2.3.1. Đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu
Hệ thống miễn dịch không đặc hiệu là hàng rào phòng thủ đầu tiên chống lại bất cứ vật ngoại lai nào xâm nhập vào cơ thể. Chức năng này được thể hiện qua các cơ chế:
Các hàng rào vật lý, hóa học: gồm da, màng nhày, khu hệ sinh vật thường trú, các lông mao, axit trong dạ dày và các men tiêu hóa protein.
Các yếu tố kháng khuẩn có trong dịch tiết của cơ thể: gồm các enzyme, Interferon , các yếu tố gây hoại tử mô bào, tế bào thực bào (Nguyễn Bá Hiên và cs., 2012).
2.3.2. Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu
Đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào
Trong miễn dịch trung gian tế bào, có sự tham gia của các tế bào lympho T, B và các đại thực bào. Tế bào lympho T nhận biết kháng nguyên lạ sau khi nó được các tế bào trình diện kháng nguyên xử lý và trình diện. Tế bào lympho B thành thục trong các túi Fabricius nhận biết các kháng nguyên hòa tan và trình diện chúng trên bề mặt. Các tế bào TCD4 (T hỗ trợ) nhận biết các tế bào có kháng nguyên gắn với các MHC lớp II, tiết ra các lymphokin kích thích tế bào B hoạt hóa bình thành tương bào sản xuất kháng thể tiêu diệt kháng nguyên. Các tế bào TCD8 (T gây độc) có tác dụng gây dung giải các tế bào có mang kháng nguyên gắn với MHC lớp I. Các tế bào T diệt tự nhiên có khả năng nhận biết nhiều loại kháng nguyên ngoại lai và trong kháng nguyên của chính cơ thể vật chủ đã bị biến đổi, đóng vai trò quan trọng trong tuần tra miễn dịch và tiêu hủy các tế bào lạ (Nguyễn Bá Hiên và cs., 2012).
Đáp ứng miễn dịch dịch thể
Các globulin miễn dịch (Immunoglobulin-Ig) hay kháng thể được tiết ra bởi các tế bào lympho B (sau khi được hoạt hóa trở thành tương bào) là thành phần chính của miễn dịch dịch thể. Kháng thể có trong các dịch của cơ thể và được định lượng trong huyết thanh hoặc huyết tương. Ở gia cầm có các lớp Ig chính là IgM, IgG (Y) và IgA.
Đáp ứng miễn dịch của gia cầm bắt đầu bằng sự sản xuất IgM. Sau đó đáp ứng miễn dịch chuyển sang sản xuất IgG. Đây là kháng thể chính sinh ra trong miễn dịch thứ phát và chiếm ưu thế trong máu của gia cầm. Kháng thể liên kết
một cách đặc hiệu với kháng nguyên và trung hòa kháng nguyên, đặc biệt đối với các kháng nguyên là virus. Những virus bị trung hòa không thể bám vào điểm tiếp nhận trên bề mặt của tế bào đích và bị ngăn cản tái tổ hợp. Đối với mầm bệnh là vi khuẩn, có thể nhân lên ngoài tế bào và bị phá hủy bởi thể thực bào. Kháng thể bao quanh bề mặt mầm bệnh cũng có thể hoạt hóa bổ thể và sản xuất protein bổ thể mới. Protein bổ thể gắn với receptor của thể thực bào, kích thích cho sự thực bào phân hủy mầm bệnh (Nguyễn Bá Hiên và cs., 2012).
