TRƯỜNG TRUNG HỌC Y TẾ LÀO CAI BS, CK1 NGUYỄN QUANG TĨNH BÀI GIẢNG Vi sinh vật – Ký sinh trùng TÀI LIỆU ĐÀO TẠO Y SỸ, ĐIỀU DƯỠNG TRUNG CẤP (LƯU HÀNH NỘI BỘ) Lào Cai, năm 2017 Lời nói đầu Để thống nhất[.]
TRƯỜNG TRUNG HỌC Y TẾ LÀO CAI BS, CK1 NGUYỄN QUANG TĨNH BÀI GIẢNG Vi sinh vật – Ký sinh trùng TÀI LIỆU ĐÀO TẠO Y SỸ, ĐIỀU DƯỠNG TRUNG CẤP (LƯU HÀNH NỘI BỘ) Lào Cai, năm 2017 Lời nói đầu Để thống nội dung giảng dạy Nhà trường, đáp ứng nhu cầu tài liệu học tập tham khảo cho giáo viên học sinh, Trường Trung học Y tế Lào Cai tổ chức biên soạn biên tập giáo trình giảng mơn học sử dụng đào tạo đối tượng học sinh Nhà trường Căn chương trình mơn Vi sinh – Ký sinh trùng chương trình đào tạo trung cấp Y sỹ Điều dưỡng Trường Trung học Y tế Lào Cai ban hành năm 2017 sở Chương trình khung ngành Y sỹ Điều dưỡng Bộ Giáo dục Đào tạo, Trường THYT Lào Cai tiến hành biên soạn, biên tập giáo trình Vi sinh – Ký sinh trùng Giáo trình tài liệu thức dùng giảng dạy, nghiên cứu, học tập ngành Y sỹ Điều dưỡng trung cấp Trường Giáo trình biên tập biên soạn dựa giáo trình vi sinh, ký sinh vật y học Trường THYT Lào Cai, Bộ Y tế số trường Đại học, Cao đẳng Y tế, tham gia đóng góp ý kiến giáo viên Trường sở y tế tuyến tỉnh địa bàn tỉnh Lào Cai Giáo trình tái lần thứ hai co chỉnh sửa, bổ sung song khơng tránh khỏi cịn thiếu sót hạn chế định Trong trình sử dụng mong nhận ý kiến góp ý bạn đồng nghiệp học sinh để tập giáo trình ngày hồn chỉnh TÁC GIẢ BS, CK1 Nguyễn Quang Tĩnh ĐẠI CƯƠNG VI SINH VẬT Y HỌC MỤC TIÊU HỌC TẬP Sau học, học sinh có khả năng: Nêu khái niệm vi sinh vật vi sinh học Trình bày sơ lược lịch sử phát triển ngành vi sinh học vấn đề vi sinh vật y học Trình bày yếu tố ảnh hưởng tới tồn phát triển vi sinh vật Trình bày tương tác vi sinh vật thể NỘI DUNG Khái niệm Vi sinh học khoa học nghiên cứu hình thái, cấu tạo, sinh lý hoạt động vi sinh vật để phục vụ người Vi sinh vật sinh vật nhỏ bé mắt thường không thấy phát kính hiển vi Muốn đo kích thước vi sinh vật, người ta sử dụng đơn vị sau: Micromet ( m micrometre) = 10-6m Nanomet (nm, nanometre) = 10-9m Angstrom = 10-10m Các nhóm vi sinh vật gồm: Vi khuẩn; nấm; số nguyên sinh động vật virus Sơ lược lịch sử phát triển vi sinh học Sự phát vi sinh vật gắn liền với phát minh kính hiển vi Anton Van Leeuwenhoek (1632 - 1723), người Hà Lan, người kỷ 17 nhìn thấy vi sinh vật nhờ kính hiển vi độ phóng đại 270 - 300 lần mà ông chế tạo (1676) Tuy nhiên từ cổ xưa, không rõ tồn vi sinh vật, lồi người biết khơng quy luật tác dụng vi sinh vật áp dụng đời sống hàng ngày ủ rượu, làm dấm, làm tương Louis Pasteur (1822 - 1895) khám phá vai trò vi sinh vật tự nhiên từ lập tảng cho môn vi sinh học Pasteur chứng minh lên men, thối rữa bệnh truyền nhiễm luôn vi sinh vật gây nên Ông đưa phương pháp khử trùng thực phẩm, khử trùng dụng cụ mổ xẻ Robert Koch (1843-1910) tìm ra: - Cách dùng thuốc nhuộm để phát vi sinh vật - Cách dùng môi trường đặc để phân lập vi khuẩn - Tìm trực khuẩn lao, trực khuẩn than, phẩy khuẩn tả Nhờ công lao L.Pasteur, R.Koch nhiều nhà bác học khác, phần lớn vi khuẩn gây bệnh người động vật khám phá đầu kỷ 20 Lúc vi sinh học trở thành khoa học ứng dụng quan trọng lĩnh vực y học, nông nghiệp công nghiệp Trong lâm sàng, khoa lây thành lập để tiếp nhận bệnh nhân nhiễm trùng, khoa ngoại sử dụng phương pháp phẫu thuật sát trùng, tiền đề phương pháp phẫu thuật vô trùng ngày Vào đầu kỷ XX người ta tìm virus phagiơ mở rộng thêm phạm vi