kháng nguyên

CHƯƠNG 3: KHÁNG NGUYÊN Nhóm Giảng viên: TS.Nguyễn Văn Ban Khái niệm:   Kháng nguyên phân tử lạ vật lạ thường protein, xâm nhập vào thể vật chủ có khả kích thích thể chủ sinh đáp ứng miễn dịch đặc hiệu chống lại chúng Nói cách khác, phân tử coi kháng nguyên có khả liên kết với thụ thể lympho T, lympho B với kháng thể Đặc tính xác định khác cấu trúc bổ sung kháng nguyên thụ thể tế bào T, tế bào B ( TCR, BCR) paratop kháng thể thể gây miễn dịch  Không phải toàn phân tử kháng nguyên nhận diện liên kết với kháng thể TCR mà có phần định kháng nguyên gọi định kháng nguyên (antigenic determinat) gọi epitop, kết hợp với phần tương ứng nằm KT, gọi vị trí kết hợp kháng nguyên hay Paratop với TCR Sự kết hợp paratop epitop mang tính đặc hiệu cao giống enzyme với chất hay khóa với chìa Tính chất kháng nguyên:  Khi có “vật lạ” đột nhập vào thể tiếp xúc với hệ thống miễn dịch Vật lạ gọi chất gây kháng thể (antibody generator) hay kháng nguyên (antigen) Tuy nhiên, vật lạ vào thể có tính chất kháng nguyên Kháng nguyên có hai tính chất sau: (1) kích thích thể tạo đáp ứng miễn dịch, tính chất gọi tính sinh miễn dịch, (2) có khả kết hợp đặc hiệu với kháng thể tương ứng, tính chất tính đặc hiệu 2.1 Tính sinh miễn dịch (immunogenicity):    Là khả kích thích sinh đáp ứng miễn dịch dịch thể đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào đặc hiệu với KN: Tế bào B + Kháng nguyên  Đáp ứng miễn dịch dịch thể Tế bào T + Kháng nguyên  Đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào Với ý nghĩa gọi kháng nguyên tên khác xác chất sinh miễn dịch (immunogen) Tính sinh miễn dịch kháng nguyên phụ thuộc vào yếu tố sau: (1) Tính lạ kháng nguyên:  Kháng nguyên lạ khả kích thích tạo kháng thể mạnh nhiêu  Nhìn chung khoảng cách tiến hoá xa hai loài khác biệt di truyền khác biệt kháng nguyên hai thể lớn, hay nói cách khác lạ Ví dụ albumin huyết bò kích thích sinh đáp ứng miễn dịch gà mạnh loài gần với loài bò dê Tuy có số ngoại lệ qui luật này: số đại phân tử collagen cytochrome C có cấu trúc thay đổi theo tiến hoá lại có tính sinh miễn dịch yếu loài với   Trái lại, số yếu tố thân (như giác mạc, tinh dịch) chúng nằm vị trí đặc ưu cách biệt với hệ thống miễn dịch chúng bị hệ thống miễn dịch coi lạ đưa mô vào thể có tính sinh miễn dịch mạnh (nhận nhầm lạ chưa tiếp xúc bao giờ) hay số trường hợp bệnh lý thành phần thân thể gây đáp ứng kháng thể chống lại nó, ta gọi thành phần tự kháng nguyên  (2) Cấu trúc hóa học kháng nguyên: Các kháng nguyên thuộc loại protein polysaccharid có tính sinh miễn dịch cao Kháng nguyên phức tạp cấu trúc hóa học tính sinh miễn dịch mạnh nhiêu Trên cấu trúc có cấu tạo chịu trách nhiệm việc kích thích tạo kháng thể, định kháng nguyên hay epitop   (3) Cách gây miễn dịch liều kháng nguyên: Đối với kháng nguyên thực nghiệm cần phải có kết hợp liều lượng tối ưu, lối vào kháng nguyên qui trình gây mẫn cảm tạo nên đáp ứng miễn dịch có cường độ cao Liều kháng