DẤU ấn BIỆT hóa của tế bào máu

Khái niệm Cụm biệt hoá Cluster of Differentiation - CD là những dấu ấn của tế bào, xuất hiện và mất đi trong các giai đoạn biệt hoá và thực hiện chức năng của tế bào.. Các dấu ấn này

DẤU ẤN BIỆT HÓA CỦA TẾ BÀO MÁU

I ĐẠI CƯƠNG

1 Khái niệm

Cụm biệt hoá (Cluster of Differentiation - CD)

là những dấu ấn của tế bào, xuất hiện và mất

đi trong các giai đoạn biệt hoá và thực hiện chức năng của tế bào Các dấu ấn này

thường nằm trên màng tế bào; tuy nhiên

trong bào tương cũng chứa một số dấu ấn,

nhất là ở các giai đoạn non của tế bào, khi

các dấu ấn mới chỉ được tạo ra ở bào tương chưa kịp vận chuyển ra gắn trên màng tế

bào Sử dụng các kháng thể đơn dòng kháng các dấu ấn tế bào giúp xác định tế bào ở các giai đoạn biệt hoá khác nhau.

2 Phbiệt cụm bhoá và các KN màng TB khác

1 Cụm biệt hoá xuất hiện và mất đi trong qtrình biệt hoá chức năng của TB Các hệ thống kháng nguyên khác xuất hiện và tồn tại suốt đời sống TB

2 Cùng 1 cá thể, cụm biệt hoá của các TB và các gđoạn biệt hoá rất khác nhau Các knguyên HLA trên mọi tế bào của cơ thể đều giống nhau

3 Cụm biệt hoá của từng dòng TB không khác

nhau giữa các cá thể trong cùng một loài Ngược lại, các kháng nguyên HLA hoặc kháng nguyên hồng cầu có thể rất khác nhau giữa các cá thể.

động chức năng của tế bào, các hệ thống KN

khác chủ yếu giữ vai trò kháng nguyên.

3 Vai trò sinh lý

Cụm biệt hoá xuất hiện đặc hiệu tương đối

theo dòng tế bào và giai đoạn biệt hoá,

phần lớn có vai trò sinh lý nhất định Một

số cụm biệt hoá tham gia truyền dẫn thông tin từ màng tế bào, hoặc là thụ thể cho các yếu tố đặc hiệu, hoặc tham gia vào hoạt

động chức năng của tế bào như thực bào, tiêu tế bào đích Một số cụm biệt hoá

khác chưa xác định được rõ vai trò sinh lý

4 Đặc điểm phân bố cụm biệt hoá

1 Cụm biệt hoá là những protein màng, do

tế bào tạo ra theo từng giai đoạn biệt hoá

Vì vậy, chúng không phải là bất biến trên từng tế bào.

2 Các cụm biệt hoá có xu hướng đặc trưng theo dòng tế bào Tuy nhiên, một cụm biệt hoá có thể xuất hiện trên nhiều dòng tế

bào, tuy rằng mật độ trên mỗi tế bào nhiều

ít có khác nhau Ngược lại, một dòng tế

bào ở một giai đoạn biệt hoá cũng có thể

có nhiều cụm biệt hoá khác nhau.

3 Để xác định chính xác một loại tế bào, cần dựa trên cụm biệt hoá đặc trưng cho tế bào

đó và cụm biệt hoá mà tế bào khác không

có (điều kiện cần và đủ).

có trên cả lympho Th lẫn monocyte Vậy

xác định chính xác là lympho Th khi

CD3(+)CD4(+).

4 Phần lớn cụm biệt hoá được phát hiện trên màng tế bào Tuy nhiên ở một vài giai đoạn biệt hoá, có thể phát hiện cụm biệt hoá

trong bào tương (ví dụ lympho tiền B có Ig trong bào tương).

II CỤM BIỆT HOÁ CHÍNH CỦA TẾ BÀO MÁU

1 Tế bào gốc

- CD đặc trưng của tế bào gốc là CD34 Các

CD khác hầu như chưa có

- Khi mật độ CD34 giảm dần và xuất hiện

thêm một vài CD khác (như CD38,

HLA-DR) là dấu hiệu tế bào đang chuyển hướng biệt hóa thành các dòng tế bào con (tế bào gốc đa năng định hướng)

trong trình diện kháng nguyên và tiêu huỷ

tế bào như CD1, CD16A.

