生物工程药物和疫苗
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课件72张PPT。 第三节
生物工程药物和疫苗生物工程也称生物技术，包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程基因工程药物以重组DNA为核心技术，通过将一个生物体内有用的“目的基因”转移到另一个生物体中并表达所需要的药物。生产过程获得目的基因
重组质粒
构建基因工程菌
工程菌大规模培养
分离目的产物受体细菌、酵母菌、动植物1982年，美国食品与药物管理局批准了首例基因工程产品——Ely Lili公司人胰岛素投放市场——它标志了基因工程产品正式进入到商业化阶段。基因工程药物1 —— 胰岛素胰岛素分子结构本质？相关细胞和结构？相关疾病？作用？胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取3-5g的胰岛素。价格高，比黄金还贵不能满足1.3亿糖尿病患者的需求 每1000L大肠杆菌培养液就能产生200g胰岛素！（相当于从2t猪胰腺中提取的量） 传统方法基因工程方法胰岛素基因化学合成法治疗一个侏儒症患者一年的用量，需从50人的脑垂体中提取 基因工程药物2—— 生长激素（hGH）本质？相关细胞和结构？相关疾病？传统方法基因工程方法提取尸体的垂体中的生长激素。从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。 大肠杆菌作用？基因工程药物3—— 人组织纤溶酶原激活剂（tPA） 治疗心肌梗死、 异体肾移植排异反应
表皮生长因子、肿瘤坏死因子、a-干扰素、纤维素酶、抗血友病因子、红细胞生成素、尿激酶原、白细胞介素-2、集落刺激因子、乙肝疫苗等等干扰素（interferon，IFN）是一类多功能细胞因子，按结构和来源可分为α、β、γ三种。IFN -α主要由白细胞产生，IFN -β由成纤维细胞产生，IFN -γ主要由T细胞和NK细胞产生。抗病毒感染调控细胞的生长调节免疫细胞发挥生理效应干扰素的
主要生理作用临床应用：治疗白血病、乙型肝炎、丙型肝炎、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。红细胞生成素（erythropoietin，EPO）又称促红细胞生成素或红细胞生产刺激因子，是一种集落刺激因子。它由肾脏和肝脏产生，其主要功能是刺激造血始细胞分化为红细胞，维持外周血中红细胞的正常水平。1988年瑞士的Cilag公司上市了基因工程EPO。
中国仓鼠卵巢细胞（CHO细胞）生产的重组人EPO于1989年被美国FDA批准上市，现已在全世界年销售额达数十亿美元，成为开发最成功的基因工程药物之一。生产EPO的关键是建立高表达工程细胞，由于蛋白质的糖基化对其生物学活性很重要，因此以基因工程途径生产EPO不能利用大肠杆菌表达系统，只能利用哺乳动物表达系统进行生产。EPO的临床应用：肾功能衰竭导致的贫血；
肿瘤及肿瘤放化疗所导致的贫血；
骨髓增生异常综合症贫血；
类风湿性关节炎和红斑狼疮所致贫血；
艾滋病人因使用叠氮胸苷（AZT）治疗所致贫血。人表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）人表皮生长因子，因其可抑制胃酸的分泌，故又称抑胃素。它由53个氨基酸残基组成，广泛存在与人的各种体液中。功能：对多种细胞具有刺激效应。
