DNA+疫苗及其免疫途径的研究进展
DNA疫苗在动物医学上的研究进展

得 了一定 的进展 。 1 应用于家禽的 D A疫苗 N
21 伪狂犬病病毒( R . P V) G rt等的研究表 明, e s d
检测到抗体 ed 等又对 PV糖蛋白基因的D A G rt s r N 疫 苗与常规灭活疫 苗和减 毒疫苗 的免疫效果进行 了广泛的比较 , 发现 D A疫苗 比灭活疫苗效果好 , N 但比弱毒苗效果差 2 猪呼吸 与繁 殖障碍综合 征 ( R S Meg . 2 PR ) n 等 (95 将 P R V的主要囊膜蛋白 G 5 19 ) RS P 基因克 隆入 巨细胞病毒 ( MV) 在早期启动子的控制之 C , 下构建成真核表达质粒而制备 出 D A疫苗 ,用其 N 免疫仔猪可诱导产生抗体 , 攻毒后显示 出良好的保
用含有 P V C或 g 基因的质粒 D A 免疫接种 R g D N
1 新城疫病毒 ( D Skgci (9 6 猪 , . 1 N V) aauh 等 19 ) 能诱导抗体的产生 , 并在免疫后 9 个月, 还能
用鸡做模型 , 试验 了编码新城疫病毒 F 基因的质粒 D A疫苗的免疫 ,结果证明 ,免疫 9周后体内有 N 抗体的试验鸡都能抵抗致死剂量 N V 强毒的攻 D 击。 姜永厚等 (0 1 成功构建了表达鸡新城疫病 20 ) 毒 F基因和鸡 I- L2的重组质粒 。 1 禽流感病毒 ( I O l . 2 A V) h e等 (93 l 19 )用流 感病毒的核心抗原 ( P 基因制成 D A疫苗 , N ) N 并 在 小 鼠 中取得 了较好 的保 护效果 。R b sn等 oi o n (9 3 19 )以禽流感病毒 H N 7 7株血凝素 ( A)基 H 因的质粒 D A由不同免疫途径接种鸡 ,免疫鸡可 N 对致死剂量的 H N 株病毒产生 5%的保护率 。 T7 0 陈 化兰等 (98 报道 , 7 19 ) H 亚型血凝素基因 D A疫 N
临床医学中的新型疫苗基因工程疫苗的研究进展

临床医学中的新型疫苗基因工程疫苗的研究进展新型疫苗:基因工程技术在临床医学中的研究进展引言:近年来,基因工程技术的快速发展为临床医学带来了许多突破性的进展。
其中,基因工程疫苗作为预防和控制传染病的重要手段,被越来越多地应用于临床实践中。
本文旨在探讨新型疫苗中的基因工程疫苗在临床医学中的研究进展,并展望其未来的发展前景。
一、基因工程疫苗的定义及原理基因工程疫苗是利用重组DNA技术,将某种病原体的关键基因导入宿主细胞,通过宿主细胞合成和表达病原体特异性的抗原蛋白,从而引发免疫反应,达到预防疾病的目的。
其原理是通过基因工程手段改变病原体的基因组,使其具备诱导特异性免疫反应所需的抗原特性。
二、新型疫苗的研究进展1. DNA疫苗DNA疫苗是一种利用质粒DNA作为疫苗免疫原的新型疫苗。
研究人员将疫苗基因片段通过基因工程技术转入载体DNA中,然后将该质粒DNA制备成疫苗,通过注射等途径引入人体。
DNA疫苗具有易于制备、较好的免疫效果以及长期维持免疫记忆等优点。
近年来,已有多种DNA疫苗进入临床试验,取得了良好的研究进展。
2. 载体病毒疫苗载体病毒疫苗是将病毒基因组的关键基因替换为目标病原体抗原基因片段,通过病毒复制过程来表达并诱导免疫反应。
此类疫苗具有免疫强度高、持久性好等特点。
例如,腺病毒载体疫苗已经成功用于临床应用,广泛应用于传染病和肿瘤的防治领域。
