BỆNH NHIỄM TRÙNG

ENGLISH

 

MIỄN DỊCH HỌC – CHƯƠNG CHÍN

CÁC TẾ BÀO THAM GIA ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH VÀ NHẬN BIẾT KHÁNG NGUYÊN
 

Gene Mayer, Ph.D
Emertius Professor of Pathology, Microbiology and Immunology
University of South Carolina

Jennifer Nyland, Ph.D
Assistant Professor of Pathology, Microbiology and Immunology
University of South Carolina

Biên dịch: Nguyễn Văn Đô, MD., PhD.,
Bộ môn Sinh lý bệnh-Miễn dịch,
Trường Đại học Y Hà Nội,
Hà Nội, Việt Nam
 

TURKISH

FRANCAIS

PORTUGUES

Let us know what you think
FEEDBACK

SEARCH

MỤC TIÊU GIẢNG DẠY

Cung cấp thông tin tổng quan về các loại tương tác tế bào và phân tử cần thiết cho miễn dịch đặc hiệu.
Mô tả miễn dịch đặc hiệu và các tế bào tham gia
 

  Bạch cầu trong mao quản
© Dennis Kunkel Microscopy, Inc. Used with permission

TỔNG QUAN

Hệ thống miễn dịch phát triển để bảo vệ cơ thể chủ chống lại các tác nhân gây bệnh và các chất ngoại lai khác. Sự phân biệt cái của bản thân và không phải của bản thân là một trong những điểm nổi bật của hệ thống miễn dịch. Có hai nơi chính mà tác nhân gây bệnh có thể cư trú: ngoại bào trong phạm vi không gian mô hoặc nội bào trong phạm vi một tế bào chủ, và hệ thống miễn dịch có những cách khác nhau đối phó với các tác nhân gây bệnh ở các vị trí này. Mặc dù các đáp ứng miễn dịch đều được thiết kế để tấn công các tác nhân gây bệnh và đến nơi mà tác nhân gây bệnh cư trú, hầu hết các tác nhân gây bệnh có thể sinh đáp ứng miễn dịch dịch thể và đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào, cả hai đều có thể đóng góp cho cơ thể loại trừ các tác nhân gây bệnh. Tuy nhiên, với bất kỳ tác nhân gây bệnh cụ thể mà một đáp ứng dịch thể hay qua trung gian tế bào có thể quan trọng hơn để bảo vệ cơ thể trước các tác nhân gây bệnh.

Các tác nhân ngoại bào

Kháng thể là vũ khí đầu tiên chống lại tác nhân gây bệnh ngoại bào và chúng hoạt động theo ba con đường chính:

• Trung hòa (Hình 1a)
  Bằng cách gắn vào tác nhân gây bệnh hoặc các chất ngoại lai, kháng thể có thể chặn sự kết hợp của các tác nhân gây bệnh với các đích của chúng. Ví dụ, kháng thể kháng độc tố vi khuẩn có thể ngăn chặn chất độc bám vào tế bào của cơ thể chủ do đó các độc tố không gây ra bệnh. Tương tự như vậy, kháng thể kết hợp một tác nhân gây bệnh là virút hoặc vi khuẩn có thể chặn các tác nhân bám vào tế bào đích qua đó ngăn ngừa nhiễm trùng hoặc xâm lấn.
• Opsonin hóa (Hình 1b)
  Kháng thể kết hợp với một tác nhân gây bệnh hoặc chất ngoại lai có thể opsonin chúng và tạo điều kiện cho các tế bào thực bào bắt và tiêu hủy. Vùng Fc của kháng thể tương tác với thụ thể Fc trên các tế bào thực bào làm cho tác nhân gây bệnh dễ dàng bị thực bào hơn.
• Hoạt hóa bổ thể (Hình 1c)
  Hoạt hóa các con đường bổ thể bởi kháng thể có thể dẫn đến ly giải một số vi khuẩn và virút. Ngoài ra, một số thành phần của bổ thể (ví dụ như C3b) opsonin tác nhân gây bệnh và tạo thuận lợi cho các tế bào thực bào bắt thông qua thụ thể trên bề mặt của chúng.
   

Hinh 1    

B   Opsonin hóa và thực bào một tế bào vi khuẩn.

