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丙型肝炎病毒（Hepatitis C Virus，HCV）是丙型肝炎的病原体，是导致输血后肝炎和急慢性非甲非乙型肝炎的主要致病因子。大约有55%～85%的HCV急性感染发展成慢性感染，而慢性感染是导致慢性肝炎，肝硬化，肝细胞癌和末期肝炎死亡的主要原因 ［1］ 。HCV在20世纪70年代被临床发现，直到20世纪80年代才通过分子克隆技术被确认 ［2］ 。目前尚无治疗丙肝的特效药物，α干扰素和病毒唑对治疗丙肝有一定效果，但副作用很大。现在也无有效的丙肝疫苗问世。本文将对HCV的感染与免疫及HCV-DNA疫苗的研究进展作简要的综述。
1 流行与传播
HCV感染是世界范围的，约有1.7亿人感染过HCV。在全世界不同人群中总的抗HCV血清阳性率估计约3% ［1］ 。在针对预防AIDS的血液筛查和其它措施建立前每年美国大约有150，000个新的HCV感染病例出现，现在HCV感染的新病例已经降到每年33，000例，约占所有病毒性肝炎的12% ［3］ 。而在发展中国家，HCV的感染率一般高于全球3%的平均率，在有些地区甚至高达20%。HCV的传播途径有被污染的血液制品、共用注射器材静脉注射毒品、不洁性行为、重复使用未严格消毒的医疗器材等 ［1］ 。
2 基因的多样性
HCV基因组为线状单股正链RNA，全长约9400nt，由5′-非编码区（5′NCR329-342nt）、编码区（ORF）和3′-非编码区（3′NCR25-55nt）组成，ORF几乎跨越整个HCV基因组，编码约3010个氨基酸，组成病毒多蛋白前体。根据病毒基因组所编码的蛋白结构和功能不同，将ORF分成结构基因（Structural gene）和非结构基因（Nonstructural gene），结构基因包括核心区（Core region）和包膜区（Envelope gene），非结构基因包括NS1、NS2、NS3、NS4、NS5基因 ［4］ 。在复制过程中，由于依赖RNA的RNA聚合酶链反应的校对功能不完善，易出现基因突变，以及宿主免疫压力的存在，在宿主体内HCV会聚集成1个称之为准种（quasispecies） ［5］ 的复杂病毒群体。因此HCV基因组表现出高度的遗传多样性。这也是在宿主免疫系统的压力和长期选择下的进化结果。HCV基因组中5′NCR、C、NS3、和NS5基因变异较小，其中核心区的变异率为19%，5′NCR区的变异率为0.7% ［6］ 。E区为HCV基因组中变异最大的部位，不同的分离株中核苷酸差异率可达30%。E1第215-255aa区段有1个中度变异区，在E2蛋白中有2个高度变异区（hypervariable region，HVR），分别位于第390-410aa的HVR1及第474-480aa的HVR2 ［7］ 。深入的系统进化分析将HCV分成6个主要的基因型（1-6），其中至少包含70个不同的亚型。HCV基因型1，2，3型是地球上分布最广的，1型主要在北美和欧洲（亚型1a）以及亚洲（亚型1b）。2，3型在北美、欧洲和亚洲的流行也很普遍，而4型主要分布在中非和北非。5型主要在南非得到确证。到目前为止6型主要在越南和香港出现 ［8］ 。
3 现有的治疗方法和治愈率
目前对HCV的治疗主要使用经典的抗病毒药物如α干扰素和病毒唑。最近的数据显示α干扰素和病毒唑的联合使用的效果是高度依赖于感染的基因型的。对2，3基因型的长期有效性可以达到80%而对1a/b或者4型则只有40%～45% ［9］ 。因此这些低效的病毒基因型可能提供第一代治疗性疫苗的免疫预防对象。
4 与免疫相关的病毒感染的消退与持续感染
HCV感染后，少数病人只在急性期显示症状，最终病毒被清除。早期有力的多T细胞反应并且持续作用于宿主体内是清除这些病毒的原因。特异性的CD4 + 和CD8 + T细胞反应可识别几乎所有的HCV抗原表位 ［10～12］ 。在经过治疗感染消退后也发现了加强的T细胞介导的免疫反应。但是这些反应看上去和那些没有治疗也清除了病毒的病人中观察到的相比，针对的是不同的细胞毒性T淋巴细胞（cytotoxic T lymphocytes，CTLs）表位 ［13］ 。除了1个定位于非结构蛋白3（nonstructural protein3，NS3）的特异的辅助性T细胞表位和1个显性的CTL表位之外，目前还没有发现特定的抗原或表位与自然的或者治疗性的感染消退相关 ［13～14］ 。现在正在继续努力以确定这些表位，它们有可能成为疫苗的重要组成部分。