3. RNA疫苗RNA疫苗是一种使用人工合成的mRNA作为免疫原的疫苗。
该疫苗利用mRNA输入宿主细胞,使其在细胞质中编码和表达目标抗原,然后通过细胞自身的代谢和翻译机制产生抗原蛋白,从而诱导免疫反应。
RNA疫苗不需要进入细胞核,避免了对基因组的改变。
目前,RNA疫苗已经成为新一代疫苗研发的热点之一。
三、新型疫苗的优势和挑战新型疫苗的应用具有许多优势,例如高度特异性、长期免疫效果和快速应对疫情等。
相比传统疫苗,基因工程疫苗在疫苗设计、制备、保存和应用等方面更加灵活和便捷。
DNA疫苗的免疫途径及优缺点概述

DNA疫苗的免疫途径及优缺点概述作者:杜海燕韩俊伟李磊常卫波来源:《农家致富顾问·下半月》2016年第06期摘要:核酸疫苗是继灭活疫苗、减毒活疫苗和基因工程重组蛋白疫苗之后的第三代疫苗,分为DNA疫苗和RNA疫苗两种。
但目前对核酸苗的研究以DNA疫苗为主。
DNA 疫苗导入宿主体内后,被细胞(组织细胞、抗原递呈细胞或其它炎性细胞)摄取,并在细胞内表达病原体的蛋白质抗原,通过一系列的反应刺激机体产生细胞免疫和体液免疫。
它在感染性疾病、变态反应和癌症等疾病的预防和治疗上有着广泛的应用前景。
关键词:DNA;疫苗;免疫途径一、DNA疫苗的免疫途径核酸疫苗导入动物体的方法和途径各异,注射是导入DNA疫苗的一种简便而有效的方法。
目前常用的为肌肉直接注射和金颗粒包被裸露质粒基因枪轰击两种方法。
注射法可将质粒直接注入肌肉、皮内、皮下、免疫器官以及血液。
骨骼肌细胞吸收和表达外源DNA 的能力较强,其结构特点是有丰富的T小管系统和肌浆网结构,T小管中有较多的细胞外液,这些结构上的特殊性有可能使骨骼肌纤维直接摄取外源DNA。
有人认为注射过程中针头直接损伤肌纤维膜,使外源DNA 沿破口进入肌浆中,也有人认为DNA通过肌浆网进入肌浆中,在肌细胞膜中可能存在特异性DNA 结合蛋白,用编码荧光素酶的质粒DNA免疫小鼠后发现,表达的酶活性呈DNA剂量依赖关系,而且报告基因可持续表达19个月。
皮肤组织的多种细胞如郎罕氏细胞、树突状细胞、巨噬细胞等都具有抗原递呈细胞(APC)的特性,皮肤角质细胞可分泌IL-1及TNF-α此外皮肤的表皮附近富含淋巴组织,这些都有利于抗原的递呈、诱导免疫反应的发生。
有学者皮内一次性注射13~15μg裸DNA,可见质粒DNA及其表达产物分布于各种表皮和真皮细胞,并诱发较强的细胞免疫反应和体液免疫应答,特异性抗体可持续70周,特异性CTL持续17个月。
粘膜组织是机体的第一道防御屏障,其中也含有许多可促进和调节免疫应答的细胞成分,粘膜免疫对防御粘膜局部感染或起源于粘膜的全身感染尤为重要。
免疫学综述.doc

免疫学综述摘要:核酸疫苗是一种新型的基因工程疫苗,它将含有编码某种抗原蛋白基因序列的重组质粒作为疫苗直接导入机体细胞内。
通过宿主细胞的转录系统合成抗原蛋白.诱导机体产生体液免疫和细胞免疫,从而使被接种机体获得相应的免疫保护而达到防病治病的目的。
该文就核酸疫苗研究历史,特点、免疫机制,目前存在的主要问题及在免疫中的应用情况进行综述。
正文:核酸疫苗(Nucleic acid vaccine),又称DNA疫苗(DNA vaccine)、基因疫苗(Genetic vaccine)。
核酸疫苗包括DNA疫苗和RNA疫苗口2(1)由于核酸疫苗可以诱导机体产生全面的免疫应答,并且对不同亚型的病原体具有交叉抵御作用,同时又具有安全、可靠、生产方便等优点,故被认为是继减毒、灭活疫苗和基因工程亚单位疫苗之后的第3代疫苗。