 

Tác nhân gây bệnh nội bào

Bởi vì các kháng thể không vào được bên trong tế bào cơ thể chủ, nên chúng không có tác dụng chống lại tác nhân gây bệnh nội bào. Hệ thống miễn dịch sử dụng cách tiếp cận khác để đối phó với các tác nhân gây bệnh loại này. Đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào là loại bảo vệ chính chống lại tác nhân gây bệnh nội bào và cách tiếp cận khác nhau tùy theo nơi mà tác nhân gây bệnh cư trú trong tế bào chủ (ví dụ, trong các tế bào chất hay trong các túi). Ví dụ, hầu hết các virút và một số vi khuẩn cư trú trong tế bào chất của tế bào chủ, tuy nhiên, một số vi khuẩn và ký sinh trùng thực sự sống trong endosom của tế bào vật chủ bị nhiễm bệnh. Sự bảo vệ chủ yếu chống lại tác nhân gây bệnh trong tế bào là do tế bào lympho T gây độc tế bào (Tc hoặc CTL). Ngược lại, việc bảo vệ chính đối với một tác nhân gây bệnh trong túi là một dưới nhóm của lympho T hỗ trợ (Th1).

• Tế bào lympho T gây độc (Hình 2)
  CTLs là một dưới nhóm của tế bào lympho T biểu lộ một kháng nguyên đặc trưng trên bề mặt của chúng được gọi là CD8. Những tế bào này nhận ra kháng nguyên của tác nhân gây bệnh được trình diện trên bề mặt của tế bào bị nhiễm bệnh và giết chết tế bào dó, vì vậy ngăn ngừa sự lây nhiễm các tác nhân gây bệnh sang các tế bào lân cận. CTLs giết bằng cách làm cho tế bào nhiễm bị chết theo chương trình.
   

• Các tế bào T hỗ trợ 1 (Th1) (Hình 3)
  Các tế bào Th là một dưới nhóm của các tế bào T biểu lộ một kháng nguyên đặc trưng trên bề mặt của chúng được gọi là CD4. Một dưới nhóm của các tế bào Th là Th1 có chức năng chủ yếu là chống lại tác nhân gây bệnh nội bào sống trong túi. Các tế bào Th1 nhận ra kháng nguyên của tác nhân gây bệnh được trình diện trên bề mặt của tế bào bị nhiễm bệnh và cytokin giải phóng ra để hoạt hóa các tế bào bị nhiễm bệnh. Sau khi hoạt hóa, các tế bào nhiễm bệnh đó có thể giết chết tác nhân gây bệnh. Ví dụ, trực khuẩn lao, tác nhân gây bệnh của bệnh lao, nhiễm vào đại thực bào nhưng nó không chết bởi vì nó ngăn chặn sự hợp nhất của lysosom với endosom nơi vi khuẩn cư trú. Các tế bào Th1 nhận biết kháng nguyên trực khuẩn lao trên bề mặt của một đại thực bào bị nhiễm vi khuẩn có thể tiết ra cytokin kích hoạt các đại thực bào. Sau khi hoạt hóa các lysosom hòa màng với endosom và trực khuẩn lao bị tiêu diệt.

Mặc dù các đáp ứng miễn dịch hình thành đều có tác dụng tấn công mầm bệnh và được đưa đến nơi mà tác nhân gây bệnh cư trú, hầu hết các tác nhân gây bệnh có thể tạo ra đáp ứng miễn dịch dịch thể và qua trung gian tế bào, cả hai đều có thể đóng góp bảo vệ cơ thể chủ trước các tác nhân gây bệnh. Tuy nhiên, trước bất kỳ tác nhân gây bệnh cụ thể mà đáp ứng miễn dịch dịch thể hay đáp ứng qua trung gian tế bào có vai trò quan trọng hơn để bảo vệ chống lại tác nhân gây bệnh.
 

CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH

Tất cả các tế bào của hệ miễn dịch có nguồn gốc từ một tế bào gốc tạo máu trong tủy xương, nó sinh ra hai dòng chính, một tế bào tổ tiên dòng tủy và một tế bào tổ tiên dòng bạch huyết (Hình 4). Hai dòng tổ tiên này sinh ra các tế bào dòng tủy (tế bào mono, đại thực bào, tế bào đuôi gai, các mẩu tiểu cầu và bạch cầu đa nhân) và các tế bào hệ bạch huyết (các tế bào T, B và tế bào diệt tự nhiên (NK)) một cách tương ứng. Các tế bào này tạo ra các thành phần tế bào hệ thống miễn dịch tự nhiên (không đặc hiệu) và thu được (đặc hiệu).

