1.2.1.1. IgA
Ở cơ thể người IgA có 2 hệ: IgA trong máu và IgA tiết tại chỗ [63],[64],[65],[66]. IgA tiết tại chỗ là lớp globulin miễn dịch chính trong dịch ngoại tiết như sữa, nước bọt, nước mắt, dịch nhầy khí phế quản, đường tiết niệu sinh dục, đường tiêu hoá. Lượng IgA tiết được sinh ra trong mỗi ngày lớn hơn lượng của bất kỳ globulin miễn dịch nào khác. Mỗi ngày có khoảng 300 mg IgA tiết được tiết ra dọc theo hỗng tràng.
IgA tiết còn có một chức năng hết sức quan trọng trong việc sinh ra miễn dịch tại chỗ của đường tiêu hoá, đường hô hấp, tiết niệu sinh dục vì đây là những con đường chính để phần lớn các vi sinh vật gây bệnh xâm nhập vào cơ thể. IgA tiết gắn với các cấu trúc của bề mặt vi khuẩn hoặc virus và ngăn
cản các vi sinh vật gắn vào tế bào nhầy. Vì vậy IgA tiết có tác dụng ngăn cản sự nhiễm virus và ức chế quá trình xâm nhập của vi khuẩn.
IgA máu có kích thước khoảng 150.000 Dal. Trong máu IgA tồn tại dưới dạng monomer, nhưng đôi khi cũng tồn tại dưới dạng polymer như dimer, trimer và cả tetramer. Nồng độ IgA chỉ chiếm 10 - 15% tổng lượng globulin miễn dịch trong máu, nồng độ này thay đổi với một số điều kiện bệnh lý khác nhau: IgA tăng ở bệnh nhân xơ gan, bệnh lý hệ thống tự miễn và bệnh collagen như: viêm khớp dạng thấp, lupus ban đỏ hệ thống, nhiễm trùng mạn tính và đa u tuỷ, bệnh thận IgA…Trong một số điều kiện nồng độ IgA giảm trong máu như: các trạng thái thiếu hụt miễn dịch, hội chứng hấp thu kém hoặc bệnh nhân mất nhiều qua các con đường đặc biệt qua đường niệu…
Hình 1.1. Cấu trúc kháng thể IgA
* Nguồn theo Aryal S,(2018),[66]
1.2.1.2. IgG
IgG là loại kháng thể phổ biến nhất được tìm thấy trong máu người [63],[64],[65],[67]. Các phân tử IgG được tạo ra và giải phóng bởi các tế bào B huyết tương. Mỗi IgG có hai vị trí gắn kháng nguyên. IgG có nồng độ cao nhất trong huyết tương, chiếm khoảng 80% tổng lượng globulin miễn dịch trong huyết tương. Phân tử IgG là một monomer gồm có hai chuỗi nặng và
hai chuỗi nhẹ (Hình 1.2). Trọng lượng phân tử của IgG khoảng 150.000 Dal, hằng số lắng 7S, vì vậy IgG có thể thấy cả ở trong lòng mạch và ở ngoài lòng mạch.