nguyên thấp tạo nên đáp ứng miễn dịch chúng không đủ để hoạt hoá tế bào lympho chúng gây tình trạng không đáp ứng (dung nạp liều thấp) Ngược lại liều lớn kháng nguyên không kích thích đáp ứng miễn dịch chúng làm cho tế bào lympho rơi vào trạng thái không đáp ứng (dung nạp liều cao)   Thực nghiệm chuột nhắt với kháng nguyên polysaccharide vỏ phế cầu tinh chế cho thấy tầm quan trọng liều lượng: với liều 0,5 mg kháng nguyên không kích thích sinh đáp ứng miễn dịch được, với liều 1.000 lần thấp (5´10-4 mg) lại sinh đáp ứng tạo kháng thể với cường độ cao Hiện tượng không đáp ứng miễn dịch tiếp xúc với liều kháng nguyên thấp cao gọi dung nạp miễn dịch Những hệ thống tương đương với phức hệ hòa hợp mô chủ yếu chuột phát tất động vật có vú khác Ở người, phức hệ hòa hợp mô chủ yếu cụm gen HLA nhiễm sắc thể số Sự tái tổ hợp cực phức hệ gen xảy khoảng 1% gia đình, nhờ tính HLA chiếm khoảng 1/3.000 toàn genom Điều có nghĩa có hàng trăm gen nằm cụm HLA Mặc dù MHC lần phát nhờ vai trò thải ghép, ngày người ta biết rằng, protein sản phẩm đoạn gen tham gia vào nhiều công đoạn nhận diện miễn dịch, bao gồm tương tác tế bào lympho khác lympho bào với tế bào trình diện kháng nguyên 4.4.1 Sự xếp gen MHC   Người ta xác định phức hợp gen MHC mang nhiều gen riêng lẻ; phức hợp có chức chung, tương đối giống loài, chi tiết phân bố loài khác Gần đây, người ta thiết lập đồ gen hoàn chỉnh cho MHC chuột nhắt Nhờ mà biết locus chịu trách nhiệm mã hóa cho đoạn polypeptid Chỉ điều vướng mắc cách thức polypeptid protein thực chức cho phù hợp với quy định MHC mã hóa tìm nhờ kỹ thuật miễn dịch học (dùng kháng thể đơn clôn), mà người ta thường gọi protein kháng nguyên MHC Các protein MHC gồm có lớp khác cấu trúc lẫn chức năng: -Protein lớp I (tức kháng nguyên MHC lớp I) gồm có hai polypeptid Peptid lớn mã hóa MHC, peptid liên kết với polypeptid thứ hai b2microglobulin mã hóa gen đoạn MHC -Các protein lớp II (tức kháng nguyên MHC lớp II) gồm có hai peptid không đồng hóa trị với có tên chuỗi a chuỗi b, hai sản phẩm MHC - Các protein lớp III (tức kháng nguyên MHC lớp II) thành phần bổ thể mã hóa MHC Ngoài có locus phụ nằm phức hợp H-2 (phức hợp TLA) tham gia mã hóa cho protein lớp I protein có chức miễn dịch nên đưa vào đồ gen Hình 4.4    Hình 4.4 Sơ đồ vị trí gen MHC Có 17 gen Qa vùng Qa 12 gen vùng Tla đa số chúng dạng nghỉ Ở người, vùng D, B, C, A Các vùng A B người vùng có chức tương đương với vùng K D chuột, điều có nghĩa sản phẩm chúng tác động với tư cách phân tử nhận diện bề mặt tế bào, tế bào T gây độc nhận diện phân tử thực chức Vùng D người tương đương với vùng I chuột sản phẩm chúng (hai chuỗi protein a b) tham gia vào trình hợp tác tế bào tế bào hệ miễn dịch Các sản phẩm vùng I chuột gọi kháng nguyên Ia Tương đương với kháng nguyên DR, DP, DQ người Người ta nhận thấy rằng, cường độ đáp ứng miễn dịch chuột xác định phần gen đáp ứng miễn dịch 4.4.2 Phân bố kháng nguyên MHC    Ở người, tất tế