Sự kết hợp kháng nguyên kháng thể

2012-10-28 09:23 PM
Khả năng trung hòa độc tố, và vi sinh vật của kháng thể, luôn phụ thuộc vào sự gắn kết chặt chẽ của chúng vào kháng thể.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Các đặc điểm liên quan đến quá trình nhận diện kháng nguyên

Phân tử kháng thể có nhiều đặc điểm cấu trúc rất quan trọng đối với quá trình nhận diện kháng nguyên cũng như thực hiện chức năng hiệu quả. Các đặc điểm này nằm chủ yếu ở vùng V của phân tử kháng thể.

Tính đặc hiệu (specificity)

Kháng thể bao giờ cũng kết hợp rất đặc hiệu cho kháng nguyên tương ứng của mình. Chỉ cần một khác biệt nhỏ về cấu trúc hóa học là có thể làm cho sự kết hợp kháng nguyên-kháng thể bị trở ngại. Tính đặc hiệu tinh tế của phân tử kháng thể hiện diện trên tất cả các lớp phân tử. Ví dụ, kháng thể có thể phân biệt hai quyết định kháng nguyên khác nhau chỉ ở một vị trí acid amin được thể hiện rất ít trên cấu trúc cấp hai. Bởi vì cấu tạo sinh hóa của tất cả sinh vật sống đều cơ bản là tương tự nhau, nên tính đặc hiệu cao này rất cần để kháng thể tạo được đáp ứng với một kháng nguyên của một vi khuẩn mà không tạo đáp ứng với phân tử có cấu trúc tương tự của cơ thể mình hay của vi khuẩn khác. Tuy vậy, cũng có trường hợp một số kháng thể được sản xuất để chống lại một kháng nguyên lại có thể liên kết với một kháng nguyên khác có cấu trúc liên quan. Điều này được gọi là phản ứng chéo. Kháng thể được tạo ra để chống vi khuẩn đôi khi lại cho phản ứng chéo với tự kháng nguyên của cơ thể mình và có thể gây ra một số bệnh lý miễn dịch.

Tính đa dạng (diversity)

Như đã trình bày ở phần trước, một cá thể có khả năng tạo ra một số lượng lớn (đến 109) kháng thể có tính đặc hiệu khác nhau. Sự hiện diện của lượng lớn kháng thể với tính đặc hiệu khác nhau này được gọi là tính đa dạng của kháng thể và toàn bộ sưu tập kháng thể với tính đặc hiệu khác nhau này được gọi là “hồ chứa” (repertoire) kháng thể. Cơ chế di truyền của tính đa dạng này nằm ở tế bào lymphô. Chúng được thực hiện trên cơ sở sự tái tổ hợp ngẫu nhiên của một số bộ trình tự DNA di truyền vào các gen chức năng mã hóa cho vùng V của chuỗi nặng và chuỗi nhẹ. Một cơ sở khác của tính đa dạng là sự thêm ngẫu nhiên các trình tự nucleotide không theo khuôn mẫu vào các gen đoạn V. Hàng triệu dạng cấu trúc khác nhau tập trung chủ yếu vào vùng siêu biến của cả chuỗi nặng và chuỗi nhẹ để tạo nên tính đặc hiệu đối với kháng nguyên.

Ái lực (affinitive) và ái tính (avidity)

Khả năng trung hòa độc tố và vi sinh vật của kháng thể luôn phụ thuộc vào sự gắn kết chặt chẽ của chúng vào kháng thể. Sự gắn kết này có được là do ái lực và ái tính cao của sự tương tác. Cơ chế tạo ra ái lực cao của kháng thể là do những biến đổi tinh vi tại vùng V của phân tử kháng thể trong giai đoạn đáp ứng dịch thể. Những biến đổi này được tạo ra do quá trình đột biến thân của tế bào lymphô B sau khi được kháng nguyên kích thích. Kết quả là hình thành những cấu trúc mới của lĩnh vực V, trong số đó có những cấu trúc gắn kết có ái lực cao hơn nhiều so với cấu trúc ban đầu của các lĩnh vực V (Hình 3.3). Những tế bào B sản xuất kháng thể có ái lực cao rất dễ được kháng nguyên kích thích và trở nên tế bào B chủ đạo đối với những lần tiếp xúc kháng nguyên về sau. Quá trình này được gọi là “sự trưởng thành về ái lực” có khả năng làm tăng dần ái lực trung bình của kháng thể đối với kháng nguyên trong việc tạo ra đáp ứng dịch thể. Ví dụ, nếu một kháng thể trong đáp ứng miễn dịch tiên phát đối với một kháng nguyên có hệ số ái lực liên kết Kd là 10-7 đến 10-9 M thì trong đáp ứng thứ phát đối với kháng nguyên đó ái lực sẽ gia tăng và hệ số Kd bây giờ sẽ là 11-11 M hay thậm chí nhỏ hơn.

