1 Chương KHÁI NIỆM VỀ MIỄN DỊCH HỌC I Mở đầu Sinh vật môi trường sống buộc phải trao đổi tích cực với môi trường để tồn tại, phát triển sinh sản Sự trao đổi cần thiết nhiên thường xuyên mang lại nguy có hại cho sinh vật môi trường sống chứa đầy tác nhân gây bệnh, đặc biệt tác nhân vi sinh vật Để thóat khỏi nguy này, trình tiến hóa sinh vật hình thành hoàn thiện dần hệ thống-chức để bảo vệ cho mình, hệ thống hệ thống miễn dịch Miễn dịch học môn học nghiên cứu hoạt động sinh lý bệnh lý hệ thống miễn dịch Hệ thống miễn dịch chia làm hệ thống miễn dịch không đặc hiệu (MDKĐH) hệ thống miễn dịch miễn dịch đặc hiệu (MDĐH) Thuật ngữ miễn dịch không đặc hiệu có tên gọi khác miễn dịch tự nhiên, miễn dịch bẩm sinh Thuật ngữ miễn dịch đặc hiệu có tên gọi khác miễn dịch thu được, miễn dịch thích nghi Trong lịch sử tiến hóa hệ miễn dịch, đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu đươc hình thành sớm phát triển đến lớp động vật có xương sống đáp ứng miễn dịch đặc hiệu hình thành Để thực chức bảo vệ cho thể, hai loại đáp ứng miễn dịch hợp tác, bổ túc, khuyếch đại điều hòa hiệu đáp ứng miễn dịch II Hệ thống miễn dịch không đặc hiệu Hệ thống miễn dịch không đặc hiệu hàng rào bảo vệ thể chống lại xâm nhập vi sinh vật yếu tố lạ khác Chúng bao gồm thành phần không chuyên biệt (còn số chức khác) chuyên biệt thực chức miễn dịch Các chế không chuyên biệt tham gia vào đáp ứng MDKDH 1.1 Cơ chế học Sự nguyên vẹn da niêm mạc hàng rào bảo vệ, ngăn chận xâm nhập vi sinh vật Mọi tổn thương bỏng, rách da thủ thuật tiêm truyền làm tăng nguy nhiễm trùng Ngoài có hoạt động học lớp tiêm mao nhầy hệ thống đường hô hấp nhằm loại bỏ tống khứ vi khuẩn, chất thải Các phản xạ ho, hắt cho kết Sự lưu thông nhu động đường tiêu hóa, đường tiết niệu, đường mật ngăn cản phát triển vi khuẩn 1.2 Cơ chế hóa học Trong dịch tiết tự nhiên có chứa hóa chất có tác dụng diệt khuẩn không chuyên biệt Ví dụ axit béo tuyến bã, độ pH thấp dịch âm đạo hạn chế tăng trưởng vi khuẩn Độ toan cao dịch vị có khả loại bỏ hầu hết vi khuẩn 1.3 Cơ chế sinh học Trên bề mặt da, đường tiêu hóa thường xuyên có mặt vi khuẩn cộng sinh không gây bệnh Các vi khuẩn ngăn cản phát triển vi khuẩn gây bệnh cách cạnh tranh chất dinh dưỡng, tiết chất kềm khuẩn colicin vi khuẩn đường ruột Bảng 1.1 Hệ thống đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu (không chuyên biệt) Các chế chuyên biệt tham gia vào đáp ứng MDKDH 2.1 Các thành phần dịch thể 2.1.1 Lysozym Là enzym có nước mắt, nước bọt, nước mũi, da (trong huyết hàm lượng thấp) Lysozym có khả cắt cầu nối phân tử màng vi khuẩn, có khả làm ly giải số vi khuẩn gram dương Các vi khuẩn gram âm nhờ có vỏ bọc peptidoglican nên không bị ly giải trực tiếp Tuy nhiên vỏ bị thủng tác dụng bổ thể lysozym hiệp lực công màng vi khuẩn 2.1.2 Các protein viêm Là protein tạo pha cấp phản ứng viêm CRP (C-Reactive Protein, α1 antitrypsin, α1antichymotrypsin, haptoglobin) Trong CRP sản xuất sớm tăng gấp 100 lần so với bình thường Vì lâm sàng sử dụng định lượng CRP huyết để chẩn đoán theo dõi viêm nói chung 2.1.3 Interferon (IFN) Là nhóm polypeptid sản xuất tế bào nhiễm vi rut tiết (Interferon -α β) hay tế bào lympho T hoạt hóa (Interferon-γ) Các interferon có nhiều hoạt tính sinh học cản trở xâm nhập nhân lên vi rut, kềm hảm tăng sinh của số tổ chức u, có khả hoạt hóa đại thực bào tăng biểu lộ kháng nguyên hòa hợp mô giúp cho trình nhận diện kháng nguyên tế bào lympho T Các hoạt tính tính đặc hiệu với kháng nguyên, xảy với tất loại vi rut nên interferon xếp vào hệ thống miễn dịch không đặc hiệu 2.1.4 Bổ thể (complement, C) Hệ thống bổ thể bao gồm khoảng 25 loại protein huyết tham gia vào chế đề kháng tự nhiên thể đáp ứng miễn dịch đặc hiệu Trong huyết bổ thể sản xuất dạng không hoạt động có hai đường hoạt hóa bổ thể: - Con đường cổ điển: C1q khởi động phức hợp kháng nguyên kháng thể (KN-KT), kháng thể thuộc loại IgG IgM - Con đường tắt: không phụ thuộc vào chế miễn dịch đặc hiệu (không cần có diện kháng thể khởi động từ C3) Các vi sinh vật nhiều chất khác lại hoạt hóa bổ thể theo đường tắt trực khuẩn Gram (+) hay gr (-), vi rut Dengue (sốt xuất huyết, nấm, ký sinh trùng, số chất khác polysaccharid vi khuẩn (vi khuẩn lao, phế cầu) 2.2 Các thành phần tế bào 2.2.1 Các bạch cầu hạt Chiếm đa số bạch cầu máu ngoại vi (60-70%), có đời sống ngắn (3-4 ngày) Trong nhóm bạch cầu hạt trung tính chiếm đa số tham gia tích cực vào phản ứng viêm, chúng có khả thực bào bào tương có hạt chứa nhiều enzym tiêu đạm, enzym thủy phân myeloperoxydase, elastase, cathepsin G, hydrolase, lactoferin, collagenase, lysozym Các bạch cầu toan có vai trò đề kháng ký sinh trùng, phản ứng dị ứng chổ Các bạch cầu kiềm có vai trò tương tự tế bào mast bề mặt tế bào có thụ thể mảnh Fc kháng thể IgE (FcεR) Các tế bào hoạt hóa có tượng bắt cầu (liên kết chéo) IgE kháng nguyên đặc hiệu giải phóng tổng hợp hoạt chất trung gian histamin, serotonin, leucotrien 2.2.2 Bạch cầu đơn nhân Các tế bào có nguồn gốc từ tủy xương lưu hành hệ tuần hoàn, xâm nhập vào tổ chức biệt hóa thành đại thực bào với tên gọi khác tế bào Kupffer, tế bào bạch tuộc, tế bào xòe ngón tay Chúng có khả thực bào mạnh nên có vai trò dọn dẹp vật lạ, tổ chức bị phá hủy, tế bào già cổi Khả thực bào bạch cầu hạt trung tính , bạch cầu đơn nhân / thực bào phụ thuộc vào liên kết vi sinh vật thụ thể bề mặt tế bào thụ thể C3b Mỗi vi sinh vật nhập nội bào túi, hòa màng với thể tiêu bào Quá trình diệt khuẩn xảy theo hai phương thức phụ thuộc oxy không phụ thuộc oxy tạo sản phẩm như: O2-, H2O2, OCl-, OH- 1O2, lysozym, lactoferin, cathepsin G, enzym tiêu đạm Ngoài tế bào đơn nhân/đại thực bào tham gia chủ động đáp ứng miễn dịch đặc hiệu cách biệt hóa thành tế bào có chức trình diện KN cho tế bào lympho T tiết cytokin (IL1, TNF, ) mở đầu cho đáp ứng miễn dịch đặc hiệu 2.2.3 Tế bào NK (natural killer cells) Có mặt tuần hoàn ngoại vi có tỷ lệ từ 5-15% tế bào lympho Về hình thái giống tế bào lympho có hạt lớn bào tương, tế bào NK dấu ấn (marker) bề mặt tế bào lympho T tế bào lympho B Tế bào NK có khả diệt tế bào ung thư, tế bào nhiễm vi rut mà không cần mẫn cảm trước không bị giới hạn phức hợp hòa hợp mô (không có tính đặc hiệu) III Hệ thống miễn dịch đặc hiệu Các thuộc tính MDĐH 1.1 Tính đặc hiệu Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu có nghĩa kháng thể hay tế bào lympho T hiệu gắn với kháng nguyên hay xác định kháng nguyên tiếp xúc trước Ví dụ: ta tiêm chủng phòng bệnh uốn ván hoạt tính miễn dịch bảo vệ cho thể chống lại bệnh uốn ván mà 1.2 Tính phân biệt cấu trúc thân cấu trúc lạ Bình thường hệ thống miễn dịch không tạo đáp ứng miễn dịch gây tổn thương cho cấu trúc thân chúng lại có khả thải loại cấu trúc ngoại lai từ cá thể khác (không thuộc tính di truyền) 1.3 Trí nhớ miễn dịch Đáp ứng miễn dịch tạo tiếp xúc với kháng nguyên lần thứ khác với đáp ứng miễn dịch tiếp xúc với kháng nguyên lần thứ hai gọi đáp ứng thứ phát : đáp ứng miễn dịch thứ phát xảy nhanh hơn, mạnh chuyển thụ động cách truyền tế bào lympho mẫn cảm Các yếu tố dịch thể tham gia đáp ứng MDĐH Kháng thể yếu tố dịch thể tham gia vào đáp ứng miễn dịch đặc hiệu có hai dạng: - Dạng lưu hành tự dịch thể có khả kết hợp với kháng nguyên (QĐKN) hoà tan đặc hiệu để dẫn đến thay đổi sinh học - Dạng biểu lộ bề mặt tế bào lympho B, có vai trò thụ thể kháng nguyên tế bào B gọi globulin bề mặt (sIg) Về chất, kháng thể globulin chúng có đặc điểm cấu trúc để thực chức miễn dịch nên gọi globulin miễn dịch (immunoglobulin) Căn vào di chuyển điện trường người ta gọi chúng với tên chung globulin gamma, nhiên thực tế có lớp di chuyển điện trường thuộc khu vực globulin α β Các globulin miễn dịch có khả nhận dạng nhiều định kháng nguyên khác Khi kết hợp với kháng nguyên đặc hiệu, kháng thể có khả hoạt hóa bổ thể bổ thể hoạt hóa dẫn đến nhiều hoạt tính sinh học khác tượng opsonin hóa tạo điều kiện dễ cho thực bào, ly giải tế bào đích, trung hòa độc tố vi khuẩn, gây độc tế bào phụ thuộc kháng thể (ADCC) Các thành phần tế bào tham gia đáp ứng MDĐH Các tế bào tham gia đáp ứng miễn dịch đặc hiệu chủ yếu tế bào lympho có nguồn gốc từ tế bào mầm tủy xương, sau biệt hóa theo hai đường khác để tạo nên hai quần thể lympho có chức khác nhau: tế bào lympho T tế bào lympho B Tế bào lympho T biệt hóa tuyến ức, chịu trách nhiệm đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào tế bào lympho B biệt hóa túi Fabricius loài chim tủy xương động vật cấp cao khác, thụ thể bề mặt tế bào lympho B kết hợp với kháng nguyên đặc hiệu với tín hiệu khác làm cho tế bào lympho B tăng sinh biệt hóa thành tương bào để sản xuất kháng thể có tính đặc hiệu tương ứng Ngoài để thực chức miễn dịch đặc hiệu có tế bào khác tham gia vào tế bào trình diện kháng nguyên, dưỡng bào, bạch cầu hạt trung tính v v Các phương thức đáp ứng MDĐH Cơ chế đáp ứng miễn dịch đặc hiệu thể cách tạo kháng thể qua trung gian tế bào lympho T hai Phương thức đáp ứng kiểu tùy thuộc chất vị trí xâm nhập kháng nguyên 4.1 Miễn dịch dịch thể Các kháng thể bất động vi sinh vật, ngăn cản khả dính vi sinh vật với thụ thể bề mặt tế bào thực bào, trung hòa độc tố, hoạt hóa bổ thể làm ly giải tế bào đích, tượng opsonin hóa làm dễ cho thực bào Kháng thể tạo tương bào biệt hóa tăng sinh dòng tế bào lympho B kích thích kháng nguyên Sự tương tác kháng nguyên tế bào lympho B xảy hai chế: phụ thuộc tế bào lympho T không phụ thuộc tế bào lympho T Hình 1.1 Cơ chế hoạt động globulin miễn dịch tác nhân gây bệnh 4.1.1 Đáp ứng miễn dịch dịch thể không phụ thuộc tế bào lympho T Đáp ứng định cấu trúc kháng nguyên, đặc biệt phân tử có cấu trúc trùng lập với định kháng nguyên lập lại, ví dụ nhiễm trùng Streptococcus pneumoniae Do tính chất cấu trúc làm cho tế bào thực bào nhận diện dễ dàng định kháng nguyên tạo nên liên kết chéo, kích thích hoạt hóa tế bào lympho B biệt hóa thành tương bào sản xuất kháng thể Như hoạt hóa tế bào B lúc khởi đầu không phụ thuộc tế bào lympho T, kháng thể tạo chủ yếu IgM trí nhớ miễn dịch đáp ứng miễn dịch không bền vững 4.1.2 Đáp ứng miễn dịch dịch thể phụ thuộc tế bào lympho T Đáp ứng có vai trò lớn miễn dịch chống nhiễm trùng có độc tố, ví dụ bệnh bạch hầu uốn ván Khi kháng nguyên kết hợp với thụ thể bề mặt tế bào, nhập nội bào túi thực bào (phagosome) Ở kháng nguyên phân cắt thành peptid enzym tế bào Sau peptid vận chuyển đến bề mặt tế bào với phân tử hòa hợp mô chủ yếu bậc II, gọi tắt MHC bậc II Phân tử MHC trình diện peptid kháng nguyên với thụ thể đặc hiệu tế bào lymphoTCD4+ (tế bàoTh2) gọi tắt TCR (T cell receptor) Hình 1.2 Các hình thức đáp ứng miễn dịch dịch thể 4.2 Đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào Đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào thực qua hai chế: (1) liên quan đến tế bào lympho TCD4+ ( tế bào Th1 ) nhận diện kháng nguyên phân tử MHC bậc II trình diện bề mặt đại thực bào, (2) liên quan đến tế bào lympho TCD8+( tế bào T độc tay gọi tắt tế bào Tc), nhận diện kháng nguyên phân tử MHC bậc I trình diện tế bào có nhân 4.2.1 Vi sinh vật gắn túi thực bào (đáp ứng tế bào lympho TCD4+) Khi vi khuẩn lao, vi khuẩn hủi xâm nhập vào thể, vi sinh vật thực bào Trong tế bào vi khuẩn phát triển chế ngăn cản phá hủy đại thực bào ví dụ sản xuất fibronectin, enzym khử đường diệt khuẩn cần oxy, ngăn cản hòa màng với thể tiêu bào Các vi khuẩn nhân lên túi nội bào sản xuất peptid , peptid vận chuyển đén màng phân tử MHC bậc II trình diện với tế bào Th1 Tế bào Th1 sản xuất IL-2, IFN-γ, TNF (tumour necrosis factor) tác động trở lại đại thực bào, riêng IFN-γ TNF-α hiệp đồng tác