DNA疫苗的免疫途径及优缺点概述作者：杜海燕 韩俊伟 李磊 常卫波来源：农家致富顾问下半月2016年第06期摘 要：核酸疫苗是继灭活疫苗、减毒活疫苗和基因工程重组蛋白疫苗之后的第三代疫苗，分为DNA疫苗和RNA疫苗两种。但目前对核酸苗的研究以DNA疫苗为主。DNA 疫苗导入宿主体内后，被细胞（组织细胞、抗原递呈细胞或其它炎性细胞）摄取，并在细胞内表达病原体的蛋白质抗原，通过一系列的反应刺激机体产生细胞免疫和体液免疫。它在感染性疾病、变态反应和癌症等疾病的预防和治疗上有着广泛的应用前景。关键词：DNA；疫苗；免疫途径一、DNA疫苗的免疫途径核酸疫苗导入动物体的方法和途径各异，注射是导入DNA疫苗的一种简便而有效的方法。目前常用的为肌肉直接注射和金颗粒包被裸露质粒基因枪轰击两种方法。注射法可将质粒直接注入肌肉、皮内、皮下、免疫器官以及血液。骨骼肌细胞吸收和表达外源DNA 的能力较强，其结构特点是有丰富的T小管系统和肌浆网结构，T小管中有较多的细胞外液，这些结构上的特殊性有可能使骨骼肌纤维直接摄取外源DNA。有人认为注射过程中针头直接损伤肌纤维膜，使外源DNA 沿破口进入肌浆中，也有人认为DNA通过肌浆网进入肌浆中，在肌细胞膜中可能存在特异性DNA 结合蛋白，用编码荧光素酶的质粒DNA免疫小鼠后发现，表达的酶活性呈DNA剂量依赖关系，而且报告基因可持续表达19个月。皮肤组织的多种细胞如郎罕氏细胞、树突状细胞、巨噬细胞等都具有抗原递呈细胞（APC）的特性，皮肤角质细胞可分泌IL-1及TNF-此外皮肤的表皮附近富含淋巴组织，这些都有利于抗原的递呈、诱导免疫反应的发生。有学者皮内一次性注射1315g裸DNA，可见质粒DNA及其表达产物分布于各种表皮和真皮细胞，并诱发较强的细胞免疫反应和体液免疫应答，特异性抗体可持续70周，特异性CTL持续17个月。粘膜组织是机体的第一道防御屏障，其中也含有许多可促进和调节免疫应答的细胞成分，粘膜免疫对防御粘膜局部感染或起源于粘膜的全身感染尤为重要。将编码HIV-1抗原的质粒DNA鼻腔滴注小鼠，可诱导Th2型免疫应答，在粘膜处可产生高滴度的特异性SIgA，血清可检出高滴度的特异性IgG，粪便及阴道分泌物中也可检测到SIgA。此外，还可通过静脉、腹腔内注射接种核酸疫苗。如静脉内注射质粒DNA表达载体，可使包括肺、淋巴结、骨髓等在内的所有组织发生转移，而以肺、脾基因表达率最高。核酸疫苗接种方式及免疫途径的不同，导致参与激活的免疫细胞以及免疫机制有一定差异。关于核酸疫苗的免疫剂量与免疫次数，许多实验研究表明，免疫应答强度和免疫保护力与免疫剂量和次数有一定的相关性。提高免疫剂量能否提高体液和或细胞免疫应答，因抗原基因的种类不同而异。对于没有毒性的表达蛋白，应用较高剂量和较多免疫次数。免疫剂量也由于接种途径及接种方法不同，差异较大，而且不同的研究者使用剂量也不一致。如果使用基因枪，1g剂量就足以引起强烈的细胞及体液免疫反应，通常肌肉、静脉、皮下接种量为 50200g，一般单剂量注射即可引起较强的细胞和体液免疫反应。二 DNA疫苗的优点与传统疫苗相比，DNA疫苗有以下特点：（1）免疫效果好，与普通蛋白疫苗不同，基因疫苗能在自身细胞中产生外源性蛋白，这种蛋白较之在原核生物表达系统中产生的蛋白质更象天然分子，其递生过程与自然感染十分相似。因此，这样的免疫原将含有在构象上相关的表位，诱导产生对应于天然抗原的免疫应答。另外，DNA疫苗对已有免疫力的个体接种仍可起作用。（2）DNA疫苗与减毒活疫苗和载体活疫苗一样引起CTL应答，但却不存在后两者毒力回升的危险，也不存在散毒，病毒污染及个体传染源的敏感性相关的毒力改变，对于常规疫苗难以培养或危险的致病体，核酸疫苗则易于构建。（3）免疫应答持久，由于外源基因可以在体内存在较长时间，并不断表达外源蛋白，它可以持续地给免疫系统提供刺激，因此，很微量的抗原即可刺激机体产生强而持久的免疫应答。（4）方法简便，价格低廉。核酸疫苗仅需在细菌中生产，构建高效表达质粒，与普通疫苗相比，核酸疫苗的制作省去了抗原提取和纯化等繁琐耗时的过程，核酸疫苗用量少，比其它疫苗更经济。（5）核酸疫苗具有相同的理化性质，为联合免疫提供了可能。基因免疫只对表达的抗原而不对载体产生免疫应答，故同一质粒可以用于转运不同的靶基因而多次使用，也可在一个载体上构建表达多种抗原的被称为“复合疫苗”或多价疫苗的多功能疫苗，达到一次免疫能取得多次不同免疫相同免疫效果。三 DNA疫苗存在的问题核酸疫苗的安全性是人们最为关心的问题。人们担心外源基因整合入宿主细胞的染色体，可能会导致细胞转化而发生癌变。从理论上讲，外源基因，特别是反转录病毒和DNA肿瘤病毒的基因有可能整合到宿主基因组内引起细胞转化，但因转化细胞可被ICC识别而被消灭。这种转化可能性其实也存在于病毒感染过程，特别是在DNA和RNA致瘤病毒的感染中。由于核酸疫苗引起的免疫反应产生较慢，使其不适于作为对某些疾病如狂犬病的紧急接种。另外，DNA质粒长期表达外源抗原，是否会影响机体的免疫系统，导致免疫耐受或其它抗原的免疫抑制；如果免疫应答过强，是否会出现自身免疫及过敏反应等，仍有待进一步研究来证实。此外，核酸疫苗目前主要以小鼠作为实验动物，虽目前已涉及到鸡、牛、猴等多种动物，但都研究较少。如何进一步提高DNA的导入效率，尚需要进行广泛深入的研究。同时，DNA疫苗也和其他传统的疫苗一样，要事先知道哪个多肽或抗原表位能为宿主提供免疫保护，才能制备出有效的疫苗。核酸疫苗的优越性以及在研究方面所取得的成就已经引起了人们的极大关注，但毕竟其历史很短，核酸疫苗的许多问题，它作为第三代新型疫苗，如何使其有全面的保护作用、如何增强免疫效果、如何加强对细胞转染效率和目的性的控制、核酸疫苗多价化，以及未来外源基因治疗和核酸疫苗基于基因组水平研究，使得核酸疫苗上升为基因组免疫，设计染色体级表达载体，更接近于自然方式等，这些问题都需进一步研究解决。