KHÁNG NGUYÊN
TÍNH GÂY MIỄN DỊCH
VÀ TÍNH ĐẶC HIỆU KHÁNG NGUYÊN
1
Đồng Nai - 2020
MỤC TIÊU
1. Trình bày được định nghĩa kháng nguyên hoàn
chỉnh và hapten.
2. Phân biệt được sự khác nhau giữa hai thuộc tính:
Sinh miễn dịch.
Đặc hiệu kháng nguyên.
3. Trình bày được thế nào là epitop, các điểm khác
biệt giữa epitop của tế bào B (và kháng thể) và
epitop của tế bào T.
2
4. Phân biệt được kháng nguyên phụ thuộc và không
phụ thuộc Thymus.
ĐỊNH NGHĨA
KHÁNG NGUYÊN là những phân tử «lạ» có khả năng:
Kích thích cơ thể tạo đáp ứng miễn dịch
tính sinh miễn dịch
Kết hợp đặc hiệu với kháng thể/thụ thể tế bào T (TCR)
tính đặc hiệu kháng nguyên
HAPTEN
Là kháng nguyên không trọn vẹn
Có trọng lượng phân tử thấp
Có tính đặc hiệu kháng nguyên
Chỉ có tính sinh miễn dịch khi được gắn với một protein tải
3
NHÖÕNG THUOÄC TÍNH CÔ BAÛN
CUÛA MOÄT KHAÙNG NGUYEÂN HOAØN CHÆNH (GOÏI TAÉT LAØ KHAÙNG NGUYEÂN )
THUOÄC TÍNH TOÅNG QUAÙT
CHO MOÏI KHÁNG NGUYÊN HOAØN CHÆNH
Cấu tạo hóa học
Khối lượng phân tử
Sự phức tạp của cấu trúc hóa học
4
CẤU TẠO HÓA HỌC
Đại phân tử protein là các kháng nguyên mạnh.
Polypeptid, polysaccharid cao phân tử là KN.
Lipid và acid nhân tinh khiết không phải là chất
sinh miễn dịch trong điều kiện bình thường nhưng
có thể là bán KN (ví dụ BN lupus ban đỏ có kháng
5
thể kháng DNA).
KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ
Các chất có bản chất là protein, polysaccharid hay dẫn
chất của nó có khối lượng > 50.000 Da là kháng nguyên
rất mạnh.
Các chất có khối lượng < 10.000 Da thường không có
Hầu hết các thuốc thông thường (trừ các vắc-xin) tự nó
tính gây miễn dịch hoặc chỉ gây đáp ứng nhẹ.
6
không có tính gây miễn dịch.
SỰ PHỨC TẠP CỦA CẤU TRÚC HÓA HỌC
Phân tử càng có sự phức tạp về cấu trúc tính sinh miễn
dịch cao.
Một loại axit amin không có hoặc có tính sinh miễn dịch yếu.
Một polypeptid tổng hợp từ:
Từ ba loại axit amin trở lên tính gây miễn dịch tăng lên rõ
rệt.
Các axit amin có vòng thơm như tyrosin, phenylalanin khi
thêm vào thành phần cấu tạo tăng tinh sinh miễn dịch
mạnh hơn các axit amin khác.
7
CAÙC THUOÄC TÍNH KHAÙC AÛNH HÖÔÛNG TÍNH GAÂY MIEÃN DÒCH CUÛA MOÄT CHAÁT
TÍNH LẠ VỚI HỆ THỐNG MIỄN DỊCH
Moät chaát ñaày ñuû caùc tieâu chuaån chung cuûa moät khaùng nguyeân
nhöng neáu laø “quen” thì vaãn khoâng taïo neân moät ñaùp öùng mieãn
dòch (ñöôïc goïi laø söï dung naïp ñoái vôùi KN baûn thaân).
Cơ sở của sự phân biệt «lạ» hay «quen» là do nguồn gốc
di truyền, sự khác biệt di truyền càng lớn thì đáp ứng miễn
dịch được hình thành càng mạnh.
Khaû naêng phaân bieät ñöôïc “quen” vaø “lạ” laø do caùc teá baøo mieãn
dòch hoïc ñöôïc trong quaù trình tröôûng thaønh cuûa heä thoáng mieãn
dòch ôû moãi caù theå.
8
ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN CỦA TỪNG CÁ THỂ
Cấu tạo khác nhau giữa các cá thể làm cho các cá
thể có khả năng đáp ứng miễn dịch khác nhau đối
với các kháng nguyên.
