黃鳳婷 綜述

中山大學醫(yī)學院

摘要：本文就DNA疫苗的免疫機制,，注射途徑，影響免疫效果的因素,，特點,，及存在的問題做一綜述。
關(guān)鍵詞：DNA疫苗,；免疫機制,；細胞免疫；體液免疫；基因槍,；佐劑

1． 引言
隨著科技的發(fā)展,，疫苗技術(shù)也在不斷進步，從傳統(tǒng)的死疫苗,，減毒活疫苗發(fā)展到近幾年十分熱門的DNA疫苗,。DNA疫苗是指用編碼病原體有效免疫原的基因與細菌質(zhì)粒構(gòu)建的重組體。用DN A疫苗免疫可有相應(yīng)的蛋白質(zhì)表達,，表達的蛋白質(zhì)可在體內(nèi)誘生特異性體液或細胞免疫應(yīng)答,，也被稱為裸 DNA疫苗，因為構(gòu)成乙醚靠的DNA-蛋白質(zhì)復合物中只有DNA而缺乏蛋白質(zhì),。DNA疫苗與傳統(tǒng)的疫苗相比,，有許多嶄新的優(yōu)點，被稱為第四代疫苗,。

2． DNA疫苗免疫機制
DNA疫苗常用于表皮,，肌肉和靜脈接種DNA，均可產(chǎn)生保護性免疫應(yīng)答,。
皮膚接種常用于表皮或皮下接種方式,。皮膚及黏膜組織大多首先與外來抗原接觸。在皮膚相關(guān)的淋巴組織中含有多種 促進免疫應(yīng)答的專一細胞,。其中角質(zhì)細胞為主要表達細胞,。它可產(chǎn)生IL-1,TNF-a，可激活表皮中的APC如樹突狀細胞,，巨噬細胞,，朗罕細胞，將攝取和加工處理的抗原轉(zhuǎn)運到淋巴結(jié),。這些細胞除可直接攝取和表達質(zhì)粒DNA外,，還可攝取，表達由死細胞釋放的外源DNA,。在外源基因啟動子作用下,，使外源基因表達，產(chǎn)物在細胞內(nèi)水解酶的作用下分解成長短不一的多肽,。其中一部分轉(zhuǎn)移至內(nèi)侄內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)腔內(nèi),，與新組裝的MHC-I類分子結(jié)合形成抗原肽：MHC-I類分子復合物，逼供內(nèi)提呈給CD8+T細胞,，誘發(fā)特異性細胞殺傷效應(yīng),。另一部分轉(zhuǎn)移到溶酶體和內(nèi)體，經(jīng)加工處理降解為多肽,，與MHC-II類分子形成抗原肽：MHC-II類分子復合物,，將抗原提呈給CD4+T細胞,，活化的 Th1型CD4+T細胞分泌細胞因子，并使巨噬細胞活化,，活化的巨噬細胞能吞噬胞內(nèi)寄生病原生物,，如結(jié)核桿菌，麻風桿菌等,，也能吞噬所中胞外細菌,。活化的Th2型CD4+T細胞分泌IL-4,IL-5,IL-6,IL-10,與 B細胞增殖,，成熟,，促進抗體生成有關(guān)，可增強抗體介導的免疫應(yīng)答,。
骨骼肌細胞是目前所知攝取外源DNA效率最高的組織,。但無MHC-II類分子，只表達較少的MHC-I類分子,，缺乏共刺激分子B7的專職APC,，但非專職APC也可有效地將抗原提呈給T細胞。由 T細胞接受肌肉細胞表達的抗原肽：MHC-I類分子復合物的第一信號,，同時接受炎癥反應(yīng)吸引的來自血液免疫細胞所帶的共刺激信號而活化,。提示抗原提呈與共刺激新并不是要由同一細胞提供，此外,，肌肉細胞表達的抗原可通過某些途徑轉(zhuǎn)移到專職APC 內(nèi),，由專職APC將抗原加工處理后，提呈給CD4+T細胞,CD8+T細胞,，誘導出細胞免疫和體液免疫,。盡管肌細胞本身不足以誘導CTL ,但肌細胞通過表達多種細胞因子，當表達IFN-a,TNF-a時可誘導MHC-I,MHC-II類分子ICAM-1/CD54, LFA-1,LFA-2,LFA-3的表達,，由此可誘導產(chǎn)生細胞免疫和體液免疫,。

3． DNA疫苗的注射途徑
l 直接肌肉注射
注射的DNA在肌肉細胞中以環(huán)型分子存在，不能復制,，并不能整合到宿主細胞染色體中,。肌肉細胞中特有的橫管系統(tǒng)與細胞外空間有直接交通,，因而可能介導質(zhì)粒 DNA的內(nèi)吞作用,。而且橫紋肌中溶酶體和DNA酶的含量較低，可能也是質(zhì)粒DNA能在細胞中存在較長時間的原因,。
l 微離子轟擊介導的DNA免疫
即基因槍,。其技術(shù)依據(jù)是亞微粒的鎢和金能自發(fā)地吸附DNA，將包裹有金粉或鎢粉的 DNA 質(zhì)粒,，借助高能電場以極快的速度轟擊動物表皮組織,，能獲得滿意的免疫效果,。

