寄生蟲病疫苗接種的現(xiàn)狀及展望

寄生蟲病疫苗接種的現(xiàn)狀及展望

**疫苗是20世紀(jì)人類最重要的發(fā)明之一。它是預(yù)防感染和盡量減少有害藥物的強(qiáng)大武器。與一般藥物不同,疫苗的使用多在疾病發(fā)生之前,更為重要的是疫苗作用具有記憶的效果,疫苗可使接種的人群和動(dòng)物在一定時(shí)期內(nèi)具有對(duì)一種或幾種疾病的抵抗能力。目前研究的寄生蟲病疫苗的類型主要有化學(xué)合成疫苗、基因工程疫苗、核酸疫苗等。目前對(duì)于寄生蟲病的治療,手術(shù)和藥物治療都因其局限性而受到限制?！邦A(yù)防為主”是防治寄生蟲病的根本方針,采取免疫預(yù)防的方法控制寄生蟲病是最經(jīng)濟(jì)、快速和有效的。疾病的免疫預(yù)防具有很長的歷史,但是寄生蟲病的免疫預(yù)防研究起步較晚,與細(xì)菌、病毒等其他病原微生物相比,其研究與發(fā)展的進(jìn)展仍處于較為落后的狀態(tài)。目前為止,全世界僅有15種動(dòng)物用寄生蟲疫苗,而人類用寄生蟲疫苗目前還尚未研制成功。其中以預(yù)防原蟲病(弓形蟲病等)的疫苗為主。到20世紀(jì)以后,寄生蟲病疫苗也隨著免疫學(xué)及分子生物學(xué)的發(fā)展而進(jìn)入了快速發(fā)展的階段,后經(jīng)歷了第一代滅活和蟲體特異性組分疫苗、第二代基因工程疫苗,近年來又出現(xiàn)了核酸疫苗、表位肽疫苗、樹突狀細(xì)胞疫苗等。1寄生蟲免疫疫苗傳統(tǒng)疫苗(Traditionalvaccine)是用人工從自然界篩選獲得的減毒或無毒的活的病原生物制成的制劑或用理化方法將病原生物殺死制備的生物制劑,用于人工自動(dòng)免疫以保護(hù)人或動(dòng)物產(chǎn)生免疫力。從1885年L.Pateur首次發(fā)明了減毒狂犬病疫苗用以保護(hù)被狗咬過的人,先后又研制了禽霍亂和人畜炭疽桿菌減毒活疫苗,使人類的疫苗學(xué)研究有了巨大的發(fā)展。對(duì)于寄生蟲病來說,傳統(tǒng)疫苗主要是蟲體特異性組分疫苗,如棘球蚴病的防治的寄生蟲免疫原主要有以下四種:1)原頭蚴,可使犬獲得一定程度上的免疫力;2)囊液或囊壁,有一定程度的免疫效果;3)六鉤蚴或蟲卵,免疫效果較好,但很難大規(guī)模使用;4)成蟲或蟲體分泌物,只有較低的免疫保護(hù)效果。由于粗抗原大多數(shù)來自細(xì)粒棘球蚴囊液(HCF),和多種帶絳蟲有部分交叉反應(yīng),采集和制備的難度大,不易大量生產(chǎn),為其推廣帶來了極大的制約。2免疫反應(yīng)及疫苗隨著現(xiàn)代生物化學(xué)與分子生物學(xué)的廣泛應(yīng)用和免疫學(xué)研究的不斷進(jìn)展,國內(nèi)外對(duì)寄生蟲病的免疫保護(hù)開展了大量的研究工作,并取得了重大進(jìn)展。基因工程疫苗的出現(xiàn)為寄生蟲病的有效防治開辟了一條新途徑,它是使用DNA重組生物技術(shù),把天然的或人工合成的遺傳物質(zhì)定向插入細(xì)菌、酵母菌或哺乳動(dòng)物細(xì)胞中,使之充分表達(dá),經(jīng)純化后而制得的疫苗。應(yīng)用基因工程技術(shù)能制出不含感染性物質(zhì)的亞單位疫苗、穩(wěn)定的減毒疫苗及能預(yù)防多種疾病的多價(jià)疫苗。Alexander等發(fā)現(xiàn),使用導(dǎo)入弓形蟲SAG2基因構(gòu)建的重組腺病毒Ad-SAG2免疫小鼠,能夠有效誘導(dǎo)誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性抗體,然后用弓形蟲包囊感染小鼠,結(jié)果發(fā)現(xiàn)小鼠組織中包囊數(shù)量減少85%。