Các kháng thể được phân thành 5 lớp hay isotype, tùy theo cấu tạo của các domain hằng định của các chuỗi nặng.
Ngoài ra, các dị biệt tinh tế hơn cũng tồn tại bên trong một số lớp kháng thể. Ở người, có 4 loại IgG (IgG1, IgG2, IgG3 và IgG4) và 2 loại IgA (IgA1 và IgA2).
Để tiêu diệt tác nhân gây bệnh bị gắn kháng thể, nhiều bạch cầu sử dụng các FcR (thụ thể của Fc) bề mặt tương ứng với từng lớp IgG, IgA, IgM, IgE và IgD.
Bảng 2.3. Các thuộc tính cơ bản của các lớp kháng thể
IgG IgA IgM IgE IgD
Chuỗi nặng Phân tử lượng (kilodalton) 150 160 900 200 180 Chuỗi phụ 0 J và S J 0 0 Tỉ lệ trong tổng immunoglobulin (%) 80 13 6 < 1 < 1 Phân bố Nội mạch, dịch mô Nội mạch, dịch tiết Nội mạch Bạch cầu ưa kiềm, tế bào phì Bề mặt lympho B
Qua nhau thai ++ 0 0 0 0
Có trong sữa + ++ 0 0 0 Hoạt hóa bổ thể + 0 +++ 0 0 Gắn lên thụ thể Fc ++ 0 0 ++ 0 Khả năng ngưng kết + + +++ 0 0 Hoạt tính chống siêu vi +++ +++ ++ 0 0 Hoạt tính chống vi khuẩn +++ ++ +++ 0 0 Hoạt tính chống độc tố +++ 0 0 0 0 Hoạt tính gây dị ứng + 0 0 +++ 0 2.1.6.4.1. IgG:
Đây là một monomer phổ biến nhất trong huyết tương, dịch gian bào, dịch não tủy… , có 4 dưới lớp IgG1 (66%), IgG2 (23%), IgG3 (7%), IgG4 (4%). IgG là isotype duy nhất có thể xuyên qua nhau thai, qua đó bảo vệ trẻ trong những tuần lễ đầu tiên sau khi sinh khi hệ miễn dịch của trẻ chưa phát triển. Các chức năng sinh học của IgG:
Ngưng kết các kháng nguyên đa hóa trị ở dạng hạt hoặc gây kết tủa các kháng nguyên ở dạng hòa tan, nhờ đó giúp thực bào thâu tóm các kháng nguyên hòa tan hữu hiệu hơn.
Khi IgG liên kết với epitope ở phần Fab thì phần Fc trở thành có khả năng opsonine hóa. Lúc này, phần Fc gắn vào thụ thể Fc trên bề mặt đơn nhân thực bào, bạch cầu trung tính, nhờ đó các kháng nguyên bị thực bào hiệu quả hơn. Gây độc tế bào phụ thuộc kháng thể (Antibody Dependent Cell Mediated
Cytotoxicity-ADCC): vi sinh vật hay tế bào ung thư có epitope đặc hiệu với kháng thể lớp IgG sẽ được phần Fab nhận diện, phần Fc sẽ được các tế bào NK có thụ thể Fc nhận biết. Tế bào NK sẽ cho các tín hiệu gây hủy diệt vi sinh vật hay tế bào ung thư. Khác với hiện tượng opsonine hóa, trong cơ chế ADCC không xảy ra hiện tượng thực bào.
Hoạt hóa bổ thể (trừ dưới lớp IgG4).
Trung hòa độc tố bằng cách phong tỏa vị trí hoạt động, gây bất hoạt và do đó độc tố trở nên vô hại. IgG là lớp kháng thể có khả năng tốt nhất trong việc trung hòa một số độc tố như nọc rắn, nọc bò cạp, độc tố uốn ván, bạch hầu… Bất động vi khuẩn do kháng thể đặc hiệu với các roi hay lông của vi khuẩn.
Ngoài ra IgG còn có thể phong tỏa việc bám của siêu vi lên các thụ thể đặc hiệu. Từ đó hạn chế sự xâm nhập và tạo điều kiện tiêu diệt vi khuẩn bằng các cơ chế khác.
2.1.6.4.2. IgA:
IgA có chủ yếu trong các dịch tiết như nước bọt, dịch nhầy, mồ hôi, dịch vị, sữa…, có 2 dạng là IgA1 (90%) và IgA2 (10%). Khác với IgA1, các chuỗi nặng và nhẹ của IgA2 không nối với nhau bằng các cầu disulfide mà bằng các liên kết không đồng hóa trị.
