DNA疫苗

基因疫苗分类
基因疫苗可分为以下三种类型：
1. DNA疫苗：将编码目标抗原的DNA序列注射到患者体内，利用宿主细胞自身机制表达目标抗原，从而刺激免疫应答。

2. RNA疫苗：类似DNA疫苗的原理，但使用的是RNA序列。

RNA疫苗可以被更快地转录和翻译，从而快速刺激免疫反应。

3. 病毒载体疫苗：将目标抗原的DNA或RNA序列植入到病毒载体中，利用病毒本身的复制和传递机制，引导宿主免疫系统对目标抗原产生免疫反应。

例如，新冠病毒疫苗就是一种使用腺病毒载体的基因疫苗。

浅谈DNA疫苗的原理作者：张涛来源：《健康科学》2018年第10期摘要：DNA疫苗是上世纪末出现的一种新型疫苗，其自身对于治疗与预防病毒性疾病与肿瘤疾病具有显著的效果。

与传统的疫苗相比较，DNA疫苗自身具有较高的免疫效果，临床应用较为方便，并且生产成本较低，但存在一定的安全性。

基于此，本文从DNA疫苗的优点与缺点入手，详细分析其安全性，并对其疫苗原理进行深入研究，以供参考。

关键词：DNA疫苗；免疫机制；原理；安全性引言：随着我国DNA重组技术的突破与应用，DNA疫苗逐渐诞生，并以当前的分子生物学技术为基础，不断进行完善，逐渐形成当前一种全新的免疫防治剂。

近年来，DNA疫苗研究逐渐在世界范围内开展，并且其研究的范围与内容逐渐扩宽，例如，对于当前人与动物的病毒性、细菌性以及寄生性疾病研究，并进入到临床试验阶段。

一、DNA疫苗的优点与缺点（一）优点对于当前的DNA疫苗来说，与传统的普通疫苗相比较，其自身具有良好的优点，主要表现在以下几方面：第一，DNA疫苗可以有效避免免疫出现逃逸情况，充分发挥处自身的作用，同时，还可以制备多价核酸疫苗，满足当前的需求。

第二，DNA疫苗与传统的疫苗存在明显的差别，例如，传统疫苗可能存在因毒力残留或者毒力回复而引起致病的危险，但DNA疫苗不会出现上述情况。

同时，DNA疫苗可以持续在靶器官进行抗原表达，引導人体的体液免疫与细胞免疫发挥出作用。

第三，可以灵活利用DNA疫苗自身的性能将其制定为标记性疫苗，灵活应用在当前的临床监测中。

第四，DNA疫苗自身具有良好的安全性与稳定性，便于进行存储，同时制造成本较低，使用较为方便，可以通过不同的途径进行接种。

（二）缺点虽然DNA疫苗自身具有较多的优点，但其自身还存在一些不足之处，随着研究的不断深入，其问题也逐渐呈现，例如，当前DNA疫苗的法律规定还不够完善，甚至部分方面规定尚处于探索阶段；质粒导入宿主细胞的效率不高，直接导致当前的疫苗免疫效率受到影响。

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。

DNA疫苗：不同于传统的疫苗，DNA疫苗旨在将病原微生物的某种专门组分的裸露DNA编码直接注入机体内。

尽管此类疫苗尚未面世，但其在技术上的飞速发展有可能开创免疫学的新纪元。

DNA疫苗又称核酸疫苗或基因疫苗，是编码免疫原或与免疫原相关的真核表达质粒DNA(有时也可是RNA)，它可经一定途径进入动物体内，被宿主细胞摄取后转录和翻译表达出抗原蛋白，此抗原蛋白能刺激机体产生非特异性和特异性2种免疫应答反应，从而起到免疫保护作用。

DNA疫苗能诱导细胞免疫和体液免疫。

消除导入可能与"减毒"疫苗相关的强毒力病毒的危险性。

使用一次，即能产生长期免疫力，无须增加剂量，并可提高依从性。

多个病原体的基因可装在同一个质粒上，减少了疫时多次注射的不适。

DNA可以干粉形式保存数年，且仍保持起活性。

①DNA接种载体(如质粒)的结构简单，提纯质粒DNA的工艺简便，因而生产成本较低，且适于大批量生产；②DNA分子克隆比较容易，使得DNA疫苗能根据需要随时进行更新；③DNA 分子很稳定，可制成DNA疫苗冻干苗，使用时在盐溶液中可恢复原有活性，因而便于运输和保存；④比传统疫苗安全，虽然DNA疫苗具有与弱毒疫苗相当的免疫原性，能激活细胞毒性T淋巴细胞而诱导细胞免疫，但由于DNA序列编码的仅是单一的一段病毒基因，基本没有毒性逆转的可能，因此不存在减毒疫苗毒力回升的危险(Davis等，1999)，而且由于机体免疫系统中DNA疫苗的抗原相关表位比较稳定，因此DNA疫苗也不象弱毒疫苗或亚单位疫苗那样，会出现表位丢失(Donnelly等，1999)；⑤质粒本身可作为佐剂，因此使用DNA疫苗不用加佐剂，既降低成本又方便使用(Babiuk等，1999)；⑥将多种质粒DNA简单混合，就可将生化特性类似的抗原(如来源于相同病原菌的不同菌株)或1种病原体的多种不同抗原结合在一起，组成多价疫苗，从而使1种DNA疫苗能够诱导产生针对多个抗原表位的免疫保护作用，使DNA疫苗生产的灵活性大大增加直接肌肉注射注射的DNA在肌肉细胞中以环型分子存在，不能复制，并不能整合到宿主细胞染色体中。