3 Dòng lympho

3.1 Lympho B

- Tế bào non nhất của dòng lympho B (tiền thân dòng B - pro B) chưa biểu lộ các dấu ấn đặc

trưng của dòng B là Immunoglobulin bào

tương hoặc màng tế bào Bên cạnh CD34 của

tế bào gốc, tế bào này mới xuất hiện CD10,

TdT nhân và phân tử MHC lớp II trên bề mặt

- Giai đoạn tiếp theo (tiền tiền B - pre- pre B) có

sự sắp xếp lại của gen Ig trong nhân tế bào

trước khi bộc lộ các chuỗi nặng và chuỗi nhẹ

Ig

- Giai đoạn tiền B (pre B) nổi bật bởi sự sắp xếp lại gen Ig trong nhân và biểu lộ protein chuỗi nặng µ trong bào tương (chứ chưa

xuất hiện chuỗi nhẹ).

3.2 Lympho T

- Các tế bào tiền thân dòng lympho T bắt

nguồn từ tế bào gốc tại tuỷ xương và vẫn

còn CD34 Bên cạnh đó, tế bào này đã xuất

hiện 1 số CD khác định hướng biệt hoá dòng

là CD45 và CD7 cho đến khi di chuyển đến

tuyến ức

- Hai vùng vỏ và tuỷ tuyến ức chứa những dưới nhóm lympho T khác nhau cả về thụ thể

màng lẫn chức năng

- Vùng vỏ tuyến ức chứa các tế bào non nhất

và đang phân bào mạnh nhất Những lympho

T biệt hoá sớm nhất sẽ biểu lộ CD7 và CD2

nhưng chưa có các CD đặc trưng của lympho

T là CD3, CD4 và CD8 Những tế bào tuyến ức non nhất (chiếm 3- 5%) chưa có CD4 và CD8

- được gọi là tế bào "âm tính kép".

+ Tiền lympho T (pre T) bắt đầu quá trình

sắp xếp lại gen receptor T (giống như đối với lympho B) và biểu lộ CD7 màng lẫn

CD3 trong bào tương Sau đó tế bào này trải qua những biến đổi biệt hoá, biểu lộ CD4 và CD8 màng và được gọi là tế bào

"dương tính kép" (chiếm khoảng 85% tế bào tuyến ức và rất ít thấy ở các tổ chức lympho ngoại vi) Đến đây, xuất hiện CD3 màng tế bào để tham gia vào cơ chế

truyền tín hiệu

+ Tiếp theo là giai đoạn chọn lọc dương tính và chọn lọc âm tính Các thymocyte tự phản ứng dời khỏi khu vực lympho T do chọn lọc âm

tính Những tế bào tuyến ức có thụ thể

lympho T và không có khả năng gắn với kháng nguyên MHC của bản thân cũng bị loại bỏ qua hiện tượng tự tiêu Những tế bào tuyến ức có thụ thể lympho T và có khả năng tương tác

với kháng nguyên lạ cùng sự có mặt của

kháng nguyên MHC bản thân sẽ được chọn lọc dương tính, tiếp đến sẽ được hoạt hoá và

lộ CD4 sẽ trở thành lympho Th, giới hạn đáp ứng với kháng nguyên MHC lớp II Còn

thành lympho Ts, giới hạn đáp ứng với kháng nguyên MHC lớp I

- Vùng tuỷ tuyến ức hầu như chỉ chứa các

lympho T trưởng thành (chiếm 15% tế bào tuyến ức) Khi lympho T trưởng thành

hoàn toàn, sẽ dời tuyến ức ra máu để đến các cơ quan lympho ngoại vi và luân

chuyển qua hệ thống bạch huyết

Differential diagnostics T/B maturation Antigen profiles of stages of T-cell maturation

Antigen profiles of stages of B-cell maturation

Marker

HLA-DR

TdT

CD19

CD38

CD10

CD20

sIg

CD21

B-cell precursor

+ +

+ +

+ +

+ +

+

+ + Pre-B + +/-+ + + + B-cell + + + + +/-Plasma cell + + +/-Marker CD2 CD38 T9 CD5 CD7 CD1 CD4 CD8 TdT CD3 Immature thymocyte + + + + + + Common thymocyte + + + + + + + + Mature thymocyte + + + + + or + +/-+ Peripheral T-cells helper suppressor + +