Các đặc điểm liên quan đến chức năng hiệu quả

Các chức năng hiệu quả của kháng thể thường liên quan đến đoạn Fc của phân tử kháng thể, do đó những isotyp khác nhau ở đoạn Fc sẽ tạo ra chức năng hiệu quả khác nhau. Ví dụ, phân tử IgG thường gắn với tế bào vi khuẩn để chuyển vi khuẩn đến cho tế bào trung tính hoặc đại thực bào tiêu diệt. Điều này thực hiện được là nhờ phân tử IgG có gắn kháng nguyên nhờ có đoạn Fc mà có thể liên kết với chuỗi nặng γ của mình với phân tử thụ thể đặc hiệu cho đoạn Fc nằm trên bề mặt của tế bào trung tính và đại thực bào. Ngược lại, phân tử IgE gắn vào cơ thể giun tròn để chuyển chúng đến cho tế bào ái toan tiêu diệt vì trên tế bào này có nhiều thụ thể đặc hiệu dành cho IgE. Một cơ chế hiệu quả khác phụ thuộc Fc trong miễn dịch dịch thể là sự hoạt hóa hệ thống bổ thể theo con đường cổ điển. Hệ thống bổ thể tạo ra các hóa chất trung gian của phản ứng viêm và thúc đẩy quá trình thực bào cũng như ly giải tế bào đích. Quá trình này được bắt đầu với sự liên kết của một protein bổ thể có tên là C1q vào đoạn Fc của phân tử kháng thể IgG hoặc IgM trong phức hợp kháng nguyên – kháng thể. FcR và vị trí  kết hợp bổ thể của kháng thể đều nằm ở khu vực C của chuỗi nặng của tất cả các isotyp.

Tất cả các hiệu quả chức năng của kháng thể đều chỉ được thực hiện khi kháng thể đã liên kết với kháng nguyên chứ không phải ở dạng Ig tự do. Nguyên nhân là cần phải có ít nhất 2 đoạn Fc nằm kế cận nhau để có thể tác động vào các hệ thống hiệu quả như các protein bổ thể và FcR của âaûi thực bào. Yêu cầu phải có những phân tử liền kề này đảm bảo cho chức năng hiệu quả được thực hiện một cách đặc hiệu đến đúng kháng nguyên đích và loại bỏ chúng và cũng là nhằm làm cho các kháng thể lưu động tự do trong máu không tác động thừa vào hệ thống hiệu quả.

Các thay đổi của cấu trúc kháng thể trong quá trình đáp ứng miễn dịch dịch thể.

Hình. Các thay đổi của cấu trúc kháng thể trong quá trình đáp ứng miễn dịch dịch thể.

Trong quá trình trưởng thành ái lực, đột biến có thể xảy ra ở vùng V dẫn đến thay đổi tính đặc hiệu trong khi chức năng hiệu quả phụ thuộc vùng C không thay đổi gì. Tế bào B hoạt hóa có thể chuyển các phân tử Ig màng sang Ig tiết. Ig tiết có thể có đột biến gen hoặc không. Trong quá trình chuyển mạch isotyp, có biến đổi ở vùng C trong khi vùng V không có gì thay đổi. Việc chuyển mạch isotyp có thể gặp ở cả Ig màng lẫn Ig tiết.

