核酸疫苗的免疫机制及其在禽病防治中的应用

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1、核酸疫苗的免疫机制及其在禽病防治中的应用摘要：核酸疫苗是当今疫苗研究的最前沿领域，就核酸疫苗的免疫机制以及在家禽疾病防治中的应用进行了综述。关键词：核酸疫苗；免疫机制；家禽；应用中图分类号：S852.4+3；S858.3文献标识码：A文章编号：0439-8114(2010)04-0985-04随着生物工程技术和分子生物学的发展，禽用新型疫苗的研究有了重要的进展，产生了许多新的具有良好应用前景的新型疫苗，其中核酸疫苗就是其中最为热门的研究方向之一。核酸疫苗，又称基因疫苗。包括DNA疫苗和RNA疫苗，其中DNA疫苗又称为裸体DNA疫苗或裸DNA疫苗，是指将含有编码某种抗原蛋白

2、的外源基因(DNA)与质粒重组后直接导人动物细胞内。并通过宿主细胞的转录系统合成抗原蛋白，诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答，以达到预防和治疗疾病的目的。本文主要就核酸疫苗的免疫机制及其在禽病防治上的应用作一综述。1核酸疫苗的免疫机制核酸疫苗的免疫机制主要有以下3点：一是核酸疫苗接种后，被结合在游离核糖体上的mRNA翻译而表达，合成的内源性抗原蛋白其中一部分以有效的比例结合到泛肽上，进一步结合泛肽，呈递到蛋白酶，降解为多肽，通过抗原肽转运结构(TAP)运送到内质网腔，与MHC-I类分子以亲和吸附方式形成聚合体，多肽MHC-I类分子聚合体通过内质网进人高尔基体，最终到达细胞

3、膜的表面，诱发CD8+细胞毒性T细胞应答的产生。二是另一部分蛋白抗原从分泌它们的抗原递呈细胞(APC)的细胞膜上进入MHC-II类型途径，进入MHC-II类呈递途径的蛋白在溶酶体中水解，产生大约20-25个氨基酸的多肽，这些溶酶体和包含MHC-II分子的囊泡融合oMHC-II分子结合合适的多肽形成MHC异聚体，成熟的MHC异聚体在细胞膜表面和CIN+T细胞反应，引发体液免疫应答。三是有一部分抗原多肽递呈给B细胞，使B细胞自身活化，产生特异性抗体，诱发体液免疫。另外递呈后的CD〜限制性T细胞(Th)活化、增殖可产生多种细胞因子，进一步促进和强化体液免疫和细胞免疫。核酸免疫后

4、，还可以使肌细胞和抗原递呈细胞被感染，从而使CD4+和CD8+细胞亚群活化，产生特异的免疫应答。以前曾认为该过程需要内源抗原的表达，但现在的研究表明，只要有外源抗原的存在，也能有效地引起I类MHC限制的CTL应答。胞内型的蛋白分子在与MHCI类分子结合后，是诱导细胞免疫的最好抗原形式。2核酸疫苗在禽病防治中的应用2.1禽流感(AI)核酸疫苗最初开展的禽用核酸疫苗的研究就是以流感病毒血凝素(HA)基因为模板进行的，主要用来评估DNA疫苗对鸡的免疫保护。Robinson等以禽流感病毒H7N7株血凝素(HA)基因的质粒DNA由不同免疫途径接种鸡，免疫鸡可对致死剂量的H7N7株病

5、毒产生50%的保护率。Kodihalli等用巨细胞病毒启动子和鸡B一肌动月元启动子分别构建了H5亚型HA基因表达质粒，用基因枪免疫鸡，对致死性H5病毒攻击可提供完全保护。重要的是，HA-DNA疫苗对HA1氨基酸序列变异率达11%-13%(与原抗原相比)的致死性抗原攻击交叉保护率仍达95%。KodihaUi等随后发现，HA基因的DNA疫苗免疫过的鸡对不同血清亚型禽流感病毒的攻击也能获得保护，但到目前为止，并没有更进一步的报道。2000年，Kodihalli等研究了包含表达H5血凝素基因质粒和表达H7血凝素基因质粒的联合DNA疫苗效果，以及表达H5亚型NP基因的DNA疫苗效果

6、。结果显示，单一剂量联合DNA疫苗免疫鸡可抵抗H5或H7两种亚型的攻击。但是，表达NP基因的DNA疫苗免疫鸡对H5N8（同一亚型）毒株致死性保护率为50%,对H7N7（不同亚型）毒株致死性保护率为42%。这一研究结果表明，表达NP基因的DNA疫苗不能对机体提供有效保护。Luschow等的试验结果表明。采用重组ILTV（传染性喉气管炎病毒）作为禽流感基因疫苗的载体是一种有效可行的方式。姜永萍等将密码子及表达载体优化的H5亚型禽流感DNA疫苗质粒pCAGGoptiHA5以50

7、ig和10^g剂量单次或加强免疫5周龄海兰褐蛋鸡。结果表明。pCAGGoptiHA5以10v,g加强

8、免疫后，可以诱导商品蛋鸡产生较高水平的HI抗体，并可保护免疫蛋鸡不发生高致病性禽流感病毒攻击后的死亡。目前，我国研制的H5亚型血凝素基因DNA疫苗，具有良好的免疫原性，通过肌肉注射途径即可达到对同源强毒攻击的免疫保护，并能有效阻断免疫保护存活鸡机体的排毒。国内研制的H7亚型血凝素基因DNA疫苗，在极小的剂量下即可成功诱导免疫保护反应，并有效阻断同源低致病力禽流感病毒在机体内的感染和排毒。美国的Webster等最近用核酸疫苗免疫鸡，预防H5、H7禽流感。试验表明，在H5亚型流感病毒之间，DNA疫苗交叉保护性好，免疫后检不出抗体。