定義
DNA疫苗：不同於 |
| 齲齒DNA疫苗 |
DNA疫苗簡介
DNA疫苗又稱核酸疫苗或基因疫苗，是編碼免疫原或與免疫原相關的真核表達質粒DNA(有時也可是RNA)，它可經一定途徑進入動物體內，被宿主細胞攝取後轉錄和翻譯表達出抗原蛋白，此抗原蛋白能刺激機體產生非特異性和特異性2種免疫應答反應，從而起到免疫保護作用。
DNA疫苗的特點
DNA疫苗能誘導細胞免疫和體液免疫。
消除導入可能與"減毒"疫苗相關的強毒力病毒的危險性。
使用一次，即能產生長期免疫力，無須增加劑量，並可提高依從性。
多個病原體的基因可裝在同一個質粒上，減少了疫時多次注射的不適。
DNA可以乾粉形式保存數年，且仍保持起活性。
DNA疫苗的優點
①DNA接種載體(如質粒)的結構簡單，提純質粒DNA的工藝簡便，因而生產成本較低，且適於大批量生產；②DNA分子克隆比較容易，使得DNA疫苗能根據需要隨時進行更新；③DNA分子很穩定，可製成DNA疫苗凍乾苗，使用時在鹽溶液中可恢復原有活性，因而便於運輸和保存；④比傳統疫苗安全，雖然DNA疫苗具有與弱毒疫苗相當的免疫原性，能激活細胞毒性T淋巴細胞而誘導細胞免疫，但由於DNA序列編碼的僅是單一的一段病毒基因，基本沒有毒性逆轉的可能，因此不存在減毒疫苗毒力回升的危險(Davis等，1999)，而且由於機體免疫系統中DNA疫苗的抗原相關表位比較穩定，因此DNA疫苗也不象弱毒疫苗或亞單位疫苗那樣，會出現表位丟失(Donnelly等，1999)；⑤質粒本身可作為佐劑，因此使用DNA疫苗不用加佐劑，既降低成本又方便使用(Babiuk等，1999)；⑥將多種質粒DNA簡單混合，就可將生化特性類似的抗原(如來源於相同病原菌的不同菌株)或1種病原體的多種不同抗原結合在一起，組成多價疫苗，從而使1種DNA疫苗能夠誘導產生針對多個抗原表位的免疫保護作用，使DNA疫苗生產的靈活性大大增加。DNA疫苗的套用
1 偽狂犬病病毒(PRV) 將編碼PRVgC或gD基因的質粒DNA免疫豬，能誘導保護性抗體的生成和細胞免疫的產生；將編碼gB、gC、gD的多種質粒DNA混合使用，對引導免疫反應更有效
2 豬流感病毒(HIV) Mackling等(1998)的試驗結果表明，編碼HIV1株的血凝素(HA)和核衣殼蛋白(NP)質粒DNA用金顆粒包裹，以基因槍轟擊豬的表皮進行免疫後，HA質粒DNA能使豬產生黏膜免疫反應而對流感病毒的攻擊具有抵抗力，DNA疫苗引起的免疫反應與滅活疫苗相當。
3 豬呼吸與繁殖綜合徵病毒(PRRS) PRRS基因片段ORF5編碼的主要囊膜糖蛋白GP5是該病毒的3個主要結構蛋白之一。含有ORF5基因質粒DNA能誘導豬抗GP5特異性中和抗體的產生；且免疫豬的外周血單核細胞在GP5重組蛋白存在時能夠發生轉化反應，顯示了GP5特異性細胞免疫的產生(Pirzadeh B等，1998)。Meng(2000)將GP5基因克隆入巨細胞病毒(CMV)早期啟動子的控制之下構建成真核表達質粒而製備出DNA疫苗，用其免疫仔豬後可誘導抗體的產生，實驗室攻毒後顯示出良好的保護效果。
4口蹄疫病毒(FMDV) 將FMDV全長基因組的cDNA克隆到質粒，並去除其編碼核衣殼蛋白VP1的細胞結合部位的DNA序列，構建成質粒DNA以肌肉或皮內注射，初次免疫後2～4周，可使所有的豬都產生特異的病毒中和抗體，攻毒試驗中呈現部分保護作用
5豬瘟病毒(cSFV) 餘興龍等(2000)構建了CSFV主要保護性抗原E2基因4種不同的真核表達質粒。小鼠免疫試驗結果表明，E2基因上不同的功能區對基因疫苗的免疫應答有很大影響，有信號肽序列的E2基因可誘導特異性的免疫反應，且無跨膜區序列的E2基因所誘導的免疫應答反應比有跨膜區序列的強，而無信號肽序列的E2基因所誘導的免疫應答反應比有跨膜區序列的強，而無信號肽序列的E2基因則不能誘導產生CFSV特異性的免疫反應。攻毒保護試驗結果表明，免疫家兔最少可抵抗10個最小感染劑量(MID)的豬瘟兔化弱毒苗(HCIV)的攻擊；免疫豬可抵抗致死劑量的CFSV石門株強毒的攻擊。
6 牛呼吸道合胞體病毒(BRSV) 用BRSV G基因構建的DNA疫苗，以無針方式免疫小牛時比皮內或肌肉注射引起的免疫反應強烈。
牛皰疹病毒(BHV) 用表達BHV1 gD基因的質粒DNA疫苗免疫牛，能產生很高的中和抗體；攻毒試驗後發現，免疫組比非免疫組的病毒排放量明顯減少(schrijver R S等，1997)。此疫苗通過肌肉或皮內注射均可引導免疫反應的產生。但皮內注射引起的免疫反應更強