核酸疫苗虽然具有常规疫苗所没有的优点,但同时核酸疫苗也存在一些尚未解决的问题。
核酸疫苗的历史。
1990年,Wolff等3(2)在进行基因治疗时,在小鼠肌肉组织内直接注射质粒DNA,质粒及其携带的外源基因被小鼠肌细胞吸收并能在体内较长期稳定地表达蛋白质,接种60 d后,编码的酶仍有生物学活性。
这是一次偶然发现,却导致一个具有划时代意义的研究从此产生。
1991年,William等4’(3)发现输入的外源基因在体内的表达产物可诱导免疫应答。
1992年,Tang等5(4)将含有人生长激素基因的质粒载体导人小鼠皮内,小鼠产生了特异性免疫应答,并在随后的免疫过程中得到加强,于是他提出了基因免疫的概念。
1993年,u1.mer 等6(5)将含有流感病毒核心蛋白编码基因的质粒载体直接注入小鼠肌肉中,使小鼠产生了对该病的免疫保护。
1994年,世界卫生组织(WHO)在日内瓦召开国际会议,将其统一命名为核酸疫苗(nucleic acid vaccine)7J(6),其作为第三代疫苗的地位得到确认,并开辟了疫苗学研究的新纪元。
DNA技术的最新研究和应用

DNA技术的最新研究和应用DNA技术是一项开创性的科学,它在现代医学、生物学和犯罪学等领域中发挥着重要作用。
随着技术的不断进步和研究的深入,DNA技术的应用也不断拓展,为人类带来了更多的福利和便利。
本文将介绍DNA技术的最新研究和应用,让读者了解这项科技革命的最新进展。
1. DNA突变和遗传疾病的研究DNA突变是生命进化的关键,同时也是引起许多严重疾病的根源。
科学家对DNA突变的研究有助于了解疾病的发生机制,为疾病的预防和治疗提供依据。
近年来,科学家们利用最新的高通量测序技术对人类基因组进行深入研究,发现了许多与遗传疾病相关的基因变异。
例如,研究人员发现,突变后的基因C1orf194会导致一种罕见的先天性心脏病,这一突破性的发现为心脏病的早期预防和治疗提供了新的思路。
2. 基因编辑技术基因编辑技术是研究人员近年来投入重要的研究领域之一。
基因编辑技术可以用于修复基因的缺陷、帮助病人战胜遗传性疾病,甚至可以在植物和动物中改变其特征。
最近,CRISPR-Cas9基因编辑技术让人们对于基因编辑技术更加关注和期待。
基因编辑技术可以用于重编程细胞,实现内源性的修复和再生,给干细胞治疗和再生医学带来了广阔的发展前景。
3. DNA数据存储DNA数据存储是指将数字信息通过转化为DNA序列的形式存储,使其具有极高的信息密度和长期保存性能。
由于DNA序列可以长期保存,且不会因为技术更新而失去价值,因此DNA存储代表着一种全新的数字信息存储方式。
最近,IBM研究实现了一项突破性的DNA存储实验,将1亿条文本信息存储在了1公克DNA中,并成功地将其提取出来。
这一研究成果为数字信息的长期保护和安全存储提供了重要的技术支持。
4. DNA追溯技术DNA追溯技术是指通过鉴定DNA样本的来源和历史,确定物品或者人类的起源,具有广泛应用前景。
随着技术的不断发展,DNA追溯技术正逐渐渗透到食品安全、考古学、法医学等领域,为人类生活、文化和社会的发展提供了新的思路。
疫苗及其免疫保护机制研究

疫苗及其免疫保护机制研究随着疫苗接种的普及,许多传染病已被有效控制和消灭。
疫苗是通过模拟感染途径而诱导免疫应答,来提高个体免疫力,从而降低其发病几率和传染能力。
