DNA疫苗在动物疾病预防中的研究
摘要:DNA疫苗在预防和治疗疾病方面有重要作用,而DNA疫苗在动物疾病预防上的研究作为DNA疫苗研究的一个重要课题,已经在猪、牛、禽等的基本预防中取得突破性进展。本文从DNA疫苗的特点和作用机理说起,分析其在动物疾病预防中的研究成果以及未来研究前景。
关键词:DNA疫苗;动物疾病预防;作用机理;病毒
1 DNA疫苗的特点
DNA疫苗又被称为基因疫苗,可以通过一定的途径进入动物体内,被宿主细胞摄取后转录和翻译,表达出抗原蛋白,该抗原蛋白能使有机体产生非特异性和特异性免疫应答反应,起到免疫保护效果。DNA疫苗由编码抗原的基因和质粒载体组成,质粒载体结构非常简单,提纯质粒载体的工艺也很简单,能实现大批量生产。由于DNA分子能实现克隆生产,故而DNA疫苗需要随时更新。DNA疫苗的分析非常稳定,可以制成冻干苗,便于保存和运输。由于DNA疫苗的序列编码是单一的病毒基因,故而不会发生毒性逆转情况,也不存在毒性升高的可能性。质粒载体可作为佐剂,故而不需要另外使用佐剂,使用起来非常方便,且能降低成本。
2 DNA疫苗的作用机理
给有机体注射DNA疫苗后,DNA疫苗被有机体的细胞所摄取,而摄取的机理是什么还不是特别清楚,不过有科学家的实验表明:有机体的肌细胞、上皮细胞、黏膜细胞有较强的提取DNA分子的能力。被有机体摄取后的DNA疫苗分子在特定启动子作用下,在细胞核内转变成mRNA,接着就被移至细胞质内被翻译成抗原蛋白,这个抗原蛋白能起到诱导有机体免疫反应的效果。有关抗原蛋白的认识上,目前学界主要有三种观点:第一种认为这些抗原蛋白在细胞内发生一定的反应后被降解成8-12个氨基酸短肽,一部分与细胞中的MHC Ⅰ类分析结合并出现在细胞表面,接着其再与
CD8+T细胞的表面分析结合,刺激细胞中的素性T淋巴细胞。第二种观点认为一部分的抗原蛋白直接在细胞中分泌后与B细胞受体结合,刺激B细胞。第三种观点认为:被分泌出细胞的抗原蛋白分子被诸如树突状细胞等吞噬、降解后与这些细胞内质网产生的MHC Ⅱ类分子向结合,最后递呈于Th2淋巴细胞并使Th2淋巴细胞受到刺激,最终导致有机体内的免疫系统响应。
3 DNA疫苗在动物疾病预防中的研究及前景
在动物疾病的预防中,DNA疫苗能起到良好的免疫保护效果,目前已在猪、牛、鸡等经济价值较高的动物身上得到应用,动物疾病预防取得突破性进展。比如说,在猪疾病的预防中,猪呼吸与繁殖综合征病毒(PRRS)的基因片段ORF5
编码的GP5是该病毒中的主要结构蛋白之一,给猪含有ORF5基因的NDA疫苗后,能使猪产生抗GP5的抗体。有科学家制备出DNA疫苗,用于猪仔身上的免疫后,猪仔体内产生抗体,提高了猪疾病预防效果。在猪瘟病毒(CSFV)研究方面,该病毒的主要保护抗原E2基因有四种不同的真核表达质粒,在小鼠身上进行的免疫试验表明:加上信号肽的抗原E2基因能诱导抗体的产生,使猪有较好的抵抗猪瘟病毒感染的能力。
在禽类的动物疾病预防方面,目前的研究多集中在鸡身上。Jianrong Li等人采用IBDV抗原基因VP2和鸡IL-2来构建DNA疫苗,在鸡群身上进行了DNA免疫试验,结果表明,采用鸡IL-2构建的DNA疫苗能产生较好的免疫效果,能有效诱导抗体的产生。还有人对IBDV抗原基因的VP2和
VP234构建DNA疫苗,将疫苗使用到两周龄的小鸡身上,进行二次免疫后,然后对这些鸡群进行IBDV攻击试验,结果发现:这两种疫苗的保护率分别为50%、70%。有学者采用禽流感H7N7病毒中的血凝素制备DNA疫苗,将其注射到3周龄鸡的静脉、腹腔和皮下,结果发现有一半的鸡能承受住H7N7病毒的攻击。
在牛疾病的预防上,采用BRSV病毒的G基因构建的DNA疫苗,用不同的注射发生给犊牛注射DNA疫苗,发现产生的免疫效果不同,其中,无针方式注射的免疫效果最好。
用BHV病毒的gD基因构建的DNA疫苗给牛注射后,能使牛的体内产生较高的中和抗体,进行攻毒试验表明:免疫组的病毒排放量比非免疫组的要少很多,这种DNA疫苗采用的注射方式主要有皮下注射和肌肉注射,其中,皮下注射能产生更好的免疫效果。
随着DNA疫苗研究的深入,其在动物疾病预防中的研究广度和深度都将有所延伸,主要的研究方向有:一、优化编码抗原目的基因,该基因是DNA疫苗的主要组成部分,进行优化能有效提高疫苗的免疫效果。科学家可以从修饰、改造基因密码子、改变基因序列、等方式来优化编码抗原目的基因。二、优化基因佐剂。。三、免疫途径和方式的优化。DNA疫苗与传统疫苗一样,采用不同的免疫放射和途径会产生不同的免疫效果,而目前在动物疾病预防中,多采用注射器法和基因枪注射法,在动物的表皮、骨骼、静脉、黏膜等处注射疫苗。而基因枪法是一种先进的免疫方法,具有剂量小、免疫效果好等优点,值得推广和深入发展。
4 结束语
作为新一代疫苗,DNA疫苗在动物疾病预防方面起到重要作用,动物防疫水平提高。而且,DNA疫苗以其纯化简单、保存运输方便、免疫效果时间维持长、预防与治疗效果兼有等优点而得到人们的关注,已经成为动物疾病预防的主要措施。随着研究的深入,研究成果会越来越多,动物的疾病防
治也会出现新局面。
参考文献
[1] 陈照江,代宝贵,刘红艳.DNA疫苗的特点及在不同动物中的应用[J].养殖技术顾问,2011(9):185.
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