nghiên cứu vi sinh vật Năm 1939 phát minh kính hiển vi điện tử giúp cho nghiên cứu nhiều thể vi khuẩn nhìn thấy virus nghiên cứu sâu chất Trong thập kỷ gần từ khoa học ứng dụng, vi sinh vật học trở thành khoa học làm phát sinh ngành khoa học mới: sinh học phân tử phân tử với ngành khoa học khác tạo nên cách mạng khoa học kỹ thuật đại Nhờ hiểu biết di truyền học đại mà mơ hình nghiên cứu E.coli, Watson Crick phát mẫu cấu trúc ADN chế chép bán bảo tồn làm sở cho hình thành sinh học phân tử phân tử Những phát kỳ diệu cấu mã di truyền cấu trúc khác tế bào sống sử dụng làm sở cho phát triển công nghiệp sinh học, ngành công nghiệp cho phép người can thiệp vào trình hình thành phát triển sinh vật để phục vụ lợi ích người Gần kỹ thuật tổng hợp gen, tháo ghép gen làm cho công nghệ sinh học trở thành lực lượng sản xuất mũi nhọn kinh tế giới Trong lĩnh vực y học kỹ thuật có nhiều triển vọng giải bệnh di truyền, phòng chống bệnh nhiễm trùng, bệnh ung thư Những vấn đề vi sinh vật y học Trong y học, vi sinh vật nguyên bệnh nhiễm trùng Vì xét tầm quan trọng vi sinh vật y học phải đề cập tới tình hình bệnh nhiễm trùng Từ ngàn xưa bệnh nhiễm trùng tai họa cho nhân loại Bệnh đậu mùa, bệnh dịch hạch, bệnh dịch tả giết chết hàng triệu người, tàn phá nhiều làng mạc, thành phố Từ vi sinh vật học trưởng thành người có khả chế ngự bệnh nhiễm trùng Nhưng đường chế ngự để tiến tới xóa bỏ bệnh nhiễm trùng đường khó khăn lâu dài Thành tựu xảy vào năm 1891 lúc Von Behring cứu sống em bé nhờ huyết kháng bạch hầu, mở đầu thời kỳ huyết liệu pháp Thực tế cho thấy huyết liệu pháp có mặt hạn chế hữu hiệu bệnh nhiễm độc tố vi khuẩn bạch hầu, uốn ván, hoại thư sinh hơi.v.v Thành tựu thứ hai công lao Domagk phát minh sulfonamit năm 1935 Nhưng vũ khí sulfonamit tỏ yếu không đủ khả điều trị phần lớn bệnh nhiễm trùng thường gặp Năm 1940 Fleming, Florey Chain phát minh penicillin đưa vào điều trị mở đầu thời đại kháng sinh Trong suốt hai thập kỷ, nhiều kháng sinh hữu hiệu phát minh người ta chế ngự cách hữu hiệu bệnh nhiễm trùng Nhưng thời gian cho thấy bệnh nhiễm trùng lâu giải xong vi khuẩn kháng thuốc quan sát loài vi khuẩn May mắn kháng sinh hữu hiệu khám phá giữ không cho vi khuẩn kháng thuốc phát triển quy mô lớn không chế ngự Đầu thập kỷ 80 kỷ XX, thực tế cho thấy vi khuẩn kháng thuốc xuất ngày nhiều kháng sinh hữu hiệu khám phá trở nên dần Trừ kháng sinh thuộc nhóm quinolon, kháng sinh gọi xếp lại thay đổi cấu trúc phân tử kháng sinh khám phá từ trước kỹ thuật bán tổng hợp tổng hợp Hiện nay, phần lớn bệnh nhiễm trùng chế ngự cách hữu hiệu, vụ dịch dập tắt nhanh chóng cần nghiên cứu nhiều để chế ngự vi khuẩn kháng thuốc tìm thuốc hữu hiệu để điều trị bệnh virus Hướng giải bệnh nhiễm trùng sử dụng đồng thời ba biện pháp sau: - Thực chiến lược kháng sinh để hạn chế vi khuẩn kháng thuốc - Tiếp tục tìm kiếm kháng sinh hữu hiệu để điều trị bệnh vi khuẩn phát minh thuốc kháng virus hữu hiệu - Điều chế vaccine hữu hiệu kỹ thuật phòng ngừa bệnh nhiễm trùng, tiến đến xóa bỏ chúng Các yếu tố ảnh hưởng đến tồn phát triển vi sinh vật Sự tồn phát triển vi sinh vật chịu ảnh hưởng trực tiếp nhân tố môi trường xung quanh nhiệt độ, ánh sáng, hóa chất, xạ, pH Các nhân tố chia làm nhóm lớn: nhân tố vật lý, nhân tố hóa học nhân tố sinh học Hiểu ảnh hưởng nhân tố phát triển vi sinh vật để ứng dụng công tác tiệt trùng, khử trùng dụng cụ y tế, dược phẩm, tẩy uế mơi trường, phịng mổ, phịng bệnh nhân, nghiên cứu vi