động hai đường diệt khuẩn đại thực bào (phụ thuộc oxy không phụ thuộc oxy) TNF-α có vai trò tạo u hạt, yếu tố hóa hướng động bạch cầu bộc lộ yếu tố dính bề mặt tế bào nội mạc giúp bạch cầu xuyện mach Hình 1.3 Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu mycobacterium 4.2.2 Kháng nguyên vi sinh vật tự bào tương (đáp ứng tế bào TCD8+) Phổ biến kháng nguyên vi rut, số vi khuẩn Listeria monocytogenes thoát khỏi túi nội bào vào bào tương Các vi rut vào tế bào cách gắn vào thụ thể đặc hiệu, ví dụ thụ thể CD21 virut Epstein- Barr, thụ thể CD4 phân tử gp120 HIV, Vị trí phân bố thụ thể yếu tố định tính tổ chức vi sinh vật Ví dụ : vi rut bệnh dại gắn với thụ thể acetylcholin có tiếp hợp thần kinh, có khả truyền mầm bệnh đến thần kinh trung ương Một vào tế bào , virut chép dịch mã, protein vi rut đổ vào bào tương vận chuyển đến hệ lưới nội mô thô , sau chúng vận chuyển phân tử MHC bậc I đến màng tế bào túi Phức hợp peptid KN-MHC nhận diện thụ thể đặc hiệu với kháng nguyên có tế bào lympho TCD8+ (Tc), tế bào có khả tiêu diệt tế bào đích enzym từ tế bào lympho Tc đổ vào tế bào đích gây chết tế bào (apoptosis) Ngoài có chế thứ hai thông qua cytokin TNF-α, IFN-γ tế bào lympho Tc tiết điều biến tổng hợp protein tế bào đích gây chết tế bào Hình 1.4 Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu vi rút IV Ứng dụng gây miễn dịch để phòng ngừa nhiễm trùng Ngăn ngừa bệnh chế miễn dịch chứng tỏ hiểu biết bệnh nhiễm trùng khả miễn dịch lịch sử loài người, ví dụ dùng vảy đậu mùa để ngửi nhằm ngăn ngừa bệnh đậu mùa nhắc đến từ 590 năm trước công nguyên Trung Quốc Ngày đời ngành miễn dịch học đánh dấu thành công Edward Jenner chủng ngừa đậu mùa (1798) gần kỷ sau, người ta hiểu biết vấn đề chủng ngừa nhờ thành công L Pasteur Thời kỳ đáng ghi nhớ cho việc gây miễn dịch người năm 1885 Cậu bé Joseph Meister tiêm vắc xin chống bệnh chó dại lần Miễn dịch chủ động Miễn dịch chủ động đặt chế miễn dịch tương ứng với đề kháng với tác nhân vi sinh vật, thực mà nguy gây nhiễm trùng cho vật chủ Mức độ đáp ứng có phụ thuộc vào miễn dịch tự nhiên bệnh Ví dụ kháng thể lưu hành máu trực tiếp phế cầu khuẩn ngăn cản khả nhiễm bệnh nặng chúng làm cho vi khuẩn nhạy cảm với chế thực bào Kích thích đáp ứng miễn dịch thực với polysacarid vách tế bào vi khuẩn mà không cần gây nhiễm với phế cầu khuẩn thực Khi gây mẫn cảm với kháng nguyên, thể khởi động loạt đáp ứng mức tế bào dịch thể, điển hình với tính chất: đặc hiệu, đa dạng, hiệu ứng phân tử có trí nhớ miễn dịch Miễn dịch thụ động Miễn dịch thụ động sử dụng kháng thể đặc hiệu Thực tế thường dùng điều trị bệnh gây độc tố uốn ván, kháng thể chống nọc độc rắn Miễn dịch thụ động thường ngắn kháng thể bị giáng hoá đáp ứng miễn dịch chủ động không tạo ra, trí nhớ miễn dịch nên vật chủ không bảo vệ lần nhiễm sau Miễn dịch thụ động xảy thời kỳ sơ sinh kháng thể thuộc lớp IgG mẹ truyền qua thai đủ cung cấp tạm thời khả bảo vệ nhiễm trùng thời kỳ đầu sau sinh Một kháng thể mẹ giáng hoá đứa trẻ nhạy cảm nhiễm trùng trừ phát triển đáp ứng miễn dịch chủ động Miễn dịch thụ động sử dụng globulin miễn dịch người, huyết động vật huyết tương chế phẩm chúng Cần quan tâm đến phản ứng phản vệ, bệnh huyết thanh, nhiễm trùng kèm theo nhiễm vi rut viêm gan B v v Nguyên tắc kháng nguyên số loại vắc xin 3.1 Vắc xin vi rut vi khuẩn bất hoạt giảm độc lực Các vắc xin vi khuẩn giảm độc lực lao, chúng vô hại Salmonnella typhi, Vibrio cholerae, Bordetella pertussis Vắc xin thường có hiệu hạn chế thời gian miễn dịch ngắn Các vắc xin vi rut giảm độc lực hiệu hơn, ngưòi ta chiết xuất vi rut giảm hoạt từ môi trường nuôi cấy chuyển tế bào nhiều lần bại liệt, sởi, sốt vàng Các vắc xin vi rut bất hoạt cúm, chó dại viêm não Nhật B Các vắc xin vi rut thường cho đáp ứng miễn dịch đặc hiệu lâu dài, cho trẻ có khả bảo vệ suốt đời 3.2 Vắc xin tinh khiết Sử dụng kháng nguyên tinh khiết để ngăn ngừa bệnh gây độc tố vi khuẩn Ví dụ giải độc tố (toxoide) vô hại mà không làm tính kháng nguyên, dùng vacxin bạch hầu uốn ván Sử dụng kháng nguyên polysacarid phế cầu khuẩn, nhiên polysacarid không đủ kích thích tạo tế bào có trí nhớ miễn dịch Vắc xin viêm gan vi rut B sử dụng peptid kháng nguyên vỏ phương pháp tái tổ hợp gen công nghệ sinh học 3.3 Vắc xin tổng hợp Dựa tổng hợp đồng phân (polymer) chuổi thẳng nhánh (3-10 axit amin) dựa cấu trúc biết kháng nguyên vi sinh vật Tuy nhiên thân peptid tổng hợp thường sinh miễn dịch yếu phải gắn với protein để kích thích đáp ứng miễn dịch 3.4 Vắc xin vec tơ vi rut sống Người ta đưa gen mã hoá kháng nguyên vi rut gây bệnh vào thể vật chủ thông qua vi rut khác lành tính Như vi rut sử dụng nguồn kháng nguyên cá nhân Tiêm vắc xin vi rut vào nhiều loài vật gây đáp ứng miễn dịch dịch thể lẫn tế bào kháng nguyên gen lạ sản xuất, nhiên chưa thử nghiệm người an toàn triển vọng không bàn cải 10 48 tổng số khả phối hợp 250 = 1000 - Đối với chuỗi nặng khó số xác đoạn VH chưa rõ, đoán từ 200 - 1000 Sự liên kết ngẫu nhiên đoạn V với 15 đoạn Dh đoạn Jh cho số phối hợp có từ 200 15 = 12 000 đếïn 1000 15 = 60.000 Nếu lấy trị trung bình khoảng 400 đoạn Vh số khả phối hợp 400 15 = 24.000 Đánh giá tính đa dạng có qua phối hợp chuỗi nặng nhẹ: Chuỗi H L = V D J V J = 400 15 250 = 2,4 107 Tuy nhiên tất tái xếp luôn đạt được,nên theo tính toán số nầy thường nhỏ Nhưng thực tế đột biến thân tế bào lympho B tiếp xúc với kháng nguyên mà số lượng kháng thể thêm phong phú đa dạng nhiều Sự hợp tác tế bào lympho T tế bào lympho B 7.1 Đối với kháng nguyên phụ thuộc tế bào lympho T Đối với kháng nguyên phụ thuộc tế bào lympho T kích thích tế bào lympho B cần có hổ trợ tế bào lympho T Qua hoạt hóa đòng thời tế bào lympho T cytokin giải phóng Một số cytokin hoạt động yếu tố hoạt hóa / tăng trưởng sư chín tế bào B tiếp xúc tế