DNA 疫苗:下一代疫苗的 “潜力股”,解锁免疫新未来

2026-02-07 14:36
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VACCINE
DNA 疫苗
下一代疫苗的 “潜力股”
解锁免疫新未来


从天花疫苗的诞生开启人类免疫新纪元,到 mRNA 疫苗在新冠疫情中大放异彩,疫苗技术始终在生物技术的浪潮中不断迭代。如今,一种兼具安全性、灵活性与低成本优势的疫苗技术 ——DNA 疫苗,正从实验室走向临床应用,成为全球疫苗研发领域的 “新星”,被视作下一代疫苗的核心发展方向之一。它不仅能应对传统传染病,还在癌症、自身免疫病治疗中展现出巨大潜力,为全球公共卫生安全和精准医疗带来了全新可能。

Part 01
什么是 DNA 疫苗?打破传统的免疫新思路


不同于传统疫苗依靠灭活病原体、蛋白亚基刺激机体产生免疫,也区别于 mRNA 疫苗直接递送信使 RNA 指导抗原合成,DNA 疫苗的核心逻辑更 “直接”:将编码目标抗原的质粒 DNA 或病毒载体 DNA通过基因工程改造后导入人体,利用宿主细胞的天然 “合成工厂”,在体内原位生产抗原蛋白,进而激发免疫系统产生针对性的体液和细胞免疫反应,完美模拟病原体自然感染的免疫激活路径。

简单来说,DNA 疫苗就像是给人体细胞下达了一份 “抗原生产指令”,让细胞自己制造抗原触发免疫,这种内生的抗原表达模式,能同时激活抗体介导的体液免疫和杀伤性 T 细胞主导的细胞免疫,实现更全面的免疫保护。

Part 02
天生优势拉满,DNA 疫苗凭什么脱颖而出?


对比传统疫苗、mRNA 疫苗等主流技术,DNA 疫苗的优势堪称 “全方位”,也正是这些特质,让它成为疫苗研发的热门方向。

01
安全系数高,无感染风险

DNA 疫苗不使用活病原体,彻底避免了减毒疫苗可能的毒力返祖风险;其携带的 DNA 仅在细胞内呈游离状态,不会整合到宿主基因组中,插入突变的概率极低,还能通过筛选抗原序列避免抗体依赖增强效应(ADE),从源头降低免疫风险。


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设计快、易量产,适配突发公共卫生事件

DNA疫苗设计的工作流程示意图

只要获取病原体的抗原基因序列,就能快速设计并合成对应的 DNA 疫苗载体,整个过程仅需数周,远快于传统疫苗的研发周期。生产上,质粒 DNA 可通过细菌发酵大规模制备,无需复杂的细胞培养或生物反应器,成本低廉且易规模化,病毒载体疫苗也能通过成熟的细胞系扩增,轻松实现百万剂级别的产能,是应对新发、突发传染病的 “理想选手”。


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稳定性强,冷链要求低

相较于对低温储存要求严苛的 mRNA 疫苗和蛋白疫苗,DNA 分子结构稳定,能在常温或 2-8℃条件下长期保存,冷链运输和储存的成本大幅降低,这让它在医疗资源有限的欠发达地区能更好地普及,解决了疫苗配送的 “最后一公里” 难题。


04
免疫持久,还能定制 “多效疫苗”

DNA 疫苗能诱导产生记忆 T 细胞和 B 细胞,实现长期的免疫保护;同时其平台具有高度的可扩展性,可轻松改造载体编码多个抗原,研发出针对多种病原体的多价疫苗,比如同时预防流感和新冠,或覆盖 HPV 多种高危亚型,实现 “一针多防”。


05
跨界潜力大,兼顾预防与治疗


除了传统的预防性疫苗应用,DNA 疫苗还能精准编码肿瘤相关抗原,激活机体的抗肿瘤免疫反应,成为癌症免疫治疗的重要手段;在慢性感染、自身免疫病等领域,也能通过调控免疫反应实现治疗效果,打破了疫苗 “仅用于预防” 的传统认知。


Part 03
从实验室到临床,那些里程碑式的突破


DNA 疫苗的概念早在 20 世纪 90 年代就已提出,经过 30 余年的技术迭代,如今已从动物实验走向人类临床,多个里程碑式的成果标志着其正式迈入实用化阶段。

在兽医领域,DNA 疫苗早已 “落地开花”,成为全球应用最成熟的领域之一:针对马的西尼罗河病毒 DNA 疫苗、三文鱼的传染性造血器官坏死病毒疫苗、犬黑色素瘤疫苗等已获批上市,凭借高效、低成本的优势,为畜牧业和宠物健康提供了全新保护方案。

在人类医疗领域,新冠疫情成为 DNA 疫苗加速发展的 “催化剂”。印度研发的ZyCoV-D是全球首款获批用于人类的质粒 DNA 新冠疫苗,临床试验显示其保护效力达 66.6%,且安全性良好,接种后不良反应发生率与安慰剂组接近;腺病毒载体 DNA 新冠疫苗(如阿斯利康 AZD1222、强生 Ad26.COV2.S)也在全球获得紧急使用授权,成为新冠疫情防控的重要力量。

