ĐÁP ỨNG TẠO KHÁNG THỂ VÀ MIỄN DỊCH TRUNG GIAN TẾ BÀO

Transcript

1 42 Chương 5 ĐÁP ỨNG TẠO KHÁNG THỂ VÀ MIỄN DỊCH TRUNG GIAN TẾ BÀO Đáp ứng miễn dịch chủ yếu gồm hai phương thức là miễn dịch dịch thể trung gian với kháng thể là các globulin miễn dịch và miễn dịch tế bào trung gian với nhiệm vụ của các tế bào lympho T. Những tế bào lympho trưởng thành chỉ biệt hóa tiếp tục khi nó gặp được kháng nguyên, khi đó chúng sẽ tiếp tục tăng sinh thành một số lớn tế bào lympho đặc hiệu kháng nguyên với mục đích để loại bỏ chính kháng nguyên đã gây nên đáp ứng đó. Tế bào lympho T có thể trực tiếp giết chết tế bào nhiễm hoặc hoạt hóa đại thực bào để đại thực bào tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh trong túi nội bào. Mặt khác tế bào lympho T còn có vai trò quan trọng trong việc kích thích tế bào lympho B biệt hóa thành tương bào sản xuất kháng thể chống lại hầu hết các kháng nguyên; ngoài ra đáp ứng này có vai trò quan trọng chống lại các tác nhân gây bệnh nội bào. I. Đáp ứng tạo kháng thể Đáp ứng miễn dịch dịch thể được thực hiện qua trung gian kháng thể là các globulin miễn dịch (immunoglobuline) gọi tắt là Ig, được sản xuất từ tế bào lympho B. Tất cả các immunglobulin được tổng hợp từ một clon tế bào B riêng biệt thì có tính đặc hiệu kháng nguyên như nhau, nhưng tùy thuộc giai đoạn chín mà có thể có một isotype immunglobulin khác nhau. Những Ig nầy thể hiện như là cấu trúc nhận biết kháng nguyên của tế bào lympho B nhưng đồng thời nó cũng thể hiện như là những phân tử hiệu lực cơ bản. 1. Các giai đoạn biệt hóa của tế bào lympho B Người ta phân biệt sự chín không phụ thuộc kháng nguyên trong tủy xương và gan ở thời kỳ bào thai và sự chín phụ thuộc kháng nguyên ở cơ quan lympho ngoại biên (các nang nguyên phát và thứ phát của hạch lympho, mảng Peyer, v.v... ) 1.1. Khi chưa gặp kháng nguyên - Tế bào mầm tạo máu (hematopoietic stem cell) phát triển thành tiền tế bào B (pre - B cell), có ở gan bào thai và tủy xương người. Tiền tế bào B chỉ tổng hợp những chuỗi nặng typ µ (muy), nhưng chưa tổng hợp được những chuỗi nhẹ và có thể chính vì vậy mà chưa có khả năng nhận dạng kháng nguyên (chưa có các thụ thể (chất tiếp nhận). - Tiếp theo là giai đoạn phát triển thành tế bào lympho non (immature B lymphocyte), vẫn còn nằm trong tổ chức lympho bào thai và tủy xương người, đã có IgM trên bề mặt ( chuỗi nhẹ κ - kappa hoặc λ - lamda) nhưng tiếp xúc với kháng nguyên hình như vẫn còn dẫn đến một sự dung thứ. - Tiếp theo tế bào lympho B chưa chín biệt hóa thành tế bào lympho B chín (mature B lymphocyte) và cũng trình diện IgD lên bề mặt tế bào bên cạnh IgM và có cùng tính đặc hiệu kháng nguyên (có cùng vùng V do cùng sử dụng bộ gen V.D.J ). Nếu ở giai đoạn nầy nó không gặp kháng nguyên thì nó cũng sớm bị hủy vì thời gian bán hủy khoảng tù 3-4 ngày. Mỗi tế bào lympho B có khoảng 10 5 phân tử IgM và IgD trên màng tế bào. Nó hoạt động như những chất tiếp nhận (receptor) kháng nguyên đặc hiệu và đóng vai trò quan trọng đối với sự kích thích cảm ứng kháng nguyên của tế bào lympho B. Song song với sự bộc lộ

2 IgM, IgD lên màng tế bào thì những chất tiếp nhận đối với mảnh Fc của IgG, đối với mảnh bổ thể, lymphokin, vi rut Epstein Barr v.v... cũng được bộc lộ Khi gặp kháng nguyên Tế bào lympho B chín có thể được kích thích qua sự liên kết của kháng nguyên lên IgM bề mặt hoặc IgD với sự phối hợp tế bào lympho T hổ trợ và những tế bào được kích thích này sẽ tăng sinh thành một clon tế tế bào lympho B với hai con đường sau: - Hầu hết phát triển thành một clon tương bào sản xuất kháng thể có vai trò quyết định trong đáp ứng miễn dịch dịch thể. - Một số ít tế bào lympho B được kích thích khác chuyển thành tế bào lympho B nhớ có đời sống lâu (có thể sống đến 6 năm). Những tế bào lympho này có vai trò quan trọng trong đáp ứng miễn dịch thứ phát. 2. Sự sắp xếp các gen mã cho kháng thê trên tế bào mầm Sự tổng hợp các vùng thay đổi của chuối nặng và chuỗi nhẹ ở vị trí kết hợp kháng nguyên diễn ra qua sự phối hợp của những gene Immunglobulin của tế bào lympho trong khi phát triển từ tế bào mầm đến tế bào B chín. Những gene cần cho sự sản xuất kháng thể được khu trú trên 3 nhiễm sắc thể khác nhau: - Gene tổng hợp chuỗi nặng (H) nằm trên nhiễm sắc thể số Gene tổng hợp chuỗi nhẹ (L) typ kappa nằm trên nhiễm sắc thể số 2. - Gene tổng hợp chuỗi nhẹ (55 L) typ lamda nằm trên nhiễm sắc thể số 22.

