Giáo trình miễn dịch học ứng dụng part 1 docx

LỜI NÓI ĐẦU Năm 2007, để thực yêu cầu đào tạo cán bậc đại học chuyên ngành thú y thuộc chương trình m ới Bộ Giáo dục Đào tạo, môn học “Miễn dịch học ứng dụng” bắt đầu đưa vào giảng dạy cho sinh viên từ khóa 48 ngành thú y khoa Thú y trường Đại học Nơng nghiệp Hà Nội Vì môn học cần thiết, trải nghiệm năm giảng dạy, thấy cần phải biên soạn giáo trình giúp sinh viên có tài liệu để học tập Giáo trình “Miễn dịch học ứng dụng” tài liệu đầy đủ cập nhật Việt Nam vacxin thú y ứng dụng kiến thức miễn dịch học thú y Vì vậy, giáo trình c ũng m ột tài liệu tham khảo tốt cho cán làm công tác nghiên cứu, xét nghiệm thực hành nhiều lĩnh vực ngành thú y Trong trình biên soạn, chúng tơi đ c ố gắng thể tính bản, tính đại, ã tính khoa học tính hệ thống chương trình mơn học Là giáo trình mơn học mới, mà số tài liệu tham khảo mơn học cịn ít, trải nghiệm giảng dạy mơn học cịn ngắn khả người viết có hạn nên khơng tránh khỏi nhiều thiếu sót, mong nhận dẫn, đóng góp bạn đọc xa gần để sách hoàn thiện lần tái tới Xin trân trọng cảm ơn Thay mặt tác giả Chủ biên TS Nguyễn Bá Hiên -1- PHẦN MỞ ĐẦU I KHÁI NIỆM VỀ MÔN HỌC Miễn dịch học ứng dụng (Applied immunology) môn khoa học nghiên cứu ứng dụng kiến thức miễn dịch học vào y học, thú y học nhiều lĩnh v ực khoa học khác nhằm mục đích phục vụ đời sống bảo vệ sức khỏe người Nội dung mơn học bao gồm: Miễn dịch học ứng dụng phòng bệnh: tức nghiên cứu vacxin để phòng bệnh truyền nhiễm, bệnh ký sinh trùng sử dụng vacxin số trường hợp đặc biệt khác Miễn dịch học ứng dụng điều trị đặc hiệu Miễn dịch học ứng dụng chẩn đoán Miễn dịch học ứng dụng nghiên cứu biểu bệnh lý rối loạn trình miễn dịch nhằm:  Nhận biết tìm hiểu chế bệnh sinh rối loạn hoạt động hệ thống miễn dịch  Tìm phương pháp điều trị thích hợp với chế bệnh sinh Khoa học miễn dịch học ứng dụng có liên quan chặt chẽ tới nhiều môn học khác như: sinh lý học, sinh hóa học, bệnh lý học, vi sinh vật học, bệnh truyền nhiễm, sinh học phân tử đặc biệt miễn dịch học Trong khn khổ giáo trình này, miễn dịch học ứng dụng đề cập đến ba nội dung Nội dung thứ tư bạn đọc tìm hiểu lĩnh v ực miễn dịch bệnh lý trình bày giáo trình miễn dịch học thú y bệnh lý học thú y II VAI TRỊ VÀ VỊ TRÍ CỦA MƠN HỌC Như nêu, miễn dịch học ứng dụng môn khoa học nghiên cứu ứng dụng kiến thức miễn dịch học vào nhiều lĩnh vực khoa học khác  Trong ĩnh v ực đấu tranh phòng chống bệnh truyền nhiễm ký sinh trùng, việc l nghiên cứu vacxin phòng bệnh việc làm cần thiết Nhờ có vacxin mà nhiều bệnh truyền nhiễm nguy hiểm người động vật khống chế bước bị loại trừ Vacxin coi thành tựu vĩ đại y học thú y học đại, công tác tiêm chủng thực tất quốc gia thực trở thành chắn vững để phòng chống nhiều bệnh truyền nhiễm người động vật Tuy nhiên, chiến chống lại dịch bệnh phức tạp, việc nghiên cứu để cải tạo vacxin có chế tạo vacxin mục tiêu phấn đấu nhà khoa học Trong lĩnh v ực nghiên cứu này, môn khoa học đời mơn “Vacxin học - Vaccinology” Ngày nay, khái niệm vacxin có thay đổi, khơng cịn chế phẩm từ vi sinh vật dùng để phòng bệnh, mà làm từ vật liệu sinh học không vi sinh vật dùng với mục đích khơng phải phịng bệnh Ví dụ: vacxin chống khối u làm từ tế bào sinh khối u, dùng để chống lại tế bào ác tính việc găn chặn phát triển khối u ung thư; vacxin chống thụ thai làm từ receptor trứng với tế bào nội mạc tử cung; vacxin kháng tinh trùng; vacxin chống HCG (Human Chorionic Gonadotropin) với mục đích chống thụ thai… -2-  Trong lĩnh v ực điều trị đặc hiệu bệnh truyền nhiễm, miễn dịch học ứng dụng đóng vai trò quan trọng Song song với phát triển vacxin việc dùng kháng huyết chẩn đoán điều trị ngày phát triển ứng dụng rộng rãi Kể từ năm 1890, Behring Kitasato phát kháng thể trung hịa độc tố vi khuẩn, sau việc tìm hiểu yếu tố miễn dịch