核酸疫苗是最近几年从基因治疗研究领域发展起来的一种全新的免疫防治剂。所谓核酸疫苗，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，直接导入动物细胞内，通过宿主细胞的转录系统会成抗原蛋白，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。免疫应答包括细胞激活、细胞因子分泌、细胞毒淋巴细胞（ CTL）产生以及特异性抗体形成等。因此，核酸疫苗又称基因疫苗或裸DNA疫苗。这种免疫称为核酸免疫、基因免疫、遗传免疫或DNA介导的免疫等。核酸疫苗与传统疫苗相比有许多全新的潜在优势，从而被誉为第三次疫苗革命。
一、核酸免疫的作用机理
目前对核酸免疫作用机理的认识主要还仅限于理论推测，且多数资料来自基因治疗试验，二者在作用机理上很相似。在基因免疫中，含病原体抗原基因的核酸疫苗被导入宿主细胞，被周围的组织细胞、APC细胞或其它炎性细胞摄取，并在细胞内表达。表达产物作为抗原可能的呈递途径是：肌细胞直接摄入或经T小管和细胞样内陷摄取进入，在外源基因启动子作用下使外源基因表达，使产物在胞内水解酶的作用下分解成长短不一的多肽，其中的一部分被hsp70运到内质网，经网膜上的TAP分子转入膜内与主要组织相容性复合物（MHC）I类结合，最终在细胞膜表面被CDS十细胞识别；另一部分短肽进入溶酶体，与（MHC）Ⅱ分子结合，运到细胞表面被 CD4＋细胞识别。这些多肽含有不同的抗原表位，它们将诱导细胞毒性T淋巴前体、B细胞和特异性辅助T细胞，产生细胞免疫和体液免疫。同时，基因表达可以通过细胞分泌和分裂的方式进入组织细胞间隙，以天然折叠方式被B淋巴细胞识别。
核酸免疫后，还可以使肌细胞和抗原递呈细胞被感染，从而使CD4＋和CD8＋细胞亚群活化，产生特异的免疫应答。 CorrM等（1996）的研究表明，从转染DNA得肌肉组织释放出的抗原被APC摄入，运送到管状淋巴结中，在B淋巴细胞和T淋巴细胞表达， I类MHC限制的CTL应答可能主要以这种方式产生。以前曾认为该过程需要内源抗原的表达，但现在的研究表明，只要有外源抗原的存在，也能有效地引起I类MHC限制的CTL应答。
最近还有研究表明， DNA重组技术可提供一种能产生大量用作疫苗的特异性抗原的新途径。并在原核细胞中已完成了许多基因的克隆和表达，但其细胞产物的免疫原性一般不太满意。在某些情况下，原核细胞不能修饰蛋白质（如糖基化），并被认为是导致低免疫原性的原因。但嵌合基因的表达可导致“外来”肽与载体蛋白融合，从而增加外来肽的免疫原性。因此，增强重组细菌产物免疫原性可以通过产生融合蛋白来实现。
二、影响核酸免疫效果的主要因素
1．目的基因的选择 目的基因即疫苗DNA的构建和选定，这是决定核酸免疫效果的关键。最好选择病毒的主要保护性抗原基因。殷震（1998）指出，构建同一病毒不同基因的融合基因或者分别构建各个基因各自的表达质粒后进行联合接种，常可收到最佳的免疫保护效果。
2．载体质粒及启动子的选择 载体质粒的种类及其结构组成对核酸免疫的水平有明显影响。研究发现PUC19表达效果优于PBR322。而且，表达载体能否在哺乳动物细胞中高水平表达，启动子也很关键。当前所有的启动子主要有CMV、RSV、SV40、MMTV－LTR、ALV－LTA等。研究指出，含CMV、RSV的载体表达水平较高，更适用于核酸疫苗。
3．接种方法及途径 Fynan等（1993）用不同方式对核酸免疫的效果进行比较，结果发现用基因枪接种比直接注射核酸疫苗效果好600－6000倍。而且研究表明，肌肉注射免疫效果比鼻腔内。腹腔内、静脉内和皮肉内免疫效果都好。
4．接种部位的预处理 实验表明，用25％高渗蔗糖或甘油在核酸疫苗接种前须处理接种部位如肌肉，可使疫苗DNA的表达水平提高。而且，预先给接种的肌肉部位注射蛇毒或局部麻醉剂，然后再做核酸疫苗的注射，也可提高表达水平。
5接种剂量和次数 许多研究表明，免疫应答强度和免疫保护与接种剂量和次数有一定的相关性。而且，提高接种剂量可否提高体液和细胞免疫水平，是随着抗原基因的种类不同而变化的。对于无毒性的表达蛋白，应采用较高剂量和较多接种次数，这将产生较高水平的表达蛋白和抗体。但对于毒性蛋白的表达，可能过早杀死转染细胞，阻断转染细胞继续产生抗原，以致不能维持免疫刺激，从而呈现负面效应。因而，在这类毒性蛋白中，最好不要设计和应用高表达载体，如5’，端含有内含子的CMV启动子。
6.增强剂和佐剂的应用 细胞因子基因如TNF、GM－CSF、IFN以及IL－2、IL－4和IL－12等，在与核酸疫苗共同接种时，常能明显提高体液和细胞免疫反应，例如与艾滋病病毒（HIV－l）DNA共同接种的TNF和IL－2基因就能显著加强细胞毒性反应。但是，细胞因子基因在与疫苗DNA共接种时，并不必然产生免疫促进作用，不同的细胞因子经常产生不同的效果，甚至有负面效应产生。此外，抗肿瘤调节剂Ubenimix（UBX）以及阳离子脂质体免疫刺激剂单磷酸脂（MPL）乃至一些多肽、包括乙肝表面抗原等，也都曾作为佐剂用于核酸疫苗，并取得了较好的效果。
7．实验动物年龄和品系的影响 许多研究表明，幼龄动物接种DNA时，在体内表达水平较高，并产生较好的免疫应答。而且，核酸疫苗不受母源抗体的抑制，在新生动物和婴儿的感染防治上具有广阔的应用前景。动物基因型不同，免疫应答的强度也有所不同，实验证明，BALB／C品系小鼠和C57BL／6品系小鼠在同样条件下进行核酸疫苗接种，却呈现不同的免疫反应。
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