临床应用：治疗外伤、溃疡、烧伤等。白细胞介素（interleukin，IL）是由多种免疫细胞产生的细胞因子，它是一类重要的免疫调节因子。1972年这个家族的第一个成员IL-1被发现，它介导淋巴细胞的增值反应。1983年发现了IL-2，它在免疫系统中发挥核心调节作用。到目前已发现20多种白介素，分别以IL-1～IL-20表示。临床应用：治疗肿瘤及某些感染性疾病如结核杆菌感染等，还可用于治疗艾滋病。基因工程IL-2于1992年由美国的Chiron公司生产并上市。 细胞工程药物指在细胞水平上通过细胞融合、核质移植、染色体移植等技术改造并筛选特定的细胞株或细胞系，再通过规模培养获得的药物。利用植物细胞培养进行药物生产实例细胞培养的人参愈伤组织 紫杉醇(Paclitaxel)是继阿霉素和铂类抗癌药之后最受人们重视的一种抗癌新药，是一新发现的有丝分裂抑制剂，其作用机理在于阻止微管正常生理聚集，抑制癌细胞的有丝分裂和纺锤体的形成，从而使癌细胞的复制受到阻断而凋亡。
1967年美国化学家Wall和Wani等首先从太平洋紫杉（短叶红豆杉，Taxus. brevifolia）树皮中提取出来。该药于1990年进入Ⅲ期临床试验， 1992年底获美国FDA批准上市。 紫杉醇存在于红豆杉属植物的树皮、叶及茎中， 其中树皮中的含量最高，大约从12000株成年紫杉树中才能提取1KG的紫杉醇，而且紫杉的生长周期很长，在世界分布很少。
紫杉醇的国际市场价格为450美元/g 日本有关组织从红豆杉中诱导产生愈伤组织，筛选得到细胞培养4周就增殖了5倍，紫杉醇的含量达到了0.05％，比树皮中紫杉醇的含量高达10倍。
Ketchum从6种紫杉醇属植物中进行愈伤组织的诱导，获得了产生紫杉醇的高产细胞株，在悬浮培养下，细胞内的紫杉醇含量超过了20mg/L。
清华大学化工系生物化工研究所通过固液两步培养法可以在4周内获得20g/L干物质，利用代谢调控技术在2~3天内将紫杉醇的含量提高到0.063%左右。 紫草素可用作创伤、烧伤以及痔疮的治疗药物，同时又因为其漂亮的紫红色而作为高级色素使用。
紫草素产生于亚洲的多年生 植物紫草的根部 。但紫草资源严重不足，在日本，紫草已濒临灭绝，在我国，紫草（Arnebia euchroma)列入了国际二级保护植物紫草的人工栽培成活率低，而且直接提取紫草素的无法满足市场需求。
化学合成紫草素的工艺非常复杂，且最终产率只有0.7％，生产成本昂贵。
紫草素在国际市场上售价高达7000美元/kg1974年Tabata等就研究了用于培养紫草细胞的培养基。
1981年Tabata和Fujita等又用大的培养容器进行细胞悬浮培养并获得了紫草素衍生物。
日本在1983年进行紫草细胞大规模培养来生产紫草素。
我国南京大学等从1986年开始对该项目进行研究，在进行大量的研究之后得出， 在适当的条件下，培养的紫草细胞悬浮物中紫草素含量占干重的14%，比紫草根中的含量高10倍。 植物细胞反应器悬浮细胞培养提取纯化产物收集细胞药物制剂利用动物细胞培养进行药物生产动物细胞反应器 实例利用杂交细胞进行药物生产细胞融合
核质移植
染色体移植 单克隆抗体制备过程细胞融合、筛选足够数量的、能产生特定抗体的细胞群单克隆抗体 选择有次黄嘌呤-鸟嘌呤核苷酸转换酶（HGPRT）或胸腺嘧啶激酶（TK）缺陷的骨髓瘤细胞株，此种骨髓瘤细胞不能在选择培养基中生长；
HAT培养基是一种选择培养基，其中含有次黄嘌呤（H）、氨基蝶呤（A）、胸腺嘧啶（T），它是根据细胞内嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的生物合成途径设计的用于筛选杂交瘤细胞的特殊培养液。 细胞的DNA生物合成有两条途径，一条是生物合成的主要途径，即由氨基酸及其小分子化合物合成核苷酸，进而合成DNA。在这一合成途径中，叶酸作为重要的辅酶。另一途径为辅助途径，以次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶为原料，在次黄嘌呤-鸟嘌呤核苷酸转换酶（HGPRT）或胸腺嘧啶激酶（TK）的催化作用下合成DNA。
