病原生物学(第4版)(全国高等学历继续教育“十三五”(临床专升本)规划教材)
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第三节 病原生物感染的防控

学习目标

掌握 防控感染的基本原则。

熟悉 常用的预防病毒感染的方法。

一、消灭传染源

感染性疾病(infectious disease)由细菌、病毒、真菌、原虫和蠕虫等引起。感染防控不仅要查找感染源头,还要注意感染的途径及易感人群。病原生物性疾病的感染源可以是患者或携带者、动物、环境。从一个宿主传播到另一宿主的感染性疾病称为传染病(communicable disease)。

对于动物性的传染源,治疗或杀死被感染动物,妥善处理动物尸体是基本措施。如果病原体来自环境,处理措施需根据具体情况而定。例如,嗜肺军团菌常见于潮湿环境,应特别注意淋浴喷头、空调冷凝管等的清洁消毒。如果传染源是患者或者健康携带者,及时隔离(isolation)是最有效的控制方法,但隔离的程度应视病情而定,例如,霍乱患者应严格隔离,而沙门菌携带者只要求不从事饮食业工作即可。

二、切断传播途径

注意个人卫生,如洗手、消毒等是防止接触传播的基本措施。发生经空气传播的传染病期间应当避免人群聚集的机会,对公共聚集场所可用乳酸熏蒸消毒空气。

保护水源,加强饮食业管理,可以防止经水源或食物传播的疾病发生。

经皮肤传播的疾病很多,在我国,HIV的主要传播途径之一是注射吸毒,加强对毒品和吸毒人群的管理可以极大地减低我国的HIV感染率。性传播疾病的控制有赖于对高危人群的宣传教育、主动防护以及政府政策。

垂直传播应在产前和分娩时注意保护。HBsAg阳性孕妇在怀孕后期可注射乙型肝炎免疫球蛋白(HBIG),以防子代发生垂直感染。

三、保护易感人群

控制病原生物性疾病最主要的措施是群体免疫(herd immunity)。通过对易感人群进行人工免疫,提高易感者的免疫力。通过疫苗接种(vaccination),已经成功控制天花、脊髓灰质炎、麻疹、白喉等急性传染病的流行。

(一)人工主动免疫

人工主动免疫(artificial active immunity)是将疫苗(vaccine)或类毒素接种人体而获得免疫力,主要用于预防。传统疫苗包括灭活疫苗、减毒活疫苗、类毒素。对于某些免疫原性弱且易变异的病原体,传统疫苗难以产生有效的免疫应答及保护。某些病原体不易培养,也难以获得传统疫苗。随着生物技术的发展,基因工程重组蛋白质疫苗、化学合成多肽疫苗(包括表位疫苗)、核酸疫苗等新型疫苗相继出现,疫苗的功能也从预防拓展到治疗。

1.灭活疫苗(inactivated vaccine)

将免疫原性强的细菌经人工大量培养后,用理化方法杀死活菌而制成的生物制剂。常用的灭活疫苗有百日咳、流行性脑膜炎、伤寒、霍乱、钩端螺旋体病、斑疹伤寒、鼠疫疫苗等。灭活疫苗优点主要有:①生产工艺简单;②免疫原性稳定,易于制备多价疫苗;③安全;④易于保存,一般4℃可保存1年左右。缺点主要是:①接种剂量大。②注射局部或全身的副反应较大。③免疫维持时间短,需接种多次。为减少接种手续,可将不同种类的死疫苗适当混合组成联合疫苗,例如伤寒和副伤寒甲、乙混合的三联疫苗,多个型别钩端螺旋体组成的多价钩端螺旋体疫苗等。④灭活疫苗不能模拟病原体在宿主中的自然感染过程,难以通过内源性抗原加工提呈,抗原种类不够全面,所接触到的免疫细胞有限。因此,它主要刺激宿主产生体液免疫,引起的黏膜免疫和细胞免疫应答不强。

2.减毒活疫苗(live attenuated vaccine)

是通过人工筛选或利用基因突变、重组培育得到的弱毒株或条件致死株,接种人体可产生类似自然发生的隐性感染,从而诱导产生免疫应答。例如用于预防结核的卡介苗(BCG),是将有毒的牛型分枝杆菌在人工培养基上经13年培养230代后获得的无毒的牛型分枝杆菌。