基因工程疫苗概述1 绪论现代意义的疫苗，就是一种使用抗原、通过诱发机体产生特异免疫反应、预防和治疗疾病或达到特定医学目的的生物制剂。

目前用于人类疾病防治的疫苗有20多种，根据预防对象可分为病毒疫苗和细菌疫苗，根据技术特点则分为传统疫苗和新型疫苗。

传统疫苗主要包括减毒活疫苗、灭活疫苗和亚单位疫苗；新型疫苗以基因工程疫苗为主，主要包括：基因工程疫苗（基因工程亚单位疫苗、基因工程载体疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗及蛋白工程疫苗）、遗传重组疫苗、合成肽疫苗、抗独特型抗体疫苗以及微胶囊可控缓释疫苗等。

人类自1796年第一次成功使用疫苗到现在已经制备了近60余种不同的疫苗(表1),这些疫苗使人类最终免除了天花的灾难,同时每年还使数以百万的人免遭多种疫病的侵害。

表1 主要人用疫苗的发明时间及成份时间疫苗成份1796 年天花疫苗异源病毒1885 年狂犬病疫苗灭活病毒1897 年鼠疫疫苗弱毒/灭活细菌1920 年伤寒疫苗灭活细菌或多糖1923 年白喉疫苗灭活毒素1926 年百日咳疫苗灭活毒素1927 年卡介苗弱毒菌1927 年破伤风疫苗灭活毒素1935 年黄热病疫苗弱毒病毒1936 年流感疫苗灭活病毒1955 年脊髓灰质炎注射疫苗灭活病毒1962 年脊髓灰质炎口服疫苗弱毒病毒1964 年麻疹疫苗弱毒病毒1967 年腮腺炎疫苗弱毒病毒1970 年风疹疫苗弱毒病毒1981 年乙肝疫苗蛋白质1985 年流感嗜血菌疫苗多糖1990 年甲肝疫苗灭活/弱毒病毒2基因工程疫苗即DNA 疫苗（遗传工程疫苗），是用重组DNA技术克隆并表达保护性抗原基因，利用表达的抗原产物或重组体本身（多数无毒性、无感染能力、有较强免疫原性）制成的疫苗。

基因工程疫苗就是用基因工程方法或分子克隆技术分离出病原的保护性抗原基因, 将其转人原核或真核系统使其表达出该病原的保护性抗原, 制成疫苗或者将病原的毒力相关基因删除掉或进行突变,使成为不带毒力相关基因的基因缺失苗或突变苗,基因工程疫苗只含有病原的部分组成,而常规疫苗往往是一个完整的病原体,因此基因工程疫苗的最大优点是安全性好, 对致病力强的病原更是如此。

重组DNA技术在疫苗制备中的应用随着科技的不断发展，重组DNA技术在医学领域的应用越来越多。

其中，利用重组DNA技术制备疫苗已成为目前疫苗制备的主流方法之一。

本文将详细介绍重组DNA技术在疫苗制备中的应用。

一、重组DNA技术概述重组DNA技术，即基因重组技术，是人类通过改变生物体基因序列的技术手段。

它能够从不同生物中挑选出需要的基因并进行组合，使得生成的新基因拥有更优良的特性。

利用重组DNA技术可以生产出许多对人类生命有重要意义的分子，如生长激素、胰岛素、白细胞介素-2等。

这些分子疗法不仅在治疗某些疾病方面具有显著的疗效，而且也开辟了新型的疫苗制备技术。

二、疫苗制备简介疫苗是一种用于预防传染病的生物制品。

制备疫苗的过程就是将病原体的毒素或者抗原蛋白质通过某种技术手段克隆、生产出来，制成疫苗，让人体误认为是真正的病原体，并产生免疫应答。

疫苗使得人体内产生的抗体和细胞免疫能够客观地识别并击败入侵的病原体，从而有效预防人们感染这种病原体。

传统的疫苗制备方法主要是通过培养和提取病原体或者使用已经灭活的病原体，缺点是操作繁琐，时间长，制备成本高。

而基因重组技术的发展使我们可以在短时间内制备出大量的可重复、强效和安全的疫苗，这被认为是一种划时代的发展。

三、重组DNA技术在疫苗制备中的应用1. HPV疫苗人乳头瘤病毒（HPV）是导致宫颈癌、阴道癌、肛门癌和口咽癌等处恶性肿瘤的原因之一。

对HPV感染的疫苗主要是通过重组DNA技术制备的。

主要制备过程就是将HPV的Gardasil和Cervarix等两个主要表位型疫苗中的HPV L1衣壳蛋白基因，克隆到大肠杆菌表达系统中，通过大量表达，提取纯化其衣壳蛋白，冷冻干燥后，就得到了一种基于重组DNA技术的HPV疫苗。