HAT培养基中含有氨基蝶呤（A,为叶酸拮抗剂），故所有细胞的DNA主要合成途径均被阻断，只能通过辅助进行DNA的合成。 HGPRT缺陷型或TK缺陷型的骨髓瘤细胞在HAT培养基中因不能通过旁路合成DNA而死亡。
脾细胞虽有HGPRT或TK，但不能在体外长期培养繁殖，一般在2周内死亡。
杂交瘤细胞因从脾细胞获得HGPRT或TK，可通过旁路合成DNA，同时又具备肿瘤细胞的特点，在体外培养中可以长期繁殖生长。 ① 在疾病诊断、治疗和预防方面，与常规抗体相比，具有产量高，特异性强，灵敏度高，优越性十分明显② 作为载体，运载抗癌药物，制成生物导弹单克隆抗体的应用基因工程疫苗疫苗一类接种后能激发人体免疫反应来抵抗某些传染病的生物制品天花：由天花病毒天花是由天花病毒引起的烈性传染病。染上天花而侥幸生存下来的病人常常留下永久性的瘢痕。天花最初出现在古埃及，3000多年前，古埃及的木乃伊身上已见到天花的疤痕。 18世纪，欧洲死于天花的总人数达1.5亿人；
1872年天花在美国流行，仅费城一个城市就有近2600人死亡；爱德华·詹纳英国内科专家爱德华·詹纳发明和普及了一种预防可怕的天花病的方法——接种疫苗法。公元1749—公元1832 1796年5月，詹纳用从一个奶场女工手上的牛痘脓胞中取出来的物质给一个八岁的男孩詹姆斯·菲普斯注射。这孩子患了牛痘，但很快就得以恢复。詹纳又给他种天花痘，果不出所料，孩子没有出现天花病症。传统疫苗的生产减毒疫苗
灭活疫苗减毒疫苗也称活疫苗，指用人工定向变异的方法，使病原微生物在极大程度上丧失致病能力，或从自然界筛选毒性高度减弱或基本无毒的活细菌或病毒制备成的疫苗。疫苗接种人体后，在机体内有一定的生长繁殖能力，使肌体产生类似的隐性感染或轻度感染，但不会发病，从而获得免疫力。在体内作用时间长，接种次数少，免疫效果好。人工定向变异卡介苗是用于结核病的疫苗，由减毒活牛分枝杆菌制备（Mycobacterium bovis） 通常在接种后3周左右，接种部位会出现红肿，中间逐渐软化，形成白色小脓疱，脓疱破溃后，脓汁排出，经过1-2周才结痂，愈合后可留有圆形瘢痕。上述过程一般要持续2个月左右。 在19世纪甚至20世纪20年代以前，人类饱受结核病的打击而几无还手之策，直到法国细菌学家卡尔美和介林发明了一种疫苗。他们于1902年开始用从牛乳痈脓肿内分离出的牛型结核菌接种，培养传代。至1920年，他们把传代至231代的菌苗接种各种动物，证明能够产生对结核感染的免疫作用。1921年即进行人体试种，获得良好的效果。为纪念这两位先驱者的功绩，称他们制成的菌苗为卡介苗。世界各国卡介苗菌都从法国巴斯德研究所引进 。麻疹疫苗是预防麻疹最有效措施。 麻疹疫苗儿童通常不会直接死于麻疹，而是死于它的并发症。最常见的并发症是肺炎、喉炎；最严重的并发症包括失明、脑炎、严重腹泻、严重呼吸道感染。麻疹致死率在发展中国家一般为1%至25%。 1961年，麻疹病毒被成功分离出来以后，1963年美国成功地应用了经鸡胚羊膜腔适应和鸡胚单层细胞传代的减毒株制备了疫苗。中国，1965年研制成功麻疹疫苗主要使用沪191、长47这两株减毒疫苗株。麻疹疫苗早期为液体剂型，逐渐被冻干剂型取代。1992年，中国生产的麻疹疫苗，有不同鸡胚细胞，改为无鸡白血病鸡胚细胞生产疫苗。中国于1965年开始广泛使用麻疹疫苗。脊髓灰质炎疫苗剂型有糖丸、液体、糖浆和胶囊4种剂型。常见的有糖丸和液体疫苗，但以糖丸疫苗应用最为广泛。 脊髓灰质炎疫苗 历史上最著名的一位脊髓灰质炎病人莫过于富兰克林·罗斯福。1921年的夏天，他在一次游泳之后染上了脊髓灰质炎，最终造成了下肢瘫痪。