bào có nhân thiết phải mang kháng nguyên vùng A, B, C, kháng nguyên mã hóa vùng D phân bố hạn chế tế bào tương đương với tế bào chuột có mang kháng nguyên I Kháng nguyên lớp I có tế bào B, đại thực bào, tế bào mono có lẽ tế bào biểu mô Ngoài ra, số kháng nguyên lớp I xuất tế bào T ức chế kháng nguyên lớp II có tế bào T hoạt hóa (Bảng 4.1) Tiểu vùng Phân bố kháng MHC nguyên mô H-2 K, D, L I-A I-E Bảng 4.1 Phân bố kháng nguyên MHC mô I-J HLA A, B, C Tất tế bào có nhân tiểu cầu Hồng cầu (chuột) D Lymphô B, Đại thực bào, Tế bào mônô, Tế bào thượng bì (?), Tế bào u sắc tố, Tế bào T hoạt hóa Lymphô T ức chế 4.4.3 Cấu trúc kháng nguyên MHC     Những công trình gần nghiên cứu kháng nguyên MHC riêng biệt giúp làm sáng tỏ cấu trúc chúng Với tư cách phân tử tham gia vào tương tác tế bào, kháng nguyên MHC thường tìm thấy màng tế bào Chúng phân tử glycoprtein cắm vào màng tế bào, để nghiên cứu thường phải tách rời chúng khởi màng hai cách: - Hoặc dùng chất tẩy (detergent) để giải phóng chúng khỏi màng - Hoặc dùng enzym papain để cắt phần MHC nằm thòi khỏi bề dày màng Khi phân tử cắt enzym chúng có khác với kháng nguyên MHC nguyên vẹn chúng phần cắm sâu vào màng tế bào Người ta làm tinh khiết kháng nguyên hòa tan kỹ thuật hóa sinh kinh điển sắc ký tính, dùng lectin kháng huyết Người ta nhận thấy tinh luyện kháng nguyên MHC sắc ký tính cột kháng thể đơn clôn có nhiều ưu điểm kỹ thuật hóa sinh khác (Hình 4.5)    Hình 4.5 Sơ đồ minh họa cấu trúc phân tử MHC lớp I II Sơ đồ cho thấy phân tử MHC có cấu trúc cắm sâu vào màng tế bào Cấu trúc lớp II biết rõ lớp I, chúng gồm hai chuỗi poypeptid khác a b gắn với lực nối không đồng hóa trị, hai chuỗi cắm vào màng tế bào ChUỖI ngắn mang kháng nguyên allotyp, hai chUỖI có mang đơn vị đường Người ta biết nhiều cấu trúc vùng H-2I chuột vùng tương đương với vùng người vùng HLA-D Trên chuột, người ta phát thêm tiểu vùng H-2I, tiểu vùng I-A I-E Khảo sát riêng vùng peptid kháng nguyên I-E chuột cho thấy rằng, đa số biến đổi cấu trúc xảy chuỗi b (trường hợp kháng nguyên HLA-D vậy) 4.4.4 Chức kháng nguyên MHC  Các kháng nguyên MHC cần thiết cho trình nhận diện miễn dịch Các kháng nguyên MHC khác nhận diện loại tế bào T khác Những tế bào T gây độc tham gia vào việc nhận diện loại bỏ tế bào nhiễm virus mô ghép lạ có khả nhận diện phân tử H-2K H2D (tương đương HLA-A HLA-B người) tế bào lạ, hợp tác với tế bào T giúp đỡ gây phá hủy tế bào lạ (Hình 4.6)  Hình 4.6: tóm tắt chức MHC chuột Đa số tế bào nhiễm virus thể kháng nguyên virus bề mặt chúng, kháng nguyên nhận diện tế bào T gây độc Đồng thời người ta biết tế bào T gây độc nhận diện kháng nguyên virus có phối hợp với việc nhận diện kháng nguyên K-2K -D có mặt tế bào bị nhiễm Bằng cách tế bào T gây độc giết chết tế bào nhiễm Như vậy, phân tử H-2 bề mặt tế bào nhiễm virus tác động dấu hiệu hướng dẫn đưa tế bào T gây độc đến tiếp cận bào đích, giúp để phân biệt tế bào đích với tế bào khác mang kháng nguyên