Trí nhớ miễn dịch và đáp ứng miễn dịch thứ phát: đáp ứng miễn dịch tiên phát xuất hiện khi tiếp xúc lần đầu với kháng nguyên, có độ dài miễn dịch ngắn, kết quả là tạo ra một nhóm các tế bào lympho T nhớ có tác dụng làm cho đáp ứng miễn dịch khi bị phơi nhiễm lần sau với cùng loại kháng nguyên được tăng cường mạnh hơn. Đáp ứng miễn dịch này có sự tham gia ngay từ đầu của các tế bào T nhớ. Kháng thể được sản xuất ra nhanh hơn, nhiều hơn và đáp ứng miễn dịch kéo dài hơn so với đáp ứng miễn dịch tiên phát. Cơ thể gia cầm tạo được trạng thái miễn dịch đối với kháng nguyên đó và trí nhớ miễn dịch được duy trì. Đây chính là cơ sở của việc tiêm phòng vaccin và nhắc lại sau một thời gia ở gia cầm.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành kháng thể: - Bản chất kháng nguyên.
- Đường xâm nhập của kháng nguyên. - Liều lượng kháng nguyên.
- Số lần đưa kháng nguyên vào cơ thể. - Chất bổ trợ kháng nguyên.
- Trạng thái sức khỏe, dinh dưỡng, cân đối axit amin trong khẩu phần, các yếu tố stress có hại.
2.3.3. Miễn dịch chống bệnh Newcastle
Đối với gia cầm non, hệ thống miễn dịch phát triển chưa hoàn thiện, vì vậy, chúng không có khả năng chống lại tác nhân gây bệnh một cách chủ động và đặc hiệu. Gà mái có kháng thể kháng virus Newcastle sẽ truyền kháng thể đặc hiệu cho gà con qua lòng đỏ. Đây là kháng thể thụ động, là cơ sở tạo miễn dịch thụ động ở gà con. Mức kháng thể ở gà con 1 ngày tuổi liên quan trực tiếp đến lượng kháng thể của đàn bố mẹ.
Hàm lượng kháng thể thụ động ở gà con có xu hướng giảm dần theo thời gian, lượng kháng thể thụ động kháng virus Newcastle của gà con sẽ giảm đi 1 nửa sau 4-5 ngày tuổi và chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn 15-24 ngày tuổi.
Thông qua việc nghiên cứu kháng thể thụ động của gà con sẽ cho phép xác định thời điểm và số lần dùng vaccine thích hợp để bảo hộ được đàn gà không mắc bệnh Newcastle. Cũng như nhiều bệnh khác, miễn dịch thụ động ở gà có thể gây trở ngại cho sự kích thích đáp ứng miễn dịch chủ động. Vì thế mà việc chọn lựa thời điểm thích hợp để dùng vaccine cho gà con tới nay vẫn là vấn đề phức tạp. Do vậy, trong chương trình tiêm phòng vaccine cần phải tính toán thời điểm tiêm phòng mũi vaccine đầu tiên để đạt hiệu quả cao nhất.
Khi cho kháng nguyên virus Newcastle vào cơ thể, nó sẽ kích thích cơ thể sinh ra đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào và đáp ứng miễn dịch dịch thể.
Miễn dịch qua trung gian qua tế bào
Đáp ứng miễn dịch sớm nhất của cơ thể đối với virus Newcastle là miễn dịch qua trung gian tế bào. Theo (Timms et al., 1977) miễn dịch qua trung gian tế bào xuất hiện chỉ sau 2-3 ngày sau khi cơ thể được tiếp xúc với virus vaccine sống. Điều này giải thích tại sao những đàn gà đã sử dụng vaccine có bảo hộ với các chủng cường độc trước khi đo được hàm lượng kháng thể. Tuy nhiên, những nghiên cứu sau đó đã kết luận rằng miễn dịch qua trung gian tế bào không bảo hộ được gà chống lại những virus cường độc tự nhiên.
Theo (Timms et al., 1977), đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào đối với Newcastle không rõ nét bằng đáp ứng miễn dịch dịch thể.
