白（immunoglobulin）微生物感念感染的預(yù)防原則病毒感染的特異性預(yù)防微生物感念感染的預(yù)防原則人工主動免疫－病毒疫苗減毒活疫苗（attenuatedlivevaccine）滅活疫苗（inactivatedvaccine）亞單位疫苗（subunitvaccine）基因工程疫苗（geneengineeredvaccine）基因工程亞單位疫苗（geneengineeredsubunitvaccine）基因工程載體疫苗（geneengineeredvectoredvaccine）基因缺失活疫苗（genedeletedlivevaccine）核酸疫苗（nucleicacidvaccine）。合成肽疫苗（syntheticpeptidevaccine）抗獨特型疫苗（anti-idiotypevaccine）微生物感念感染的預(yù)防原則活疫苗（Livingvaccine）減毒活疫苗基于基因工程技術(shù)的新型活疫苗遺傳重組活疫苗基因缺失活疫苗載體活疫苗微生物感念感染的預(yù)防原則減毒活疫苗(Attenuatedvaccine)自然或人工選擇法（如Ts株）對人低毒或無毒的變異株，如脊灰、流感、麻疹的減毒株優(yōu)點：模擬自然感染，免疫效果好，局部IgA。理論上的缺點，實際工作中少見變異株可能回復(fù)到有毒力的野生株如果機體免疫缺陷，減毒株仍可能引起感染或并發(fā)癥可能激活機體內(nèi)其他病毒的感染減毒活苗可能引起持續(xù)感染成功的范例：1961年我國應(yīng)用脊灰疫苗，脊灰發(fā)病率大幅度下降。1980年天花病毒滅絕微生物感念感染的預(yù)防原則遺傳重組疫苗將野毒株表面抗原基因與弱毒株其他基因組合而獲得減毒活病毒適用于基因組分節(jié)段雙鏈RNA病毒，如流感病毒、輪狀病毒等微生物感念感染的預(yù)防原則基因缺失活疫苗利用DNA重組技術(shù)，定向缺失病毒基因組的某一區(qū)段，使病毒喪失毒力而保留增殖能力和免疫原性優(yōu)點：疫苗株的遺傳背景清楚，不易突變回到野毒株微生物感念感染的預(yù)防原則載體活疫苗利用DNA重組技術(shù)，將編碼病毒抗原的基因插入到另一無毒力的載體病毒，使之高效表達易建立多價疫苗載體病毒常用的有痘苗病毒、腺病毒、HSV-1微生物感念感染的預(yù)防原則滅活疫菌（Killedvaccine）滅活全病毒疫苗亞單位疫苗合成肽病毒疫苗基因工程疫苗獨特型病毒疫苗核酸疫苗微生物感念感染的預(yù)防原則滅活全病毒疫苗物理或化學方法滅活病毒。適用烈性或易變異病毒如乙腦病毒、狂犬病病毒、流感病毒優(yōu)點：生產(chǎn)簡單、易保存運輸缺點需要大量培養(yǎng)病毒，成本高無局部抗體，不激活CTL，可激活TDTH甲醛滅活的麻疹病毒和RSV疫苗可加重疾病，機制不詳微生物感念感染的預(yù)防原則亞單位疫苗（Subunit）種類化學方法制備：如HBsAg和流感HA基因工程亞單位疫苗優(yōu)點不含病毒核酸，僅有能誘導(dǎo)中和抗體的衣殼蛋白或包膜表面抗原。免除了回復(fù)突變和交叉復(fù)活的可能消除腫瘤病毒的潛在的致癌作用微生物感念感染的預(yù)防原則合成肽病毒疫苗人工合成病毒保護性抗原決定簇肽段優(yōu)點制備容易，可大量生產(chǎn)，易保存，副作用少理論與實踐上的缺點免疫原性弱，使用時需要加佐劑。不同肽免疫活性有差異。部分肽只激發(fā)B細胞表位，缺乏激發(fā)TH細胞的表位微生物感念感染的預(yù)防原則基因工程疫苗利用DNA重組技術(shù)制備的生物制品。