Khái niệm về đáp ứng miễn dịch

[tuyenlab]

1. Đại cương

Miễn dịch (immunity) là khả năng của cơ thể nhận biết, đáp ứng và loại bỏ các yếu tố lạ (kháng nguyên) gây hại có nguy cơ xâm nhập. Do vậy, miễn dịch là phương thức để kháng thể tự vệ hết sức quan trọng của cơ thể.
Khi yếu tố gây bệnh (kháng nguyên) xâm nhập vào cơ thể chúng sẽ bị các tế bào và các phân tử có tính kháng sinh có sẵn trong cơ thể kịp thời phản ứng ngăn chặn, xử lý. Tiếp đó cơ thể sẽ tạo ra các tế bào và phân tử đặc hiệu tương ứng với từng loại kháng nguyên khác nhau để loại trừ chúng.
Ở người đáp ứng miễn dịch chia làm 2 loại: đáp ứng miễn dịch tự nhiên (đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu) và đáp ứng miễn dịch thu được (miễn dịch đặc hiệu)

2. Đáp ứng miễn dịch tự nhiên

2.1. Đặc điểm của miễn dịch tự nhiên

Miễn dịch tự nhiên hay miễn dịch bẩm sinh là miễn dịch sẵn có của cơ thể từ khi mới sinh ra. Loại miễn dịch này được hình thành trong quá trình tiến hóa của con người để chống lại sự xâm nhập của các vi sinh vật gây bệnh, là khả năng nhận biết, phân biệt cái gì là của mình (self), cái gì không phải của mình (non self). Miễn dịch tự nhiên không để lại trí nhớ (memory) và có tính khá ổn định.

2.2. Các phương thức bảo vệ cơ thể của đáp ứng miễn dịch tự nhiên

2.1.1. Hàng rào da và niêm mạc (hàng rào vật lý – cơ học)

Da và niêm mạc là hàng rào đầu tiên có tác dụng ngăn cản của sự xâm nhập của các vi sinh vật gây hại.
Da gồm nhiều lớp tế bào, đặc biệt quá trình sừng hoá bong và đổi mới của lớp tế bào ngoài cùng đã loại trừ các vi sinh vật bám trên đó. Ngoài ra trên da còn chứa các acid béo, acid lactic nên pH của da nghiêng về toan làm vi khuẩn không tồn tại được lâu.
Niêm mạc tuy chỉ có một lớp tế bào nhưng được bao phủ bởi lớp nhày che chở bảo vệ, không cho các yếu tố gây bệnh bám trực tiếp vào gây tổn thương và xâm nhập vào sâu trong cơ thể. Dịch tiết của hệ thống niêm mạc có tác dụng vừa làm loãng vừa rửa sạch, ngoài ra dịch tiết còn chứa nhiều lysozym có tác dụng tiêu vỏ của một số vi khuẩn. Niêm mạc đường hô hấp còn có các vi nhung mao có tác dụng ngăn cản bụi, vi khuẩn, phản xạ ho hắt hơi có tác dụng chống các chất lạ ra ngoài.

2.1.2. Hàng rào các tế bào

Các tế bào tham gia đáp ứng miễn dịch tự nhiên gồm nhiều loại: tế bào thực bào (đại thực bào: macrophage, bạch cầu đa nhân trung tính: neutrophile, tế bào tua: dendritric cell), tế bào diệt tự nhiên (natural killer cell), bạch cầu ái toan, ái kiềm, tế bào mast…
- Tế bào thực bào: là các tế bào có khả năng nuốt, tiêu các vi sinh vật.
Tiểu thực bào: là các bạch cầu hạt trung tính ở máu làm nhiệm vụ ăn các đối tượng có cỡ khổ bé.

