瘧疾核酸免疫的研究進(jìn)展

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1、瘧疾核酸免疫的研究進(jìn)展聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署/世界銀行/世界衛(wèi)生組織聯(lián)合倡建的熱帶病特別規(guī)劃防治的6種主要熱帶病中，除麻風(fēng)病外，其余5種都是寄生蟲病，而瘧疾則是危害性最大的一類寄生蟲病。盡管全國世界以蚊媒控制和藥物治療為中心的大規(guī)模防治計(jì)劃開展了近40年，但目前仍有100個(gè)國家和地區(qū)不同程度地受到疾疾的威脅。由于環(huán)境改變和流動人口的增加，受威脅人口很大的可變性。據(jù)估計(jì)，1994年有23億人口(占世界人口的41％)居住在受瘧疾威脅的地區(qū)。估計(jì)全世界瘧疾發(fā)病每年3－年億例，死亡人數(shù)為150－270萬人。大約100萬例5歲以下兒童死亡是由瘧疾或同時(shí)伴有其它疾病所致[

2、1]，因而瘧疾疫苗的研制勢在必行，并已成為瘧疾防治中的重要內(nèi)容。瘧原蟲生活史有多個(gè)時(shí)期，每個(gè)生活史期有多種抗原，而且每種抗原具有多個(gè)表位，有些抗原還有多個(gè)等位基因，相同抗原又有多種結(jié)構(gòu)形式，免疫系統(tǒng)有多種作用因子，而不同宿主的免疫反應(yīng)也不相同，所有的這些因素給瘧疾疫苗的研制帶來了許多困難[2]。從現(xiàn)有的瘧疾疫苗看，瘧疾的第一代疫苗——全蟲減毒疫苗激發(fā)的免疫反應(yīng)低下，臨床試驗(yàn)效果不佳。即使是寄予厚望的第二代疫苗——基因工程亞單位疫苗和化學(xué)合成多肽疫苗，也由于表達(dá)產(chǎn)物翻譯后的修飾功能較差難以確?？乖奶烊粯?gòu)型及免疫原性，特別是對保護(hù)性抗原多為糖蛋白的蟲體生活

3、史時(shí)期來說更是難以達(dá)到免疫保護(hù)效果，同時(shí)表達(dá)產(chǎn)物的純化過程也極為復(fù)雜，給實(shí)際應(yīng)用帶來了困難。因此，近年興起的核酸免疫為瘧疾疫苗的研制帶來了希望。核酸疫苗被看作是極具發(fā)展?jié)摿Φ牡谌呙鏪3]。核酸免疫已成為預(yù)防和治療傳染病的一種有希望的基因治療方法，帶有病原體抗原基因的質(zhì)粒DNA直接導(dǎo)入宿主細(xì)胞，可激發(fā)出針對編碼抗原的特異性細(xì)胞免疫應(yīng)答和/或體液免疫應(yīng)答[4]。在短短的幾年中核酸免疫已取得了長足的進(jìn)展，本文就核酸免疫在瘧疾疫苗研制中的應(yīng)用作一綜述。1　鼠約氏瘧原蟲的DNA疫苗　環(huán)子孢子DNA疫苗約氏瘧原蟲(P,yoelii)環(huán)子孢子蛋白(CSP，391a

4、a)(簡稱為PyCSP)是子孢子表面表達(dá)最多的一種抗原，它也可表達(dá)于紅外期寄生蟲的質(zhì)膜和納蟲泡膜上。PyCSP是保護(hù)性免疫應(yīng)答的靶抗原，過繼轉(zhuǎn)移PyCSP特異的CD8+和CD4+T細(xì)胞可保護(hù)小鼠的子孢子攻擊感染。而在體外，PyCSP特異的CD8+細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞(CTL)可以MHC-限制方式消滅培養(yǎng)感染肝細(xì)胞，而且針對PyCSP高度顯位重復(fù)區(qū)的抗體可在體外抑制子孢子的侵入，并可被動傳遞免疫保護(hù)作用給未受感染的小鼠[5]。Sedegah等[6]將重新構(gòu)建的含有PyCSP基因的質(zhì)粒DNA直接肌肉注射免疫小鼠，并與輻射減毒子孢子的免疫效果相比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，核酸

5、免疫小鼠可發(fā)產(chǎn)生抗CSP的特異性抗體和CTL反應(yīng)，它們的反應(yīng)水平均高于減毒子孢子免疫的小鼠。核酸免疫小鼠用5×105子孢子進(jìn)行攻擊感染，結(jié)果肝期寄生蟲的負(fù)荷可減少86％；而以102子孢子攻擊感染經(jīng)過2－3次核酸免疫的動物，發(fā)現(xiàn)核酸疫苗對68％(18/28)的小鼠具有保護(hù)作用，并且這種保護(hù)作用依賴D8+T細(xì)胞。盡管PyCSP質(zhì)粒DNA免疫BALB/c小鼠可以劑量依賴形式誘導(dǎo)出高水平的CSP特異性抗體，且比減毒子孢子免疫鼠抗體水平高10－15倍，然而通過體外檢測抗體對子孢子侵入肝期的寄生蟲生長發(fā)育的抑制作用，發(fā)現(xiàn)該DNA疫苗誘導(dǎo)的抗體應(yīng)答只有中等水平的生物學(xué)

6、活性。提示，上述DNAU疫苗的保護(hù)作用主要依賴于CTL介導(dǎo)的免疫應(yīng)答。說明核酸免疫可用于抗瘧原蟲感染。PyCSP質(zhì)粒DNA免疫可誘導(dǎo)針對PyCSP的一種已被鑒定但尚未命名的CTL抗原特異性表位、MHC限制的CD8+CTL，且CTL應(yīng)答與抗體應(yīng)答呈相關(guān)關(guān)系。PyCSPdNA免疫誘導(dǎo)的CTL的水平(70％－80％特異性溶解靶細(xì)胞)明顯高于射線減毒子孢子(20％－30％特異性溶解靶細(xì)胞)免疫誘導(dǎo)的保護(hù)性免疫水平。Hoffman等[7]同樣構(gòu)建了可編碼PyCSP基因的重組質(zhì)粒進(jìn)行動物免疫試驗(yàn)，獲得了與Sedegah等[8]報(bào)道相似的免疫效果。同時(shí)他們還發(fā)現(xiàn)，免疫

7、注射3次(20-40μg/次)質(zhì)粒DNA可達(dá)到與每次注射200μg相同的保護(hù)性免疫效應(yīng)，而且延長免疫間隔期似處可增強(qiáng)免疫效應(yīng)。許多研究表明，MHC和非MHC基因可調(diào)控小鼠對約氏瘧原蟲感染的保護(hù)作用，而且針對惡性瘧原蟲()、間日瘧原蟲()、約氏瘧原蟲及伯氏瘧原蟲()的CD8+和CD4+T細(xì)胞表位和B細(xì)胞表位的免疫應(yīng)答均受遺傳基因的限制。因此，為考察DNA疫苗在鼠模型中的保護(hù)效果，Doolan等[8]利用能編碼PyCSP的質(zhì)粒DNA免疫5株近交系小鼠，它們的遺傳背景和H-2單倍型分別為BALB/c(H-2d)、A/J(H-2a)、(H-2k)、(H-2q)及

8、C57BL/c(H-2b)。同時(shí)還免疫了另一株遠(yuǎn)交系小鼠CD-1。結(jié)果只有BAL