dịch thể tập trung nghiên cứu, người ta phát phân tử kháng thể dịch thể đặc hiệu (Immunoglobulin) Huyết động vật chứa Immunoglobulin đặc hiệu gọi huyết miễn dịch hay kháng huyết Việc sử dụng kháng huyết điều trị bệnh truyền nhiễm người động với tình trạng bệnh lý nguy kịch công ạt mầm bệnh truyền nhiễm mà khơng có loại hóa dược ngăn cản nổi, phương thức kỳ diệu cứu sống sinh mạng hàng triệu người Ngày nay, huyết miễn dịch đư ợc thay Immunoglobulin tinh chế sử dụng để: - Điều trị hỗ trợ nhiễm trùng nặng - Điều trị thay tình trạng thiếu hụt Immunoglobulin tiên phát thứ phát - Điều hòa miễn dịch số trường hợp viêm miễn dịch mạn tính bệnh tự miễn dịch người  Trong l nh v ực chẩn đoán bệnh truyền nhiễm ký sinh trùng, miễn dịch học ứng ĩ dụng đóng vai trị tích cực, với phương pháp chẩn đoán khác chẩn đoán dịch tễ học, chẩn đốn vi sinh vật học, … chẩn đốn huyết học phương pháp ưu việt cho kết nhanh xác Năm 1898, Bordet phát tác dụng bổ thể dùng thị kết hợp kháng nguyên kháng thể Việc phát kháng thể dịch thể dẫn đến việc dùng kháng huyết để định loại vi sinh vật chẩn đoán bệnh truyền nhiễm ứng dụng rộng rãi Đ ến nay, kỹ thuật miễn dịch đại miễn dịch phóng xạ, ELISA, miễn dịch huỳnh quang, … với nguyên lý đánh d ấu kháng thể đ ộ nhạy việc phát kháng nguyên kháng thể kỹ thuật chẩn đoán huyết học nâng cao nhiều Nó cho phép phát kháng thể dịch thể đặc hiệu có hàm lượng thấp lại đặc hiệu huyết thể dịch vật bệnh, giúp ích nhiều cho việc chẩn đoán Đặc biệt, vào năm 1975 Milstein Koler đ đưa phương pháp s ản xuất kháng thể ã đơn dòng kỹ thuật liên hợp tế bào Myeloma với tế bào lympho B đư ợc hoạt hóa chuột Sự đời kháng thể đơn dịng góp phần đắc lực lĩnh v ực nghiên cứu cấu trúc kháng nguyên, tính đặc hiệu phản ứng kháng nguyên với kháng thể chẩn đoán bệnh Như vậy, thời điểm tại, ứng dụng kiến thức miễn dịch học khoa học đời sống ngày mở rộng mang lại nhiều thành tựu hữu ích cho người III KHÁI QUÁT NỘI DUNG CHƯƠNG TR ÌNH MƠN H ỌC Thơng tin học phần “Miễn dịch học ứng dụng” môn học bắt buộc cho sinh viên ngành thú y, học vào học kỳ IX tiến trình đào tạo năm Số tín chỉ: (1,5 lý thuyết + 0,5 thực hành) Điều kiện tiên Là môn học chuyên môn học tiếp sau môn Miễn dịch học thú y, Vi sinh vật học thú y, Dịch tễ học thú y Bệnh truyền nhiễm động vật -3- Nhiệm vụ sinh viên - Dự lớp: Đây điều kiện bắt buộc, sinh viên không vắng mặt 1/5 số tiết quy định - Bài tập: Sinh viên phải làm tiểu luận, chuyên đề theo yêu cầu giáo viên - Thực hành: Sinh viên phải tham gia đầy đủ thực hành môn học Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên - Dự lớp: Sinh viên dự lớp đủ thời gian qui định mới được phép dự thi hết môn học - Tham gia thảo luận và thuyết trình môn học - Viết tiểu luận theo các chủ đề mà giáo viên yêu cầu - Kiểm tra giữa học phần - Bài thi cuối kỳ : Sinh viên phải dự thi hết môn học theo hình thức thi viết hoặc thi vấn đáp sau hoàn thành các nội dung - Bài thi được chấmtheo thang điểm 10 sở tổ hợp các kếtquả đánh giá đã nêu Mục tiêu Nắm kiến thức sản xuất vacxin, kháng huyết phương pháp sử dụng phản ứng huyết học để chẩn đốn bệnh Mơ tả vắn tắt nội dung học phần Ứng dụng miễn dịch học phịng bệnh truyền nhiễm cho vật ni: phân loại vacxin, sản xuất, kiểm nghiệm, sử dụng Biện pháp nâng cao hiệu sử dụng vacxin phòng bệnh truyền nhiễm cho vật nuôi đối tượng nuôi trồng thủy sản Miễn dịch học ứng dụng chẩn đốn, điều trị bệnh truyền nhiễm cho vật ni Tài liệu học tập + Giáo trình Vi sinh vật thú y Nguyễn Như Thanh - Nguyễn Bá Hiên - Trần Thị Lan Hương - NXB Nông nghiệp, Hà Nội, 2001 + Giáo trình Miễn dịch học ứng dụng Nguyễn Bá Hiên - Trần Thị Lan Hương, NXB Nông nghiệp, Hà Nội, 2009 + Giáo trình Miễn dịch häc thó y Nguyễn Bá Hiên - Trần Thị Lan Hương, NXB Nông nghiệp, Hà Nội, 2009 Tài liệu tham khảo: + Miễn dịch