Các tế bào của hệ miễn dịch tự nhiên

Các tế bào của hệ miễn dịch tự nhiên bao gồm các tế bào thực bào (mono / đại thực bào và PMNs), các tế bào NK, bạch cầu ái kiềm, tế bào mast, bạch cầu ưa acid và tiểu cầu. Vai trò của các tế bào này đã được thảo luận trước đây (xem miễn dịch không đặc hiệu). Các thụ thể của các tế bào này là các thụ thể nhận biết khuôn mẫu (PRRS), có thể nhận biết nhiều kiểu phân tử có trên các mầm bệnh (khuôn mẫu phân tử liên quan tác nhân gây bệnh, PAMPS).

Các tế bào liên quan đến miễn dịch tự nhiên và đặc hiệu

Một nhóm các tế bào chuyên biệt gọi là tế bào trình diện kháng nguyên (APC) là một quần thể các tế bào bạch cầu có vai trò quan trọng trong miễn dịch tự nhiên và cũng có vai trò liên quan đến hệ thống miễn dịch thu được bằng cách tham gia hoạt hóa tế bào T hỗ trợ (tế bào Th). Các tế bào bao gồm tế bào có tua và các đại thực bào. Một đặc điểm đặc trưng của APC là sự biểu lộ một phân tử trên bề mặt tế bào, phân tử đó được mã hóa bởi các gen trong phức hợp hòa hợp mô chủ yếu, gọi là các phân tử MHC lớp II. Tế bào lympho B cũng biểu lộ các phân tử MHC lớp II và chúng cũng có chức năng như APC, mặc dù chúng không được coi là một phần của hệ miễn dịch tự nhiên. Ngoài ra, các tế bào khác (ví dụ, các tế bào biểu mô tuyến ức) có thể biểu lộ các phân tử MHC lớp II và có chức năng như APC.

Các tế bào của hệ miễn dịch thu được

Các tế bào của hệ thống miễn dịch thu được (đặc hiệu) bao gồm các tế bào lympho B và T. Sau khi tiếp xúc với kháng nguyên, tế bào B biệt hóa thành tương bào có chức năng chính là sản xuất các kháng thể. Tương tự, các tế bào T có thể xếp thành hai loại tế bào là T độc (Tc) và T hỗ trợ (Th), trong đó Th có hai loại tế bào là Th1 và Th2. Có một số dấu ấn bề mặt tế bào được sử dụng trong các phòng xét nghiệm lâm sàng để phân biệt các tế bào B, tế bào T và các dưới nhóm.

Chúng được tóm tắt trong Bảng 1.
 

ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH TỰ NHIÊN VÀ THU ĐƯỢC

Sự đặc hiệu của đáp ứng miễn dịch thu được thể hiện ở các thụ thể với kháng nguyên nằm trên các tế bào T và B, còn gọi là TCR và BCR một cách tương ứng. Sự giống nhau của các TCR và BCR là mỗi thụ thể đặc hiệu cho một quyết định kháng nguyên và chúng có khác nhau là các BCR có hóa trị hai trong khi các TCR có hóa trị 1 (Hình 5). Hệ quả của sự khác biệt này là các tế bào B có thể có các thụ thể kháng nguyên liên kết chéo, còn TCR thì không. Điều này có hàm ý là các tế bào B và T có thể được hoạt hóa như thế nào.

Mỗi tế bào B và T có một thụ thể mà đặc trưng cho một quyết định kháng nguyên đặc biệt và có mạng rộng lớn các thụ thể kháng nguyên khác nhau trên cả B và tế bào T. Một câu hỏi là các thụ thể này được tạo ra như thế nào đã làm cho nhiều nhà miễn dịch tập trung nghiên cứu trong nhiều năm qua. Hai giả thuyết cơ bản đã được đề xuất để giải thích sự hình thành các thụ thể: giả thuyết khuôn mẫu và giả thuyết chọn lọc dòng.
 

Giả thuyết khuôn mẫu

Giả thuyết khuôn mẫu cho rằng chỉ có một thụ thể chung được mã hóa trong dòng mầm và các thụ thể khác nhau được tạo ra bằng cách sử dụng các kháng nguyên như là một khuôn mẫu. Mỗi kháng nguyên sẽ có một thụ thể chung được cuộn lại cho phù hợp với kháng nguyên. Giả thuyết này đơn giản và rất hấp dẫn, nhung nó không phù hợp với những gì đã biết về nếp gấp protein (tức là nếp gấp protein được quyết định bởi trình tự các acid amin trong protein). Ngoài ra giả thuyết này không đề cập đến sự phân biệt cái của mình và không phải của mình trong hệ thống miễn dịch. Nó không thể giải thích tại sao một trong những thụ thể chung không cuộn xung quanh tự kháng nguyên.

