探析DNA疫苗在動物醫學中的應用

□李文濤

近年來，許多畜禽病毒性傳染病，已不能依靠傳統疫苗如滅活疫苗、弱毒疫苗等對其進行防治，DNA疫苗的出現使得這一狀況得到改善。編碼病毒、細菌和寄生蟲等不同種類抗原基因的質粒DNA，能夠引起脊椎動物如哺乳類、鳥類和魚類等多個物種產生強烈而持久的免疫反應。DNA疫苗被稱為繼滅活疫苗和弱毒疫苗、亞單位疫苗之后的“第三代疫苗”，具有廣闊的發展前景。

1 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，被宿主細胞攝取后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。

2 DNA疫苗的應用

2.1 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(Gerdts V等，1997；Rooij E M等，1998)。

2.2 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后，HA質粒DNA能使豬產生粘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。

2.3 豬呼吸與繁殖綜合征病毒(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)。

2.4 口蹄疫病毒(FMDV)

將FMDV全長基因組的cDNA克隆到質粒，并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，初次免疫后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(Ward G等，1997)。

2.5 豬瘟病毒(CSFV)

余興龍等(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。

2.6 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。

2.7 牛皰疹病毒(BHV)

用表達BHV基因的質粒DNA疫苗免疫牛，能產生很高的中和抗體；攻毒試驗后發現，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(孟松樹等，2000)。

2.8 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；免疫后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(Cox G J等，1993)。

2.9 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后，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。

2.10 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，攻毒后觀察免疫保護效果。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。

禽流感病毒Robinson等(1993)最先將DNA疫苗用于雞，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。