2. 乙型肝炎疫苗乙型肝炎病毒（HBV）是导致乙型肝炎的主要病原体。

针对乙型肝炎的首批重组DNA疫苗制备，就是通过从乙型肝炎病毒中克隆HBV表位型抗原阳性菌株，将其G（表位型）基因带到酵母表达系统中进行表达，得到纯化的HBV表位型抗原蛋白，制成冻干粉，加入适宜量的辅料，就成为质量稳定的重组DNA疫苗。

DNA疫苗的作用机制高晓佩;管晓燕;白国辉;刘建国【摘要】BACKGROUND: In 1990, Wolff et al. reported that DNA was examined as a gene therapy tool, and emerged as a promising therapy after observations that simple injection of naked plasmid DNA and RNA led to profound transgene expression in vivo.DNA vaccines are recognized for harboring several distinguishing characteristics and advantages (including low cost, ease and rapidity of manufacturing, and stability) making them a method for addressing global health threats in the future. OBJECTIVE: To review the status and research progress of DNA vaccines in the view of mechanism of action: innate immune signaling from bacterial DNA, transfecting somatic cell by DNA vaccines, cross-presentation and cross-activation, transfecting antigen presenting cells by DNA vaccines, and apoptosis. METHODS: The first author retrieved the databases of PubMed and CNKI for the articles concerning DNA vaccines published between January 2000 and June 2017 using the keywords of "DNA vaccine, gene vaccine, plasmid DNA, cross-presentation, transfection, apoptosis"in English and Chinese, respectively. A total of 105 literatures were searched, and 47 eligible articles were included in accordance with the inclusion criteria. RESULTS AND CONCLUSION: The immunogenicity of DNA vaccines in humans has been limited by low expression levels of antigen, in comparison with the conventional protein vaccines in the past two decades. Studies on the mechanism of action of DNA vaccines in terms ofantigen-presenting cell types able to cross-present DNA-encoded antigens, the activation of innate immune responses due to DNA itself and induction of cell apoptosis have suggested the opportunities to increase the immunogenicity of these vaccines.%背景:1990年Wolff 等发现将RNA和DNA表达载体直接注射小鼠骨骼肌,可以检测到相应的蛋白表达,这揭示DNA可以直接用于疾病的治疗和免疫,基因疗法和DNA疫苗应运而生.随着近年来的研究发展, DNA 疫苗迅速显示出了几个显著特点(包括低成本、生产制造的简单便捷、及稳定性),使其成为未来解决全球卫生问题的最有前景的方法之一.目的:从来自细菌DNA 的先天免疫信号、DNA 疫苗直接转染组织细胞、交叉激活和交叉呈递机制、DNA疫苗直接转染APCs及细胞凋亡机制5个方面综述DNA疫苗的作用机制.方法:第一作者通过电子计算机检索2000年1月至2017年6月为止PubMed数据库及CNKI中国期刊全文数据库收录的与 DNA 疫苗有关的文献.英文检索词"DNA vaccine、gene vaccine、DNA plasmid、cross-presentation、transfection、apoptosis",中文检索词"基因疫苗、DNA疫苗、DNA质粒、交叉呈递、细胞凋亡、细胞转染",总计得到中英文文献105篇,47篇文献符合标准.结果与结论:在DNA疫苗发展的20多年里,研究人员发现人类DNA疫苗与传统蛋白疫苗相比,只能获得有限的抗体表达水平.在DNA疫苗作用机制中DNA转染组织细胞或者专职抗原呈递细胞、专职抗原呈递细胞交叉激活及交叉呈递DNA编码的抗原,同时DNA激活先天的免疫应答、诱导细胞凋亡,基于这些理论的研究为将来改善DNA疫苗的免疫效果提供理论支持.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2018(022)008【总页数】6页(P1281-1286)【关键词】DNA疫苗;基因疫苗;DNA质粒;作用机制;交叉激活;组织构建;细胞凋亡【作者】高晓佩;管晓燕;白国辉;刘建国【作者单位】遵义医学院口腔医学院,贵州省遵义市 563099;遵义医学院口腔医学院,贵州省遵义市 563099;贵州省普通高等学校口腔疾病研究特色重点实验室遵义市口腔疾病研究重点实验室,贵州省遵义市 563006;贵州省普通高等学校口腔疾病研究特色重点实验室遵义市口腔疾病研究重点实验室,贵州省遵义市 563006;遵义医学院口腔医学院,贵州省遵义市 563099;贵州省普通高等学校口腔疾病研究特色重点实验室遵义市口腔疾病研究重点实验室,贵州省遵义市 563006【正文语种】中文【中图分类】R3180 引言 IntroductionDNA疫苗是编码抗原或抗原表位来构建的封闭环状DNA质粒[1]。

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。