Hình 1.2. Cấu trúc kháng thể IgG
* Nguồn theo Aryal S,(2018),[67]
IgG có tác dụng kiểm soát nhiễm trùng các mô cơ thể bằng cách liên kết nhiều loại mầm bệnh như virus , vi khuẩn và nấm , IgG bảo vệ cơ thể khỏi bị nhiễm trùng. Nó thực hiện điều này thông qua một số cơ chế:
-Liên kết trung gian IgG của mầm bệnh gây ra sự cố định và liên kết với nhau thông qua quá trình ngưng kết; Lớp phủ IgG của bề mặt mầm bệnh (được gọi là opsonization ) cho phép chúng nhận biết và ăn vào bởi các tế bào miễn dịch thực bào dẫn đến việc loại bỏ chính mầm bệnh
-IgG kích hoạt tất cả các con đường cổ điển của hệ thống bổ sung , một chuỗi sản xuất protein miễn dịch dẫn đến loại bỏ mầm bệnh;
-IgG cũng liên kết và trung hòa độc tố;
-IgG cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc gây độc tế bào qua trung gian tế bào và phân giải protein qua trung gian kháng thể nội bào , trong đó nó liên kết với TRIM21 (thụ thể có ái lực lớn nhất với IgG ở người) trong cytosol;
-IgG cũng liên quan đến phản ứng quá mẫn loại II và loại III
Kháng thể IgG tham gia chủ yếu vào quá trình thích ứng lần sau. IgG được tiết ra dưới dạng monome có kích thước nhỏ cho phép nó dễ dàng tưới máu các mô. Đây là kiểu mẫu kháng thể duy nhất có các thụ thể để tạo điều kiện cho việc đi qua nhau thai của con người, do đó cung cấp sự bảo vệ cho thai nhi trong tử cung. Cùng với IgA được tiết ra trong sữa mẹ , IgG còn lại được hấp thụ qua nhau thai cung cấp cho trẻ sơ sinh khả năng miễn dịch dịch thể trước khi hệ thống miễn dịch của chính nó phát triển. Ở những người có khả năng miễn dịch trước mầm bệnh, IgG xuất hiện khoảng 24 - 48 giờ sau khi kích thích kháng nguyên.
IgG cũng tham gia vào việc điều chỉnh các phản ứng dị ứng. Kháng thể IgG có thể ngăn ngừa sốc phản vệ qua trung gian IgE bằng cách chặn một kháng nguyên cụ thể trước khi nó liên kết với tế bào mast liên kết với IgE. Do đó, kháng thể IgG ngăn chặn sốc phản vệ toàn thân do một lượng nhỏ kháng nguyên gây ra nhưng có thể làm trung gian cho sốc phản vệ toàn thân do số lượng lớn hơn gây ra.
Nồng độ IgG thay đổi ở một số trạng thái bệnh lý khác nhau. IgG tăng trong: Tất cả các loại nhiễm trùng, trạng thái tăng mẫn cảm, bệnh gan, suy dinh dưỡng nặng, rối loạn lipid máu, viêm khớp dạng thấp…IgG giảm trong: Bệnh không có kháng thể; trạng thái bất sản lympho, tình trạng giảm IgG, IgA chọn lọc, đa u tủy IgA, thiếu protein Bence Jones hoặc bệnh bạch cầu mạn tính…
1.2.1.3. IgM
IgM là globulin miễn dịch đầu tiên có ở thai nhi (khoảng 20 tuần) và phát sinh kháng thể sớm nhất trong quá trình phát triển thai [63], [64], [65], [68]. Kháng thể IgM xuất hiện sớm trong quá trình nhiễm trùng và thường xuất hiện trở lại, ở mức độ thấp hơn, sau khi tiếp xúc lặp lại. Kháng thể IgM không đi qua nhau thai người. Hai đặc tính sinh học của IgM làm cho nó hữu ích trong chẩn đoán bệnh truyền nhiễm.
IgM chiếm 5 - 10% tổng lượng globulin miễn dịch huyết tương, có nồng độ khoảng 1 mg/ml. IgM monomer xuất hiện ở trên bề mặt tế bào B. Loại IgM này được phát hiện ở trên bề mặt của 90% số tế bào B trong máu ngoại vi và có vai trò sinh học như một thụ thể dành cho kháng nguyên. IgM do tế bào plasma tiết ra có cấu tạo pentamer do 5 đơn vị monomer nối với nhau bởi các cầu disulfide giữa các lãnh vực của đầu C tận cùng chuỗi nặng (Hình 3), 5 đơn vị monomer này bố trí sao cho phần Fc quay về phía trung tâm của pentamer và 10 vị trí kết hợp kháng nguyên quay ra phía ngoại vi của pentamer.