sinh vật 4.1 Các tác nhân vật lý Vi sinh vật chịu ảnh hưởng yếu tố vật lý, yếu tố có tác dụng kích thích hay ức chế phát triển vi sinh vật tiêu diệt vi sinh vật như: - Tần số rung động môi trường - Các chất hấp phụ: Than họat, gel albumin, màng lọc sứ - pH - Áp suất - Nhiệt độ - Bức xạ - Siêu âm - Tia laser 4.2 Chất hóa học Các hóa chất mơi trường có ảnh hưởng kích thích ức chế phát triển vi khuẩn Các hóa chất có tác dụng kích thích phát triển vi khuẩn ứng dụng nuôi cấy vi khuẩn Các hóa chất có tác dụng ức chế tiêu diệt vi khuẩn sử dụng làm chất tẩy uế, chất khử khuẩn sát khuẩn tùy theo mục đích sử dụng nồng độ sử dụng Cơ chế tác động hóa chất tế bào vi khuẩn: - Phá hủy màng tế bào: ion hóa, thay đổi sức căng bề mặt, làm tan màng lipit che chở vi khuẩn - Biến đổi chức protein axit nucleic - Tác động hóa học làm giải phóng oxy phân tử, clo có tác dụng giết chết vi khuẩn Các yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng chất tẩy uế sát khuẩn: - Nồng độ hóa chất: nồng độ cao tác dụng mạnh - Thời gian tiếp xúc: tiếp xúc lâu tác dụng mạnh - Thành phần môi trường xung quanh: chất hữu có tác dụng bảo vệ vi khuẩn tác dụng với hóa chất làm giảm hiệu lực - Mật độ vi sinh vật nơi khử trùng - Khả đề kháng vi sinh vật (virus có lớp vỏ lipit nhạy cảm với chất hoà tan lipit cồn, phenol virus khơng có vỏ) 4.3 Tác nhân sinh học Trong trình tồn vi sinh vật chúng phải sống điều kiện có vi sinh vật khác chúng bị cạnh tranh sinh tồn, bị tiêu diệt song song tồn Chất đối kháng (Bacterioxin): Nhiều loại vi khuẩn phát triển tổng hợp chất đối kháng có tác dụng ức chế vi khuẩn loài loài lân cận Ví dụ: Colixin E.coli, Staphylococxin Tụ cầu Chúng có chất protein phức hợp gluxit-lipit-protein, có tác động đặc hiệu với vi khuẩn nhạy cảm Phage: Là virus vi khuẩn, phage xâm nhập vi khuẩn đặc hiệu, nhân lên phá vỡ tế bào vi khuẩn Phage tồn nhân lên với vi khuẩn trạng thái ơn hịa Interferon: Là chất tế bào sản sinh bị virus xâm nhập, có chất glycoprotein, có tác dụng ức chế nhân lên virus Chất kích thích: Một số vi khuẩn phát triển sản sinh chất làm thuận lợi cho vi khuẩn khác phát triển Ví dụ Hemophilus mọc tốt xung quanh khuẩn lạc Tụ cầu (do tụ cầu sinh yếu tố V cần thiết cho Hemophilus phát triển) Sự tương tác vi sinh vật thể Vi sinh vật phân bố khắp nơi tự nhiên Người ta thấy chúng đất, nước, khơng khí, cỏ, thức ăn, nhiều dụng cụ khác thể người động vật Mối quan hệ vi sinh vật môi trường ngoại cảnh chặt chẽ gọi sinh thái học Đó mối quan hệ thích ứng, có nghĩa vi sinh vật có khả thích ứng để tồn điều kiện ngoại cảnh định Cơ thể người mơi trường sống thích hợp cho nhiều vi sinh vật, mơi trường có nhiệt độ, độ ẩm thức ăn thích hợp cho chúng phát triển Nhiều vi khuẩn cư trú bề mặt thể người mà không gây hại cho thể vật chủ, chúng sống cộng sinh bình thường với thể vật chủ tạo nên thành phần khuẩn chí thể, nhiên vi khuẩn chí trở thành tác nhân gây bệnh vượt qua rào cản thể xâm nhập vào thể vật chủ Khi vi sinh vật gây bệnh xâm nhập vào thể vật chủ, điều kiện tự nhiên xã hội định gây nên trình phản ứng tương tác phức tạp gọi nhiễm trùng Trong trình vi sinh vật nguyên nhân, thể người đối tượng cảm thụ Hoàn cảnh khách quan ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp đến nhiễm trùng Khi vi sinh vật chưa xâm nhập vào thể yếu tố hồn cảnh có ảnh hưởng trực tiếp đến người vi sinh vật gây bệnh tạo điều kiện thuận lợi không thuận lợi cho trình nhiễm khuẩn Khi vi sinh vật xâm