Sự thay đổi của isotyp kháng thể trong quá trình đáp ứng dịch thể sẽ ảnh hưởng việc đáp ứng miễn dịch hoạt động loại bỏ kháng nguyên nơi nào và ở đâu. Sau khi được kháng nguyên kích thích, một clôn tế bào B sẽ sản xuất kháng thể với các isotyp khác nhau nhưng có cùng lĩnh vực V tức laì đặc hiệu cùng 1 kháng nguyên. Các tế bào B chưa tiếp xúc kháng nguyên sẽ đồng thời sản xuất IgM và IgD có tác dụng như là thụ thể bề mặt đối với kháng nguyên. Khi tế bào B tiếp xúc với một vi khuẩn chẳng hạn thì trong tế bào sẽ xảy ra một quá trình gọi là “chuyển mạch isotyp” (isotype switching) trong đó typ của vùng CH  do tế bào B sản xuất bị chuyển đổi nhưng còn vùng V và tính đặc hiệu thì không thay đổi.  Vì quá trình chuyển mạch isotyp mà các tế bào tiền thân của tế bào B sản xuất IgD và IgM sản xuất được các isotyp khác có khả năng tiêu diệt kháng nguyên tốt hơn. Ví dụ, kháng thể chống vi khuẩn và virus chủ yếu là typ IgG là typ có xu hướng thúc đẩy quá trình thực bào vi khuẩn, còn typ chuyên đối phó với giun tròn thì chủ yếu là IgE là typ có khả năng phá hủy ký sinh trùng này.

Vùng C trên chuỗi nặng của kháng thể cũng quyết định vị trí phân bố của phân tử kháng thể ở các mô. IgA thường là isotyp duy nhất có thể được bài tiết qua lớp thượng bì của niêm mạc và do đó IgA là lớp kháng thể chủ yếu của các dịch tiết kể cả sữa. Trẻ sơ sinh được bảo vệ khỏi các bệnh nhiễm trùng nhờ kháng thể IgG được truyền từ mẹ sang trong quá trình mang thai và trong giai đoạn sớm của thời kỳ bú mẹ. Sự truyền này được thực hiện qua trung gian của một thụ thể Fc đặc biệt có trong bánh nhau (giúp kháng thể đi vào tuần hoàn phôi) và trong đường tiêu hóa của trẻ sơ sinh (giúp hấp thụ kháng thể từ sữa mẹ).

Bài viết cùng chuyên mục

Kỹ thuật DNA tái tổ hợp và miễn dịch lâm sàng

Kỹ thuật DNA tái tổ hợp, dựa vào việc sử dụng plasmid như các phương tiện để truyền các đoạn DNA lạ, ví dụ gen người.

Sản xuất kháng huyết thanh cho các phòng thí nghiệm miễn dịch lâm sàng

Hỗn dịch tế bào lách của con vật được gây mẫn cảm, có chứa nhiều tế bào B chịu trách nhiệm sản xuất nhiều kháng thể, chống nhiều epitope khác nhau.

Định typ HLA miễn dịch

Hiện nay, việc định týp HLA được thực hiện bằng kỹ thuật PCR, để phát hiện gen HLA, kỹ thuật này tốn kém hơn nhưng có độ chính xác và độ nhạy cao hơn.

Đánh giá tế bào trung tính và tế bào mono

Thực bào là chức năng ăn vật lạ của một tế bào nào đó, khả năng ăn này có thể xác định được bằng cách ủ tế bào thực bào, với các hạt trơ như hạt latex, hoặc vi khuẩn.

Khảo sát lymphô bào miễn dịch

Có hai loại phản ứng da in vivo, được dùng để phát hiện lympho bào T mẫn cảm đặc hiệu, đó là: thử nghiệm nội bì, dùng kháng nguyên tiêm vào lớp nội bì.

Khảo sát phức hợp miễn dịch

Hiện nay, trên thế giới, ta đã có bán những sản phẩm chuẩn, cho những phòng thí nghiệm miễn dịch đặc biệt chuyên khoa.

Khảo sát bổ thể miễn dịch

Định lượng C3 và C4, bằng phương pháp hóa miễn dịch, là các xét nghiệm có ích nhất, trên thế giới hiện nay đã sẵn có các huyết thanh chứng quốc tế.

Phát hiện tự kháng thể

Yếu tố thấp một kháng thể IgM, phản ứng với Ig,G đóng vai trò kháng nguyên sẽ cho phản ứng với IgG, ngưng kết mạnh hơn là với IgG người còn nguyên bản.

Kháng thể đối với kháng nguyên ngoại sinh

Thử nghiệm kích thích provocation test, tức thử nghiệm kích thích niêm mạc mũi hoặc niêm mạc phế quản bằng kháng nguyên, là một thử nghiệm khá phổ biến.

