CHƯƠNG CHẤT SINH MIỄN DỊCH VÀ KHÁNG NGUYÊN 2.1 Chất sinh miễn dịch kháng nguyên Cần phải phân biệt phân tử có tính kháng nguyên phân tử có tính sinh miễn dịch (immunogen) Chất sinh miễn dịch chất ñi vào thể ñộng vật ñiều kiện thích hợp có khả gây ñáp ứng miễn dịch Tuy nhiên ñể hoạt ñộng kháng nguyên thực thụ chất xâm nhập vào thể phải protein phức tạp polyscarit có kích thước ñủ lớn, kích thích hình thành kháng thể kết hợp ñặc hiệu với kháng nguyên ñó Các phân tử có kháng nguyên kết hợp với thành phần ñáp ứng miễn dịch, chẳng hạn kết hợp ñược với kháng thể thụ thể tế bào Như nhiều hợp chất liên kết với kháng thể, thụ thể kháng nguyên lại khả gây ñáp ứng miễn dịch Như immunogen ñều kháng nguyên tất kháng nguyên ñề chât sinh miễn dịch immunogen 2.2 Các yếu tố cần thiết ñối với kháng nguyên Có ba yếu tố cần thiết kháng nguyên: tính lạ, trọng lượng phân tử ñủ lơn cấu trúc phức tạp Tính lạ: Chất gọi kháng nguyên phải chất lạ, phải có mặt phần hình dạng không quen ñối với thể Chất lạ với thể bao nhiêu, khả kích thích thể ñáp ứng MD mạnh.Yếu tố ñịnh kháng nguyên (epitop) phần phần tử kháng nguyên trực tiếp tương tác với kháng thể chịu trách nhiệm ñối với tính ñặc hiệu kháng nguyên ða số kháng nguyên chất cao phân tử bình thường sẵn thể nên chúng chất lạ Khối lượng phân tử ñủ lớn: Phân tử lượng kháng nguyên phải có khối lượng phân tử ñủ lớn Phân tử kháng nguyên lớn có nhiều khả có nhóm ñịnh kháng nguyên lạ bề mặt Các phân tử có khối lượng nhỏ 000Da không hoạt ñộng kháng nguyên (penixilin, aspirin tính sinh miễn dịch) Từ 6000-10000Da có khả sinh miễm dịch ví dụ insulin khả ñáp ứng miễn dịch Từ 10000- 14000 kháng nguyên yếu trừ chúng ñược gắn với trợ chất Giới hạn phân tử lượng 40000- 50000Da kháng nguyên mạnh Kích thước phân tử lớn dễ bị ñại thực bào, bước khởi ñầu ñáp ứng miễn dịch Cấu trúc phân tử phức tạp: Một chất sinh miễn dịch phải có cấu trúc phân tử phức tạp, kháng nguyên phức tạp tính miễn dịch cao Ví dụ polylizin polyme có khối lượng phân tử 30000Da không gây ñáp ứng miễn dịch cấu trúc ñơn giản Ngược lại hapten có khối lượng phân tử nhỏ tính miễn dịch gắn với protein có cấu trúc phức trở thành chất sinh miễn dịch Ngoài ñiều kiện khả sinh miễn dịch ñộ mạnh yếu kháng nguyên phụ thuộc vào dạng thể cách thức xâm nhập vào thể kháng nguyên ðường vào kháng nguyên theo ñường tĩnh mạch qua khoang bụng tốt ñường da Trợ chất có tác dụng kéo dài tiếp xúc kháng nguyên có hiệu việc tiêm lặp ñi lặp lại có ý nghĩa ñáng kể Hơn nữa, tính chất ñộ hoà tan, ñộ tích ñiện, hình dạng ba chiều, tính chất hoá học, sinh học kháng nguyên tình trạng sức khoẻ thể ảnh hưởng ñến khả sinh miễn dịch Ví dụ bị ung thư hệ thống lympho bị chi