核酸疫苗(nucleic acid vaccine),也称基因疫苗(geneticvaccine),是指将含有编码的蛋白基因序列的质粒载体，经肌肉注射或微弹轰击等方法导入宿主体内，通过宿主细胞表达抗源蛋白，诱导宿主细胞产生对该抗源蛋白的免疫应答，以达到预防和治疗疾病的目的。核酸疫苗是利用现代生物技术免疫学、生物化学、分子生物学等研制成的，分为DNA疫苗和RNA疫苗两种。但目前对核酸苗的研究以DNA疫苗为主。DNA疫苗又称为稞疫苗，因其不需要任何化学载体而得此名。DNA疫苗导入宿主体内后，被细胞（组织细胞、抗原递呈细胞或其它炎性细胞）摄取，并在细胞内表达病原体的蛋白质抗原，通过一系列的反应刺激机体产生细胞免疫和体液免疫。
一、核酸疫苗的发展史
核酸疫苗的发展史真正开始于20世90年代。Wolff等（1990）注意到给小鼠直接肌肉注射质粒DNA,质粒及纯化的DNA或RNA重组表达载体，可使载体上的基因在局部肌肉细胞内表达，这种表达可持续数月，甚至持续终生，且没有检出注射的外源核酸与宿主染色体的混合。William等（1991）发现输入的外源基因在体内的表达产物可诱导免疫应答。Tang等（1992）进一步证实了William等的这一发现。Ulmer等（1993）直接给小鼠肌肉将含有编码流感病毒核蛋白的重组质粒载体,使小鼠产生了对该病的抵抗力。1994年世界卫生组织(WHO)将其正式统一命名为核酸疫苗(nucleicacid vaccine)。自此以后许多学者对核酸疫苗做了大量研究，并取得了可喜的成果。
二、核酸疫苗的构建
（一）目的抗原基因的选择与获得
1.目的基因的选择：目的基因的选择是核酸疫苗构建的基础。目的基因是编码保护性抗原的基因，能诱导机体产生特异性抗体。因此应选择能诱导宿主产生强列免疫应答的基因片断。目的基因可以是针对某一种抗原的单基因或基因片段，也可以是多个目的基因或嵌合基因。同时为使抗原基因在哺乳动物体内获得高效和正确的表达，在选择基因时应考虑基因内部是否含有稀有密码子以及抗原基因在动物体内是否能得到正确剪切。
2.目的基因的获得：目前对目的基因的获得通常采用以下几种方法：①构建cDNA文库以筛选获得候选基因；②通过PCR法扩增获候选基因；③人工合成获得候选基因。
（二）选择合适的表达载体载体包括启动子、增强子、翻译起始序列、mRNA的加工信号、mRNA的终止信号、多个限制性酶切位点、选择性标记、质粒骨架序列等几部分，任何一部分都可影响外源基因的表达。其中启动子是影响外源基因表达的主要因素之一。为了使目的基因序列的高效表达，应有真对性的选择表达载体。
（三）对在载体上表达基因的序列进行测定对于克隆到表达载体上的候选基因以后，需要验证此基因的正确性。只有此基因序列与需要的序列完全一致，才能保证实验顺利进行。
三、增强核酸疫苗免疫效果的辅助方法
由于核酸疫苗免疫诱导效力偏低，许多学者曾尝试了多种增强核酸疫苗免疫效果的方法并取得了一定的成果。
（一）注射部位的预处里在核酸疫苗注射之前对注射部位做相应的处理可以提高免疫效果。Davis等报告，试验组小鼠免疫前肌肉注射100uL（10mmol/L）心肌毒素（cardiotoxin），对照组注射高渗蔗糖（25﹪,用PBS溶解），然后两组分别接种等量HBsAgDNA疫苗。结果试验组抗体水平较对照组高10倍以上。
（二）接种途径接种途径不同,导致参与激活的细胞和免疫机制也有一定差别。疫苗接种通常经肌肉、静脉、鼻腔、皮内、腹腔和皮下等部位进行。实验证明多个免疫途径并用与单独使用某一种免疫途径相比免疫效果更理想。Fynan等（1993）报道,甲型流感病毒血凝集素DNA疫苗肌肉内、静脉内、鼻腔内和皮下混合接种小鼠优于单种方法接种的效果。另外,不同疫苗的交替免疫,也可提高核酸疫苗的免疫效果。同时随着技术的发展，有人将基因重组质粒吸附在金粉颗粒上,然后用基因枪将其导入皮内,也可提高免疫效果。并认为该方法是目前最为有效的核酸疫苗免疫接种途径。
（三）接种剂量和次数一般来说机体所产生免疫应答的强度与接种的剂量和次数成正相关。但是在核酸疫苗免疫过程中这种正相关不是绝对的，因为基因表达的蛋白可以是无毒性，也可以是有毒性的。对于无毒性的表达蛋白,采用较高剂量和较多接种次数,可以提高免疫应答的强度。但是对于毒性表达蛋白,若采用较高剂量和较多接种次数,则可能过早杀死转染细胞,阻断转染细胞继续产生抗原,以致不能维持免疫刺激,从而呈现负面效应。所以应根据不同的情况，选择合适的接种剂量和次数。