virus Người ta chưa biết rõ tế bào gây độc nhận diện lúc tính đặc hiệu virus kháng nguyên MHC tế bào đích Có hai giả thuyết (được minh họa Hình 4.7): - Tế bào gây độc nhận diện độc lập hai kháng nguyên   Hình 4.7 Hai giả thuyết việc tế bào Tc nhận diện kháng nguyên virus MHC bề mặt tế bào đích Tế bào Tc nhận diện độc lập phân tử kháng nguyên virus MHC (giả thuyết 1) nhận diện chung phức hợp tạo nên kháng nguyên virus MHC (giả thuyết 2) Nhiều chức MHC khác đề cập cụ thể hơn, nghiên cứu phận hệ thống miễn dịch MHC tham gia vào hết trình nhận diện miễn dịch Những hiểu biết gần cho thấy rằng, MHC phân tử khác tham gia nhận diện miễn dịch giống phần cấu trúc, điều có lẽ có liên quan mặt tiến hóa với phân tử nhận diện thời kỳ bào thai Có điều cần lưu ý có nhiều thay đổi allotyp xảy cho kháng nguyên MHC Sự xuất tính đặc hiệu MHC thấy loài khác có liên quan với Nguyên nhân thay đổi lớn chưa rõ Vì tính chất đặc thù cá thể sinh vật mà quần thể yếu tố bệnh nguyên gây biến đổi giống cho toàn cá thể mức độ nhận diện kháng nguyên Tuy vậy, cần biết quần thể có tượng cá thể mang kháng nguyên MHC đặc biệt có tính dễ mắc bệnh tương ứng không mắc bệnh tương ứng so với người khác Đó đặc điểm di truyền MHC Cảm ơn thầy bạn theo dõi [...]... bất đồng nhóm máu Rh 4.3 Kháng nguyên vi sinh vật    Kháng nguyên vi sinh vật là loại kháng nguyên rất phức tạp: kháng nguyên vỏ, kháng nguyên thân, kháng nguyên lông, kháng nguyên ngoại tế bào, v.v… Về kháng nguyên vỏ thì kháng nguyên vỏ của phế cầu thường hay được nghiên cứu nhiều nhất Kháng nguyên này thuộc loại polysaccaride, có tới 80 typ huyết thanh khác nhau Về kháng nguyên thân thì ở các vi... 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 cùng một lúc Tùy theo kháng nguyên có thể phản ứng cùng một lúc với một hay nhiều kháng huyết thanh chứa kháng thể do nó tạo ra mà người ta gọi là kháng nguyên đơn giá hay kháng nguyên đa giá Trong các phản ứng huyết thanh học chỉ có những kháng nguyên đa giá mới có thể tạo ra... và các vaccin phòng các bệnh này đây là độc tố đã được giải độc Kháng thể virus có thể ở trên bề mặt hạt virus (capsid) hoặc ở bên trong Tùy theo tính đặc hiệu, có thể phân biệt các kháng nguyên nhóm, các kháng nguyên typ và kháng nguyên typ phụ Trong các kháng nguyên nhóm, có thể kể làm ví dụ kháng nguyên nucleoprotein (NPA), là kháng nguyên typ, chẳng hạn trong bệnh bại liệt, cho phép phân biệt ba... máu biểu thị kháng nguyên có mặt trên bề mặt hồng cầu Cơ thể nhóm máu A thì có kháng nguyên A, nhóm B thì có kháng nguyên B, nhóm AB có kháng nguyên A và B và nhóm O thì không có cả A và B trên hồng cầu Một đặc điểm khác của cơ thể là người máu A có mang kháng thể chống B trong huyết thanh, người máu B thì có huyết thanh chống A, người AB thì huyết thanh không có kháng thể chống hai kháng nguyên này... kháng nguyên, phần lớn có tính sinh miễn dịch yếu và hay gây phản ứng chéo Chỉ có kháng nguyên D là có tính sinh miễn dịch