DNA疫苗的研究現(xiàn)狀

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

摘要：DNA疫苗作為分子生物學(xué)發(fā)展的最新產(chǎn)物，可有效誘發(fā)持久的免疫反應(yīng)，由于其相比普通疫苗具有一系列優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)許多學(xué)者在DNA疫苗的作用機(jī)理及安全性方面做出了相當(dāng)深入的研究，本文就此進(jìn)行綜述。
關(guān)鍵詞：DNA疫苗； 作用機(jī)理； 安全性

經(jīng)過(guò)200多年的發(fā)展，傳統(tǒng)疫苗對(duì)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(jìn)展，原因在于在上述疾病的預(yù)防過(guò)程中實(shí)際上起決定性作用的是由細(xì)胞毒性T細(xì)胞介導(dǎo)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(xì)胞免疫，但其生產(chǎn)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(huì)對(duì)疫苗接受者造成致命威脅，存在安全隱患，難以滿(mǎn)足實(shí)用的要求。
隨著分子生物學(xué)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(jìn)步。1990年Wolff等 將純化的DNA表達(dá)載體注入小鼠肌細(xì)胞觀察到肌細(xì)胞內(nèi)目標(biāo)蛋白質(zhì)的表達(dá)，確立了以重組DNA作為疫苗的概念，由于其易于制備，誘導(dǎo)細(xì)胞免疫持續(xù)有效，易于儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)韧怀鰞?yōu)點(diǎn)，近年來(lái)科學(xué)家對(duì)其作用機(jī)理，安全性方面做了大量研究，本文就此兩方面進(jìn)行綜述。

1 DNA疫苗的作用機(jī)理
目前在DNA疫苗的作
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成特異性CTL克隆的擴(kuò)增，產(chǎn)生大量的效應(yīng)性CTL，參與細(xì)胞免疫。外源蛋白究竟以分泌蛋白還是內(nèi)在蛋白存在于肌細(xì)胞，涉及到轉(zhuǎn)染的載體DNA的編碼序列以及插入到肌細(xì)胞基因組的位置，往往帶有隨機(jī)性，因此DNA疫苗的免疫效果究竟以細(xì)胞免疫為主還是以體液免疫為主，將具有或然性。另外，肌細(xì)胞含有豐富蛋白酶，可將自身表達(dá)蛋白質(zhì)加工成8～12個(gè)氨基酸的短肽并于細(xì)胞表面表達(dá)，結(jié)合MHC-I型分子，即肽回流方式。但實(shí)際上三種機(jī)制都尚未得到實(shí)驗(yàn)完全證實(shí)，大量學(xué)者仍在不斷探究其機(jī)理以便有針對(duì)性地優(yōu)化DNA疫苗。

2 DNA疫苗安全性的相關(guān)研究
1996年12月，美國(guó)食品與藥物監(jiān)督管理局（FDA）頒布了關(guān)于DNA疫苗的第一個(gè)指導(dǎo)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(chǎn)、臨床前及研究中的注意點(diǎn)及申報(bào)時(shí)的安全性數(shù)據(jù)種類(lèi)。WHO及歐盟隨后也出臺(tái)了相關(guān)文件規(guī)范DNA疫苗的研究及生產(chǎn)。對(duì)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(huì)整合入基因？2.抗原是否可持續(xù)表達(dá)，且會(huì)否產(chǎn)生免疫耐受？3.DNA疫苗中的細(xì)菌CpG成分是否會(huì)導(dǎo)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(xué)者認(rèn)為血清中的核酸酶會(huì)很快降解未被細(xì)胞攝取的外源DNA，胞內(nèi)核酸酶也會(huì)降解未進(jìn)入細(xì)胞核的外源DNA，研究表明小鼠肌肉注射瘧疾DNA疫苗兩個(gè)月后仍可檢測(cè)到3～30個(gè)質(zhì)粒拷貝，表明DNA有可能整合。整合后可能導(dǎo)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(dǎo)同源重組的DNA一般應(yīng)為線性，故整合概率極小，根據(jù)Temin 的預(yù)測(cè)，即使整合致癌概率也僅為10-16～10-19。但為了調(diào)控基因表達(dá)，質(zhì)粒DNA常帶有哺乳動(dòng)物DNA短序列，目前還無(wú)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(bào)道仍很少。
2.2免疫耐受的相關(guān)因素
DNA疫苗的一大優(yōu)越性在于可以持續(xù)表達(dá)抗原，但這可能導(dǎo)致免疫耐受，大多數(shù)DNA疫苗的預(yù)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(shí)別為自身物質(zhì)而引發(fā)免疫耐受。Klinman等 的實(shí)驗(yàn)表明編碼瘧疾環(huán)孢子蛋白的DNA疫苗在新生小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)了免疫耐受。但另外很大一部分DNA疫苗并不導(dǎo)致新生動(dòng)物免疫耐受，且成年動(dòng)物由DNA疫苗引起的免疫耐受并不十分明顯，對(duì)于大于兩歲的老年小鼠免疫保護(hù)有一定降低。可能原因?yàn)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(zhì)及接種動(dòng)物年齡有關(guān)。
2.3 DNA疫苗誘導(dǎo)自身免疫病的可能性研究
質(zhì)粒中的CpG序列具有免疫原性，很多年前人們就發(fā)現(xiàn)細(xì)菌DNA可在小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)抗雙鏈DNA抗體的產(chǎn)生，促進(jìn)B細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間激活，從而可能導(dǎo)致紅斑狼瘡。為了闡明CpG序列是否可以導(dǎo)致自身免疫病的發(fā)生發(fā)展，Mor等 統(tǒng)計(jì)了反復(fù)經(jīng)DNA疫苗免疫的小鼠B細(xì)胞分泌的自身抗體量，發(fā)現(xiàn)IgG抗DNA分泌細(xì)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(dǎo)致自身免疫病，但實(shí)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(duì)DNA疫苗有免疫增強(qiáng)作用，Hemmi 等發(fā)現(xiàn) ONDs序列可結(jié)合鐘形受體9(toll-like receptor 9)及DNA蛋白酶激活抗原提呈細(xì)胞APCs，更多關(guān)于CpG序列的特性還有待研究，其對(duì)DNA疫苗的作用也應(yīng)做進(jìn)一步分析。
3. DNA疫苗的優(yōu)化策略
2005年7月18日，由美國(guó)疾病預(yù)防控制中心及美國(guó)富道公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的West Nile-Innovator DNA疫苗得到美國(guó)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)正式上市，成為全球首個(gè)正式上市的DNA疫苗，開(kāi)創(chuàng)了DNA疫苗的新紀(jì)元。目前DNA疫苗的研制在全球如火如荼地進(jìn)行，我國(guó)科學(xué)家對(duì)SARS病毒M基因片段的研究 已取得了一定進(jìn)展，對(duì)SARS疫苗的研制提供了有利的啟示。許多科學(xué)家稱(chēng)DNA疫苗的開(kāi)發(fā)開(kāi)啟了第三次疫苗革命。但就目前來(lái)講DNA疫苗技術(shù)尚不是十分成熟，仍未克服其本身免疫原性較差的缺點(diǎn)。對(duì)于DNA疫苗的優(yōu) ……（未完，全文共6776字，當(dāng)前僅顯示2379字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《DNA疫苗的研究現(xiàn)狀》）