六、基因疫苗的优点和存在的问题
与传统疫苗相比,基因疫苗具有以下显著的优越性:
1、质粒DNA非常稳定,易于贮存和运输,使用方便。而且制备简单,容易大量生产,成本低。对于毒性大、危险的病毒,以及难以提取抗原的疫苗,基因疫苗的制备相对安全,容易得多。
2、质粒DNA在宿主体内可较长时间存在,抗原基因在体内持续表达产生抗原蛋白,不断刺激机体免疫系统产生长程免疫,免疫效果可靠。
3、基因疫苗不仅可以产生体液免疫应答,而且可以导致细胞毒T淋巴细胞激活而诱导细胞免疫,而传统的疫苗只有活苗可诱导细胞免疫,但存在活疫苗的毒力回升的危险。
4、用核心蛋白保守DNA序列制备的基因疫苗对病原体(细菌或病毒)的各变异亚型都可产生免疫应答,从而避免因病原体变异而造成的免疫逃避问题。
5、一个质粒载体可克隆多个抗原基因组成多价苗,从而一种基因疫苗可预防多种疾病。
6、质粒DNA无免疫原性,不会像重组疫苗那样诱发针对载体的自身免疫反应,至少目前没有检测到抗DNA抗体的报道。另外,基因疫苗还不会受机体已有抗体的影响。作为一类新型疫苗,基因疫苗还有不少需要进一步研究的问题:
1、安全性问题:质粒DNA一般不会整合到宿主细胞的基因组上,目前也未发现插入突变的证据。但不能完全排除少数质粒DNA插入到染色体上引起突变的可能性。一旦整合到基因组中就可能使细胞癌基因激活或抑癌基因失活。
2、保护效率问题:目前为止,基因疫苗的免疫效率很难达到的免疫保护,且存在明显的种属个体差异,这可能与不同动物细胞需要不同启动子、抗原基因、给YF法途径、给药量有关。
3、免疫耐受问题:基因疫苗体内持续表达产生抗原蛋白,可能打破机体本身的免疫平衡,引发免疫耐受。(注:8)
七、基因疫苗疫苗的应用
DNA疫苗应用的 域很广,至今已经被用在预防至少 十种传染病的实验上.其中包括病毒,细菌及原虫等各种型式微生物的感染症.也有人把DNA疫苗用在部分传染病的治 上.此外它也被用在某些癌症的预防或ZL上.
(1) B型肝炎。B型肝炎病毒(HBV)的DNA疫苗是目前被研究得Z详细的DNA疫苗之一.现 B型肝炎疫苗的成分是以基因工程技术合成的S抗原制成.一般而言,这种疫苗的效果相当 错.但是免疫 正常的 轻人仍有少於5%的人无法产生足够的抗体.研究发现, 用肌肉注射B型肝炎病毒DNA疫苗即可产生较好的免疫保护:同时产生抗HBV的抗体及细胞毒 性T细胞反应[32,33].对於一部份在接受传统疫苗注射之后,无法产生足够保护 的个体,DNA疫苗也有错的效果[34].在B型肝炎病毒DNA疫苗中,CpG结构小段是很好的免疫激剂,它加强 B型肝炎病毒DNA疫苗的免疫反应[35]. 过在黑猩猩的实验显示,B型肝炎病毒DNA疫苗的效果,依赖的DNA 很大,而且必须一再的追加注射才能维持长期的免疫. 除用在预防B型肝炎病毒感染,也有人 用B型肝炎病毒DNA疫苗治B型肝炎.在一个B型肝炎病毒转殖鼠的研究当中,B型肝炎病毒DNA疫苗成功地诱发 B型肝炎病毒表面抗体, 但清除 血液中的B型肝炎病毒表面抗原,肝细胞中B型肝炎病毒的mRNA也消失,同时并 会对肝细胞本身造成伤害,表示具有B型肝炎病毒特 性的T细胞也 与其中的反应.除动物实验,B型肝炎病毒DNA疫苗的人体实验,包括用在预防及治,都已经展开.结果相当地令人期待. (注:2)