Bạch cầu hạt trung tính

Đại thực bào: là tế bào có nguồn gốc từ tuỷ xương phân hoá thành tế bào Monocyte ở máu rồi di chuyển đến các mô để trở thành các tế bào của hệ thống võng nội mô có những tên khác nhau: tế bào kupffer (gan), langerhans (ở da)... Đối với một số chất sau khi năng nuốt và xử lý thì đại thực bào sẽ trình diện kháng nguyên để hoạt hoá tế bào lympho T.
Đại thực bào có nhiều thụ thể: thụ thể hoá hướng động, thụ thể bám dính nên khả năng thực bào tăng lên khi KN kết hợp KT

Đại thực bào (monocyte)

- Bạch cầu ái kiềm, tế bào Mast, bạch cầu ái toan
Bạch cầu ưa kiềm và tế bào Mast: Bạch cầu ưa kiềm có mặt chủ yếu trong máu, tế bào Mast có mặt chủ yếu trong mô. Trong nguyên sinh chất của chúng có chứa các hoạt chất có tính sinh học như histamin, heparin, arylsulfat, glucuronidase. Trên bề mặt của 2 loại tế bào này có thụ thể với Fc của IgE. Khi kháng nguyên đặc hiệu kết hợp với kháng thể (IgE), tế bào bị mất hạt và giải phóng ra các hoá chất trung gian nói trên gây ra các hiện tượng giãn mạch, tăng tính thấm, tăng tiết dịch, co thắt cơ trơn trong viêm, dị ứng. Bạch cầu ái kiềm còn tiết ra chất hoạt hoá tiểu cầu làm tiểu cầu mất hạt giải phóng serotonin, khi hoạt hoá tế bào Mast tiết ra nhiều prostaglandin, leucotrien...là những chất vận mạch trong viêm.

Bạch cầu ưa base

- Bạch cầu ái toan: Trong nguyên sinh chất của bạch cầu ái toan có các hạt chứa protein kiềm có tác dụng gây độc tế bào, đặc biệt với ấu trùng ký sinh trùng.

Bạch cầu ưa acid

- Tế bào diệt tự nhiên (NK: Natural killer cell)
Là những tế bào dạng lympho to không có các thụ thể của tế bào lympho T hoặc B nhưng có hạt chứa perforin, granzym. Với thụ thể KAR (Killer activated receptor) NK sản xuất perforin làm tan tế bào, nhờ vậy mà NK có khả năng tiêu diệt tế bào nhiễm virus, tế bào ung thư khi tế bào này không hoặc ít biểu lộ MHC lớp I. Chức năng tiêu diệt của NK bị ức chế khi gặp các tế bào biểu lộ MHC lớp I trên bề mặt vì bản thân NK có thụ thể KIR. NK có thụ thể với phần Fc của IgG nên còn tham gia vào phức hợp gây độc tế bào. Khi IL -2 được hoạt hoá thì NK biến thành tế bào LAK có khả năng tiêu diệt một số tế bào u

2.1.3. Hàng rào hóa học:

Nhờ cơ thể tiết ra các chất hóa học tiêu diệt vi sinh vật hay ức chế sự sinh trưởng của chúng. Đó là các phân tử protein kháng sinh, bao gồm:
- Hệ thống bổ thể: Là một hệ thống protein enzym hoạt động theo dây chuyền gồm nhiều thành phần và được hoạt động theo một trình tự nhất định. Khi gặp các yếu tố gây hoạt hoá như phức hợp KN- KT, hệ thống bổ thể được hoạt hoá tạo ra phức hợp tấn công màng có tác dụng chọc thủng các màng tế bào mang kháng nguyên trong quá trình hoạt hoá một số thành phần được tách ra (C3a, C5a…) có tác dụng hoá ứng động bạch cầu, giãn mạch, tăng tính thấm thành mạch, C3b còn dính vào vi khuẩn giúp tế bào thực bào dễ tiếp cận và tiêu diệt vi khuẩn (đặc biệt là quá trình opsonin hóa).