học Vũ Triệu An - Jean Claude Homberg - Nhà xuất Y học, Hà Nội, 1997 + Miễn dịch - Dị ứng học sở Vũ Minh Thục - Nhà xuất đại học Quốc gia Hà Nội, 2005 + Miễn dịch học Nguyễn Ngọc Lanh, Văn Đình Hoa - NXB Y học Hà Nội, 2006 + Vi sinh vật - Bệnh truyền nhiễm vật nuôi Nguyễn Bá Hiên, Nguyễn Quốc Doanh, Phạm Sĩ Lăng, Nguyễn Thị Kim Thành, Chu Đình Tới - NXB Giáo dục, Hà Nội, 2008 + Vacxin chế phẩm miễn dịch phịng điều trị Nguyễn Đình Bảng, Ngơ Thị Kim Hương –NXB Y học Hà Nội, 2003 + Tiêu chuẩn, quy trình ngành thú y Cục thú y, NXB Nơng nghiệp Hà Nội, 2007 -4- Chương I KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI VACXIN Mục tiêu : Nắm đặc tính, thành phần cách phân loại vacxin Kiến thức trọng tâm : - Khái niệm nguyên lý vacxin - Đặc tính vacxin - Thành phần vacxin - Proteosom, liposom coclet - Phân loại vacxin I LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ DANH PHÁP Từ xa xưa, người nhận thấy có bệnh truyền nhiễm gặp số loài động vật vụ dịch có cá thể mắc nặng, có cá thể mắc nhẹ Mặt khác, có bệnh sau bị bệnh qua khỏi vĩnh vi ễn không bị mắc lại, tức người biết tới mà ngày gọi miễn dịch Đối với bệnh truyền nhiễm nguy hiểm, người có m ột trìnhđ ấu tranh phịng chống để giành giật lấy sống Để phòng chống bệnh dại, nhà khoa học tiếng người Hy Lạp (384 - 322 trước Công nguyên) đề nghị chặt bỏ tổ chức bị chó dại cắn Đấu tranh phòng chống bệnh đậu mùa, bệnh truyền nhiễm nguy hiểm loài người kỷ trước, thời kỳ sơ khai, người ta biết lấy từ mụn nước, mụn mủ, vẩy đậu bệnh nhân mắc bệnh đậu mùa phơi khơ, tán nhỏ cho người lành hít để gây bệnh nhẹ, tạo tình trạng miễn dịch Phương thức có sau Cơng ngun khoảng 1.000 năm Trung Quốc Cách phòng bệnh đậu mùa theo đường chủng thực Ấn Độ, Đông Nam Á Bắc Phi vào kỷ 16 17 Những thông tin chủng đậu nước Anh xuất vào năm từ 1698 đến 1700 mà biết qua thư người Anh tên Joseph Lister làm việc Trung Quốc thời kỳ Nhiều tài liệu cho bà Mary Montague vợ viên đại sứ Anh sống Constatinophe đưa phương pháp ch ủng đậu vào nước Anh năm 1721, dịch đậu mùa tràn vào thủ đô London, bà với bác sĩ Mailand áp dụng chủng đậu cho nhiều người cứu sống họ trước ngạc nhiên Hoàng gia Anh giới chuyên môn thuộc trường đại học Y London Bà Mary Montague ghi tên vào lịch sử y học nước Anh có đóng góp Bước ngoặt lịch sử phịng chống bệnh đậu mùa đánh dấu vào năm 1798 Lúc này, bệnh đậu mùa lan rộng khắp châu Âu làm chết nhiều người châu Âu có câu ngạn ngữ : “Tình u bệnh đậu mùa không trừ ai” Tại vùng Gloucestershive thuộc vương quốc Anh Một bác sĩ thú y tên Edward Jenner quan sát thấy phụ nữ vắt sữa bị khơng mắc bệnh đậu mùa Từ quan sát thực tế với trình độ hiểu biết, năm 1776 ông tiến hành thử nghiệm cách thận trọng có nguyên tắc cách gây miễn dịch chủ động cho bé trai tuổi với dịch chứa virus đậu bị sau th thách với bệnh đậu mùa, kết bé trai không mắc bệnh đậu mùa Từ kết này, năm 1776 Jenner mở rộng áp dụng phương pháp ph òng b ệnh đó, năm 1798 Jenner xuất sách phòng bệnh đậu mùa từ chế phẩm đậu bò Đây m ột phát minh quan trọng phát triển miễn dịch học, tức mở đầu cho nghiên cứu khả phòng vệ đặc hiệu thể chống -5- lại tác nhân gây bệnh Để ghi nhận kiện này, năm 1885 Louis Pasteur (người Pháp), nhà khoa học đứng hàng đầu giới lĩnh vực vi sinh vật đề nghị dùng từ “vacxin” để gọi tất chế phẩm sinh học có ngun lý phịng bệnh nhằm tỏ lịng tơn kính Edward Jenner Thuật ngữ bắt nguồn từ ngơn từ “vaccinia” (tên virus đậu bị) Cuối kỷ 19, nhiều vi khuẩn nguyên nhân gây bệnh truyền nhiễm người động vật phát vi khuẩn thương hàn, bạch hầu, nhiệt thán, lao… Người ta xây dựng phịng thí nghiệm ni cấy khiết vi khuẩn mở đường cho phát triển vacxin Louis Pasteur, sở phát Jenner đ nghiên c ứu tạo vacxin phòng ã bệnh cho người động vật Lần đầu tiên, nhà khoa học phát tượng giảm độc lực vi khuẩn đ t