IgM là lớp globulin miễn dịch đầu tiên xuất hiện trong đáp ứng lần đầu với một kháng nguyên và cũng là lớp globulin miễn dịch đầu tiên được tổng hợp ở trẻ sơ sinh. Để trung hoà các virus thì lượng IgM cũng cần ít hơn lượng IgG. IgM có hiệu quả hơn IgG trong việc hoạt hoá bổ thể. Sự hoạt hoá bổ thể đòi hỏi phải có 2 mảnh Fc rất gần nhau, phân tử IgM đã đáp ứng được điều này vì vậy chúng hoạt hoá mạnh.
Hình 1.3. Cấu trúc kháng thể IgM
Do có kích thước lớn với trọng lượng phân tử 990.000, hằng số lắng 19S, nên IgM chỉ có trong lòng mạch và có nồng độ rất thấp ở dịch gian bào. IgM được sản xuất ở dạng pentamer (5 đơn phân IgM gắn với nhau). IgM từng được gọi là đại kháng thể (macroglobulin) do cấu trúc to lớn của nó. Cũng vì thế, IgM là kháng thể bám kháng nguyên hiệu quả nhất và trung hòa kháng nguyên hiệu quả nhất. Sự có mặt của chuỗi J làm cho phân tử có thể kết hợp với các thụ thể trên tế bào tiết và được chuyển vận qua hàng rào biểu mô vào dịch tiết. Mặc dù IgA là lớp kháng thể chính có trong dịch tiết, nhưng IgM cũng hoạt động như một globulin miễn dịch tiết bổ sung [69],[70].
Nồng độ IgM thay đổi ở một số trạng thái bệnh lý khác nhau. IgM tăng trong: một số bệnh ký sinh trùng, nấm, lupus ban đỏ hệ thống và viêm khớp dạng thấp…IgM giảm trong: bệnh không có kháng thể; rối loạn sinh lympho, bệnh bạch cầu tuỷ mạn….
1.2.2. Vai trò của IgA, IgG và IgM trong tổn thương cầu thận ở bệnh nhân hội chứng thận hư
Quá trình gắn các globulin miễn dịch vào cầu thận là một quá trình diễn ra âm thầm, dưới sự kích hoạt của các yếu tố nội sinh và ngoại sinh [71],[46]. Kháng nguyên là yếu tố khởi động kích hoạt các kháng thể được hình thành bởi hệ thống miễn dịch cơ thể. Các kháng thể sau đó sẽ gắn với các kháng nguyên và phức hợp kháng nguyên-kháng thể này có thể sẽ kích hoạt các hoạt động của hệ miễn dịch, hệ thống được thiết lập để bảo vệ cơ thể [72],[73],[74]. Trong quá trình này viêm có thể xảy ra ở bất cứ mô nào, nơi mà đáp ứng miễn dịch mô đích có thể xảy ra. Mặc dù nguyên nhân chính xác của viêm cầu thận chưa được hiểu biết rõ, nhưng cơ chế trong đó xảy ra hai cách tác động của phức hợp miễn dịch đó là: phức hợp miễn dịch tuần hoàn và lắng đọng tại chỗ. Một số cơ chế khác liên quan là tổn thương qua trung gian tế bào hoặc các kháng thể của bào tương. Trong cơ chế phức hợp miễn dịch lắng đọng tại chỗ, đó là các kháng thể tương tác trực tiếp với các kháng
nguyên, mà các kháng nguyên này đã được gắn vào cầu thận hoặc tương tác với các kháng nguyên mà chúng là các thành phần bình thường của cầu thận, đặc biệt là màng cơ bản cầu thận. Quá trình tương tác miễn dịch này thực chất là quá trình tác động đặc biệt tại cầu thận. Với phức hợp miễn dịch lưu hành trong tuần hoàn, phức hợp kháng nguyên-kháng thể theo dòng máu đến cầu thận trong quá trình lọc của cầu thận. Dạng phức hợp miễn dịch này được hình thành trong một số bệnh tự miễn hoặc bệnh nhiễm trùng và các kháng nguyên có thể là các kháng nguyên nội sinh (được tạo trong cơ thể) hoặc ngoại sinh (từ một số chất bên ngoài hoặc từ các vi sinh vật) trong tự nhiên. Trong trường hợp này, hoạt động miễn dịch do các phức hợp miễn dịch tuần hoàn được kích hoạt và có thể dẫn đến viêm ở các vị trí, tổ chức khác của cơ thể cũng như của cầu thận. Như vậy, khi có các yếu tố kích thích thì các globulin miễn dịch sẽ kích hoạt có phản ứng kháng nguyên – kháng thể có thể xảy ra trong tuần hoàn có thể tại chỗ làm lắng đọng các PHMD tại cầu thận [75]. Với bệnh nhân HCTH nguyên phát tuỳ từng thể bệnh vai trò của của Ig có sự khác biệt.
