目前认为，DNA导入皮肤后，由于肌细胞是不可再分裂的细胞，因此质粒可在肌细胞中长时间保留从而使外源DNA得以长期的表达。此外，由于肌细胞几乎包括所有类型的细胞，如专职抗原递呈细胞(朗罕氏细胞、树突细胞)等，因此肌细胞都可以摄取和表达抗原，或接受邻近其他细胞递呈的抗原，再递呈给组织内同样较丰富的Th和CTL细胞[10]，或邻近的淋巴组织。这可能也是皮肤导入途径通常只需要极少量外源DNA的原因。但是肌细胞MHCⅠ分子的低表达使人们对其抗原递呈的能力表示怀疑。Ulmer等利用体外转染的方式将含有抗原基因的成肌细胞移植于同系小鼠的肌肉内后发现其能够有效激活CTL活性，并诱导产生了相应抗体；同时，他将此H-2k背景的成肌细胞接种到H-2d×H-2k杂交一代小鼠发现：激活的CTL不仅具有H-2k限制性识别，同时也具有H-2d的限制性识别。因而，他认为肌细胞表达抗原足以激活机体产生有效免疫，同时邻近的肌细胞亦可以获得其传递的抗原并进行递呈，从而激活机体的免疫应答。进一步的试验证明髓源的抗原递呈细胞(APC)亦参与特异性CTL的诱导，且效率高于肌细胞。
在骨髓重构试验中，注射F1-骨髓重构鼠中的亲本细胞在单倍型体细胞和骨髓源细胞间产生错配；DNA接种后的免疫反应对重构骨髓的单倍型有严格的限制。这些结果清楚说明骨髓源性细胞在DNA接种后的免疫反应激活中起着非常关键的作用
髓源性的APC(如树突状细胞，巨噬细胞等)可以通过两条途径参与抗原递呈：①经肌肉注射的质粒DNA直接被周围的APC(包括局部的组织细胞、专职APC或其他有核细胞)摄取，使质粒携带的抗原基因得以在APC内表达，经加工处理后进人MHCⅠ类分子限制性的抗原递呈途径；②质粒DNA经肌细胞摄取后，在其内加工合成的抗原通过某种方式传递给APC，而后再进入MHCⅠ类分子的抗原递呈途径[14]。
3.1.2 MHC Ⅱ途径 MHC Ⅱ类分子的α与β链在内质网中与Ii链(invariant chain)非共价结合，Ii链与MHC Ⅱ分子的抗原结合部位的结合有效阻止了胞质中未成熟的内源性抗原与MHC Ⅱ类分子的结合。Ii与MHC Ⅱ类分子结合形成的复合体经高尔基体转运至内体(endsome)，在某些蛋白水解酶和低pH条件下Ii链与MHC Ⅱ类分子发生解离。外源蛋白降解成至少含13个氨基酸的肽段，通常为17个氨基酸。这些短肽片段(抗原表位)再与MHC Ⅱ类分子结合，形成抗原肽-MHC Ⅱ类分子复合物，被递呈至抗原递呈细胞表面，为辅助T淋巴细胞(Th细胞)所识别，导致Th细胞活化、增殖、分化为效应Th细胞，并分泌一系列的细胞因子(IL-2、IL-4 、IL-2、 TNF等)，从而发挥Th细胞的辅助效应。辅助T淋巴细胞有两类：Th1主要介导细胞免疫反应，活化巨噬细胞的产生；Th2主要介导体液免疫反应，诱导B淋巴细胞的活化及抗体的产生。
3.2 体液免疫
DNA疫苗激活B细胞反应较T细胞反应滞后，这是因为抗体的产生有赖于完整抗原被B细胞所识别，而抗原进入细胞表面或间隙是被B细胞识别的前提。异源抗原被B淋巴细胞表面的免疫球蛋白所识别后，启动受体介导的内吞作用，被吞入的抗原分子经水解成为免疫原性多肽，与MHCⅡ类分子结合后表达于细胞表面，并递呈给CD4＋T细胞，促使其活化并分化为Th2细胞，产生IL-4、IL-5和IL-6及CD40的配体分子。在Th2型细胞因子的作用下，B细胞活化、增殖、分化为浆细胞，合成并分泌抗体，产生体液免疫应答。产生的抗体主要为IgG，此外还有少量的IgM和IgA。对甲型流感病毒的研究发现，用保守核蛋白(NP)接种小鼠所产生的抗血清对病毒复制无抑制作用，而接种NP质粒的小鼠获得的抗血清可有效地抑制病毒复制。可见，基因免疫接种和抗原免疫接种所获得的体液免疫在质和量上存在一定差异。
4 DNA疫苗的优点与安全性
DNA疫苗作为第3代疫苗，具有其自身的特点。
4.1 DNA疫苗的优点
4.1.1 易操作性和稳定性 对于质粒来说，不管其编码序列如何，都可用相同的方法纯化和处理，并且干燥的DNA质粒在室温下相对稳定，这一点决定了DNA疫苗在热带地区应用的优越性。另外，由于其易操作性和稳定性，也决定了DNA疫苗生产成本相对低廉，这就为DNA疫苗在发展中国家的大规模使用铺平了道路。
4.1.2 免疫效果好 DNA疫苗在宿主细胞内表达，其加工处理过程与病毒感染的自然过程相似，抗原递呈过程也相同，从而以自然的形式被加工后以天然构象递呈给宿主的免疫识别系统，激发较强的免疫应答 。
4.1.3 重组质粒DNA在宿主体内存在时间长 持续刺激机体产生广泛的体液免疫应答和细胞免疫应答，产生持久免疫。选择核心蛋白保守DNA序列制备基因疫苗，避免免疫逃脱现象。同时DNA疫苗能刺激黏膜免疫发生，诱导免疫记忆反应[15-18]。
4.1.4 DNA疫苗可用于癌症等疑难病症的治疗 研究表明，向小鼠体内注射编码抗体可变区基因的质粒可产生独特型抗体，抗体可变区基因疫苗可用于治疗B淋巴瘤。有人把编码人癌胚抗原(CEA)的质粒注入到小鼠舌中之后，引起了针对CEA的特异性细胞免疫和体液免疫，这一结果为治疗人类结肠癌、乳腺癌和肺癌等疾病带来希望。