ạo giống vi khuẩn nhiệt thán giảm độc dùng để chế ã vacxin Tháng năm 1981, Pasteur đồng nghiệp Emin Roux, Charles Chamberland tiến hành thí nghiệm lịch sử Ponilly - le - Fort vacxin nhiệt thán cừu Kết cừu tiêm vacxin nhiệt thán không m ắc bệnh thử thách vi khuẩn nhiệt thán cường độc Phát triển ý tưởng Pasteur, Haffkine ch ế vacxin nhược độc phòng bệnh tả Calmette - Guerin chế tạo thành công vacxin BCG Năm 1896, Wilhelm Kolle làm bất hoạt vi khuẩn tả nhiệt để gây miễn dịch Cũng năm đó, Richard Pofeiffer làm bất hoạt vi khuẩn thương hàn nhiệt bảo quản phenol để chế vacxin, đến năm 1915, vacxin thương hàn vô hoạt dùng cho binh lính châu Âu châu Mỹ Như vậy, nhà khoa học đưa nguyên lý sử dụng vi khuẩn toàn tế bào bất hoạt để gây miễn dịch Vào năm 20 kỷ XX, Max Theiler phát hi ện chủng virus sốt vàng không độc cách cấy chuyển nhiều lần virus độc mô phôi gà, ông ã t ạo đ chủng virus vacxin nhược độc có ký hiệu 17D để sản xuất vacxin phòng bệnh sốt vàng Sau đó, hàng loạt vacxin chế tạo từ chủng virus gây nhược độc nhân tạo đời vacxin bại liệt, vacxin quai bị Năm 1890, Behring Kitasato đ ã phát hi n nuôi cấy vi khuẩn bạch hầu ệ uốn ván mơi trường lỏng, lồi vi khuẩn tiết ngoại độc tố vào môi trường Sau xử lý focmon, độc tố bị giải độc giữ tính kháng nguyên để kích thích thể động vật sinh miễn dịch Độc tố độc lực gọi giải độc tố (anatoxin) dùng để chế vacxin Phát sở để chế tạo vacxin đơn vị (Subunit) Đến nay, tiến kỹ thuật gen không ảnh hưởng đến thiết kế vacxin đơn vị mà đư ợc áp dụng lĩnh vực đặc biệt khác:  Làm đoạn biến dị gen để tạo chủng vi khuẩn, virus không độc để chế tạo vacxin Ví dụ: vacxin Aujeski  Tạo vector mang gen chi phối sinh sản kháng nguyên tái tổ hợp, cytokine tái tổ hợp để tạo vacxin tái tổ hợp có vector dẫn truyền  Thúc đẩy đời vacxin ADN dạng plasmid với gen khởi động (promotor) thích hợp Tóm lại, lịch sử phát triển vacxin chia thành giai đoạn lớn:  Giai đoạn Jenner (từ 1796): Sử dụng virus nguyên E.Jenner -6- độc để gây miễn dịch cho người  Giai đoạn Pasteur (1860 - 1990): Sử dụng mầm bệnh nhược độc tế bào vi khuẩn toàn vẹn vô hoạt để chế tạo vacxin L.Pasteur  Giai đoạn vacxin ADN (từ 1996): đánh dấu giai đoạn cách mạng vacxin, có nhiều hướng để tạo vi khuẩn hệ mới, đại có hiệu Hiện nay, danh pháp vacxin gồm từ ghép :  Từ đầu: vacxin  Từ sau: tên bệnh Tuy nhiên thuật ngữ sản phẩm sinh học dùng thú y thay đổi quốc gia Ví dụ: Mỹ, thuật ngữ vacxin dùng để sản phẩm chứa virus nguyên trùng sống Sản xuất vacxin ADN hay nhược độc, vi khuẩn sống axit nucleic Các sản phẩm chứa vi khuẩn chết vi sinh vật khác gọi tên bacterin, chất chiết vi khuẩn (bacterial extract), chất đơn vị (sub units), độc tố vi khuẩn (toxoid) Ở châu Âu, sản phẩm dùng thú y gọi “các sản phẩm sử dụng cho động vật nhằm tạo miễn dịch chủ động bị động để chẩn đốn tình trạng miễn dịch” Trong chương này, thuật ngữ vacxin bao gồm tất sản phẩm tạo để kích thích sinh miễn dịch chủ động cho thể động vật chống lại bệnh, việc sử dụng phù hợp với thuật ngữ quốc tế, không liên quan đến sản phẩm sinh học sinh miễn dịch thụ động, chất kích thích miễn dịch, chất điều trị dị ứng chẩn đoán bệnh Vacxin đời làm cơng phịng chống bệnh truyền nhiễm ngày có hiệu quả, có nhiều bệnh truyền nhiễm nguy hiểm người động vật khống chế bước loại trừ Năm 1977, trường hợp đậu mùa cuối người giới Ali Maow Maalin, người Somalia Năm 1979, Tổ chức Y tế giới (WHO) cơng bố loại trừ hồn tồn bệnh đậu mùa toàn giới Ảnh chụp năm 1977, Ali Maow Maalin, người Somalia, Năm 1987, kỷ niệm 10 năm toán bệnh đậu mùa xem bệnh nhân cuối Năm 2000, Bộ Y tế Việt Nam tuyên bố loại trừ bệnh bại mắc bệnh đậu mùa -7- liệt Việt Nam Trong lĩnh vực thú y, bệnh dịch tả trâu bị tốn Vacxin coi thành tựu vĩ đại y học đại Công tác tiêm chủng thực tất quốc gia đ th ực trở thành chắn