3 44 Hình 5.1. Sự tổng hợp của chuổi nhẹ kháng thể (Vùng thay đổi của chuổi L được mã hóa bởi hai đoạn gen) Vùng thay đổi của chuỗi nhẹ L sẽ được mã qua 2 đoạn DNA tách biệt, hai đoạn nầy tập trung trong tế bào B qua sự sắp xếp DNA. Đoạn đầu tiên mã 95 hoặc 96 axit amin đầu tiên của chuỗi nhẹ và được coi là đoạn V (Variable). Đoạn DNA thứ 2 mã khoảng axit amin cuối cùng của vùng thay đổi và có tên là đoạn gen J (Joining). Vùng thay đổi của chuỗi nặng được khóa trong 3 đoạn gene rời. Bổ sung vào những đoạn V và J có một đoạn gene thứ 3 mã các axit amin giữa những đoạn Vh và Jh, đoạn bổ sung nầy gọi là đoạn gen D (diversity ). Có nhiều gene cho các đoạn thay đổi. Đối với chuỗi L kappa thì có khoảng 250 đoạn Vk và 4 đoạn Jk hoạt động. Đối với chuỗi nặng thì lớn hơn nhiều nhưng chưa xác định được chắc chắn, ước tính khoảng từ đoạn Vh, khoảng đối với Dh và 4-6 đối với Jh. Mỗi gene V luôn có chuỗi L (leader ) đi trước. Đối với phần hằng định của Immunglobulin cua mỗi lớp hoặc lớp phụ thì có một gene hằng định C (constant). Sự hình thành một gene hoạt động chịu trách nhiệm cho sự tổng hợp một kháng thể đặc hiệu diễn ra qua sự tái phối gene như H.1 và H.2. Hình 5.2. Sự tổng hợp của chuổi nặng kháng thể (Vùng thay đổi của chuổi H được mã hóa bởi ba đoạn gen) Sự tái phối hợp ngẫu nhiên của những đoạn V với 15 đoạn Dh và 4-6 đoạn Jh cho ta một khả năng phối hợp theo tính toán là khoảng 10 9 đến 10 11

4 - Locus chuỗi nặng trên nhiễm sắc thể 14: 5 - L 1 - Vh 1 - // - Ln - VHn - // - Dh 1 - // - DHn - J 1, 2, 3,4,5,6 - Cµ - Cδ - Cγ 3 - Cγ 1 - Cε 2 - Cα 1 - Cγ 2 - Cγ 4 - Cε 1 - Cα 2-3 (trong đó có khoảng gen mã cho Vh, 15 gen cho D và 4 gen J) - Locus chuỗi nhẹ typ kappa trên nhiễm sắc thể 2: Sự tái phối hợp gen chuỗi L tương ứng với sự tái phối hợp chuỗi H, bắt đầu bằng sự sắp xếp locus chuỗi kappa qua sự tái phối hợp của một trong nhiều đoạn gen V với 1 trong 5 đoạn gen J. 5 - L 1 - V κ1 - // - Ln - V κn - // - J κ1, 2, 3, 4,5 - C κ Locus chuỗi nhẹ typ lamda trên nhiễm sắc thể số 22 : 5 - L 1 - V λ1 - // - Ln - V λn - // - J λ1 C λ1 - J λ2 C λ2 - J λ3 C λ3 - J λ4 C λ4 - J λ5 C λ5 - J λ6 C λ6-3 ( Trong đó khoảng 200 gen mã cho vùng V lamda ) 3. Sự tái sắp xếp các gien qua các giai đoạn biệt hóa của tế bào lympho B 45 Sơ đồ 5.1. Sự tái sắp xếp các gien qua các giai đoạn biệt hóa của tế bào lympho B 1. Sự sắp xếp gien ở tế bào mầm : 5 - L - V - D - J - CH - 3 ( NST số 14 từ bố ) 5 - L - V - D - J - CH - 3 ( NST số 14 từ mẹ )