Giả thuyết chọn lọc dòng

Giả thuyết chọn lọc dòng cho rằng dòng mầm mã hóa nhiều thụ thể kháng nguyên khác nhau - một cho mỗi quyết định kháng nguyên, mỗi thụ thể có khả năng gắn kết một quyết định kháng nguyên trong một đáp ứng miễn dịch. Kháng nguyên lựa chọn những dòng tế bào có các thụ thể thích hợp. Bốn nguyên tắc cơ bản của giả thuyết chọn lọc dòng là:

• Mỗi tế bào bạch cầu mang một loại thụ thể đơn với sự đặc hiệu duy nhất.

• Sự tương tác giữa phân tử ngoại lai và một thụ thể của bạch cầu có khả năng kết hợp với phân tử đó với một ái tính cao dẫn đến hoạt hóa tế bào lympho.

• Các tế bào hiệu ứng biệt hóa bắt nguồn từ một tế bào bạch cầu hoạt hóa sẽ mang các thụ thể có tính đặc hiệu giống hệt các tế bào cha mẹ mà từ đó các tế bào bạch cầu đã được sinh ra.

• Các tế bào lympho mang các thụ thể đối với các phân tử của bản thân được bỏ đi ở giai đoạn đầu của sự phát triển tế bào bạch cầu và do đó không có mặt ở các tế bào lympho trưởng thành.
  Nhìn chung giả thuyết chọn lọc dòng được chấp nhận như là giả thuyết chính xác để giải thích hệ miễn dịch thu được hoạt động như thế nào. Nó giải thích rất nhiều đặc tính của đáp ứng miễn dịch: 1) các đáp ứng đặc hiệu; 2) tín hiệu cần để hoạt hóa một đáp ứng (tức là kháng nguyên); 3), độ trễ trong phản ứng miễn dịch đặc hiệu (thời gian là cần thiết để hoạt hóa và phát triển các dòng tế bào); và 4) phân biệt cái của mình và không phải của mình.
   

Hình 7
Các tế bào lympho trinh tiết từ các mô nguyên phát như tủy xương di chuyển đến các mô lympho thứ phát, ví dụ lách và hạch lympho. Các tế bào trình diện kháng nguyên (APC), bao gồm các tế bào có tua và thực bào đơn nhân cũng xuất phát từ tế bào gốc ở tủy xương. Các APC đến mô, bắt kháng nguyên và chuyển nó đến các mô lympho để trình diện kháng nguyên cho các tế bào T và B. Sau đó các lympho đã được mồi di chuyển từ các mô lympho và tụ tập tại các vị trí nhiễm trùng và viêm
 

TUẦN HOÀN CỦA BẠCH CẦU
Vì tương đối ít tế bào lympho T hoặc B có một thụ thể đối với bất kỳ kháng nguyên đặc biệt (1/10.000-1/100.000), cơ hội để tế bào bạch cầu thích hợp gặp gỡ một kháng nguyên là rất thấp. Tuy nhiên, cơ hội để gặp thành công là rất cao bởi các tế bào lympho tuần hoàn thông qua cơ quan bạch huyết thứ phát. Lympho trong máu đi vào các hạch bạch huyết và lan ra toàn hạch bạch huyết (Hình 6). Nếu chúng không gặp phải một kháng nguyên trong các hạch bạch huyết, chúng rời hạch bạch huyết và trở về máu qua ống ngực. Theo ước tính mỗi giờ có từ 1-2% lympho tuần hoàn. Nếu các tế bào lympho trong các hạch bạch huyết gặp phải một kháng nguyên được vận chuyển đến các hạch bạch huyết thông qua hệ bạch huyết, các tế bào lympho trở nên hoạt hóa, phân chia và biệt hóa để trở thành một tương bào, tế bào Th hoặc Tc. Sau vài ngày các tế bào hiệu ứng có thể rời các hạch bạch huyết thông qua hệ bạch huyết và trở về máu qua ống ngực và sau đó chúng đến vị trí mô nhiễm bệnh.