để phòng chống ã nhiều bệnh truyền nhiễm người động vật Tuy nhiên, nhiều bệnh truyền nhiễm hiểm nghèo vi sinh vật, đặc biệt virus gây chưa tìm vacxin dự phịng Hiện nay, việc nghiên cứu để cải tạo vacxin có, chế tạo vacxin mục tiêu phấn đấu nhà khoa học II KHÁI NIỆM VỀ VACXIN 2.1 Khái niệm Theo quan điểm trước đây, vacxin chế phẩm sinh học chứa mầm bệnh kháng nguyên mầm bệnh gây bệnh truyền nhiễm cần phịng (nếu mầm bệnh phải giết làm nhược độc yếu tố vật lý, hóa học sinh vật học) Khi sử dụng cho động vật, vacxin tạo đáp ứng miễn dịch chủ động giúp động vật chống lại xâm nhiễm mầm bệnh tương ứng Cách hiểu hình thành c s thực tế sản xuất vacxin, ví dụ: vacxin nhiệt thán làm từ vi khuẩn nhiệt thán nhược độc nha bào, vacxin phòng laođư ợc làm từ vi khuẩn lao biến dị (BCG), vacxin tụ huyết trùng làm từ vi khuẩn tụ huyết trùng đư ợc vô hoạt, vacxin uốn ván làm từ ngoại độc tố giải độc… Ngày nay, khái niệm vacxin có thay đổi Nó khơng cịn chế phẩm từ vi sinh vật ký sinh trùng đư ợc dùng để phòng bệnh mà đư ợc làm từ vật liệu sinh học khác (không vi sinh vật) dùng với mục đích khơng ph òng b ệnh Ví dụ: vacxin chống khối u làm từ tế bào sinh khối u, vacxin chống thụ thai làm từ receptor trứng … Nhưng dù vacxin chế tạo từ vật liệu dùng với mục đích thành phần bắt buộc phải có vacxin kháng nguyên đưa vào thể động vật, kháng nguyên gây đáp ứng miễn dịch Như vậy, vacxin hiểu với khái niệm rộng hơn: Vacxin chế phẩm sinh học chứa kháng nguyên tạo cho thể đáp ứng miễn dịch dùng với mục đích phịng bệnh với mục đích khác 2.2 Ngun lý Vacxin tạo thể sống đáp ứng miễn dịch Hệ thống miễn dịch thể hoạt động, sinh kháng thể dịch thể đặc hiệu kháng thể tế bào chống lại nhóm định kháng nguyên yếu tố gây bệnh, thể sử dụng vacxin xuất trạng thái miễn dịch thu chủ động nhân tạo có khả chống lại xâm nhiễm yếu tố gây bệnh tương ứng III ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA VACXIN Vacxin phải đảm bảo đặc tính là:  Tính sinh miễn dịch hay tính mẫn cảm Đó khả gây đáp ứng miễn dịch dịch thể tế bào hay hai Tính sinh miễn dịch phụ thuộc vào kháng ngun thể nhận kích thích Có nghĩa ph ụ thuộc vào tính lạ kháng nguyên, đường đưa kháng nguyên địa cá thể động vật  Tính kháng nguyên hay tính sinh kháng thể Một vacxin đưa vào thể phải có khả kích thích thể sinh kháng thể Các yếu tố gây bệnh có nhiều Epitop khác Trong có Epitop q nhỏ (Hapten) khơng có tính sinh kháng thể để nguyên Muốn chúng sinh kháng thể chống lại -8- mầm bệnh cần đổi chúng thành có tính kháng nguyên, thường kết hợp chúng với protein mang tải vơ hại  Tính hiệu lực Tính hiệu lực nói lên khả bảo hộ động vật sau sử dụng vacxin Một vacxin đưa vào thể, nhiều kháng thể tạo loại có hiệu lực tức tiêu diệt yếu tố gây bệnh Do yếu tố gây bệnh có nhiều kháng nguyên khác nên bào chế vacxin trước tiên phải cho đáp ứng miễn dịch chống lại nhóm quy định kháng nguyên thiết yếu, nghĩa đánh vào y ếu tố gây bệnh bị tiêu diệt chí khơng cịn khả sinh hại Vì thế, nghiên cứu sản xuất vacxin người ta có cố gắng phân lập kháng nguyên hay nhóm quy định kháng nguyên thiết yếu để làm cho vacxin khiết tiến tới tổng hợp chúng Ví dụ: virus Gumboro protein VP2 kháng nguyên thiết yếu; với virus cúm gia cầm kháng nguyên H N thiết yếu; virus viêm gan B kháng nguyên bề mặt HBS thiết yếu Tính hiệu lực hay khả bảo vệ vacxin đánh giá qua thực nghiệm, chủ yếu phải đánh giá thực địa sau tiêm chủng cá thể mức độ miễn dịch quần thể, thơng qua hàm lượng kháng thể trung bình huyết tỷ lệ bảo hộ quần thể - Trên động vật thí nghiệm: Đánh giá mức độ đáp ứng miễn dịch sau tiêm chủng vacxin đánh giá hiệu lực bảo hộ động vật qua thử thách cường độc - Thử nghiệm thực địa: Vacxin tiêm chủng cho quần thể động vật, theo dõi thống kê phản ứng phụ, đánh giá khả bảo hộ mùa dịch tới đồng thời tiến hành thử