Miễn dịch dịch thể
Hàm lượng kháng thể kháng virus Newcastle được đánh giá bằng phản ứng trung hoà virus. Kháng thể trung hoà xuất hiện song song với kháng thể gây ngăn trở ngưng kết hồng cầu nhưng phản ứng ngăn trở ngưng kết hồng cầu thường được sử dụng để đánh giá hàm lượng kháng thể hơn phản ứng trung hoà virus, đặc biệt trong việc đánh giá hiệu giá kháng thể của gà sau khi sử dụng vaccine.
Trong quá trình đáp ứng miễn dịch dịch thể đối với virus Newcastle, sự hình thành kháng thể cũng tuân theo quy luật chung. Khi virus Newcastle xâm nhập cơ thể, kháng thể không sinh ra ngay lập tức mà phải có một thời gian tiềm tàng. Sau 6-10 ngày, kháng thể mới xuất hiện và tăng dần, đạt mức cao nhất sau khoảng 3-4 tuần, sau đó giảm dần và biến mất sau một thời gian.
Thời gian tồn tại của kháng thể dài hay ngắn, hàm lượng kháng thể tồn tại nhiều hay ít còn phụ thuộc vào chủng virus. Khi gà bị nhiễm chủng virus độc lực càng cao mà khỏi bệnh thì lượng kháng thể tồn tại rất lâu có khi đến 1 năm, còn những chủng virus có độc lực thấp như các virus nhóm Lentogen thì thời gian tồn tại kháng thể rất ngắn. Hàm lượng kháng thể kháng virus Newcastle tồn tại trong cơ thể một thời gian rồi bị đào thải, nên khi xác định được hàm lượng kháng thể giảm xuống thì phải tiêm phòng nhắc lại để tạo trạng thái miễn dịch cao cho cơ thể.
Virus Newcastle lần đầu tiên xâm nhập vào cơ thể sẽ gây ra đáp ứng miễn dịch sơ cấp. Trong quá trình này, lớp kháng thể tạo ra ban đầu chủ yếu là IgM, sau đó là lớp IgG được tạo ra yếu hay trung bình. Khi virus xâm nhập lại lần thứ hai sẽ tạo ra đáp ứng miễn dịch thứ cấp, trong quá trình này lớp kháng thể được tạo ra chủ yếu là IgG, còn lớp IgM chỉ có lượng rất ít.
Cùng với các lớp globulin miễn dịch có trong huyết thanh do tương bào của các tổ chức lympho, lá lách sản xuất ra, còn có vai trò quan trọng của các lớp globulin miễn dịch cục bộ do các tương bào của tổ chức lympho dưới niêm mạc tiết ra, đổ vào màng nhầy đệm ở đường hô hấp trên và đường tiêu hoá của gà, tạo ra miễn dịch cục bộ cho cơ thể. Các globulin miễn dịch ở đường hô hấp trên và đường tiêu hoá xuất hiện cùng thời điểm với kháng thể dịch thể và chủ yếu là lớp IgA và một số ít IgG (PLAN, 2010).
2.4. KHÁNG THỂ IGY
Năm 1893, Klemperer lần đầu tiên mô tả một thí nghiệm trong đó ông đã chứng minh rằng việc chủng ngừa một con gà mái gây ra việc chuyển các kháng thể đặc hiệu (Abs) vào lòng đỏ trứng. Trong 20 năm tiếp theo, ngày càng nhiều nhà nghiên cứu nhận thức được tầm quan trọng của kết quả Klemperer. Kể từ những năm 1980, kháng thể lòng đỏ trứng (IgY Abs) đã tìm thấy một ứng dụng rộng hơn, có thể là do có sẵn các thuốc thử thứ cấp thương mại như bộ lọc tinh khiết IgY, tiêu chuẩn IgY và có nhãn Abs (như phosphatase kiềm, fluorescein isothiocyanate và peroxidase ) đặc biệt chống lại IgY.