nhập vào thể hồn cảnh tác động vào người có ảnh hưởng đến vi sinh vật Quá trình nhiễm trùng đưa đến tổn thương tổ chức quan thể vật chủ, làm rối lọan chế điều hòa thần kinh, miễn dịch làm xuất triệu chứng rõ chứng bệnh Đó bệnh nhiễm trùng thể lâm sàng Độ trầm trọng triệu chứng bệnh phụ thuộc vào quan bị ảnh hưởng mức độ tổn thương quan nhiễm trùng Ở người khoẻ mạnh bình thường, đa số trường hợp nhiễm trùng gây nên tổn thương tổ chức không đáng kể mặt lâm sàng khơng có biểu rõ ràng chứng bệnh nhiễm trùng thể ẩn Nhiễm trùng không triệu chứng làm cho thể vật chủ có tính miễn dịch với tác nhân nhiễm trùng, giúp cho thể loại bỏ hiệu nhiễm trùng vi sinh vật vào lần sau Về phương tiện dịch tễ học, nhiễm trùng thể ẩn nguy hiểm nguồn lây lan mầm bệnh mà Trong vụ dịch dịch tả, dịch bại liệt, viên gan tỷ lệ bệnh nhiễm trùng thể ẩn cao so với thể lâm sàng Diển biến bệnh nhiễm trùng thường qua bốn giai đọan: Ủ bệnh, khởi phát, toàn phát hồi phục Phần lớn bệnh nhiễm trùng sau hồi phục thể miễn dịch thời gian dài tùy theo bệnh Bệnh nhiễm trùng biểu chổ tồn thân, cấp tính hay mãn tính Lúc vi sinh vật gây bệnh trực tiếp truyền từ người sang người khác, gây nên trình nhiễm trùng chúng làm phát sinh bệnh truyền nhiễm Bệnh truyền nhiễm tản phát hay phát triển thành dịch địa phương thành đại dịch Khả gây bệnh vi sinh vật phụ thuộc vào độc lực, số lượng vi sinh vật xâm nhập đường xâm nhập Độc lực vi sinh vật khả gây bệnh mạnh hay yếu loài vi sinh vật Để đánh giá độc lực chủng vi khuẩn, người ta dùng liều gây chết 50 (LD 50) LD 50 liều lượng vi sinh vật độc tố chúng làm chết 50% quần thể súc vật thí nghiệm khoảng thời gian định Khả xâm nhiễm khả vào bên tổ chức thể vật chủ, nhân lên lan tràn sang vùng khác Khả sinh độc tố: Độc tố tạo thành q trình chuyển hóa vi khuẩn Người ta chia độc tố vi khuẩn thành ngoại độc tố nội độc tố Ngoại độc tố: Do số vi khuẩn gram dương vi khuẩn gram âm tạo thành phân tiết môi trường xung quanh Ngoại độc tố xử lý focmol nhiệt độ sau thời gian tính độc mà giữ hồn tồn tính chất kháng nguyên, chế phẩm gọi giải độc tố dùng để làm vacxin phòng bệnh đặc hiệu Nội độc tố: Độc tố liên hệ chặt chẽ với vách tế bào vi khuẩn gram âm, khơng khuyếch tán mơi trường bên ngồi, vi khuẩn chết, tế bào bị phá hủy nội độc tố phóng thích bên ngồi Độc lực virus: Khác với vi khuẩn, virus tác nhân xâm nhập nội bào bắt buộc Các virus hình thành tế bào vật chủ phá vỡ tế bào để phóng thích virus mơi trường tiếp tục chu kỳ nhân lên tế bào kế cận Như tính chất gây bệnh virus liên hệ đến phá vỡ quần thể tế bào bị xâm nhiễm thay đổi hình thái, cấu trúc, làm cho tế bào chức Số lượng vi sinh vật: Cơ thể người có chế bảo vệ hữu hiệu Vi sinh vật gây bệnh lúc số lượng xâm nhập đạt mức Nếu số lượng q vi sinh vật dễ dàng bị thể vật chủ loại bỏ Thí nghiệm người tình nguyện cho thấy số lượng Salmonella typhi nuốt vào ruột để gây bệnh vào khoảng 106 Đường xâm nhập ảnh hưởng đến khả gây bệnh nhiễm trùng Vi sinh vật gây bệnh lúc chúng xâm nhập thể qua đường thích hợp: Vi khuẩn thương hàn qua đường miệng, lậu cầu qua đường sinh dục, trực khuẩn uốn ván qua đường vết thương, viêm gan virus A, virus bại liệt qua đường miệng … 10 Ích lợi vi sinh vật học y học Nghiên cứu vi sinh vật y học giúp ta hiểu quy luật phát sinh phát triển bệnh nhiễm trùng người, nắm vững phương pháp ngăn ngừa tìm phương pháp điều trị thích hợp Tóm lại nghiên cứu vi sinh vật giúp ta: - Chẩn đốn bệnh: tìm vi sinh vật gây bệnh