1、兽医生物制品学,第一章 绪 论,第一节 兽医生物制品学的概念与应用 兽医生物制品学（veterinary biologicology）是以预防兽医学和生物工程学理论为基础，研究动物传染病和寄生虫病的免疫预防、诊断和治疗用生物性制品的制造理论和技术、生产工艺、制品质量检验与控制及保藏和使用方法。 以增强动物机体特异性和非特异性免疫力，及时准确诊断动物疫病，并给予特异性治疗，防止疫病传播的综合性应用学科。,内容包括两个方面,一是生物制品的生物学，即主要讨论如何根据动物疫病病原理化特性、培养特点、致病机理及免疫机理，获得合乎生物制品质量要求，适于防制动物疫病的疫苗、诊断液和生物治疗制剂。 二是生物制
2、品的工艺学，主要研究生物制品的生产制造工艺、保藏条件和使用方法等，并保证生产优良制品，不断提高制品的质量，防止可能存在的有害因素经生物制品对动物健康造成的危害和动物疫病的传播，促进养殖业的发展。,兽医生物制品（veterinary biologics）,是根据免疫学原理，利用微生物、寄生虫及其代谢产物或免疫应答产物制备的一类物质，专供相应的疫病诊断、治疗或预防之用。兽医生物制品种类繁多，细菌和病毒培养周期长、环节多，并有细菌培养、细胞转瓶培养、冻干和乳化等多种生产形式，还涉及生物制品保藏和销售过程。,兽医生物制品学与其他学科的关系,它与微生物学、病毒学、免疫学、实验动物学、生物化学、细胞学、遗
3、传学、分子生物学、制冷学、生物工程学和管理科学等有密切的联系，是一门涉及多种学科领域的应用科学。,二、兽医生物制品学的应用,（一）免疫预防 兽医生物制品是防制动物疫病的主要手段之一，也是保障人兽健康的必要条件。许多国家借助生物制品控制或消灭了很多危害严重的动物传染性疾病。如牛瘟，1819世纪曾在法国和南美引起大量牛只死亡。我国也曾流行该病，仅19381941年，青海、甘肃和四川等省死亡牛只100万头以上。1941年，我国从日本引进牛瘟兔化毒（355代），经兔体连续传代，研制成功牛瘟兔化弱毒疫苗，用于预防该病。1952年全国各省依靠普遍注射牛瘟兔化弱毒疫苗，1956年宣告扑灭了牛瘟。,牛肺疫,曾
4、在亚非地区和我国27个省区广泛流行，并严重危害养牛业。60年代，我国育成牛肺疫兔化弱毒株，后来逐渐推广应用牛肺疫兔化弱毒疫苗、牛肺疫兔化绵羊适应弱毒疫苗和牛肺疫兔化藏系绵羊化弱毒疫苗，1996年宣布在全国消灭牛肺疫，而牛肺疫兔化弱毒疫苗为世界公认。,猪瘟,曾在世界各国均有发生，我国年死猪达千万头以上。自20世纪50年代我国培育成功猪瘟兔化弱毒株以来，不仅在我国控制了猪瘟的流行，而且朝鲜和阿尔巴尼亚等国借此消灭了猪瘟。,禽病,随着畜禽规模化养殖，免疫预防更成为畜禽生产必不可少的手段，如鸡马立克氏病、鸡新城疫、传染性支气管炎和传染性法氏囊病等传染病的疫苗已被用于几乎所有鸡场。由于有些病原体在不同流
5、行时期，其致病力和抗原性会发生变化，所以，有必要不断研究和开发新的有效疫苗。,疫苗也可成为传播病原体的媒介,有些疫苗本身就是许多感染性病原体的培养基，如鸡胚尿囊液和细胞培养液等，所以，它们就有可能因污染而达到对免疫动物构成危险水平。不少生产事故的深刻教训，促使我国日益重视兽医生物制品的管理工作，研究生物制品质量规范，积极寻找合乎生物制品要求的实验动物，改进生产工艺及保藏方法，严格规定生产用原料质量，包括鸡胚、细胞和血清等，研究消除并控制危害因子的对策。,（二）诊断,很多国家已研制成功相应疫病的血清学和分子生物学诊断试剂盒，如猪瘟、猪伪狂犬病、鸡新城疫及传染性法氏囊病等ELISA抗体检测试剂盒已