thách cường độc nhóm ngẫu nhiên quần thể Vacxin có hiệu lực vacxin gây miễn dịch mức độ cao bảo vệ thể động vật lâu bền Tuy nhiên, hiệu lực vacxin phụ thuộc vào nhiều yếu tố bảo quản, vận chuyển kỹ thuật tiêm phịng Vì vậy, người ta xây d ựng môn khoa học gọi vacxin học (vacxinology) mà mục đích nghiên cứu biện pháp từ lúc sản xuất đến lúc tiêu dùng để tăng tính hiệu lực vacxin  Tính an tồn Đây đặc tính quan trọng Sau sản xuất vacxin phải quan kiểm định nhà nước kiểm tra chặt chẽ mặt vô trùng, khiết vô độc - Vô trùng: Không nhiễm vi sinh vật khác - Thuần khiết: Không lẫn thành phần kháng nguyên khác gây phản ứng phụ - Vơ độc: Liều sử dụng phải thấp nhiều so với liều gây độc Sau sản xuất, vacxin phải thử tính an tồn qua nhiều bước thử phịng thí nghiệm, thực địa, thử quy mơ nhỏ đại trà Tần suất mức độ nặng nhẹ phản ứng phụ có phải xác định trước đem dùng phải theo dõi cẩn thận IV THÀNH PHẦN CỦA VACXIN Vacxin bao gồm hai thành phần kháng nguyên chất bổ trợ 4.1 Kháng nguyên Trước kháng nguyên coi chất lạ có chất protein, đưa vào thể kích thích thể sản sinh kháng thể đặc hiệu kháng thể đặc hiệu trung hoà kháng -9- nguyên Ngày nghiên cứu đáp ứng miễn dịch thể người ta thấy thể nhận kháng nguyên không sản sinh kháng thể đặc hiệu (đáp ứng miễn dịch dịch thể) mà tạo lớp tế bào mẫn cảm Tế bào có kh ả tạo phản ứng với kháng nguyên (miễn dịch tế bào) Vì vậy, kháng nguyên hiểu chất đưa vào thể kích thích thể sản sinh kháng thể dịch thể tế bào mẫn cảm đặc hiệu chống lại xâm nhập gây bệnh mầm bệnh Khả kích thích sinh miễn dịch dịch thể miễn dịch tế bào kháng nguyên gọi tính kháng nguyên Tính kháng nguyên kháng nguyên vacxin mạnh hay yếu phụ thuộc vào tổng số nhóm định kháng nguyên, trọng lượng phân tử, thành phần hoá học, cấu trúc lập thể khả tích điện phân tử kháng nguyên Một kháng nguyên tạo phòng vệ tốt cho thể, ngồi tính kháng ngun mạnh cần có tính đặc hiệu cao Tính đặc hiệu kháng nguyên phụ thuộc vào tính chất cấu trúc nhóm định tính kháng nguyên Tính đặc hiệu kháng nguyên cao khơng đặc trưng lồi mà cịn đặc trưng typ subtyp Kháng nguyên để chế tạo vacxin phòng bệnh truyền nhiễm thường kháng nguyên vi sinh vật, bao gồm kháng nguyên thân, lông, vỏ bọc độc tố chúng sản sinh trình phát triển (vacxin tồn khuẩn - vacxin hệ I) vacxin phịng bệnh tụ huyết trùng gia súc, gia cầm, vacxin phòng bệnh phó thương hàn lợn Có thể thành phần yếu tố gây bệnh vi sinh vật (vacxin tiểu phần - vacxin hệ II) vacxin chứa kháng nguyên F4, F5, F6, F18 vi khuẩn E.coli phòng bệnh tiêu chảy lợn con, bê, nghé, phù đầu lợn hay vacxin chứa kháng nguyên VP2 virus Gumboro dùng phịng bệnh Gumboro gà Có thể DNA, protein tái tổ hợp (vacxin hệ III) vacxin tái tổ hợp phòng bệnh lở mồm long móng bệnh lưỡi xanh, vacxin Trovac phịng bệnh cúm gia cầm H5N Thành phần hoá học kháng nguyên vi sinh vật vacxin protein (kháng nguyên lông, kháng nguyên độc tố), lipopolysaccarit (kháng nguyên thân), polysaccarit (kháng nguyên vỏ bọc) Trong loại kháng nguyên vi sinh vật, kháng nguyên có chất protein lipopolysaccarit có tính kháng ngun mạnh, tính đặc hiệu cao Kháng nguyên có chất polysaccarit thường có phản ứng chéo với nhau, chúng có nhóm đường cấu tạo nên định kháng nguyên giống 4.2 Chất bổ trợ 4.2.1 Khái niệm Chất bổ trợ hợp chất hóa học thêm vào vacxin nhằm làm tăng khả kích thích miễn dịch tăng hiệu lực vacxin Trong trình chế tạo, sử dụng thấy vacxin chứa kháng nguyên, dùng tiêm phòng tạo hiệu lực bảo hộ thấp, không kéo dài, phản ứng xảy với tỉ lệ thấp Nhưng cho thêm chất kháng nguyên vào vacxin làm cho hiệu lực thời gian bảo hộ vacxin tăng lên Các chất đưa vào vacxin gọi chất bổ trợ Vậy chất bổ trợ vacxin chất có hoạt tính kích thích miễn dịch khơng đặc hiệu dùng bổ sung vào vacxin để nâng cao hiệu lực độ dài miễn dịch (Ramon, 1931) Theo Bahneman (1990), chất bổ trợ vacxin có ba tác dụng: - Hấp thu lưu giữ kháng nguyên thể lâu hơn, không thải nhanh kháng nguyên - Tạo kích thích đáp ứng miễn dịch khơng đặc hiệu thể - Giảm kích thích phản ứng độc tố (nếu có) vacxin thể 4.2.2 Phân loại Căn vào chất, thành phần cấu tạo chất bổ trợ, người ta chia chất bổ trợ dùng chế tạo vacxin thành nhóm sau:  Chất bổ trợ vơ cơ: Bao gồm loại muối nhơm, than hoạt tính, Alumin Hydroxit Al(OH)3, Sunfat Alumin Kali AlK(SO4)2.12H2O, Phosphat Aluminum Al(PO4) Các chất bổ - 10 - trợ vô thường hấp phụ kháng nguyên lên bề mặt để tăng cường độ kích thích đáp ứng miễn dịch thể, đồng thời giải phóng kháng nguyên từ từ vào hệ bạch huyết để kéo dài thời gian kích thích đáp ứng miễn dịch thể Với mầm bệnh có sản sinh độc tố, sau vô hoạt (giải độc tố) chất bổ trợ hấp thu giải phóng từ từ để hạn chế tác động gây phản ứng cục toàn thân Trong thú y, người ta hay dùng chất bổ trợ AlK(SO4)2.12H2O (gọi keo phèn) vacxin vi khuẩn vô hoạt  Chất bổ trợ hữu cơ: Bao gồm loại dầu thực vật dầu hướng dương, dầu lạc, dầu ôliu, loại mỡ động vật, sản phẩm dầu khoáng montanide 50 Pháp Các chất bổ trợ hữu hỗn hợp với kháng nguyên tạo thành dạng nhũ tương nư ớc dầu Ở dạng nhũ tươn g này, kháng nguyên nằm huyễn dịch dầu Để khắc phục nhược điểm vacxin nhũ nư ớc dầu dễ phân lớp, rít kim tiêm, sau người ta nghiên cứu chế tạo loại vacxin dạng nhũ tương kép: nước dầu nước Khi vacxin nhũ có chứa xác vi khuẩn (thường dùng xác vi khuẩn thuộc họ Mycobacterium, đặc biệt M.tuberculosis) gọi vacxin nh hồn tồn, vacxin nhũ ũ khơng chứa xác vi khuẩn gọi vacxin nhũ khơng hồn tồn Tác dụng chất bổ trợ dầu vacxin tương tự tác dụng chất bổ trợ vô Nhờ phức hợp nhũ kháng nguyên - dầu - nước mà kháng nguyên tự giải phóng từ từ vào thể để kích thích sản sinh kháng thể tế bào miễn dịch đặc hiệu kéo dài Đồng thời hạt nhũ di chuyển từ chỗ tiêm vào hạch lympho đến quan có thẩm quyền miễn dịch để kích thích miễn dịch khơng đặc hiệu Kết liều vacxin tiêm giảm, hiệu lực miễn dịch tăng cao, thời gian miễn dịch kéo dài  Chất bổ trợ sinh vật: Thường dùng xác số loài vi khuẩn M tuberculosis hay Salmonella typhimurium Cũng có th ể dùng nội độc tố vi khuẩn Lipopolysaccarit Gồm có dạng sau : - Sản phẩm từ vi khuẩn: + Trợ chất đầy đủ Freund’s + ( CFA, FCA) (M Tuberculosis chết) + DETOXTM (thành tế bào Mycobacterium phlei) + Trehalose dimycolat + Bacterium Calmette - Guerin (BCG) + Muramyl dipeptid Methyl - ester - MDP (Murametid) Butyl - ester - MDP (MurametidTM) Threonyl - MDP (Termurtid) Dipalmitoyl phosphatidylethanolamin - MTP (MTP - PE) Glycerol dipalmitat - MDP (Immther) - Dipalmitoxy - Propylamid MDP (TheramidTM) - Gamma inulin Algammulin - β - glucan (α - glucan, pleuran) - Monophosphoryl lipid A (MPL”) - Neuraminidase - Galactose oxydase (NAGO) - Klebsiella pneumoniae glycoprotein - Bordetella pertussis - Corynebacterium parvum Nếu phân loại chất bổ trợ theo chế tác dụng, có:  Chất mang kháng nguyên: Là protein sinh miễn dịch gắn với hapten kháng nguyên sinh miễn dịch yếu Chất mang kháng nguyên sinh vật (vector) mang gen biểu thị hapten - 11 - mang kháng nguyên ngoại lai bề mặt Chất mang cung cấp cho tế bào T hỗ trợ hapten kháng nguyên làm tăng cường trình đáp ứng miễn dịch: - Toxoid vi khuẩn (uốn ván, bạch hầu ) - Protein màng ngồi não mơ cầu (Proteosome) - Axit béo - Độc tố tả, độc tố LT - Vacxin nucleic acid - Vector sống - Virus đậu mùa - Adenovirus - Canarypox - Poliovirus - BCG - Salmonella giảm độc - Phẩy khuẩn tả giảm độc - Shigella giảm độc  Chất chuyển tải kháng nguyên: Cung cấp giá chuyển tải cho trợ chất kháng nguyên cho kháng nguyên Không giống chất mang kháng nguyên, thân chất chuyển tải không sinh miễn dịch Giống chất mang, phần lớn chất chuyển tải làm tăng phẩm chất kháng nguyên, coi trợ chất khác Như