- Hội chứng thận hư thay đổi tối thiểu: Không có lắng đọng các PHMD ở
cầu thận là đặc trưng của thể này [8],[13]. Mặc dù được sử dụng steroid để điều trị, HCTH đáp ứng tốt, tuy nhiên vai trò của các Ig không được đề cập đến. HCTH thay đổi tối thiểu được coi là một bệnh có sự di truyền phức tạp trong đó các gen HLA là các locus nhạy cảm và các tác nhân gây viêm, hoặc các chất điều chỉnh của biểu đồ di truyền, hoạt động như một tác động thứ hai. Các biến thể của HLA-DQA1 và của các locus HCTH thay đổi tối thiểu khác, liên quan đến các biến thể gen khác (PLCG2) và/hoặc với các yếu tố môi trường sẽ góp phần vào cơ chế bệnh sinh thứ hai. Có 4 cơ chế bệnh sinh HCTH ở thể này được xem xét: thứ nhất, cơ chế bệnh sinh liên quan đến các bệnh lý lâm sàng; thứ hai, cơ chế bệnh sinh liên quan tế bào T; thứ 3, cơ chế
bệnh sinh trên thực nghiệm khi sử dụng một số chất gây HCTH; thứ 4, cơ chế liên quan đến các chất chống oxy hoá.
- Xơ cứng cầu thận ổ đoạn: Xơ cứng cầu thận ổ đoạn nguyên phát là dạng
tổn thương cầu thận trên lâm sàng cũng xuất hiện HCTH [8],[14]. Trên miễn dịch huỳnh quang chỉ thấy IgM lắng đọng ở gian mạch cầu thận mức độ ít hoặc vừa. Như vậy, chỉ có IgM có liên quan đến cơ chế bệnh sinh tổn thương cầu thận, IgM có thể đã gắn với các kháng nguyên ở vùng gian mạch, dẫn đến lắng đọng phức hợp bổ thể-IgM và tổn thương cầu thận.
- Viêm cầu thận màng: Bệnh thận màng là một bệnh tự miễn đặc hiệu và là
nguyên nhân hàng đầu của hội chứng thận hư [8],[16]. Vai trò của các Ig được nhắc đến chủ yếu là IgG (đặc biệt là IgG4) và C3 lắng đọng tại màng đáy cầu thận. Sự xuất hiện này chỉ ra rằng sự tự miễn dịch diễn ra trong quá trình phát triển của viêm cầu thận màng.
- Viêm cầu thận tăng sinh màng: Viêm cầu thận tăng sinh màng là một rối
loạn đặc trưng bởi sự tăng sinh tế bào gian mạch và những thay đổi cấu trúc thành mao mạch cầu thận [8],[17]. Phát hiện miễn dịch huỳnh quang phổ biến nhất là nhuộm dương tính mạnh đối với C3 và ít thường xuyên hơn đối với IgA, IgG và IgM, tất nhiên là dạng hạt nhỏ dọc theo mao mạch cầu thận. Như vậy, cả IgA, IgG và IgM đều có liên quan đến cơ chế bệnh sinh tổn thương cầu thận.
- Bệnh thận IgA: Hội chứng thận hư ở người bệnh mắc bệnh thận IgA hiếm.