- Protein phản ứng C (CRP: C – Reactive protein): CRP tăng cao trong viêm, CRP liên kết với phosphoryl cholin trong cacbonhydrat của phế cầu, làm phế cầu không phát triển được

- Interferon (IFN): Là một cytokin của các tế bào sau khi hoạt hoá tiết ra có đặc tính không đặc hiệu chống các virus gây nhiễm tế bào cùng loại. Một số tế bào, sau khi bị nhiễm các virus cũng có khả năng tiết ra IFN ngăn virus xâm nhập vào các tế bào lành khác. IFN còn hoạt hoá protein khác của tế bào có tác dụng hạn chế sự sao chép của virus ở khâu mARN

- Transferin: đây là loại protein vận chuyển sắt trong huyết thanh, có vai trò kháng khuẩn.

Đáp ứng của miễn dịch không đặc hiệu với kháng nguyên

2.1.4. Hàng rào sinh vật:

Nhờ hệ vi sinh vật bình thường trên da và niêm mạc, chúng sinh sống một cách hòa bình trên da, niêm mạc mà không gây độc hại đến cơ thể. Vi sinh vật đó chiếm chỗ của các vi sinh vật gây hại hay cạnh tranh nguồn thức ăn của chúng, tiết ra các chất ức chế sự sinh trưởng của các vi sinh vật gây hại.

2.1.5. Hàng rào thể chất

Hàng rào này gồm tất cả các đặc điểm về hình thái và chức năng các cơ quan của từng cá thể (cơ địa) như tình trạng sức khỏe, tình trạng thần kinh, hoạt động nội tiết, di truyền… tạo nên sự khác biệt giữa cá thể này với cá thể khác hoặc loài này với loài khác về sự đề kháng với vi sinh vật.

3. Viêm không đặc hiệu

Viêm không đặc hiệu với 4 triệu chứng: sưng, nóng, đỏ, đau.
Cơ chế: Do yếu tố gây viêm (kháng nguyên) cùng với các sản phẩm của chúng và các sản phẩm do huỷ hoại tế bào, do hoạt hoá tế bào viêm tiết ra, như: histamin, serotonin, cytokin, IL1, prostaglandin… làm xuất hiện một loạt các phản ứng tại chỗ và toàn thân. Phản ứng tế bào là trung tâm của viêm, phản ứng viêm không đặc hiệu: dãn mạch, thành mạch tăng tính thấm, bạch cầu tập trung về ổ viêm, tạo dịch rỉ viêm,... là phản ứng có lợi giúp cơ thể tiêu diệt các yếu tố gây bệnh nó chỉ có hại khi phản ứng của cơ thể quá mức bình thường gây sốt cao, nhiễm độc…

4. Đáp ứng miễn dịch thu được (miễn dịch đặc hiệu)

4.1 Đặc điểm

- Là trạng thái miễn dịch xuất hiện do kháng thể đặc hiệu tương ứng với từng kháng nguyên được tạo ra sau khi cơ thể tiếp xúc với kháng nguyên. Có 2 cách tiếp xúc với kháng nguyên
+ Tiếp xúc một cách ngẫu nhiên trong cuộc sống: có nhiều người làm phản ứng Mantoux (+), nhưng chưa bao giờ bị lao cũng chưa tiêm phòng BCG, nhưng thực ra trước đó họ đã tiếp xúc với vi khuẩn lao nhưng không biết

+ Tiếp xúc một cách chủ động: tiêm các vacxin phòng bệnh hoặc truyền kháng thể
- Sản phẩm chủ yếu của miễn dịch thu được là các kháng thể đặc hiệu và các chất có hoạt tính sinh học (cytokin)
- Miễn dịch thu được có vai trò rất quan trọng bởi 2 đặc điểm cơ bản của chúng, đó là: khả năng nhận dạng được hầu hết các kháng nguyên và để lại trí nhớ miễn dịch

4.2 Hai phương thức của đáp ứng miễn dịch

- Miễn dịch dịch thể: (humoral immunity): là cơ chế miễn dịch đặc hiệu thể hiện bằng sự sản xuất kháng thể có khả năng tương tác đặc hiệu với kháng nguyên. Đây là loại miễn dịch do các tế bào lympho B đảm nhiệm với các globulin miễn dịch lưu hành trong các dịch: IgG, IgM, IgE, IgD.

