微生物感染的预防原则
文 / 沈海中
对病原微生物（细菌、病毒和真菌等）感染的预防原则主要是使机体获得特异性免疫力等。
特异性免疫（specific immunity）是个体出生后，在生活过程中与病原体及其毒性代谢产物等抗原性物质接触后产生或者被动获得的特异性防御功能。特异性免疫可分为自然免疫和人工免疫，两者又可根据产生的方式不同，进一步分为主动免疫和被动免疫。
人工免疫（artificial immunization） 是指用人工的方法给机体输入抗原性物质（如疫苗、类毒素等）或直接输入免疫效应分子（如抗体、细胞因子等），使机体获得特异性免疫力的方法。人工免疫包括人工主动免疫和人工被动免疫两种方式。
1．人工主动免疫（artificial active immunization） 是给机体输入抗原性物质，刺激机体免疫系统产生免疫应答过程，即产生特异性体液或/和细胞免疫应答，使机体获得特异性免疫力。人工主动免疫的特点是免疫力出现缓慢，但维持时间较长。因此，人工主动免疫主要用于传染病的特异性预防。
2．人工被动免疫（artificial passive immunization） 是给机体直接输入抗体如抗毒素、丙种球蛋白等免疫效应分子，使机体立即获得特异性免疫力的方法。这种免疫力不是由受者自身免疫系统产生，而是通过被动输入方式获得的，所以被动免疫后，免疫效应分子虽可立即发挥免疫效应，但作用维持时间较短。因此，人工被动免疫多用于疾病的治疗或紧急预防。
生物制品（biological product） 是指用微生物本身或其毒素等成分以及人或动物的免疫血清、细胞制剂或细胞因子等制成的用于预防、治疗和诊断某些疾病的制剂。人工主动免疫常用的生物制品有疫苗、类毒素等。人工被动免疫常用的生物制品有抗毒素、丙种球蛋白等。
第一节 细菌感染的特异性预防
对细菌感染的特异性预防是通过人工免疫进行的。
一、人工主动免疫常用的生物制品
疫苗（vaccine） 是用各种微生物制备的用于预防相应传染病的抗原性生物制品。疫苗接种（vaccination）可使未感染过某病原体的机体产生特异性抗体和细胞免疫应答。并可使机体获得特异性免疫记忆的能力，即当机体感染相应病原体时，产生的免疫应答相当于再次感染引起的免疫效应，可以有效的抵抗病原微生物的侵袭。
人类用疫苗预防疾病的历史可以追溯到中国古代，10～11世纪，我国古代人民就创用了预防天花的人痘接种法。并先后传至俄国、日本、朝鲜、土耳其、英国等国家。人痘接种是我国对预防医学的一大贡献。英国医师詹纳（Edward Jenner）被公认为疫苗的发明人，18世纪英国天花流行时，詹纳发现感染牛痘的挤奶工人不会患天花，从而发明了用接种弱毒的牛痘病毒来预防天花的方法，开创了疾病预防的新纪元。在发明牛痘疫苗后约100年，法国科学家巴斯德（Louis Pasteur）发明了用减毒的炭疽杆菌预防炭疽病，用减毒的狂犬病毒预防狂犬病，奠定了现代疫苗学的基础。
疫苗接种，目前已经成为人们预防传染病的最重要、最有效的手段。至今，已有20余种疫苗用于预防人类疾病，其中半数以上是病毒疫苗。由于疫苗的广泛使用，使曾经严重危害人类生命与健康的急性传染病，如天花、小儿麻痹、麻疹、白喉等疾病的流行得到了有效的控制，其中天花已被消灭，世界卫生组织于1980年5月正式宣布全球天花业已绝迹。在自然界中消灭一种病原微生物的这一医学奇迹，正是应用疫苗接种的结果。
从疫苗生产所使用的技术来看，疫苗可分成传统疫苗和新型疫苗两类。传统疫苗包括灭活疫苗、减毒活疫苗和用天然微生物的某些成分制成的亚单位疫苗。新型疫苗主要是指利用基因工程技术生产的疫苗，包括基因工程亚单位疫苗、基因工程载体活疫苗、基因缺失活疫苗、核酸疫苗，通常也习惯地将遗传重组疫苗、合成肽疫苗和抗独特型抗体疫苗包括在新型疫苗范畴。预防细菌感染常用的主要有减毒活疫苗、灭活疫苗和亚单位疫苗等。