4． 影響DNA 疫苗免疫效果的主要因素
接種方式
Leitner等將編碼瘧原蟲環(huán)子孢子抗原的質(zhì)粒通過肌注途徑和基因槍介導的表皮途徑免疫BALB/C小鼠。研究發(fā)現(xiàn),，基因槍皮內(nèi)接種比肌肉內(nèi)直接注射的免疫效果要好,。免疫效果前者比后者高600-6000倍，且所用DNA劑量也減少,。由肌肉注射的100-200ugDNA疫苗減至用0.04-0.4ug純化的DNAS,。
接種途徑
Fynan等發(fā)現(xiàn)骨骼肌注射接種免疫效果最佳。真皮,，表皮,，靜脈注射效果較好。腹腔內(nèi)注射效果較差,。
接種部位的預處理
Davis等對小鼠免疫前肌肉注射100ul 10mmol/L心肌毒素,，然后接種HbsDNA疫苗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生抗Hbs抗體水平比對照組高10倍以上,。另有實驗表明,，在注射部位用25%高滲蔗糖進行預處理，可提高疫苗DNA的表達水平,。Danko等在接種DNA疫苗前7天注射0.5%-0.75%丁哌卡,，是疫苗DNA的表達水平提高40倍以上
接種劑量和次數(shù)
研究表明，免疫應(yīng)答的強度與免疫劑量和次數(shù)有一定的關(guān)系,。DNA疫苗在臨床試驗的免疫程序一般是3次,，Ｕｌｍｅｒ等報告，給小鼠分別注射１～１００ｕｇ甲型流感病毒ＨＡ或ＮＰ ＤＮＡ疫苗,，結(jié)果抗～ＨＡ和抗～ＮＰ水平與接種劑量呈正相關(guān),。
免疫佐劑
佐劑種類很多。近幾年發(fā)現(xiàn)許多細胞因子也具有明顯的佐劑效應(yīng),，例如IL-1,IL-2,IL-6,IL-12,GM-CSF等,。Weiner等用包含CpG序列的DNA作為免疫佐劑和一種淋巴瘤抗原共同免疫小鼠，免疫后小鼠能抵抗攻毒試驗,，且CpG佐劑的毒性比完全福氏佐劑低得多,。最近，Rodriguez等利用泛素佐劑將淋巴細胞腺絡(luò)叢腦炎病毒的核心蛋白（NP）泛素化,。泛素化的抗原被快速降解,。NP在胞內(nèi)的快速降解使它不能誘導產(chǎn)生體液免疫。但卻提高了它 被MHC-I類分子識別提呈的幾率,，從而大大提高了CTL的活性,。
凋亡信號分子
Shin sasaki等將凋亡信號分子（Capase1 DNA）做簡單的突變，減慢凋亡的速度,，并把此分子與血紅球凝集素和淋巴細胞脈絡(luò)叢腦炎病毒的核心蛋白（NP）DNA疫苗共表達,。結(jié)果發(fā)現(xiàn),，細胞免疫顯著增強。

5． DNA疫苗的特點
DNA疫苗能誘導細胞免疫和體液免疫,。
消除導入可能與"減毒"疫苗相關(guān)的強毒力病毒的危險性,。
使用一次，即能產(chǎn)生長期免疫力,，無須增加劑量,，并可提高依從性。
多個病原體的基因可裝在同一個質(zhì)粒上,，減少了疫時多次注射的不適,。
DNA可以干粉形式保存數(shù)年，且仍保持起活性,。
質(zhì)粒載體的免疫原性,，不會引發(fā)針對載體的免疫反應(yīng)，因而可重復使用或聯(lián)合使用,。

6． DNA疫苗存在的問題
目前,，DNA疫苗尚未得到廣泛的應(yīng)用，除了因為它是一種新事物,，不大為人所了解之外,，它本身的安全問題則是人們對它 的最大顧慮。DNA疫苗存在的問題如下：
外源DNA進入機體后是否整合到宿主基因組,，導致癌基因激活或抑癌基因失活,。
疫苗DNA長期在體內(nèi)表達是否會誘導機體產(chǎn)生免疫耐受，長遠來說,，導致機體免疫功能低下,。
疫苗DNA 作為一種外來物質(zhì)，是否會引起機體產(chǎn)生抗DNA抗體,。

DNA疫苗誘導的CTL反應(yīng)是否會對其他細胞產(chǎn)生殺傷作用,。

7． 結(jié)束語
DNA疫苗作一種嶄新的疫苗，它具有傳統(tǒng)疫苗所沒有的優(yōu)點,。盡管目前還有問題尚待解決,，不過我相信在不久的將來，DNA疫苗會被廣泛的使用,。