bệnh phẩm đờm, phân, máu, nước tiểu dùng huyết người bệnh để chẩn đoán - Dự phòng bệnh truyền nhiễm: cách đề biện pháp vệ sinh phòng bệnh chủ động sản xuất loại vácxin phòng bệnh lao, sởi, bại liệt - Điều trị bệnh: kháng độc tố vi sinh vật bạch hầu, uốn ván sản xuất loại thuốc kháng sinh penicillin, streptomycin LƯỢNG GIÁ * Chọn ý trả lời cho câu hỏi từ đến cách viết ý trả lời vào cột đáp án Câu Nội dung Vi sinh học khoa học nghiên cứu hình thái, cấu tạo, sinh lý … vi sinh vật để phục vụ người A khả gây bệnh B kích thước C chức D hoạt động Để đo kích thước vi sinh vật, người ta sử dụng đơn vị sau ngoại trừ A 1/1000000 m B 1/ 10000000 m C 1/1000000000 m D 1/10000000000 m Người khám phá vai trò vi sinh vật tự nhiên từ lập tảng cho môn vi sinh học là: A Anton Van Leeuwenhoek 11 Đáp án B Louis Pasteur C Robert Kock D E Coli Trong y học, vi sinh vật nguyên bệnh…… A nhiễm khuẩn B dị ứng C hệ thống D chuyển hóa Thành tựu vi sinh vật y học việc chế ngự bệnh nhiễm trùng là: A Domagk phát minh sulfonamit B Fleming, Florey Chain phát minh penicillin đưa vào điều trị C Von Behring cứu sống em bé nhờ huyết kháng bạch hầu Tác động hóa chất tế bào vi khuẩn bao gồm ba chế ngoại trừ A Phá hủy màng tế bào B Biến đổi chức protein acid nucleic C Làm giải phóng chất đối kháng (Bacterioxin) D Làm giải phóng oxy phân tử, clo … có tác dụng giết chết vi khuẩn Hình thức vi khuẩn cư trú bề mặt thể người không gây hại cho thể vật chủ tạo nên thành phần vi khuẩn chí thể gọi A Ký sinh B Cộng sinh C Sinh thái học D Sự thích ứng Về phương diện dịch tễ học thì: A Nhiễm trùng thể ẩn nguy hiểm nhiễm trùng thể lâm sàng B Nhiễm trùng thể lâm sàng nguy hiểm nhiễm trùng thể ẩn C Mức độ nguy hiểm loại nhiễm trùng Diễn biến bệnh nhiễm trùng thường qua 12 A ba giai đoạn B bốn giai đoạn C năm giai đoạn D sáu giai đoạn * Chọn ý trả lời cho câu hỏi từ 10 đến 13 viết ý trả lời vào cột đáp án Câu Nội dung Đáp án 10 Robert Koch (1843-1910) người: A nhìn thấy vi sinh vật nhờ kính hiển vi B tìm cách dùng thuốc nhuộm để phát vi sinh vật C đưa phương pháp khử trùng dụng cụ mổ xẻ D tìm trực khuẩn lao E chứng minh thối rữa vi sinh vật gây nên 11 Mối quan hệ chặt chẽ vi sinh vật môi trường ngoại cảnh A Sinh thái học B Mối quan hệ thích ứng C Cộng sinh D Ký sinh 12 Trong phát biểu sau, phát biểu thể tương tác vi sinh vật thể: A Ở người khoẻ mạnh bình thường, đa số trường hợp nhiễm trùng khơng có biểu rõ ràng chứng bệnh B Dịch địa phương mức độ thấp dịch C Vi sinh vật gây bệnh số lượng xâm nhập vào thể đạt mức định D Khi vi sinh vật xâm nhập vào thể gọi nhiễm trùng 13 Trong phát biểu sau, phát biểu khả gây bệnh vi sinh vật: A Khả gây bệnh vi sinh vật phụ thuộc vào độc lực vi sinh vật B Khả gây bệnh vi sinh vật không phụ thuộc vào đường xâm nhập vi sinh vật C Độc lực vi khuẩn vi rút có cách tác động 13 tới thể vật chủ giống D Độc tố vi khuẩn tạo thành trình chuyển hóa vi khuẩn * Phân biệt sai cho câu hỏi từ 14 đến 20 cách viết chữ Đ cho câu đúng, chữ S cho câu sai vào ô tương ứng cột đáp án 14 15 16 17 18 19 20 Vi sinh vật sinh vật nhỏ bé mắt thường không thấy phát kính hiển vi điện tử Thực chiến lược kháng sinh để hạn chế vi khuẩn kháng thuốc ba hướng giải bệnh nhiễm trùng Thành phần môi trường xung quanh không ảnh hưởng đến tác dụng chất tẩy uế sát khuẩn vi sinh vật Phage vi rut vi khuẩn Hoàn cảnh có ảnh hưởng trực tiếp đến người vi sinh vật gây bệnh, tạo điều kiện thuận lợi khơng thuận lợi cho q trình nhiễm