本文将介绍疫苗的定义、分类、接种方式、免疫保护机制等方面的研究进展。
一、疫苗的定义和分类疫苗是指通过医学手段注射给人或动物的含有病原体抗原的生物制剂,目的是诱导机体免疫应答,从而达到预防或治疗某些传染病的作用。
疫苗根据病原体来源、制备方式、免疫策略和接种方式等因素可以分为不同的分类。
1. 活体疫苗活体疫苗,即含有活的微生物或其衍生物,通过自然的感染模式产生免疫应答。
如麻疹、脊髓灰质炎、腮腺炎、风疹、黄热病、卡介苗等。
2. 灭活疫苗灭活疫苗,即含有已被杀死的微生物或其衍生物,不会引起疾病,但仍可引起免疫反应。
如脊髓灰质炎、百日咳、流感、乙肝等。
3. 亚单位疫苗亚单位疫苗,即含有病原体或其部分抗原,而非整个微生物。
如白喉、百日咳、肺炎球菌等。
4. DNA疫苗DNA疫苗,是一种新型疫苗,其基因序列编码病原体抗原。
注射DNA疫苗后,机体自身产生与该抗原相应的蛋白质,进而引起免疫应答。
如艾滋病、乙肝等。
二、疫苗接种方式疫苗接种方式是指将疫苗通过不同的注射途径和方法推荐给免疫对象。
根据接种的位置和方式,包括经口反应、皮下注射、肌肉注射、静脉注射、鼻腔喷雾、眼部滴剂等多种方式。
其中,皮下注射、肌肉注射和静脉注射是最为常见的方式。
三、疫苗的免疫保护机制疫苗的作用机理,主要是引起机体产生特异性免疫反应,进而达到对有害病原体进行防御和消灭的目的。
可主要分为以下几个方面:1. 诱导特异性抗体反应疫苗中的抗原能够刺激机体产生不同类型的特异性抗体,如IgA、IgG、IgM和IgE等。
这些抗体能够识别和定位病原体,并与其结合、中和或使其凝集沉淀,最终达到杀死病原体的目的。
2. 促进细胞免疫反应疫苗中的抗原不仅诱导机体产生抗体,还可促进机体细胞免疫反应。
免疫细胞,如T细胞和B细胞等,在疫苗的作用下,能够识别并攻击病原体,从而达到保护机体的效果。
兽用DNA疫苗的研究进展

与前者相差无几。这些研 究结果表明应用 D A疫 N 苗免疫 鸡可行 . 能抵抗病 毒感 染 。K dhii 随 并 oi U等 a
后发现 . HA质粒 D NA疫苗免 疫过 的鸡 对异 源 血清 型病 毒 的攻击 也 能获得 保 护 。这一 惊 人的 发 现. 使
D A免疫效果 好, 能克 服母源抗体 的影响。 同 N 其 样. 由腺 病 毒介 导 的 D A 免 疫 在 绵 羊 上 也 得 到 较 N 好的结 果。G rt 等发现, 亡ds 在大 一 点的 猪用 含有 PY C或 基 因 的质 粒 DN 免 疫 接 种 , 诱 导 r g A 能
维普资讯
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中 国 人 兽 共 患 病 杂 志
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后用同一种 D A疫苗以 10g N 0 F 加强免疫 1 加强 次, 免疫 后 1 ~2周 , 10倍 致 死 剂 量 的 同源 毒 株 攻 用 0 击, 免疫鸡与 非免疫 鸡相 比, 护率 显 著 提 高, 憾 保 遗
的是 未 能获 得 10 0 %的保护 。I nn等 重 复了 上述  ̄ a y 研究 . 过其构 建 的质粒 应 用 的是 人 细 胞 巨化病 毒 不 的早期 启动子 , 在 多个 试验 中其 获得 的保 护 水平 但