Lympho trinh tiết từ máu đi vào các hạch bạch huyết qua thụ thể màng nội mô mao mạch nhỏ (HEVs) trên các tế bào lympho dẫn dắt tế bào đến HEVs. Trong các hạch bạch huyết, tế bào lympho có thụ thể thích hợp gặp phải các kháng nguyên mà đã được vận chuyển đến các hạch bạch huyết bởi các tế bào có tua hay đại thực bào. Sau khi các tế bào lympho hoạt hóa và biểu lộ thụ thể mới để cho phép chúng rời khỏi hạch bạch huyết và trở lại tuần hoàn. Thụ thể trên tế bào lympho hoạt hóa nhận biết các phân tử kết dính tế bào nội mô nằm ở gần nơi nhiễm trùng và sản xuất chemokin tại các vị trí bị nhiễm trùng giúp thu hút các tế bào hoạt hóa (Hình 7).
 

MIỄN DỊCH: SỰ TƯƠNG PHẢN GIỮA MIỄN DỊCH KHÔNG ĐẶC HIỆU VÀ ĐẶC HIỆU

Không đặc hiệu (tự nhiên, bẩm sinh)

• Hệ thống chỗ trước khi tiếp xúc với kháng nguyên

• Thiếu sự phân biệt các kháng nguyên

• Có thể được tăng cường sau khi tiếp xúc với kháng nguyên thông qua tác dụng của cytokin

Đặc hiệu (mắc phải, thu được)

• Gây ra bởi kháng nguyên

• Tăng cường bởi kháng nguyên

• Thể hiện sự phân biệt tốt

Những điểm nổi bật của hệ thống miễn dịch đặc hiệu là trí nhớ và đặc hiệu.

• Hệ thống miễn dịch đặc hiệu "nhớ" mỗi lần gặp một loại vi sinh vật hoặc kháng nguyên ngoại lai, lần gặp sau sẽ kích thích cơ chế bảo vệ hiệu quả hơn.

• Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu khuếch đại các cơ chế bảo vệ của hệ miễn dịch không đặc hiệu, hướng hoặc tập trung các cơ chế này đến vị trí mà kháng nguyên xâp nhập, và do đó có thể loại bỏ các kháng nguyên lạ tốt hơn.
   

CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH

Tất cả các loại tế bào của hệ thống miễn dịch có nguồn gốc từ tủy xương.
 

 

  Tiêu mản máu cho thấy một tế bào mono (trái) và hai bạch cầu trung tính
© Bristol Biomedical Image Archive Used with permission

Bạch cầu ái toan, tiêu bản máu ngoại vi nhuộm giêmsa
© Dr Peter Darben, Queensland University of Technology clinical parasitology collection. Used with permission

  Tế bào lympho lớn, tiêu bản máu ngoại vi nhuộm Giêmsa
© Dr Peter Darben, Queensland University of Technology clinical parasitology collection. Used with permission

Bạch cầu trung tính, tiêu bản máu ngoại vi nhuộm Giêmsa
© Dr Peter Darben, Queensland University of Technology clinical parasitology collection. Used with permission

Lympho T (tiền tế bào T) và bạch cầu hạt (bạch cầu trung tính).
© Dennis Kunkel Microscopy, Inc. Used with permission

Có hai dòng chính xuất phát từ tế bào máu gốc :

• Các dòng bạch huyết

Các tế bào lympho T (các tế bào T)
Các tế bào lympho B (các tế bào B )
Các tế bào diệt tự nhiên (tế bào NK)

• Các dòng tủy

Mono, đại thực bào
Tế bào Langerhans, tế bào hình tua
Mẫu tiểu cầu
Bạch cầu hạt (bạch cầu ái toan, bạch cầu trung tính, bạch cầu ái kiềm)
 

 

Chọn lọc dòng Bốn nguyên lý cơ bản của chọn lọc dòng

Mỗi tế bào lympho có một loại thụ thể đặc hiệu

Tương tác giữa phân tử ngoại lai và một thụ thể tế bào lympho có khả năng kết hợp phân tử đó với ái lực cao dẫn đến hoạt hóa tế bào lympho

Các tế bào hiệu ứng biệt hóa có nguồn gốc từ một tế bào lympho hoạt hóa sẽ có các thụ thể của tính đặc hiệu y hệt như những tế bào của cha mẹ mà chúng được sinh ra

Các tế bào lympho mang thụ thể đặc hiệu cho các phân tử tự thân được hủy bỏ ở giai đoạn đầu trong phát triển tế bào lympho và do đó vắng mặt ở các lympho trưởng thành

Trở về phần Miễn dịch của Vi khuẩn học và Miễn dịch học online

This page last changed on Thursday, September 14, 2017
Page maintained by Richard Hunt