khuẩn vi sinh vật chưa xâm nhập vào thể Nhiễm trùng thể ẩn không làm cho thể vật chủ có tính miễn dịch với tác nhân nhiễm trùng Ngoại độc tố vi khuẩn phóng thích bên ngồi gây độc cho thể người nhiễm vi khuẩn tế bào vi khuẩn bị phá hủy TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Y tế (2005), Giáo trình vi sinh – ký sinh trùng, NXB Y học, Hà Nội Sở Giáo dục Đào tạo Hà Nội (2005), Giáo trình vi sinh – ký sinh trùng, NXB Hà Nội Bộ môn Vi sinh vật trường Đại học Y Hà Nội (2001), Vi sinh y học, NXB Y học, Hà Nội Bộ môn Vi sinh vật trường Đại học Y khoa Huế (2008), Vi sinh vật y học Nguyễn Lân Dũng CS (2000), Vi sinh vật học, NXB Giáo dục, Hà Nội 14 ĐẠI CƯƠNG VỀ MIỄN DỊCH HỌC MỤC TIÊU HỌC TẬP Sau học, học sinh có khả năng: Trình bày số khái niệm liên quan đến miễn dịch Trình bày phân loại đáp ứng miễm dịch Trình bày khái niệm yếu tố ảnh hưởng đến tính sinh miễn dịch kháng nguyên Trình bày khái niệm liệt kê chức kháng thể Nêu khái niệm liệt kê loại thiếu hụt miễn dịch Trình bày typ mẫn Vận dụng kiến thức miễn dịch ứng dụng y học NỘI DUNG Một số khái niệm Miễn dịch (immunity) trạng thái hay khả đề kháng thể bệnh tật, đặc biệt bệnh nhiễm vi sinh vật Tham gia vào hệ thống miễn dịch (immune system) có số loại tế bào, mơ phân tử Đáp ứng miễn dịch (immune response) phản ứng có phối hợp tế bào phân tử thành phần hệ thống miễn dịch Miễn dịch học (Immunology) môn học nghiên cứu hệ thống miễn dịch đáp ứng hệ thống trước tác nhân gây bệnh xâm nhập vào thể Chức sinh lý hệ thống miễn dịch ngăn ngừa nhiễm vi sinh vật loại bỏ nhiễm vi sinh vật xảy ra, đồng thời kiểm soát xuất loại bỏ tế bào ung thư Đáp ứng miễn dịch nguyên nhân gây thải bỏ tế bào mô ghép khác gen, rào cản chủ yếu thành công khoa học ghép tạng Phân loại miễn dịch đáp ứng miễn dịch 2.1 Miễn dịch tự nhiên miễn dịch thích ứng Miễn dịch tự nhiên (bẩm sinh) trạng thái miễn dịch luôn tồn cách tự nhiên cá thể sinh phát triển bình thường, có tác dụng thường trực bảo vệ thể (ngay sinh nhiễm vi sinh vật xảy ra) Trạng 15 thái miễn dịch có thơng qua q trình tiến hố lâu dài lồi sinh vật di truyền từ đời qua đời khác Miễn dịch thích ứng loại đề kháng thể bình thường chưa có, sau kích thích tạo vi sinh vật chúng xâm nhập vào mô, kiểu đáp ứng để “thích ứng” với có mặt vi sinh vật chúng xâm nhập vào thể Miễn dịch tự nhiên nhận diện cấu trúc giống vi sinh vật khác để cơng vào không đặc hiệu với loại mầm bệnh cả; Miễn dịch thích ứng có khả phân biệt nhận diện chất khác vi sinh vật tạo để công chế riêng biệt cho vi sinh vật (và đặc hiệu với mầm bệnh, đáp ứng miễn dịch thích ứng cịn gọi đáp ứng miễn dịch đặc hiệu Hình 1: Miễn dịch bẩm sinh miễn dịch thích ứng Các đáp ứng miễn dịch thích ứng thường tạo đáp ứng miễn dịch tự nhiên không ngăn cản vi sinh vật chúng kháng nguyên chúng xâm nhập qua hàng rào biểu mô gây nguy hiểm cho thể Khi bị vi sinh vật xâm nhập, thành phần miễn dịch tự nhiên báo động cho thành phần hệ thống miễn dịch thích ứng, khởi động hệ thống nhằm tạo các chế hiệu để loại bỏ vi sinh vật kháng nguyên chúng 16 2.2 Miễn dịch chủ động miễn dịch thụ động Có hai khả để thể có trạng thái miễn dịch thu được: Tự thể tạo sau tiếp xúc với kháng nguyên bị nhiễm vi sinh vật tự nhiên sau dùng vaccine gọi miễn dịch chủ động (active immunity) Một cá thể tiếp xúc với kháng nguyên vi sinh vật hình thành đáp ứng chủ động để loại bỏ vi sinh vật tạo khả đề kháng chống lại vi sinh vật lần nhiễm Cá thể gọi miễn dịch với vi