phối khả thể ñáp ứng miễn dịch 2.3 Tính ñặc hiệu kháng nguyên Sự liên kết kháng nguyên kháng thể hay kháng nguyên tế bào lympho mang tính ñặc hiệu cao Tính ñặc hiệu tương tự enzyme chất, nghĩa chúng phải khớp với ổ khoá chìa khoá Không phải toàn kháng nguyên tham gia ñáp ứng miễn dịch mà phần ñịnh kháng nguyên (hay gọi epitop) liên kết với kháng thể tế bào lympho Mỗi Epitop chứa khoảng 6-8 amino acid ñơn vị polysaccarit có khối lượng phân tử khoảng 750Da Phần tương ứng với ñịnh kháng nguyên nằm kháng thể gọi vị trí kết hợp hay hay paratop, phần tương ứng tế bào lympho thụ thể (ví dụ thụ thể tế bào T TCR) Epitop “dấu vân tay” (dấu ấn) ñể cho kháng thể tế bào có thẩm quyền miễn dịch nhận dạng kháng nguyên TCR paratop có kích thước tương ứng với kích thước epitop Mỗi epitop gắn ñặc hiệu với paratop TCR sinh dòng kháng thể ñặc hiệu Kháng nguyên có nhiều epitop khác gọi kháng nguyên ña giá tạo nhiều dòng kháng thể khác 2.4.Các loại kháng nguyên Kháng nguyên tự nhiên ña dạng, tùy theo quan ñiểm mức ñộ quan tâm mà người ta phân thành loại kháng nguyên sau: 2.4.1.Dựa theo cấu trúc hóa học Kháng nguyên protein: Là kháng nguyên mạnh có ñủ ñiều kiện kháng nguyên Tính ñặc hiệu phụ thuộc vào trình tự xếp acid amin, cấu trúc tính ña dạng Kháng nguyên polysacarit: ða số polysacarit kháng nguyên yếu cấu trúc lặp ñi lặp lại, thiếu ña dạng mặt hóa học, dễ bị phân giải vào cõ thể Kháng nguyên polysacarit ñiển hình màng nhầy tế bào vi khuẩn Pneumococcus kháng nguyên nhóm máu A, B Kháng nguyên Lipit: Lipit chất sinh miễn dịch kết hợp với protein (lipoprotein) trở thành kháng nguyên Kháng nguyên Acid nucleic: Acid nucleic kháng nguyên kết hợp với protein hoạt tính miễn dịch tăng lên ví dụ kháng nguyên nucleoprotein vỏ virus Hapten: Như ñã biết số thuốc kháng sinh, mĩ phẩm, gia vị, chúng có kích thước nhỏ, khối lượng phân tử thấp nên chúng tính sinh miễn dịch Nhưng kết hợp với protein tải có tính sinh miễn dịch trở thành kháng nguyên Ví dụ ta tiêm penicilin vào cơ, chúng chuyển thành acid penixilinic có khả tạo phức với protein thể trở thành kháng nguyên mạnh gây choáng phản vệ với người mẫn cảm Kháng nguyên nhóm máu: Thành phần quan trọng màng hồng cầu kháng nguyên nhóm máu, nằm chủ yếu bề mặt Các gen nhóm máu chịu trách nhiệm tổng hợp protein chất glucolipit bên trên màng hồng cầu Các chất tế bào có tính ñặc hiệu, chúng sản phẩm gen ñặc hiệu Chúng có khả kích thích miễn dịch chúng ñi vào hệ tuần hoàn lạ Vì vậy, chúng ñược gọi kháng nguyên nhóm máu Kháng nguyên nhóm máu ña dạng mặt hoá học cấu trúc chúng Chúng protein (Rh) glucolip (ABH) Kháng nguyên thuộc hệ thống kháng nguyên bạch cầu người (HLA) glucoprotein, trái lại kháng