2 应用于猪的 D NA疫 苗 2 1 伪狂犬病 病 毒 ( r . PY) 将 4 0 g含 有 编码 伪 0g 狂 犬病病 毒 g D糖 蛋 白基 因 的质 粒经 肌 肉接 种到 1 日龄 的仔猪 , 些仔猪分 别 来 自曾免 疫过 PY 疫苗 这 r 的母猪 和非免疫 母 猪, 疫后 4 免 2天 , 这 些仔 猪 中 将 的一半进 行加强 免疫 , 15天对 所 有 的 仔猪均 进 在 1 行攻 击, 结果 发 现, 只有 来 源于非免 疫母 猪并且加强 过免 疫的仔猪 能产生特 异性 的 中和 抗体 。尽管产生 了抗 体 应 答 , 对 攻 击 不 能 获 得 保 护 。 因 此认 为 但 D A免 疫接种效 果可 能受仔猪 的母 源 抗体 的影 响 。 N 随 后有 学者 发 现 应 用腺 病 毒 介 导 比用 质 粒 介 导 的
DNA疫苗原理

DNA疫苗原理DNA疫苗是一种新型的疫苗,与传统疫苗相比,具有更好的安全性和有效性。
DNA疫苗的原理是利用DNA分子编码疫苗抗原,通过注射DNA疫苗,激活机体免疫系统,诱导抗体产生,从而达到预防疾病的目的。
本文将详细介绍DNA疫苗的原理及其应用。
一、 DNA疫苗的制备DNA疫苗的制备是将编码疫苗抗原的DNA序列插入到载体DNA中,形成重组DNA,然后将其注射到宿主体内。
载体DNA通常是病毒或质粒,其中质粒是最常用的载体。
质粒是一个环状DNA分子,可在细胞内自主复制和表达。
将编码疫苗抗原的DNA序列插入到质粒中,形成重组质粒,然后通过电穿孔、化学转化或热休克等方法将其导入到细胞内。
细胞内的核酸代谢酶会将重组质粒转录成mRNA,然后翻译成疫苗抗原蛋白,最终激活机体免疫系统,诱导抗体产生。
二、 DNA疫苗的免疫机制DNA疫苗的免疫机制主要涉及细胞免疫和体液免疫两个方面。
细胞免疫是指通过激活T细胞和自然杀伤细胞等机制来清除感染细胞和病原体。
体液免疫是指通过激活B细胞和产生抗体等机制来清除病原体。
1. 细胞免疫DNA疫苗通过诱导T细胞免疫来清除感染细胞和病原体。
T细胞分为两种类型:CD4+ T细胞和CD8+ T细胞。
CD4+ T细胞主要调节和增强其他免疫细胞的功能,如B细胞和CD8+ T细胞。
CD8+ T细胞则直接杀伤感染细胞和病原体。
DNA疫苗通过激活抗原特异性的CD4+ T 细胞和CD8+ T细胞,来清除感染细胞和病原体。
此外,DNA疫苗还可激活自然杀伤细胞,从而增强机体的免疫力。
2. 体液免疫DNA疫苗通过诱导体液免疫来清除病原体。
体液免疫是指通过激活B细胞和产生抗体等机制来清除病原体。
DNA疫苗可激活抗原特异性的B细胞,从而产生抗体。
抗体是一种特异性蛋白质,能够结合病原体表面的抗原,阻止其进入细胞并促进其清除。
DNA疫苗可诱导机体产生高水平的特异性抗体,从而达到预防疾病的目的。
三、 DNA疫苗的应用DNA疫苗可用于预防多种疾病,如流感、艾滋病、乙肝、肺结核等。
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DOI:10.3969/cmba.j.issn.1673-713X.2010.04.010 ·综述·DNA 疫苗及其免疫途径的研究进展楚琰,吴兴安DNA 疫苗(DNA vaccine)又称为核酸疫苗、基因疫苗,是指将含有编码某种抗原蛋白基因序列的质粒载体作为疫苗,采用某种方法直接导入动物细胞内,然后通过宿主细胞的转录翻译系统合成抗原蛋白,诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答,从而使被接种动物获得相应的免疫保护,以达到预防和(或)治疗疾病的目的。