1938年，这位领导美国人与法西斯作战的总统发现了脊髓灰质炎在美国的流行趋势开始恶化，他于是建立了小儿麻痹症全国基金会，用于救治脊髓灰质炎患者，并促进疫苗的研制。此前，罗斯福一直致力于帮助和他有着相似痛苦的病人。 在小儿麻痹症全国基金会的支持下，索尔克医生（Dr. Jonas Salk）在实验室里成功地培育出了全部三种脊髓灰质炎毒株。索尔克把病毒杀死制成疫苗，并于1952年在患脊髓灰质炎康复的儿童身上进行了实验，结果被实验者血液中脊髓灰质炎抗体增加了。接着，索尔克在自己、妻子和孩子身上进行了接种实验，结果他们体内出现了相应的抗体，并且没有患上脊髓灰质炎。
??? 1954年，美国有200万儿童接受了索尔克的疫苗实验。灭活疫苗是用抗原性强的病原微生物经人工大量培养后，用化学或物理方法灭活后制成的疫苗。已丧失致病能力，但仍保留其抗原性。在体内不能生长繁殖，需多次注射才能产生较巩固的免疫力相对安全、稳定1896年，在德国和英国开始进行灭活伤寒疫苗的免疫接种试验。目前世界各地获准使用的疫苗有灭活动干全菌体疫苗，纯化非变性多糖疫苗，伤寒T21a口服减毒活疫苗株。灭活冻干全菌体疫苗
保护率为60-67%，其免疫持久性可达7年。有相当比例的副反应，因此已很少有人使用，或只用于军队。伤寒Ty21a口服减毒活疫苗
是目前最安全有效的伤寒疫苗，它是一种活的伤寒Ty21a弱毒菌株。霍乱是一种烈性肠道传染病，由霍乱弧菌引起，发病特征是水样腹泻，迅速造成脱水，严重者可造成血容量减少性休克和酸中毒导致死亡。 自1817年起，共有过7次世界范围大流行。1961年开始的第7次世界大流行，波及五大洲的100多个国家和地区，至今已历时40多年仍未得到有效控制 .传统疫苗存在的问题
1）活疫苗毒力可能增强
脊髓灰质炎弱毒疫苗与亲本强毒株只有
2个核苷酸的差异
2）引起机体严重反应
伤寒， 百日咳
3）难以培养
4）可能造成血源性污染基因工程疫苗的生产乙肝病毒疫苗是第一个投入使用的基因工程疫苗目前，乙型肝炎病毒的感染人数从全世界来讲大概有四亿人左右，1992至1995年全国病毒性肝炎血清流行病学调查显示，乙肝病毒感染率为57.6%，乙肝病毒携带率为9.75%，即中国有6.9亿人曾感染过乙肝病毒，其中1.2亿人长期携带乙肝病毒。 基因工程乙肝疫苗是利用现代基因工程技术，构建含有乙肝表面抗原基因的重组质粒，它可以用于预防所有已知亚型的乙肝病毒感染。现在用的基因工程乙肝疫苗为乙肝重组脱氧核糖核酸酵母疫苗和重组牛痘病毒疫苗，剂量为每支5微克。 乙肝病毒表面抗原酵母菌
特点：无毒、无感染能力
具有较强的抗原性病原体的一基因序列表达产物作疫苗
DNA疫苗
基因免疫（genetic immunity）或核酸免疫
Wolff 等1993发现将DNA直接注射入小鼠骨
骼肌细胞后可以引起特异的免疫反应
将流感病毒核蛋白抗原基因克隆到表达载体
直接注入小鼠骨骼肌肉细胞生产疫苗的转基因植物乙肝病毒表面抗原基因在胡萝卜、人参、烟草中的克隆及表达 我国常用的病毒疫苗 疫苗名称 类型 培养细胞
脊髓灰质炎疫苗 减毒活疫苗 Vero细胞
麻疹疫苗 减毒活疫苗 鸡胚细胞
流行性腮腺炎疫苗 减毒活疫苗 鸡胚细胞
风疹疫苗 减毒活疫苗 人二倍体细胞
甲型肝炎疫苗 减毒活疫苗 人二倍体细胞
狂犬病疫苗 灭活疫苗 地鼠肾细胞
乙型脑炎疫苗 灭活疫苗 地鼠肾细胞
森林脑炎疫苗 灭活疫苗 地鼠肾细胞
