治療性疫苗的研究進展

 

 

      大約10年前，就有研究報道應用疫苗接種手段治療乙肝病毒攜帶者，但效果并不滿意。他們所使用的疫苗即為市售的乙肝疫苗。那么治療性疫苗究竟有哪些特點？

 

1. 使用對象不同：治療性疫苗的使用對象為已病者，而普通疫苗的使用對象為未病者

 

2. 使用目的不同：治療性疫苗的目的是治療疾病，普通疫苗的目的是預防疾病

 

3. 受用者狀態不同： 治療性疫苗的受用對象是患者，他們往往有不同程度的免疫缺陷或免疫耐受，而普通疫苗的受用者是“健康人”，他們的基本狀況是正常的。

 

4. 監測手段不同：普通疫苗接種后產生保護性抗體，可通過實驗室進行監測，結果準確，可靠。而治療性疫苗接種后疾病是否改善，則需要結合臨床癥狀，體征，疾病相關的實驗指標進行綜合測試，較為復雜，且其準確性尚有爭議。

 

5. 期望激發的免疫應答類型不同：普通疫苗接種后，期望產生的是保護性抗體，即激發體液免疫反應；而治療性疫苗主要用于病毒感染和腫瘤疾病，病毒一旦進入宿主細胞內，抗體即失去作用，腫瘤細胞的殺滅也主要依賴細胞免疫效應，因此，治療性疫苗應以激發細胞免疫反應為主要目的，這是與普通疫苗最大的區別。

 

 

 

      治療性疫苗的研究是21世紀的熱點，目前已見報道的有以下幾類。

 

1. 蛋白抗原加佐劑：例如乙肝病毒表面抗原（含前S1、前S2蛋白者最佳）內偶聯佐劑，已見報道的佐劑有脂質體，霍亂毒素B蛋白，免疫增強序列（卡介苗的成份物質）等。盡管其作用機理不同，但目的都是期望通過佐劑的聯合應用，增強抗原性，中止受用者可能存在的免疫耐受，并通過免疫反應類型的改變，盡可能多地激活細胞免疫反應，達到治療疾病的目的。

 

2. 重組抗原： 首先分析病原體抗原的全結構，再篩選出其中激活T細胞的抗原表位，將這些表位利用生化手段重新集合、濃縮，或將編碼這些表位的DNA序列重新組合，表達，最終得到富含T細胞活化位點的超級抗原。該抗原可有效地激活細胞免疫。

 

3. DNA疫苗：將編碼某種抗原的核酸表達載體直接轉染到機體內，激發機體產生針對外源蛋白的特異性免疫應答的過程。基因免疫，核酸疫苗及DNA疫苗所指的都是同一技術。

在疫苗接種中通常都使用蛋白質，即基因工程疫苗。將編碼某種抗原的基因導入表達系統中，再經過對表達物的純化，將目的蛋白分離后應用于人體。對表達物的純化過程也即通常所說的基因工程的下游工程，其過程極為復雜，耗時耗資，且因目前所用的表達系統如酵母、大腸桿菌乃至真核表達系統都不能完全模仿體內的表達模式，其表達產物與天然產物之間存在著結構、功能上的區別，例如許多抗原物質的抗原性與其結構中的多糖物質的性質與含量關系密切，但表達系統表達的蛋白質多糖含量有限，在后處理過程中再作糖基化處理，其結構也與天然產物有所不同，很大程度上影響了抗原的特異性和抗原性的強度。曾經有人設想，如果將編碼抗原的DNA序列直接到入受用者體內，以使其在體內持續表達抗原蛋白，表達系統就是人體的細胞，也有人形容將蛋白生產的工廠移到人體內，將繁雜的下游工程由人體自行完成，不但確保抗原物質結構的天然性、抗原性的完全，還可持續釋放抗原，對機體持續的保持免疫刺激。這個設想在當時似乎是天方夜譚，但隨著科學的發展，將工廠搬家的設想終于實現了。

 