1990 年,Wolff 等[1]发现小鼠的骨骼肌细胞能捕获含外源基因的质粒并表达外源基因,首次提出了基因免疫的概念。
1992 年,Tang 等[2]将含生长激素基因的质粒导入小鼠表皮细胞,88% 的被免疫小鼠产生了抗生长激素抗体,二次免疫后抗体水平显著提高。
随后的大量动物实验都说明在合适的条件下,DNA 接种后既能刺激机体产生细胞免疫,又能产生体液免疫。
于是,基因疫苗技术应运而生,并逐渐显示出作为第 3 代疫苗的优越性。
最近几年来,关于基因免疫的研究在世界范围内广泛展开,所涉及的范围包括人和动物的各种细菌性疾病、病毒性疾病、寄生虫病及肿瘤性疾病。
目前,在医学上针对结核杆菌、艾滋病病毒、流感病毒和 T 细胞淋巴瘤的基因疫苗已进入临床阶段;而针对乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、狂犬病病毒、牛疱疹病毒、人乳头瘤病毒感染及相关癌症、巨细胞病毒、淋巴细胞脉络丛脑炎病毒、疟原虫、利什曼病、乳腺癌、肺癌、前列腺癌等的核酸疫苗也正处于研究和开发之中。
虽然 DNA 疫苗研究已经取得长足的进展,但多数DNA 疫苗,尤其是针对大型动物和灵长类动物的 DNA 疫苗的免疫效果仍不理想,普遍存在免疫原性低、诱发的抗体滴度低以及不能完全清除病毒感染的问题,妨碍了其进一步的临床应用。
因此,探索提高 DNA 疫苗有效性的策略和方法是目前 DNA 疫苗研制的重要环节。
已有的研究表明,多种因素影响 DNA 疫苗的免疫效果,如目的基因的选择、质粒载体的选择、免疫佐剂的选择等,其中免疫途径的选择是一个重要方面。
DNA 疫苗存在多种不同的免疫途径,不同免疫途径和免疫方式可对抗原 DNA 的吸收、表达和递呈产生影响,从而诱导出不同强度的免疫反应,其诱导的免疫应答机制也各不相同[3]。
现有资料表明,不同 DNA 疫苗最佳的接种方式不同。
因此,需根据客观情况进行优化选择。
本文就 DNA 疫苗免疫途径的研究进展作一综述。
1 注射免疫法所谓直接注射法就是将重组质粒 DNA 直接注射到动物或人体的不同部位,如肌肉、静脉、腹腔、皮内和皮下等。
该法需要大量重组质粒 DNA,但操作简单,无需复杂设备,是一种常用的方法。
1.1 肌肉注射目前大部分研究者认为包括骨骼肌和心肌在内的横纹肌系统是最有效的摄取外源基因的组织[4]。
肌肉组织具有安全、体积大、免疫接种容量大的优点,是一个可以长期分泌治疗性蛋白的有效平台,能引起有效的体液和细胞免疫应答,因此多被用来进行 DNA 免疫注射[5]。
但是肌肉组织缺少相关的巨噬细胞、树突状细胞和淋巴细胞,故其抗原提呈能力较弱。
将质粒 DNA 注射进入肌肉组织后,最多只有1% ~ 2% 的肌纤维被转染,而影响质粒 DNA 扩散的主要屏障是肌束膜[4]。
尽管如此,但由于肌肉组织的骨骼肌细胞可通过 T 小管或沟隙摄取 DNA,且可长时间持续表达,因而其内化质粒 DNA 及表达编码基因蛋白的能力远优于其他类型细胞,从而成为 DNA 疫苗最主要的免疫方法之一。
DNA 转染的效率还与质粒 DNA 的大小、构型、肌细胞的状态等有十分密切的关系。
一般而言,DNA 分子越小,越有利于肌细胞的摄取,反之则扩散和摄取的效率越低。