5 2. Sự sắp xếp gien ở tế bào tiền B sớm : 5 - L- V - DJ - CH L - V - DJ - CH - 3 ( Sắp xếp DJ trên cả 2 NST ) 3. Sự sắp xếp gien ở tế bào tiền B muộn : 5 - L - VDJ - CH L - V - DJ - CH - 3 Sự tái tổ hợp VDJ ở nhiễm sắc thể thứ nhất sẽ ức chế sự tái tổ hợp trong nhiễm sắc thể thứ hai; đó là sự loại trừ alen. Nếu sự tái tổ hợp VDJ trên nhiễm sắc thể thứ nhất không thành thì sẽ tiếp tục tái tổ hợp trên nhiễm sắc thể thứ hai. Nếu nhiễm sắc thể thứ hai cũng không thành thì tế bào sẽ bị hủy trong giai đoạn này. Nếu được thì ARN thông tin sẽ mang V.D.J.C muy để tổng hợp chuỗi muy, do đó trong bào tương có chuỗi muy. 4. Sự sắp xếp gien ở tế bào tiền lympho B đến tế bào lympho B non 5 - L - VJ - Cκ- 3 ( locus chuỗi L kappa trên NST thứ nhất bộ nhiễm sắc thể thứ hai) 5 - L - V - J - Cκ - 3 (locus chuỗi L kappa trên NST thứ hai) Sự tái tổ hợp VJ trong nhiễm sắc thể thứ nhất sẽ ức chế sự tái tổ hợp trong nhiễm sắc thể thứ hai, đó là sự loại trừ isotyp chuỗi nhẹ. ARN thông tin sẽ mang V.J.Ck để tổng hợp chuỗi nhẹ kappa, do đó trên bề mặt tế bào lympho B non có IgM với chuỗi H là muy và chuỗi L là kappa. Nếu sự tái tổ hợp VJ trong NST thứ nhất của bộ NST số hai không thành thì sẽ được tái sắp xếp trên nhiễm sắc thể thứ hai; nếu sự tái tổ hợp VJ trong nhiễm sắc thể thứ hai cũng không thành thì locus chuỗi nhẹ lamda ở nhiễm sắc thể số 22 lại tái sắp xếp theo một cách tương tự. Nếu tổ hợp thành công thì sẽ có IgM bề mặt chuỗi nặng muy và chuỗi nhẹ lamda. Nếu mọi tái tổ hợp lần lượt không thành thì tế bào sẽ bị hủy. 5. Sự sắp xếp gene ở tế bào lympho B trưởng thành Trên bề mặt tế bào lympho B trưởng thành có IgM bề mặt và cả IgD. Nếu không gặp kháng nguyên thì tế bào sẽ bị hủy. Nếu gặp kháng nguyên thì tế bào sẽ tăng sinh và biệt hóa thành nhiều tương bào sản xuất kháng thể. Đối với đáp ứng nguyên phát bộ gen VDJ sẽ được sao chép với một gene µ nên kháng thể được tạo thành là IgM. Sự chuyển đổi sang một lớp globulin khác diễn ra trong vùng S (switch), tại đây gene muy sẽ bị thất lạc do chuyển đổi và được thay gene gamma 3 để tổng hợp IgG 3. Tiếp theo lại có sự chuyển đổi lớp, đó là sự thay đổi chuỗi µ, chuỗi delta bằng gamma, alpha và epsilon vv... Lưu ý các gene mã cho vùng C khác nhau nằm theo thứ tự phía sau VDJ (phía 3 ), đầu tiên là Cµ nên giải thích tại sao trong đáp ứng tiên phát lớp kháng thể chủ yếu IgM. Các lớp kháng thể này có cùng tính đặc hiệu kháng nguyên vì có cùng vùng V (do cùng sử dụng bộ gene VDJ ) 46

6 47 Hình 5.3. Sự chuyển đổi của các lớp Ig trong đáp ứng miễn dịch (Sự chuyển đổi lớp Ig trong đáp ứng miễn dịch nếu vùng VDJ kết hợp với gen µ thì RNA sẽ sản xuất IgM. trong quá trình chín liên quan đến tế bào Th có lẽ hoạt hoá cơ chế đột biến ở vùng VDJ, gen C - Cγ 3 - được thay vào gen µ.. Gen µ và gen δ bị mất và sự sao mã để sản xuất IgG 3 ) Sự chuyển đổi từ Immunglobulin màng sang Immumglobulin tiết: Sự chuyển đổi diễn ra nếu các tế bào lympho B hoạt hóa thành tương bào. Những Immumglobulin tiết thì nhỏ hơn Immumglobulin thẩm xuyên màng vì nó không có những axit amin bổ sung ở phần tận cùng C cuối chuỗi nặng đẻ cắm phân tử nầy lên màng té bào do đó chúng tiết vào máu Sự sắp xếp các gien trên tế bào lympho B trưởng thành : Như đã nói những gien J cần cho chuỗi nhẹ, những gien D và J cần cho chuỗi nặng ; mỗi gien V thì luôn có chuỗi L đi trước, do đó: Chuôi nặng : - L- VDJ - // - C Chuỗi nhẹ : - L - VJ - // - C 6. Tính đa dạng của kháng thể Hầu như mối một chất đều có thể gây một đáp ứng tạo kháng thể và đáp ửng nầy cũng đa dạng trên một kháng nguyên và bao gồm nhiều phân tử kháng thể khác nhau. Tập hợp toàn bộ các đặc hiệu kháng thể trong một cá thể người ta gọi là danh mục kháng thể. Thường nó bao gồm khoảng các phân tử khác nhau. Quá trình tái phối hợp thân có thể gắn mỗi đoạn gene V với mỗi đoạn gene J hoặc DJ. Do đó phần lớn tính đa dạng kháng thể xuất hiện là qua sự tuyển chọn các phối hợp khác nhau từ nhiều đoạn gen, từ đó mỗi lĩnh vực V sẽ được tạo nên. C h ọn 1 tro n g 2 00 đến C h ọn 1 tro n g 1 5 C h ọn 1 tro n g sự tái tổ hợp khác nhau Hình 5.4. Sự tái tổ hợp ngẫu nhiên của các gene tạo nên tính đa dạng của kháng thể Số lượng các vùng thay đổi khác nhau có thể có được là tùy thuộc vào số lượng các đoạn gien của mỗi typ. - Đối với chuỗi L typ kappa: Có khoảng 250 đoạn Vk và 4 đoan Jk hoạt động. Như