    1991年，在研究基因治療的實驗中偶然發現，在給對照動物注射未經任何化學修飾的DNA片斷時，動物不僅吸收了裸露的DNA，而且在注射局部的肌細胞中，能夠檢測出相應基因產物的活性，這個發現意味著機體細胞能夠整合外源基因，并利用自己的表達系統表達相應的蛋白產物。1992年，又有實驗發現，將編碼人生長激素的DNA質粒接種到小鼠耳部皮膚，大多數小鼠產生了抗人生長激素抗體，再給予二次免疫后，抗體水平大大加強。上述結果表明，直接注射外源基因，確實可以誘導出相應的免疫應答。這個發現的意義是非常重大的。眾所周知，控制傳染病發生的最佳措施是尋找安全、有效和穩定的疫苗。傳統疫苗主要來源于滅活的與減毒的病原體抗原，及所謂血源性疫苗，其效價及安全性總有不足之處。例如滅活疫苗難以獲得滿意的免疫效果，減毒活疫苗又存在回復突變的危險。第二代疫苗為亞單位疫苗或稱多肽疫苗，是利用蛋白質工程技術，體外合成特定的抗原多肽鏈，其安全性雖有保障，但也存在抗原性不完全，免疫原性弱的缺點。而此種技術的代價也是非常昂貴的。第三代疫苗即基因工程疫苗，前面已有論述，總之也存在同樣的不足。而DNA疫苗或稱為第四代疫苗，利用感染因子一段具有保護效應的核酸片斷，通過在體內的表達，來激發機體產生抗感染免疫。由于轉化到體內的只是基因序列片斷，而非全部基因組，因此更具有安全性。另外，DNA疫苗直接導入體內，省略了繁雜的體外表達，下游處理等過程，操作簡便、造價低廉。1994年5月，世界問世**在日內瓦召開核酸疫苗會議，對基因免疫用于微生物和寄生蟲感染引起的傳染病的預防和治療前景進行了廣泛的討論。充分肯定其價值，并預測DNA免疫會成為預防、治療傳染病的研究熱點。

 

      其后眾多的研究表明，基因免疫的最大價值可能并非用于預防接種以取代普通的疫苗，而是用于疾病的治療，即成為一種全新概念的免疫治療手段，是治療性疫苗的最有力的候選者之一。以上我們曾經談及治療性疫苗與普通疫苗的區別是強調指出對于病毒性疾病和腫瘤的治療，治療性疫苗應以激發T細胞尤其是細胞毒性T細胞為主要目的，而DNA疫苗恰恰具有這樣的生物活性特點。其作用機理尚未完全闡明，但以下觀點基本達成共識：DNA疫苗進入體內后，宿主細胞攝取外源DNA，DNA經轉錄、轉錄后翻譯等過程后，翻譯后的產物經過免疫系統處理、提呈，最終誘導產生CD4介導的體液免疫應答和CD8介導的細胞免疫應答。有學者提出，DNA質粒進入宿主細胞并長期存留，使機體的免疫系統接受長期、持續的抗原刺激，從而使機體中體液的免疫記憶細胞能長期存在，以此維持特異性免疫能力。小量、持續的抗原刺激，最易作用于機體的細胞免疫系統，激活細胞毒性T細胞。當然，DNA疫苗的臨床使用尚存在許多必須解決的問題，例如長期、低量的抗原刺激是否會誘導免疫耐受？能否產生抗DNA抗體？能否使正常細胞異常轉化等等。但基因免疫作為一種新的手段是值得我們關注的。

 

 

      1. 直接肌肉注射。將DNA表達載體直接注射到多種**中，包括血液、肝臟、皮膚、腦和肌肉，其中以肌肉注射最為成功。研究表明，注射的DNA在肌肉細胞中以環型分子存在，不能復制，并不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。此外，橫紋肌中溶媒體和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。盡管肌肉**提呈抗原的效率較低，但肌肉細胞某些特殊結構基因的表達和吸收是十分有利的。為了提高肌肉**對外源基因的吸收和表達，一些學者設法事先在動物接種的局部進行預處理，例如事先在注射局部用蛇毒心肌毒素或局部麻醉法誘生動物成熟肌肉再生，然后進行基因免疫，其效果較之未處理者提高近10倍。

 

      2. 微離子轟擊介導的DNA免疫： 微粒子轟擊技術又稱基因槍，是應用高能微粒子轟擊將DNA質粒轉化到機體內的技術。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，借助高能電場以極快的速度轟擊動物表皮**，能夠獲得滿意的免疫效果。而且所需要的DNA用量明顯減少。例如有報告指出，基因槍介導的基因免疫DNA用量僅為16ng，而肌肉注射要得到同樣效果，DNA用量約為5000倍左右。基因槍技術將DNA質粒轉導入表皮，表皮**含有大量的抗原提呈細胞，如郎格漢細胞，并有豐富的淋巴細胞和各種免疫成份，有利于抗原的局部表達和激活免疫系統。目前認為基因槍技術和表皮轉導是基因免疫的最佳途徑。

 

      3. 其他途徑：除以上接種途徑外，還有許多接種途徑也在實驗之中。包括皮下、腹腔、靜脈、鼻粘膜等。鼻粘膜接種的效果與肌肉接種類似。其原因可能與鼻粘膜表面豐富的淋巴**有關。