超螺旋闭合环状双链质粒构象对质粒进入肌细胞并在其中有效表达是十分有利的;而线性或开环的双链质粒 DNA 的转染效率则较低。
对肌细胞而言,处于再生状态的肌细胞摄取质粒 DNA 的能力较强。
研究表明[6],肌肉内接种诱发的免疫类型以 Th1 型为主,包括激活 CD8+ 的 CTL,CD4+ 的 Th1 细胞以及产生 IgG2a 为主的 B 淋巴细胞,且所获得的免疫力随免疫次数增加而不断加强。
其产生 Th1 型优势应答的机制除与巨噬细胞和 NK 细胞活化产生 Th1 类细胞因子有关外,尚与肌肉的部位有关。
骨骼肌所属淋巴结为周围淋巴结,其内有较多 Th1 类细胞及可提供 Th0 向 Th1 类细胞分化的微环境,这也是骨骼肌成为比较理想的肌注部位的原因之一。
1.2 静脉注射有文献显示[7],静脉注射的免疫保护效率与肌注无显著差异。
主要是由于虽然静脉注射导入 DNA 的转染率很低,但其内丰富的抗原提呈细胞及其对特异抗原的识别和高效提呈,能够弥补转染率的不足。
1.3 腹腔注射腹腔注射由于可迅速吸引众多巨噬细胞吞噬处理侵入基金项目:国家高技术研究发展计划(863 计划)(2006AA02A225);军队科技攻关课题(2008G112)作者单位:710032 西安,第四军医大学微生物学与病原生物学教研室通讯作者:吴兴安,Email:wuxingan@收稿日期:2010-03-29的异物,所以获得免疫应答的速度较快,应答水平较高,但维持时间较短。
已有实验证实,腹腔内注射裸 DNA 载体,可转染脾脏的 T 淋巴细胞和骨髓来源的造血干细胞,但是,极低的转染效率以及缺乏有效的抗原呈递作用,使得该途径的免疫保护效率很低。
1.4 皮内注射和皮下注射皮肤是阻止外来病原进入体内的屏障,是一个复杂而有效的免疫监视器官,含有大量的专职抗原提呈细胞,如郎罕细胞(LC)和树突状细胞(DC)。
皮内注射位点多样,实验动物可以在尾根部(离臀部皮肤 1 cm 处)、腹部皮肤、足垫和耳廓等处,不同的注射位点引起的免疫应答机制不同[8]。
皮下或皮内途径传递抗原可诱导出较强的体液免疫和细胞免疫应答,以 Th1 型反应为主[9-10]。
研究显示,下颌下腺附近皮下注射 DNA 疫苗是一种较好的抵御口腔感染性疾病的策略。
Guo 等[11]将带有葡糖基转移酶(GTFs)的C 末端糖苷结合区域(GLU)基因的 pGLUA 质粒,皮下注射免疫 SD 鼠,发现在唾液中诱生的特异性分泌型 IgA (sIgA)滴度显著高于经肌肉注射时唾液中的特异性 sIgA,且皮下注射途径也可诱导出血清中特异性抗细胞表面 A 蛋白(PAc)的 IgG 抗体,显示皮下注射途径可诱导出系统免疫和黏膜免疫。
Förg 等[8]以小鼠为模型,比较了三种不同的接种途径(骨骼肌、腹部皮肤、耳廓)所诱发的免疫反应,肌肉组织中目的基因表达时间最长,耳廓免疫引起的体液和细胞免疫应答最强,肌肉免疫最弱,由此可见质粒表达持续时间与免疫反应强弱无关,而且发现耳廓免疫可优先诱导基因免疫反应。
2 非注射免疫法2.1 基因枪法(微弹轰击法)基因枪法是一种全新的基因导入技术,它采用金或钨微粒为载体,以压缩气体(氦或氮)冲击波为动力,把研究人员理想目标中的遗传物质附着于高速金颗粒上,直接射入需要改造的动、植物细胞、组织或细胞器内,实现基因转移。
