免疫佐剂

核酸疫苗的免疫学原理及

植物多糖作为核酸疫苗佐剂的可行性分析

核酸疫苗不仅引起体液免疫反应,而且诱导高水平的细胞免疫应答, 尤其是细胞免疫T淋巴细胞反应,被认为在病毒、胞内菌、寄生虫等病原体感染的防治中具有更大的优势。核酸疫苗作为近年来发展起来的一项新的生物技术, 已经成为疫苗研究领域的热点之一, 并获得了迅速的发展。实验结果表明,核酸疫苗既可作为病毒、细菌或寄生虫的预防疫苗, 也可作为非感染性疾病如肿瘤病的治疗用疫苗。通过介绍近年来核酸疫苗在病毒、细菌、寄生虫等感染性疾病的预防和治疗等领域的研究进展情况, 表明随着分子生物技术的不断发展, 核酸疫苗的进一步研究和实践为改善人类和动物健康显示出新的希望。

而本文将从核酸疫苗的免疫学原理以及植物多糖作为核酸疫苗佐剂的可行性分析两个方面对核酸疫苗的简单情况及应用进行介绍。

一、核酸疫苗的免疫学原理

核酸疫苗又称基因疫苗或 DNA 疫苗,包括DNA 疫苗和 RNA 疫苗, 是指把外源基因克隆到真核质粒表达载体上, 然后将重组的质粒 DNA 直接注射到动物体内, 使外源基因通过宿主细胞的转录系统合成抗原蛋白, 激活机体的免疫系统, 引发免疫反应。

核酸疫苗由外源抗原编码基因和作为真核表达载体的质粒构成。表达载体依靠特有的病毒启动子外源基因在动物细胞内高水平表达。通常认为,DNA 疫苗进入真核细胞, 仅有少量被细胞所摄取,其中少量进入细胞核后, 在载体上的启动子调控下, 转录出抗原基因 mRNA。后者进入胞浆而转译出相应的抗原蛋白[9]。抗原呈几种方式呈递到免疫系统: (1)细胞内经加工后与 MHCI 分子结合呈递到细胞表面, 刺激细胞毒性 T 淋巴细胞;(2)细胞中释放出来与 B 细胞受体结合, 刺激 B 细胞;(3)放出的蛋白质被抗原呈递细胞所吸收、降解, 然后与 MHCII 分子结合后刺激辅助性 T 细胞。最终引发了免疫系统的响应。免疫系统的响应程度与不同的免疫部位、细胞的表达程度和是否增加免疫调节基因有关。

二、植物多糖作为核酸疫苗佐剂的可行性分析

佐剂长期以来用于疫苗，促进机体免疫反应，降低疫苗用量和生产成本，但至今只有铝佐剂可用于人疫苗。一种理想的佐剂除了具有无毒、可降解、无致免疫性和可再生外，需要对抗原具有持久的、高效的免疫应答反应，因此，开发研究出安全新型的佐剂对免疫治疗是一项急需解决的问题。

研究发现多种天然多糖具有良好的免疫促进作用，能提高体液免疫和细胞免疫，而且由于其自身具有天然、低毒、无药物残留等优点，以及在使用安全性方面的优势，已成为疫苗佐剂研究的一个热点。

（一）植物多糖与成为一种佐剂相适应的特点主要是植物多糖对免疫细胞和免疫分子均具有促进作用。

植物细胞对免疫细胞的促进作用：（1）树突状细胞( DC) 是体内功能最强的专职抗原提呈细胞( APC) ，也是唯一能激活未致敏的 T 淋巴细胞，从而启动初次免疫应答的 APC，是机体免疫反应的始动者。二部分植物细胞对该细胞的增殖分化起到促进作用。（2）淋巴细胞分为 T 细胞、B 细胞和 NK 细胞等亚群。机体的特异性免疫反应主要是由 T 细胞和 B 细胞并通过他们所表达的受体来实现的，其他一些如 NK 细胞则产生非特异性免疫反应。大量实验证明，植物多糖有促进免疫细胞增殖分化的作用。（3）巨噬细胞是免疫系统中一类具有防御和调节功能的细胞，作为免疫效应细胞，可以直接消除各种异物，杀伤细胞内寄生的病原体和肿瘤细胞。在研究关于植物多糖对巨噬细胞的免疫应答反应的实验中，最重要的发现是植物多糖能使巨噬细胞活化。

植物细胞对免疫分子的促进作用：（1）免疫球蛋白是机体受抗原刺激后产生的，其主要作用是与抗原起免疫反应，生成抗原－抗体复合物，从而阻断病原体对机体的危害，使病原体失去致病作用。部分植物多糖能显著增强免疫球蛋白的活性；（2）细胞因子( CK) 是由细胞产生的具有多种生物学功能的糖蛋白或小分子多肽，包括白细胞介素( IL) 、干扰素( IFN) 、肿瘤坏死因子( TNF) 、集落刺激因子( CSF) 、趋化因子( chemokines) 和生长因子( GF) 等，能够在细胞间传递信息，参与炎症反应，介导移植排斥反应和免疫性疾病等。其分泌受

到植物多糖的影响。

（二）植物多糖作为免疫佐剂仍存在的一些问题

均一性：多数多糖成分复杂且不易纯化，有些多糖含量低、分离提取困难，而作为佐剂应提高纯度，避免其他成分的干扰，有利于从分子水平进一步研究其作用机理。

质量标准的控制：天然产物多糖成分受多种因素影响，质量标准不易控制，造成实验重复性差，不符合国际规范，难以进入国际市场。

分子结构不明确：由于多糖及糖衍生物的结构测定因分离、纯化及研究技术的限制仍有一定困难，使多糖结构与功能的关系、结构改善与化学合成等方面的研究受到限制，不利于进入规模化生产。

影响多糖生物活性的因素较多：如品种、产地不同、采收时间差异,有效成分的含量不如西药那样容易确定，甚至多糖的不同组分、亚组分的生物活性都可能会有很大的差异，此外，多糖分子的立体构型、分子量、取代基、溶解度、粘度等也能影响其生物活性，这给疫苗佐剂的筛选增加了难度。

量效关系：中药多糖的免疫调节作用呈一定的量效关系。一般中药多糖在小剂量有免疫增强作用，而大剂量时有免疫抑制作用。因此要研究其作为佐剂的有效剂量范围或最佳配比。

虽然仍旧存在许多问题，但是植物多糖的应用前景却十分可观。

【参考文献】

[1]李永刚；植物多糖作为免疫佐剂的研究进展；

[2]欧阳杰；中药免疫活性多糖作为疫苗佐剂的研究进展；云南中医学院学报；第25卷第2期2002年6月

[3]李月涛;核酸疫苗的研究及应用进展;生物技术通报;2006年第4期

教授科研专题

核酸疫苗的免疫学原理

及植物多糖作为核酸疫苗佐剂的可行性分析

学院：生命科学学院

姓名：刘雨婷

专业：生物科学

学号： 2013013194