Miễn dịch chủ động là loại miễn dịch mà tự bản thân cơ thể sinh vật tạo ra khi cơ thể tiếp xúc với kháng nguyên.. Cũng như trong hệ thống miễn dịch tự nhiên, miễn dịch thu được cũng có m
Trang 1ii Miễn dịch chủ động là loại miễn dịch mà tự bản thân cơ thể sinh vật tạo ra
khi cơ thể tiếp xúc với kháng nguyên Nếu miễn dịch chủ động mà trong đó có
sự tham gia của con người như trường hợp chủng ngừa vaccine để phòng bệnh, được là miễn dịch chủ động nhân tạo Miễn dịch chủ động do cơ thể tiếp thu tự nhiên trong môi trường sống được gọi là miễn dịch chủ động tự nhiên Trường hợp này xảy ra khi thú qua khỏi sau đợt dịch bệnh, có khả năng không mắc lại bệnh đó khi bị tái nhiễm
Cũng như trong hệ thống miễn dịch tự nhiên, miễn dịch thu được cũng có miễn dịch dịch thể và miễn dịch tế bào:
Miễn dịch tế bào (còn gọi là quá trình miễn dịch trung gian tế bào): được
biểu thị bởi sự hoạt hóa lympho bào T thuộc đặc hiệu của kháng nguyên Như vậy trong miễn dịch trung gian tế bào, lympho bào T đóng vai trò quan trọng
Miễn dịch dịch thể: kháng thể chủ yếu có trong huyết thanh Kháng thể
đặc hiệu cũng có cấu tạo giống như kháng thể không đặc hiệu và nằm trong 5 lớp A, D, G, E, M nhưng nó chỉ được tạo ra khi có kháng nguyên đặc hiệu tác động và được sự hỗ trợ của lympho bào T Lympho bào B chịu trách nhiệm trong miễn dịch dịch thể
2.3.3 Khái niệm về kháng nguyên (antigen) và kháng thể (antibody)
2.3.3.1 Kháng nguyên (antigen)
Là những protein lạ mà khi vào cơ thể sẽ kích thích cơ thể tạo ra kháng thể kết hợp đặc hiệu với nó Tất cả kháng nguyên đều có hai tính chất: tính sinh miễn dịch của kháng nguyên và tính đặc hiệu của kháng nguyên
i Tính sinh miễn dịch của kháng nguyên: là khả năng tạo sự miễn dịch của cơ thể đối với kháng nguyên Tính chất này phụ thuộc các điều kiện sau :
Bản chất hoá học của kháng nguyên: thường là những protein lạ đối với
cơ thể vật chủ Các kháng nguyên bản chất hoá học là protein thường là kháng nguyên hoàn toàn và mạnh vì nó kích thích cơ thể tạo ra nhiều kháng
Trang 2thể Các kháng nguyên bản chất hoá học là lipid, polysaccharide là kháng nguyên yếu, có loại là “bán kháng nguyên” vì nó kích thích yếu hoặc không kích thích cơ thể sinh kháng thể
Kích thước phân tử của kháng nguyên: nhìn chung kháng nguyên càng
có kích thước lớn và cấu trúc càng phức tạp thì tính sinh miễn dịch càng cao Một phân tử kháng nguyên càng lớn thì nó càng có cấu trúc phức tạp
và có nhiều quyết định kháng nguyên Đó là một trong các yếu tố đảm bảo tính sinh miễn dịch cao
Đường xâm nhập của kháng nguyên: thường kháng nguyên xâm nhập qua đường tiêu hoá có tính sinh miễn dịch yếu hơn kháng nguyên xâm nhập qua da
Liều lượng kháng nguyên: nếu lượng kháng nguyên quá ít thì không đủ gây đáp ứng miễn dịch Ngược lại, nếu lượng kháng nguyên nhiều quá sẽ gây ức chế miễn dịch
Quy trình gây miễn dịch có ảnh hưởng lớn tới tính sinh miễn dịch của phân tử kháng nguyên: mỗi loại kháng nguyên thích hợp với một loại quy trình gây miễn dịch riêng