7 牛病毒性腹瀉病毒(BVDV) 以表達BVDV1型主要糖蛋白E2的質粒DNA肌肉注射小牛，可產生病毒中和抗體和抗原特異的細胞增殖反應；免疫後16周進行攻毒試驗，發現免疫牛能產生針對BVDV1型和2型的血清中和抗體強烈的記憶抗體反應，對牛有部分免疫保護作用
8新城疫病毒(DNV) Sakaguchi等(1996)將NDV F基因插入質粒載體，F基因的表達受巨細胞病毒早期增強子和雞β肌動蛋白啟動子控制。1周齡試驗雞肌肉內注射重組質粒後，有2/5注射線性質粒的雞和4/5注射線性質粒與脂質體轉染劑混合物的雞產生了高水平針對F蛋白的抗體，而注射閉環狀質粒的雞不能產生抗體。免疫9周后，體內有抗體的試驗雞都能抵抗致死劑量NDV強毒的攻擊。
9雞傳染性喉氣管炎病毒(ILT) 將分別構建的含有雞傳染性喉氣管炎病毒王崗株gB、gC和gD基因的重組真核表達質粒及空載體質粒分組注射雛雞，攻毒後觀察免疫保護效果。結果表明，重組質粒誘導了免疫應答，免疫保護率達到79%，該基因疫苗可以作為預防ILV的1個補充。
10禽流感病毒 Robinson等(1993)最先將DNA疫苗用於雞，以編碼禽流感病毒H7N7株血凝素(HA)基因的質粒(DNA)由不同途徑(靜脈、腹腔、皮下注射)免疫3周齡雞，可對致死劑量的H7N7株病毒鼻內攻擊產生50%的保護。Fyna等(1993)為了研究DNA疫苗對雞最有效的免疫途徑，將100～200 μg編碼H7HA的質粒DNA通過靜脈、肌肉、皮下注射、點眼、囊內、滴鼻等方式免疫3周齡雞。4周后進行第2次免疫。第6周，用致死劑量的H7N7攻擊，免疫雞的存活率達10%～63%，而對照組的存活率只有2%。其中，多種途徑如靜脈和肌肉注射共同免疫的效果，比單一途徑如肌肉注射、點眼、法氏囊內、滴鼻免疫效果好。Kodihalli等(1997)將編碼H5HA的質粒DNA以0.25、0.5、1.5或10 μg用基因槍免疫雞，4周后以100LD50的Ty/LRE/83株鼻內免疫進行攻擊，低至0.25 μg劑量的DNA可使50%的免疫雞存活。而1、5、10 μg的劑量可完全抵抗致死劑量病毒的攻擊。DNA疫苗對致死劑量的抗原變異株也可提供95%的保護，證實DNA流感疫苗具有廣闊的發展前景。
DNA疫苗的注射途徑
直接肌肉注射
注射的DNA在肌肉細胞中以環型分子存在，不能複製，並不能整合到宿主細胞染色體中。肌肉細胞中特有的橫管系統與細胞外空間有直接交通，因而可能介導質粒 DNA的內吞作用。而且橫紋肌中溶酶體和DNA酶的含量較低，可能也是質粒DNA能在細胞中存在較長時間的原因。
微離子轟擊介導的DNA免疫
即基因槍。其技術依據是亞微粒的鎢和金能自發地吸附DNA，將包裹有金粉或鎢粉的 DNA 質粒，藉助高能電場以極快的速度轟擊動物表皮組織，能獲得滿意的免疫效果。
DNA疫苗存在的問題
目前，DNA疫苗尚未得到廣泛的套用，除了因為它是一種新事物，不大為人所了解之外，它本身的安全問題則是人們對它 的最大顧慮。DNA疫苗存在的問題如下：
外源DNA進入機體後是否整合到宿主基因組，導致癌基因激活或抑癌基因失活。
疫苗DNA長期在體內表達是否會誘導機體產生免疫耐受，長遠來說，導致機體免疫功能低下。
疫苗DNA 作為一種外來物質，是否會引起機體產生抗DNA抗體。
DNA疫苗誘導的CTL反應是否會對其他細胞產生殺傷作用。
發展前景
目前，DNA免疫接種的領域正在迅速發展，已經發展的現行疫苗不僅使用DNA，而且還包括附加物，它有助於DNA進入靶細胞，或者起到佐劑的作用，刺激或誘導免疫應答。首先獲準上市的核酸疫苗，很有可能是採用菌體細胞衍生的DNA質粒。在將來，其他類型的疫苗也可能採用RNA或用核酸分子和其他成分的複合物。提高DNA疫苗的免疫效果將是今後研究的主要方向，此外，質粒DNA的接種劑量、途徑、程式及是否使用佐劑也可影響免疫反應效果。
已有的研究表明，DNA疫苗不僅有可能預防病毒、細菌或寄生蟲，同時也可能作為感染性疾病、腫瘤等的治療性疫苗。但是，DNA疫苗作為外源DNA是否可能會與宿主染色體整合?是否會干擾宿主基因的功能?是否會誘發宿主細胞惡變或自體免疫反應，例如誘生DNA抗體等，尚待澄清。相信隨著研究的深入和技術上的改進，DNA疫苗將會為人類造福。
