全球动物疫苗研究进展及运用情况分析.doc

一、基因工程疫苗
1、重组活载体疫苗。病毒活载体疫苗研究得较多，如用鸡痘病毒作为载体，表达成功的保护性抗原基因就有新城疫病毒、传染性法氏囊病病毒、马立克氏病病毒、禽网状内皮组织增生症病毒、狂犬病病毒、传染性支气管炎病毒、艾美尔球虫等。2005年12月24日，农业部在北京宣布，我国已成功研制出禽流感——新城疫重组二联活疫苗，并正式批准生产，这使得我国在高致病性禽流感防控技术方面继续走在世界前列。www.dx-
2、基因工程亚单位疫苗。已经制成并用于生产的主要有口蹄疫基因工程亚单位疫苗、鸡传染性法氏囊病基因工程亚单位疫苗，用于预防仔猪和犊牛下痢的大肠杆菌菌毛基因工程重组亚单位疫苗。
3、基因缺失疫苗。目前已有多种基因缺失疫苗问世，如伪狂犬病基因缺失疫苗、霍乱弧菌基因缺失疫苗、大肠杆菌基因缺失疫苗等。
二、核酸疫苗
核酸疫苗(nucleic vaccine)又名基因疫苗(gene vaccine)或DNA疫苗(DNA vaccine)，是一种或多种抗原编码基因克隆到真核表达载体上，将构建的重组质粒直接注入到体内而激活机体免疫系统，因此也有人称之为DNA免疫。l995年，WHO在日内瓦召开国际会议，将其统一命名为核酸疫苗。它所合成的抗原蛋白类似于亚单位疫苗，区别只在于核酸疫苗的抗原蛋白是在免疫对象体内产生的。研究发现，对肌肉直接进行DNA注射能够得到表达的蛋白产物，并指出这可能为发展疫苗提供了新的途径。有学者将携带流感病毒核心蛋白编码基因的质粒注入小鼠肌肉，使小鼠产生了对多种流感病毒的免疫保护，开辟了基因疫苗研究的新时代。目前已有多种分别针对艾滋病、流感、癌症等疾病的基因疫苗进入临床试验阶段，针对狂犬病、猪瘟、麻疹和过敏等各种疾病的基因疫苗研究也在进行中[10]。
基因疫苗与重组亚单位疫苗一样，都是利用单一蛋白质抗原分子来诱导免疫反应，因此首先要明确编码具有免疫活性的特定抗原的DNA；其次是选择合适的质粒载体，虽然病毒载体曾经被用作抗原因载体，但无沦是用腺病毒载体还是逆转录病毒载体，总体上达到的免疫效果都不如用质粒载体。而且，细菌质粒本身没有很强的免疫原性，这对保证质粒在体内长期稳定地表达有重要意义。核酸疫苗大多采用质粒作载体。常用的质粒载体启动子多为来源于病毒基因组的巨细胞病毒(CMV)早期启动子，具有很强的转录激活作用；另外，疫苗DNA中还可包含一些合适的增强子、终止子、内含子、免疫激活序列及多聚腺苷酸信号等。www.fan-
基因疫苗导人动物体的方法和途径主要有注射、粒子轰击技术和口服、鼻内滴注等[11]。核酸疫苗能引起多种免疫反应：体液免疫反应，细胞毒T淋巴细胞免疫反应和辅助T细胞反应。
核酸疫苗是近几年来新兴的一种疫苗，它以其独特的优点吸引着人们：(1)抗原合成和递呈过程与病原的自然感染相似，通过MHC Ⅰ类和Ⅱ类分子直接递呈免疫系统。特别是特异性CD8＋淋巴细胞(CTL)的免疫反应，这是灭活疫苗和亚单位疫苗不能比拟的；(2)免疫原的单一性，只有编码所需抗原基因导入细胞得到表达，载体本身没有抗原性。而重组的病毒活载体疫苗除了目的基因表达外，还有庞大而复杂的免疫蛋白；(3)易于构建和制备，稳定性好，成本低廉，适于规模化生产。但其潜在的危险性也非常令人担忧[8]：(1)被注射的、可由宿主吸收的DNA有可能被整合到宿主的染色体中，并引起插入突变。在理论上，外源DNA引人体内敏感细胞中可能通过插入活化致癌基因，插入激活宿主细胞原致癌基因或插入灭活抑制基因引起肿瘤细胞形成．尽管这种概率很低；(2)外源抗原的长期表达可能导致不利的免疫病理反应；(3)使用编码细胞因子或协同刺激分子的基因可能具有额外的危害；(4)有可能形成针对注射DNA的抗体和出现不利的自身免疫紊乱；(5)所表达的抗原可能产生意外的生物活性。解决这些安全问题是研究核酸疫苗的焦点。
