Bài giảng y sinh Antigen kháng nguyên

KHÁNG NGUYÊN TS.BS Phan Ngọc Tiến 2014 MỤC TIÊU - Phân biệt được: Chất sinh miễn dịch, Kháng nguyên, Hapten - Mô tả yếu tố ảnh hưởng đến tính sinh miễn dịch - Xác định chất hóa học chất sinh miễn dịch - Biết cấu trúc kháng nguyên phụ thuộc tuyến ức kháng nguyên không phụ thuộc tuyến ức - Biết khái niệm cấu trúc phức hợp hapten-chất tải - Xác định định kháng nguyên - Khái niệm “siêu kháng nguyên” KEY WORDS Chất sinh miễn dịch (Immunogen) Kháng nguyên (Antigen) Bán kháng nguyên (Hapten) Quyết định KN (Epitope) Quyết định kháng nguyên (Antigenic determinant) Kháng thể (Antibody) KN không phụ thuộc tuyến ức (T-independent antigen) KN phụ thuộc tuyến ức (T-dependent antigen) Phức hợp hapten-chất tải (Hapten-carrier conjugate) Yếu tố định tự nhiên (Native determinant) Yếu tố định hapten (Haptenic determinant) Siêu kháng nguyên (Superantigen) I DEFINITIONS ĐỊNH NGHĨA A Chất gây miễn dịch (Immunogen) : chất kích hoạt đáp ứng miễn dịch B Kháng nguyên (Antigen): chất phản ứng với sản phẩm đáp ứng miễn dịch đặc hiệu C Hapten: chất tính sinh miễn dịch phản ứng với sản phẩm đáp ứng miễn dịch đặc hiệu Hapten phân tử nhỏ, tự thân chúng gây đáp ứng miễn dịch, hapten kết hợp với phân tử protein tải phù hợp hệ thống miễn dịch kích hoạt Như Hapten có đặc tính kháng nguyên tính sinh miễn dịch D Quyết định kháng nguyên (Epitop, Antigenic determinant): phần kháng nguyên kết hợp cách đặc hiệu với sản phẩm đáp ứng miễn dịch E Kháng thể (Antibody) : protein đặc biệt sản sinh để đáp ứng lại kích thích chất sinh miễn dịch có khả phản ứng lại với kháng nguyên H1: Trong kháng nguyên, định kháng nguyên lập lại nhiều lần H2: KN phụ thuộc tuyến ức xác định chép lại nhiều định KN khác H3: Phức hợp Hapten-chất tải có ‘quyết định KN’ protein mang với yếu tố định hapten H4: Quyết định KN thường quy định phần KN nhạy cảm với kháng thể (đoạn màu đen) II CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH GÂY MIỄN DỊCH A Về chất gây miễn dịch Tính lạ: hệ thống MD phân biệt chất thuộc thể mang MD hay thuộc thể khác, có chất “lạ” gây MD Kích thước: Không có khác biệt khả gây miễn dịch chất có kích thước khác Tuy nhiên, thông thường phân tử lớn có tính sinh MD nhiều Cấu tạo hóa học: Các chất có cấu trúc phức tạp có tính sinh MD cao Cấu trúc định kháng nguyên cấu trúc bậc bậc 2, bậc hay bậc 4 Tính chất vật lý: KN hạt có tính MD cao KN hòa tan KN biến tính sinh MD mạnh dạng tự nhiên Tính phân hủy: Các KN dễ bị thực bào có tính sinh MD cao Đó trình đáp ứng miễn dịch đòi hỏi KN phải thực bào, xử lý trình diện trước tế bào T tế bào trình diện KN (APC) B Về mặt sinh học Yếu tố di truyền: Một vài chất có tính sinh MD đặc hiệu loài Tương tự, chất có tính sinh MD đặc hiệu cá thể (responders and non-responders) Loài