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影响核酸疫苗免疫效果的因素有哪些?

2022.10.31

质粒载体和启动子的选择

真核表达质粒是核酸疫苗的主体,表达载体表达抗原蛋白的能力越强,诱发宿主产生的免疫应答能力越强。不同类型的启动子/增强子、内含子序列、翻译起始序列、转录终止序列、mRNA的稳定性等调控元件可直接影响基因表达效率,其中启动子是影响核酸疫苗表达的最重要因素。RSV启动子/增强子的表达水平比SV高1000倍,CMV启动子/增强子的表达水平又比RSV高2倍。一般认为CMV是最理想的启动子。强启动子可以产生较好的免疫应答,但弱启动子可能诱导长期的持续性免疫应答。总之,要求用作核酸疫苗的载体必须具备以下特点:在哺乳动物细胞内能高水平的表达目的基因;本身不复制;不会整合到宿主染色体中。

注射途径与方法

核酸疫苗免疫接种的方法主要分为三种:①可产生高转染效率的途径,如肌肉接种;②转染效率虽不高,但是经常被用于实验动物接种的途径,如皮下、腹腔内接种;③转染效率不高,但有高水平的局部免疫监视,如皮肤、呼吸道接种。一般地,用注射器直接注射要求DNA为10~200ug枪注射要求的DNA量可少至亚纳克级。Frnan用50~100ug甲型流感病毒血凝素(HA因的纯DNA于0及4周各接种一次小鼠,比较了不同的注射途径和方法对核酸疫苗的免疫效果的影响。结果发现静脉内、腹腔内和肌肉内合并免疫及单独肌肉内、静脉内、鼻腔内、皮内、腹腔内和皮下免疫的各组存活率分别为95%、95%、83%、76%、75%、67%和0。说明多种途径合并注射免疫效果最好,其它依次为肌肉内、静脉内、鼻腔内、皮内和皮下接种。随着技术的发展,目前最为有效的核酸疫苗免疫途径是使用基因枪将DNA包被的金颗粒注入表皮。这种方法只需比普通注射法低2~3个数量级的DNA,即0.4ugDNA免疫2次即可产生95%的保护作用。Hui等首先报道了基因枪转染法诱导细胞介导的免疫应答。他们以1~2KbMHC抗原基因通过外科手术暴露小鼠靶细胞后进行肌肉或脾内接种,结果产生了同样特异的CTL应答。基因枪技术使有效的转染与有效的抗原提呈和识别相结合。DNA包被的金颗粒射入表皮后,DNA随之提呈细胞(APC)。此外,一些学者报道,用无针喷气注射器的免疫效果明显,优于常规注射器免疫。这种装置以压缩空气驱动活塞,高压下使接种物形成细流而穿过组织。临床上已被用于肌注传统疫苗及皮下接种药物(胰岛素)。以此法注射含报告基因的质粒后可测出报告基因的表达,虽然仅及肌注表达水平的1/10,但能同时产生针对抗原的抗体和CTL。

接种部位的预处理

Davis等报告,试验组小鼠免疫前肌肉注射100ul10mmol/L心肌毒素,对照组注射高渗蔗糖(25%W/V,用PBS溶解),然后两组分别接种等量HBsAgDNA疫苗。结果试验组抗~HBs水平较对照组高10倍以上。Danko等报告,在DNA接种前7天注射0.5%~0.75%丁哌卡可使外源基因的表达提高40倍以上,它能选择性地破坏肌细胞,引起肌细胞再生,而再生肌细胞表达外源DNA的能力高于成熟肌细胞。

接种剂量与次数

核酸疫苗的特点是在体内的表达量低,但是持续时间长。核酸疫苗在动物或临床试验中的免疫程序一般都是3次,大动物或人体的接种量一般为500~1000ug。多数加强免疫在小动物中可以达到增强免疫应答和获得理想免疫保护效果的目的。Ulmer等报告,给小鼠分别注射1~100ug甲型流感病毒HA或NP DNA疫苗,结果抗~HA和抗~NP水平与接种剂量呈正相关。

免疫佐剂

免疫佐剂指与抗原同时或预先应用,能增强机体针对抗原的免疫应答能力,或改变免疫应答类型的物质,包括无机佐剂(如氢氧化铝)、有机佐剂(如脂多糖、分支杆菌)及合成佐剂穴如双链多聚肌苷酸,胞苷酸眼。近年来随着细胞因子研究的进展,发现许多细胞因子也具有明显的免疫佐剂效应,能增强特异抗原的免疫原性或增强机体对抗原的反应性,这些细胞因子包括IL-1、IL-2、IFN-r、GM-CSF、IL-6、 IL-12等。Weiner等用包含CpG序列(质粒骨架中含CpG序列)的DNA作为免疫佐剂和一种淋巴瘤抗原共同免疫小鼠,发现免疫后小鼠能抵抗攻毒试验,而且CpG佐剂的毒性远低于完全福氏佐剂,另外,CpG佐剂也能显著提高抗肿瘤单克隆抗体在小鼠中的抗肿瘤效果。


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