Các gen đáp ứng miễn dịch (Ir: Immune response)
là các gen của nhóm phù hợp mô lớp I và II (ở
9
người là HLA lớp I và lớp II).
TÍNH CÓ THỂ PHÂN HỦY
Chất không bị phân hủy bởi quá trình sinh học trong cơ
thể thì không có tính gây miễn dịch (chất dẻo polystyrene,
amiăng…) do các đại thực bào không xử lý được chúng
để trình diện kháng nguyên.
Các polypeptid có cấu tạo toàn axit amin D không có
tính gây miễn dịch vì cơ thể không có các men để phân
giải chúng - trái lại cùng các axit amin đó nhưng ở dạng L
thì lại có khả năng sinh miễn dịch.
Một chất bị phân hủy quá nhanh trong cơ thể thì không
có hoặc chỉ có tính gây miễn dịch yếu.
10
TÍNH DỄ BỊ BẮT GIỮ BỞI CÁC ĐẠI THỰC BÀO
Vì các đại thực bào phải bắt giữ, xử lý KN và sau đó
mới trình diện KN cho tế bào T để tạo đáp ứng miễn dịch
nên nếu KN không bị bắt giữ bởi đại thực bào thì đáp ứng
sẽ không có hoặc kém hiệu quả.
Thí dụ khi tiêm globuline miễn dịch của bò cho thỏ: Nếu
globuline miễn dịch ở dạng vón kết sẽ tạo một đáp ứng
miễn dịch mạnh. Trái lại, nếu ở dạng hòa tan hoàn toàn (ví
dụ dùng siêu ly tâm loại bỏ dạng vón kết) thì không có
hoặc chỉ gây miễn dịch rất yếu.
11
ĐƯỜNG ĐƯA KHÁNG NGUYÊN VÀO CƠ THỂ
Các KN hòa tan khi tiêm trong da, dưới da hay bắp
thịt gây đáp ứng miễn dịch cao hơn khi tiêm tĩnh
mạch.
Các KN dạng hạt như hồng cầu, vi khuẩn tiêm
đường tĩnh mạch vẫn tạo đáp ứng miễn dịch tốt.
LIỀU LƯỢNG ĐƯA VÀO CƠ THỂ
tiêm 0,5 mg
Thực nghiệm trên chuột nhắt:
polysaccarid tinh khiết của vỏ phế cầu khuẩn thì
12
không tạo được đáp ứng miễn dịch.
Tiêm 0,5 µg thì tạo được kháng thể đặc hiệu.
CHẤT TÁ DƯỢC MIỄN DỊCH
Là chất khi đưa vào cùng với KN sẽ làm tăng tính
gây miễn dịch của KN lên.
Một số tính chất thường có:
- Làm cho KN được giữ lại lâu và giải phóng ra từ từ.
- Làm tăng phản ứng viêm tại nơi tiêm KN.
- Hoạt hóa, tăng sinh các tế bào miễn dịch.
13
- Làm thay đổi tính chất vật lý của KN.
HAPTEN (KHÁNG NGUYÊN KHÔNG HÒAN CHỈNH BÁN KHÁNG NGUYÊN) • Hapten thường là một phân tử nhỏ tự nó không có
khả năng tạo ra một đáp ứng miễn dịch song khi
được gắn với một đại phân tử khác (thường là một
protein) gọi là chất tải (carrier) thì hệ thống miễn
dịch có thể tạo ra kháng thể hay tế bào T mẫn cảm
nhận diện và kết hợp đặc hiệu với hapten.
• Như vậy hapten không có tính sinh miễn dịch mà
14
chỉ có tính đặc hiệu kháng nguyên mà thôi.
Protein tải
Hapten
Kháng thể kháng hapten
Kháng thể kháng protein tải
Phức hợp Protein-Hapten
Kháng thể kháng protein-hapten
15
HAPTEN
• Penicillin có trọng lượng phân tử 320 Da tự nó
không có tính sinh miễn dịch.
• Khi tiêm vào cơ thể, một dạng chuyển hóa của
Penicillin là Penicilloyl, chất này tự kết hợp với
albumin huyết tương (đóng vai trò như chất tải) và
có khả năng gây một đáp ứng miễn dịch đặc hiệu
chống penicilloyl.
• Các bệnh nhân có đáp ứng miễn dịch này khi sử
dụng lại Penicillin sẽ gây một phản ứng quá mẫn có
khi đưa đến tử vong.