Cá nhân được miễn dịch: các cơ thể khác nhau có sự đề kháng khác nhau với mầm bệnh (kháng nguyên) Thường cơ thể khoẻ, được chích vaccine có khả năng miễn dịch tốt hơn cơ thể yếu, không được chích vaccine
Hiệu ứng cộng lực kháng nguyên, phản ứng thứ phát (phản ứng nhớ), chất bổ trợ
ii Tính đặc hiệu của kháng nguyên: là sự phản ứng đặc hiệu của kháng
nguyên với kháng thể mà kháng nguyên kích thích cơ thể sản sinh ra Tính đặc hiệu của kháng nguyên phụ thuộc vào các điều kiện sau:
Cấu trúc phân tử protein của kháng nguyên: các monopolypeptide không
có tính kháng nguyên vì ở đây chuỗi peptide được lặp lại nhiều lần với
Trang 3cùng một loại acid amin, do đó không chứa yếu tố lạ đặc trưng Các dipolypeptide và đặc biệt là tripolypeptide có tính kháng nguyên mạnh
Các nhóm quyết định kháng nguyên (epitope): nhóm quyết định kháng nguyên là những điểm thụ thể nằm trên bề mặt kháng nguyên mà tại nơi đó kháng thể gắn vào Trên mỗi phân tử kháng nguyên có khoảng 10.000 nhóm quyết định kháng nguyên
Trọng lượng phân tử của kháng nguyên: phân tử kháng nguyên càng lớn thì trên đó có nhiều “nhóm quyết định kháng nguyên”, chúng là những kháng nguyên mạnh Bán kháng nguyên có trọng lượng phân tử nhỏ do đó
có ít nhóm quyết định kháng nguyên
2.3.3.2 Kháng thể (antibody)
Là những globulin miễn dịch (immunoglobulin-Ig) có trong huyết thanh và dịch chiết tại chỗ Chúng là 1 loại protein có mang thêm 1 glucid nên còn gọi là
glycoprotein
Cấu trúc kháng thể: phân tử kháng thể gồm 4 chuỗi protein trong đó gồm 2 chuỗi nặng (gọi là chuỗi H-heavy) và 2 chuỗi nhẹ (gọi là chuỗi L-light) Trọng lượng của kháng thể từ 15 KDa trở lên
Các chuỗi H và L nối với nhau bằng cầu nối disulfide (-S-S-) Chuỗi nặng gồm 4 đoạn polypeptide và chuỗi nhẹ gồm 2 đoạn polypeptide, mỗi đoạn có 110 - 120 acid amin Trên chuỗi nặng và chuỗi nhẹ có vùng Fab và Fv kết hợp được với kháng nguyên, vùng Fc mang tính kết hợp bổ thể Sự khác nhau giữa các loại kháng thể nằm ở vùng siêu biến V còn vùng hằng định C thì giống nhau Nhiều kháng nguyên
có nhiều yếu tố xác định và do đó phải có 1 bộ kháng thể tương ứng mới tương tác được với kháng nguyên ấy Vì vậy, số lượng kháng thể hết sức lớn
Phân loại kháng thể: tất cả các kháng thể được xếp vào 5 lớp Ig Mỗi lớp phân
biệt với các lớp khác nhờ những trình tự acid amine đặc trưng ở vùng hằng định nằm trên chuỗi nặng tạo nên những đặc tính về cấu trúc và chức năng riêng cho mỗi lớp
Trang 4i IgG: có chuỗi nặng là gamma (γ) Là thành phần cơ bản nhất trong huyết
thanh Chiếm khoảng 80% tổng số Ig của huyết tương bình thường IgG là kháng thể duy nhất truyền từ mẹ sang nhau thai (kháng thể tự nhiên) Khi trẻ lớn lên dần, lượng kháng thể này giảm dần Đến khi trưởng thành IgG lại gia tăng và đặc biệt tăng cao khi cơ thể bị nhiễm khuẩn
Trong hoạt động đáp ứng miễn dịch, các IgG có 4 chức năng: trung hòa độc
tố, ngưng kết tế bào vi khuẩn và tham gia vào phản ứng Arthus, phối hợp với
bổ thể làm tan vi khuẩn, và opsonin hóa
ii IgM: có chuỗi nặng là muy (μ), là globulin miễn dịch lớn nhất và là lớp miễn
