Vaccine DNA tái tổ hợp được điều chế bằng cách biến nạp gen kháng nguyên bề mặt đặc hiệu của tác nhân truyền nhiễm vào E.coli. Mục đích là để tạo dòng gen mã hóa protein kháng nguyên bảo vệ và biểu hiện cao gen tạo dòng này. Sau đó protein tinh chế được tiêm chủng vào một cơ thể với một protocol chuẩn và cơ thể đó tăng phản ứng miễn dịch với protein tái tổ hợp. Nếu thành công, sau đó cơ thể đã được tiêm chủng sẽ đạt hiệu quả cao trong cuộc đọ sức với tác nhân truyền nhiễm. Phương pháp này được tinh chế hơn nữa nếu có thể xác định được vùng protein kháng nguyên bề mặt trội miễn dịch (immunodominant). Ðây là yếu tố quyết định kháng nguyên bảo vệ. Các chuỗi peptide nhỏ được tổng hợp liên kết với một phân tử thể mang và được sử dụng như nguồn kháng nguyên duy nhất dẫn đến phản ứng miễn dịch bảo vệ.
Phương pháp này đã đem lại các kết quả to lớn khi áp dụng để sản xuất vaccine chống sốt rét. Bệnh sốt rét trên thế giới là một bệnh truyền nhiễm đặc biệt gây nên tình trạng bệnh tật và tỷ lệ tử vong lớn. Nguyên nhân là do loài ký sinh trùng Plasmodium. Các sporozoite là một giai đoạn trong chu kỳ sống của Plasmodium được tiêm vào trong máu do muỗi cái
Anopheles khi nó lấy máu để nuôi dưỡng trứng. Giai đoạn này biểu hiện một kháng nguyên bề mặt chủ yếu gây ra phản ứng miễn dịch. Gen mã hóa kháng nguyên này đã được tạo dòng sử dụng kháng thể đơn dòng để sàng lọc thư viện biểu hiện DNA tái tổ hợp ở E. coli. Thư viện DNA plasmid này chứa cDNA Plasmodium (đã được tổng hợp bằng cách sử dụng mRNA sporozoite) dung hợp với một promoter E. coli. Khi biểu hiện gen dung hợp, cDNA mã hóa kháng nguyên bề mặt của sporozoite được tách ra. Trình tự nucleotide của cDNA tái tổ hợp đã tách ra này cho phép tổng hợp các peptide bắt chước (mimicked) epitope trội miễn dịch. Công việc chính được thực hiện ở Plasmodium knowlesi, ký sinh trùng gây ra sốt rét ở khỉ, nhưng lại được mở rộng một cách nhanh chóng đối với việc tách chiết các gen kháng nguyên bề mặt từ các dòng gây ra sốt rét ở người P. falciparum và P. vivax. Phương pháp này đang được áp dụng một cách rộng rãi và nhanh chóng để sản xuất một số vaccine kháng virus và kháng ký sinh trùng (Bảng 3.2).
Bảng 3.2. Các vaccine có khả năng sản xuất bằng phương pháp DNA tái tổ hợp. Vaccine Gen tạo dòng Virus Viêm gan B Cúm Herpes Lở mồm long móng HIV (HTLVIII, LAV)
Ký sinh trùng Plasmodium (sốt rét) Trypanasoma (bệnh ngủ) Shistosoma Giun tóc (Trichnella) Giun chỉ (Filaria)
Kháng nguyên bề mặt viêm gan B (HbsAg) Hemaglutinin/Neuraminidase
Các tiểu đơn vị bao bọc khác nhau (various coat subunits) Protein capsid VPl Kháng nguyên bề mặt Kháng nguyên bề mặt sporozoite Kháng nguyên bề mặt merozoite Kháng nguyên bề mặt Kháng nguyên bề mặt Kháng nguyên bề mặt
Một phương pháp khác được sử dụng để sản xuất vaccine là dùng genome virus đậu mùa tái tổ hợp. Trong phương pháp này, DNA qui định epitope kháng nguyên bề mặt từ các virus như viêm gan B hoặc cúm A hay từ các ký sinh trùng như Plasmodium được tạo dòng ở trong genome virus đậu mùa. Các gen đã tạo dòng này được biểu hiện nhờ promoter virus đậu mùa. Sự tiêm chủng virus đậu mùa tái tổ hợp vào một cá thể tạo ra sự nhiễm trùng cục bộ và sinh sản của virus với sự biểu hiện các sản phẩm của gen từ genome tái tổ hợp. Trong quá trình này vật chủ biểu hiện bệnh đậu mùa và kháng nguyên tái tổ hợp và hy vọng tăng phản ứng miễn dịch bảo vệ cơ thể với chúng. Ðây là phương pháp sản xuất vaccine đa trị (polyvalent vaccine). Trong ví dụ mang tính chất lý thuyết nêu trên, sự tiêm chủng một vaccine tái
tổ hợp chứa các epitope tạo dòng này có thể làm cho vật chủ miễn dịch với bệnh đậu mùa, viêm gan B, cúm và Plasmodium.