hay cá thể thiếu biến đổi gen phù hợp với thụ thể KN tế bào B tế bào T chúng gen thích hợp cần cho tế bào APC trình diện KN trước tế bào T Tuổi: Tuổi yếu tố ảnh hưởng đến tính sinh MD Thông thường, trẻ nhỏ người già có khả MD thấp người trưởng thành C Về phương pháp tiến hành Liều: Liều lượng KN đưa vào thể ảnh hưởng đến khả gây MD Trên ngưỡng hay ngưỡng gây đáp ứng MD không tối ưu Cách gây MD: đưa KN vào thể đường tĩnh mạch có hiệu đường uống Cách gây MD làm thay đổi chất đáp ứng Tá dược: Là chất làm tăng khả đáp ứng MD KN Tuy nhiên không khuyến khích sử dụng tá dược tá chất gây sốt viêm III BẢN CHẤT HÓA HỌC CỦA KHÁNG NGUYÊN A Protein: phần lớn KN protein, protein đơn glycoprotein lipoprotein Nhìn chung, protein thường KN mạnh B Polysaccharide: Polysaccharide lipopolysaccharide nhóm KN có tính sinh MD mạnh C Nucleic Acids: sinh MD yếu Tuy nhiên chúng tạo MD đứng tạo phức hợp với protein D Lipid: thường hapten, tạo MD kết hợp với chất tải IV CÁC LOẠI KHÁNG NGUYÊN A KN không phụ thuộc tuyến ức: KN trực tiếp kích hoạt tế bào B tạo kháng thể mà không cần trình diện trước tế bào T Thông thường, polysaccharide KN không phụ thuộc tuyến ức Sự đáp ứng KN khác với đáp ứng KN khác Đặc tính KN không phụ thuộc tuyến ức Cấu trúc polymer: Các KN xác định lặp lại định KN nhiều lần Kích hoạt tế bào B: KN có khả kích hoạt tế bào B nhân lên nhiều lần Chống lại thoái hóa: Các KN không phụ thuộc tuyến ức có sức kháng cự thoái biến nhiều chúng tồn lâu tiếp tục kích hoạt hệ thống MD B KN phụ thuộc tuyến ức: KN không trực tiếp kích hoạt sản xuất kháng thể mà phải thông qua có mặt tế bào T hỗ trợ Những KN phụ thuộc tuyến ức thường có chất protein Về cấu trúc, KN có đặc điểm nhiều định Kn khác lặp lại V PHỨC HỢP HAPTEN-CHẤT TẢI A Định nghĩa: phức hợp Hapten-chất tải gắn kết phân tử có tính MD với hapten liên kết cộng hóa trị Phân tử có tính MD gọi chất tải B Cấu trúc: Về cấu trúc, phức hợp có đặc điểm vừa có định KN tự nhiên chất tải, vừa có định KN Hapten (haptenic determinants) Trong phức hợp này, loại chất tải đóng vai trò định đáp ứng phụ thuộc hay không phụ thuộc tuyến ức VI QUYẾT ĐỊNH KHÁNG NGUYÊN (QĐKN) A Những QĐKN nhận diện tế bào B Cấu tạo: Những định KN nhận diện tế bào B kháng thể tạo từ tế bào B có cấu trúc bậc 1(mạch thẳng),bậc 2,bậc hay bậc 4(cấu trúc lập thể) Kích thước: QĐKN có kich thước thường nhỏ, bao gồm 4-8 amino axit hay đường Các QĐKN gắn kết vị trí đặc hiệu nằm kháng thể có cấu tạo gồm 4-8 amino axit Số lượng: Mặc dù lý thuyết, 4-8 amino axit tạo thành đơn vị QĐKN, thực tế có QĐKN cấu tạo với số lượng amino axit B Những QĐKN nhận diện tế bào T Cấu tạo: QĐKN nhận diện tế bào T có cấu tạo protein bậc Tế bào T không nhận biết KN polysaccharide hay KN acid nucleic Đó lý KN không phụ thuộc T thường