dịch chính được tổng hợp ở bào thai bảo vệ bào thai khỏi bị nhiễm khuẩn Trong huyết thanh người bình thường, IgM có nồng độ khoảng 125mg/100ml, đứng thứ hai sau IgG Khi cơ thể bị kích thích bởi kháng nguyên, IgM là loại kháng thể xuất hiện đầu tiên, tiếp sau đó IgG xuất hiện và thay thế IgM Thường sau khi IgG xuất hiện thì IgM sẽ tiêu biến, nhưng cũng có trường hợp IgM tồn tại rất lâu (ví dụ kháng thể IgM chống lại kháng nguyên O của vi
khuẩn Salmonella)
Chức năng sinh học của IgM: trung hòa ngoại độc tố, ngưng kết vi khuẩn, phối hợp với bổ thể làm tan vi khuẩn, hấp thụ lên bề mặt lympho B để tạo nên điểm thụ thể dành cho kháng nguyên tương ứng, ảnh hưởng đến hoạt động của độc tố bằng cách kết hợp với quyết định kháng nguyên nằm trong hoặc gần vị trí hoạt động của độc tố, do đó nó phong bế phản ứng của độc tố
iii IgA: có chuỗi nặng là alpha (α), IgA có trong nước bọt, sữa non, dịch ruột,
đặc biệt là trong huyết thanh và dịch xuất tại chỗ IgA giữ vai trò chủ yếu
trong miễn dịch tại chỗ chống lại các bệnh đường tiêu hoá hay hô hấp
iv IgD: chuỗi nặng là delta (δ), có trong máu với hàm lượng thấp 30mg/100ml
Chúng dễ dàng bị biến tính bởi nhiệt và bị phân giải bởi enzyme Có vai trò trong miễn dịch tại chỗ, thường xuất hiện nhiều trong bệnh nhân có bệnh mãn tính Tốc độ tổng hợp của IgD kém hơn IgG khoảng 100 lần nhưng dị hóa lại
Trang 5nhanh hơn hàng chục lần IgD tăng trong các trường hợp nhiễm khuẩn mãn tính, nhưng không đặc hiệu cho loài IgD có trong kháng thể kháng tuyến giáp trạng, kháng insulin, kháng penicillin IgD không kết hợp với bổ thể, không
gây phản vệ thụ động trên da chuột lang, không đi qua nhau thai
Chức năng sinh học của IgD còn được biết rất ít, có lẽ IgD có vai trò như thụ thể cho kháng nguyên vì nó gắn trên bề mặt tế bào lympho B để tạo điểm
thụ thể giữa lympho B với kháng nguyên tương ứng
v IgE: có chuỗi nặng là epsilon (ε) IgE có nồng độ trong huyết thanh thấp
0,025mg/100ml, dễ biến tính khi xử lý bằng nhiệt ở 560C/30 phút IgE có khả năng hoạt hóa đại thực bào và bạch cầu ái toan, tăng cường thực bào hay tăng cường độc tính của bạch cầu trung tính đối với giun sán IgE có ít trong huyết
thanh và dễ bị phân huỷ
IgE đóng vai trò trung gian trong phản ứng quá mẫn, trực tiếp gây ra những triệu chứng như sốt mùa hè, hen suyễn, sốt phát ban, và shock quá mẫn
Sự hình thành kháng thể: nhờ phương pháp đánh dấu kháng thể bằng đồng vị
phóng xạ hay chất huỳnh quang, người ta thấy các kháng thể được tổng hợp ở tủy
đỏ và ở các nang của lách, ở các nang và dây tuỷ của các hạch bạch huyết, ở tuỷ xương, mảng Peyer và những tổ chức lympho khắp cơ thể (phổi, gan…) Một trong những tổ chức quan trọng nhất tham gia vào việc tổng hợp kháng thể là “trung tâm mầm” của lách và hạch bạch huyết Trung tâm mầm xuất phát từ những “clone” là những tế bào gốc ở tuỷ xương Ban đầu khi chưa tiếp xúc với kháng nguyên,