如將編碼病毒特異抗原的基因用適當?shù)妮d體將此基因帶入大腸桿菌或真核細胞，使之表達研發(fā)成本高，生產(chǎn)成本低，下游工程復(fù)雜微生物感念感染的預(yù)防原則核酸疫苗將病毒基因?qū)隓NA載體（通常是帶有真核表達調(diào)控基因的質(zhì)?；虿《荆瑢⒅亟MDNA導(dǎo)入機體，重組DNA可以在細胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng)表達出目的蛋白優(yōu)點：同時刺激產(chǎn)生體液和細胞免疫，能誘導(dǎo)CTL活性，易生產(chǎn)，易保存理論上缺點：安全性尚待考察目前僅在實驗研究中，尚未投放市場微生物感念感染的預(yù)防原則微生物感念感染的預(yù)防原則微生物感念感染的預(yù)防原則獨特型病毒疫苗（Idiotype）基于Jerne的免疫網(wǎng)絡(luò)學說，內(nèi)影像組抗體中含有與抗原一致的表位序列，又稱抗獨特型抗體疫苗特別適合于不能培養(yǎng)或培養(yǎng)困難、產(chǎn)量極低的病原體直接用病病制備有潛在危險的，如Retrovirus免疫原性弱，且不能用重組技術(shù)生產(chǎn)的抗原微生物感念感染的預(yù)防原則微生物感念感染的預(yù)防原則人工被動免疫預(yù)防胎盤丙種球蛋白人血清丙種球蛋白特異性免疫球蛋白乙型肝炎免疫球蛋白微生物感念感染的預(yù)防原則真菌感染預(yù)防無特異性的相應(yīng)疫苗真菌的表面抗原性弱，無法制備有效的預(yù)防性疫苗皮膚癬菌感染注意皮膚衛(wèi)生；保持鞋襪清潔、干燥；避免與患者及其污染的物品直接接觸深部真菌感染提高機體的免疫力真菌性食物中毒嚴禁銷售和食用發(fā)霉的食品微生物感念感染的預(yù)防原則小結(jié)微生物感染的預(yù)防原則特異性免疫的分類生物制品細菌感染的特異性預(yù)防人工主動免疫常用的生物制品人工被動免疫的生物制品病毒感染的特異性預(yù)防人工主動免疫預(yù)防人工被動免疫預(yù)防真菌感染的預(yù)防原則微生物感念感染的預(yù)防原則抗病毒藥物微生物感念感染的預(yù)防原則抗病毒藥物（Chemotherapy）BacteriaManyantibioticsHighlyselectiveVirusesUsehostcellmetabolismSelectivitydifficultToxicity微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyKeyisselectivityOtherproblemsToxicityRapidexcretionRapidmetabolismPoorabsorption微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyIdealDrugWatersolubleChemicallyandmetabolicallystableEasilyabsorbed(apolar)NOTToxicCarcinogenicAllergenicMutagenicTeratogenic微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyTherapeuticindex(T.I.)MinimumdosetoxictocellMinimumdosetoxictovirusEffectivedrug:T.I.=100-1000微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyPrincipleInterferewith:

