（共享）DNA疫苗技术
丁香园
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DNA疫苗
1990年Wolff等在做小鼠基因治疗试验时偶然发现，将编码基因的质粒DNA直接注射入动物肌肉细胞内，能在动物体内表达抗原并诱导机体产生免疫应答。这一发现打开了通往新的免疫途径的大门。由于不加任何佐剂或载体，故又称裸DNA免疫。1994年在日内瓦召开的专题会议上将这种疫苗定名为核酸疫苗。核酸疫苗的出现或许将是疫苗发展史上的一次革命。
核酸疫苗的含义，除DNA疫苗外，还包括RNA疫苗，但由于针对DNA疫苗的研究较多，本文将主要介绍有关部门DNA疫苗的研究情况。
一、DNA疫苗的特点
以遗传物质方式直接进入机体的DNA疫苗与传统的灭活疫苗、减毒疫苗及用基因工程技术生产的亚单位纯化蛋白疫苗相比有很多优点：
1、DNA疫苗能诱导B和T-细胞免疫应答。裸DNA免疫能使机体对质粒所编码的抗原产生强烈而持久的细胞和体液免疫应答。
2、更安全。DNA疫苗也是一种亚单位疫苗，不存在减毒疫苗所潜在的转阳危险。由于裸DNA是作为质粒来运载，因此它不需要使用病毒运至靶细胞，这避免了考虑病毒载体的安全性及宿主对病毒载体的免疫性，并使裸DNA比活的病毒疫苗安全。
3、DNA疫苗相对容易进行大规模生产，成本相对较低，性质比较稳定，便于长途储运，分发等。
4、多个病原体的基因可以装在一个质粒中，从而减少了免疫时多次注射的不舒适和不方便。
5、接种途径多样化。既能采用注射方式接种（包括皮内、皮下、肌注、基因枪注射技术），亦能口服、喷雾接种。
DNA疫苗的局限性是DNA疫苗可以与宿主基因组整合，从而有可能破坏正常细胞的功能。
二、国内外研究概况
DNA疫苗已经在许多难治性感染性疾病、自身免疫性疾病、过敏性疾病和肿瘤性疾病的预防及治疗领域显示出广泛的应用前景。
1、动物试验
现已做了大量的DNA疫苗的动物试验。主要包括流行性感冒病毒、乙型肝炎病毒、人类免疫缺陷病毒、狂犬病毒、淋巴细胞性脉络丛脑炎病毒、疟原虫和支原体及肿瘤的预防和治疗研究等。
1997年12月底，美国密歇根大学医学中心针对致死性埃博拉病毒的DNA疫苗动物实验获得成功，并于1998年进行了灵长目动物实验；Vical公司的研究表明，携带流感病毒基因的质粒免疫小鼠后能抵抗致死剂量病毒的攻击。
2、人体临床试验
迄今，国外已有至少4种DNA疫苗被批准进入Ⅰ期临床试验。1996年美国FDA批准对健康志愿者进行艾滋病DNA疫苗人体实验。1998年MacGregor et al首次报道了DNA疫苗治疗艾滋病病毒HIV-1感染者的人体实验结果。据最新消息，英国已经批准在今年8月开始进行一种专门针对非洲人的HIV DNA疫苗的I期临床试验（HIV A亚型，是肯尼亚和非洲其他地区最流行的HIV菌株）。
1998年，美国海军宣布他们已经成功地在健康人体上检测了针对疟疾的DNA疫苗，他们认为这种疫苗最早得到广泛应用将可能在2005年。
默克公司已经建立了裸DNA流感疫苗候选物，其它的试验将很快得到针对疱疹、疟疾和HIV的DNA疫苗。在几年内，其它疾病，如结核病、乳头状瘤、衣原体和肝炎也可能成为靶标。目前正在进行一项患有淋巴瘤白细胞癌病人的临床试验，计划检验DNA疫苗是否不仅能阻止感染，而且也能激发已患病病人的免疫系统。
