伴隨著人工智能，大數(shù)據(jù)科技的浪潮，生物醫(yī)藥行業(yè)也在近幾年得到快速發(fā)展。基因工程技術(shù)現(xiàn)在生物醫(yī)藥中應(yīng)用，在新型疫苗中發(fā)揮了作用。

　　新型疫苗的作用機(jī)制

　　新型疫苗是指將編碼特異抗原的基因片段構(gòu)建在含有表達(dá)調(diào)控元件的DNA質(zhì)粒中，將其直接遞送體內(nèi)，使外源基因在活體內(nèi)表達(dá)，表達(dá)的抗原誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異的細(xì)胞免疫和體液免疫應(yīng)答，達(dá)到治療和預(yù)防疾病的目的。

　　新型疫苗的設(shè)計(jì)方向

　　1. 保護(hù)組學(xué)分析：保護(hù)性抗原的篩選

　　目前微生物全基因組測(cè)序技術(shù)發(fā)展迅猛，通過(guò)分析全基因組序列篩選疫苗候選抗原已經(jīng)成為疫苗設(shè)計(jì)過(guò)程中的主流方法，即反向疫苗學(xué)(reverse vaccinology)。這一策略已經(jīng)成功應(yīng)用于B型腦膜炎奈瑟菌(MenB)的疫苗研發(fā)過(guò)程中。

　　2. 結(jié)構(gòu)疫苗學(xué)：結(jié)構(gòu)生物學(xué)指導(dǎo)的疫苗設(shè)計(jì)

　　隨著結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展，絕大多數(shù)蛋白抗原都能在原子水平上解析出其三維結(jié)構(gòu)，使研究人員根據(jù)原子層面改造抗原成為可能。此外，抗原與保護(hù)性單抗復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)也能夠揭示抗原的關(guān)鍵表位，促進(jìn)人們對(duì)宿主保護(hù)性免疫應(yīng)答機(jī)制的理解，從而指導(dǎo)疫苗的反向設(shè)計(jì)。

　　3. 合成生物學(xué)：新型減毒活病毒疫苗

　　減毒活病毒疫苗的無(wú)毒性是制備減毒活疫苗的挑戰(zhàn)。相較于傳統(tǒng)疫苗制備技術(shù)，合成生物學(xué)能夠兼顧減毒疫苗的安全性和有效性。目前主要有兩種制備減毒活疫苗的合成生物學(xué)策略，即引入非天然氨基酸和在基因組水平重編碼密碼子。

　　新型疫苗構(gòu)建設(shè)計(jì)的優(yōu)化

　　1.密碼子優(yōu)化

　　新型疫苗密碼子優(yōu)化即對(duì)目的基因進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)先應(yīng)用優(yōu)勢(shì)密碼子并避免應(yīng)用稀有密碼子，在不改變目的基因氨基酸序列的基礎(chǔ)上，提高其在宿主細(xì)胞中的蛋白表達(dá)量。密碼子優(yōu)化的新型疫苗能提高抗原基因的表達(dá)，從而顯著增強(qiáng)機(jī)體的免疫應(yīng)答。研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用全基因合成方法構(gòu)建的密碼子優(yōu)化人流感病毒H1和H3血清型血清凝集素(HA)基因，能成功誘導(dǎo)免疫兔出現(xiàn)高水平的HA特異性IgG抗體反應(yīng)。將編碼結(jié)核分枝桿菌Ag85B抗原的新型疫苗進(jìn)行密碼子優(yōu)化后，免疫小鼠的Th1型和CTL型免疫反應(yīng)同野生型新型疫苗相比顯著增強(qiáng)，并會(huì)在后期的攻毒試驗(yàn)中提供更高的免疫保護(hù)效率。