（四）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。佐剂的种类有很多种，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。不同的免疫佐剂所介导的免疫效果有一定的差异。金博等（2007）为了观察不同佐剂对HCV-DNA疫苗效果的影响。将雌性BALB/c小鼠分别用脂质体DDAB/EPC和DC-Chol/DOPE、MontanideISA720和氢氧化铝为佐剂的HCV-DNA疫苗免疫3次,ELISPOT法观察脾淋巴细胞受HCV核心、E2、E1/E2、NS3和NS5b蛋白刺激后细胞因子的产生，来判定每一种佐剂的效果。结果证明在4种佐剂中,DDAB/EPC效果最好,Montanide和氢氧化铝可将DNA疫苗Th1为主的免疫特性转换为以Th2为主。
（五）细胞因子细胞因子包括粒细胞-单核细胞集落刺激因子（GM-CSF）、白细胞介素IL-2、IL-3、IL-12、IL-15、IL-18等。近年来，随着对细胞因子研究的深入，发现许多细胞因子具有增强特异抗原的免疫原性或增强机体对抗原的反应性。吴欣等（2007）为了研究IL-12和IL-18基因免疫对HBcAg核酸疫苗诱导小鼠(H-2d)特异性体液免疫和细胞免疫应答的影响。采用肌肉注射法将乙型肝炎病毒（HBV）核心区DNA疫苗、IL-12质粒和IL-18质粒接种BALB/c小鼠;并通过ELISA法检测小鼠血清抗-HBc(IgG)及IgG亚类(IgG1、IgG2a);LDH释放法检测小鼠脾细胞HBcAg特异性CTL活性。结果表明:IL-12和IL-18基因与HBcAgDNA疫苗联合免疫,不仅能增强HBcAg特异性体液免疫应答,而且能增强HBcAg特异性CTL的杀伤活性。
（六）电穿转染技术宋丹等（2006）研究了电转染技术结合初免后加强免疫策略能否增强结核杆菌核酸疫苗的免疫原性。采用将编码结核杆菌的Ag85A和ESAT-6蛋白抗原的基因分别插入到质粒pVAX1载体中,构建成HG85和HG6两种核酸疫苗。每只BALB\\c小鼠肌肉注射10μg核酸疫苗,同时于注射部位施加方型波电脉冲促进质粒DNA体内转染;进行3次初免,再用相应蛋白质抗原或卡介苗加强免疫。结果显示采用电转染技术结合蛋白质或卡介苗加强免疫策略,能显著增强结核杆菌核酸疫苗在动物体内的免疫原性。
四、核酸疫苗的应用
核酸疫苗虽然起步较晚,但是到目前为止己在传染病的防治方面得到了一定的应用,并取得了良好的免疫效果。韦三华等（2007）构建丙型肝炎病毒(HCV)多表位基因的真核表达载体pcDNA311(2)2CtEm,用该重组质粒免疫BALB/c小鼠,并检测其免疫原性。结果表明经成功构建HCV多表位基因的真核表达载体pcDNA311(2)2CtEm免疫的小鼠产生了特异性体液免疫和细胞免疫应答。彭先楚等（2007）将日本血吸虫基因SjCWL01亚克隆入真核表达载体pcDNA3,构建目的基因真核表达质粒,将pcDNA3/SjCWL01质粒转化大肠杆菌DH5α,大量制备DNA疫苗并免疫小鼠3次,间隔2周,末次免疫后2周,用ELISA法检测免疫鼠血清特异性抗体效价,日本血吸虫尾蚴进行腹部皮肤攻击感染,感染后45天剖杀冲虫,分别计算减虫率,每克肝、粪卵减少率。来观察pcDNA3/SjCWL01核酸疫苗免疫的保护效果。结果显示重组DNA疫苗(pcDNA3/SjCWL01)与对照组比较,虫荷、每克肝卵、每克粪卵数分别下降了27.6%,39.5%,45.9%。表明pcD2NA3/SjCWL01疫苗可诱导小鼠产生部分抗血吸虫感染的保护力。
五、存在的问题及展望
核酸疫苗做为新近发展起来的一种新的疫苗，与传统疫苗相比虽然具有很多优点，但是也存在很多方面嗜待解决的问题，如核酸疫苗的免疫机制尚不清楚；在不同个体中免疫效果差异较大；免疫剂量的问题；质粒DNA与宿主细胞染色体是否整合；DNA疫苗能否产生免疫耐受性及DNA苗能否产生抗DNA抗体等，严重阻碍核酸疫苗的发展。但是我相信随着对科学知识研究的不断深入，以上这些问题将会得到逐步解决，为核酸疫苗的广泛应用铺平道路。核酸疫苗有可能发展成为其它物质无可替代的产品，为将来人类和动物的健康保驾护航。