6、在发达国家普通使用，通过监测免疫动物抗体水平，为制定免疫程序提供依据。 猪伪狂犬病gE重组蛋白ELISA抗体检测盒则可用于临床诊断。 我国研制的鸡副伤寒玻片凝集抗原、布鲁氏菌病诊断抗原、牛结核菌素、鸡马立克氏病琼脂扩散试验抗原及鸡新城疫血凝抗原也已得到广泛使用。,（三）治疗,针对有些动物传染病的高免血清、痊愈血清和卵黄抗体等生物制品是帮助动物机体杀死、抑制或消除病原体致病作用，减少经济损失的重要手段。该类制品具有特异性高和疗效快等特点。一般在正确诊断的基础上，只要尽早使用该类制品，疗效较好，如小鹅瘟和鸡传染性法氏囊等。,第二节 兽医生物制品的分类与命名原则,一、生物制品的分类 （一）按生物制品
7、性质分类 1疫苗（vaccine） 凡接种动物后能产生自动免疫和预防疾病的一类生物制剂均称为疫苗，包含细菌性菌苗、病毒性疫苗和寄生虫性虫苗。 现代疫苗的用途有了新发展，除可用于预防传染性疾病外，已扩展到预防非传染性疾病（如自身免疫性疾病和肿瘤等）、治疗性疫苗（肿瘤、过敏和一些传染性疾病）及生理调控疫苗（如促进生长和控制生殖等）。,根据疫苗抗原的性质和制备工艺，,疫苗又分为活疫苗（live vaccine）、死疫苗（killed vaccine）和基因疫苗（genetic vaccine）三类。,活疫苗,可以在免疫动物体内繁殖；能刺激机体产生全面的系统免疫反应和局部免疫反应；免疫力持久，有利于清
8、除局部野毒；产量高、生产成本低。 但是，该类疫苗残毒在自然界动物群体内持续传递后有毒力增强和返祖危险； 有不同抗原的干扰现象； 要求在低温、冷暗条件下运输和储存。 它包括传统的弱毒疫苗及现代的基因缺失疫苗、基因工程活载体疫苗及病毒抗体复合疫苗等。,死疫苗,不能在免疫动物体内繁殖，比较安全，不发生全身性副作用，无毒力返祖现象；有利于制备多价或多联等混合疫苗；制品稳定，受外界环境影响小，有利于保存运输。 但该类疫苗免疫剂量大，生产成本高，需多次免疫。而且，该类疫苗一般只能诱导机体产生体液免疫和免疫记忆，故常需要用佐剂或携带系统（deliver system）来增强其免疫效果。它包括完整病原体灭活疫
9、苗、化学合成亚单位疫苗，基因工程亚单位疫苗及抗独特型抗体（Id）疫苗等。,基因疫苗,不能在机体增殖，但它可被细胞吸纳，并在细胞内指导合成疫苗抗原。它不仅可以诱导机体产生保护性抗体，而且可以同时激发机体产生细胞免疫反应，尤其是细胞毒T淋巴细胞（CTL）反应。,疫苗的其他分类,此外，按疫苗抗原种类和数量，疫苗又可分为单（价）疫苗、多价疫苗和多联（混合）疫苗。按疫苗病原菌（毒）株的来源，疫苗又有同源疫苗和异源疫苗之分。,弱毒疫苗（attenuated vaccine）：,它是由微生物自然强毒株通过物理（温度、射线等）、化学（醋酸铊、吖啶黄等）或生物的（非敏感动物、细胞、鸡胚等）连续传代和筛选，而培养