　　2.質(zhì)粒載體優(yōu)化

　　新型疫苗的基本骨架之一是真核表達(dá)質(zhì)粒，其誘發(fā)宿主產(chǎn)生免疫效應(yīng)的強(qiáng)弱與質(zhì)粒載體表達(dá)抗原蛋白的能力呈正相關(guān)，因此選擇高效質(zhì)粒表達(dá)載體亦是新型疫苗的優(yōu)化策略之一。構(gòu)建新型疫苗時(shí)，質(zhì)粒載體的啟動(dòng)子、增強(qiáng)子以及內(nèi)含子等轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件對(duì)外源基因的表達(dá)有重要影響，如加以優(yōu)化可以顯著增強(qiáng)新型疫苗的免疫原性。pCAGGS是含雞β-actin啟動(dòng)子和巨細(xì)胞病毒增強(qiáng)子的真核表達(dá)顆粒，具有很高的表達(dá)效率。有研究將兩種新型疫苗質(zhì)粒pCIHA及pCAGGHA進(jìn)行免疫效果的比較，發(fā)現(xiàn)pCAGGHA組HI抗體陽(yáng)轉(zhuǎn)率及抗體滴度水平明顯高于對(duì)照組。上述研究提示載體優(yōu)化可以顯著改善新型疫苗的免疫效果。

　　3.CpG序列優(yōu)化

　　既往研究證實(shí)將非甲基化CpG基因序列進(jìn)行優(yōu)化后能夠增強(qiáng)新型疫苗的免疫原性及免疫應(yīng)答效應(yīng)。將優(yōu)化后的CpG序列插入VR1020質(zhì)粒主鏈，構(gòu)建的新型疫苗能顯著上調(diào)PBMC表面分子如IL-6的生成，同時(shí)促進(jìn)其分化為成熟DC。有研究證實(shí)甲基化的CpG能促進(jìn)DC、淋巴細(xì)胞的遷移和細(xì)胞因子產(chǎn)生，有助于新型疫苗激活宿主免疫系統(tǒng)。

　　我國(guó)開發(fā)的疫苗品種大多為單價(jià)疫苗 、減毒疫苗等傳統(tǒng)疫苗品種， 而國(guó)外上市的疫苗多以聯(lián)苗、滅活疫苗等新型疫苗為主， 國(guó)產(chǎn)疫苗品種在穩(wěn)定性、產(chǎn)能及關(guān)鍵技術(shù)上與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定差距。我國(guó)疫苗生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模與國(guó)外疫苗生產(chǎn)企業(yè)相比，普遍存在規(guī)模偏小、研發(fā)匱乏、產(chǎn)品單一等問(wèn)題。

　　雖然近兩年， 我國(guó)在傳統(tǒng)疫苗技術(shù)提升、新型基因工程疫苗品種開發(fā)等方面取得突破性進(jìn)展，疫苗研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)依然存在。疫苗開發(fā)項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化至少需要 1～ 2年的時(shí)間， 若研制出來(lái)的新疫苗在臨床有效性和擴(kuò)大人群的安全性實(shí)驗(yàn)失敗，或是發(fā)生市場(chǎng)推廣滯緩等不利因素，則有可能導(dǎo)致項(xiàng)目投資無(wú)法獲得相應(yīng)回報(bào)。所以我國(guó)疫苗研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目應(yīng)具有針對(duì)性和前瞻性，研發(fā)工作應(yīng)緊密聯(lián)系企業(yè)營(yíng)銷實(shí)際和市場(chǎng)需求，從生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)、疫苗新品的開發(fā)和生產(chǎn)品種的多樣化和規(guī)模化依次推進(jìn)。實(shí)現(xiàn)研究與產(chǎn)業(yè)化的高效轉(zhuǎn)化。

　　近幾年，我國(guó)的傳統(tǒng)疫苗技術(shù)在穩(wěn)步前進(jìn)，新型疫苗的發(fā)展也十分迅速，但是新型疫苗項(xiàng)目仍然不具有完全投入市場(chǎng)的能力，還有有效性和安全性等問(wèn)題待解決。新型疫苗的研究中也要謹(jǐn)遵優(yōu)化規(guī)則，對(duì)疫苗技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究。