由英国、巴西和瑞士等国科学家组成的研究小组进行的初步研究显示，一种选取了结核分支杆菌的基因片段DNA疫苗，可有效杀灭鼠体内的结核分支杆菌。科学家们发现，感染了结核分支杆菌的“重病鼠”接受DNA疫苗注射后，其体内原本无效的免疫反应会大为增强，并会通过有效刺激T细胞而获得杀灭结核病菌的能力。
中国与德国合作开发的一种爱滋病DNA疫苗将于明年申请进入人体实验阶段。如获批准，这将是中国的首次爱滋病疫苗人体实验。
3、发展前景
目前，DNA免疫接种的领域正在迅速发展，已经发展的现行疫苗不仅使用DNA，而且还包括附加物，它有助于DNA进入靶细胞，或者起到佐剂的作用，刺激或诱导免疫应答。
首先获准上市的核酸疫苗，很有可能是采用菌体细胞衍生的DNA质粒。
在将来，其他类型的疫苗也可能采用RNA或用核酸分子和其他成分的复合物。如奥地利的科学家用黄病毒家族中的RNA疫苗抵抗TBE森林脑炎病毒。小鼠实验表明该疫苗具有保护作用。
将来需要进一步阐明基因疫苗作用机理的基础生物学及影响机体免疫应答效果的关键因素。提高DNA疫苗的免疫效果将是今后研究的主要方向，当前在这方面主要的策略有：构建真核表达载体时，选择合适的启动子；质粒基本骨架中插入免疫刺激序列或选择具有免疫增强作用的载体；细胞因子基因与外源基因共表达或共接种以提高外源基因编码抗原诱导的免疫反应。此外,质粒DNA的接种剂量、途径、程序及是否使用佐剂也可影响免疫反应效果。
已有的研究表明，DNA疫苗不仅有可能预防病毒、细菌或寄生虫，同时也可能作为感染性疾病、肿瘤等的治疗性疫苗。但是，DNA疫苗作为外源DNA是否可能会与宿主染色体整合？是否会干扰宿主基因的正常功能？是否会诱发宿主细胞恶变或自体免疫反应，例如诱生DNA抗体等，尚待澄清。此外，在实验动物体内观察到的对疫苗接种的免疫应答反应是否一定成为保护性免疫反应？是否能代表该疫苗接种人体后的保护效力，还需进一步研究。相信随着研究的深入和技术上的改进，DNA疫苗将会为人类造福。
DNA疫苗
1990年Wolff等在做小鼠基因治疗试验时偶然发现，将编码基因的质粒DNA直接注射入动物肌肉细胞内，能在动物体内表达抗原并诱导机体产生免疫应答。这一发现打开了通往新的免疫途径的大门。由于不加任何佐剂或载体，故又称裸DNA免疫。1994年在日内瓦召开的专题会议上将这种疫苗定名为核酸疫苗。核酸疫苗的出现或许将是疫苗发展史上的一次革命。
核酸疫苗的含义，除DNA疫苗外，还包括RNA疫苗，但由于针对DNA疫苗的研究较多，本文将主要介绍有关部门DNA疫苗的研究情况。
一、DNA疫苗的特点
以遗传物质方式直接进入机体的DNA疫苗与传统的灭活疫苗、减毒疫苗及用基因工程技术生产的亚单位纯化蛋白疫苗相比有很多优点：
1、DNA疫苗能诱导B和T-细胞免疫应答。裸DNA免疫能使机体对质粒所编码的抗原产生强烈而持久的细胞和体液免疫应答。
2、更安全。DNA疫苗也是一种亚单位疫苗，不存在减毒疫苗所潜在的转阳危险。由于裸DNA是作为质粒来运载，因此它不需要使用病毒运至靶细胞，这避免了考虑病毒载体的安全性及宿主对病毒载体的免疫性，并使裸DNA比活的病毒疫苗安全。
3、DNA疫苗相对容易进行大规模生产，成本相对较低，性质比较稳定，便于长途储运，分发等。
4、多个病原体的基因可以装在一个质粒中，从而减少了免疫时多次注射的不舒适和不方便。
5、接种途径多样化。既能采用注射方式接种（包括皮内、皮下、肌注、基因枪注射技术），亦能口服、喷雾接种。
DNA疫苗的局限性是DNA疫苗可以与宿主基因组整合，从而有可能破坏正常细胞的功能。
二、国内外研究概况
DNA疫苗已经在许多难治性感染性疾病、自身免疫性疾病、过敏性疾病和肿瘤性疾病的预防及治疗领域显示出广泛的应用前景。