polysaccharide KN phụ thuộc T thường protein Sau tế bào T nhận diện, KN bị phân hủy thành peptide nhỏ QĐKN không nằm bề mặt KN Tế bào T không nhận diện peptid tự Tuy nhiên, peptid liên kết với phân tử mã hóa phức hợp phù hợp tổ chức (MHC) hay phức hợp MHC-peptid lại tế bào T nhận diện Kích thước: nhỏ thành từ khoảng 8-15 amino axit Số lượng: lý thuyết, đơn vị QĐKN tạo thành từ 8-15 amino axit, thực tế số lượng amino axit QĐKN nhiều Những QĐKN quy định đoạn KN liên kết với phân tử MHC Đó lý có đáp ứng khác cá thể khác VII SIÊU KHÁNG NGUYÊN Khi hệ thống MD gặp KN phụ thuộc T thông thường, tỉ lệ nhỏ (1/10^4 -1/10^5) tế bào T hoạt hóa nhận diện KN (kích thích đơn clone) Tuy nhiên, có số KN kích hoạt số lượng lớn tế bào T (đa clone), khoảng 25% Chúng gọi siêu KN VD: loại độc tố tụ cầu trùng: độc tố gây ngộ độc thức ăn, độc tố shock (gây hội chứng sốc độc tố), độc tố gây tróc da (hội chứng bỏng da), ngoại độc tố gây sốt (sốc) Mặc dù siêu KN vi khuẩn biết đến nhiều nhất, nhiên siêu KN có liên quan nhiều đến virus vi sinh vật khác Những bệnh siêu KN gây phần kích hoạt mức hệ thống miễn dịch kéo theo phóng thích hàng loạt sản phẩm sinh học Cytokine Siêu kháng nguyên Siêu KN KN (VD: độc tốc vi khuẩn) có khả kích hoạt tế bào lympho T, đặc biệt CD4+, phóng thích lượng lớn hoạt chất trung gian Cytokine Các độc tố vi khuẩn kích thích tất lympho T thể có chứa chuỗi Vβ thụ thể tế bào Siêu KN gắn với chuỗi Vβ tế bào T với HLA-DRα-1 phân tử MHC, nhờ làm cho tế bào CD4+ tăng sinh nhanh đến 10% Siêu KN KN phụ thuộc tuyến ức (TD) mà không cần thông qua trình thực bào Thay gắn với rảnh thụ thể tế bào T, siêu KN gắn với vùng bên thụ thể αβ tế bào T đồng thời kết nối với phân tử DP, DQ, DR tế bào trình diện kháng nguyên Siêu KN phản ứng lại với phân tử thụ thể tế bào T cấu trúc bên giống Do đó, chúng kích thích tế bào T, làm tăng đáp ứng MD Điều làm tăng đáp ứng lại với KN (độc chất tụ cầu liên cầu) chế bảo vệ quan trọng thể sống Một vài độc tố tụ cầu siêu KN kích hoạt nhiều tế bào T, kết kích thích việc sản xuất hàng loạt Cytokine gây hội chứng lâm sàng sốc nhiễm trùng Tài liệu Roitt, Brostoff, Male Immunology 6th Edition, Mosby, 2002 ... Chất sinh miễn dịch, Kháng nguyên, Hapten - Mô tả y u tố ảnh hưởng đến tính sinh miễn dịch - Xác định chất hóa học chất sinh miễn dịch - Biết cấu trúc kháng nguyên phụ thuộc tuyến ức kháng nguyên. .. tuyến ức - Biết khái niệm cấu trúc phức hợp hapten-chất tải - Xác định định kháng nguyên - Khái niệm “siêu kháng nguyên KEY WORDS Chất sinh miễn dịch (Immunogen) Kháng nguyên (Antigen) Bán kháng. .. Bán kháng nguyên (Hapten) Quyết định KN (Epitope) Quyết định kháng nguyên (Antigenic determinant) Kháng thể (Antibody) KN không phụ thuộc tuyến ức (T-independent antigen) KN phụ thuộc tuyến ức (T-dependent