与灭活疫苗相比,减毒活疫苗的主要优点是:①能诱发稳定、持久的体液免疫、细胞免疫和黏膜免疫应答;②免疫力持久,一般只须接种1次,剂量较小,即可达到预防目的;③可采用口服、喷雾途径免疫,避免一些因注射免疫而引起的局部反应或并发症。活疫苗的主要缺点是:①存在毒力回复突变风险;②需冷藏保存,且保存期短。

3.类毒素(toxoid)

细菌外毒素经0.3%~0.4%甲醛处理后,失去毒性但仍保持免疫原性,成为类毒素,接种后能诱导机体产生抗毒素。加入适量磷酸铝或氢氧化铝等吸附型佐剂则成为精制的类毒素。它们在机体内吸收缓慢,能较长时间刺激机体以增强免疫效果。常用的白百破三联疫苗是将百日咳鲍特菌与白喉、破伤风两种类毒素混合而成,优点是不仅可减少接种次数,且灭活的百日咳鲍特菌是有效的佐剂,能增强白喉和破伤风类毒素的免疫效果。

4.亚单位疫苗(subunit vaccine)

是指不含病原体核酸,仅含能诱发宿主产生中和抗体的微生物蛋白或表面抗原的疫苗。其突出优点是已除去了病原体中对宿主有害的部分,只保留有效的免疫原成分,因而免疫作用明显增强而稳定,可消除减毒活疫苗的回复突变和灭活疫苗的传染性复活作用,对机体引起的不良反应小。例如肺炎链球菌、脑膜炎奈瑟菌、流感嗜血杆菌的主要保护性免疫原是荚膜多糖,钩端螺旋体是外膜蛋白等。采用化学方法将这些免疫原物质予以抽取、纯化。荚膜多糖疫苗的免疫原性较弱,需与佐剂或免疫原性强的抗原(如破伤风类毒素)等结合成偶联疫苗(conjugate vaccine),以增强多糖免疫原的应答反应。

5.核酸疫苗(nucleic acid vaccine)

也称DNA疫苗或基因疫苗,是将能编码引起保护性免疫应答的病原体免疫原基因片段克隆到表达载体上,然后直接注射入宿主体内,以表达目的免疫原,进而诱发保护性体液免疫和细胞免疫的新型疫苗。核酸免疫与传统免疫的最大差异在于所使用抗原类型不同。传统免疫所使用的抗原一般是灭活或减毒活病原体,或病原体的亚单位蛋白。核酸疫苗仅仅是病原体编码某种抗原的基因片段(DNA或RNA),直接在宿主体细胞内完成表达和加工,可提供与天然构象极为接近的目的蛋白,提呈给宿主免疫系统,与自然感染过程相似,因此,核酸疫苗兼有重组亚单位疫苗的安全性和减毒活疫苗的高效力。目前,对核酸疫苗的确切作用机制及其安全性仍需研究和评价。

6.转基因植物疫苗(transgenic plant vaccine)

是指将编码某一病原体保护性抗原的基因导入植物细胞并在其中表达和积累,人食用已表达目的抗原的转基因植物后,可诱发宿主产生特异性免疫应答的新型疫苗。目前尚无产品上市。

7.治疗性疫苗

是以治疗疾病为目的的疫苗。治疗性疫苗旨在打破机体的免疫耐受,提高对病原体特异性免疫应答水平,故强调抗原与佐剂的联合使用。预防性疫苗接种对象是健康人群,成分仅是保护性抗原,用于免疫预防,安全可靠。治疗性疫苗的接种对象是持续性感染患者或带菌者,通常由多种组分混合,例如将抗原基因与细胞因子基因融合表达的融合疫苗蛋白。由于治疗性疫苗属于免疫治疗,可能伴有免疫损伤,有一定的不良反应。已试验性应用的治疗性疫苗有葡萄球菌、大肠埃希菌自身菌苗等。

(二)人工被动免疫

人工被动免疫(artificial passive immunization)是注射含有特异性抗体的免疫血清、纯化免疫球蛋白抗体、细胞因子或致敏的免疫细胞等,使机体立即获得特异性免疫力,因而作用及时。主要用于急性传染病的治疗或紧急预防。由于这些免疫物质不是患者自己产生,故维持时间短。有关人工主动免疫与人工被动免疫的比较见表4-3-1。