除此之外,DNA 疫苗在其他传染病领域也进展迅速:针对 HPV 的 VGX-3100 疫苗在宫颈上皮内瘤变治疗中展现出良好效果,能有效实现病灶消退和病毒清除;针对埃博拉的腺病毒载体 DNA 疫苗,通过异源初免 - 加强策略,实现了高效的免疫保护,成为埃博拉疫情防控的核心疫苗之一;在结核、艾滋病、寨卡病毒等传染病的研发中,多款 DNA 疫苗也已进入临床阶段。

在癌症治疗领域,个性化新抗原 DNA 疫苗成为研究热点:针对三阴性乳腺癌的新抗原 DNA 疫苗,能在 78% 的患者体内激发特异性 T 细胞反应,显著提升患者的无复发生存率;针对前列腺癌、黑色素瘤的 DNA 疫苗,也在临床试验中展现出良好的安全性和抗肿瘤效果,为癌症精准免疫治疗开辟了新路径。

Part 04
道阻且长,DNA 疫苗仍需突破这些瓶颈


尽管优势显著,DNA 疫苗的发展仍面临一些技术挑战,这也是制约其大规模临床应用的关键。


人体免疫原性偏低是最核心的问题:在动物模型中表现优异的 DNA 疫苗,在人体中常因质粒 DNA 的细胞摄取效率低、核转运能力弱,导致抗原表达量不足,难以激发强效的免疫反应,往往需要高剂量接种或多次加强。

此外,部分病毒载体疫苗存在预存免疫问题:人体若此前感染过相关腺病毒,会产生针对载体的抗体,导致疫苗效果大打折扣;质粒 DNA 疫苗的规模化递送仍需优化,虽然电穿孔、微针等技术能提升递送效率,但部分方法存在操作复杂、成本较高的问题;同时,公众对基因技术的认知差异,也为 DNA 疫苗的普及带来了一定的认知障碍。

Part 05
技术革新赋能,DNA 疫苗的未来无限可期


图片:Pexels-Nicola Narracci

为攻克上述瓶颈,全球科研人员正从载体设计、递送技术、免疫调控等多个方面进行技术革新,推动 DNA 疫苗向更高效、更便捷、更广谱的方向发展。

载体优化上,第三代辅助依赖型腺病毒载体(HDAd)成为新方向,其删除了大部分病毒基因,仅保留必要的复制和包装信号,不仅能提升抗原表达量,还能降低毒性和预存免疫的影响,单剂接种就能实现长效免疫;密码子优化、强启动子筛选等技术,也能显著提升质粒 DNA 的抗原表达效率。

递送技术上,新型递送系统层出不穷:脂质纳米粒(LNP)、聚合物纳米粒等能保护 DNA 不被降解,提升细胞摄取效率;微针阵列实现了无痛、无创的皮内递送,可自行接种,适合大规模免疫;鼻内、雾化等黏膜递送方式,能激发呼吸道局部黏膜免疫,为新冠、结核等呼吸道传染病提供更精准的保护。

异源初免 - 加强策略也成为提升免疫效果的关键手段:用病毒载体 DNA 疫苗进行初免,再用质粒 DNA、mRNA 或蛋白疫苗进行加强,能有效规避预存免疫,大幅提升免疫原性,这一策略已在埃博拉、新冠、结核疫苗研发中得到验证。

此外,人工智能和合成生物学的融合,正为 DNA 疫苗研发插上 “翅膀”:AI 算法能精准预测高免疫原性的抗原表位,快速设计出**的疫苗序列;合成生物学技术能实现疫苗载体的快速重构,让 DNA 疫苗能快速适配病原体的变异,比如针对新冠变异株、流感亚型的快速更新。

未来,DNA 疫苗不仅将成为新发、突发传染病的 “快速反应疫苗”,还将在癌症个性化治疗、慢性感染治疗、自身免疫病调控中发挥核心作用;结合多价设计、黏膜递送等技术,DNA 疫苗还将实现 “一针多防”“局部 + 全身双重免疫”,成为全球公共卫生体系的重要组成部分。

从实验室的理论构想,到临床的落地应用,DNA 疫苗的发展见证了生物技术的进步。尽管目前仍面临技术瓶颈,但随着载体设计、递送技术、免疫调控的不断革新,这一兼具安全性、灵活性与低成本的疫苗技术,必将解锁免疫的新未来,为人类健康保驾护航。相信在不久的将来,DNA 疫苗会像今天的 mRNA 疫苗一样,走进千家万户,成为守护人类健康的 “中坚力量”。


参考文献:

Zhichang Peter Zhou, Ziyan Rachel Chen, Ranmal Avinash Bandara, Rongqi Duan, Huibi Cao, Jun Liu, Jim Hu,

DNA-Based Vaccines: Advances, Applications, and Future Prospects,

Genes & Diseases,

2026, 102025, ISSN 2352-3042,

https://doi.org/10.1016/j.gendis.2025.102025.


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