三、合成多肽疫苗
合成肽疫苗(synthetical peptide vaccine)也成为表位疫苗（epitope vaccine），是用化学合成法人工合成类似于抗原决定簇的小肽(约20～40个氨基酸)。合成肽疫苗分子是由多个B细胞抗原表位和T细胞抗原表位共同组成的，大多需与一个载体骨架分子相耦联。合成肽疫苗的研究最早始于口蹄疫病毒(FMDV)合成肽疫苗，主要集中在FMDV的单独B细胞抗原表位或与T细胞抗原表位结合而制备的合成肽疫苗研究。虽然取得了一定的进展，但仍未获得一种具有理想保护作用的合成肽疫苗。分析合成肽疫苗免疫效果不佳的原因主要有：(1)疫苗缺乏足够的免疫原性，很难如蛋白质抗原那样诱导集体的多种免疫反应；(2) B细胞和T细胞抗原表位很难发挥协同作用；(3)缺乏足够多的B细胞抗原表位的刺激。针对提高合成肽疫苗的免疫原性，进行了许多研究，如独特型肽疫苗、热休克蛋白—肽复合体疫苗等。一般来说单独的抗原决定簇的免疫原性较弱，所以通常要与载体偶联，或以融合蛋白的形式进行免疫，还可以与细胞因子一起作用，以提高免疫原性。试验证明，热休克蛋白—肽复合体可以诱发很强的细胞反应，有持续时间较长，又有记忆功能且不需要佐剂等优点。
目前针对乙型肝炎病毒、狂犬病病毒、人脊髓灰质炎病毒、鸡新城疫病毒、吁肠孤病毒以及委内瑞拉马脑炎病毒等的抗独特型抗体的研究较为活跃，其中针对乙型肝炎病毒表面抗原和呼肠孤病毒S1抗原的抗独特型抗体在实验动物上已证明具有很好的保护作用。另外，针对仙台病毒特异性T淋巴细胞受体的抗独特型抗体可以在小鼠引起细胞毒性T细胞应答，并能保护小鼠抵抗病毒攻击。与传统的疫苗相比，由于抗独特型抗体较天然的病毒抗原免疫诱导的中和抗体水平低．故抗独特型抗体在应用时、也需要与一定的载体如钥孔虫戚血蓝蛋白或LPS进行偶联，或交联后附以佐剂并采用适当的剂量进行免疫。此外、抗独特型抗体疫苗制造方法较为复杂、有异种蛋白副反应。抗独特型抗体疫苗在应用到实际之前尚需做很多工作，但具有传统疫苗不能取代的作用[13]。

四、抗独特型抗体疫苗
抗独特型疫苗(anti-idiotypic vaccine)免疫调节网络学说发展到新阶段的产物。抗独特型抗体可以模拟抗原物质，刺激机体产生与抗原特异性抗体具有同等效应的抗体，由此制成的疫苗称为抗独特型疫苗或内影像疫苗(internal image vaccine)。
抗独特型疫苗的有许多优点：
(1)可以不接触活的病原微生物及其组成成份，因而很安全；
(2)用杂交瘤细胞在体外产生大量单克隆抗独特型抗体比较容易，花费小，生产周期短．浓缩纯化简单便；
(3)抗独特型疫苗较非活化病毒能诱导更多的活性T、B细胞反应；
(4)抗独特型疫苗对新生儿有特别价值；
(5)抗独特型疫苗仅启动其携带内影像抗原决定簇的抗体反应；
(6)能模仿选择性抗原决定簇使其被工程化。
同时，独特型疫苗也存在的许多问题：
(1)最困难的是在很多可能的抗独特型抗体中选择特异的抗独特型抗体；
(2)很难预抗独特型疫苗产生免疫反应或免疫耐受；
(3)抗独特型抗体是异种蛋白，重复免疫人可致血清病；
(4)抗独特型疫苗免疫还不能提供完全的保护；