乙型肝炎疫苗 基因工程疫苗 酵母菌国家免疫规划疫苗的免疫程序
生物工程药物和疫苗生物工程也称生物技术，包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程基因工程药物以重组DNA为核心技术，通过将一个生物体内有用的“目的基因”转移到另一个生物体中并表达所需要的药物。生产过程获得目的基因
重组质粒
构建基因工程菌
工程菌大规模培养
分离目的产物受体细菌、酵母菌、动植物1982年，美国食品与药物管理局批准了首例基因工程产品——Ely Lili公司人胰岛素投放市场——它标志了基因工程产品正式进入到商业化阶段。基因工程药物1 —— 胰岛素胰岛素分子结构本质？相关细胞和结构？相关疾病？作用？胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取3-5g的胰岛素。价格高，比黄金还贵不能满足1.3亿糖尿病患者的需求 每1000L大肠杆菌培养液就能产生200g胰岛素！（相当于从2t猪胰腺中提取的量） 传统方法基因工程方法胰岛素基因化学合成法治疗一个侏儒症患者一年的用量，需从50人的脑垂体中提取 基因工程药物2—— 生长激素（hGH）本质？相关细胞和结构？相关疾病？传统方法基因工程方法提取尸体的垂体中的生长激素。从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。 大肠杆菌作用？基因工程药物3—— 人组织纤溶酶原激活剂（tPA） 治疗心肌梗死、 异体肾移植排异反应
表皮生长因子、肿瘤坏死因子、a-干扰素、纤维素酶、抗血友病因子、红细胞生成素、尿激酶原、白细胞介素-2、集落刺激因子、乙肝疫苗等等干扰素（interferon，IFN）是一类多功能细胞因子，按结构和来源可分为α、β、γ三种。IFN -α主要由白细胞产生，IFN -β由成纤维细胞产生，IFN -γ主要由T细胞和NK细胞产生。抗病毒感染调控细胞的生长调节免疫细胞发挥生理效应干扰素的
主要生理作用临床应用：治疗白血病、乙型肝炎、丙型肝炎、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。红细胞生成素（erythropoietin，EPO）又称促红细胞生成素或红细胞生产刺激因子，是一种集落刺激因子。它由肾脏和肝脏产生，其主要功能是刺激造血始细胞分化为红细胞，维持外周血中红细胞的正常水平。1988年瑞士的Cilag公司上市了基因工程EPO。
中国仓鼠卵巢细胞（CHO细胞）生产的重组人EPO于1989年被美国FDA批准上市，现已在全世界年销售额达数十亿美元，成为开发最成功的基因工程药物之一。生产EPO的关键是建立高表达工程细胞，由于蛋白质的糖基化对其生物学活性很重要，因此以基因工程途径生产EPO不能利用大肠杆菌表达系统，只能利用哺乳动物表达系统进行生产。EPO的临床应用：肾功能衰竭导致的贫血；
肿瘤及肿瘤放化疗所导致的贫血；
骨髓增生异常综合症贫血；
类风湿性关节炎和红斑狼疮所致贫血；
艾滋病人因使用叠氮胸苷（AZT）治疗所致贫血。人表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）人表皮生长因子，因其可抑制胃酸的分泌，故又称抑胃素。它由53个氨基酸残基组成，广泛存在与人的各种体液中。功能：对多种细胞具有刺激效应。