Khảo sát định tính immunoglobulin

Trong trường hợp không có bất thường chuỗi nặng, kháng huyết thanh chuỗi nhẹ tự do, tức không phản ứng với chuỗi nhẹ cố định vào chuỗi nặng.

Định lượng immunoglobulin và các protein đặc hiệu khác

Kỹ thuật thường được dùng phổ biến nhất, là miễn dịch kết tủa, tủa miễn dịch được hình thành khi kháng nguyên, và kháng thể, kết tủa tương ứng.

Đại cương các kỹ thuật miễn dịch

Một số xét nghiệm sẽ trở nên vô ích, nếu chúng ta yêu cầu không đúng lúc, đúng chỗ, các phân chia sẽ giúp lâm sàng có được chỉ định thích hợp.

Một số hiệu quả thuận lợi của phản ứng tự miễn

Tìm được những chất tải, hiệu quả nhất cũng như các tá chất thích hợp, để có thể gây phản ứng ở mức độ mong muốn.

Điều trị bệnh miễn dịch

Phản ứng tự miễn cũng có thể xảy ra nếu tế bào T hoặc B tự phản ứng mang một idiotyp phổ biến có phản ứng chéo với idiotyp trên kháng thể hoặc với cấu trúc trên vi khuẩn.

Chẩn đoán và tiên lượng bệnh miễn dịch

Tự kháng thể cón có giá trị tiên lượng, trường hợp một đứa trẻ, có anh chị em mắc bệnh đái đường phụ thuộc insulin, nó có chung HLA với anh chị.

Cơ chế bệnh sinh bệnh miễn dịch

Tế bào B tự phản ứng, tế bào T hiệu quả và tự kháng nguyên bình thường, vẫn có mặt trong cơ thể, nhưng không được khởi động.

Bệnh nguyên bệnh miễn dịch

Có những mô hình bệnh tự miễn ngẫu nhiên, trên động vật, rất có ích cho chúng ta nghiên cứu, đầu tiên là bệnh tuyến giáp tự miễn trên gà trống Obese.

Tính di truyền của bệnh tự miễn

Hoạt động của yếu tố di tryền, là xu hướng phối hợp của bệnh tự miễn, đối với các tính đặc hiệu HLA, Haplotyp B8, DR3 xuất hiện với tần suất cao.

Sự sắp xếp các bệnh tự miễn thường gặp ở người

Những cơ quan đích thường gặp, trong bệnh đặc hiệu cơ quan, là tuyến giáp, tuyến thượng thận, dạ dày và tuyến tụy.

Bằng chứng về tính chất gây bệnh của phản ứng tự miễn

Khi có được dòng động vật cảm thụ thích hợp rồi, ta còn có thể gây bệnh thụ động bằng cách truyền tế bào T mẫn cảm cho con vật khác.

Tính tự miễn dịch

Sự hình thành một đáp ứng kháng thể bình thường, đối với đa số kháng nguyên protein đòi hỏi sự tham gia của 3 loại tế bào B, T, và tế bào trình diện kháng nguyên.

Thiếu hụt miễn dịch thứ phát

Các thuốc ức chế miễn dịch, tác động lên rất nhiều khâu của chức năng tế bào, chức năng của lymphô bào và bạch cầu múi thường giảm.

Thiếu hụt miễn dịch tiên phát

Đối với những trường hợp thiếu hụt kháng thể bẩm sinh, nhiễm trùng tái đi tái lại bắt đầu xuất hiện, trong khoảng thời gian từ tháng thứ 4 đến 2 tuổi.

Đại cương thiếu hụt miễn dịch

Một đứa trẻ, hay một người lớn, sẽ bị nghi ngờ là thiếu hụt miễn dịch, khi trên cơ thể xuất hiện những nhiễm trùng lặp đi lặp lại, tồn tại kéo dài, trầm trọng hoặc bất thường.

Các phản ứng quá mẫn không đặc hiệu

Một cơ chế không đặc hiệu khác đã tham gia gây quá mẫn, đó là trường hợp thiếu các protein bất hoạt C3b, làm cho phản ứng hoạt hóa bổ thể không dừng lại.

