摘要;核酸疫苗是才發展起來的一種新型疫苗,不僅有預防疾病的作用,同時還具有治療疾病的作用。因其高效、持久、廣譜、簡便、廉價、無致病性等特點得到廣泛的研究與應用,現今,病毒感染性疾病的核酸疫苗、非病毒微生物感染性疾病的核酸疫苗、寄生蟲核酸疫苗、腫瘤核酸疫苗等多種核酸疫苗都有了相關的開發和應用。盡管核酸疫苗有許多傳統疫苗無可比擬的優點,但在理論分析和實際應用上仍有許多問題等待解決。筆者對核酸疫苗的概念、種類、優缺點、最新研究進展、發展前景進行了綜述。
關鍵詞:核酸疫苗 免疫 疾病
中圖分類號:Q782文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)09(b)-0223-01
疫苗的研制開發是人類歷史上預防、控制傳染病的發生、流行的一個重大突破。目前用于人類疾病防治的疫苗有20多種,根據技術特點分為傳統疫苗和新型疫苗。傳統疫苗主要包括減毒活疫苗和滅活疫苗,新型疫苗則以核酸疫苗為主,是最近幾年從基因治療研究領域發展起來的一種全新的免疫防治劑。核酸疫苗與傳統疫苗相比有許多全新的潛在優勢,給基因治療和疫苗免疫帶來了不可估量的前景。
1 核酸疫苗的概念和種類
核酸疫苗(nucleic acid vaccine)又稱基因疫苗(gene vaccine)或DNA疫苗(DNA vaccine),這種免疫稱為核酸免疫、基因免疫、DNA介導的免疫以及遺傳免疫等。由核酸疫苗遞送抗原密碼所取得的抗原效果無論在強度上還是可塑造性方面都要超過傳統的抗原呈遞系統[1]。
核酸疫苗的種類包括DNA疫苗和RNA疫苗。目前研究最多的是DNA疫苗,因為它不需要任何化學載體,所以又稱為裸DNA疫苗[2]。
2 核酸疫苗的優點
(1)免疫效果好。基因疫苗能在自身細胞中產生外源性蛋白,這種蛋白較之在原核生物表達系統中產生的蛋白質更像天然分子,其遞生過程與自然感染十分相似。另外,核酸疫苗對已有免疫力的個體接種仍可起作用。(2)激發機體全面的免疫應答。其保守抗原的保護性免疫應答對不同亞型的病原體有交叉抵御作用,核酸疫苗具有相同的理化性質,能聯合免疫,即可將編碼不同抗原的基因構建在同一個質粒中或將不同抗原基因的多種質粒聯合應用,制備多價核酸疫苗。(3)免疫應答持久。由于外源基因可以在體內存在較長時間,很微量的抗原即可刺激機體產生強而持久的免疫應答。(4)方法簡便,價格低廉。核酸疫苗僅需在細菌中生產,構建高效表達質粒,與普通疫苗相比,核酸疫苗的制作省去了抗原提取和純化等繁瑣耗時的過程,核酸疫苗用量少,比其它疫苗更經濟。(5)化學性質穩定。不怕高溫,便于保存和運輸。核酸疫苗可以加工成干燥的小粒便于貯藏和運輸。干燥的DNA小粒在室溫下相對穩定,不需要冷藏設備,因此對邊遠地區的使用也較為方便。
3 核酸疫苗的最新研究進展
醫學科學迅速發展的今天,核酸疫苗的研究也不斷地向前飛馳著。