一篇关于基因免疫的论文
与传统疫苗相比,基因疫苗具有以下明显优势:
1,质粒DNA非常稳定,易于保存和运输,使用方便。而且制备简单,易于大规模生产,成本低廉。对于毒性大、危险性高的病毒,以及难以提取抗原的疫苗,基因疫苗的制备相对安全,也容易得多。
2.质粒DNA可在宿主体内长期存在,抗原基因在体内持续表达产生抗原蛋白,不断刺激免疫系统产生长期免疫,免疫效果可靠。
3.基因疫苗不仅能产生体液免疫应答,还能导致细胞毒性T淋巴细胞的活化,诱导细胞免疫。而传统疫苗只能用活疫苗诱导细胞免疫,但存在活疫苗毒力再次上升的危险。
4.用核心蛋白的保守DNA序列制备的基因疫苗,可以对病原体的所有变异体(细菌或病毒)产生免疫应答,从而避免了病原体变异带来的免疫逃避问题。
5.一个质粒载体可以克隆多个抗原基因,形成多价疫苗,这样一个基因疫苗可以预防多种疾病。
6.质粒DNA没有免疫原性,不会像重组疫苗一样诱导针对载体的自身免疫反应,至少目前还没有检测到抗DNA抗体。此外,基因疫苗不会受到人体现有抗体的影响。作为一种新型疫苗,还有许多问题需要进一步研究:
1.安全性:质粒DNA一般不会整合到宿主细胞的基因组中,目前也没有发现插入突变的证据。然而,不能完全排除少数质粒DNA插入染色体引起突变的可能性。一旦整合到基因组中,它可能会激活细胞癌基因或失活肿瘤抑制基因。
2.保护效率:到目前为止,基因疫苗的免疫效率很难达到100%的免疫保护,存在明显的种属和个体差异,可能与不同的动物细胞需要不同的启动子、抗原基因、给药方式和剂量有关。
3.免疫耐受:基因疫苗中抗原蛋白的持续表达可能会打破机体自身的免疫平衡,引发免疫耐受。(注:8)
七、基因疫苗疫苗的应用
DNA疫苗有着广泛的应用。迄今为止,它已被用于预防至少十种传染病的实验,包括各种类型的微生物如病毒、细菌和原生动物的感染。一些人还使用DNA疫苗治疗一些传染病。此外,它还被用于预防或治疗某些癌症。
(1)乙肝乙肝病毒DNA疫苗(HBV)是目前研究最详细的DNA疫苗之一。目前乙肝疫苗的成分是用基因工程技术合成的S抗原。总的来说,这种疫苗的效果是相当错误的。然而,只有不到5%的免疫力正常的年轻人仍然不能产生足够的抗体。肌肉注射乙肝病毒DNA疫苗可产生较好的免疫保护:可同时产生抗HBV抗体和细胞毒性T细胞反应。对于一些接受传统疫苗注射后不能产生足够保护的个体,DNA疫苗也存在错误效应[34]。在乙型肝炎病毒DNA疫苗中,CpG结构片段是一种良好的免疫刺激剂。它加强了乙肝病毒DNA疫苗的免疫反应[35]。但在黑猩猩身上的实验表明,乙肝病毒DNA疫苗的效果依赖于大量的DNA,必须反复注射才能维持长期免疫。除了预防乙肝病毒感染,也有人使用乙肝病毒DNA疫苗治疗乙肝,在一只携带乙肝病毒的转基因小鼠的研究中,乙肝病毒DNA疫苗成功诱导出乙肝病毒表面抗体,但在去除血液中的乙肝病毒表面抗原后,肝细胞中的乙肝病毒mRNA也消失了,同时会对肝细胞本身造成伤害,说明具有乙肝病毒特异性的T细胞也与之发生反应。除了动物实验,还进行了乙型肝炎病毒DNA疫苗的人体实验,包括其在预防和治疗中的应用。结果还是挺让人期待的。(注:2)
(2)流感病毒。流感病毒的一个重要特点是会断裂突变,主要是它的血凝素和神经氨酸酶表面蛋白会断裂,出现新的病毒株,导致大规模感染。现在,注射灭活疫苗必须预测可能的病毒株,然后进入疫苗制造。一旦出现预测误差或者出现新的病毒株,那么现有的疫苗就可能失效。流感病毒的核蛋白(NP)会发生相对变化,可能产生跨病毒保护作用。不幸的是,在自然感染下,核蛋白本身不足以产生足够的免疫力来保护宿主免受感染。关于流感病毒的DNA疫苗实验,最早有人成功利用流感病毒的血凝素(H7)基因在鸡身上产生保护作用。此外,为了解决流感病毒会不断变异的问题,有人使用含有流感病毒核蛋白基因的DNA疫苗,在小鼠体内诱导出针对甲型流感病毒的保护作用。这一结果证明,它可以应用于人体,将是预防流感的一个非常重要的突破。(注意
(3)人类免疫缺陷病毒(HIV) HIV感染会导致免疫系统崩溃,从而产生所谓的获得性免疫缺陷综合征(AIDS),又称艾滋病。虽然,随着抗艾滋病药物的发展,艾滋病的治疗有了很多进展。但抗病毒药物副作用大;人类免疫缺陷病毒会反复变异,出现耐药性;而且一旦停药,病毒会大量繁殖,甚至导致生病;此外,药物的费用非常昂贵,这是大多数艾滋病流行的国家所无法承受的。这些因素加在一起,使得艾滋病仍然是一种不治之症。因此,在艾滋病防治面前,研制有效的艾滋病疫苗显然是值得的,也是最有可能的方向。(注:4)
(4)结核病仍是世界上最重要的传染病之一,特别是在艾滋病和其他免疫缺陷病患者数量增加后,结核病的重要性逐渐增加。耐药结核病的出现和流行也使得预防结核病感染变得越来越重要。卡介苗是目前唯一可用于预防结核病的疫苗,但效果有限。在结核的慢性感染中,结核分枝杆菌通常表现出一些感染晚期所特有的蛋白质。这些抗原能引起强烈的免疫反应,有可能作为DNA疫苗的主要成分。动物实验证实,含有热休克蛋白65的DNA疫苗给小鼠注射后,可以减少感染。(注:5)
(5)丙型肝炎DNA疫苗1996,Major等将编码HBV核心蛋白的主要抗原决定簇基因与主要HBV蛋白基因融合,构建重组HCV DNA疫苗。在免疫小鼠后,他们成功诱导了针对这两种抗原的免疫反应,并检测到了针对这两种病毒的抗体。同年,Tobushige K等用DNA构建核酸疫苗后,免疫BALB/C小鼠,对核心蛋白产生免疫应答。
(6)单纯疱疹病毒DNA疫苗最近Kriesel等用HSV-2 gD2和pRSVnt免疫BALB/c小鼠,13天后,对照组小鼠全部相继死亡,说明单纯疱疹病毒DNA疫苗对动物有保护作用。
(7)疟疾DNA疫苗1994 Sedegah等构建的质粒DNA。包含编码约氏疟原虫环孢子蛋白(PyCSP)的基因。与当前实验中的疫苗(辐照子孢子)相比,该疫苗可诱导更高水平的抗PyCSP抗体和CTL,并使16免疫小鼠中的9只获得抗疟原虫感染的防御效果。最近的研究表明,疟疾基因疫苗可能成为最早用于人类的基因疫苗。