临床应用：治疗外伤、溃疡、烧伤等。白细胞介素（interleukin，IL）是由多种免疫细胞产生的细胞因子，它是一类重要的免疫调节因子。1972年这个家族的第一个成员IL-1被发现，它介导淋巴细胞的增值反应。1983年发现了IL-2，它在免疫系统中发挥核心调节作用。到目前已发现20多种白介素，分别以IL-1～IL-20表示。临床应用：治疗肿瘤及某些感染性疾病如结核杆菌感染等，还可用于治疗艾滋病。基因工程IL-2于1992年由美国的Chiron公司生产并上市。 细胞工程药物指在细胞水平上通过细胞融合、核质移植、染色体移植等技术改造并筛选特定的细胞株或细胞系，再通过规模培养获得的药物。利用植物细胞培养进行药物生产实例细胞培养的人参愈伤组织 紫杉醇(Paclitaxel)是继阿霉素和铂类抗癌药之后最受人们重视的一种抗癌新药，是一新发现的有丝分裂抑制剂，其作用机理在于阻止微管正常生理聚集，抑制癌细胞的有丝分裂和纺锤体的形成，从而使癌细胞的复制受到阻断而凋亡。
1967年美国化学家Wall和Wani等首先从太平洋紫杉（短叶红豆杉，Taxus. brevifolia）树皮中提取出来。该药于1990年进入Ⅲ期临床试验， 1992年底获美国FDA批准上市。 紫杉醇存在于红豆杉属植物的树皮、叶及茎中， 其中树皮中的含量最高，大约从12000株成年紫杉树中才能提取1KG的紫杉醇，而且紫杉的生长周期很长，在世界分布很少。
紫杉醇的国际市场价格为450美元/g 日本有关组织从红豆杉中诱导产生愈伤组织，筛选得到细胞培养4周就增殖了5倍，紫杉醇的含量达到了0.05％，比树皮中紫杉醇的含量高达10倍。
Ketchum从6种紫杉醇属植物中进行愈伤组织的诱导，获得了产生紫杉醇的高产细胞株，在悬浮培养下，细胞内的紫杉醇含量超过了20mg/L。
清华大学化工系生物化工研究所通过固液两步培养法可以在4周内获得20g/L干物质，利用代谢调控技术在2~3天内将紫杉醇的含量提高到0.063%左右。 紫草素可用作创伤、烧伤以及痔疮的治疗药物，同时又因为其漂亮的紫红色而作为高级色素使用。
紫草素产生于亚洲的多年生 植物紫草的根部 。但紫草资源严重不足，在日本，紫草已濒临灭绝，在我国，紫草（Arnebia euchroma)列入了国际二级保护植物紫草的人工栽培成活率低，而且直接提取紫草素的无法满足市场需求。
化学合成紫草素的工艺非常复杂，且最终产率只有0.7％，生产成本昂贵。
紫草素在国际市场上售价高达7000美元/kg1974年Tabata等就研究了用于培养紫草细胞的培养基。
1981年Tabata和Fujita等又用大的培养容器进行细胞悬浮培养并获得了紫草素衍生物。
日本在1983年进行紫草细胞大规模培养来生产紫草素。
我国南京大学等从1986年开始对该项目进行研究，在进行大量的研究之后得出， 在适当的条件下，培养的紫草细胞悬浮物中紫草素含量占干重的14%，比紫草根中的含量高10倍。 植物细胞反应器悬浮细胞培养提取纯化产物收集细胞药物制剂利用动物细胞培养进行药物生产动物细胞反应器 实例利用杂交细胞进行药物生产细胞融合
核质移植
染色体移植 单克隆抗体制备过程细胞融合、筛选足够数量的、能产生特定抗体的细胞群单克隆抗体 选择有次黄嘌呤-鸟嘌呤核苷酸转换酶（HGPRT）或胸腺嘧啶激酶（TK）缺陷的骨髓瘤细胞株，此种骨髓瘤细胞不能在选择培养基中生长；
HAT培养基是一种选择培养基，其中含有次黄嘌呤（H）、氨基蝶呤（A）、胸腺嘧啶（T），它是根据细胞内嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的生物合成途径设计的用于筛选杂交瘤细胞的特殊培养液。 细胞的DNA生物合成有两条途径，一条是生物合成的主要途径，即由氨基酸及其小分子化合物合成核苷酸，进而合成DNA。在这一合成途径中，叶酸作为重要的辅酶。另一途径为辅助途径，以次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶为原料，在次黄嘌呤-鸟嘌呤核苷酸转换酶（HGPRT）或胸腺嘧啶激酶（TK）的催化作用下合成DNA。