bào lympho B tế bào lympho T bảo đảm nhờ vào phân tử CD40 tế bào lympho B với chất gắn CD40 tế bào lympho T hổ trợ Để biệt hóa thành tương bào sản xuất kháng thể đặc hiệu tế bào lympho B phải nhận tín hiệu đồng thời: + Sự liên kết kháng nguyên lên Immumglobulin bề mặt tế bào lympho B (Tín hiệu 1) + Thụ thể tế bào lympho Th nhận diện phức hợp kháng nguyên- MHC lớp II vận chuyển lên màng tế bào B, đòng thời chất gắn CD40 bề mặt tế bào Th gắn lên CD40 tế bào lympho B; qua cytokin giải phóng (IL4) tác động lên chất tiếp nhận cytokin tế bào lympho B (Tín hiệu 2) Đủ tín hiệu tế bào lympho B biệt hóa thành tương bào sản xuất kháng thể Một số cytokin khác gây chuyển đổi isotyp : IL2, IFN-γ : Tác dụng chuyển đôíi IgM sang IgG1 , IgG3 IL4, IL13 : Tác dụng chuyển đổi IgM sang IgE , IgD IL5, IL2 : Tác dụng chuyển đổi IgM sang IgA v.v 49 Hình 5 Cơ chế hợp tác tế bào lympho T tế bào lympho B 7.2 Đối với kháng nguyên không phụ thuộc tế bào T Đối với kháng nguyên không phụ thuộc tuyến ức hổ trợ tế bào lympho T không cần thiết, tế bào lympho B hoạt hóa trực tiếp Những kháng nguyên nầy thường kháng nguyên có cấu trúc QĐKN lập lại nhiều lần Ví dụ: Đáp ứng miễn dịch IgM chống lipopolysaccarid màng vi khuẩn kháng nguyên nhóm máu hay đáp ứng IgG2 chống polysaccarid vỏ phế cầu vv (có lẽ hỗ trợ từ cytokin từ tế bào lympho T) II Đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào Miễn dịch trung gian tế bào thuộc phạm vi nhiệm vụ tế bào lympho T Sau tế bào lympho T chấm dứt phát triển tuyến ức, vào máu đến quan lympho ngoại biên Sau lại quay vào máu trở lại gặp kháng nguyên Để tham gia vào đáp ứng miễn dịch, tế bào lympho T non phải kích thích để tăng sinh biệt hóa thành tế bào tham gia vào việc loại bỏ tác nhân gây bệnh lúc người ta gọi tế bào lympho T hiệu lực Có ba dạng hoạt động tế bào lympho T hiệu lực: Nó phát kháng nguyên bắt nguồn từ yếu tố gây bệnh khác trình diện loại phân tử MHC khác thông qua thụ thể tế bào lympho T (TCR ) Thụ thể tế bào T tổng hợp tương tự trình hình thành phần lớn kháng thể tế bào lympho B Về lý thuyết có khoảng 1015 chất tiếp nhận đặc hiệu kháng nguyên tế bào tạo thành Những kháng nguyên tác nhân gây bệnh phát triển bào tương (vi rut), protein nội bào protein đặc hiệu u (còn gọi protein nội sinh) vận chuyển lên bề mặt tế bào phân tử MHC lớp I trình diện cho tế bào TCD8 gây độc để trực tiếp diệt tế bào nhiễm Những kháng nguyên vi sinh vật gây bệnh phát triển túi nội bào vi khuẩn tiếp nhận ngoại bào, độc tố gọi protein ngoại sinh vận chuyển lên bề mặt tế bào phân tử MHC lớp II trình diện cho tế bào lympho TCD4 Từ tế bào biệt hóa thành loại tế bào lympho T hiệu lực: 50 - Biệt hóa thành tế bào lympho T gây viêm ( gọi Th1); hoạt hóa đại thực bào nhiễm để đại thực bào tiêu diệt tác nhân gây bệnh nội bào - Biệt hóa thành tế bào lympho T hỗ trợ (còn gọi Th2); kích thích tế bào lympho B sản xuất kháng thể để chống lại tác nhân gây bệnh (độc tố vi khuẩn ) Những tế bào ảnh hưởng lên tế bào lympho T hiệu ứng coi tế bào đích Đáp ứng miễn dịch trung gian tế bào có vai trò quan trọng việc loại bỏ vi khuẩn, vi rut sống tế bào, tế bào ung thư tế bào ghép Tế bào lympho TCD4 khởi động đáp ứng miễn dịch Tế bào lympho TCD4 khởi động đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào lẫn miễn dịch dịch thể : - Miễn dịch trung gian tế bào + Tế bào lympho TCD4 gây viêm (Th1) có khả nhận diện phức hợp KN-MHC lớp II đại thực bào nhiễm để hoạt hóa đại thực bào nhiễm, từ đại thực bào hoạt hóa tiêu diệt tác nhân gây bệnh Ví dụ chế đề kháng với vi khuẩn lao, vi khuẩn Hansen, Pneumocytis carinii + Tế bào lympho TCD4 hỗ trợ (Th2) có khả nhận diện phức hợp KN-MHC lớp II tế bào trình diện kháng nguyên tiết cytokin (IL2, IL6, INFγ) để kích thích tiền tế bào T gây độc thành tế bào T có hiệu lực gây độc (Tc).Từ tế bào Tc có khả ly giải tế bào đích Ví dụ chế đề kháng với vi rut cúm , độc tố - Miễn dịch dịch thể Tế bào lympho TCD4 hỗ trợ nhận diện phức hợp KN - MHC lớp II tế bào lympho B đặc hiệu hoạt hóa tế bào lympho B cho việc sản xuất kháng thể chống tác nhân gây bệnh Bằng cách tiết cytokin, tế bào lympho TCD4 tập trung tế bào hiệu ứng không đặc hiệu kích thích chức hoạt động chúng để biến tế bào trở thành yếu tố tham gia vào đáp ứng miễn dịch đặc hiệu : + TNF- α LT : hoạt hóa bạch cầu đa nhân trung tính tế bào nội mạc mạch máu + IL5 : hoạt hóa bạch cầu toan + IFN-γ :hoạt hóa bạch cầu đơn nhân + IL2 : hoạt hóa tế bào NK, tế bào T tế bào B 1.1 Quá mẫn muộn tế bào hiệu ứng Quá mẫn muộn đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào tế bào hiệu ứng quan trọng đại thực bào Kiểu đáp ứng chế đề kháng vi khuẩn nội bào vi khuẩn lao, Listeria monocytogen Chúng phát triển túi nội bào đại thực bào tránh tác dụng kháng thể hiệu lực độc tế bào Tc Trong trường hợp vi khuẩn bị loại trừ tế bào T CD4 gây viêm hoạt hóa đại thực bào Vì tế bào T CD4 đóng vai trò quan trọng việc bảo vệ chống lại tác nhân gây bệnh phát triển túi nội bào Sự hoạt hóa đai thực bào diễn qua dấu hiệu liên kết màng tế bào T CD4 gây viêm qua cytokin hoạt hóa đại thực bào tế bào Th1 tiết (quan trọng IFN-γ IFN-α) 51 Đại thực bào nhiễm Tế bào Th1 họat hóa Hình 5.6 Đáp ứng miễn dịch VK nội bào điều khiển tế bào TCD4 gây viêm Các cytokin giải phóng từ tế bào Th1 tiếp xúc với tê bào trình diện kháng nguyên: - IFN-γ : hoạt hóa đại thực bào để đại thực bào tiêu diệt vi khuẩn bên - LT (TNF-β ) : giết chết đại thực bào nhiễm mãn để giải phóng vi khuẩn bên nhằm lôi kéo đại thực bào đến tiêu diệt - IL-2 : tăng sinh tế bào T số lượng tế bào hiệu ứng - IL-3 + GM-CSF : gây biệt hóa đại thực bào tủy xương - LT + MCF : gây xuyên mạch đại thực bào đến ổ viêm - MCF + MIF : tập trung đại thực bào tới ổ viêm Mặt khác đại thực bào hoạt hóa, gây thương tổn tổ chức chổ; tế