Từ năm 1996, công nghệ IgY (do Tiến sĩ Claus Staak giới thiệu năm 1995) đã trở thành thuật ngữ được quốc tế chấp nhận cho mô tả việc sản xuất và sử dụng IgY Ab. Năm 1996, một hội thảo về Phương pháp Thay thế Phương pháp Thay thế (ECVAM) của Châu Âu đã khuyến cáo sử dụng IgY thay vì IgG của động vật có vú, để giảm thiểu đau do xâm lấn Ab xâm lấn. Hội thảo này cũng
cung cấp thông tin về các khía cạnh thực tế của việc nuôi gà mái, chủng ngừa gà, sử dụng tá dược và phương pháp chiết IgY.
Năm 1999, công nghệ IgY đã được phê duyệt như một phương pháp thay thế để hỗ trợ phúc lợi động vật của Văn phòng Thú y của Chính phủ Thụy Sĩ (Văn phòng Vétérinaire Fédéral). Trong khi chờ đợi, nhiều ấn phẩm đã báo cáo về nhiều khía cạnh của công nghệ IgY (ví dụ, việc giữ gà, IgY-transfer IgY- purification, và sử dụng IgY trong chẩn đoán, điều trị và dự phòng).
2.4.1.Kháng thể IgY là gì?
Kháng thể IgY (viết tắt của Yolk Immunoglobulin-có nghĩa là kháng thể lòng đỏ trứng) là một kháng thể chủ yếu trong máu các loài chim, bò sát, cá có mang. Nó cũng được tìm thấy với hàm lượng cao trong lòng đỏ trứng gà. Giống như các loại kháng thể khác, kháng thể IgY là một lớp protein được hình thành với hệ miễn dịch khi phản ứng lại những yếu tố bên ngoài và đặc hiệu với các yếu tố đó.
Tương tự như ở động vật có vú và người, hệ thống miễn dịch của gà bao gồm các thành phần tạo nên đáp ứng miễn dịch tự nhiên và đáp ứng miễn dịch thu được. Hệ thống miễn dịch thu được của gà bao gồm tuyến Ức (có chức năng huấn luyện tế bào lympho T) và túi (Bursa) Fabricius (có chức năng huấn luyện tế bào lympho B). Các tế bào lympho T và B của gà tham gia cùng với các thành phần khác tạo nên đáp ứng miễn dịch dịch thể và đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào.
Kết quả của đáp ứng miễn dịch dịch thể là tạo ra Kháng thể. Gà có 3 lớp kháng thể là IgM, IgA và IgY. Hai lớp kháng thể IgM và IgA ở gà tương tự như các lớp này ở động vật có vú về trọng lượng phân tử, đặc điểm hình thái học và tính linh động. So với IgM và IgA của gà, IgY của gà có trọng lượng phân tử thấp hơn, có trong máu gà và được chuyển qua chứa trong lòng đỏ trứng (vì vậy có tên gọi “kháng thể lòng đỏ trứng”: Yolk Immunoglobulin-IgY).
2.4.2.Chuyển IgY vào lòng đỏ trứng
Kháng thể của mẹ được chuyển từ gà mái sang gà con qua trứng. Để hiểu rõ hơn về kháng thể của người mẹ và sản xuất kháng thể nội sinh ở gà con, tổng IgY, IgA, IgM, cũng như virus chống bệnh Newcastle (NDV và kháng thể kháng viêm phế quản (IBV) đã được kiểm tra trong huyết tương đập lòng đỏ trứng, lòng trắng trứng và huyết tương gà con vào ngày 3, 7, 14 và 21.
Việc chuyển kháng thể của người mẹ có thể được định nghĩa là sự truyền kháng thể của con cái sang con gái thông qua nhau thai, sữa non, sữa hoặc trứng (Grindstaff et al., 2003), Chim truyền kháng thể của mẹ cho con của chúng bằng
cách gửi kháng thể của mẹ sang con của chúng. trong trứng (Brambell, 1970). Có 3 loại kháng thể ở gà là IgY (IgG), IgA và IgM. Gà IgA và IgM tương tự như IgA và IgM của động vật có vú về trọng lượng phân tử, cấu trúc và khả năng di chuyển miễn dịch (Leslie et al., 1969). Mặc dù sự khác biệt về cấu trúc tồn tại giữa IgY và IgG của động vật có vú, IgY được coi là loài chim tương đương với IgG của động vật có vú. Trong trứng, IgY có mặt chủ yếu trong lòng đỏ trứng (Leslie et al., 1969), trong khi IgA và IgM có trong lòng trắng trứng gà.