Quá mẫn miễn dịch typ V (Quá mẫn kích thích)

Trên thực nghiệm, người ta đã phát hiện được thêm một số kháng thể kích thích hoạt động chức năng của tế bào, qua các kháng nguyên có trên bề mặt tế bào.

Quá mẫn miễn dịch typ IV (Quá mẫn muộn)

Cần luôn nhớ rằng, tổn thương quá mẫn, là hậu quả của phản ứng quá mức, giữa kháng nguyên, với cơ chế miễn dịch tế bào vẫn còn bình thường

Quá mẫn miễn dịch typ III

Kháng thể và kháng nguyên tạo thành phức hợp, phức hợp này hoạt hóa bổ thể đồng thời tác động gây giải phóng các amin hoạt mạch, làm tăng tính thấm thành mạch.

Quá mẫn miễn dịch typ II

Phản ứng truyền máu đối với các thành phần khác của máu, như bạch cầu, tiểu cầu cũng có thể xảy ra, nhưng hậu quả của nó không nặng nề như phản ứng đối với hồng cầu.

Quá mẫn miễn dịch typ I

Một khi IgE gắn thụ thể Fcε trên tế bào mast, và tế bào ái kiềm, sự mất hạt sẽ xảy ra khi có liên kết chéo, giữa các phân tử IgE.

Đại cương về quá mẫn miễn dịch

Qúa mẫn là một đặc điểm của cá thể, và nó xảy ra khi có tiếp xúc với kháng nguyên lần thứ hai.

Miễn dịch chống nấm

Nhiễm nấm có thể gây nhiều hậu quả, thường chỉ đáp ứng miễn dịch đặc hiệu chống nấm cùng với thuốc chống nấm tại chỗ, có thể tiêu diệt được bệnh nhiễm nấm cạn.

Miễn dịch chống ký sinh trùng

Bệnh nhân chống chọi với nhiễm ký sinh trùng đơn bào, bằng những phản ứng tương tự như trong nhiễm vi khuẩn, có một số đơn bào có cơ chế tồn tại độc đáo.

Miễn dịch chống vi khuẩn

Một số vi khuẩn xâm nhập qua đường niêm mạc, có thể tạo ra các protease để ly giải kháng thể IgA tiết, neisseria gonorrhea, neisseria meningitis.

Miễn dịch chống virus

Virus Epsptein-Barr dùng thụ thể của C3b tức CR2, còn HIV thì lại dùng thụ thể CD4 để làm nơi xâm nhập vaof tế bào đích, trong hệ thống miễn dịch.

Đại cương miễn dịch chống vi sinh vật

Đối với nhiễm trùng, một cân bằng được duy trì giữa sức chống đỡ của cơ thể, và khả năng của vi sinh vật cố gắng để vượt qua sức chống đỡ đó.

Cytokin kích thích tạo máu

Các cytokin khác nhau kích thích, sự phát triển, và trưởng thành của nhiều dòng tế bào máu khác nhau.

Các cytokin trung gian và điều hòa miễn dịch thu được

Mặc dù lúc đầu người ta phát hiện ra IL 2, như là một yếu tố phát triển tế bào T, nhưng thật ra IL 2 có nhiều chức năng trong đáp ứng miễn dịch thu được.

Các cytokin trung gian và điều hòa miễn dịch bẩm sinh

Có 2 loại thụ thể của TNF, loại có trọng lượng phân tử 55 kD có tên là THF RI, và loại có trọng lượng phân tử 75 kD có tên là TNF RII.

Đại cương về Cytokin

Các cytokin này do các tế bào đệm, bạch cầu, và một vài tế bào khác của tủy xương sản xuất, chúng có thể kích thích sự phát triển, và biệt hóa của bạch cầu non.

Sự hình thành phức hợp tấn công màng C5 9

Sau khi C5b gắn màng, C6 và C7 đến gắn vào C5b để tạo C5b67, C5b67 tác động với C8 để tạo C5b678, đơn vị này tạo phản ứng trùng hợp phân tử C9.

Con đường hoạt hóa bổ thể không cổ điển (alternative pathway)

Không nhất thiết phải có phản ứng kháng nguyên, kháng thể, nên phản ứng có thể xảy ra tức thì, và cơ thể được bảo vệ theo cơ chế không đặc hiệu.