+ +

+ +

+

+

+ +

B-cell maturation

T-cell transformation

Reference values lymphocyte populations

Modified from: Hannet I et al, Immunology Today 13:215, 1992

% Cell Population (normal donors)

20 20

64 41 21 1.9

23 11

64 37 29 1.3

24 11

70 37 30 1.3

16 12

72 (66-76)

42 (38-46)

35 (31-40) 1.2 (1.0-1.5)

Age 1d-11mo

Age 1-6 y

Age 7-17 y

Age 18-70 y

Antibody % Range % Absolute No./µL Range

III ỨNG DỤNG CỤM BIỆT HOÁ TRÊN LS

1 Nghiên cứu miễn dịch

Nhờ các dấu ấn biệt hoá trên tế bào máu- tế

bào miễn dịch, có thể nghiên cứu thành phần

tế bào miễn dịch trong mọi chất dịch của cơ thể như máu, tuỷ xương, lách và các cơ quan lympho Nghiên cứu này cho thấy có sự phân

bố rất khác nhau của các quần thể tế bào

miễn dịch tại các khu vực này Điều này liên quan đến khu vực biệt hoá và phân công chức năng của mạng lưới tế bào miễn dịch Trên cơ

sở phân bố đó, có thể đánh giá rối loạn miễn dịch hoặc các định hướng miễn dịch bệnh lý khi xác định các dưới nhóm lympho khác

nhau

2 Chẩn đoán ung thư

- Trong các bệnh lý ung thư tạo máu (cả

dòng tuỷ lẫn dòng lympho), các dấu ấn

biệt hoá của từng dòng chính là công cụ có giá trị nhất hiện nay để phân loại thể bệnh Phân loại này chỉ ra dòng tế bào (và giai

đoạn biệt hoá) xuất hiện đột biến ác tính hoá Điều này có ý nghĩa không chỉ trong nghiên cứu bệnh học của tăng sinh ác tính theo dòng mà còn có giá trị lớn trong điều trị đặc hiệu.

Phân loại miễn dịch AML

Phân loại miễn dịch ALL

+ Lơxêmi tương bào: CD38

+ Lơxêmi thể lai: Ít nhất 2 dấu ấn dòng tủy (CD13, CD14, CD33) và 2 dấu ấn dòng lympho (lympho B: CD10, CD19; hoặc lympho T: CD2, CD5) dương tính.

- Đối với ung thư máu (các bệnh leukemia),

thường áp dụng kỹ thuật miễn dịch huỳnh

quang TT sử dụng KT đơn dòng kháng các CD riêng biệt, được gắn huỳnh quang với hệ

thống máy FACS (fluorescent activated cell

sorter) hoặc kính hiển vi huỳnh quang để xác định dấu ấn biệt hoá và qua đó xác định dòng

TB ác tính Hiện nay, ngoài các cụm biệt hoá trên màng tế bào để phân loại dòng tế bào ác tính, các dấu ấn biệt hoá đang tồn tại trong

bào tương (cytoplasmic antigen, cAg) ngày

càng được quan tâm và có giá trị chẩn đoán

và tiên lượng cao Bởi vì, nhiều dòng tế bào ác tính quá non và bất thường sinh học nên

không biệt hoá đến giai đoạn gắn kháng

nguyên trên màng được

"Surface marker" CD3 on a T cell

Fluorescent dye labelled antibodies specific for CD3 and CD14

Specific binding of an antiCD3mAb and fluorescent labelling of the T cell

Typical Routine Flow Cytometer

$90-120,000

Computer System Detector &Mechanical Fluidics

cs895d

58% negative for antigen A

FL2 FSC

cs895b

FACS: Detection of a cell population

FACS: Characterization of a cell population

FL2

Dấu ấn CD34

Dấu ấn CD33

Dấu ấn CD3

Dấu ấn CD19

- Đối với ung thư đặc (các u lympho ác tính), thường ứng dụng kỹ thuật miễn dịch hoá

tổ chức, sử dụng kháng thể đơn dòng đặc hiệu với các CD, được gắn chất chỉ thị màu thích hợp và có thể đọc kết quả trên các

kính hiển vi quang học hoặc kính huỳnh

quang.

