基因枪法 DNA 疫苗的转运转染免疫途径研究进展

基因枪法 ( Gene gun) 又称粒子轰击、高速粒子喷射技术或基因枪轰击技术， 是由美国 Comel 大学生物化学系 John. C. Santord 等于 1983 年研究成功。首先在植物中获得成功应用。通过动力系统将带有基因的金属颗粒 ( 金粒或钨粒) ，将 DNA 吸附在表面，以一定的速度射进靶细胞，实现稳定转化的目的。

小颗粒穿透力强，不需对靶细胞进行修饰。基因枪具有应用面广、方法简单、对治疗基因的大小要求不严格、转化时间短、瞬时表达持续时间长、一次处理多个细胞、安全性高等优点。

用比普通的注射法低 2 ～ 3 个数量级的 DNA 即可产生较高的保护作用，但转化效率相对较低，是目前广泛应用且十分高效的免疫方法。

2003 年，有学者提出基因枪免疫无论是其介导产生的抗体效价还是其所需的 DNA 疫苗剂量，均优于肌注途径。Kim HJ 等人为了证明这一说法，将 P. vivax 的 AMA － 1 基因克隆并在质粒载体 UBpcAMA － 1 中表达，可获得一个大约 56. 8kDa 的蛋白。

通过肌内免疫或者通过基因枪 4 次免疫 BALB/c 小鼠，在最后 1 次注射的 2 周后通过流式细胞仪检测脾 T 细胞亚型的比例。实验结果显示，肌内注射的鼠脾细胞在 CD8 + T 细胞和 CD4 + T 细胞的比例中无意义; 然而，在运用基因枪免疫的鼠体内，观察到了显著增加 ( P < 0. 05) 的 CD8+ 细胞。

结果表明，当其肌内注射编码 P. vivax AMA － 1 的质粒 DNA 疫苗时，产生的细胞免疫原性很低; 然而，通过基因枪注射技术时可观察到明显效果。

通过基因枪转运金粒包裹的 DNA 疫苗可抑制肿瘤组织的生长。Abe A 等 通过皮内基因枪转运 DNA ( pNGVL －hFLex) 包裹的金粒到靶肿瘤周围的鼠皮肤，检测通过基因枪介导的一种 Flt3 配体 FL ( 一种新发现的细胞因子，可促进树突状细胞的生长) 转移在鼠模型中对肿瘤生长上的抑制效果。

实验结果: 通过免疫组化学和荧光激活的细胞分类 ( FACS) 显示了基因枪介导的 DNA ( pNGVL － hFLex) 的转移显著增加了 CD11c ( + ) DCs 在肿瘤组织中的数量，抑制了 MCA205 肿瘤的生长。从而得出，通过基因枪成功的进行了 FL 治疗，在肿瘤组织中显著增加了 DCs 细胞的数目并抑制了肿瘤的生长。

由于金粒成本过高，Chen Cad 等人比较了裸 DNA 疫苗和金粒包裹的 DNA 疫苗分别通过低压基因枪 GDS-80 和高压基因枪转运时在体内产生的免疫效果。实验检测了低压的基因枪转运的非载体裸 DNA 疫苗，同金珠包裹的 DNA 疫苗相比能否产生相似的抗原特异的免疫应答和抗肿瘤效果。

结果显示: 在鼠体内，裸 CRT/E7 DNA 疫苗导致更强烈的免疫反应，大幅度的 E7 特异性 CD8 + T 细胞前体和 E7 特异性抗体有所增加;

裸 CRT/E7 DNA 疫苗产生强大的抗皮下的 E7 表达肿瘤和抗 E7 表达前的转移性肺癌的抗肿瘤效果; 此外，裸 CRT/E7 DNA 疫苗免疫的鼠同用金珠包裹的 CRT/E7 DNA 疫苗免疫的鼠相比在皮肤表面的烧伤影响明显减少。

实验最后得出: 裸 CRT/E7DNA 疫苗通过低压基因枪转运，同传统的金珠包裹的 DNA 疫苗相比，能产生相似强大的免疫应答和有效的抗肿瘤效果，且更方便，并具有更小的副作用。

参考资料：

邓璐, 邹墨, 刘艳, 罗恩杰. DNA 疫苗的转运途径及其安全性研究进展 [J]. 医学动物防制,2011,08:718-722.