Aspecificviralfunctione.g.enzyme

Acellularfunctionthatthevirusneedssothatitcannotreplicate

Ifinterferewithcellularfunctioneither:ItmustbecrucialtovirusbutnotthecellorOnlythevirus-infectedcellmustbekilled(activationofdrugintheinfectedcellonly?)微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyViralenzymesNucleicacidpolymerasesDNA-dependentDNApolymerase-DNAvirusesRNA-dependentRNApolymerase-RNAvirusesRNAdependentDNApolymerase(RT)-Retroviruses

Protease

IntegraseNeuraminidase微生物感念感染的預(yù)防原則Chemotherapy1962Idoxuridine（皰疹凈）

PyrimidineanalogToxicTopical-Epithelialherpetickeratitis1983Acyclovir（無環(huán)鳥苷）

PurineanalogSugarmodificationChainterminatorAnti-herpesSelectivetovirus-infectedcells1990’sProteaseinhibitors微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyAmantadine（金剛烷胺）:1966Rimantadine:1993Onlyeffectiveagainst‘fluA(200mg/day)

Marginallyeffectivetherapeutically

Prophylaxis:Reducefluby90%

Sincediseaseusuallymildandavoidablenotusedmuchhere微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyNucleicAcidSynthesisPolymerasesareoftenvirallyencodedOtherenzymesinnucleicacidsynthesise.g.THYMIDINEKINASEinHerpesSimplex微生物感念感染的預(yù)防原則ThymidineKinaseViralorcellularthymidinekinaseaddsfirstphosphatePO4PO4PO4CellularkinasesaddtwomorephosphatestoformTTP微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyWhydoesHerpessimplexcodeforitsownthymidinekinase?TK-viruscannotgrowinneuralcellsbecausetheyarenotproliferating(notmakingDNA)Althoughpurine/pyrimidinesarepresent,levelsofphosphorylatednucleosidesarelowAllowsvirustogrowincellsthatarenotmakingDNA“Thymidinekinase”isamisnomerDeoxynucleosidekinaseNON-SPECIFIC微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyNeedforactivationrestrictsdrugto:VirusessuchasHSVthatcodeforownthymidinekinaseVirussuchascytomegalovirusandEpstein-Barrvirusthatinducecellstooverproducetheirownthymidinekinase

IneithercaseitistheVIRUS-INFECTEDcellthatactivatesthedrug微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyNucleotideanalogsSugarmodificationsBasemodificationsSelectivityViralthymidinekinasebetteractivatorCellularenzymemaynotbepresentinnon-proliferatingcellsActivateddrugismoreactiveagainstviralDNApolymerasethatagainstcellpolymerase微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyGuanineanalogsAcyclovir=acycloguanosine=ZoviraxGanciclovir=CytoveneActivatedbyviralTKActivatedACVisbetter(10x)inhibitorofviralDNApolymerasethancellDNApolymeraseExcellentanti-herpesdrug微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyACVactsintwoways:CompeteswithGTPChainterminator

Goodanti-herpesdrugTPPGPCPANormalDNAsynthesis微生物感念感染的預(yù)防原則TPPGPCPAPAACG

P-P-PTerminationACVactsintwoways:CompeteswithGTPChainterminatorSelective:VirusphosphorylatesdrugPolymerasemoresensitive微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyAdeninearabinoside(Ara-A)Problems:SeveresideeffectsResistantmutants(alteredpolymerase)Chromosomebreaks(mutagenic)TumorigenicinratsTeratogenicinrabbitsInsolubleUse:topicalapplicationsinocularherpessimplex微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyAdeninearabinosideHSVencephalitisNeonatalherpesDisseminatedherpeszosterHepatitisBPoorinvivoefficacy:DEAMINATION微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyOthersugarmodifications:AZT

azidothymidineDDI

dideoxyinosineDDC

dideoxycytidine微生物感念感染的預(yù)防原則Prodrugs：FamciclovirTakenorallyConvertedbyPatient’smetabolismHSVthymidinekinasePHostkinasePPAvailableastopicalcreamSmithKlein-Beecham微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyRibavirin（病毒唑）