7 vậy tổng số khả năng phối hợp là = Đối với chuỗi nặng thì khó hơn vì con số chính xác của đoạn VH thì chưa rõ, phỏng đoán từ Sự liên kết ngẫu nhiên của những đoạn V với 15 đoạn Dh và 4 đoạn Jh sẽ cho một con số phối hợp có thể có từ = đếïn = Nếu lấy trị trung bình là khoảng 400 đoạn Vh thì số khả năng phối hợp là = Đánh giá tính đa dạng có thể có được qua sự phối hợp của những chuỗi nặng và nhẹ: Chuỗi H. L = V. D. J. V. J = = 2, Tuy nhiên không phải tất cả mọi tái sắp xếp đều luôn luôn đạt được,nên theo tính toán con số nầy thường nhỏ hơn. Nhưng thực tế do đột biến thân trong tế bào lympho B khi tiếp xúc với kháng nguyên mà số lượng kháng thể càng thêm phong phú và đa dạng hơn nhiều. 7. Sự hợp tác giữa tế bào lympho T và tế bào lympho B 7.1. Đối với kháng nguyên phụ thuộc tế bào lympho T Đối với kháng nguyên phụ thuộc tế bào lympho T thì sự kích thích tế bào lympho B cần có sự hổ trợ của tế bào lympho T. Qua sự hoạt hóa đòng thời của tế bào lympho T những cytokin sẽ được giải phóng. Một số cytokin hoạt động như là yếu tố hoạt hóa và / hoặc tăng trưởng đối với sư chín của tế bào B nếu sự tiếp xúc giữa tế bào lympho B và tế bào lympho T được bảo đảm nhờ vào phân tử CD40 của tế bào lympho B với chất gắn CD40 của tế bào lympho T hổ trợ. Để biệt hóa thành tương bào sản xuất kháng thể đặc hiệu tế bào lympho B phải nhận được 2 tín hiệu đồng thời: + Sự liên kết của kháng nguyên lên Immumglobulin bề mặt của tế bào lympho B (Tín hiệu 1) + Thụ thể của tế bào lympho Th nhận diện phức hợp kháng nguyên- MHC lớp II được vận chuyển lên màng tế bào B, đòng thời chất gắn CD40 trên bề mặt tế bào Th sẽ gắn lên CD40 trên tế bào lympho B; qua đó cytokin mới được giải phóng (IL4) và tác động lên chất tiếp nhận của cytokin trên tế bào lympho B (Tín hiệu 2). Đủ 2 tín hiệu đó tế bào lympho B mới biệt hóa thành tương bào sản xuất kháng thể. Một số cytokin khác có thể gây chuyển đổi isotyp như : IL 2, IFN-γ : Tác dụng chuyển đôíi IgM sang IgG 1, IgG 3 IL 4, IL 13 IL 5, IL 2 : Tác dụng chuyển đổi IgM sang IgE, IgD : Tác dụng chuyển đổi IgM sang IgA v.v... 48