vậy, công thức trợ chất gồm trợ chất nằm chất chuyển tải phù hợp Ví dụ số trợ chất: - Monophosphoryl lipid A trợ chất khung thành tế bào Mycobacterium phlei chất chuyển tải nhũ tương Squalan nước - Trợ chất threonyl - muramyl dipeptid chất chuyển tải nh tương squalan ũ tween 80 - Trợ chất muramyl tripeptid - dipalmitoyl phosphatidylethanolamin chất chuyển tải nhũ tương squalan nước 4.2.3 Cơ chế hoạt động - Các vacxin siêu phân tử phần lớn kháng nguyên yếu, dù sản phẩm tự nhiên, sản phẩm tái tổ hợp, peptid tái tổ hợp peptid tổng hợp Các kháng nguyên siêu phân tử tác dụng kích thích miễn dịch nhiều lý nh xử lý sai hệ miễn dịch, ư: thải nhanh, thiếu epitop tế bào T B chủ yếu Điều khắc phục gắn kháng nguyên siêu phân tử trợ chất - Các vacxin sống vacxin toàn tế bào vacxin mạnh Các vacxin có cấu trúc phức tạp chứa đựng nhiều epitop dư thừa nên tạo nhiều hội tránh hạn chế di truyền người động vật tiêm vacxin * Tác dụng chất bổ trợ : - Đưa kháng nguyên vào vi môi trường thể thích hợp - Hoạt hố bổ thể đưa đến tổng hợp, giải phóng liên kết Cytokin - Kích thích miễn dịch thân chất bổ trợ gây phản ứng viêm nhẹ, kéo đại thực bào tế bào có thẩm quyền miễn dịch tốt - Hấp phụ kháng nguyên, khoanh vùng kháng ngun, làm chậm q trình giải phóng kháng ngun vị trí tiêm, kháng ngun tồn lâu thể, kéo dài trình diện kháng nguyên - Kích thích hoạt động APC để q trình phân tích, trình diện kháng ngun đạt hiệu - 12 - - Chất bổ trợ sinh vật có tác dụng kích thích tế bào miễn dịch * Trợ chất vacxin có thể: - Làm tăng tiềm peptid nhỏ: xác vi khuẩn lao làm tăng tương tác tế bào lympho đại thực bào, làm tăng đáp ứng miễn dịch tế bào; LPS tác động đến tế bào lympho B làm tăng q tr ình phân bào ạo plasmoxyte tăng hàm lượng kháng thể dịch thể đặc hiệu t - Làm tăng tốc độ, cường độ bền vững đáp ứng miễn dịch kháng nguyên mạnh như: trợ chất nhôm sử dụng với vacxin DPT gây nên đáp ứng miễn dịch cao sớm sau lần tiêm so với vacxin khơng có trợ chất - Làm tăng đáp ứng miễn dịch với vacxin trường hợp chưa đủ sức miễn dịch, miễn dịch lão hóa - Lựa chọn điều chỉnh miễn dịch dịch thể miễn dịch qua trung gian tế bào 4.2.4 Tính an tồn chất bổ trợ Thuộc tính quan trọng trợ chất vacxin tính an tồn Nhiều trợ chất vacxin tìm thấy khơng chấp nhận độc tính phản ứng bất thường đến chậm Vacxin phải coi trọng mặt an tồn hiệu quả, điều khuyến khích việc phát triển cấu trúc kháng nguyên tổng hợp không phụ thuộc vào trợ chất Ví dụ chất polyme hố hapten peptid liên kết với hình thái multimeric để gia tăng khả hỗ trợ nội Nếu thành công cấu trúc không dùng đến trợ chất, chất mang chất chuyển tải hoá học sinh học ngoại lai Phản ứng bất thường trợ chất gây là: - Phản ứng cục bộ: Phản ứng thường gặp hình thành áp xe gây đau n ổi hạch Phản ứng thường thấy với trợ chất chậm tan dầu, liposom, vi cầu polyme Phản ứng chỗ thường xảy sau tiêm IFA (chất bổ trợ không đầy đủ Freund), DetoxTM (monophotphoryl lipid A + M.phlei + chất chuyển tải squalan dầu + Tween 20 nh tương ũ muramyl tripeptid đồng hoá trị liên kết với dipalmitoyl phosphatidyl ethanolamin (MTP - PE) nh ũ tương Squalan nước - Phản ứng toàn thân: Đã có nhiều nghiên cứu phản ứng tồn thân trợ chất chưa có chứng thuyết phục 4.2.5 Yêu cầu trợ chất - An toàn - Đồng hóa học sinh học lơ sản phẩm khác - Kích thích đáp ứng miễn dịch mạnh mẽ so với kháng nguyên khơng có trợ chất - Có hiệu sử dụng với lượng vacxin - Vacxin có trợ chất ổn định năm - Có thể phân giải mặt sinh học dễ dàng đào thải khỏi thể - Rẻ tiền * Trợ chất dùng phổ biến phức hợp nhôm:  Ưu điểm: - Sự an toàn qua hàng triệu liều vacxin - Hình thành kháng thể có hàm lượng cao kéo dài sau lần đầu tiêm vacxin; - Vacxin với trợ chất nhơm cho phép giải phóng kháng nguyên; - Tế bào miễn dịch hấp thu tốt hạt kháng nguyên hấp phụ nhôm chất đặc thù cỡ hạt