趙凱等[3]建立了抗O型口蹄疫病毒的DNA疫苗,該疫苗可激發明顯的免疫應答,并具有良好的保護效果;2005年,世界上有兩種DNA疫苗拿到使用許可證書,其中之一就是針對虹鱒(IHNV)的DNA疫苗;周化民[4]等首先采用化學方法合成和克隆了副溶血弧菌極鞭毛蛋白Fla I基因,用于構建Fla I基因真核表達載體,為研制副溶血弧菌DNA疫苗奠定基礎;付延軍[5]等(2007)利用塞姆利基森林病毒(SFV)復制子構建新型真核表達載體,并對含HIV21中國流行株B亞型核心蛋白p24及多表位MEG嵌合基因的核酸疫苗進行表達與鑒定,所構建的核酸疫苗可在BHK221細胞系內進行表達,且MEGp24基因的表達蛋白具有特異性,為構建新型HIV21中國流行株核酸疫苗的可行性提供了重要實驗依據;人類免疫缺陷病毒(HIV)為逆轉錄病毒,具有高度的變異性,這使按常規策略研制疫苗面臨嚴峻的挑戰,李臻[6]等設計新型HIV復合多表位疫苗,并檢測其在小鼠體內的免疫效果,已成功構建了重組質粒pVAX12MEGNp24,小鼠免疫試驗顯示其具有良好的免疫原性;徐燦等通過實驗成功構建了編碼H.pyloriureB和免疫佐劑IL-2基因的重組活減毒鼠傷寒沙門菌核酸疫苗,體外實驗證實其可表達具有免疫原性的抗原蛋白和佐劑蛋白,體內實驗證實其對小鼠H.pylori感染具有免疫保護性,免疫佐劑IL-2可提高核酸疫苗的免疫保護率,這為對H.pylori核酸疫苗作更深入的實驗研究及其臨床應用奠定了基礎。
4 存在問題及展望
基因免疫技術的產生無疑極大地豐富了免疫學的內容,解決了目前制劑存在的諸多問題,展示了其強大的優越性和生命力,其應用前景不可估量。大量實驗結果也表明,核酸疫苗既可作為病毒、細菌或寄生蟲的預防疫苗,又可為非感染性疾病的治療提供新的希望。相信隨著分子生物技術的不斷發展以及人們研究的不斷深入,核酸疫苗必將為改善人類和動物的健康做出巨大貢獻。美國FAD已批準流感、結核、瘧疾、乙肝等10余種核酸疫苗進入臨床試驗,在最近一兩年內將會有一批核酸疫苗獲準作為臨床實驗,這預示核酸疫苗在21世紀將成為人類和動物與各種疾病抗爭的有利武器。
總之,核酸疫苗的未來研究方向是要朝著理想疫苗的方向發展,即從疫苗本身的角度出發,要朝向“原始疫苗”的方向發展,既注重個性,得到全息多表位的疫苗,還要注重載體及佐劑的研究。為此,要尋求病毒粒子中與致病力密切相關的安全性問題能夠得到解決,再加上目前最有效的基因免疫接種方法—— 基因槍疫苗接種能夠解決注射疫苗的費時、費力和需要反復注射(特別是對于動物)等問題,那么核酸疫苗就會成為疫苗的主導,可能導致疫苗領域的一場翻天覆地的變化。隨著核酸免疫機理的深人研究和核酸免疫技術的日臻完善,核酸疫苗作為疫苗的第三次革命,將給防病治病帶來福音,推動物醫學的更進一步發展。
參考文獻
[1]Peter F,Ertl Lindy L,Thomsen.Technical issues in construction of nucleic acid vaccines[J].Elsevier Science (USA).2003,10(3):199-206.
[2]胡保豐,錢達清,陳建新,等.核酸疫苗的特點及在畜禽疫病防制上的應用前景[J].浙江畜牧獸醫,2007,2(3):9-11.
[3]趙凱,鄒仕平,張晨宇,等.中國免疫學雜志,2002,2:89-92.
[4]覃映雪,蘇永全,周化民.副溶血弧菌極鞭毛蛋白FlaB基因的克隆與序列分析[J].農業生物技術學報,2003,11(6):656.
[5]付延軍,金寧一,金洪濤,等.DNA表達載體構建及HIV多表位核酸疫苗的設計與表達[J].中國生物制品學雜志2007,4(20):237-239.
[6]李臻,金寧一,金洪濤,等.HIV多表位核酸疫苗構建及其免疫原性[J].中國生物制品學雜志,2007,3(20):178-18