Liu等開發(fā)了一種重組假狂犬病病毒表達(dá)TgSAG1(rPRV/SAG1)接種BALB/c小鼠,結(jié)果顯示被接種小鼠針對(duì)弓形蟲和狂犬病病毒產(chǎn)生了強(qiáng)烈的體液和細(xì)胞免疫。Yan等構(gòu)建pVAX/PLPl(穿孔素樣蛋白)DNA疫苗接種小鼠,再用弓形蟲RH株感染小鼠,然后使用淋巴組織、細(xì)胞因子和抗體測(cè)定免疫反應(yīng),發(fā)現(xiàn)pVAX/PLPl免疫組小鼠存活時(shí)間顯著延長。除此之外,Nie等構(gòu)建重組偽狂犬病毒rPRV-MIC3和rPRV-SA-Gl免疫BALB/c小鼠,使得免疫鼠能夠有效抵抗弓形蟲的感染。3基因疫苗免疫疫苗核酸疫苗是將編碼某種抗原蛋白的外源基因(DNA或RNA)直接導(dǎo)入動(dòng)物體細(xì)胞內(nèi),并通過宿主細(xì)胞的表達(dá)系統(tǒng)合成抗原蛋白,誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生對(duì)該抗原蛋白的免疫應(yīng)答,以達(dá)到預(yù)防和治療疾病的目的。DNA疫苗是指將編碼某種蛋白質(zhì)抗原的重組真核表達(dá)載體直接注射到人或動(dòng)物體內(nèi),使外源基因在活體內(nèi)表達(dá),產(chǎn)生的抗原激活機(jī)體的免疫系統(tǒng),從而誘導(dǎo)特異性的體液免疫和細(xì)胞免疫應(yīng)答,對(duì)疾病進(jìn)行預(yù)防及治療。DNA疫苗因其安全有效、操作簡(jiǎn)單、省時(shí)省力,便于貯存與運(yùn)輸、價(jià)廉易得,是繼滅活疫苗、基因工程疫苗之后的第3代疫苗,具有廣闊的應(yīng)用前景。在棘球蚴病的研究中,可以解決寄生蟲源來源的困難、具有保護(hù)力的抗原分子迅速的擴(kuò)增,故可有效降低使用劑量,減少異種蛋白過敏反應(yīng)的發(fā)生。李瑾等應(yīng)用弓形蟲pcDNA3-p30-ROP2-HSP70核酸疫苗免疫小鼠后產(chǎn)生較強(qiáng)的細(xì)胞免疫和和體液免疫反應(yīng)。魏慶寬等應(yīng)用PCR擴(kuò)增出916bpHSP70基因片段.成功構(gòu)建pcDNA3-ROP2-p30-HSP70重組體,誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生出現(xiàn)包括細(xì)胞免疫和體液免疫在內(nèi)的免疫應(yīng)答效應(yīng),并且具有較強(qiáng)的免疫原性,能產(chǎn)生較好的免疫保護(hù)作用。唐小牛等的實(shí)驗(yàn)表明日本血吸蟲調(diào)寧蛋白樣蛋白的P14基因疫苗對(duì)小鼠具有免疫保護(hù)作用。核酸疫苗與傳統(tǒng)疫苗、基因工程疫苗相比,具有如下優(yōu)點(diǎn):1)免疫保護(hù)效應(yīng)強(qiáng):核酸疫苗接種后,其蛋白質(zhì)表達(dá)場(chǎng)所位于宿主細(xì)胞內(nèi),表達(dá)產(chǎn)物可直接與主要組織相容性復(fù)合物(MHC)Ⅰ類或Ⅱ類分子結(jié)合,繼而引起細(xì)胞和體液免疫,從而對(duì)依賴細(xì)胞免疫清除病原的疾病起到更強(qiáng)的預(yù)防作用;2)改造靶基因,選擇抗原決定簇亦是DNA疫苗的最大優(yōu)點(diǎn)之一。