基因疫苗的研究概述

[摘 要] 自疫苗產(chǎn)生以來(lái)，疫苗在疫病的防制方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，獸用疫苗的研制取得了革命性的進(jìn)步。除了傳統(tǒng)的疫苗外，近幾年來(lái)利用分子生物學(xué)技術(shù)研制生產(chǎn)的新型疫苗日漸增多，受到世人的注目。本文僅對(duì)其中的核酸疫苗作一個(gè)概述。

[關(guān)鍵詞] 基因疫苗 生物學(xué)活性 免疫機(jī)理 制備 影響因素

[中圖分類號(hào)] S7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1003-1650 （2016）06-0263-01

核酸疫苗（nucleic vaccine）又名基因疫苗（gene vaccine）或DNA疫苗（DNA vaccine）它是將一種或多種抗原編碼基因克隆到質(zhì)粒上，然后直接注入到動(dòng)物體內(nèi)，使之表達(dá)抗原，激活免疫應(yīng)答。它本身既是載體又是抗原，具有疫苗的功能，對(duì)毒株的攻擊有保護(hù)作用。核酸疫苗既具有亞單位疫苗或滅活疫苗的安全性，又具有活疫苗的免疫力全面的優(yōu)點(diǎn)。

1 基因免疫的生物學(xué)活性

1.1基因免疫疫苗的應(yīng)答水平 非毒性蛋白的基因疫苗免疫應(yīng)答水平與其表達(dá)水平成正比，而毒性蛋白的表達(dá)水平卻不能太高，否則免疫水平可能反而下降。小鼠免疫應(yīng)答的水平與其年齡成負(fù)相關(guān)。

1.2 基因免疫疫苗的動(dòng)力學(xué) 基因免疫產(chǎn)生抗體的動(dòng)力學(xué)與蛋白抗原免疫不同，其潛伏期較長(zhǎng)，接種后一般要2～3周才有抗體產(chǎn)生，而抗體產(chǎn)生后卻可在比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)維持較高的水平，小鼠甚至可持續(xù)終生。

1.3 基因免疫疫苗誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答類型與接種途徑有關(guān) 基因疫苗肌肉接種免疫反應(yīng)以Th1型反應(yīng)為主，所產(chǎn)生的抗體主要是ΙgG2，而基因槍接種皮內(nèi)，以Th2型反應(yīng)為主，所產(chǎn)生的抗體主要是IgG1。

1.4 基因疫苗接種新生動(dòng)物可誘導(dǎo)出較強(qiáng)的免疫應(yīng)答，不受或少受母源抗體的影響。而且基因免疫疫苗可使無(wú)反應(yīng)性動(dòng)物產(chǎn)生免疫應(yīng)答如以HBsAg表達(dá)質(zhì)粒免疫HBsAg轉(zhuǎn)基因鼠亦可誘導(dǎo)動(dòng)物產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)，而在一般情況下，HBsAg轉(zhuǎn)基因鼠對(duì)HBsAg是不產(chǎn)生免疫應(yīng)答的。

1.5 基因免疫疫苗質(zhì)粒既是抗原信息的攜帶者，同時(shí)又具有佐劑的作用。

2 基因疫苗的免疫機(jī)理

研究表明，核酸疫苗可以引發(fā)全面的免疫應(yīng)答反應(yīng)。核酸疫苗導(dǎo)入宿主體內(nèi)后，在動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生微量的抗原蛋白，誘發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答。而用等量的抗原蛋白直接免疫動(dòng)物根本不能誘發(fā)任何免疫應(yīng)答。

3 影響核酸免疫效果的主要因素

3.1 目的基因的選擇 目的基因即疫苗DNA的構(gòu)建和選定，這是決定核酸免疫效果的關(guān)鍵。最好選擇病毒的主要保護(hù)性抗原基因。

3.2 載體質(zhì)粒及啟動(dòng)子的選擇 載體質(zhì)粒的種類及其結(jié)構(gòu)組成對(duì)核酸免疫的水平有明顯影響。無(wú)論是用腺病毒載體還是逆轉(zhuǎn)錄病毒載體，總體上達(dá)到的免疫效果都不如用質(zhì)粒載體。而且，細(xì)菌質(zhì)粒本身沒(méi)有很強(qiáng)的免疫原性，這對(duì)保證質(zhì)粒在體內(nèi)長(zhǎng)期穩(wěn)定地表達(dá)有重要意義。核酸疫苗大多采用質(zhì)粒作載體。