8 49 Hình Cơ chế hợp tác tế bào lympho T và tế bào lympho B 7.2. Đối với kháng nguyên không phụ thuộc tế bào T Đối với kháng nguyên không phụ thuộc tuyến ức thì sự hổ trợ của tế bào lympho T là không cần thiết, tế bào lympho B có thể hoạt hóa trực tiếp. Những kháng nguyên nầy thường là những kháng nguyên có cấu trúc QĐKN lập lại nhiều lần. Ví dụ: Đáp ứng miễn dịch IgM chống lipopolysaccarid của màng vi khuẩn hoặc kháng nguyên nhóm máu hay đáp ứng IgG 2 chống polysaccarid vỏ phế cầu vv... (có lẽ được hỗ trợ từ những cytokin không phải từ tế bào lympho T). II. Đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào Miễn dịch trung gian tế bào thuộc phạm vi nhiệm vụ của tế bào lympho T. Sau khi tế bào lympho T chấm dứt sự phát triển của mình ở tuyến ức, nó đi vào máu rồi đến cơ quan lympho ngoại biên. Sau đó nó lại quay vào máu trở lại cho đến khi gặp kháng nguyên. Để tham gia vào đáp ứng miễn dịch, các tế bào lympho T non phải được kích thích để tăng sinh và biệt hóa thành những tế bào có thể tham gia vào việc loại bỏ các tác nhân gây bệnh và lúc đó người ta gọi là tế bào lympho T hiệu lực. Có ba dạng hoạt động của tế bào lympho T hiệu lực: Nó phát hiện các kháng nguyên bắt nguồn từ các yếu tố gây bệnh khác nhau và được trình diện bởi 2 loại phân tử MHC khác nhau thông qua thụ thể của tế bào lympho T (TCR ). Thụ thể của tế bào T được tổng hợp cũng tương tự quá trình hình thành phần lớn kháng thể bởi tế bào lympho B. Về lý thuyết có khoảng chất tiếp nhận đặc hiệu kháng nguyên tế bào được tạo thành. Những kháng nguyên của các tác nhân gây bệnh phát triển trong bào tương (vi rut), các protein nội bào và protein đặc hiệu u...(còn gọi là protein nội sinh) thì sẽ được vận chuyển lên bề mặt tế bào bởi phân tử MHC lớp I và trình diện cho tế bào TCD8 gây độc để nó trực tiếp diệt tế bào nhiễm. Những kháng nguyên của những vi sinh vật gây bệnh phát triển trong những túi nội bào và cả vi khuẩn tiếp nhận ngoại bào, độc tố... còn gọi là những protein ngoại sinh thì sẽ được vận chuyển lên bề mặt tế bào bởi phân tử MHC lớp II và trình diện cho tế bào lympho TCD4. Từ đó tế bào này có thể biệt hóa thành 2 loại tế bào lympho T hiệu lực:

9 - Biệt hóa thành tế bào lympho T gây viêm ( còn gọi là Th1); nó sẽ hoạt hóa đại thực bào nhiễm để đại thực bào có thể tiêu diệt các tác nhân gây bệnh nội bào. - Biệt hóa thành tế bào lympho T hỗ trợ (còn được gọi Th2); nó sẽ kích thích tế bào lympho B sản xuất kháng thể để chống lại tác nhân gây bệnh (độc tố vi khuẩn ). Những tế bào ảnh hưởng lên tế bào lympho T hiệu ứng sẽ được coi như là tế bào đích. Đáp ứng miễn dịch trung gian tế bào có vai trò quan trọng trong việc loại bỏ các vi khuẩn, vi rut sống trong tế bào, các tế bào ung thư và tế bào ghép. 1. Tế bào lympho TCD4 và sự khởi động đáp ứng miễn dịch. Tế bào lympho TCD4 khởi động cả đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào lẫn miễn dịch dịch thể : - Miễn dịch trung gian tế bào + Tế bào lympho TCD4 gây viêm (Th1) có khả năng nhận diện phức hợp KN-MHC lớp II trên đại thực bào nhiễm để hoạt hóa đại thực bào nhiễm, từ đó đại thực bào hoạt hóa mới có thể tiêu diệt tác nhân gây bệnh. Ví dụ cơ chế đề kháng với vi khuẩn lao, vi khuẩn Hansen, Pneumocytis carinii... + Tế bào lympho TCD4 hỗ trợ (Th2) có khả năng nhận diện phức hợp KN-MHC lớp II trên tế bào trình diện kháng nguyên rồi tiết ra cytokin (IL2, IL6, INFγ) để kích thích tiền tế bào T gây độc thành tế bào T có hiệu lực gây độc (Tc).Từ đó tế bào Tc mới có khả năng ly giải tế bào đích. Ví dụ cơ chế đề kháng với vi rut cúm, độc tố... - Miễn dịch dịch thể Tế bào lympho TCD4 hỗ trợ nhận diện phức hợp KN - MHC lớp II trên tế bào lympho B đặc hiệu và hoạt hóa tế bào lympho B cho việc sản xuất kháng thể chống tác nhân gây bệnh. Bằng cách tiết cytokin, tế bào lympho TCD4 sẽ tập trung các tế bào hiệu ứng không đặc hiệu và kích thích chức năng hoạt động của chúng để biến các tế bào này trở thành các yếu tố tham gia vào đáp ứng miễn dịch đặc hiệu : + TNF- α và LT : hoạt hóa bạch cầu đa nhân trung tính và tế bào nội mạc mạch máu. + IL5 : hoạt hóa bạch cầu ái toan. + IFN-γ :hoạt hóa bạch cầu đơn nhân. + IL2 : hoạt hóa tế bào NK, tế bào T và cả tế bào B 1.1 Quá mẫn muộn và các tế bào hiệu ứng Quá mẫn muộn là một đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào trong đó tế bào hiệu ứng quan trọng nhất là đại thực bào. Kiểu đáp ứng này là cơ chế đề kháng đối với vi khuẩn nội bào như vi khuẩn lao, Listeria monocytogen...chúng phát triển trong các túi nội bào của đại thực bào do đó tránh được tác dụng của kháng thể và hiệu lực độc của tế bào Tc. Trong trường hợp này các vi khuẩn sẽ bị loại trừ nếu tế bào T CD4 gây viêm hoạt hóa được đại thực bào. Vì vậy tế bào T CD4 có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ chống lại các tác nhân gây bệnh phát triển trong túi nội bào. Sự hoạt hóa đai thực bào diễn ra qua dấu hiệu liên kết màng của tế bào T CD4 gây viêm và qua cytokin hoạt hóa đại thực bào do tế bào Th1 tiết ra (quan trọng nhất là IFN-γ và cả IFN-α). 50