10、成的丧失或减弱对原宿主动物致病力，但仍保存良好免疫原性和遗传特性的毒株，或从自然界筛选的具有良好免疫原性的自然弱毒株，经培养增殖后制备的疫苗。 目前，市场上大部分活疫苗是弱毒疫苗。如猪瘟兔化弱毒疫苗、牛肺疫兔化弱毒疫苗及鸡痘鹌鹑化弱毒疫苗等。,重组活疫苗 （recombinant live vaccine）：,通过基因工程技术，将病原微生物致病性基因进行修饰、突变或缺失，从而获得弱毒株。由于这种基因变化，一般不是点突变（经典技术培育的弱毒株基因常为点突变），故其毒力更为稳定，返突变机率更小，如猪伪狂犬病基因缺失疫苗。,基因工程活载体疫苗 （genetic engineering live ve
11、ctor vaccine）：,是指用基因工程技术将致病性微生物的免疫保护基因插入到载体病毒或细菌（通常为疫苗毒（菌）株）的非必需区，构建成重组病毒（或细菌），经培养后制备的疫苗。该类疫苗不仅具有活疫苗和死疫苗的优点，而且对载体病毒或细菌以及插入基因相关病原体的侵染均有保护力。同时，一个载体可表达多个免疫基因，可获得多价或多联疫苗。目前，常用的载体病毒或细菌有痘病毒、腺病毒、疱疹病毒、大肠杆菌和沙门氏菌等。,病毒抗体复合物疫苗 （virus-antibody complex vaccine）：,该类疫苗由特异性高免血清或抗体与适当比例的相应病毒组成。其特点是可以延缓病毒释放，提高疫苗安全性和免疫
12、效果，其关键是病毒与抗体的比例要适度。目前，已研制成功并被批准投放市场的有传染性法氏囊病毒抗体复合物疫苗（美国）。,灭活疫苗（inactived vaccine）：,该类疫苗由完整病毒（或细菌）经灭活剂灭活后制成，其关键是病原体灭活。既要使病原体充分死亡，丧失感染性或毒性，又要保持病原体免疫原性。目前，常用的灭活剂有甲醛、乙酰乙烯亚胺（AEI）、乙烯亚胺（BEI）和-丙酸内酯等。该类疫苗历史较久，制备工艺比较简单。目前我国已有很多商品化灭活疫苗，如猪口蹄疫、鸡减蛋综合征和兔出血症等灭活疫苗。,亚单位疫苗（subunit vaccine）：,是指病原体经物理或化学方法处理，除去其无效的毒性物质，
13、提取其有效抗原部分制备的一类疫苗。病原体的免疫原性结构成分包含多数细菌的荚膜和鞭毛、多数病毒的囊膜和衣壳蛋白，及有些寄生虫虫体的分泌和代谢产物，经提取纯化，或根据这些有效免疫成分分子组成，通过化学合成，制成不同的亚单位疫苗。该类疫苗具有明确的生物化学特性、免疫活性和无遗传性的物质。人工合成物纯度高，使用安全。如肺炎球菌囊膜多价多糖疫苗、流感血凝素疫苗及牛和犬的巴贝斯虫病疫苗等。,基因工程亚单位疫苗（genetic engineering subunit vaccine）：,将病原体免疫保护基因克隆于原核或真核表达系统，实现体外高效表达，获得重组免疫保护蛋白，所制造的一类疫苗。其关键是重组表达蛋