在制備DNA疫苗時(shí),可以針對(duì)疾病特異地選擇基因構(gòu)建到表達(dá)載體上;3)操作簡(jiǎn)單易行:核酸疫苗容易擴(kuò)增,且提純簡(jiǎn)單,并且可制備多價(jià)核酸疫苗,減少多次接種帶來的應(yīng)激反應(yīng);4)安全性強(qiáng):接種DNA疫苗后,宿主不會(huì)因殘留毒力的病毒顆粒引發(fā)疫病的危險(xiǎn),其本身也不會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng);5)免疫應(yīng)答具有長期性:單次接種即可獲得長期免疫,無需反復(fù)接種加強(qiáng)免疫;6)便于貯存和運(yùn)輸:因質(zhì)粒DNA性質(zhì)穩(wěn)定穩(wěn),無須冷藏;7)對(duì)腫瘤預(yù)防和治療的展望:接種基因疫苗后,可誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生CTL免疫應(yīng)答,而CTL應(yīng)答是機(jī)體殺死癌變細(xì)胞的有效清除途徑,可以對(duì)細(xì)胞的變異進(jìn)行免疫監(jiān)和免疫應(yīng)答,從而預(yù)防和治療癌癥。雖然DNA疫苗可能會(huì)對(duì)于某些疾病防治措施帶來巨大的變革,然而目前仍然存在各種仍未解決的問題,如疫苗的安全性等。4表位疫苗mdps表位疫苗(epitopevaccine)是目前研制感染性疾病、惡性腫瘤以及自身免疫性疾病等疫苗的新方向。它是指用抗原表位氨基酸序列制備的疫苗,主要包括合成肽疫苗、重組表位疫苗、表位核酸疫苗。表位(epitope)又稱抗原決定簇(antigenicdeterminant),是抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學(xué)基團(tuán),由TCR識(shí)別的抗原表位是T細(xì)胞表位,BCR識(shí)別的是B細(xì)胞表位。MHC分為MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱ兩類,以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出兩大類T細(xì)胞疫苗:CD8+T細(xì)胞疫苗和CD4+T細(xì)胞疫苗。CD4+T細(xì)胞主要由Thl和Th2亞群組成,通過選擇Thl或Th2表位,來誘導(dǎo)機(jī)體向Thl或Th2型免疫應(yīng)答定向發(fā)展。BCR可識(shí)別抗原決定簇,通過抗原的攝取、加工和呈遞及信號(hào)傳導(dǎo)可導(dǎo)致胞質(zhì)一系列變化并且使B細(xì)胞活化產(chǎn)生抗體,由此設(shè)計(jì)出B細(xì)胞表位疫苗。表位疫苗能誘導(dǎo)機(jī)體長期產(chǎn)生體液免疫反應(yīng)應(yīng)答等優(yōu)點(diǎn),使得大量B淋巴細(xì)胞表位和CTL表位可以鑒定,這樣表位基因的構(gòu)建使得表位疫苗成為可能,并成為寄生蟲病疫苗研究的新方向。表位疫苗是將針對(duì)疾病特異的編碼表位的基因片段重新構(gòu)建到載體上表達(dá),可除去抗原中起負(fù)向調(diào)節(jié)作用以及多變異區(qū)域,已在感染性疾病和寄生蟲疫苗的研究中獲得滿意的免疫效果。表位疫苗的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)和篩選對(duì)預(yù)防和治療疾病有用的表位,然后選擇多個(gè)抗原表位,制成單個(gè)或者復(fù)合表位疫苗,多表位疫苗的抗原分子中可同時(shí)包含B細(xì)胞表位和T細(xì)胞表位,可誘導(dǎo)出高度特異性的細(xì)胞或體液免疫應(yīng)答,有更好的免疫效果。表位疫苗在針對(duì)寄生蟲病的研究上取得了一定的進(jìn)展,謝榮華等應(yīng)用匹多莫德增強(qiáng)弓形蟲新基因wx2b4a表位疫苗,刺激小鼠鼠血清IgG抗體水平顯著增高,CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞數(shù)量增多,誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生抗弓形蟲感染保護(hù)性免疫。