sinh vật Cơ thể chuyển sản phẩm đáp ứng miễn dịch chủ động (kháng thể tế bào lympho) từ thể có đáp ứng miễn dịch chủ động sang gọi miễn dịch thụ động Điều diễn tự nhiên (ví dụ kháng thể chuyển từ mẹ sang thai nhi trẻ sơ sinh qua thai sữa mẹ) hay nhân tạo (sử dụng huyết hay tế bào lympho điều trị) 2.3 Các loại đáp ứng miễn dịch thích ứng Có hai loại đáp ứng miễn dịch thích ứng gọi đáp ứng miễn dịch dịch thể đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào Đáp ứng miễn dịch dịch thể để chống lại vi sinh vật sống bên tế bào túc chủ thực protein có tên gọi kháng thể (antibody) Các kháng thể tế bào lympho B biệt hoá tạo chế tiết vào hệ thống tuần hoàn vào dịch tiết màng nhầy Đáp ứng miễn dịch tế bào để chống lại vi sinh vật sống bên tế bào túc chủ gọi miễn dịch qua trung gian tế bào đáp ứng thực tế bào có tên gọi tế bào lympho T Một số tế bào lympho T có tác dụng hoạt hố tế bào làm nhiệm vụ thực bào tiêu huỷ vi sinh vật mà chúng nuốt vào chứa bọng thực bào Các tế bào lympho khác lại có vai trị giết chết tế bào túc chủ có chứa vi sinh vật bào tương chúng 2.4 Đặc điểm đáp ứng miễn dịch thích ứng Tính đặc hiệu Tính đặc hiệu đáp ứng miễn dịch minh hoạ quan sát cho thấy tiếp xúc trước với kháng nguyên tạo đáp ứng mạnh lần thử thách với 17 kháng ngun đó, đáp ứng khơng mạnh thử thách với kháng nguyên khác, cho dù kháng nguyên tương đối giống Trí nhớ miễn dịch Hệ thống miễn dịch tạo đáp ứng miễn dịch mạnh hiệu tiếp xúc lặp lặp lại với kháng nguyên Hệ thống miễn dịch “ghi nhớ” kháng nguyên mà thể tiếp xúc Hệ thống miễn dịch ghi nhớ kháng nguyên cách tạo tế bào lympho mang trí nhớ miễn dịch (memory lymphocyte) Đây tế bào đặc hiệu với kháng nguyên tạo đáp ứng lần đầu có đời sống dài nên chúng tồn lần đáp ứng sau Đáp ứng lần sau kết hoạt hoá tế bào lympho mang trí nhớ miễn dịch Trí nhớ miễn dịch giúp tối ưu hoá khả hệ thống miễn dịch chống lại nhiễm vi sinh vật kéo dài tái nhiễm, lần tiếp xúc với vi sinh vật lại tạo nhiều tế bào mang trí nhớ miễn dịch hơn, đồng thời lại hoạt hố tế bào mang trí nhớ miễn dịch tạo trước Điều giải thích sử dụng vaccine tạo khả bảo vệ chống nhiễm vi sinh vật lâu bền Kháng nguyên Kháng nguyên phân tử lạ vật lạ, thường protein, xâm nhập vào thể chủ có khả kích thích thể chủ sinh đáp ứng miễn dịch đặc hiệu chống lại chúng Tính sinh miễn dịch (immunogenicity) khả kích thích sinh đáp ứng miễn dịch dịch thể đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào đặc hiệu với kháng nguyên: Kháng nguyên + Tế bào lympho B Đáp ứng miễn dịch dịch thể Kháng nguyên + Tế bào lympho T Đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào Tính kháng nguyên (antigenticity) khả kết hợp cách đặc hiệu kháng nguyên với sản phẩm cuối đáp ứng (tức với kháng thể đáp ứng miễn dịch dịch thể thụ thể tế bào lympho T dành cho kháng nguyên đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào) 3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính sinh miễn dịch Tính lạ: Khi kháng nguyên xâm nhập vào thể mức độ sinh miễn dịch chúng phụ thuộc vào mức độ lạ Ví dụ albumin huyết bị kích thích sinh đáp ứng miễn dịch gà mạnh loài gần với lồi bị dê Kích thước phân tử: Các kháng ngun có tính sinh miễn dịch tốt thường phải có trọng lượng phân tử lớn 100.000 dalton (Da) 18 Nhìn chung phân tử có trọng lượng phân tử thấp cỡ 500 đến 10.000 Da có tính sinh miễn dịch yếu Tuy nhiên, số trường hợp, số phân tử có trọng lượng phân tử thấp 1.000 Da (ví dụ glucagon) có tính