表4-3-1 人工主动免疫与人工被动免疫的比较

1.抗毒素(antitoxin)

用细菌类毒素多次免疫马,待马产生高效价抗毒素后采血,分离出血清,提取其免疫球蛋白精制成抗毒素制剂。抗毒素能中和相应外毒素,阻断其毒性作用。目前我国的白喉和破伤风的抗毒素均来源于马,使用这种异种抗毒素时应注意早用、足量和防止动物蛋白过敏反应。注射前务必先做皮肤试验,如过敏需采用脱敏疗法。

2.抗菌免疫血清(antibacterial immune serum)

是用细菌免疫动物制成的含有特异性抗体的血清。因为细菌型别复杂、抗菌血清制备复杂、异种血清可能引起超敏反应等,目前抗菌免疫血清已被淘汰,只有某些多重耐药菌(如铜绿假单胞菌)感染时才会考虑抗菌血清治疗。

3.丙种球蛋白

胎盘丙种球蛋白从健康产妇的胎盘和婴儿脐带血中提取而制成,主要含有丙种球蛋白。从正常成人血清中提取的丙种球蛋白称为人血清丙种球蛋白。因大多成人经历过多种常见病原体的隐性感染,有的曾患过某些传染病,故其血清(或胎盘)中含有抗多种病原体的抗体。这种制剂源自人血清球蛋白,对受者属同种抗原,由于免疫原性较弱,一般不会发生超敏反应。丙种球蛋白主要用于麻疹、甲型肝炎等病毒感染的紧急预防,也可用于丙种球蛋白缺乏症的治疗,或用于经长期放、化疗的肿瘤患者以预防细菌感染。球蛋白制剂不是针对某一特定病原的特异抗体,其免疫效果不如高效价特异免疫球蛋白。

4.细胞因子(cytokine)

是由免疫细胞或非免疫细胞经刺激而合成、分泌的一类具有多种生物学效应的小分子蛋白,种类繁多,其中干扰素(interferon,IFN)具有良好的抗病毒作用,临床常用于治疗病毒感染。通常利用基因工程制备细胞因子制剂。

(三)计划免疫

计划免疫(programmed immunization)是根据疫情监测和人群免疫状况调查,按照规定的免疫程序,有计划地免疫预防接种(prophylactic immunization),以获得对某些传染病的特异免疫力。

计划免疫和预防接种都是将人工制备的抗原或抗体,通过适宜的途径进入机体,使机体获得对某种传染病的特异免疫力,但计划免疫和预防接种是两个不同的概念。计划免疫是预防接种的一部分,但内容更为具体,而且有高度的计划性,接种对象是15岁以下的儿童和少年。预防接种不含强制色彩,针对任何年龄的个人和群体。

不同国家和地区的计划免疫程序会根据本地区疫情有所调整。我国的计划免疫项目包括卡介苗、脊髓灰质炎疫苗、白百破疫苗、麻疹疫苗、乙型脑炎疫苗、流行性脑膜炎疫苗、乙型肝炎疫苗。

(刘 新)

学习小结

病原生物所致疾病的防控包括消灭传染源、切断传播途径、保护易感人群。消灭传染源的方法包括对感染者进行隔离和治疗及选择理化方法消毒、灭菌。保护易感人群的方法是人工免疫。人工主动免疫即接种疫苗,使人体获得免疫力。疫苗包括灭活疫苗、减毒活疫苗及类毒素等,人工主动免疫维持时间长。人工被动免疫即注射免疫血清、免疫球蛋白或细胞因子等,使机体即刻获得免疫力,主要用于急性传染病的治疗或紧急预防。人工被动免疫维持时间短。计划免疫是国家规定的免疫接种程序。我国计划免疫项目包括卡介苗、脊髓灰质炎疫苗、百白破疫苗、麻疹疫苗、乙型脑炎疫苗、流行性脑膜炎疫苗、乙型肝炎疫苗。

复习参考题

1.试比较灭活疫苗与减毒活疫苗差异。

2.我国计划免疫项目有哪些?