(2) 流行性感冒病毒(Influenza) 。流行性感冒病毒的一个重要特徵是它会 断的突变,主要是其hemagglutinin 及neuraminidase 个表面蛋白会 断变 ,出现新的病毒株,进而导致大规模的传染.现在的去活性疫苗注射,必须预测可能的病毒株,然后再进疫苗的制造.一旦出现预测错误,或有新的病毒株出现,则现有的疫苗可能会无效. 流行性感冒病毒的核蛋白(nucleoproteins, NP),相对地比较 会有变,可能可以产生跨种病毒的保护 .可惜在自然感染下,核蛋白本身并不足以产生足够的免疫 ,保护宿主免於感染. 关於流行性感冒病毒的DNA疫苗实验,Z早是有人成功地用流行性感冒病毒的hemagglutinin(H7)基因,在鸡上产生保护.此外,针对流行性感冒病毒会不断突变的问题,曾经有人用含有流行性感冒病毒核蛋白基因的DNA疫苗,在鼠体内诱发出针对A型性感冒病毒的保护.这样的结果, 证明能应用在人体身上,将是 性感冒的预防工作上,一个很重要的突破. (注:3)
(3)人类免疫缺陷病毒(HIV) 人类免疫缺陷病毒感染会引起免疫系统崩溃,出现所谓后天免疫缺陷症候群(AIDS),又称为爱滋病.虽然,随著抗爱滋病药物的研发,爱滋病的ZL已经有许多进展.但是,抗病物的副作用很大; 人类免疫缺陷病毒会一再突变,出现药物的抗药性;并且一旦停药,病毒又将增生,甚至导致发病;再加上药物的费用很昂贵,大部分爱滋病盛行的国家都负担不起.这些因素加在一起,使得爱滋病至今仍然可以算是一种不治之症,.所以面对爱滋病毒的FZ问题,发展一种有效的爱滋病毒疫苗,显然是值得努力的,而且是Z有可能奏效的方向. (注:4)
(4) 结核菌 结核病至今仍是全世界Z重要的传染性疾病之一,尤其在爱滋病及其他免疫缺陷病患的数目增加以后,结核病的重要性又逐渐提高.抗药性结核菌的出现及逐渐普遍,也使得预防结核菌感染日形重要.卡介苗是目前唯yi可以用于预防肺结核的疫苗,但效果有限.在结核菌的慢性感染中,结核菌通常会表现出一些感染晚期特有的蛋白,这些抗原可以引起强 的免疫反应,可能可以用作DNA疫苗的主要成份.动物实验已经证实,含有热休克蛋白65的DNA疫苗,施打在 鼠身上以后,可以减少感染。(注:5)
(5)丙型肝炎DNA疫苗 1996年,Major等将编码HBV核心蛋白的主要抗原决定簇基因与HBV主要蛋白基因融合,构建了重组 HCV DNA疫苗,免疫接种小鼠后,成功地诱导了对两种抗原的免疫应答并检测到了两种病毒的抗体。同年,Tobushige K等将HCV核心蛋白基因的。DNA构建核酸疫苗后,免疫BALB/C小鼠后也产生了针对核心蛋白的免疫应答。
(6)单纯疱疹DNA疫苗 Z近Kriesel等将编码HSV-2型gD2和pRSVnt免疫BALB/c小鼠,13天后用半数致死量的HSV攻击,获得满意结果,而对照组的小鼠均先后死亡,表明单纯疱疹DNA疫苗对动物有保护性作用。
(7)疟疾DNA疫苗 1994年Sedegah等构建的质粒DNA中含有编码尤氏疟原虫环子孢子蛋白(PyCSP)的基因。该疫苗与目前试验中的疫苗(辐射处理的子孢子)相比,能诱导更高水平的抗PyCSP抗体和CTL,并使16只免疫小鼠中的9只获得了对疟原虫感染的防御作用。Z近研究表明疟疾基因疫苗有可能成为Z早用于人类的基因疫苗。