(5)由于抗独特型网络的复杂性，当一些抗独特型抗体活化保护性免疫时，另一些抗独特型抗体可能启动病理性反应。
目前已有许多研究工作用抗独特型抗体制作的实验室疫苗，接种动物能抵抗病原的感染，如伪狂犬病病毒、牛疱疹病毒-Ⅰ、新城疫病毒和弓形虫等[16]。抗独特型抗体疫苗目前尚处于实验室阶段，达到临床使用的研究目标依然任重道远。
五、病毒——抗体复合物疫苗
这类疫苗含有病毒和抗体两种成分，虽然作用机制和方式还不太清楚，但免疫确实可靠，且安全性好。这类疫苗曾经使用的有猪瘟病毒——抗体复合物疫苗、牛病毒性腹泻病毒——抗体复合物疫苗、传染性法氏囊病毒——抗体复合物疫苗，用于猪瘟、牛病毒性腹泻、鸡法氏囊病的免疫。二十世纪九十年代，国外研制成功了鸡新城疫——抗体复合物疫苗。
六、转基因植物疫苗
转基因植物疫苗是把植物基因工程技术与机体免疫机理相结合，生产出能使机体获得特异抗病能力的疫苗。动物试验已证实，转基因植物表达的抗原蛋白经纯化后仍保留了免疫学活性，注射入动物体内能产生特异性抗体；用转基因植物组织饲喂动物，转基因植物表达的抗原递呈到动物的肠道相关淋巴组织，被其表面特异受体特别是M细胞所识别，产生黏膜和体液免疫应答。
目前用转基因植物生产基因工程疫苗主要有两种表达系统，一是稳定的整合表达系统，把编码病原体保护性抗原基因导入植物细胞内，并整合到植物细胞染色体上，整合了外源基因的植物细胞在一定条件下生长成新的植株，这些植株在生长过程中可表达出疫苗抗原，并把这种性状遗传给子代，形成表达疫苗的植物品系。二是瞬时表达系统，主要是利用重组植物病毒为载体将编码疫苗抗原的基因插入植物病毒基因组中，再用此重组病毒感染植物，抗原基因随病毒在植物体内复制、装配而得以高效表达。由于每个寄主植株都要接种病毒载体，所以瞬时表达不易起始，但可获得高产量的外源蛋白质。该类疫苗可按剂量食用以达到免疫接种的目的，所以，这类疫苗又称为食用疫苗。用转基因植物已成功表达大肠杆菌热不稳定毒素B亚单位(LTB)、霍乱弧菌肠毒素B亚单位(CTB)、乙型肝炎表面抗原。
目前，用转基因植物已成功表达大肠杆菌热不稳定毒素B亚单位(LTB)、霍乱弧菌肠毒素B亚单位(CTB)、乙型肝炎表面抗原、兔出血症病毒VP60蛋白、口蹄疫病毒VP1蛋白、传染性胃肠炎病毒S蛋白、狂犬病病毒G蛋白和呼吸道合胞体病毒G蛋白、F蛋白等。此外，寄生虫的抗原如疟原虫抗原，亦在转基因植物中得到表达。动物试验表明，表达的抗原均能刺激产生特异性抗体应答，并产生一定的保护作用。
七、T细胞疫苗
T细胞疫苗是指将T细胞或体外T细胞表位多肽刺激产生的T细胞作为疫苗接种，用于治疗某些自身免疫疾病。但将依据MHC-I类分子特异的多肽结合基序(MHC binding motif)合成的多肽，在体外诱导产生的抗原特异性细胞毒T淋巴细胞(CTL)，用于治疗病毒性疾病，则是近几年的新思维、新设想。它将T细胞从过去应用为靶细胞转变成效应细胞，为T细胞疫苗的概念增添了新的内涵。T细胞疫苗是用多肽在体外诱导产生特异性CTL，后者被克隆、扩增、筛选和鉴定后，仅将MHC-I类限制的CD8+T细胞输入机体，诱导细胞免疫应答产生，从而解决了多肽疫苗存在的上述问题，而且直接回输CTL，可以人为地控制CTL的强度，避免其过度，导致大量受染肝细胞死亡，也可避免其过低，无清除病毒作用。
T细胞受体(TCR)疫苗是用TCR代替自身反应性T细胞进行接种，动物实验获得了较理想的免疫效应。TCR疫苗是T细胞疫苗的深化，也属于多肽疫苗。它在自身免疫性疾病治疗和抗移植排斥反应中有独到的优越性。