10 51 Đại thực bào nhiễm Tế bào Th1 họat hóa Hình 5.6. Đáp ứng miễn dịch đối với VK nội bào được điều khiển bởi tế bào TCD4 gây viêm Các cytokin được giải phóng từ tế bào Th1 khi tiếp xúc với tê bào trình diện kháng nguyên: - IFN-γ : hoạt hóa đại thực bào để đại thực bào tiêu diệt vi khuẩn bên trong nó. - LT (TNF-β ) : giết chết các đại thực bào nhiễm mãn để giải phóng các vi khuẩn bên trong nó nhằm lôi kéo các đại thực bào mới đến tiêu diệt. - IL-2 : tăng sinh tế bào T và số lượng tế bào hiệu ứng. - IL-3 + GM-CSF : gây biệt hóa đại thực bào trong tủy xương. - LT + MCF : gây xuyên mạch đại thực bào đến ổ viêm. - MCF + MIF : tập trung đại thực bào tới ổ viêm Mặt khác khi đại thực bào hoạt hóa, nó có thể gây thương tổn tổ chức tại chổ; chính vì vậy tế bào này phải được điều hòa hoạt hóa một cách nghiêm ngặt. Tế bào T CD4 gây viêm (Th1) sản xuất nhiều cytokin khác nhau không những hoạt hóa đại thực bào nhiễm mà còn giết chết đại thực bào già để giải phóng các vi khuẩn chứa bên trong no,ï nhằm lôi cuốn đại thực bào mới đến ổ viêm. Như vậy tế bào T CD4 gây viêm đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm tra và điều khiển phản ứng bảo vệ của túc chủ đối với tác nhân gây bệnh nội bào. Chính sự thiếu hụt chức năng này tại bệnh nhân AIDS mà dẫn đến sự nhiễm khuẩn nội bào trầm trọng ví dụ lao, pneumocystis carinii...(do giảm tế bào Th1 nên không hoạt hóa được đại thực bào; do đó giảm khả năng đề kháng nội bào). Ví dụ đáp ứng quá mẫn muộn: Khi tiêm protein tinh khiết vi khuẩn lao cho người đã nhiễm lao hoặc đã chủng lao. Khoảng 4 giờ sau tiêm thấy tập trung bạch cầu trung tính; khoảng 12 giờ sau thấy thâm nhiễm tế bào T, bạch cầu đơn nhân, các tế bào nội mạc mạch máu co lại và tăng tính thấm, thoát fibrinogen vào tổ chức, nơi tiêm phù nề và cộm cứng. Hiện