nguyên viêm gan B lipoprotein 2.4.2 Dựa theo nguồn gốc Kháng nguyên ñồng loài: Là kháng nguyên khác alen locut gen mã hóa biểu khác thể khác loài Nghĩa kháng nguyên có số cá thể loài Ví dụ nhóm máu A,B Rh Kháng nguyên ña loài: Là kháng nguyên có bề mặt tế bào nhiều loại ñộng vật chủng vi sinh vật khác Kháng thể ñược tạo thành chống lại kháng nguyên loài phản ứng chéo với kháng nguyên loài khác Tự Kháng nguyên: Là thành phần vốn có cõ thể, ñiều kiện ñịnh thể coi vật lạ sinh kháng thể chống lại chúng 2.4.3 Kháng nguyên vi sinh vật Kháng nguyên vi khuẩn: Thành phần kháng nguyên vi khuẩn phức tạp, bao gồm loại Kháng nguyên hòa tan: Là enzyme ngoại bào, ngoại ñộc tố ñược tiết bên từ tế bào vi sinh vật Kháng nguyên không hòa tan: Là thành phần tế bào vi sinh vật, ñộc tố tính ñộc nguyên tính kháng nguyên không gây bệnh Ví dụ giải ñộc tố bạch hầu uốn ván ñựơc dùng ñể chế vaccine Kháng nguyên virus: Có hai nhóm Kháng nguyên V: Là phần toàn hạt virut nguyên vẹn có khả kích thích sinh kháng thể trung hòa virus Kháng nguyên S: Là kháng nguyên hòa tan bao gồm glucoprotein vỏ ngoài, acid nucleid kháng nguyên ñược tách từ tế bào chủ ñã bị nhiễm virus 2.5 Vacxin tá chất Vacxin ? Vacxin chất liệu chế từ vi sinh vật kháng nguyên ñặc hiệu chúng ñể ñưa vào thể người hay ñộng vật ñể gây miễn dịch chủ ñộng cho cộng ñồng vi sinh vật tương ứng gây Tiêu chuẩn chấp nhận cho vacxin là: - Tuyệt ñối an toàn vô trùng sử dụng với khối lượng lớn - Hậu bảo vệ cộng ñồng tương ñối cao phải kéo dài (có thể suốt ñời) - Thích ứng với tình hình dịch tễ ñịa phương - ðược dung nạp tốt, dễ sử dụng, ổ ñịnh chất lượng, giá chấp nhận ñược Ta tạm thời phân loại vacxin có sau: Vacxin chứa vi sinh vật ñã bị giết chết tác nhân vật lý, hoá học ñó vacxin tả, thương hàn, ho gà, cúm, viêm não, ñược gọi vacxin bất hoạt hay vacxin chết Vacxin sản xuất sản suất từ vi sinh vật sống, ñã ñược làm giảm ñộc tố nhờ phương pháp di truyền học ñó vacxin sởi, vacxin bại liệt trẻ em, ñược gọi vacxin sống Vacxin chế từ ñộc tố vi khuẩn ñã ñược làm giải ñộc vac xin bạch hầu uốn ván gọi vacxin giải ñộc tố Vacxin chứa vi sinh vật sống gây bệnh cho súc vật, không ñộc với người Chúng gây tình trạng nhiễm trùng nhẹ người tạo miễn dịch cho người tránh khỏi mắc bệnh mặng ðó vacxin phòng bệnh lao trâu bò vacxin ñậu mùa bò chế từ virus ñậu mùa trâu bò Vacxin hoá học vacxin ñược sản xuất từ kháng nguyên vi khuẩn ñã bị giết vacxin thương hàn, màng não cầu Vacxin tái tổ hợp vacxin ñược tổng hợp nhờ công nghệ AND tái tổ hợp, ñó vacxin vỏ vurus bệnh dại viêm gan B Tá chất? Tá chất chất phụ gia trộn với kháng nguyên tăng cường ñáp ứng miễn dịch dịch thể hay ñáp ứng miễn dịch tế bào với kháng