14、白应颗粒化。目前，该类疫苗尚不多，人乙肝重组蛋白疫苗是成功的典范。此外，该类疫苗在非传染病领域有了较大应用，如胰细胞自身抗原重组蛋白可用于治疗人型糖尿病，人精子表面特异重组蛋白可用于妇女回复性生殖节育免疫等。,抗独特型疫苗 （ant-idiotypic vaccine）：,根据免疫网络学说原理，利用第一抗体分子中的独特抗原决定簇（抗原表位）所制备的具有抗原的“内影像”（internal image）结构的第二抗体。该抗体具有模拟抗原的特性，故称之为抗独特型疫苗。它可诱导机体产生体液免疫和细胞免疫，主要适用于目前尚不能培养或很难培养的病毒，及直接用病原体制备疫苗有潜在危险的疫病。,基因疫苗（ge
15、netic vaccine）：,又称DNA疫苗（DNA vaccine）或核酸疫苗（nucleic acid vaccine），是将编码某种抗原蛋白的基因置于真核表达元件的控制之下，构成重组表达质粒DNA。将其直接导入动物机体内，通过宿主细胞的转录翻译系统合成抗原蛋白，从而诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答，以达到预防和治疗疾病的目的。该类疫苗具有所有类型疫苗的优点，有很大应用前景。,单（价）疫苗（univalent vaccine）：,利用同一种微生物菌（毒）株或同一种微生物中的单一血清型菌（毒）株的增殖培养物制备的疫苗称为单（价）疫苗。 单价疫苗对单一血清型微生物所致的疫病有免疫保护效力。
16、但单价疫苗仅能对多血清型微生物所致疾病中的对应血清型有保护作用，而不能使免疫动物获得完全的免疫保护。前者如鸡新城疫疫苗（I系苗、II系苗、LaSota系疫苗），都能使接种鸡获得完全的免疫保护；后者如猪肺疫氢氧化铝灭活疫苗，系由6:B血清型猪源多杀性巴氏杆菌强毒株灭活后制造而成，对由A型多杀性巴氏杆菌引起的猪肺疫则无免疫保护作用。,多价疫苗（polyvalent vaccine）：,指用同一种微生物中若干血清型菌（毒）株的增殖培养物制备的疫苗。多价疫苗能使免疫动物获得完全的保护力，且可在不同地区使用。如钩端螺旋体二价及五价活疫苗、口蹄疫A、O型灭活疫苗等。,混合疫苗（mixed vaccine）
17、：,又称多联疫苗，指利用不同微生物增殖培养物，按免疫学原理和方法组合而成。接种动物后，能产生对相应疾病的免疫保护，具有减少接种次数和使用方便等优点，是一针防多病的生物制剂。混合疫苗又可根据实际疫病流行情况和组合的微生物多少，有三联疫苗和四联疫苗等之分，如猪瘟猪丹毒猪肺疫三联活疫苗等。,同源疫苗（homologous vaccine）：,指利用同种、同型或同源微生物株制备的，而又应用于同种类动物免疫预防的疫苗。如猪瘟兔化弱毒疫苗，用于各种品种的猪以预防猪瘟；牛肺疫兔化弱毒疫苗，能使各种品种的牛获得抵抗牛肺疫的免疫力。,异源疫苗（heterlogous vaccine）：,包含用不同种微生物的菌（
18、毒）株制备的疫苗，接种动物后能使其获得对疫苗中不含有病原体产生抵抗力。如犬在接种麻疹疫苗后，能产生对犬瘟热的抵抗力；兔接种兔纤维瘤病毒疫苗后能使其抵抗兔粘液瘤病。 用同一种中一种型（生物型或动物源型）微生物的菌（毒）株制备的疫苗，接种动物后能使其获得对异型病原体的抵抗力。如接种猪型布鲁氏菌弱毒菌苗后，能使牛获得对牛型和使羊获得对羊型以及使绵羊获得对绵羊型布氏鲁菌病的免疫力。,2类毒素（toxoid）,又称脱毒毒素，是指细菌生长繁殖过程中产生的外毒素，经化学药品（甲醛）处理后，成为无毒性而保留免疫原性的生物制剂。接种动物后能产生自动免疫，也可用于注射动物制备抗毒素血清。于类毒素中加入适量磷酸铝或