HAT培养基中含有氨基蝶呤（A,为叶酸拮抗剂），故所有细胞的DNA主要合成途径均被阻断，只能通过辅助进行DNA的合成。 HGPRT缺陷型或TK缺陷型的骨髓瘤细胞在HAT培养基中因不能通过旁路合成DNA而死亡。
脾细胞虽有HGPRT或TK，但不能在体外长期培养繁殖，一般在2周内死亡。
杂交瘤细胞因从脾细胞获得HGPRT或TK，可通过旁路合成DNA，同时又具备肿瘤细胞的特点，在体外培养中可以长期繁殖生长。 ① 在疾病诊断、治疗和预防方面，与常规抗体相比，具有产量高，特异性强，灵敏度高，优越性十分明显② 作为载体，运载抗癌药物，制成生物导弹单克隆抗体的应用基因工程疫苗疫苗一类接种后能激发人体免疫反应来抵抗某些传染病的生物制品天花：由天花病毒天花是由天花病毒引起的烈性传染病。染上天花而侥幸生存下来的病人常常留下永久性的瘢痕。天花最初出现在古埃及，3000多年前，古埃及的木乃伊身上已见到天花的疤痕。 18世纪，欧洲死于天花的总人数达1.5亿人；
1872年天花在美国流行，仅费城一个城市就有近2600人死亡；爱德华·詹纳英国内科专家爱德华·詹纳发明和普及了一种预防可怕的天花病的方法——接种疫苗法。公元1749—公元1832 1796年5月，詹纳用从一个奶场女工手上的牛痘脓胞中取出来的物质给一个八岁的男孩詹姆斯·菲普斯注射。这孩子患了牛痘，但很快就得以恢复。詹纳又给他种天花痘，果不出所料，孩子没有出现天花病症。传统疫苗的生产减毒疫苗
灭活疫苗减毒疫苗也称活疫苗，指用人工定向变异的方法，使病原微生物在极大程度上丧失致病能力，或从自然界筛选毒性高度减弱或基本无毒的活细菌或病毒制备成的疫苗。疫苗接种人体后，在机体内有一定的生长繁殖能力，使肌体产生类似的隐性感染或轻度感染，但不会发病，从而获得免疫力。在体内作用时间长，接种次数少，免疫效果好。人工定向变异卡介苗是用于结核病的疫苗，由减毒活牛分枝杆菌制备（Mycobacterium bovis） 通常在接种后3周左右，接种部位会出现红肿，中间逐渐软化，形成白色小脓疱，脓疱破溃后，脓汁排出，经过1-2周才结痂，愈合后可留有圆形瘢痕。上述过程一般要持续2个月左右。 在19世纪甚至20世纪20年代以前，人类饱受结核病的打击而几无还手之策，直到法国细菌学家卡尔美和介林发明了一种疫苗。他们于1902年开始用从牛乳痈脓肿内分离出的牛型结核菌接种，培养传代。至1920年，他们把传代至231代的菌苗接种各种动物，证明能够产生对结核感染的免疫作用。1921年即进行人体试种，获得良好的效果。为纪念这两位先驱者的功绩，称他们制成的菌苗为卡介苗。世界各国卡介苗菌都从法国巴斯德研究所引进 。麻疹疫苗是预防麻疹最有效措施。 麻疹疫苗儿童通常不会直接死于麻疹，而是死于它的并发症。最常见的并发症是肺炎、喉炎；最严重的并发症包括失明、脑炎、严重腹泻、严重呼吸道感染。麻疹致死率在发展中国家一般为1%至25%。 1961年，麻疹病毒被成功分离出来以后，1963年美国成功地应用了经鸡胚羊膜腔适应和鸡胚单层细胞传代的减毒株制备了疫苗。中国，1965年研制成功麻疹疫苗主要使用沪191、长47这两株减毒疫苗株。麻疹疫苗早期为液体剂型，逐渐被冻干剂型取代。1992年，中国生产的麻疹疫苗，有不同鸡胚细胞，改为无鸡白血病鸡胚细胞生产疫苗。中国于1965年开始广泛使用麻疹疫苗。脊髓灰质炎疫苗剂型有糖丸、液体、糖浆和胶囊4种剂型。常见的有糖丸和液体疫苗，但以糖丸疫苗应用最为广泛。 脊髓灰质炎疫苗 历史上最著名的一位脊髓灰质炎病人莫过于富兰克林·罗斯福。1921年的夏天，他在一次游泳之后染上了脊髓灰质炎，最终造成了下肢瘫痪。