3.3 接種方法及途徑 Fynan等（1993）進(jìn)行了不同方式核酸免疫效果比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)用基因槍接種比直接注射核酸疫苗效果好，研究還表明，肌肉注射保護(hù)效果比鼻腔內(nèi)、腹腔內(nèi)、靜脈內(nèi)和皮肉內(nèi)免疫效果都好。接種部位也要進(jìn)行必要的預(yù)處理。試驗(yàn)表明，用25%高滲蔗糖或甘油在核酸接種前預(yù)處理接種部位，比如肌肉，可使疫苗DNA的表達(dá)水平提高。

3.4 接種劑量和次數(shù) 許多研究表明，免疫應(yīng)答強(qiáng)度和免疫保護(hù)與接種劑量和次數(shù)有一定的相關(guān)性。若無(wú)毒性的表達(dá)蛋白，較高接種劑量和多次接種可產(chǎn)生較高水平的表達(dá)蛋白和抗體。相反，毒性蛋白的表達(dá)，可能會(huì)較早殺死轉(zhuǎn)染細(xì)胞，阻止抗原產(chǎn)生，無(wú)法維持免疫刺激，從而呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng)。

3.5 另增強(qiáng)劑和佐劑的應(yīng)用對(duì)基因疫苗也有影響，而且對(duì)于試驗(yàn)動(dòng)物年齡和品系來(lái)說(shuō)，幼齡動(dòng)物接種DNA時(shí)，在體內(nèi)表達(dá)水平較高，并產(chǎn)生較好的免疫應(yīng)答。而且，核酸疫苗不受母源抗體的抑制，在新生動(dòng)物的感染防治上具有良好效果。

4 核酸疫苗的發(fā)展前景

核酸疫苗是二十世紀(jì)九十年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新的生物技術(shù)，它已成為疫苗研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)之一。對(duì)于細(xì)菌、病毒和寄生蟲等多種疾病的防治都有深遠(yuǎn)的意義。核酸疫苗以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)吸引著人們：

4.1 抗原合成和遞呈過(guò)程與病原的自然感染相似，通過(guò)MHCⅠ類和Ⅱ類分子直接遞呈免疫系統(tǒng)。

4.2 免疫原單一， 核酸疫苗載體本身沒(méi)有抗原性，只有抗原編碼基因得到表達(dá)。

4.3 核酸疫苗作為一種重組質(zhì)粒，易在工程菌內(nèi)大量擴(kuò)增，提純方法簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，成本低廉，適于規(guī)模化生產(chǎn)。但其潛在的危險(xiǎn)性也令人擔(dān)憂：①引起腫瘤形成，概率較低。因重組的質(zhì)粒DNA有可能被整合到宿主的染色體中，并引起插入突變。外源DNA引入體內(nèi)敏感細(xì)胞中可能引起腫瘤細(xì)胞形成；②由于對(duì)接種所用DNA表達(dá)抗原的持續(xù)時(shí)間尚不了解，外源抗原的長(zhǎng)期表達(dá)可能導(dǎo)致免疫病理反應(yīng)，使被接種者保持一定強(qiáng)度的免疫應(yīng)答，如果這種強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間沒(méi)有合理控制，就可能引發(fā)免疫耐受； ③可能形成針對(duì)注射DNA的抗體和出現(xiàn)不利的自身免疫紊亂； ④所表達(dá)的抗原可能產(chǎn)生額外的生物活性。核酸疫苗若推廣使用須解決這些安全問(wèn)題。隨著基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用的進(jìn)一步深化，這些問(wèn)題都將會(huì)得到更客觀的評(píng)價(jià)和解決。在不久的將來(lái)，核酸疫苗將會(huì)以其它疫苗無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)而獲得廣泛的應(yīng)用，使動(dòng)物醫(yī)學(xué)得到更進(jìn)一步的發(fā)展。

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