DNA疫苗的研究現(xiàn)狀

DNA 疫 苗 的 研 究 現(xiàn) 狀
劉超（復旦大學，上海市，200433）

摘要：DNA疫苗作為分子生物學發(fā)展的最新產物，可有效誘發(fā)持久的免疫反應，由于其相比普通疫苗具有一系列優(yōu)點，近年來許多學者在DNA疫苗的作用機理及安全性方面做出了相當深入的研究，本文就此進行綜述。
關鍵詞：DNA疫苗； 作用機理； 安全性

經(jīng)過200多年的發(fā)展，傳統(tǒng)疫苗對于艾滋病，瘧疾及腫瘤等疾病的免疫依然難以取得突破性進展，原因在于在上述疾病的預防過程中實際上起決定性作用的是由細胞毒性T細胞介導的特異性免疫，傳統(tǒng)疫苗中只有減毒活疫苗可有效誘發(fā)細胞免疫，但其生產工藝要求較高，且有潛在致病性，一旦病毒回歸到野生狀態(tài)，將會對疫苗接受者造成致命威脅，存在安全隱患，難以滿足實用的要求。
隨著分子生物學的不斷發(fā)展，新型疫苗和免疫接種手段也取得了不斷的進步。1990年Wolff等 將純化的DNA表達載體注入小鼠肌細胞觀察到肌細胞內目標蛋白質的表達，確立了以重組DNA作為疫苗的概念，由于其易于制備，誘導細胞免疫持續(xù)有效，易于儲存運輸?shù)韧怀鰞?yōu)點，近年來科學家對其作用機理，安全性方面做了大量研究，本文就此兩方面進行綜述。

1 DNA疫苗的作用機理
目前在DNA疫苗的作
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成特異性CTL克隆的擴增，產生大量的效應性CTL，參與細胞免疫。外源蛋白究竟以分泌蛋白還是內在蛋白存在于肌細胞，涉及到轉染的載體DNA的編碼序列以及插入到肌細胞基因組的位置，往往帶有隨機性，因此DNA疫苗的免疫效果究竟以細胞免疫為主還是以體液免疫為主，將具有或然性。另外，肌細胞含有豐富蛋白酶，可將自身表達蛋白質加工成8～12個氨基酸的短肽并于細胞表面表達，結合MHC-I型分子，即肽回流方式。但實際上三種機制都尚未得到實驗完全證實，大量學者仍在不斷探究其機理以便有針對性地優(yōu)化DNA疫苗。

2 DNA疫苗安全性的相關研究
1996年12月，美國食品與藥物監(jiān)督管理局（FDA）頒布了關于DNA疫苗的第一個指導性文件Points to consider on plasimid DNA vaccines for preventive infectious disease indications ，正式規(guī)定了DNA疫苗在生產、臨床前及研究中的注意點及申報時的安全性數(shù)據(jù)種類。WHO及歐盟隨后也出臺了相關文件規(guī)范DNA疫苗的研究及生產。對DNA疫苗安全性的考慮主要集中在以下幾方面：1.外源DNA是否會整合入基因？2.抗原是否可持續(xù)表達，且會否產生免疫耐受？3.DNA疫苗中的細菌CpG成分是否會導致免疫平衡破壞及自身免疫��？

2.1外源DNA的整合
大多數(shù)學者認為血清中的核酸酶會很快降解未被細胞攝取的外源DNA，胞內核酸酶也會降解未進入細胞核的外源DNA，研究表明小鼠肌肉注射瘧疾DNA疫苗兩個月后仍可檢測到3～30個質粒拷貝，表明DNA有可能整合。整合后可能導致染色體不穩(wěn)定，誘發(fā)腫瘤等疾病。目前使用的載體一般為環(huán)形DNA，由于介導同源重組的DNA一般應為線性，故整合概率極小，根據(jù)Temin 的預測，即使整合致癌概率也僅為10-16～10-19。但為了調控基因表達，質粒DNA常帶有哺乳動物DNA短序列，目前還無法得知其整合概率。Ledwith等 提出，僅7bp的短序列插入就足以影響基因重組。但到目前為止外源DNA與宿主DNA整合的報道仍很少。
2.2免疫耐受的相關因素
DNA疫苗的一大優(yōu)越性在于可以持續(xù)表達抗原，但這可能導致免疫耐受，大多數(shù)DNA疫苗的預防接種者是免疫系統(tǒng)發(fā)育還不夠成熟的嬰兒及兒童，接種后免疫系統(tǒng)可能將抗原識別為自身物質而引發(fā)免疫耐受。Klinman等 的實驗表明編碼瘧疾環(huán)孢子蛋白的DNA疫苗在新生小鼠體內誘導了免疫耐受。但另外很大一部分DNA疫苗并不導致新生動物免疫耐受，且成年動物由DNA疫苗引起的免疫耐受并不十分明顯，對于大于兩歲的老年小鼠免疫保護有一定降低�？赡茉驗樵谟啄昙袄夏晷∈笾蠨NA疫苗免疫原性較弱。故DNA疫苗免疫耐受主要與編碼抗原的性質及接種動物年齡有關。
2.3 DNA疫苗誘導自身免疫病的可能性研究
質粒中的CpG序列具有免疫原性，很多年前人們就發(fā)現(xiàn)細菌DNA可在小鼠體內誘導抗雙鏈DNA抗體的產生，促進B細胞長時間激活，從而可能導致紅斑狼瘡。為了闡明CpG序列是否可以導致自身免疫病的發(fā)生發(fā)展，Mor等 統(tǒng)計了反復經(jīng)DNA疫苗免疫的小鼠B細胞分泌的自身抗體量，發(fā)現(xiàn)IgG抗DNA分泌細胞的數(shù)量增加了2－3倍，血清中IgG抗DNA抗體的滴度也上升了35～60％。但這樣的自身抗體水平上升并不足以引發(fā)自身免疫病或使易患病小鼠出現(xiàn)惡化。雖然理論上可能導致自身免疫病，但實際上還未有DNA疫苗致病的例子。另外一些研究表明，CpG寡核苷（ONDs）可能對DNA疫苗有免疫增強作用，Hemmi 等發(fā)現(xiàn) ONDs序列可結合鐘形受體9(toll-like receptor 9)及DNA蛋白酶激活抗原提呈細胞APCs，更多關于CpG序列的特性還有待研究，其對DNA疫苗的作用也應做進一步分析。
3. DNA疫苗的優(yōu)化策略
2005年7月18日，由美國疾病預防控制中心及美國富道公司聯(lián)合開發(fā)的West Nile-Innovator DNA疫苗得到美國農業(yè)部批準正式上市，成為全球首個正式上市的DNA疫苗，開創(chuàng)了DNA疫苗的新紀元。目前DNA疫苗的研制在全球如火如荼地進行，我國科學家對SARS病毒M基因片段的研究 已取得了一定進展，對SARS疫苗的研制提供了有利的啟示。許多科學家稱DNA疫苗的開發(fā)開啟了第三次疫苗革命。但就目前來講DNA疫苗技術尚不是十分成熟，仍未克服其本身免疫原性較差的缺點。對于DNA疫苗的優(yōu) ……（未完，全文共6776字，當前僅顯示2379字，請閱讀下面提示信息。收藏《DNA疫苗的研究現(xiàn)狀》）