1．减毒活疫苗（attenuated live vaccine） 亦称活疫苗，是通过人工培养使病原菌毒力发生变异或由自然界直接筛选出弱毒或无毒的菌株制成。如预防结核的卡介苗（BCG）即用牛型结核分枝杆菌在人工培养基上经230次移种，历时13年制备而成的减毒活疫苗；预防鼠疫的鼠疫耶氏菌低毒株即由自然界筛选而出。
活疫苗接种后，在机体内有一定的生长繁殖能力，机体可发生类似隐性感染或轻症感染的过程，使机体获得特异性免疫力。活疫苗优点是用量小，副作用轻微，一般只需接种一次，免疫效果好，免疫力持久。主要缺点是不易保存。
2．灭活疫苗（inactivated vaccine） 亦称死疫苗，是将病原菌经人工大量培养后，用物理或化学方法将其杀死而制成。常用的有伤寒、百日咳、霍乱和流脑等灭活疫苗。灭活疫苗的优点是易于保存，一般4℃可保存一年。缺点是需多次接种，用量较大，注射局部和全身可出现一定反应。为减少接种次数和获得广泛的免疫效果，可将不同种类的死疫苗适当混合，制成联合疫苗使用。目前应用的有伤寒沙门菌与甲、乙型副伤寒沙门菌混合的三联疫苗等。
3．亚单位疫苗（subunit vaccine） 是将病原菌中有效的免疫原成分用化学方法提取或经基因工程生产制备。如脑膜炎奈瑟菌、肺炎链球菌等的荚膜多糖亚单位疫苗即用化学方法裂解细菌，提取有效的抗原成分，纯化后制成。
亚单位疫苗的特点和灭活疫苗类似，主要差别是其体积较小，免疫原性较差，有些甚至是半抗原，需要与蛋白质载体偶联后使用。如荚膜多糖亚单位疫苗的免疫原性较弱，可与破伤风类毒素、白喉类毒素等结合成偶联疫苗（conjugated vaccine）。偶联疫苗用蛋白质作为载体以增强多糖的免疫原性，同时可预防两种以上相应细菌的感染。
4．基因工程疫苗（gene engineered vaccine） 是利用DNA重组技术制备的疫苗。如预防痢疾的遗传重组活疫苗即由福氏志贺菌2a株与大肠埃希菌MH株经基因重组后获得的杂交株疫苗；又如带有可表达志贺菌表面抗原质粒的伤寒Ty21a株为载体活疫苗，既可预防志贺菌又可预防沙门菌的感染。
5．核酸疫苗（nucleic acid vaccine） 就是把外源基因克隆到真核质粒表达载体上，然后将重组的质粒DNA直接注射到动物体内，使外源基因在活体内表达，产生的抗原激活机体的免疫系统，引发免疫反应。大量实验结果表明，核酸疫苗可用于防治人类疾病。美国FDA已批准结核、流感、乙型肝炎等数种核酸疫苗做临床应用实验，其中结核核酸疫苗获准生产。我国也有10余种核酸疫苗进入了临床前研究，其中有些将获准进行临床应用实验。
类毒素（toxoid） 细菌外毒素经0.4％甲醛液处理后，其毒性消失而仍保留抗原性的生物制品，即为类毒素。在类毒素中加入适量的磷酸铝或氢氧化铝等吸附型佐剂，可使类毒素在体内缓慢吸收，能较长时间刺激机体产生相应的抗体（抗毒素），以增强免疫效果。常用的类毒素有白喉类毒素、破伤风类毒素等。
类毒素也可与死疫苗混合后制成联合疫苗，如由百日咳死疫苗、白喉类毒素和破伤风类毒素混合制备的白、百、破三联疫苗。应用这种混合疫苗不仅可同时预防三种疾病，而且还由于百日咳鲍特菌有佐剂作用，故能增强类毒素的免疫效果。
二、人工被动免疫常用的生物制品
抗毒素（antitoxin） 通常是用细菌类毒素给马多次注射后，取其免疫血清提取免疫球蛋白精制而成。抗毒素注入机体与外毒素结合，可中和其毒性作用。临床可用于细菌外毒素所致疾病的治疗和紧急预防。常用的有破伤风抗毒素、白喉抗毒素等。
免疫球蛋白（immunoglobulin） 主要有胎盘丙种球蛋白和人血清丙种球蛋白两种制剂。胎盘丙种球蛋白是从健康产妇胎盘和脐带血中提取、纯化制成。人血清丙种球蛋白是从正常人血清中提取制备的。正常人一般都经历过多种病原微生物的隐性或显性感染，血清中含有多种相应抗体。所以免疫球蛋白制剂对多种病原微生物的感染均有一定的预防作用，临床可用于某些烧伤或长期化疗患者，以防治各种常见细菌的感染，也可用于某些病毒性疾病（如麻疹、甲型肝炎、脊髓灰质炎等）的紧急预防，还可用于丙种球蛋白缺乏症的治疗。
