一针起效！新型DNA疫苗有望终结布鲁氏菌病困扰

引言：

在人与动物共患疾病的防控战场上，布鲁氏菌病一直是一块难啃的骨头。这种由布鲁氏菌引起的传染病，不仅给畜牧业造成巨大经济损失，更时刻威胁着从业者和消费者的健康。传统的减毒活疫苗，因其不可忽视的副作用和对人类的致病风险，应用范围受到极大限制。然而，一项发表于近期的最新研究，为这场旷日持久的攻防战带来了突破性曙光-一种仅需单次注射、低剂量的新型多价DNA疫苗，在小鼠模型中显示出显著的免疫保护效果。

关键发现：

1、传统疫苗的困境与DNA疫苗的崛起

布鲁氏菌病疫苗的开发，长期陷于安全性与有效性的两难境地。目前国际上广泛使用的，如S19和Rev-1等减毒活疫苗，在动物中可能引起流产、睾丸炎等严重反应，并且对人类具有完全致病性，因此绝无可能用于人体接种。这种局面使得高危人群（如牧民、兽医、屠宰工人）长期暴露在感染风险之下，也阻碍了疫病的彻底根除。

在此背景下，DNA疫苗技术以其独特优势进入科学家视野。与传统疫苗直接引入抗原蛋白或灭活/减毒病原体不同，DNA疫苗是将编码特定抗原的基因序列（质粒DNA）导入宿主细胞，利用细胞自身的“工厂”生产抗原，从而激发持久的体液免疫和细胞免疫。这种策略安全性更高，生产更便捷，且易于设计多价疫苗以应对复杂病原体。

2、“六合一”智能设计：一个质粒，六重防护

图1 布鲁氏菌蛋白表达质粒示意图 

本项研究的核心创新，在于其巧妙的抗原表达策略。研究团队没有选择将多个质粒简单混合，而是匠心独运地构建了一个单一的多顺反子表达质粒。这个“六合一”的基因盒能够同时指令哺乳动物细胞生产六种关键的布鲁氏菌抗原蛋白：Omp31、Omp16、p22.9、L7/L12、p39和sp41。这些抗原选自前期研究和文献证实能有效激发保护性免疫的靶点，旨在形成协同防御网络。

为了确保这六种蛋白能够高效、均衡地表达，研究人员采用了先进的“分子剪刀”与“内部启动”技术：在前三个抗原基因之间插入自切割肽（P2A/T2A）序列，使得翻译出的长肽链能自动切割成独立蛋白；随后引入脊髓灰质炎病毒内部核糖体进入位点（IRES），它能像第二个启动开关一样，引导核糖体从mRNA中间开始翻译，从而驱动后三种抗原的表达。这种设计最大限度地减少了因基因序列过长导致的表达衰减，实现了多抗原的高效共表达。

3、高效递送：用聚乙烯亚胺“武装”DNA

图2 不同DNA:聚乙烯亚胺比例下报告质粒pCDH-EF1a-eFFluc-eGFP转染HEK293细胞的效率

优秀的“弹药”（抗原基因）需要精准的“投送系统”才能命中目标。裸露的DNA难以有效进入细胞，因此研究人员采用了线性聚乙烯亚胺（PEI） 作为递送载体。PEI是一种带正电荷的聚合物，能与带负电的DNA通过静电作用紧密结合，形成纳米尺度的复合物。这些微小的“包裹”不仅能保护DNA免受降解，还能通过细胞内吞作用促进其进入细胞，并帮助其从溶酶体中逃逸，最终将DNA释放到细胞核附近进行表达。

研究团队对递送系统进行了精细优化。他们发现，在无盐的5%葡萄糖缓冲液中制备复合物，能有效控制其粒径在150纳米左右，并保持高正电性（高ζ电位），这确保了复合物在溶液中的稳定性和穿透组织的能力。通过体外细胞实验筛选，确定了DNA：PEI重量比为1:4时转染效率最佳，并将此比例用于后续动物实验。

4、动物实验验证：单针低剂量，效果显著

最有说服力的数据来自动物保护实验。研究人员仅给每组小鼠单次注射含20微克质粒DNA的PEI复合物（剂量极低），分为肌肉注射和皮下注射两组。免疫过程耐受性良好，仅出现短暂、轻微的局部反应。

免疫14天后，用强毒的布鲁氏菌Rev-1标准菌株对小鼠进行攻击。18天后解剖检测，结果令人振奋：与未免疫的对照组相比，免疫组小鼠的血液、心脏和脾脏中可培养出的布鲁氏菌数量显著减少。尤其是肌肉注射组，在血液培养物中几乎检测不到细菌生长，显示出更强的保护趋势。这表明，单次接种这种多价DNA疫苗，就能在小鼠体内建立起有效的免疫记忆，迅速清除入侵的病原体。

5、意义深远：通往未来疫苗的新路径

这项研究的意义远不止于一项成功的动物实验。它标志着布鲁氏菌病疫苗开发范式的一次重要转向：

1)  安全性突破：彻底摆脱了减毒活疫苗的毒力回复风险和对人类的致病性，为开发人用布鲁氏菌病疫苗铺平了道路。

2)  免疫策略升级：“多价抗原+高效递送”的组合拳，模拟了更全面的病原体特征，有望激发更强、更广谱的免疫应答。

3)  经济性与实用性：DNA疫苗生产工艺相对简单、稳定、成本较低，PEI作为递送载体也已较为成熟廉价，这为其在未来大规模畜牧养殖业中的应用提供了可能。

当然，从实验室走向实际应用仍有挑战待解。例如，如何进一步优化高浓度DNA-PEI复合物的制备工艺以防止聚集，如何探索更佳的免疫程序（如加强针）以实现完全灭菌的免疫保护，以及最终在大型动物和人体中的安全性与有效性验证。

尽管如此，这项研究无疑点亮了一盏明灯。它向我们展示，借助巧妙的分子设计和高性能的递送技术，一针低剂量的DNA疫苗，完全有可能成为对抗布鲁氏菌病等复杂传染病的强大新武器。在追求公共卫生与动物健康的道路上，科学正不断将不可能变为可能。

原文：Khodarovich, Y. M., Elshazly, M. A., Shell, W. S., Nassif, S. A., Devrishov, D. A., Magomedova, S. A., Marzanova, S. N., & Deyev, S. M. (2025). Development and Efficacy Evaluation of Multivalent DNA Vaccine against Brucellosis. Doklady biological sciences: proceedings of the Academy of Sciences of the USSR, Biological sciences sections, 520(1), 22–27. https://doi.org/10.1134/S0012496624600544