bào phải điều hòa hoạt hóa cách nghiêm ngặt Tế bào T CD4 gây viêm (Th1) sản xuất nhiều cytokin khác hoạt hóa đại thực bào nhiễm mà giết chết đại thực bào già để giải phóng vi khuẩn chứa bên no,ï nhằm lôi đại thực bào đến ổ viêm Như tế bào T CD4 gây viêm đóng vai trò quan trọng việc kiểm tra điều khiển phản ứng bảo vệ túc chủ tác nhân gây bệnh nội bào Chính thiếu hụt chức bệnh nhân AIDS mà dẫn đến nhiễm khuẩn nội bào trầm trọng ví dụ lao, pneumocystis carinii (do giảm tế bào Th1 nên không hoạt hóa đại thực bào; giảm khả đề kháng nội bào) Ví dụ đáp ứng mẫn muộn: Khi tiêm protein tinh khiết vi khuẩn lao cho người nhiễm lao chủng lao Khoảng sau tiêm thấy tập trung bạch cầu trung tính; khoảng 12 sau thấy thâm nhiễm tế bào T, bạch cầu đơn nhân, tế bào nội mạc mạch máu co lại tăng tính thấm, thoát fibrinogen vào tổ chức, nơi tiêm phù nề cộm cứng Hiện 52 tượng điểm phản ứng mẫn muộn, phát sau tiêm 24-48 Phản ứng truyền vay mượn qua tế bào T CD4 Quá trình xử lý kháng nguyên, tế bào trình diện kháng nguyên giai đoạn nhận biết - hoạt hóa 2.1 Quá trình xử lý kháng nguyên Tế bào T không nhận diện kháng nguyên hòa tan mà protein phải chuyển thành dạng có khả sinh miễn dịch; điều diễn tế bào trình diện kháng nguyên Sản phẩm cuối trình trình diện kháng nguyên tế bào T CD4 mảnh peptit tương đối ngắn khoảng 10-20 a amin có khả sinh miễn dịch liên kết lên protein MHC lớp II màng tế bào trình diện kháng nguyên Sự biến đổi kháng nguyên từ dạng không liên kết MHC thành dạng liên kết MHC coi trình xử lý kháng nguyên Quá trình xử lý kháng nguyên bao gồm giai đoạn: - Sự nhập nôi bào kháng nguyên / tế bào thực bào Sự thực bào mạnh lên qua liên kết phức hợp kháng nguyên kháng thể lên chất tiếp nhận mảnh Fc thực bào đơn nhân tế bào B (FcR) - Sự phân cắt kháng nguyên enzym tiêu protit túi nội bào (endosome) - Sự liên kết mảnh peptit lên protein MHC lớp II túi nội bào (endosome) - Sự vận chuyển phức hợp peptit- MHC lớp II lên màng tế bào để trình diện kháng nguyên 2.2 Tế bào trình diện kháng nguyên (APC) giai đoạn nhận biết, hoạt hóa -Tế bào trình diên kháng nguyên tế bào có khả trình diện mảnh peptit kháng nguyên lên lớp phân tử MHC chuyển giao tín hiệu đồng kích thích qua phân tử B7 Ba typ tế bào hoạt động tế bào trình diện kháng nguyên cổ điển đại thực bào, tế bào bạch tuộc tế bào ympho B Mỗi tế bào có chức khác đáp ứng miễn dịch Tế bào T biệt hóa tăng sinh đồng thời nhận tín hiệu từ tế bào trình diện kháng nguyên: - Tín hiệu 1: Chất tiếp nhận tế bào T nhận diện phức hợp kháng nguyên-MHC tế bào trình diện kháng nguyên - Tín hiệu 2: Là tín hiệu đồng kích thích qua phân tử B7 tế bào trình diện kháng nguyên gắn lên phân tử CD28 tế bào T + Đại thực bào : Khi chưa hoạt hóa phân tử MHC lớp II chưa bộc lộ phân tử B7 Sự hình thành phân tử tạo nên qua tiếp nhận kháng nguyên , chủ yếu kháng nguyên vi khuẩn + Tế bào bạch tuộc: Nó bộc lộ nhiều phân tử MHC lớp I MHC lớp II phân tử đồng kích thích B7 Nó trình diện peptit kháng nguyên vi rút độc tố tế bào Những peptit trình diện lên MHC lớp I nhận biết tế bào T CD8 để tế bào gây độc trực tiếp trình diện lên MHC lớp II nhận biết bới tế bào T CD4 (nó biệt hóa thành Th1 Th2) Tế bào Th2 kích thích tế bào lympho B sản xuất kháng thể để ngăn cản đột nhập vi rút vào tế bào Như nhiễm vi rút, tế bào bạch tuộc kích thích tế bào TCD8 lẫn tế bào TCD4 + Tế bào lympho B: Có khả nhận biết định cấu trúc protein cacbonhydrat (kháng nguyên hòa tan) với chất tiếp nhận màng IgM IgD Bên cạnh chức 53 tạo kháng thể, tế bào lympho B đóng vai trò tế bào trình diện kháng nguyên tế bào TCD4 qua MHC lớp II bộc lộ phân tử B7 ví dụ Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Clostridium tetani, Poliovirus, Pneumocystis carinii Tế bào B cần tín hiệu để hoạt hóa: - Sự liên kết kháng nguyên lên IgM IgD màng - Sự hoạt hóa qua cytokin cầu bổ thể ví dụ C3d - Sự nhận diện kháng nguyên qua tế bào T Tế bào CD4 CD8 nhận diện kháng nguyên chất tiếp nhận kháng nguyên tế bào T qua tuyển chọn clon tương tự tế bào B Tuy nhiên không tiếp nhận kháng nguyên hòa tan tự mà kháng nguyên dạng liên kết với cấu trúc MHC trình diện lên màng tế bào trình diện kháng nguyên tế bào đích ( giới hạn MHC) Tế bào T gây độc G iết Tế bào T gây viêm (Th1) Hoạt hóa Tế bào Thổ trợ (Th2) Hoạt hóa Độc tố v i Vi khuẩn Tế bào B đặ hiệuk h u ẩn nội bào KN Đại thực bào Giết tế bào đí c h Tế bào T CD8: P e p t id + M H C KT kháng độc tố Tế bào T CD4: Peptid + MHCll Hình 5.7 Các tế bào lympho T hiệu lực tác nhân gây bệnh khác Tóm lại định đáp ứng miễn dịch dịch thể hay miễn dịch tế bào phối hợp hai, điều phụ thuộc vào biệt hóa tế bào TCD4 thành tế bào Th1 Th2 Sự hoạt hóa tuyển chọn thành TCD4 gây viêm đáp ứng miễn dịch trung gian tế bào ngược lại thành TCD4 hổ trợ đáp ứng miễn dịch dịch thể Người ta nhận thấy vai trò MHC cytokin tạo có ảnh hưởng đến dường biệt hóa Ví dụ vi khuẩn Mycobacterium chẳng hạn; vi khuẩn xâm nhập vào thể phát triển túi đại thực bào Một đáp ứng có hiệu lực túc chủ đòi hỏi phải hoạt hóa đại thực bào qua TCD4 gây viêm + Tại bệnh hủi lành tính thể củ (Tuberculoid leprosy): chủ yếu TCD4 gây viêm cảm ứng, người ta thấy có vi khuẩn sống sót , kháng thể tạo thành hầu hết người bệnh sống sót (Th1 tiết IFN-γ, IL-2, TNF-α) 54 + Tại thể hủi ác tính: chủ yếu TCD4 hổ trợ cảm ứng nên đáp ứng miễn dịch lại dịch thể Kháng thể không hiệu vi khuẩn nội bào , vi khuẩn hủi phát triển không bị kìm chế Thể thường đưa đến tử vong (Th2 tiết IL-4 IL-10 ) II SỰ ĐỘC TẾ BÀO TRUNG GIAN QUA TẾ BÀO T Tất vi rút số vi khuẩn phát triển bào tương tế bào nhiễm rút loại ký sinh phức tạp, máy tổng hợp chuyển hóa riêng Do phát triển bào tương nên tránh tác dụng kháng thể, bị tiêu diệt giết chết tế bào nhiễm Trong trường hợp tế bào TCD8 gây độc đóng vai trò quan trọng