第二节 病毒感染的特异性预防
病毒性疾病在临床医学中占有较重要的地位，在微生物引起的疾病中，由病毒引起的约占75%。目前尚无有效药物来控制病毒感染，因此人工免疫对预防病毒性感染具有重要意义。从临床病例所见，多数患者患过某些病毒性疾病（如麻疹、腮腺炎等）后可获得持久的免疫力。因此，应用病毒疫苗进行人工主动免疫，并以免疫效应产物（免疫球蛋白、干扰素等）进行人工被动免疫是消灭和预防病毒性疾病的主要措施。
一、人工主动免疫预防
病毒疫苗 病毒疫苗通过刺激机体免疫系统产生特异性免疫力，使机体在以后暴露于相应病毒时，患病率和病死率得以降低。因此，病毒疫苗已经成为人们预防病毒性传染病的最重要、最有效的手段，越来越受到医学界的重视。随着现代医学和生物学的发展，疫苗的研究、使用也得到了快速发展，特别是近30年来，生物工程技术和分子生物学的迅猛发展，极大地促进了疫苗的研究和开发。传统病毒疫苗和已应用及正在研制的新型病毒疫苗主要有：
1．减毒活疫苗（attenuated live vaccine） 是由从自然界或人工突变培育筛选出的致病性减弱或丧失的病毒突变株制备而成，其中有宿主范围突变株、温度敏感突变株等。例如我国研制的脊髓灰质炎活疫苗即采用低温快速传代减毒后制成的温度敏感突变株。
2．灭活疫苗（inactivated vaccine） 是利用某些理化因素处理活病毒，使其失去感染性后制备而成。通常在那些毒力不能减弱或可能致癌的病毒株中制备灭活疫苗。例如乙型脑炎死疫苗即用地鼠肾单层细胞培养后用甲醛处理灭活制成。
3．亚单位疫苗（subunit vaccine） 是将病毒中有效的免疫原成分提取制备而成。如曾应用过的血源性乙型肝炎亚单位疫苗即从感染者的血中提取乙型肝炎表面抗原成分，纯化后制成。目前血源性乙型肝炎亚单位疫苗已经停止生产，被乙型肝炎基因工程亚单位疫苗所取代。
4．基因工程疫苗（gene engineered vaccine） 利用基因工程技术制备的病毒疫苗主要有：
（1）基因工程亚单位疫苗（gene engineered subunit vaccine）：是用基因工程技术表达的病毒蛋白质抗原制成。即将编码病毒某种具有保护性免疫作用的抗原基因插入细胞基因组中，使细胞表达病毒抗原成分，再经纯化制成。目前常用于表达外源基因的主要有细菌、酵母、哺乳动物细胞、昆虫细胞等系统。用基因工程技术生产的亚单位疫苗，可以用来替代常规方法生产的亚单位疫苗，更重要的是可以用于不易培养病毒的疫苗研究。目前正在研究的基因工程亚单位疫苗的病毒主要有甲型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、EB病毒、流行性出血热病毒等，但至今应用于人群预防接种的只有乙型肝炎基因工程亚单位疫苗。
（2）基因工程载体疫苗（gene engineered vectored vaccine）：是利用某些无致病性的或经去除毒力基因后的微生物作为载体，将病毒的保护性抗原基因片段插入到载体微生物基因组中，再将能表达保护性抗原的微生物制备成疫苗。常用的微生物载体有痘苗病毒、腺病毒、伤寒沙门菌Ty21a、卡介苗等。若载体本身基因组较大（如痘苗病毒等），可以容纳较多的外源基因插入，这样的载体有利于研制多价疫苗。载体疫苗为活疫苗，具有与减毒活疫苗相似的特点。多种病毒的基因工程载体活疫苗正处于研制阶段。
（3）基因缺失活疫苗（gene deleted live vaccine）：是利用基因工程技术去除与病毒毒力有关的基因片段而构建成的活疫苗。与从自然界或人工突变培育筛选出的活疫苗（多数为点突变毒株）相比，基因缺失突变株具有突变性状明确、稳定、不易发生毒力回复的优点。如兽用伪狂犬病疫苗就是用胸腺嘧啶核苷激酶缺失株、糖蛋白3区缺失株制备的。又如去除了毒力基因的腺病毒，可用作减毒活疫苗，同时也可以作为载体疫苗的病毒载体。