Cong等將已知的弓形蟲主要抗原表位串聯(lián)起來構(gòu)建了多表位疫苗,然后用弓形蟲RH株感染免疫BALB/c小鼠,結(jié)果顯示免疫后的小鼠出現(xiàn)了較為顯著的細(xì)胞和體液免疫,并隨之發(fā)現(xiàn)以CTXA2/B作為分子佐劑有助于提高免疫應(yīng)答強(qiáng)度以及小鼠存活率。Gatkowska等用SAGl、GRAl和MAGl的抗原表位組成重組多表位疫苗,該疫苗誘導(dǎo)了很強(qiáng)的特異性抗體,并且能夠阻止89%的腦包囊的形成。Gan等的研究表明,細(xì)粒棘球蚴絳蟲外膜所表達(dá)的烯醇化酶是一個(gè)優(yōu)勢(shì)的疫苗抗原,該蛋白包含多個(gè)潛在的核定位序列以及多個(gè)線性的B細(xì)胞表位和CTL表位,其中膜外49aa-57aa和膜內(nèi)228aa-236aa分別為T細(xì)胞和B細(xì)胞表位,并且位于206aa-213aa的線性表位為包含210位的谷氨酸活性位點(diǎn),表明該蛋白是具有的較強(qiáng)免疫原性。何學(xué)虎等通過將目的蛋白純度最高化,回收率最大化,在大腸桿菌中表達(dá)和純化惡性瘧原蟲隨機(jī)重組多表位蛋白疫苗。試驗(yàn)確立了惡性瘧原蟲多表位蛋白疫苗M.RCAg-1在大腸桿菌中的表達(dá)和純化方案,為下游放大生產(chǎn)和進(jìn)一步研究M.RCAg-l的效果奠定了基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)疫苗相比,表位疫苗具有許多明顯的優(yōu)勢(shì),并且在寄生蟲病的研究上已經(jīng)有了重大進(jìn)展。但是仍然面臨許多亟待解決的問題。例如,很多表位的免疫機(jī)制尚不清楚;表位肽分子小,免疫原性較弱,若是添加佐劑,在某種程度上會(huì)增加表位疫苗的副作用;純化技術(shù)以及多肽合成也有一定的局限性。5免疫抑制劑dc的使用在腫瘤細(xì)胞免疫中的應(yīng)用樹突狀細(xì)胞(dendriticcell,DC)是一種有效的專職抗原提呈細(xì)胞(APC)。DC在誘導(dǎo)特異性抗腫瘤T細(xì)胞免疫反應(yīng)中能攝取抗原,將其處理成抗原肽提呈給T細(xì)胞,并誘導(dǎo)細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CTL)產(chǎn)生。CTL對(duì)腫瘤細(xì)胞具有特異的細(xì)胞毒性,能對(duì)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行攻擊.樹突狀細(xì)胞(DC)是目前發(fā)現(xiàn)的唯一能夠直接激活初始T細(xì)胞且功能最強(qiáng)大的抗原提呈細(xì)胞(APC),是固有免疫和適應(yīng)性免疫應(yīng)答之間的橋梁。因此,DC疫苗成為近年來免疫治療的一個(gè)新的方向。特別是2010年4月美國FDA批準(zhǔn)了第一個(gè)自體細(xì)胞免疫治療藥物Sipuleucel-T,才出現(xiàn)了治療性腫瘤疫苗的重大突破,此疫苗的批準(zhǔn)極大地激勵(lì)了DC疫苗的進(jìn)一步開發(fā)。隨后研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)放射后的肉瘤MHCI類分子的表達(dá)增加還重新合成了多種腫瘤共享抗原,增強(qiáng)了CD8+T細(xì)胞對(duì)腫瘤抗原的識(shí)別。Fadul等用惡性膠質(zhì)瘤裂解產(chǎn)物裝載DC制成的疫苗治療惡性膠質(zhì)細(xì)胞瘤,延長患者的生存期。雖說在腫瘤免疫中,DC疫苗取得一定的成果,但