“clone” ở trạng thái “ngủ”, khi tiếp xúc với kháng nguyên, “clone” bị kích thích và hoạt hoá để tạo ra những tế bào đáp ứng miễn dịch (các lympho bào B và T) Lympho bào B sẽ sản sinh ra dòng lympho B nhớ và tương bào Tương bào trực tiếp tham gia tạo kháng thể Như vậy, tế bào B và “con cháu” của chúng hoạt động theo từng “clone”: chúng biệt hoá, tăng sinh và trưởng thành theo sự đáp ứng miễn dịch
Trong các tình thế khác nhau, mức độ khác nhau, sự tổng hợp kháng thể phụ thuộc vào tế bào T: như sự tổng hợp IgE, IgG phụ thuộc rất nhiều vào tế bào T
Trang 6(Ishisaka Bankhurst và cộng sự, 1973) Còn các kháng thể IgM, IgA ít hoặc không phụ thuộc vào tế bào T
Kháng thể được tổng hợp trong các polyribosome trong tương bào Các chuỗi nặng, chuỗi nhẹ của kháng thể được tổng hợp riêng sau đó chúng kết hợp với nhau ngay trong polyribosome tạo ra 2 chuỗi nặng và 2 chuỗi nhẹ Ngay sau khi các chuỗi globulin miễn dịch đã hình thành xong thì các đường hydratecacbon sẽ liên kết với nhau và kháng thể ra khỏi tương bào
2.4 Auto-vaccine
2.4.1 Định nghĩa vaccine
Vaccine là chế phẩm sinh học chứa kháng nguyên có khả năng tạo cho cơ thể đáp ứng miễn dịch, được dùng với mục đích phòng bệnh hoặc với mục đích khác
2.4.2 Phân loại vaccine
2.4.2.1 Vaccine giảm độc lực (attenuated)
Sử dụng virus hoặc vi khuẩn sống đã được xử lý để giảm tính độc Ví dụ: vaccine sabin chống bại liệt, vaccine sởi, vaccine quai bị
2.4.2.2 Vaccine bất hoạt (inactivated)
Vi khuẩn hay virus được giết chết bằng phương pháp vật lý (nhiệt độ cao, bức xạ, tia cực tím…) hay hoá học (formaldehyde, ethylen imine…) Ví dụ: vaccine salk chống bại liệt dạng tiêm, vaccine dại Vaccine bất hoạt an toàn hơn vaccine sống nhưng có hiệu lực miễn dịch yếu hơn Người ta thường trộn với chất bổ trợ nhằm tăng sức miễn dịch và kéo dài thời gian miễn dịch
Trang 72.4.2.3 Các "toxoid”
Là các hợp chất độc bất hoạt được trích từ các vi sinh vật (trong trường hợp chính các độc chất này là phương tiện gây bệnh của vi sinh vật) Chúng được tiêm cho vật chủ khác (như ngựa) để tạo kháng thể, rồi chiết lấy kháng thể này để chữa
bệnh Ví dụ: các huyết thanh ngừa uốn ván và bạch hầu
2.4.2.4 Vaccine từng phần hay vaccine dưới đơn vị (subunit)
i Vaccine tái tổ hợp: gen mã hoá kháng nguyên được chuyển nạp vào genome
của tế bào nấm men, tế bào vi khuẩn hoặc tế bào động vật thích hợp để tạo ra nhiều kháng nguyên tinh khiết nhờ phương thức nhân bản Quá trình chuyển nạp gen mã hoá kháng nguyên được thực hiện qua yếu tố trung gian plasmid
ii Sử dụng protein tinh sạch hay glycoprotein của virus
2.4.2.5 Một số loại vaccine mới đang nghiên cứu
i Vaccine DNA trần (naked DNA vaccine): gen mã hoá cho một kháng nguyên
của tác nhân gây bệnh cũng có thể tách rời rồi đưa vào vật chủ thông qua vectơ là plasmid hay virus
ii Vaccine peptide: trên đó có epitope bảo vệ Peptid có thể liên kết với một
protein tải để tăng tính phụ thuộc tế bào lympho T
iii Vaccine liên kết: chất polysaccharid liên kết với protein có phân tử lượng cao
để tiếp cận dễ dàng với tế bào lympho T Ví dụ: virosomes …
iv Vaccine khảm hay vaccine lai ghép (hydrid vaccine): là kết quả của sự kết