giết chết cách có chọn lựa tế bào nhiễm Sự biệt hóa từ tiền Tc thành tế bào Tc gây độc trực tiếp đòi hỏi tín hiệu: + Tín hiệu 1: Chất tiếp nhận tế bào T nhận diện phức hợp KN-MHC lớp I tế bào trình diện kháng nguyên tế bào đích + Tín hiệu 2: Cytokin tế bào TCD4 tiết (IL-6, IL-2, IFN-γ) nhận diện kháng nguyên tế bào trình diện kháng nguyên Trên súc vật thực nghiệm, loại bỏ tế bào TCD8 gây độc vật bị nhiễm vi rút nặng nề.Tương tự chuột hay người thiếu MHC lớp I bị nhiễm trùng vi rút nặng (MHC lớp I cần thiết để trình diện kháng nguyên vi rút cho tế bào TCD8) - Chức tế bào Tc Bằng cách ly giải tế bào đích, tế bào Tc có khả giết chết vi sinh vật phát triển bào tương mà chủ yếu vi rút số vi khuẩn (Toxophasma gondii, ) Mặt khác có khả giết chết tế bào ung thư tế bào ghép Để loại bỏ tế bào nhiễm tế bào lạ mà không hủy hoại tế bào lành, tế bào TCD8 giết chết cách có chọn lựa tế bào đích bộc lộ kháng nguyên đặc hiệu mà Tế bào TCD8 gây độc sản xuất IFN-γ TNF-α để kìm hãm nhân lên vi rút,làm tăng bộc phân tử MHC lớp I hoạt hóa đại thực bào - Cơ chế ly giải tế bào Tc Để ly giải tế bào đích, trước hết tế bào Tc gắn lên tế bào đích thông qua chất tiếp nhận đặc hiệu KN-MHC lớp I Sau gây hiệu lực độc trực tiếp cách giải phóng loại cytotoxin fragmentine perforin Perforin khoang lỗ thủng qua màng tế bào đích để fragmentine (còn gọi Granzyme) vào tế bào tiêu diệt tế bào đích gọi giết chết tế bào có chương trình hóa Cơ chế thứ liên quan đến chất độc tế bào hoạt hóa enzym, lymphotoxin chất có cấu trúc tương tự Nó hoạt hóa enzym phân cắt phân tử DNA tế bào đích; DNA bị phân cắt tế bào đích bị phân cắt chết gọi tượng Apoptose III TẾ BÀO DIỆT TỰ NHIÊN Tế bào diệt tự nhiên nhóm tế bào lympho T có nguồn gốc tủy xương.Nó có khả diệt số tế bào u tế bào nhiễm vi rút Khả không đặc hiệu không bị giới hạn phân tử MHC nên gọi tế bào diệt tự nhiên Tế bào NK hoạt hóa IL-2 IL-12 tự giải phóng TNF-α, IFN-γ Tế bào NK có thụ thể dành cho mảnh Fc phân tử IgG nên có khả ly giải tế bào đích thông qua tượng ADCC (antibody dependent cellular cytotoxicity): Đầu tiên kháng thể đặc hiệu gắn lên tế bào ung thư tế bào nhiễm vi rút Tiếp theo phức hợp gắn lên tế bào NK thông qua thụ thể dành cho mảnh Fc, tế bào NK có điều kiện tiếp cận với tế bào đích tiêu diệt tế bào đích Trong trường hợp IL-2 có nồng độ cao, tế bào NK biệt hóa thành tế bào LAK 55 (Lymphokin Activated killer ) có khả diệt tế bào ung thư rộng rãi 55 Chương ĐIỀU HOÀ ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH Hoạt động hệ thống miễn dịch hoạt động tế bào nhằm để phân biệt “cái tôi” “cái tôi” Kháng nguyên xâm nhập vào thể kích thích hoạt hóa tế bào lympho B tế bào lympho T đáp ứng miễn dịch khởi động; tế bào trở nên tăng sinh mạnh mẻ Bằng thực nghiệm, người ta nhận thấy dòng tế bào B tiếp tục phát triển đến mức vô hạn có điêù kiện thích hợp nuôi cấy Nhưng điều không xảy thể, trừ có tổn thương bệnh lý dòng tế bào miễn dịch loạn sản tương bào Ngoài kháng nguyên xâm nhập vào thể, đáp ứng miễn dịch huy động phù hợp với chất kháng nguyên nhằm để loại trừ kháng nguyên bảo vệ cho thể Điều có nghĩa có kiểm soát điều hòa đáp ứng miễn dịch thể Các tế bào tham gia vào đáp ứng miễn dịch nên tương tác điều hòa chúng với hệ thống nội tiết, phần tử tham gia đáp ứng thông tin màng tế bào gọi thụ thể tế bào, sIg qua chất tế bào tiết (cytokin, kháng thể, hóa chất trung gian) I Kháng nguyên Một kháng nguyên vào thể có hai khả năng: -Kích thích thể đáp ứng miễn dịch (immunogen) -Không gây đáp ứng miễn dịch gọi dung thứ miễn dịch (tolerogen) Cơ chế dung thứ: chế dung thứ chế giúp cho thể không chống lại kháng nguyên thân gặp trường hợp dung thứ kháng nguyên từ bên vào 1.1 Vai trò dung thứ kháng nguyên: kháng nguyên thân dung thứ tế bào lympho T B; kháng nguyên lạ chất gây đáp ứng miễn dịch gây dung thứ tuỳ theo chất lý hoá, liều lượng mẫn cảm đường vào chúng Cơ chế dung thứ hai trường hợp giống nhau, dòng tế bào lympho bị ức chế với kháng nguyên gây dung thứ Dung thứ hay gây đáp ứng miễn dịch qua đường tương tác với thụ thể nhận diện kháng nguyên TCR BCR (sIg), kết phụ thuộc vào giai đoạn phát triển dòng tế bào lympho non hay chín chất kháng nguyên Cơ chế chung dung thứ (1) kháng nguyên làm chết dòng tế bào đặc hiệu, dễ xảy giai đoạn định trình biệt hoá dòng (2) kháng nguyên gây trơ (vô cảm) không cảm ứng dòng tế bào 1.2 Cơ chế dung thứ tế bào lympho T : trì dung thứ vĩnh viễn kháng nguyên thân chế loại trừ vô cảm - Các dòng tế bào lympho Tc Th tự phản ứng với kháng nguyên thân thường bị chết tuyến ức giai đoạn trưởng thành biệt hoá bị loại trừ vĩnh viễn Tuy nhiên kháng nguyên mặt tuyến ức thời kỳ dòng tế bào tương ứng không bị loại trừ ; sau có dịp gây bệnh tự miễn chống lại kháng nguyên Cơ chế vô cảm cho thấy dù kháng nguyên kết hợp với MHC lớp II (đại thực bào) cần thiết có kích thích yếu tố dịch thể IL-1 hoạt hoá tế bào lympho Th Sự vô cảm xảy đại thực bào không tạo tín hiệu Sự vô cảm xảy từ giai đoạn biệt hoá tuyến ức, tiếp xúc với kháng nguyên thân 56 - Cơ chế dung thứ tế bào B xảy với chế Việc loại trừ dòng tế bào B xuất trưởng thành biệt hoá tuỷ xương tiếp xúc với kháng nguyên giai đoạn non lúc tế bào B có sIgM nên dễ vô cảm Ngoài tính vô cảm gây tương tác kháng nguyên BCR chế vô cảm có đầy đủ sIg để kết hợp với kháng nguyên Kháng nguyên tham gia kiểm soát đáp ứng miễn dịch KN có ảnh hưởng đến phương thức cường độ đáp ứng miễn dịch 2.1 Bản chất kháng nguyên 2.1.1 Cấu trúc hoá học kích thích đáp ứng miễn dịch khác Kháng nguyên polysacharid lipid không kích thích đáp ứng miễn dịch tế bào Đáp ứng miễn dịch dịch thể kháng nguyên không phụ thuộc tế bào lympho T, chủ yếu kháng thể thuộc lớp IgM có tính thấp, phản ứng thứ phát bền vững Các kháng nguyên protein gây đáp ứng miễn dịch tế bào lẫn