mạnh Khi hồng cầu có kháng nguyên D thì được gọi là Rh+ mà không cần để ý đến các kháng nguyên khác trong hệ này Kháng thể kháng D không xuất hiện tự nhiễm trong máu như các kháng thể của hệ ABO Vì kháng nguyên Rh phân bố thưa thớt trên hồng cầu nên thường khó gây ngưng kết hồng cầu... hấp thụ Ví dụ, ta biết kháng huyết thanh kháng A thường cho phản ứng chéo với kháng nguyên B cho nên khi làm phản ứng tìm kháng nguyên A thì kết tủa dễ sai lạc do tìm nhầm cả B Như vậy, trước khi tìm A ta cho ủ kháng nguyên huyết thanh kháng A với kháng nguyên B, nhưng phân tử nào cho phản ứng chéo sẽ tạo phức hợp với B Sau khi ly tâm loại phức hợp ta sẽ còn kháng huyết thanh A không còn phản ứng chéo... toàn bộ phân tử kháng nguyên quyết định, mà do một hoặc nhiều đoạn nhỏ nằm trên phân tử kháng nguyên quyết định Nhưng đoạn nhỏ này các là quyết định kháng nguyên hay epitop Epitop có hai chức năng, một là kích thích cơ thể tạo ra đáp ứng miễn dịch đặc hiệu với kháng nguyên đó, và hai là làm vị trí để kháng thể hoặc tế bào lympho mẫn cảm có thể gắn vào một cách đặc hiệu  Một kháng nguyên protein phức... Chất này có trên bề mặt hồng cầu của hầu hết các cơ thể và là nền để suất hiện kháng nguyên A và kháng nguyên B Nếu tại vị trí galactose cuối cùng của chất H có gắn thêm N-acetyl galactosamin thì xuất hiện kháng nguyên A Còn nếu gắn thêm một galactose nữa thì xuất hiện kháng nguyên B (Hình 4.2) Hình 4.2 Sơ đồ cấu tạo kháng nguyên ABO Các gen A hoặc B mã hóa cho enzym transferase gắn N-acetylgalactosamin... có tính kháng nguyên và đây chính là kháng nguyên thân (còn gọi là kháng nguyên O) Ở Salmonella có đến hơn 60 kháng nguyên O mà cấu trúc có hai phần: phần nhân cơ bản và phần chuổi ngang Phần nhân giống nhau ở tất cả các Salmonella Phần chuổi ngang gồm nhưng tiểu đơn vị oligosaccharide sắp xếp lặp đi lặp lại Chính các chuổi ngang quyết định tính đặc hiệu của mỗi nhóm Salmonella Các kháng nguyên lông... Phân tử kháng thể có tính đặc hiệu rất cao, nhưng cũng có trường hợp kháng thể của kháng nguyên A lại tác dụng với kháng nguyên B, ta gọi là phản ứng chéo Nguyên nhân của phản ứng chéo có thể là do trên hai kháng nguyên này có hai epitop giống nhau hoặc ít nhất là cũng tương tự nhau   Trong thực nghiệm chúng ta có thể loại trừ được phản ứng chéo bằng phương pháp cho hấp thụ Ví dụ, ta biết kháng huyết ... Kháng nguyên vi sinh vật    Kháng nguyên vi sinh vật loại kháng nguyên phức tạp: kháng nguyên vỏ, kháng nguyên thân, kháng nguyên lông, kháng nguyên ngoại tế bào, v.v… Về kháng nguyên vỏ kháng. .. theo tính đặc hiệu, phân biệt kháng nguyên nhóm, kháng nguyên typ kháng nguyên typ phụ Trong kháng nguyên nhóm, kể làm ví dụ kháng nguyên nucleoprotein (NPA), kháng nguyên typ, chẳng hạn bệnh bại... biết kháng huyết kháng A thường cho phản ứng chéo với kháng nguyên B làm phản ứng tìm kháng nguyên A kết tủa dễ sai lạc tìm nhầm B Như vậy, trước tìm A ta cho ủ kháng nguyên huyết kháng A với kháng