1、动物试验
现已做了大量的DNA疫苗的动物试验。主要包括流行性感冒病毒、乙型肝炎病毒、人类免疫缺陷病毒、狂犬病毒、淋巴细胞性脉络丛脑炎病毒、疟原虫和支原体及肿瘤的预防和治疗研究等。
1997年12月底，美国密歇根大学医学中心针对致死性埃博拉病毒的DNA疫苗动物实验获得成功，并于1998年进行了灵长目动物实验；Vical公司的研究表明，携带流感病毒基因的质粒免疫小鼠后能抵抗致死剂量病毒的攻击。
2、人体临床试验
迄今，国外已有至少4种DNA疫苗被批准进入Ⅰ期临床试验。1996年美国FDA批准对健康志愿者进行艾滋病DNA疫苗人体实验。1998年MacGregor et al首次报道了DNA疫苗治疗艾滋病病毒HIV-1感染者的人体实验结果。据最新消息，英国已经批准在今年8月开始进行一种专门针对非洲人的HIV DNA疫苗的I期临床试验（HIV A亚型，是肯尼亚和非洲其他地区最流行的HIV菌株）。
1998年，美国海军宣布他们已经成功地在健康人体上检测了针对疟疾的DNA疫苗，他们认为这种疫苗最早得到广泛应用将可能在2005年。
默克公司已经建立了裸DNA流感疫苗候选物，其它的试验将很快得到针对疱疹、疟疾和HIV的DNA疫苗。在几年内，其它疾病，如结核病、乳头状瘤、衣原体和肝炎也可能成为靶标。目前正在进行一项患有淋巴瘤白细胞癌病人的临床试验，计划检验DNA疫苗是否不仅能阻止感染，而且也能激发已患病病人的免疫系统。
由英国、巴西和瑞士等国科学家组成的研究小组进行的初步研究显示，一种选取了结核分支杆菌的基因片段DNA疫苗，可有效杀灭鼠体内的结核分支杆菌。科学家们发现，感染了结核分支杆菌的“重病鼠”接受DNA疫苗注射后，其体内原本无效的免疫反应会大为增强，并会通过有效刺激T细胞而获得杀灭结核病菌的能力。
中国与德国合作开发的一种爱滋病DNA疫苗将于明年申请进入人体实验阶段。如获批准，这将是中国的首次爱滋病疫苗人体实验。
3、发展前景
目前，DNA免疫接种的领域正在迅速发展，已经发展的现行疫苗不仅使用DNA，而且还包括附加物，它有助于DNA进入靶细胞，或者起到佐剂的作用，刺激或诱导免疫应答。
首先获准上市的核酸疫苗，很有可能是采用菌体细胞衍生的DNA质粒。
在将来，其他类型的疫苗也可能采用RNA或用核酸分子和其他成分的复合物。如奥地利的科学家用黄病毒家族中的RNA疫苗抵抗TBE森林脑炎病毒。小鼠实验表明该疫苗具有保护作用。
将来需要进一步阐明基因疫苗作用机理的基础生物学及影响机体免疫应答效果的关键因素。提高DNA疫苗的免疫效果将是今后研究的主要方向，当前在这方面主要的策略有：构建真核表达载体时，选择合适的启动子；质粒基本骨架中插入免疫刺激序列或选择具有免疫增强作用的载体；细胞因子基因与外源基因共表达或共接种以提高外源基因编码抗原诱导的免疫反应。此外,质粒DNA的接种剂量、途径、程序及是否使用佐剂也可影响免疫反应效果。
已有的研究表明，DNA疫苗不仅有可能预防病毒、细菌或寄生虫，同时也可能作为感染性疾病、肿瘤等的治疗性疫苗。但是，DNA疫苗作为外源DNA是否可能会与宿主染色体整合？是否会干扰宿主基因的正常功能？是否会诱发宿主细胞恶变或自体免疫反应，例如诱生DNA抗体等，尚待澄清。此外，在实验动物体内观察到的对疫苗接种的免疫应答反应是否一定成为保护性免疫反应？是否能代表该疫苗接种人体后的保护效力，还需进一步研究。相信随着研究的深入和技术上的改进，DNA疫苗将会为人类造福。