hợp kĩ thuật tái tổ hợp và kĩ thuật di truyền sử dụng một sinh thể quen biết để hạn chế hiện tượng "phản tác dụng" Chủng vi sinh vật vaccine được cấy ghép gen mã hoá kháng nguyên lấy từ vi sinh vật gây bệnh Vi sinh vật được cấy ghép là vi sinh vật vectơ
Ví dụ: dùng virus Vaccinia mang một số yếu tố của virus viêm gan B hay
virus dại Vaccine lai ghép một lúc kích thích cơ thể tạo ra hai đáp ứng miễn dịch là đáp ứng bảo vệ đối với vi sinh vật gây bệnh (virus viêm gan B hay
virus dại) và đáp ứng đối với vi sinh vật vectơ (Vaccinia)
Trang 82.4.3 Định nghĩa auto-vaccine
Auto-vaccine là vaccine mang mầm bệnh (vi khuẩn hoặc virus) của vật chủ hay vùng dịch nào đó và được sử dụng để chủng ngừa cho chính vật chủ hay vùng dịch
đó
2.4.4 Quy trình sản xuất auto-vaccine
Việc đầu tiên trong quy trình sản xuất auto-vaccine là cần phân lập mầm bệnh (vi khuẩn hoặc virus) từ mô bệnh hoặc dịch chiết của vật chủ mang bệnh
Tiếp theo, mầm bệnh sẽ được làm chết hoặc làm yếu bởi các tác nhân hóa học, nhiệt, điện hay phóng xạ…
Sau cùng kháng nguyên được tinh sạch và bổ sung một số chất cần thiết để thành phẩm auto-vaccine
2.4.5 Ưu điểm và nhược điểm của việc sản xuất, sử dụng auto-vaccine
2.4.5.1 Ưu điểm
Là giải pháp phòng ngừa nhanh chóng trong trường hợp không có vaccine hay với những bệnh hiếm gặp
Hạn chế sử dụng những chủng không cần thiết trong vaccine khi tiêm phòng cho vật chủ
Có tính đặc hiệu cao vì tạo miễn dịch chuyên biệt
Phương pháp hiệu quả chống lại vi khuẩn có tính kháng rộng
Phương pháp phòng ngừa hữu hiệu đối với virus biến chủng nhanh hay vi khuẩn kháng kháng sinh nhanh
Có thể được sử dụng để phòng ngừa những tác nhân gây bệnh ở dạng phân tử (như prion…)
2.4.5.2 Nhược điểm
Quy trình sản xuất auto-vaccine rất khó khăn vì cần phải tinh sạch kháng nguyên
Trang 9Hạn chế trong việc sử dụng rộng rãi, chỉ được sử dụng tại nơi mà mầm bệnh được phân lập để sản xuất auto-vaccine
Chi phí sản xuất cao, giá thành phẩm cao
Khó để thương mại hóa auto-vaccine thành phẩm
2.5 Chất bổ trợ
Ngày nay các hãng sản xuất vaccine luôn bổ sung chất bổ trợ vào sản phẩm của mình Sử dụng chất bổ trợ nào để đem lại hiệu quả cho vaccine là bí quyết riêng của mỗi công ty Vậy chất bổ trợ là gì? Chúng có những tác dụng gì để nâng cao hiệu quả của vaccine?
2.5.1 Định nghĩa chất bổ trợ
Chất bổ trợ là một tác nhân được bổ sung vào vaccine có tác dụng tăng cường kích thích hệ miễn dịch, tạo nên sự đáp ứng với vaccine mạnh và dài hơn, qua đó nâng cao hiệu quả của vaccine
Một trong những chất bổ trợ được sử dụng nhiều và sớm trong vaccine, đặc biệt
là vaccine cho người, là muối nhôm Tuy nhiên những nghiên cứu gần đây cho thấy chất bổ trợ nhôm là nguyên nhân gây chết các neuron vận động sau khi tiêm
Một số chất bổ trợ được sử dụng trong vaccine thú y và tác dụng của chúng:
Muối nhôm: kéo dài sự biểu hiện của kháng nguyên
Yếu tố bề mặt (saponin, lysolecithin…): hoạt hóa sự biểu hiện của kháng nguyên
Nhũ dầu: kéo dài sự biểu hiện kháng nguyên
Thành phần cấu tạo của vi khuẩn: hoạt hóa đại thực bào và tế bào lympho
Phức hợp carbonhydrate: hoạt hóa đại thực bào