Lắng đọng IgA và C3 là đặc trưng được phát hiện tại vùng gian mạch cầu thận [8],[71]. Như vậy, trong các Ig, chỉ có IgA liên quan đến cơ chế bệnh sinh. Nồng độ IgA trong huyết thanh cao có thể dự báo bệnh thận IgA.
- Viêm cầu thận tăng sinh gian mạch: Thể tổn thương này hiếm gặp biểu
hiện lâm sàng có HCTH. Vai trò của IgG và IgM được nhấn mạnh ở những bệnh nhân có tổn thương lan toả [8],[75].
1.2.3. Các phương pháp định lượng IgA, IgG và IgM trong máu và dịch tiết
Nồng độ các chất IgA, IgG và IgM được định lượng thường gắn với các bệnh cụ thể để đánh giá đáp ứng cơ thể trước các tác nhân. Kết quả xét nghiệm nồng độ IgG, IgA và IgM thường được đánh giá cùng nhau. Khi có bất thường nồng độ, điều này gợi ý đã có yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống miễn dịch. Xét nghiệm globulin miễn dịch thường không sử dụng để chẩn đoán mà để đánh giá tình trạng bệnh lý cũng như đáp ứng của cơ thể. Ở bệnh nhân HCTH, các globulin miễn dịch này đường được định lượng cùng nhau [76]. Trên lâm sàng thường có một số phương pháp định lượng nồng độ IgA, IgG và IgM.
- Phương pháp miễn dịch đo độ đục: Phương pháp miễn dịch đo độ đục
(turbidity immunoassay) dựa trên nguyên lý kháng nguyên kết hợp với kháng thể tạo thành PHMD kháng nguyên-kháng thể kết tủa làm thay đổi độ đục của dung dịch. Đo độ đục của dung dịch ở bước sóng xác định. Sự tăng độ hấp thụ quang tỷ lệ với nồng độ chất cần đo. Cho phép xác định lượng kháng thể kết tủa với một lượng kháng nguyên đã biết. Cho một lượng huyết thanh hoặc huyết tương vào dung dịch phản ứng để tạo phức hợp KN-KT và định lượng bằng phương pháp đo độ đục để xác định lượng kháng thể (kháng nguyên) đã phản ứng có trong mẫu thử. Phương pháp này đã được ứng dụng để định lượng các globuline miễn dịch.
- Phương pháp hoá phát quang miễn dịch: Kỹ thuật xét nghiệm miễn dịch
hóa phát quang (Chemiluminescent Immuno Assay: CLIA) dựa trên nguyên lý kháng nguyên (chất có trong mẫu bệnh phẩm) kết hợp với kháng thể (chất có trong thuốc thử) có gắn chất đánh dấu (thường là phân tử Acridinium Ester). Nhờ chất đánh dấu có khả năng phát quang khi thay đổi pH của dung dịch phản ứng và tín hiệu phát quang được khuếch đại qua một ống nhân quang mà người ta có thể định lượng các chất có nồng độ rất thấp hoặc các
chất bất thường trong cơ thể với độ chính xác rất cao so với các kỹ thuật hóa sinh thông thường khác. Phân tử Acridinium ester có trong lượng phân tử nhỏ hơn rất nhiều so với các enzyme trong phản ứng ELISA do đó tăng khả năng thâm nhập vào cơ chất và giảm thiểu hiệu ứng che lấp trung tâm hoạt động của KN và KT do đó độ chính xác tăng đáng kể so với phương pháp ELISA (đặc biệt khi định lượng những chất có nồng độ thấp).
- Phương pháp điện hoá phát quang: Kỹ thuật điện hóa phát quang (ECL:
Electrode Chemi Luminescence) sử dụng chất đánh dấu Ruthenium khởi phát từ điện chứ không phải từ phản ứng hóa học, vì vậy có khả năng phát hiện chất có nồng độ thấp và cho kết quả rất nhanh. Công nghệ ECLIA là kỹ thuật