11 tượng này chỉ điểm một phản ứng quá mẫn muộn, có thể phát hiện sau tiêm giờ. Phản ứng này có thể truyền vay mượn qua tế bào T CD4. 2. Quá trình xử lý kháng nguyên, tế bào trình diện kháng nguyên và các giai đoạn nhận biết - hoạt hóa Quá trình xử lý kháng nguyên. Tế bào T có thể không nhận diện kháng nguyên hòa tan mà protein phải được chuyển thành dạng có khả năng sinh miễn dịch; điều này diễn ra trong tế bào trình diện kháng nguyên. Sản phẩm cuối cùng của một quá trình trình diện kháng nguyên đối với tế bào T CD4 là một mảnh peptit tương đối ngắn khoảng a. amin có khả năng sinh miễn dịch và liên kết lên protein MHC lớp II trên màng tế bào trình diện kháng nguyên. Sự biến đổi một kháng nguyên từ dạng không liên kết MHC thành dạng liên kết MHC sẽ được coi là quá trình xử lý kháng nguyên. Quá trình xử lý kháng nguyên bao gồm 4 giai đoạn: - Sự nhập nôi bào của kháng nguyên / tế bào thực bào. Sự thực bào có thể được mạnh lên qua sự liên kết của phức hợp kháng nguyên kháng thể lên chất tiếp nhận mảnh Fc của thực bào đơn nhân hoặc của tế bào B (FcR). - Sự phân cắt kháng nguyên bởi enzym tiêu protit trong các túi nội bào (endosome). - Sự liên kết các mảnh peptit lên protein MHC lớp II trong túi nội bào (endosome). - Sự vận chuyển phức hợp peptit- MHC lớp II lên màng tế bào để trình diện kháng nguyên 2.2. Tế bào trình diện kháng nguyên (APC) và các giai đoạn nhận biết, hoạt hóa. -Tế bào trình diên kháng nguyên là tế bào có khả năng trình diện mảnh peptit kháng nguyên lên cả 2 lớp phân tử MHC và chuyển giao một tín hiệu đồng kích thích qua phân tử B7. Ba typ tế bào có thể hoạt động như một tế bào trình diện kháng nguyên cổ điển là đại thực bào, tế bào bạch tuộc và tế bào ympho B. Mỗi tế bào có một chức năng khác trong đáp ứng miễn dịch. Tế bào T chỉ được biệt hóa rồi tăng sinh khi nó đồng thời nhận được 2 tín hiệu từ các tế bào trình diện kháng nguyên: - Tín hiệu 1: Chất tiếp nhận của tế bào T nhận diện phức hợp kháng nguyên-mhc trên tế bào trình diện kháng nguyên. - Tín hiệu 2: Là tín hiệu đồng kích thích qua phân tử B7 trên tế bào trình diện kháng nguyên gắn lên phân tử CD28 của tế bào T. + Đại thực bào : Khi chưa hoạt hóa thì không hoặc có rất ít phân tử MHC lớp II và cũng chưa bộc lộ phân tử B7. Sự hình thành các phân tử này sẽ được tạo nên qua sự tiếp nhận kháng nguyên, chủ yếu là các kháng nguyên vi khuẩn. + Tế bào bạch tuộc: Nó bộc lộ nhiều phân tử MHC lớp I và cả MHC lớp II cũng như phân tử đồng kích thích B7. Nó trình diện các peptit kháng nguyên vi rút và độc tố tế bào. Những peptit được trình diện lên MHC lớp I thì sẽ được nhận biết bởi tế bào T CD8 để tế bào này có thể gây độc trực tiếp hoặc trình diện lên MHC lớp II thì sẽ được nhận biết bới tế bào T CD4 (nó có thể biệt hóa thành Th1 và Th2). Tế bào Th2 sẽ kích thích tế bào lympho B sản xuất kháng thể để ngăn cản sự đột nhập của vi rút vào trong tế bào Như vậy trong nhiễm vi rút, tế bào bạch tuộc kích thích cả tế bào TCD8 lẫn tế bào TCD4. + Tế bào lympho B: Có khả năng nhận biết các quyết định cấu trúc của protein và cacbonhydrat (kháng nguyên hòa tan) với chất tiếp nhận màng IgM và IgD. Bên cạnh chức 52

12 năng tạo kháng thể, tế bào lympho B cũng có thể đóng vai trò của một tế bào trình diện kháng nguyên đối với tế bào TCD4 qua MHC lớp II và bộc lộ được phân tử B7 ví dụ Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Clostridium tetani, Poliovirus, Pneumocystis carinii... Tế bào B cũng cần 2 tín hiệu để hoạt hóa: - Sự liên kết của kháng nguyên lên IgM hoặc IgD màng. - Sự hoạt hóa qua cytokin hoặc một cầu bổ thể ví dụ C3d. - Sự nhận diện kháng nguyên qua tế bào T Tế bào CD4 và CD8 nhận diện kháng nguyên bằng chất tiếp nhận kháng nguyên của tế bào T qua sự tuyển chọn clon tương tự tế bào B. Tuy nhiên có thể nó không tiếp nhận kháng nguyên hòa tan tự do mà kháng nguyên chỉ ở dạng liên kết với cấu trúc MHC được trình diện lên màng tế bào trình diện kháng nguyên hoặc tế bào đích ( sự giới hạn bởi MHC) 53 Tế bào T gây độc Tế bào T gây viêm (Th1) Tế bào Thổ trợ (Th2) G iết Hoạt hóa Hoạt hóa Vi khuẩn nội bào Đại thực bào Độc tố v i Tế bào B đặ hiệu k h u ẩn K N Giết tế bào KT kháng độc đíc h Tế bào T CD8: Tế bào T CD4: tố P e p tid + M H C 1 Peptid + MHCll Hình 5.7. Các tế bào lympho T hiệu lực đối với các tác nhân gây bệnh khác nhau Tóm lại sự quyết định đáp ứng miễn dịch dịch thể hay miễn dịch tế bào là chính hoặc phối hợp cả hai, điều này phụ thuộc vào sự biệt hóa của tế bào TCD4 thành tế bào Th1 hoặc Th2. Sự hoạt hóa tuyển chọn thành TCD4 gây viêm thì đáp ứng miễn dịch trung gian tế bào là chính và ngược lại thành TCD4 hổ trợ thì đáp ứng miễn dịch dịch thể là chính. Người ta nhận thấy vai trò MHC và cytokin được tạo ra có ảnh hưởng đến con dường biệt hóa này. Ví dụ đối với vi khuẩn Mycobacterium chẳng hạn; vi khuẩn xâm nhập vào cơ thể thì phát triển trong các túi đại thực bào. Một đáp ứng có hiệu lực của túc chủ là đòi hỏi phải hoạt hóa được đại thực bào qua TCD4 gây viêm. + Tại bệnh hủi lành tính thể củ (Tuberculoid leprosy): chủ yếu TCD4 gây viêm được cảm ứng, người ta thấy có một ít vi khuẩn sống sót, một ít kháng thể được tạo thành và hầu hết người bệnh được sống sót (Th1 tiết IFN-γ, IL-2, TNF-α)