Con đường hoạt hóa bổ thể cổ điển (classical pathway)

Một phân tử IgM pentamer, kết hợp với kháng nguyên, là có thể cố định bổ thể, nhưng đối với IgG, thì phải có phân tử IgG được gắn với kháng nguyên ở vị trí gần nhau.

Đại cương bổ thể

Các protein của hệ thống bổ thể tạo thành hai chuỗi enzym, mà người ta gọi là con đường cổ điển, và con đường không cổ điển, để tạo nên hai cách phân cách hai phân tử C3

Tế bào trình diện kháng nguyên

Tế bào hình sao được tìm thấy dưới lớp biểu bì, và trong đa số các cơ quan, ở đó chúng được đặt ở tư thế sẵn sàng để bắt giữ kháng nguyên.

Tế bào lymphô hệ miễn dịch

Tế bào lymphô bao gồm nhiều tiểu quần thể khác nhau, khác biệt về chức năng, về sản phẩm protein nhưng không phân biệt được về hình thái.

Đại cương các tế bào chủ yếu của hệ thống miễn dịch

Tế bào tham gia vào đáp ứng miễn dịch thu được, bao gồm các lymphô bào đặc hiệu kháng nguyên, tế bào trình diện kháng nguyên.

Một số kháng nguyên quan trọng

Người ta biết nhiều về cấu trúc của vùng H 2I của chuột, hơn vùng tương đương, với vùng này ở người là vùng HLA D.

Các tính chất của kháng nguyên

Một kháng nguyên protein phức tạp, có thể nhiều quyết định kháng nguyên khác nhau, do đó mà nó có thể kích thích tạo ra nhiều loại kháng thể khác nhau.

Cấu trúc phân tử của kháng thể

Các glycoprotein huyết tương, hoặc huyết thanh trước đây thường được phân chia theo tính chất hòa tan, của chúng thành albumin và globulin.

Phân bố tự nhiên và sản xuất kháng thể

Một người lớn khoẻ mạnh nặng 70 kg sản xuất khoảng 3g kháng thể mỗi ngày, khoảng 2 phần 3 là kháng thể có tên là IgA, được sản xuất bởi tế bào B.

Các con đường và cơ chế tái tuần hoàn và homing của tế bào lympho

Tế bào T nguyên vẹn có xu hướng homing, và tái tuần hoàn qua các cơ quan lymphô ngoại biên, để ở đó chúng sẽ nhận dạng, và đáp ứng với kháng nguyên.

Các cơ quan mô lymphô của hệ thống miễn dịch

Cơ quan và mô lymphô ngoại biên, bao gồm hạch bạch huyết, lách, hệ thống miễn dịch da, và hệ thống miễn dịch niêm mạc.

Các giai đoạn của đáp ứng miễn dịch thu được

Những nguyên lý cơ bản của thuyết chọn clôn, đã dần được chứng minh một cách thuyết phục, qua nhiều thí nghiệm, và tạo nên nền tảng cho quan niệm hiện nay.

Các thành phần tế bào của hệ thống miễn dịch thu được

Có một nhóm tế bào lymphô thứ ba, là tế bào giết, đây là những tế bào tham gia vào hệ thống miễn dịch bẩm sinh, chống lại nhiễm trùng virus.

Các đặc điểm chính của đáp ứng miễn dịch thu được

Tất cả đáp ứng miễn dịch bình thường, sẽ phai nhạt dần theo thời gian, để trả lại hệ miễn dịch ở trạng thái nghỉ ban đầu, tình trạng này gọi là hằng định nội môi.

Các kiểu đáp ứng miễn dịch thu được

Sự nhấn mạnh về kháng thể, trong lý thuyết này, đã dẫn đến sự thừa nhận chung, tầm quan trọng của miễn dịch dịch thể.

Tính miễn dịch bẩm sinh và thu được

Các cơ chế của miễn dịch tự nhiên, cung cấp sức đề kháng ban đầu đối với nhiễm trùng, đáp ứng miễn dịch thu được đến muộn hơn, với sự hoạt hoá tế bào lymphô.

Đại cương miễn dịch

Chức năng sinh lý của hệ thống miễn dịch, là bảo vệ một cơ thể chống lại các vi sinh vật gây bệnh, xâm nhập vào cơ thể đó.