现在已经知道了在慢性感染病人的肝脏或者血液中可以检测到病毒特异性的CTL，但是它们的频率比那些已经消退了的急性感染中发现的要低的多 ［15］ 。在感染后启动的强有力的CTL反应可以用四聚物分析检测到，尽管它们半衰期很短 ［16］ 。对于这些简短反应机制和低效性现在也不是很清楚。在大猩猩和人体内的病毒突变已有报道。最近的一项研究显示:早期的逃避了免疫检测的CTL表位的突变似乎对HCV的持续感染是一个相当重要的决定因素［17］ 。另外有报道描述了树突状细胞（dendritic cells，DCs）中HCV序列的存在以及这些DC细胞异源刺激功能的变化 ［18～19］ 。DC细胞被HCV感染以及随后发生的细胞功能异常在特异性的免疫反应中起着关键的作用，可能成为发展治疗性疫苗中一个要主要考虑的因素。
尽管证明在控制HCV感染方面细胞免疫是一个主要因素的证据越来越多，但是对中和抗体的存在及效用目前仍知之甚少。已有事实表明中和抗体在体外是可以中和HCV的 ［20］ ，并且大猩猩的疫苗/刺激研究提示，血清抗体可能在保护机体免受感染或者减低感染中非常重要 ［2］ 。然而最近的2项主要研究（一个在大猩猩，一个在人体）似乎把抗体在感染消退中的关键作用排除在外（或者根本没有作用）。理由是对感染的控制可能只和HCV特异性的细胞免疫反应相关 ［21～22］ 。
5 DNA疫苗的研究进展
5.1 DNA疫苗 因为构建简单，大量的针对几乎所有病毒抗原的DNA疫苗被制作出来了。4种主要类型的核心（core）-DNA疫苗已经试验过了。它们表达:（1）经典或者特异的启动子的下游核心;（2）与HBV分泌型蛋白不同区域融合的全长核心或者亚基因组结构域;（3）与可以进入特异的亚细胞组分的蛋白融合的核心;（4）存在于多种联合表达的细胞因子的核心。基本上这些方法都能够激发特异的CD4 + 和CD8 + 介导的免疫反应，尽管因为蛋白的十分基本的非分泌特性，有些抗体反应很难被观察到。Geissler ［23］ 等人将GM-CSF，白介素2、4表达质粒和核心DNA联合注射时，能够导至抗核心的抗体产生率提高2～3倍。最容易检测到的免疫反应是特异性的抗核心的CTL。Tokushige ［24］ 等人在Balb/c小鼠体内免疫了1个野生型来源的构建体，然后小鼠在受到肿瘤攻击时显示了免疫保护作用。通过使用融合泛素基因及融合信号序列和鼠源的溶酶体关联膜蛋白的穿膜结构域，表达核心基因的DNA疫苗以优化核心特异性T细胞反应的努力最近失败了 ［25］ 。而在乳头瘤病毒HPV-16及HIV模型中使用相似的策略却取得了成功 ［26］ 。失败的原因不清楚，而且在用NS3蛋白的试验也失败了 ［27］ 。第一代编码E2的DNA疫苗已经成功地演示了对抗E2抗体及T细胞反应的诱导作用。此类质粒表达融合于HBV表面抗原的野生型E2序列及非分泌型结构域。HBV表面抗原使得对E2上具有免疫原性的结构域作图成为可能 ［28～29］ 。在随后的试验中，通过将E2直接表达在细胞表面及与1个表达GM-CSF的质粒联合注射的方式尝试疫苗诱导的抗E2的反应。1个C末端截短的E2与血小板来源的生长因子受体融合，以使它能在细胞表面表达，然后用来免疫小鼠和猕猴。与那些只免疫了单一的E2表达质粒的动物相比，融合质粒免疫的动物产生了较早的强度更高的抗E2抗体反应，但是总的滴度还是很低 ［30］ 。Lee ［31］ 等人用1个双顺反子质粒联合表达C端截短的E2（或E1）与GM-CSF，也尝试了使用1个表达GM-CSF包膜融合蛋白的质粒。联合表达E2及GM-CSF的质粒相对于将GM-CSF及包膜蛋白分别构建到不同的质粒能诱导出更强的免疫反应。在被免疫动物体内观察到的最低的反应是使用表达GM-CSF包膜融合蛋白的质粒诱导的。
虽然DNA疫苗的效果鼓舞人心，但是它们仅仅只能部分令人满意。因为不断有证据提示HCV糖蛋白E1与E2可以相互作用形成1个复合体，并且它们需要能够正确折叠。Fournilier ［32］ 等人最近做了这方面的研究。表达各种形式的E1或者E2的单顺反子或者双顺反子质粒已经构建并在小鼠中进行了试验。它们有组成非共价复合体的能力或没有这个能力。总体上数据显示仅仅当1个严重截短的E2被表达时，才能发现特异性的抗体。所有被设计成产生活性的E1和E2的质粒都不能诱导出可检测到的抗体（这与被表达的抗原的分泌水平无关）。最后在这个研究中发现没有能被检测到的（或十分有限的）抗E1抗体。这个事实与使用何种质粒无关。因此可以得出2个结论:（1）用 DNA疫苗很难产生有免疫原性的E1E2复合体，（2）E1是十分弱的免疫原。多糖可以通过不同方式影响蛋白的免疫原性:能在结构上保持合适的抗原构象，屏蔽潜在的中和表位或者改变蛋白对蛋白水解酶降解的敏感性。Fournilier ［33