[摘 要] 自疫苗產(chǎn)生以來,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)代生物技術的發(fā)展,獸用疫苗的研制取得了革命性的進步。除了傳統(tǒng)的疫苗外,近幾年來利用分子生物學技術研制生產(chǎn)的新型疫苗日漸增多,受到世人的注目。本文僅對其中的核酸疫苗作一個概述。
[關鍵詞] 基因疫苗 生物學活性 免疫機理 制備 影響因素
[中圖分類號] S7 [文獻標識碼] A [文章編號] 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粒上,然后直接注入到動物體內,使之表達抗原,激活免疫應答。它本身既是載體又是抗原,具有疫苗的功能,對毒株的攻擊有保護作用。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。
1 基因免疫的生物學活性
1.1基因免疫疫苗的應答水平 非毒性蛋白的基因疫苗免疫應答水平與其表達水平成正比,而毒性蛋白的表達水平卻不能太高,否則免疫水平可能反而下降。小鼠免疫應答的水平與其年齡成負相關。
1.2 基因免疫疫苗的動力學 基因免疫產(chǎn)生抗體的動力學與蛋白抗原免疫不同,其潛伏期較長,接種后一般要2~3周才有抗體產(chǎn)生,而抗體產(chǎn)生后卻可在比較長的時間內維持較高的水平,小鼠甚至可持續(xù)終生。
1.3 基因免疫疫苗誘導的免疫應答類型與接種途徑有關 基因疫苗肌肉接種免疫反應以Th1型反應為主,所產(chǎn)生的抗體主要是ΙgG2,而基因槍接種皮內,以Th2型反應為主,所產(chǎn)生的抗體主要是IgG1。
1.4 基因疫苗接種新生動物可誘導出較強的免疫應答,不受或少受母源抗體的影響。而且基因免疫疫苗可使無反應性動物產(chǎn)生免疫應答如以HBsAg表達質粒免疫HBsAg轉基因鼠亦可誘導動物產(chǎn)生特異性免疫反應,而在一般情況下,HBsAg轉基因鼠對HBsAg是不產(chǎn)生免疫應答的。
1.5 基因免疫疫苗質粒既是抗原信息的攜帶者,同時又具有佐劑的作用。
2 基因疫苗的免疫機理
研究表明,核酸疫苗可以引發(fā)全面的免疫應答反應。核酸疫苗導入宿主體內后,在動物體內產(chǎn)生微量的抗原蛋白,誘發(fā)機體免疫應答。而用等量的抗原蛋白直接免疫動物根本不能誘發(fā)任何免疫應答。
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的構建和選定,這是決定核酸免疫效果的關鍵。最好選擇病毒的主要保護性抗原基因。
3.2 載體質粒及啟動子的選擇 載體質粒的種類及其結構組成對核酸免疫的水平有明顯影響。無論是用腺病毒載體還是逆轉錄病毒載體,總體上達到的免疫效果都不如用質粒載體。而且,細菌質粒本身沒有很強的免疫原性,這對保證質粒在體內長期穩(wěn)定地表達有重要意義。核酸疫苗大多采用質粒作載體。
3.3 接種方法及途徑 Fynan等(1993)進行了不同方式核酸免疫效果比較,結果發(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,肌肉注射保護效果比鼻腔內、腹腔內、靜脈內和皮肉內免疫效果都好。接種部位也要進行必要的預處理。試驗表明,用25%高滲蔗糖或甘油在核酸接種前預處理接種部位,比如肌肉,可使疫苗DNA的表達水平提高。
3.4 接種劑量和次數(shù) 許多研究表明,免疫應答強度和免疫保護與接種劑量和次數(shù)有一定的相關性。若無毒性的表達蛋白,較高接種劑量和多次接種可產(chǎn)生較高水平的表達蛋白和抗體。相反,毒性蛋白的表達,可能會較早殺死轉染細胞,阻止抗原產(chǎn)生,無法維持免疫刺激,從而呈現(xiàn)負效應。
3.5 另增強劑和佐劑的應用對基因疫苗也有影響,而且對于試驗動物年齡和品系來說,幼齡動物接種DNA時,在體內表達水平較高,并產(chǎn)生較好的免疫應答。而且,核酸疫苗不受母源抗體的抑制,在新生動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九十年代發(fā)展起來的一項新的生物技術,它已成為疫苗研究領域中的熱點之一。對于細菌、病毒和寄生蟲等多種疾病的防治都有深遠的意義。核酸疫苗以其獨特的優(yōu)點吸引著人們:
4.1 抗原合成和遞呈過程與病原的自然感染相似,通過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有抗原性,只有抗原編碼基因得到表達。
4.3 核酸疫苗作為一種重組質粒,易在工程菌內大量擴增,提純方法簡單,穩(wěn)定性好,成本低廉,適于規(guī)?;a(chǎn)。但其潛在的危險性也令人擔憂:①引起腫瘤形成,概率較低。因重組的質粒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引入體內敏感細胞中可能引起腫瘤細胞形成;②由于對接種所用DNA表達抗原的持續(xù)時間尚不了解,外源抗原的長期表達可能導致免疫病理反應,使被接種者保持一定強度的免疫應答,如果這種強度和持續(xù)時間沒有合理控制,就可能引發(fā)免疫耐受; ③可能形成針對注射DNA的抗體和出現(xiàn)不利的自身免疫紊亂; ④所表達的抗原可能產(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題。隨著基礎研究和臨床應用的進一步深化,這些問題都將會得到更客觀的評價和解決。在不久的將來,核酸疫苗將會以其它疫苗無可比擬的優(yōu)點而獲得廣泛的應用,使動物醫(yī)學得到更進一步的發(fā)展。
參考文獻
[1]滕勇.核酸免疫與核酸疫苗.中國飼料,2003,12:30~31.
[2]但琨.核酸疫苗的研究進展.廣東畜牧獸醫(yī)科技,2003,28(1)11~14.
[3]孫長勉,楊建成,鄭愛娟.核酸疫苗研究進展.上海畜牧獸醫(yī)通訊,2002,2:9~11.
[4]馬正海.增強基因疫苗免疫效果的研究進展.預防獸醫(yī)學進展,1999,1(4):24~27.
[5]FynanEF,DNAVaccine:protective Immunization by parenteral mucoral,and gene-gun inoculatons.Proe natl Acad Sci USA,1993,90:4156.
[6]朱新產(chǎn),王金寶.基因免疫疫苗研究進展.動物科學與動物醫(yī)學,2002,19 (10):35~36.