- Miễn dịch qua trung gian tế bào (cellular immunity): là cơ chế đề kháng của cơ thể bằng hiện tượng thực bào. Đây là loại miễn dịch do các tế bào lympho T đảm nhiệm với các dưới nhóm của chúng: TDTH, Tc, Ts, Th và các cytokin do chúng tiết ra.

Các giai đoạn của miễn dịch thu được
+ Nhận diện kháng nguyên:
Các tế bào có thẩm quyền miễn dịch của hệ thống miễn dịch có thể nhận diện những kháng nguyên đã được tế bào trình diện xử lý, trừ những kháng nguyên có cấu trúc phức tạp tạo thành những peptid nhỏ. Một số kháng nguyên là chất đa đường hay protein có cấu trúc lặp đi lặp lại nhiều lần thì lympho B có thể nhận diện được trực tiếp còn các kháng nguyên khác đều được các tế bào trình diện xử lý và trình diện trong khuôn khổ của các phân tử MHC cho lympho T.

Kháng nguyên được nhận biết bởi lympho B

(1): Tế bào T độc (CD8) nhận diện kháng nguyên và trình diện kháng nguyên bởi MHC I và tiêu diệt tế bào nhiễm virus.
(2): Tế bào T hỗ trợ Th1 (CD4) nhận diện kháng nguyên và trình diện kháng nguyên bởi MHC II và hoạt hoá đại thực bào.
(3): Tế bào T hỗ trợ Th2 (CD4) nhận diện kháng nguyên và trình diện kháng nguyên bởi MHC II và hoạt hoá tế bào B.

+ Hoạt hoá:
Tế bào lympho B nguyên phát (tế bào B “trinh nữ”) có thể hoạt hóa trực tiếp hoạt hoá bởi kháng nguyên không phụ thuộc tuyến ức và các tín hiệu khác nó sẽ tăng sinh tạo ra một clone các tế bào đặc hiệu kháng nguyên và biệt thành các tế bào tương bào (plasma cell) chế tiết kháng thể. Những kháng thể do tương bào chế tiết có cùng tính đặc hiệu kháng nguyên giống như các kháng thể là thụ thể trên màng tế bào B “trinh nữ” ban đầu đã nhận diện kháng nguyên ấy. Trong quá trình biệt hoá, một số tế bào tương bào chuyển sang sản xuất các kháng thể có chuỗi nặng thuộc các lớp khác nhau để tham gia vào các chức năng đặc trưng nhằm chống lại một cách hiệu quả nhất các loại vi sinh vật khác nhau.

Cơ chế đáp ứng miễn dịch đối với kháng nguyên trong miễn dịch dịch thể

Sự tiếp xúc giữa phức hợp MHC – Peptid (Kháng nguyên KN) với thụ thể của lympho T (TCR – T cell receptor) cùng với các phân tử khác trên bề mặt (phân tử kết dính) tạo ra các tín hiệu truyền vào trong tế bào làm cho tế bào hoạt hoá. Hoạt hoá là một chuỗi phản ứng bên trong tế bào nhằm củng cố và tăng cường khả năng nhận diện KN. Những tế bào hoạt hoá này tiết ra các cytokin có tác dụng hoạt hoá nhiều tế bào khác, kích thích tăng sinh. Phần lớn các tế bào hoạt hoá (lympho B) này sẽ biệt hoá thành các tế bào sản xuất kháng thể đặc hiệu với kháng nguyên được nhận diện. Một số tế bào hoạt hoá trở thành tế bào trí nhớ, nếu KN xâm nhập trở lại các tế bào trí nhớ này nhanh chóng phát triển và sản xuất ra một lượng KT đặc hiệu nhiều hơn và kéo dài hơn so với đáp ứng lần đầu.