dịch thể gặp số nhiễm khuẩn đa số vi rút, Ig chủ yếu thuộc lớp IgG dễ dàng tạo đáp ứng miễn dịch tiên phát thứ phát Đáp ứng có miễn dịch nhớ kéo dài Do trường hợp nhiễm vi rút tự nhiên hay chủng ngừa có sức đề kháng nhiều năm có đời Trường hợp kháng nguyên tác động trực tiếp tế bào lympho T mà không cần MHC lớp II trình diện gọi siêu kháng nguyên độc tố ruột liên cầu khuẩn kháng nguyên vỏ nhân (nucleocapside) vi rut daị Người ta chia kháng nguyên không phụ thuộc tế bào lympho T (không phụ thuộc tuyến ức) làm hai loại kháng nguyên TI-1 kháng nguyên TI-2, hoạt hoá tế bào B theo hai chế khác nhau: Kháng nguyên TI-1 trực tiếp hoạt hoá tế bào lympho B dẫn đến phân bào Ở nồng độ cao, kháng nguyên tăng sinh biệt hoá tế bào lympho B mà không cần tính đặc hiệu, gọi tượng hoạt hoá đa dòng, kháng nguyên gọi yếu tố phân bào tế bào B (ví dụ LPS) Tuy nhiên nồng độ thấp kháng nguyên gắn với thụ thể đặc hiệu có bề mặt tế bào B hoạt hoá đặc hiệu tế bào B Bảng 6.1 Đáp ứng miễn dịch loại kháng nguyên 57 Kháng nguyên TI2 không phụ thuộc tuyến ức polysaccharid vỏ vi khuẩn có cấu trúc lập lại có khả hoạt hoá tế bào B đường bên Trong kháng nguyên TI-1 hoạt hoá tế bào B chưa trưởng thành trưởng thành kháng nguyên TI-2 hoạt hoá tế bào B trưởng thành, điều giải thích trẻ em khó sản xuất đầy đủ kháng thể chống kháng nguyên polysaccharid Kháng nguyên TI-2 hoạt hoá rộng rãi tế bào B nhờ liên kết chéo với thụ thể bề mặt, nhiên mật độ liên kết nhiều làm cho tế bào B trở nên vô cảm (anergy) 2.1.2 Liều lượng kháng nguyên: liều kháng nguyên lớn hay liều nhỏ tiêm nhắc lại thường có khả ức chế đáp ứng miễn dịch (hiện tượng dung thứ miễn dịch) Giải thích nhiễm khuẩn nặng, bệnh nhân không đáp ứng miễn dịch Nồng độ kháng thể giảm nồng độ kháng nguyên giảm Nếu chế này, thể tràn ngập dòng tế bào lympho đặc hiệu sản phẩm chúng (Ig, cytokin) 2.1.3 Đường vào kháng nguyên: đáp ứng miễn dịch kháng nguyên thay đổi theo đường vào kháng nguyên Kháng nguyên theo đường máu có khuynh hướng gây sốc phản vệ gây dung thứ miễn dịch, kháng nguyên tiêm đường da kích thích tổ chức lympho hạch gần Tác dụng điều hoà kháng thể 3.1 Điều hoà âm tính ngược: Các kháng thể sản xuất trình đáp ứng miễn dịch ức chế trở lại đáp ứng tạo kháng thể Tiêm kháng thể đặc hiệu với loại kháng nguyên vào tĩnh mạch trước gây mẫn cảm với chúnh kháng nguyên lượng kháng thể sản xuất giảm Hiện tượng gọi chế điều hoà âm tính ngược nhờ vào: - Trung hoà kháng nguyên loại trừ kháng nguyên chế thực bào - Kháng thể phong bế định kháng nguyên ngăn cản định kháng nguyên tiếp xúc với sIg tế bào lympho B không cho hoạt hoá tế bào B - Kháng thể gắn với thụ thể Fc có tế bào lympho B ức chế trực tiếp hoạt hoá.Sự ức chế xảy đồng thời có tương tác kháng nguyên với mảnh F(ab)2 mảnh FcIgG hoà tan với thụ thể Fc tế bào Vậy kháng thể ức chế ngược sản xuất kháng thể thông qua vai trò ức chế FcR tế bào lympho B - Các phức hợp miễn dịch: Phức hợp miễn dịch ức chế hoạt hoá của tế bào lympho Th hay cảm ứng tế bào lympho Ts Các phức hợp miễn dịch làm rối loạn sản xuất cytokin Đại thực bào tiếp xúc với phức hợp miễn dịch, sản xuất chất chống thụ thể IL-1 (anti - IL-1R), chất cạnh tranh với IL-1 để gắn với IL-1R gây ức chế đáp ứng miễn dịch giảm sản xuất IL-2 Ứng dụng thực tiễn điều hoà âm tính ngược kháng thể dự phòng tan máu bất đồng nhóm máu Rhésus mẹ 3.2 Idiotyp mạng lưới idiotyp-anti idiotyp tham gia điều hoà miễn dịch Cơ chế đặt vào giả thuyết mạng lưới điều hoà idiotyp anti idiotyp Niels jerne, sau giải Nobel năm 1974 Giả thuyết nêu lên kháng nguyên kích thích đáp ứng tế bào lympho đặc hiệu đồng thời gây hàng loạt đáp ứng khác qua kháng thể anti idiotyp Theo giả thuyết mạng lưới, hệ miễn dịch trì trạng thái ổn định tương tác idiotyp anti idiotyp 3.2.1 Kháng thể anti idiotyp: tính đa dạng phân tử kháng thể cho phép nhận diện vô số định kháng nguyên (epitope) nằm phân tử kháng nguyên đó, có khả biến đổi nhạy cảm vùng siêu biến vùng thay đổi 58 (vùng V) F (ab), biến đổi tạo nên định kháng nguyên Các tế bào lympho nhận diện kháng nguyên không kháng nguyên thân Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy thể tồn dòng tế bào lympho có khả nhận diện bề mặt kết hợp kháng nguyên kháng thể (kháng nguyên idiotyp) thụ thể bề mặt tế bào lympho khác Đáp ứng đặc hiệu idiotyp tạo kháng thể anti idiotyp Các định kháng nguyên tạo nên idiotyp gọi idiotop, phần vùng V tạo nên diện kết hợp đặc hiệu với idiotop ,gọi paratop, số khác nằm vùng kết hợp với kháng nguyên Đối với kháng thể anti idiotyp thu phân làm hai loại (1) kháng thể chống idiotop bên paratop (2) chống lại idiotop nằm paratop Như có loại thứ tác dụng lên diện kết hợp kháng nguyên ức chế phản ứng miễn dịch, anti idiotyp khác gắn lên định kháng nguyên nằm vùng kết hợp không thuộc vị trí đặc hiệu kháng nguyên , vị trí xuất Ig khác; mạng lưới idiotyp-anti idiotyp điều hoà miễn dịch đa kháng nguyên (có thể xảy với thụ thể bề mặt tế bào lympho B T) 3.2.2 Cơ chế điều hoà mạng lưới idiotyp anti idiotyp : thực nghiệm chứng minh sử dụng kháng nguyên gây mẫn cảm cho súc vật thứ để có kháng thể chống kháng nguyên Tinh khiết kháng thể đánh số KT1 (tức Id1); Sau tiêm id1cho súc vật thứ hai để có kháng thể thứ (Id2); người ta lại tinh khiết Id2 để mẫn cảm cho súc vật thứ tiếp tục Kết cho thấy KT (Id2) anti Id1, nhận biết Id1 có KT1 đồng thời nhận biết Id1 có mặt KT3 (anti Id2 tức Id3) Tương tự KT4 có tính chất giống KT2.v.v phần nhỏ KT3 (anti Id2) kết hợp với kháng nguyên Như Id có nhiều nhóm định khác kháng nguyên khởi động tế bào B đặc hiệu khác nên thường có mạng idiotyp gây phản ứng chéo để điều hoà đáp ứng miễn dịch nồng độ kháng nguyên hay kháng thể giảm dần trở lúc chưa mẫn cảm, nghĩa dập tắt đáp ứng miễn dịch III Vai trò tế bào điều hoà đáp ứng miễn dịch