(Kramer et al., 1970) đã báo cáo rằng lòng đỏ IgY được vận chuyển với tốc độ thấp qua túi noãn hoàng vào tuần hoàn phôi ngay từ khi phôi thai d 7. Tốc độ chuyển bắt đầu tăng lên bởi phôi d 14 và bởi phôi d 19 21, có sự gia tăng mạnh mẽ về tốc độ chuyển IgY từ lòng đỏ trứng sang tuần hoàn phôi thai (Kowalczyk et al.,
1985). Lượng IgY chuyển vào lòng đỏ trứng đã được báo cáo là tỷ lệ thuận với nồng độ IgY trong huyết thanh của mẹ (Loeken et al., 1983) (Al-Natour et al., 2004). IgY được chuyển từ máu gà mẹ sang tích lũy ở lòng đỏ trứng như một cơ chế miễn dịch thụ động được chuyển từ gà mẹ sang bảo vệ phôi và gà con. Quá trình vận chuyển này bao gồm 2 bước (Cutting et al., 1973), (Loeken et al., 1983).
Bước 1: IgY được chuyển từ máu gà mái vào lòng đỏ trứng (tương tự như
quá trình vận chuyển IgG qua nhau thai ở động vật có vú).
Bước 2: IgY được chuyển từ lòng đỏ trứng sang phôi trong quá trình phát
triển của phôi gà.
Hình 2.3. Minh họa sự phân bố các loại kháng thể trong trứng gà
2.4.3.Cấu chúc kháng thể của IgY
IgY có cấu trúc tương tự IgG ở động vật có vú, bao gồm hai chuỗi nặng H (heavy chain) và hai chuỗi nhẹ L (light chain) liên kết với nhau bằng các cầu nối disulfua (-S-S-). Trọng lượng phân tử của IgY (180 kDa), lớn hơn so với IgG của động vật có vú (159 kDa). Khác với chuỗi nặng của IgG, chuỗi nặng của IgY không có vùng bản lề (hinge region), điều này làm cho chuỗi nặng của IgY kém linh hoạt hơn. Đây có thể là lý do làm cho IgY có một số đặc tính sinh học khác với IgG ở động vật có vú. Đó là: IgY không gây hoạt hóa bổ thể và không phản ứng với yếu tố dạng thấp . Những đặc tính sinh học này của IgY lại chính là những ưu điểm khi ứng dụng IgY để điều trị.
So với công nghệ sản xuất kháng thể IgG từ động vật có vú, công nghệ sản xuất IgY bằng cách gây miễn dịch cho gà mái và thu hoạch kháng thể từ trứng gà có một số ưu điểm. Đó là:
Do đặc tính sinh miễn dịch cao, gà có thể sản xuất kháng thể có hoạt tính cao hơn so với động vật có vú.
Thu hoạch kháng thể từ lòng đỏ trứng gà dễ dàng hơn , được số lượng nhiều hơn (khoảng 100 mg/quả trứng) so với thu hoạch kháng thể từ máu động vật có vú.
Nhờ có một số ưu điểm trên, nên trong những năm gần đây, kháng thể IgY được ứng dụng nhiều trong y học (Zhang, 2003).
Hình 2.4. Cấu trúc kháng thể IgG và IgY
Đây có thể là lý do làm cho IgY có một số đặc tính sinh học khác với IgG ở động vật có vú. Đó là: IgY không gây hoạt hóa bổ thể và không phản ứng với yếu