探析DNA疫苗在動物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

□李文濤

近年來，許多畜禽病毒性傳染病，已不能依靠傳統(tǒng)疫苗如滅活疫苗、弱毒疫苗等對其進(jìn)行防治，DNA疫苗的出現(xiàn)使得這一狀況得到改善。編碼病毒、細(xì)菌和寄生蟲等不同種類抗原基因的質(zhì)粒DNA，能夠引起脊椎動物如哺乳類、鳥類和魚類等多個物種產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的免疫反應(yīng)。DNA疫苗被稱為繼滅活疫苗和弱毒疫苗、亞單位疫苗之后的“第三代疫苗”，具有廣闊的發(fā)展前景。

1 DNA 疫苗簡介

DNA疫苗又稱核酸疫苗或基因疫苗，是編碼免疫原或與免疫原相關(guān)的真核表達(dá)質(zhì)粒DNA(有時(shí)也可是RNA)，它可經(jīng)一定途徑進(jìn)入動物體內(nèi)，被宿主細(xì)胞攝取后轉(zhuǎn)錄和翻譯表達(dá)出抗原蛋白，此抗原蛋白能刺激機(jī)體產(chǎn)生非特異性和特異性2種免疫應(yīng)答反應(yīng)，從而起到免疫保護(hù)作用。

2 DNA疫苗的應(yīng)用

2.1 偽狂犬病病毒(PRV)

將編碼PRVgC或gD基因的質(zhì)粒DNA免疫豬，能誘導(dǎo)保護(hù)性抗體的生成和細(xì)胞免疫的產(chǎn)生；將編碼gB、gC、gD的多種質(zhì)粒DNA混合使用，對引導(dǎo)免疫反應(yīng)更有效(Gerdts V等，1997；Rooij E M等，1998)。

2.2 豬流感病毒(HIV)

Mackling等(1998)的試驗(yàn)結(jié)果表明，編碼HIV1株的血凝素(HA)和核衣殼蛋白(NP)質(zhì)粒DNA用金顆粒包裹，以基因槍轟擊豬的表皮進(jìn)行免疫后，HA質(zhì)粒DNA能使豬產(chǎn)生粘膜免疫反應(yīng)而對流感病毒的攻擊具有抵抗力，DNA疫苗引起的免疫反應(yīng)與滅活疫苗相當(dāng)。

2.3 豬呼吸與繁殖綜合征病毒(PRRS)

PRRS基因片段ORF5編碼的主要囊膜糖蛋白GP5是該病毒的3個主要結(jié)構(gòu)蛋白之一。含有ORF5基因質(zhì)粒DNA能誘導(dǎo)豬抗GP5特異性中和抗體的產(chǎn)生；且免疫豬的外周血單核細(xì)胞在GP5重組蛋白存在時(shí)能夠發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)，顯示了GP5特異性細(xì)胞免疫的產(chǎn)生(Pirzadeh B等，1998)。

2.4 口蹄疫病毒(FMDV)

將FMDV全長基因組的cDNA克隆到質(zhì)粒，并去除其編碼核衣殼蛋白VP1的細(xì)胞結(jié)合部位的DNA序列，構(gòu)建成質(zhì)粒DNA以肌肉或皮內(nèi)注射，初次免疫后2～4周，可使所有的豬都產(chǎn)生特異的病毒中和抗體，攻毒試驗(yàn)中呈現(xiàn)部分保護(hù)作用(Ward G等，1997)。

2.5 豬瘟病毒(CSFV)

余興龍等(2000)構(gòu)建了CSFV主要保護(hù)性抗原E2基因4種不同的真核表達(dá)質(zhì)粒。小鼠免疫試驗(yàn)結(jié)果表明，E2基因上不同的功能區(qū)對基因疫苗的免疫應(yīng)答有很大影響，有信號肽序列的E2基因可誘導(dǎo)特異性的免疫反應(yīng)，且無跨膜區(qū)序列的E2基因所誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答反應(yīng)比有跨膜區(qū)序列的強(qiáng)，而無信號肽序列的E2基因所誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答反應(yīng)比有跨膜區(qū)序列的強(qiáng)，而無信號肽序列的E2基因則不能誘導(dǎo)產(chǎn)生CFSV特異性的免疫反應(yīng)。攻毒保護(hù)試驗(yàn)結(jié)果表明，免疫家兔最少可抵抗10個最小感染劑量(MID)的豬瘟兔化弱毒苗(HCIV)的攻擊；免疫豬可抵抗致死劑量的CFSV石門株強(qiáng)毒的攻擊。

2.6 牛呼吸道合胞體病毒(BRSV)

用BRSV G基因構(gòu)建的DNA疫苗，以無針方式免疫小牛時(shí)比皮內(nèi)或肌肉注射引起的免疫反應(yīng)強(qiáng)烈。

2.7 牛皰疹病毒(BHV)

用表達(dá)BHV基因的質(zhì)粒DNA疫苗免疫牛，能產(chǎn)生很高的中和抗體；攻毒試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，免疫組比非免疫組的病毒排放量明顯減少(schrijver R S等，1997)。此疫苗通過肌肉或皮內(nèi)注射均可引導(dǎo)免疫反應(yīng)的產(chǎn)生。但皮內(nèi)注射引起的免疫反應(yīng)更強(qiáng)(孟松樹等，2000)。

2.8 牛病毒性腹瀉病毒(BVDV)

以表達(dá)BVDV1型主要糖蛋白E2的質(zhì)粒DNA肌肉注射小牛，可產(chǎn)生病毒中和抗體和抗原特異的細(xì)胞增殖反應(yīng)；免疫后16周進(jìn)行攻毒試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)免疫牛能產(chǎn)生針對BVDV1型和2型的血清中和抗體強(qiáng)烈的記憶抗體反應(yīng)，對牛有部分免疫保護(hù)作用(Cox G J等，1993)。

2.9 新城疫病毒(DNV)

Sakaguchi等(1996)將NDV F基因插入質(zhì)粒載體，F(xiàn)基因的表達(dá)受巨細(xì)胞病毒早期增強(qiáng)子和雞β肌動蛋白啟動子控制。1周齡試驗(yàn)雞肌肉內(nèi)注射重組質(zhì)粒后，有2/5注射線性質(zhì)粒的雞和4/5注射線性質(zhì)粒與脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染劑混合物的雞產(chǎn)生了高水平針對F蛋白的抗體，而注射閉環(huán)狀質(zhì)粒的雞不能產(chǎn)生抗體。

2.10 雞傳染性喉氣管炎病毒(ILT)

將分別構(gòu)建的含有雞傳染性喉氣管炎病毒王崗株gB、gC和gD基因的重組真核表達(dá)質(zhì)粒及空載體質(zhì)粒分組注射雛雞，攻毒后觀察免疫保護(hù)效果。結(jié)果表明，重組質(zhì)粒誘導(dǎo)了免疫應(yīng)答，免疫保護(hù)率達(dá)到79%，該基因疫苗可以作為預(yù)防ILV的1個補(bǔ)充。

禽流感病毒Robinson等(1993)最先將DNA疫苗用于雞，以編碼禽流感病毒H7N7株血凝素(HA)基因的質(zhì)粒(DNA)由不同途徑(靜脈、腹腔、皮下注射)免疫3周齡雞，可對致死劑量的H7N7株病毒鼻內(nèi)攻擊產(chǎn)生50%的保護(hù)。