19、氢氧化铝等吸附剂吸附的类毒素即为吸附精制类毒素。精制类毒素注入动物体后，能延缓吸收，长久地刺激机体产生抗体，增强免疫效果。如破伤风类毒素和明矾沉降破伤风类毒素等。,3诊断制品（diagnostic preparation）,利用微生物、寄生虫及其代谢代物，或动物血液、组织，根据免疫学和分子生物学原理制备，可用于诊断疾病、群体检疫、监测免疫状态和鉴定病原微生物等的一类生物制剂，包含诊断菌液、毒液或抗原、诊断血清和定型血清、标记抗体、诊断用毒素和菌素以及核酸探针和PCR诊断液等。,诊断制品,多数诊断制品属于体外试验诊断用品，如布鲁氏菌补体结合反应抗原及其阴、阳性血清、猪瘟荧光抗体和炭疽沉淀素血清等
20、；少数属于体内试验用品，如鼻疽菌素和布鲁氏菌水解素等。随着免疫化学和分子技术的发展，多数诊断制剂更加纯化并制成标记抗原、抗体和基因探针，从而大大地提高了特异性和敏感性，且可组合成诊断试剂盒，使用十分方便。,诊断液大体分为下列几类：,凝集试验用抗原与阴阳性血清； 补体结合试验用抗原与阴阳性血清； 沉淀试验用抗原与阴阳性血清； 琼脂扩散试验用抗原与阴阳性血清； 标记抗原与标记抗体，如荧光素标记、酶标记、同位素标记等及相应试制盒； 定型血清及因子血清； 溶血素及补体、致敏血细胞； 分子诊断试剂盒。,4抗病血清（antiserum）,又称高免血清，为含有高效价特异性抗体的动物血清制剂，能用于治疗或紧急
21、预防相应病原体所致的疾病，所以又称为被动免疫制品。通常通过给适当动物以反复多次注射特定的病原微生物或其代谢产物，促使动物不断产生免疫应答，在血清中含有大量对应的特异性抗体而制成。如抗猪瘟血清、破伤风抗毒素血清和IBD卵黄抗体等。在生产上，有同源动物抗病血清和异源动物抗病血清之别，但为了增加产量、降低成本，多选择马属动物以生产各种抗病血清。近年来，国外用奶牛研制成功了猪大肠杆菌牛乳抗体。,5微生态制剂（probiotics）,又称益生素、活菌制剂或生菌剂。是用非病原性微生物，如乳酸杆菌，醋样芽胞杆菌、地衣芽胞杆菌或双歧杆菌等活菌制剂，口服治疗畜禽正常菌群失调引起的下痢。目前，该类制剂已在临床上应
22、用和用作饲料添加剂。,6副免疫制品（paraimmunity prepariations ）,该类制剂可以刺激动物机体，提高特异性和非特异性免疫力的免疫制品，从而使动物机体产生针对其它抗原物质的特异性免疫力更强更持久。如脂多糖、多糖、免疫刺激复合物、缓释微球、细胞因子、重组细菌毒素（如霍乱菌毒素和大肠杆菌LT毒素等）及CpG寡核苷酸等。,（二）按生物制品制造方法分类,1普通制品 指一般生产方法制备的、未经浓缩或纯化处理，或者仅按毒（效）价标准稀释的制品。如无毒炭疽芽胞疫苗、猪瘟兔化弱毒疫苗、普通结核菌素等。 2精制生物制品 将普通制品（原制品）利用物理的或化学的方法除去无效成分，进行浓缩和提纯