Cơ chế đáp ứng miễn dịch đối với kháng nguyên trong miễn dịch dịch thể và miễn dịch tế bào

+ Hiệu ứng
Sau khi được mẫn cảm, các tế bào lympho sản xuất ra các kháng thể đặc hiệu, kháng thể này sẽ kết hợp với KN tương ứng để loại trừ KN ấy
Trong miễn dịch qua trung gian tế bào sự kết hợp KN – KT có thể xảy ra như sau:
/ Nếu kháng nguyên gắn trên tế bào sẽ kết hợp trực tiếp với kháng thể tương ứng trên bề mặt tế bào lympho T gây độc(Tc). Sự tiếp xúc này làm Tc sản xuất ra perforn tiêu diệt trực tiếp tế bào mang kháng nguyên.
/ Nếu là kháng nguyên hoà tan thì KN sẽ kết hợp với KT tương ứng trên bề mặt tế bào lym T hỗ trợ (Th). Phản ứng kết hợp KN – KT này làm KN mất hiệu lực, Th tiết ra IL – 2 có tác dụng hoạt hoá nhiều tế bào miễn dịch khác.
/ Trong miễn dịch thể dịch, sự kết hợp KN- KT tạo thành phức hợp miễn dịch. Các phức hợp này sẽ bị các thực bào ăn và xử lý. Khả năng thực bào tăng khi phức hợp miễn dịch gắn thêm bổ thể. một số phức hợp có thể lắng đọng tại chỗ (khi thừa KT) phức hợp này gây lắng đọng ở thành mạch, khớp, màng đáy cầu thận…dẫn đến viêm rải rác.

4.3. Phân loại miễn dịch thu được

- Miễn dịch chủ động: Cơ thể sản xuất KT đặc hiệu sau khi được mẫn cảm với kN
+ Miễn dịch chủ động tự nhiên: Do tiếp xúc với KN một cách ngẫu nhiên trong cuộc sống
+ Miễn dịch chủ động nhân tạo: Gặp trong tiêm chủng vacxin
- Miễn dịch thụ động: đưa KT từ ngoài vào
+ Miễn dịch thụ động tự nhiên: Kháng thể từ mẹ chuyển sang cho con qua rau thai, qua sữa
+ Miễn dịch chủ động có chủ ý: dùng huyết thanh điều trị, tiêm kháng huyết thanh

5. Viêm đặc hiệu

Là viêm do phản ứng kết hợp giữa KN và KT gây ra.
Cơ chế chính của viêm đặc hiệu: Kháng nguyên kết hợp kháng thể làm hoạt hoá hệ thống bổ thể tạo ra phức hợp tấn công màng gây ly giải tế bào, dẫn đến tổn thương tổ chức thứ phát. Trong quá trình hoạt hoá một số mảnh bổ thể được phóng thích ra (C3a, C5a) có tác dụng hấp dẫn bạch cầu gây dãn mạch, tăng tính thấm thành mạch…Bổ thể hoạt hoá kéo theo hoạt hoá hệ thống đông máu gây đông máu trong lòng mạch, hoạt hoá kinin huyết tương làm thành mạch càng dãn và tăng tính thấm
Khi đáp ứng miễn dịch là dịch thể xảy ra chủ yếu thì phản ứng viêm xảy ra nhanh, còn đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào là chủ yếu thì phản ứng xảy ra chậm, việc chia 2 loại miễn dịch dịch thể và tế bào chỉ là tương đối, trên thực tế có ít loại KN chỉ gây ra đơn thuần một loại phản ứng

Tác giả: Dr. Trần Quang Cảnh