该方法具有技术简单,能迅速、方便地转移基因,对于任何处于静止期或分裂期的靶细胞都可以进行基因转移,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,对治疗基因的大小要求不严格,安全性很高,可以获得持续时间较长的瞬时表达等优点[12],是目前广泛应用且十分高效的免疫方法。
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[13]。
肌内注射所需DNA 疫苗的剂量是获得同等程度抗体反应的基因枪免疫所需 DNA 剂量的100 ~ 1000 倍[14]。
Fynan 等[7]用基因枪将甲型流感病毒的 DNA 疫苗送入小鼠的表皮中,发现仅用 0.4 μg 的 DNA 免疫 2 次即可使 90% 的小鼠抵抗随后的病毒攻击,而肌内注射则需要 100 μg 的剂量。
这可能是由于肌内注射途径中 DNA 是从细胞外被摄取,而基因枪途径则是 DNA 直接被轰击定位至细胞浆[15]。
此外,Yoshida 等[16]还发现基因枪介导的免疫实验重现性远远好于肌肉注射。
但是基因枪设备昂贵,子弹制作成本高,目前尚不具备普遍使用的条件。
2.2 表皮划痕法所谓表皮划痕法即先用 70% 酒精擦洗小鼠耳背皮肤,然后以注射针头划痕,再将溶于含 1% SDS 的 TE 溶液中的质粒 DNA 涂于划痕部位,其中 SDS 为透皮吸收促进剂。
段明星等[17]将乙型肝炎病毒表面抗原基因质粒pGFP-HBsAg,分别采用肌肉注射、腹腔注射、表皮划痕三种免疫途径和不同剂量的裸露质粒 DNA 给小鼠进行免疫,以 ELISA 检测小鼠血清中抗 HBsAg 抗体变化。
结果表明表皮划痕方式免疫的小鼠阳性率最高,且在相同剂量下其抗体滴度水平也最高,反应强度与他们曾经使用基因枪免疫的实验结果相似。
但这方面工作还需进一步研究,以寻求更好的方法来提高基因转移效率,获得最佳免疫效果。
2.3 黏膜免疫法黏膜免疫系统是机体免疫网络中重要的组成部分。
黏膜表面是大部分病原生物侵入机体的主要部位。
与非黏膜免疫相比,黏膜免疫除可引起机体产生全身免疫应答(如 IgG)外,还可诱导黏膜免疫应答,产生 sIgA,从而有效地提高机体的免疫保护力;同时,该免疫方法还具有给药途径安全、简便、无创伤等优点[18]。
非侵入性黏膜免疫途径包括鼻内吸入、滴鼻、直肠内给药、阴道内给药、滴眼、口服、口内喷射接种等。
据报道,所有黏膜免疫途径中以滴鼻效果最好。
因为鼻腔上皮易接种,对大分子物质较少排斥,表面蛋白酶水平低于肠道[19]。
Mora 和 Tam[20]报道,给麻醉小鼠鼻腔免疫包裹 HIV-1 包膜糖蛋白 gp120 的肽聚乳酸聚乙醇酸共聚物(PLGA)微球可诱导出 gp120 相关的 CTL 和免疫应答,也能引起小鼠全身 CTL 应答。
黏膜免疫的机制包括诱生 sIgA、产生抗原提呈细胞介导的细胞毒作用以及诱导产生调节型 T 细胞[19]等。
2.4 电穿孔技术传递质粒 DNA上述传递 DNA 疫苗的不同途径和方法,一般在小动物体内比灵长类动物体内更有效。
到目前为止,仅少数实验在人体内观察到特异性的免疫反应,而在大量实验中并未观察到特异性的免疫反应[21-22]。
在灵长动物体内未诱导出免疫反应的可能原因是 DNA 摄取量低,而电穿孔技术可克服这一难题。
电穿孔通过脉冲电流增加靶细胞的渗透性而不致杀伤细胞,使亲水药物和 DNA 可以透过细胞膜;电穿孔技术能有效地传递质粒 DNA 至皮肤,在鼠、猪和灵长类动物模型中质粒 DNA 的表达提高了 100 倍,但其具体机制不清[23]。