Trong huyết tương, IgA chủ yếu ở dạng monomer và chức năng của chúng chưa được biết rõ. Trong dịch tiết, nó ở dạng dimer nhờ sự nối kết bởi chuỗi J (là một chuỗi polypeptide có phân tử lượng 15 kilodalton, giàu cysteine, do tương bào tiết ra) và chuỗi S (secretory component, có phân tử lượng 70 kilodalton, được sản xuất từ các tế bào niêm mạc). Chuỗi S có chức năng gắn và vận chuyển IgA vào lòng cùng với dịch tiết, đồng thời bảo vệ phân tử IgA không bị phân hủy bởi các men có trong dịch tiết. Ngoài ra IgA còn tồn tại dưới dạng trimer và tetramer.
Đây là lớp kháng thể có vai trò chính trong việc bảo vệ bề mặt niêm mạc. Ví dụ, trực khuẩn tả chỉ bám vào thụ thể ở niêm mạc ruột và giải phóng độc tố chứ
không thâm nhập vào tế bào. Kháng thể đặc hiệu lớp IgA bảo vệ bằng cách phong tỏa đặc hiệu lên cấu trúc của trực khuẩn tả làm chúng mất khả năng bám.
IgA không hoạt hóa bổ thể nhưng với sự có mặt của lysozyme có thể diệt một số vi khuẩn gram âm. Ngoài ra, IgA có thể ngăn cản sự xâm nhập của siêu vi vào các tế bào đích cũng như có khả năng ngưng kết virus xâm nhập qua đường niêm mạc.
2.1.6.4.3. IgM:
Bình thường trong huyết tương IgM ở dạng pentamer nhờ các cầu nối disulfide giữa các chuỗi nặng và một chuỗi J. Vì là một phân tử lớn nên IgM không có khả năng xuyên thấm, nó hầu như chỉ có mặt trong lòng mạch. Về lý thuyết, do có 5 đơn vị phân tử nên IgM có 10 vị trí kết hợp kháng nguyên nhưng trên thực tế, do vị trí không gian chỉ cho phép tối đa 5 vị trí kết hợp kháng nguyên mà thôi.
Ở các tế bào dòng mầm, mảng gene mã hóa vùng hằng định của chuỗi nặng được giải mã trước các mảng khác. Do đó, IgM là immunoglobulin đầu tiên được sản xuất bởi tế bào B trưởng thành.
Chức năng chính của IgM:
Là lớp kháng nguyên có khả năng ngưng kết mạnh nhất do có nhiều hóa trị, cho phép tạo nên các cầu nối giữa các epitope ở xa nhau, thuộc các kháng nguyên khác nhau cũng như các kháng nguyên có cấu tạo epitope lặp lại (các polysaccharide).
Ngưng kết tố tự nhiên của nhóm máu ABO. IgM được gọi là kháng thể tự nhiên vì nó tồn tại trong máu ngay cả khi không có bằng chứng về sự tiếp xúc với kháng nguyên. Một người thuộc nhóm máu O sẽ có sẵn trong huyết tương kháng thể thuộc lớp IgM chống kháng nguyên nhóm máu A và B…
Do ở dạng pentamer nên chỉ một IgM với tối thiểu 2 phần Fab kết hợp với epitope tương ứng là đã có thể hoạt hóa bổ thể. Vì thế, IgM là lớp kháng thể có khả năng hoạt hóa bổ thể mạnh nhất, có hiệu quả cao trong việc gây ly giải vi khuẩn hay tế bào đích thông qua bổ thể.
Khả năng trung hòa độc tố, phong tỏa vi khuẩn hay virus không hiệu quả.
2.1.6.4.4. IgE:
IgE có cấu trúc monomer, dễ bị hủy bởi nhiệt. Chuỗi nặng có thụ thể ái lực cao trên bề mặt bạch cầu ưa kiềm và tế bào phì, do đó chúng có mặt thường trực trên tế bào này.
IgE thường tăng cao trong trường hợp nhiễm ký sinh trùng như giun đũa. Tuy nhiên IgE là kháng thể chính trong bệnh lý quá mẫn type I hay dị ứng. Khi gặp kháng nguyên tương ứng có thể liên kết chéo, IgE sẽ hoạt tác tế bào, giải phóng các hóa chất trung gian như histamine, heparine… tạo ra tình trạng quá mẫn.
2.1.6.4.5. IgD:
IgD là loại immunoglobulin monomer chiếm chưa đầy 1% trên màng tế bào lympho B. Chức năng của IgD chưa được hiểu biết đầy đủ, nó thường biểu hiện đồng thời với IgM và được xem như một chỉ dấu (marker) của tế bào B trưởng thành nhưng chưa tiếp xúc kháng nguyên. Có lẽ nó tham gia vào cơ chế biệt hóa của tế bào B thành tương bào và tế bào B ghi nhớ.
Hình 2.27.Cấu trúc các lớp kháng thể