nguyên ñó Tá chất chất khó phân giải dầu, parafin, hydroxit nhôm, chiết xuất lipopolysaccharid có khả tạo cảm ứng kháng thể trung hoà tính ñặc hiệu kháng nguyên Tá chất cần cho trình hoạt hoá tác ñộng trực tiếp ñến ñáp ứng miễn dịch ban ñầu ñáp ứng miễn dịch thu ñược ñối với loại kháng nguyên có tính tạo miễn dịch Khi gắn với tá chất kháng nguyên phân giải chậm hơn, phóng thích vào thể, chúng kéo dài thời gian gia tăng mức ñộ diện kháng nguyên trước bị phân huỷ thải Tá chất tăng cường ñáp ứng miễn dịch cách kích thích ñại thực bào làm nhiệm vụ thực bào tế bào B T Chính kháng nguyên nên thiết kế cho ñạt ñược số lượng kháng nguyên tối ưu tổ chức bạch huyết khoảng thời gian thích hợp Cơ chế hoạt ñông tá chất: - Giới thiệu kháng nguyên vào vị trí thích hợp vi sinh vật - Lưu trữ giải phóng kháng nguyên chậm - Tuyển mộ hoạt hoá tế bào trình diện kháng nguyên tế bào bạch huyết - Hoạt hoá bố thể làm gia tăng tổng hợp, tiết gắn kết cytokin - Mang biểu vị tế bào T ñến kháng nguyên MHC lớp I MHC lớp II 2.6 Liều lượng ñường vào kháng nguyên Cùng với hiểu biết miễn dịch học nay, nhà nghiên cứu ñề nghị phản ứng miễm dịch phụ vào liều lượng, ñường vào thời gian kéo dài kháng nguyên hạch bạch huyết Liều lượng kháng nguyên: - Liều lượng kháng nguyên không ñủ kích thích ñáp ứng miễn dịch - Liều lượng nhiều dẫn ñến tình trạng tê liệt miễn dịch ñáp ứng miễn dịch ðường vào kháng nguyên: Trong tự nhiên kháng nguyên vào thể nhiều ñường khác nhau: qua niêm mạc ñường hô hấp, sinh dục, qua da Tuy nhiên, người ta chủ ñộng tiêm kháng nguyên vào da da bắp thịt hay qua ñường tĩnh mạch ñể giúp kháng nguyên nhanh chóng tiếp cận với hệ thống miễn dịch - Nếu tiêm qua da, bắp có ñáp ứng miễn dịch tế bào - Tiêm qua tĩnh mạch có ñáp miễn dịch dịch thể Nguyên tắc tiêm chủng: Hầu hết vacxin cần phải tiêm nhiều mũi ñạt ñủ lượng kháng thể bảo vệ trường hợp nhiễm trùng Người ta ñưa lượng nhỏ kháng nguyên vào cõ thể kích thích mạch tế bào T tạo trí nhớ ñáp ứng miễn dịch Người ta tiếp tục tiêm vacxin nhắc lại ñáp ứng miễn dịch dịch thể tăng lên tạo khả miễn dịch cao bền vững ... ñáp ứng miễn dịch cấu trúc ñơn giản Ngược lại hapten có khối lượng phân tử nhỏ tính miễn dịch gắn với protein có cấu trúc phức trở thành chất sinh miễn dịch Ngoài ñiều kiện khả sinh miễn dịch ñộ... thực bào, bước khởi ñầu ñáp ứng miễn dịch Cấu trúc phân tử phức tạp: Một chất sinh miễn dịch phải có cấu trúc phân tử phức tạp, kháng nguyên phức tạp tính miễn dịch cao Ví dụ polylizin polyme... không hoạt ñộng kháng nguyên (penixilin, aspirin tính sinh miễn dịch) Từ 6000-10000Da có khả sinh miễm dịch ví dụ insulin khả ñáp ứng miễn dịch Từ 10000- 14000 kháng nguyên yếu trừ chúng ñược