Guanosineanalog

Non-competitiveinhibitorofRNApolymeraseinvitroLittleeffecton‘fluinvitroOftengoodinanimalsbutpoorinhumansAerosoluse:respiratorysyncytialvirus微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyMayinhibitRNAcapformationNNNHNH2NOCH3OCH2PPCH2OCH3PbaseMayinducemutationsinRNAviruses微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyViralProteinsynthesis:Noinhibitors微生物感念感染的預(yù)防原則BindingFusionReversetranscriptionNuclearlocalizationUncoatingIntegrationTranscriptionSplicingRNAexportGenomicRNAmRNATranslationModificationBuddingAssemblyMaturationEndocytosisLysosome微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyProteinprocessing:ProteolysisGlycosylation微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyGAGIntegrasePolymeraseProteaseGAG/POLpolyprotein微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyGAGIntegrasePolymeraseProteasefoldsandcutsitselffree微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyGAGIntegrasePolymeraseProteasecutsatasitebetweentheintegraseandpolymerase微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyGAGIntegrasepolymerase微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapySaquinavir微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapySaquinavir:InHAARTViremia CD4+cellsRitonavir:InHAARTAIDSdeaths58%IndinavirNelfinavirHIVaspartylproteaseinhibitors微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyIndinavir(Merke)INDINAVIR+AZT+3TCNodetectableHIVbyPCR20,000-11,000,000RNAcopies/ml<200-400copiesLast>1yearNoreplicationNoresistance微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyInfluenzaRequiresneuraminidasetoescapefromcellRequiresneuraminidasetopenetratemucusZanamivir-RELENZA(fall1997)NeuraminidaseinhibitorActiveagainstInfluenzaAandInfluenzaB微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyAfterneuraminidaseinhibition,‘fluhemagglutininbindstosialicacidonothervirusparticles:virusclumpsORvirusstickstomucousinrespiratorytract微生物感念感染的預(yù)防原則VirushemagglutininsticksnewvirusparticletosialicacidoncellsurfaceViruscannotescapefrominfectedcell微生物感念感染的預(yù)防原則Neuraminidaseofvirusremovessialicacidfromcellsurfacetherebyreleasingvirus微生物感念感染的預(yù)防原則ChemotherapyZanamivir-RelenzaNeuraminidaseinhibitorNasalsprayShortenssymptomsbyafewdaysTamiflu:Oralneuraminidaseinhibitor微生物感念感染的預(yù)防原則抗病毒化學制劑理論上病毒復(fù)制的任何環(huán)節(jié)都是抗病毒藥物發(fā)揮作用的靶位置，但要區(qū)別病毒復(fù)制與宿主細胞正常生理過程是很困難的。因此大多數(shù)抗病毒藥物的應(yīng)用都有限制，甚至對機體有毒性作用抗病毒藥的機制多是在藥物進入宿主細胞后受病毒的某種酶的作用形成具有抗病毒活性的新的成份微生物感念感染的預(yù)防原則抗病毒化學制劑的種類核苷（酸）類似物DNA聚合酶（包括逆轉(zhuǎn)錄酸）抑制劑蛋白酶抑制劑免疫調(diào)節(jié)劑（干擾素）微生物感念感染的預(yù)防原則核苷類似物無環(huán)鳥苷（Acyclovir，ACV）微生物感念感染的預(yù)防原則是鳥嘌呤或脫氧鳥嘌呤核苷類似物，受病毒編碼的胸腺嘧啶核苷激酶（ThymineKinase，TKase）的作用而磷酸化，對病毒編碼的DNA聚合酶比對宿主細胞的DNA聚合酶有更強的抑制作用主要用于皰疹病毒感染微生物感念感染的預(yù)防原則阿糖胞苷（Adeninearabinoside,Ara-A）在細胞內(nèi)被磷酸化形成Ara-ATP，后者與dTMP競爭抑制DNA的合成，對DNA聚合酶也有作用用于皰疹病毒、HBV感染微生物感念感染的預(yù)防原則DNA聚合酶抑制劑疊氮胸苷（Azidothymidine，AZT）對逆轉(zhuǎn)錄活性的抑制比對細胞DNA聚合酶敏感100倍以上，故通過阻斷前病毒的合成而抑制逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制用于HIV感染的治療，但HIV能產(chǎn)生耐藥性（基因突變所致）微生物感念感染的預(yù)防原則蛋白酶抑制劑賽科納瓦（Saquinavir）HIV的晚期蛋白酶將病毒子代大分子蛋白裂解為病毒結(jié)構(gòu)蛋白（形成成熟病毒體核心成份）和病毒逆轉(zhuǎn)錄酶分子。Saquinavir抑制晚期蛋白酶的活性，因此不成獲得成熟病毒認殼蛋白和逆轉(zhuǎn)錄酶，但對宿主細胞蛋白酶沒影響與逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑聯(lián)合使用可以減低血液中HIV的含量，延長存活期，但對細胞內(nèi)的HIV作用差微生物感念感染的預(yù)防原則抑制病毒脫殼和裝配金剛烷胺：抑制病毒脫殼用于流感治療微生物感念感染的預(yù)防原則AntiviralagentsinclinicaluseAcyclovirNucleosideanalogueHSVAmantadineUncoatingandassemblyInfluenzaADideoxy-nucleosideNucleosideanalogueHIVFoscametInhibitionofpolymeraseCMVretinitisGanciclovirNucleosideanalogueCMVIdoxuridineNucleosideanalogueHSVtopical微生物感念感染的預(yù)防原則Interferon-alfaImmunomodulatorHBV&HCVPenciclovirNucleosideanalogueHSVRitonavirProteaseinhibitorHIVSaquinavirProteaseinhibitorHIVTribavirin