13 + Tại thể hủi ác tính: chủ yếu TCD4 hổ trợ được cảm ứng nên đáp ứng miễn dịch lại là dịch thể. Kháng thể không hiệu quả đối với các vi khuẩn nội bào, do đó vi khuẩn hủi phát triển không bị kìm chế.thể này thường đưa đến tử vong (Th2 tiết IL-4 và IL-10 ) II. SỰ ĐỘC TẾ BÀO TRUNG GIAN QUA TẾ BÀO T Tất cả các vi rút và một số vi khuẩn chỉ được phát triển trong bào tương của tế bào nhiễm vì rút là một loại ký sinh phức tạp, nó không có bộ máy tổng hợp và chuyển hóa riêng. Do phát triển trong bào tương nên tránh được tác dụng của kháng thể, do đó nó chỉ bị tiêu diệt khi giết chết tế bào nhiễm. Trong trường hợp này tế bào TCD8 gây độc đóng vai trò quan trọng vì nó có thể giết chết một cách có chọn lựa các tế bào nhiễm này. Sự biệt hóa từ tiền Tc thành tế bào Tc có thể gây độc trực tiếp cũng đòi hỏi 2 tín hiệu: + Tín hiệu 1: Chất tiếp nhận tế bào T nhận diện phức hợp KN-MHC lớp I trên tế bào trình diện kháng nguyên hoặc tế bào đích. + Tín hiệu 2: Cytokin do tế bào TCD4 tiết ra (IL-6, IL-2, IFN-γ) khi nó nhận diện chính kháng nguyên ấy trên tế bào trình diện kháng nguyên. Trên súc vật thực nghiệm, nếu loại bỏ tế bào TCD8 gây độc thì con vật sẽ bị nhiễm vi rút rất nặng nề.tương tự ở chuột hay ở người nếu thiếu MHC lớp I cũng vậy sẽ bị nhiễm trùng vi rút rất nặng (MHC lớp I cần thiết để trình diện kháng nguyên vi rút cho tế bào TCD8) - Chức năng chính của tế bào Tc Bằng cách ly giải tế bào đích, tế bào Tc có khả năng giết chết các vi sinh vật phát triển trong bào tương mà chủ yếu là vi rút và một số vi khuẩn (Toxophasma gondii,...). Mặt khác nó cũng có khả năng giết chết các tế bào ung thư và các tế bào ghép. Để loại bỏ các tế bào nhiễm hoặc tế bào lạ mà không hủy hoại tế bào lành, tế bào TCD8 chỉ giết chết một cách có chọn lựa những tế bào đích đã bộc lộ kháng nguyên đặc hiệu mà thôi. Tế bào TCD8 gây độc cũng sản xuất IFN-γ và cả TNF-α để kìm hãm sự nhân lên của vi rút,làm tăng sự bộc các phân tử MHC lớp I và hoạt hóa đại thực bào. - Cơ chế ly giải của tế bào Tc. Để có thể ly giải tế bào đích, trước hết tế bào Tc gắn lên tế bào đích thông qua chất tiếp nhận đặc hiệu KN-MHC lớp I. Sau đó gây hiệu lực độc trực tiếp bằng cách giải phóng 2 loại cytotoxin là fragmentine và perforin. Perforin sẽ khoang những lỗ thủng qua màng tế bào đích để fragmentine (còn gọi là Granzyme) có thể đi vào trong tế bào và tiêu diệt tế bào đích gọi là sự giết chết tế bào có chương trình hóa. Cơ chế thứ 2 liên quan đến các chất độc tế bào hoạt hóa enzym, có thể là lymphotoxin hoặc chất có cấu trúc tương tự. Nó hoạt hóa enzym phân cắt phân tử DNA của tế bào đích; và khi DNA bị phân cắt thì tế bào đích cũng bị phân cắt và chết gọi là hiện tượng Apoptose. III. TẾ BÀO DIỆT TỰ NHIÊN Tế bào diệt tự nhiên là dưới nhóm của tế bào lympho T có nguồn gốc tủy xương.nó có khả năng diệt một số tế bào u hoặc tế bào nhiễm vi rút. Khả năng này không đặc hiệu và không bị giới hạn bởi phân tử MHC nên được gọi là tế bào diệt tự nhiên. Tế bào NK được hoạt hóa bởi IL-2 và nhất là IL-12 và tự giải phóng TNF-α, IFN-γ. Tế bào NK có thụ thể dành cho mảnh Fc của phân tử IgG nên có khả năng ly giải tế bào đích thông qua hiện tượng ADCC (antibody dependent cellular cytotoxicity): Đầu tiên kháng thể đặc hiệu gắn lên tế bào ung thư hoặc tế bào nhiễm vi rút. Tiếp theo phức hợp này gắn lên tế bào NK thông qua thụ thể dành cho mảnh Fc, do đó tế bào NK có điều kiện tiếp cận với tế bào đích và tiêu diệt tế bào đích. Trong trường hợp IL-2 có nồng độ cao, tế bào NK sẽ biệt hóa thành tế bào LAK 54

14 (Lymphokin Activated killer ) có khả năng diệt tế bào ung thư rộng rãi. 55