1938年，这位领导美国人与法西斯作战的总统发现了脊髓灰质炎在美国的流行趋势开始恶化，他于是建立了小儿麻痹症全国基金会，用于救治脊髓灰质炎患者，并促进疫苗的研制。此前，罗斯福一直致力于帮助和他有着相似痛苦的病人。 在小儿麻痹症全国基金会的支持下，索尔克医生（Dr. Jonas Salk）在实验室里成功地培育出了全部三种脊髓灰质炎毒株。索尔克把病毒杀死制成疫苗，并于1952年在患脊髓灰质炎康复的儿童身上进行了实验，结果被实验者血液中脊髓灰质炎抗体增加了。接着，索尔克在自己、妻子和孩子身上进行了接种实验，结果他们体内出现了相应的抗体，并且没有患上脊髓灰质炎。
??? 1954年，美国有200万儿童接受了索尔克的疫苗实验。灭活疫苗是用抗原性强的病原微生物经人工大量培养后，用化学或物理方法灭活后制成的疫苗。已丧失致病能力，但仍保留其抗原性。在体内不能生长繁殖，需多次注射才能产生较巩固的免疫力相对安全、稳定1896年，在德国和英国开始进行灭活伤寒疫苗的免疫接种试验。目前世界各地获准使用的疫苗有灭活动干全菌体疫苗，纯化非变性多糖疫苗，伤寒T21a口服减毒活疫苗株。灭活冻干全菌体疫苗
保护率为60-67%，其免疫持久性可达7年。有相当比例的副反应，因此已很少有人使用，或只用于军队。伤寒Ty21a口服减毒活疫苗
是目前最安全有效的伤寒疫苗，它是一种活的伤寒Ty21a弱毒菌株。霍乱是一种烈性肠道传染病，由霍乱弧菌引起，发病特征是水样腹泻，迅速造成脱水，严重者可造成血容量减少性休克和酸中毒导致死亡。 自1817年起，共有过7次世界范围大流行。1961年开始的第7次世界大流行，波及五大洲的100多个国家和地区，至今已历时40多年仍未得到有效控制 .传统疫苗存在的问题
1）活疫苗毒力可能增强
脊髓灰质炎弱毒疫苗与亲本强毒株只有
2个核苷酸的差异
2）引起机体严重反应
伤寒， 百日咳
3）难以培养
4）可能造成血源性污染基因工程疫苗的生产乙肝病毒疫苗是第一个投入使用的基因工程疫苗目前，乙型肝炎病毒的感染人数从全世界来讲大概有四亿人左右，1992至1995年全国病毒性肝炎血清流行病学调查显示，乙肝病毒感染率为57.6%，乙肝病毒携带率为9.75%，即中国有6.9亿人曾感染过乙肝病毒，其中1.2亿人长期携带乙肝病毒。 基因工程乙肝疫苗是利用现代基因工程技术，构建含有乙肝表面抗原基因的重组质粒，它可以用于预防所有已知亚型的乙肝病毒感染。现在用的基因工程乙肝疫苗为乙肝重组脱氧核糖核酸酵母疫苗和重组牛痘病毒疫苗，剂量为每支5微克。 乙肝病毒表面抗原酵母菌
特点：无毒、无感染能力
具有较强的抗原性病原体的一基因序列表达产物作疫苗
DNA疫苗
基因免疫（genetic immunity）或核酸免疫
Wolff 等1993发现将DNA直接注射入小鼠骨
骼肌细胞后可以引起特异的免疫反应
将流感病毒核蛋白抗原基因克隆到表达载体
直接注入小鼠骨骼肌肉细胞生产疫苗的转基因植物乙肝病毒表面抗原基因在胡萝卜、人参、烟草中的克隆及表达 我国常用的病毒疫苗 疫苗名称 类型 培养细胞
脊髓灰质炎疫苗 减毒活疫苗 Vero细胞
麻疹疫苗 减毒活疫苗 鸡胚细胞
流行性腮腺炎疫苗 减毒活疫苗 鸡胚细胞
风疹疫苗 减毒活疫苗 人二倍体细胞
甲型肝炎疫苗 减毒活疫苗 人二倍体细胞
狂犬病疫苗 灭活疫苗 地鼠肾细胞
乙型脑炎疫苗 灭活疫苗 地鼠肾细胞
森林脑炎疫苗 灭活疫苗 地鼠肾细胞
乙型肝炎疫苗 基因工程疫苗 酵母菌国家免疫规划疫苗的免疫程序