23、处理制成的制品，其毒（效）价均高于普通制品，从而其效力更好。如精制破伤风类毒素和精制结核菌素等。,（三）按生物制品物理性状分类,1、液状制品 与干燥制品相对而言的湿性生物制品。一些灭活疫苗（如猪肺疫氢氧化铝疫苗、猪瘟兔化弱毒组织湿苗等）、诊断制品（抗原、血清、溶血素、豚鼠血清补体等）为液状制品。液状制品多数既不耐高温和阳光，又不宜低温冻结或反复冻融，否则其效价会受到影响，故只能在低温冷暗处保存。,（三）按生物制品物理性状分类,2、干燥制品 生物制品经冷冻真空干燥后能长时间保护活性和抗原效价，无论活疫苗、抗原、血清、补体、酶制剂和激素制剂均如此。将液状制品根据其性质加入适当冻干保护剂或稳定剂，经
24、冷冻真空干燥处理，将96%以上的水分除去后剩留疏松、多孔呈海绵状的物质，即为干燥制品。冻干制品应在8下运输，在05保存。如猪瘟兔化弱毒冻干疫苗、鸡马立克氏病火鸡疱疹病毒冻干疫苗等。有些菌体生物制品经干燥处理后可制成粉状物，成为干粉制剂，十分有利于运输、保存，且可根据具体情况配制成混合制剂，例如羊梭菌病五联干粉活疫苗。,佐剂制品,为了增强疫苗制剂诱导动物机体免疫应答反应，以提高免疫效果，往往在疫苗制备过程中加入适量的佐剂（免疫增强剂或免疫佐剂），制成的生物制剂即为佐剂制品。若加入的佐剂是氢氧化铝胶，即制成氢氧化铝胶疫苗，如猪丹毒氢氧化铝胶灭活疫苗；若于疫苗中加入的是油佐剂，则称为油乳佐剂疫苗，如
25、鸡新城疫油乳剂灭活疫苗。,二、生物制品命名原则,根据中华人民共和国“兽用新生物制品管理办法”规定，生物制品命原则有10条。 1生物制品的命名原则以明确、简练、科学为基本原则。 2生物制品名称不采用商品名或代号。 3生物制品名称一般采用“动物种名+病名+制品名称”的形式。诊断制剂则在制品种类前加诊断方法名称。如：牛巴氏杆菌病灭活疫苗、马传染性贫血活疫苗、猪支原体肺炎微量间接血凝抗原。特殊的制品命名可参照此方法。病名应为国际公认的、普遍的称呼，译音汉字采用国内公认的习惯定法。,生物制品命原则,4共患病一般可不列动物种名。如：气肿疽灭活疫苗、狂犬病灭活疫苗。 5由特定细菌、病毒、立克次氏体、螺旋体、
26、支原体等微生物以及寄生虫制成的主动免疫制品，一律称为疫苗。例如：仔猪副伤寒活疫苗、牛瘟活疫苗、牛环形泰勒氏黎浆虫疫苗。 6凡将特定细菌、病毒等微生物及寄生虫毒力致弱或采用异源毒制成的疫苗，称“活疫苗”；用物理或化学方法将其灭活后制成的疫苗，称“灭活疫苗”。,生物制品命原则,7同一种类而不同毒（菌、虫）株（系）制成的疫苗，可在全称后加括号注明毒（菌、虫）株（系）。例如：猪丹毒活疫苗（GC42株）、猪丹毒活疫苗（G4T10株）。 8由两种以上的病原体制成的一种疫苗，命名采用“动物种名+若干病名+联疫苗“的形式。例如：羊黑疫、快疫二联灭活疫苗，猪瘟、猪丹毒、猪肺疫三联活疫苗。,生物制品命原则,9由两种以上血清型制备的一种疫苗，命名采用“动物种名+病名+若干型名+价疫苗”的形式。例如：口蹄疫O型、A型双价活疫苗。 10制品的制造方法、剂型、灭活剂、佐剂一般不标明。但为区别已有的制品，可以标明。,复习题,基本概念：兽医生物制品学、兽医生物制品、疫苗、活疫苗与灭活疫苗、病毒抗体复合物疫苗、重组活疫苗、基因工程活载体疫苗、亚单位疫苗、基因工程亚单位疫苗、抗独特型疫苗、单价疫苗、多价疫苗与混合疫苗、同源疫苗与异源疫苗、益生素、副免疫制品兽医生物制品有什么作用？有哪些种类？ 简述生物制品的命名原则。,