Vai trò tế bào lympho Ts (suppresseur) Tế bào Ts nhóm tế bào lympho T, khác với Th Tc Tế bào Ts có chức ức chế giai đoạn hoạt hoá đáp ứng miễn dịch Năm 1960 R Gerhson cs chứng minh vai trò tế bào Ts thực nghiệm chuột; cách tiêm liều kháng nguyên lớn theo đường tĩnh mạch chuột không đáp ứng miễn dịch Tiếp tục tiêm trở lại liều kháng nguyên bình thường sinh miễn dịch chuột không đáp ứng Nếu lấy tế bào lympho chuột không đáp ứng tiêm cho chuột đồng gen tình trạng trơ xảy dù với liều tiêm kháng nguyên bình thường Sự ức chế không xảy với loại kháng nguyên khác Tình trạng không đáp ứng miễn dịch chuyển từ cá thể sang cá thể khác chứng minh nhóm tế bào lympho Ts đặc hiệu đảm trách Vai trò tế bào Ts quan trọng trường hợp sau: - Ức chế đáp ứng miễn dịch tự kháng nguyên không tiếp xúc với tế bào lympho non trình biệt hoá tuyến ức - Có thể ức chế đáp ứng miễn dịch kháng nguyên ngoại lai qua ức chế tế bào lympho Th trực tiếp với tế bào B chứng minh vai trò khởi động tế bào Th tế bào Ts 59 Vai trò tế bào hỗ trợ Tế bào lympho Th tạo thuận cho đáp ứng miễn dịch tế bào lympho B chủ yếu thông qua cytokin, hổ trợ đặc hiệu với isotyp Ig tế bào Th có thụ thể với Fc lớp Ig khác Sự hổ trợ tế bào Th đáp ứng miễn dịch kháng nguyên phụ thuộc tuyến ức Tế bào Th có vai trò nhận biết định kháng nguyên protein tải tế bào B nhận biết định kháng nguyên hapten Khả chứng minh thực nghiệm sau: Sử dụng kháng nguyên tổng hợp cách gắn hapten DNP (dinitrophenol) với albumin bò (AB), gây mẫn cảm cho chuột nhiều lần Nếu tái mẫn cảm với DNP -AB đáp ứng thứ phát mạnh; lần tiêm DNP gắn với lòng trắng trứng gà (OA) nghĩa thay đổi chất tải không xuất đáp ứng với DNP-OA Thí nghiệm cho thấy tế bào Th nhận diện nhóm định kháng nguyên protein tải tế bào B nhận diện hapten Ngoài Th tác động vào tế bào lympho tiền Tc trở thành tế bào Tc hoạt hoá thông qua cytokin Các tế bào hổ trợ khác đại thực bào, tế bào lympho B tế bào tua cần thiết cho đáp ứng phụ thuộc tuyến ức Đại thực bào trình diện kháng nguyên cho tế bào lympho Tế bào giới hạn phân tử MHC, chúng sản xuất cytokin (đồng kích thích) làm tăng sinh hoạt hoá tế bào Tế bào B tương ứng IV Tác dụng điều hoà miễn dịch cytokin Bảng 6.2 Chức điều hoà cytokin Bên cạnh tác dụng điều hoà kháng nguyên, kháng thể, tế bào lympho Ts, Th cytokin tế bào hoạt hoá tiết tăng cường hay ức chế đáp ứng miễn dịch Tác dụng cytokin thường không đặc hiệu Chức kích thích cytokin thường nhằm để khuếch đại đáp ưúng miễn dịch nhằm loại bỏ kháng nguyên Các cytokin thường sản xuất liên tiếp ảnh hưởng lẫn số lượng chức Ví dụ vòng kín khuếch đại đáp ứung miễn dịch cytokin tương tác hai chiều tế bào lympho T đại thực bào Tế bào lympho Th1 tiết IFN-γ tăng biểu lộ MHC lớp II đại thực bào làm cho đại thực bào hoạt hoá mạnh trở lại tăng cường cho tế bào lympho Th1 Đối với tế bào lympho B tác dụng IL-4 làm tăng biểu lộ MHC lớp II Tế bào lympho Tc tiết IFN-γ, TNF-α, IL-2 tăng 60 biểu lộ MHC lớp I tế bào đích nên tăng cường tương tác tế bào lympho Tc tế bào đích Như vậy, tế bào lympho T tuỳ theo hoạt động tế bào lympho Th nhóm Th1 hay Th2 mà hoạt động miễn dịch qua trung gian tế bào tăng cường hay ức chế Ngoài ra, có cytokin ức chế đáp ứng miễn dịch TGF-β nhiều loại tế bào tiết kể tế bào lympho T; prostaglandin E2 hoạt hoá AMPv nên ức chế tiết IL-1; TNF-α ngăn cản hoạt tính IL-2 giảm bộc lộ MHC tế bào T v.v V Ảnh hưởng yếu tố di truyền thần kinh - nội tiết Chứng minh gen ảnh hưởng chức đáp ứng miễn dịch -Thực nghiệm chứng minh có 10 cụm gen liên quan đến khả xử lý trình diện kháng nguyên đại thực bào -Gen đáp ứng miễn dịch gắn liền với gen Ig: gen mã cho idiotyp kháng thể chống lại hapten pazophenylarsonate gắn với gen mã cho vùng C Ig nhiễm sắc thể, người ta sản xuất kháng thể đặc hiệu idiotyp Khả sản xuất loại kháng thể khác bị giới hạn số lượng gen vùng thay đổi (gen V) nhiễm sắc thể có hạn: chuột thiếu gen Vdex không đáp ứng với dextran -Liên quan với phức hợp MHC: thực nghiệm với kháng nguyên đơn giản, người ta chứng minh chủng chuột có khả đáp ứng khác loại kháng nguyên Đáp ứng miễn dịch liên quan gen Ir chuột nhắt hay gen MHC lớp II người kháng nguyên trình diện với tế bào lympho T MHC lớp II Vai trò hệ thần kinh - nội tiết 2.1 Tác động nội tiết tế bào miễn dịch : tế bào miễn dịch có nhiều thụ thể nội tiết corticoid, insulin, GH, oestradiol, testosteron, acetylcholin, endorphin, enkephalin Các glucocorticoid, oestradiol, testosteron, progesteron ức chế đáp ứng miễn dịch GH, thyroxin insulin ngược lại Thực nghiệm cắt tuyến thượng thận hay bị stress có liên quan biến đổi tế bào miễn dịch Sau mẫn cảm kháng nguyên, giai đoạn đạt kháng thêí cao nồng độ glucocorticoid cao ức chế đáp ứng miễn dịch 2.2 Tác động hệ miễn dịch hệ thần kinh - nội tiết IL-1 kích thích tổng hợp glucocorticoid thông qua trục tuyến yên - thượng thận; tạo nội tiết chổ prostaglandin; IL-1 TNF-α gây sốt thông qua rối loạn trung tâm điều nhiệt Ngoài số cytokin ảnh hưởng lên chức khác thể gây hội chứng suy mòn thể nhiễm khuẩn nặng kéo dài IL-1 TNF-α, tác động lên tuỷ xương kích thích tạo tế bào máu.v.v 2.3 Tác dụng chế độ ăn, luyện tập v.v - Chế độ ăn đầy đủ chất dinh dưỡng tăng cường khả thực bào, đáp ứng tạo kháng thể, khả diệt khuẩn nội bào Thiếu kẽm chế độ ăn làm giảm hoạt tính sinh học thymulin (hoc mon tuyến ức) làm giảm đáp ứng miễn dịch tế bào - Tập luyện lao động nặng gây stress làm suy giảm miễn dịch tăng nhạy cảm với nhiễm khuẩn -Tuổi già thường gây giảm đáp ứng miễn dịch tế bào, người có tuổi thọ cao thường có chức miễn dịch tốt 61 Những hiểu biết điều hoà miễn dịch có vai trò quan trọng miễn dịch học bản, nghiên cứu hoạt động sinh lý hệ miễn dịch mà có ích việc thiết kế vắc xin, cho việc điều trị bệnh lý miễn dịch tự miễn, suy giảm đáp ứng miễn dịch mẫn