Hóa mô MD lách: CD3 (nâu), CD 20 (hồng)

Hóa mô MD hạch lympho: CD3 (nâu), CD 20 (hồng)

3 Nghiên cứu tạo máu

Mỗi giai doạn biệt hoá của hệ thống tạo máu,

từ tế bào gốc vạn năng đến tận các tế bào máu đã trưởng thành, đều biểu lộ các CD khác nhau Sử dụng các CD này để nghiên cứu các giai đoạn tạo máu (đặc biệt tại tuỷ xương) rất có giá trị và phối hợp với các kỹ thuật khác như nuôi cấy tạo cụm, hình thái học và hoá học tế bào để tìm hiểu đầy đủ hơn các khía cạnh tạo máu

4 Trong điều trị

4.1 Điều trị đặc hiệu kinh điển

Các phác đồ hoá trị liệu (hoặc xạ trị) kinh

điển cũng có hiệu quả khác nhau đối với những thể bệnh ung thư theo dòng khác nhau Ở đây, đóng góp của CD cho điều trị

là xác định đúng dòng tế bào biến đổi ác tính hoá và qua đó có chỉ định điều trị đặc hiệu phù hợp.

4.2 Trị liệu sử dụng kháng thể đơn dòng

kháng CD

- Đối với điều trị kinh diển, nhiều khi một

phác đồ được áp dụng cho nhiều thể bệnh, ung thư của nhiều dòng tế bào khác nhau Ngược lại, việc ứng dụng kháng thể đơn

dòng như một loại thuốc đặc hiệu trong

điều trị ung thư đã mở ra một hướng điều trị đặc hiệu mới rất khả quan Phương

pháp điều trị này chỉ tác động vào một

dòng tế bào, cụ thể là dòng tế bào ung thư

có mang dấu ấn tương ứng của kháng thể.

Tumor-specific passive immunotherapy

registered monoclonal antibodies

CD20 Expression in B-Cell

Development

Plasma cell

Pluripotent

stem cell

Lymphoid stem cell

Stem Pro B Pre B Immature Activated Memory Plasma

Rituximab (Mabthera®) : a mouse/ human chimeric anti- CD20 monoclonal antibody

Murine variable regions bind specifically to CD20 on normal/ malignant B-cells

Human K constant regions

Human IgG1 Fc domain

• interacts with human

effector mechanisms

(ADCC, CDC)

• low immunogenicity

Anti- CD20 (Rituximab; Mabthera®)

Killer

Leukocyte

Complement

Rituximab: B cell depletion by complement-dependent cytotoxicity

 Rituximab bound

to CD20 interacts with C1q

 This activates the

complement system

 Ultimately this

leads to B cell lysis via

formation of pores in the membrane

(Reff et al, 1994; Cartron et al, 2004)

Rituximab: B cell depletion by antibody-dependent cellular cytotoxicity

binding of phages, natural killer cells and cytotoxic T cells

containing perforins and other mediators by

effector cells

(Cartron et al, 2004; Clynes et al, 2000)

B cell depletion by apoptosis

When rituximab binds to CD20 it causes a signal

to be sent into the B cell, which induces death

by apoptosis

(Cartron et al, 2004; Demidem et al, 1995)

KT đơn dòng

Eculizumab, Infliximab, Adalimumab, Certolizumab,

Afelimomab, Golimumab , Mepolizumab , Omalizumab , Nerelimomab, Faralimomab

Elsilimomab,Lebrikizumab, Ustekinumab

Muromonab, Otelixizumab, Teplizumab, Visilizumab ·

Clenoliximab, Keliximab, Zanolimumab · Efalizumab ·

Erlizumab · Afutuzumab, Ocrelizumab, Pascolizumab ·

Lumiliximab · Teneliximab, Toralizumab · Aselizumab ·

Galiximab · Gavilimomab · Ruplizumab,Belimumab ·

Ipilimumab, Tremelimumab · Bertilimumab, Lerdelimumab , Metelimumab · Natalizumab · Tocilizumab · Odulimomab Basiliximab, Daclizumab, Inolimomab, Zolimomab

Atorolimumab, Cedelizumab, , Dorlixizumab, Fontolizumab, Gantenerumab, Gomiliximab, Maslimomab, Morolimumab, Pexelizumab, Reslizumab, Rovelizumab, Siplizumab,

Talizumab, Telimomab aritox, Vapaliximab, Vepalimomab

quần thể tế bào giàu lympho TCD8/CD56

để tăng cao hiệu quả mảnh ghép chống

leukemia (GvL, Graft versus Leukemia)