sinh miễn dịch Thành phần hố học tính khơng nhất: Cấu trúc hố học phức tạp tính sinh miễn dịch cao PhÇn lín Protein có khả gây miễn dịch, Lipít, Gluxit khả gây miễn dịch Kh nng giáng hố: Khả giáng hố cao dễ trình diện kháng ngun tính sinh miễn dịch cao Nhìn chung phân tử khơng hồ tan có tính sinh miễn dịch lớn phân tử nhỏ hồ tan chúng dễ bị đại thực bào nuốt xử lý Những tính chất hệ thống sinh học: Ngay có đủ điều kiện để có tính sinh miễn dịch tính lạ, kích thước phân tử, tính phức tạp cấu trúc, khả giáng hố đại phân tử tính sinh miễn dịch cịn phụ thuộc vào tính chất hệ thống sinh học mà kháng nguyên xâm nhập Các tính chất bao gồm kiểu hình di truyền túc chủ cách thức gây miễn dịch (liều đường vào kháng ngun, có hay khơng sử dụng tá chất miễn dịch) 3.2 Một số loại kháng nguyên virus vi khuẩn Các kháng nguyên virus: Gồm kháng nguyên hòa tan kháng nguyên thành phần cấu tạo hạt virus Các kháng nguyên hòa tan kháng nguyên thu từ nuôi cấy tế bào nhiễm virus sau loại bỏ virus thành phần tế bào Các kháng ngun có ý nghĩa thực tế Các kháng nguyên hạt virus: - Kháng nguyên nucleoprotein - Kháng nguyên capsid - Kháng nguyên vỏ Các kháng nguyên vi khuẩn: Các kháng nguyên hòa tan: - Kháng nguyên ngoại độc tố - Kháng nguyên enzyme Các kháng nguyên tế bào: - Kháng nguyên vách tế bào vi khuẩn 19 - Kháng nguyên vỏ vi khuẩn - Kháng nguyên lông vi khuẩn - Kháng nguyên bề mặt Vi Kháng thể Là protein huyết thanh, thuộc vùng globulin, tế bào lympho B (biệt hoá thành tế bào plasma, có kích thích kháng ngun) sản xuất ra, có khả kết hợp đặc hiệu với kháng nguyên Tên gọi khác: globulin miễn dịch – immunoglobulin, viết tắt Ig Chức sinh học kháng thể Chức trung hoà: Virus, Độc tố vi khuẩn Chức loại bỏ kháng nguyên: Thông qua tác dụng làm tan tế bào đích có cố định hoạt hoá bổ thể Kết hợp với kháng nguyên để hình thành phức hợp kháng nguyên – kháng thể, tạo thuận cho trình thực bào Tham gia hiệu ADCC (antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity – gây độc tế bào qua trung gian tế bào phụ thuộc kháng thể) Thiếu hụt miễn dịch (immunodeficiency, gọi suy giảm miễn dịch) Là tình trạng hệ thống miễn dịch thể không đủ để bảo vệ thể chống lại vi sinh vật gây bệnh xâm nhập chống lại phát triển bệnh ác tính Thiếu hụt miễn dịch tiên phát hậu nhiều khuyết thiếu q trình phát triển phơi thai, liên quan đến dịng lympho, dòng tủy bổ thể Thiếu hụt miễn dịch thứ phát - Thiếu hụt miễn dịch điều trị - Thiếu hụt miễn dịch nhiễm khuẩn - Thiếu hụt miễn dịch ung thư - Thiếu hụt miễn dịch số tác nhân sinh lý khác - Hội chứng thiếu hụt miễn dịch mắc phải (AIDS - acquired immuno-deficiency syndrome) Quá mẫn Mỗi đáp ứng miễn dịch thường huy động nhiều phân tử với cách thức khác nhằm loại bỏ kháng nguyên Nhìn chung, hoạt động phân tử thường giới hạn phạm vi phản ứng viêm chỗ, đạt đến hiệu cuối loại bỏ kháng 20 ... cấp Trường Giáo trình biên tập biên soạn dựa giáo trình vi sinh, ký sinh vật y học Trường THYT Lào Cai, Bộ Y tế số trường Đại học, Cao đẳng Y tế, tham gia đóng góp ý kiến giáo vi? ?n Trường sở y tế. .. KHẢO Bộ Y tế (2005), Giáo trình vi sinh – ký sinh trùng, NXB Y học, Hà Nội Sở Giáo dục Đào tạo Hà Nội (2005), Giáo trình vi sinh – ký sinh trùng, NXB Hà Nội Bộ môn Vi sinh vật trường Đại học Y Hà... học Y Hà Nội (2001), Vi sinh y học, NXB Y học, Hà Nội Bộ môn Vi sinh vật trường Đại học Y khoa Huế (2008), Vi sinh vật y học Nguyễn Lân Dũng CS (2000), Vi sinh vật học, NXB Giáo dục, Hà Nội 14