（4）核酸疫苗（nucleic acid vaccine）：病毒核酸疫苗是将病毒基因组中能编码引起保护性免疫应答的基因片段（DNA或RNA）作为疫苗，直接导入动物细胞内，或者将编码某种抗原的病毒基因片段与质粒重组，再将重组体注射入宿主机体。通过宿主细胞的转录系统合成病毒抗原，使体内持续表达该抗原，进而诱导体液免疫和细胞免疫应答。自1993年首次报道流感病毒核酸疫苗以来，对细菌、病毒等的核酸疫苗研究工作获得了快速进展，并显示了广阔的应用前景。目前国内外正在进行的核酸疫苗研究的病毒有人类免疫缺陷病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、单纯疱疹病毒、EB病毒、巨细胞病毒、乳头瘤病毒等。
核酸疫苗克服了基因工程疫苗后处理问题，抗原的表达和后加工由宿主细胞完成并保持抗原的天然结构和免疫原性，因而能较好地诱导产生获得性免疫，尤其是细胞免疫应答。同时具有可大量制备、成本低等优点。但关于核酸疫苗的确切机制及对人体的安全性等问题尚需深入研究。
5．遗传重组疫苗（genetic recombinant vaccine） 是通过共同感染细胞的强、弱病毒株之间进行基因片段的交换而获得的减毒活疫苗。遗传重组疫苗是一种既无致病性，又含有野毒株保护性抗原基因片段的基因重组病毒。基因组为分节段RNA的甲型流感病毒、汉坦病毒和轮状病毒等，可以利用基因重配制备成遗传重组减毒活疫苗。例如用对人体不致病的猴轮状病毒或羊轮状病毒，与野毒株重配获得的轮状病毒减毒活疫苗已经上市或批准进行临床试验。
6．合成肽疫苗（synthetic peptide vaccine） 是根据病毒抗原的氨基酸序列用化学方法合成的多肽。合成肽疫苗安全性好但免疫原性弱。需要解决的主要问题是如何提高合成肽的免疫原性。
7．抗独特型疫苗（anti-idiotype vaccine） 是用抗抗体方法获得和天然抗原结构相同的抗体作为抗原，目前尚在研究之中。
二、人工被动免疫预防
胎盘丙种球蛋白和人血清丙种球蛋白 正常人一般都经历过多种病毒的隐性或显性感染，因而血清中含有多种病毒的相应抗体。所以从正常人血清或胎盘脐带血中提取制备的丙种球蛋白制剂对多种常见的病毒感染（麻疹、甲型肝炎、脊髓灰质炎等）均有紧急预防的作用。例如80%～95%的甲型肝炎接触者应用免疫球蛋白可获得被动保护。
特异性免疫球蛋白 从某种病毒感染者的血清中提取、纯化后制备的免疫球蛋白，可紧急预防相应的病毒感染。如乙型肝炎免疫球蛋白能防止75%针头接触者感染乙型肝炎病毒。
第三节 真菌感染的预防
真菌感染一般根据其发病部位可分为浅部真菌感染和深部真菌感染。浅部真菌感染主要由外源性致病性真菌中的皮肤癣菌所致，皮肤癣菌主要包括毛癣菌属、小孢子菌属和表皮癣菌属中的真菌，约有20余种能引起人和动物的癣病。这类癣菌只侵犯皮肤（表皮的角质层）、毛发和指（趾）甲。引起头癣、体癣、手癣、足癣、甲癣等疾患。深部真菌感染是指侵犯到内脏及全身的真菌感染。可由致病性真菌或条件致病性真菌所致，常感染免疫力低下者，引起全身性疾病，严重者可致死亡。有些真菌能产生毒素，人类因食入含真菌毒素的食物而引起急、慢性中毒。
预防真菌感染，无特异性的相应疫苗。主要是由于真菌的表面抗原性弱，无法制备有效的预防性疫苗。因此真菌感染的预防常应注意以下方面：
（1）皮肤癣菌感染的预防：注意皮肤卫生；保持鞋袜清洁、干燥，防止真菌繁殖；避免与患者及其污染的物品直接接触。
（2）深部真菌感染的预防：主要应提高机体的免疫力，防止条件致病性真菌的大量繁殖；避免外源性真菌的感染。
（3）真菌性食物中毒的预防：应严禁销售和食用发霉的食品，加强市场管理和卫生宣传。