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基因免疫通常需要一个较长的时间才能引起较高水平的免疫应答,质粒DNA一次免疫小鼠后,需要2-3周以上才能检测到免疫反应,此后反应强度会不断增高,并在相当长的时间内保持较高的水平,然而采用传统的蛋白为主的免疫方式,虽可以在1-2周内迅速诱导出免疫反应并达到高峰,以后即有逐步下降的趋势,这可能是因为质粒DNA引入体内后,往往不局限于一处,也不会在同一时间顺序上表达蛋白抗原,所以开始时较少量的抗原并不足以引起一个较强的反应,但随着新抗原的不断产生,会有越来越多的APC和T细胞参与进来,甚至最早产生的记忆细胞也会因与后来的抗原相遇,而不断扩增,形成瀑布效应[7]。
表2 各组切片的蓝点数(C)和总点数(p)及平均蓝染率
| Samples |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
x |
| C |
P |
C |
P |
C |
P |
C |
P |
| 1 |
2226 |
338649 |
6138 |
338649 |
11493 |
338649 |
4235 |
338649 |
1.78 |
| 2 |
3837 |
335580 |
6915 |
335580 |
6753 |
335580 |
2506 |
335580 |
1.49 |
| 3 |
3160 |
335823 |
4331 |
335823 |
8693 |
335823 |
7918 |
335823 |
1.79 |
| 4 |
6674 |
336990 |
2277 |
336990 |
5709 |
336990 |
5544 |
336990 |
1.50 |
| 5 |
16067 |
334170 |
7395 |
334170 |
13086 |
334170 |
14704 |
334170 |
3.83 |
| 6 |
12452 |
337930 |
12048 |
337930 |
14890 |
337930 |
13324 |
337930 |
3.90 |
| 7 |
13393 |
337930 |
23867 |
337930 |
21532 |
337930 |
20124 |
337930 |
5.84 |
| 8 |
27962 |
337930 |
17279 |
337930 |
17182 |
337930 |
25563 |
337930 |
6.51 |
自1994年在日内瓦召开首次国际核酸疫苗会议以来,这一领域迅速成为研究的热点,部份疫苗已获准进入I期临床试验,然而,关于基因免疫和核酸疫苗的确切作用机制仍不清楚,这方面的报道也极为有限,与减毒活疫苗、灭活疫苗、亚单位疫苗不同,核酸疫苗的化学组成为双链环状DNA,因而,其作用机理也不尽相同,有许多情况甚至无法用抗原刺激机体产生免疫应答等经典免疫理论来回答,现有的研究表明可能与以下几方面有关: 1. 携带外源基因的质粒DNA注射入肌肉组织后,质粒DNA与肌组织的T小管管腔膜之间存在特殊的亲和力[8],在股四头肌中注射100-250μg的质粒,5min后,电镜观察显示,质粒DNA出现在完整的肌纤维的T小管系统内以及受损细胞的胞浆内,国内汤健等报道从肌膜成分中提取蛋白质,发现有一种蛋白质可以与质粒DNA特异性结合,分子量为28kda,这种蛋白质可与环状单链DNA结合,并可被环状单链的标记DNA所竞争,不同的重组质粒如心钠素和血管内皮生长因子的重组质粒DNA,其结合部位完全相同。同时,在肌浆网的膜结构中也存在特异的DNA结合蛋白,其分子量分别为60kda、90kda,在心肌、肝脏和肺中也有不同分子量大小的DNA结合蛋白存在,这种蛋白质能与双链DNA结合而不能结合单链DNA。 2. 携带外源基因的质粒DNA进入肌肉组织后,一方面,可能转染肌细胞,利用肌纤维细胞内的复制、转录和翻译系统表达抗原蛋白质,经加工后形成小分子抗原多肽,与MHCⅠ类分子结合,转移至细胞表面,从而与T细胞结合反应。另一方面,可能直接转染专业抗原呈递细胞(APC)如巨噬细胞、树突状细胞等,质粒DNA通过内吞等途径进入APC并在APC内表达蛋白质抗原,这种抗原属于“内源性抗原”,经胞浆内的蛋白酶降解形成8—10个氨基酸组成的肽,由内质网膜上的抗原肽转运结构(TAP)转入内质网腔,与MHCⅠ类分子形成聚合体,经高尔基体到APC膜表面,进而与T细胞结合并反应,这是诱导CTL应答最有效的途经,与蛋白质疫苗相比,核酸疫苗在诱导CTL应答方面具有的显著优势可能与此有关。APC细胞在肌肉组织中分布较少,但极少量的APC被转染后即能诱导免疫应答[9]。 3. 携带外源基因的细菌质粒具有免疫佐剂功能,可能与细菌DNA的回纹结构有关,这种回纹结构含有以非甲基化的CpG为核心的免疫刺激序列和哺乳动物中很少出现的序列,与信号转导密切相关,细菌质粒被巨噬细胞吞噬、内化后,能活化巨噬细胞核转录因子,启动 a 肿瘤坏死因子、白细胞介素1等细胞因子的转录,而含甲基化CpG的质粒、哺乳动物基因组DNA均无此功能,细胞因子的表达能明显增强核酸疫苗的免疫反应,因此,DNA质粒疫苗本身具有免疫佐剂作用[10]。
责任编辑:姚红祥 |