16
HAPTEN
(KHÁNG NGUYÊN KHÔNG HÒAN CHỈNH – BÁN KN)
Một số thuốc thông thường có khả năng trở thành
hapten và gây tình trạng quá mẫn cảm:
17
Hapten (từ thuốc) Penicillin Aspirin Methyldopa Gentamycin Trọng lượng phân tử (Da) 320 180 211 700
EPITOP - QUYẾT ĐỊNH KHÁNG NGUYÊN ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA EPITOP Khaùng theå hay teá baøo T ñaëc hieäu KN ñöôïc hình thaønh trong moät ñaùp öùng mieãn dòch ñoái vôùi moät KN nhaát ñònh khoâng keát hôïp vôùi toaøn boä caáu truùc KN maø chæ nhaän dieän nhöõng phaàn nhoû nhaát ñònh ñöôïc caáu thaønh trong KN ñoù.
Vò trí ñöôïc nhaän dieän naøy ñöôïc goïi laø epitop.
ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA EPITOP
Epitop là một cấu trúc nhỏ trên kháng nguyên (4-6 axit
Kháng nguyên được cấu thành từ nhiều EPITOP.
amin) là vị trị kết hợp đặc hiệu với kháng thể (epitop-
19
paratope) hoặc thụ thể của tế bào lympho T (TCR).
EPITOP - QUYẾT ĐỊNH KHÁNG NGUYÊN
Có hai loại
Epitope thẳng (liên tục): gồm
các axit amin đứng liền nhau
(cấu trúc bậc 1).
Epitope không liên tục:
là
những epitop có cấu trúc từ
các axit amin ở xa nhau nhưng
có thể đến gần nhau nhờ cấu
hình không gian (cấu trúc bậc
3).
20
ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA EPITOP Phản ứng chéo xảy ra khi 2 KN khác nhau có chia sẻ chung
một vài epitop phản ứng chéo thực sự.
Tuy nhiên phản ứng chéo cũng có thể xảy ra:
Do tính đặc hiệu tương đối giữa KN và KT: nhiều epitop gần
giống nhau có thể được nhận diện bởi cùng một KT.
Hoặc nhiều KT gần giống nhau có thể nhận diện cùng một
epitop.
Lực liên kết không giống nhau
KN A
KN B
KN C
21
ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA EPITOP
Moät KN thöôøng coù nhieàu ñaëc hieäu khaùc nhau.
Khi
ta goïi moät khaùng theå ñôn ñaëc hieäu (monospecific
antibody) vôùi moät KN naøo ñoù thì thöïc chaát trong khaùng theå ñoù
bao goàm moät taäp hôïp khaùng theå coù caùc ñaëc hieäu vôùi epitop coù
treân KN ñoù.
Khaùng theå ñôn cloân chæ nhaän dieän moät ñaëc hieäu epitop theo
moät kieåu rieâng maø thoâi.
Moät KN duø coù nhieàu epitop nhöng chæ coù moät hoaëc ít ñaëc
hieäu ñöôïc goïi laø KN ñôn ñieäu (monotonous antigen).
Caùc KN cô baûn nhaát laø Polysaccharid thöôøng laø KN ñôn ñieäu.
22
EPITOP CỦA TẾ BÀO B VÀ TẾ BÀO T
Các epitop nhận diện bởi tế bào B thường không
trùng với các epitop nhận diện bởi tế bào T.
EPITOP CỦA TẾ BÀO B
EPITOP CỦA TẾ BÀO T
Chỉ ở dạng chuỗi.
Có thể cả ở mặt ngoài hay ở phần cuộn vào trong của phân tử.
Dạng chuỗi và dạng cấu hình Thường biểu lộ ở mặt tiếp cận được của phía ngoài cấu trúc KN. Sự khác biệt của hai loại epitop của tế bào B (KT)
và tế bào T căn bản là do tế bào T không nhận diện
trực tiếp epitop của KN lạ mà chúng phải được xử lý
23
và trình diện qua nhóm phù hợp mô.
LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA KN VÀ KT
Sự kết hợp KN - KT được tạo thành do nhiều lực
tương tác yếu, phục hồi (không phải liên kết đồng
hóa trị), chủ yếu giữa 3 vùng quyết định bổ túc của cả
chuỗi nặng và chuỗi nhẹ với epitop KN.
Khỏang cách giữa hai mặt tiếp xúc rất quan trọng
trong việc tạo nên lực kết hợp KN-KT
24
KHÁNG NGUYÊN KHÔNG PHỤ THUỘC THYMUS VÀ KHÁNG NGUYÊN PHỤ THUỘC THYMUS
KHÁNG NGUYÊN KHÔNG PHỤ THUỘC VÀO THYMUS Không cần có sự tham gia của tế bào T.
KHÁNG NGUYÊN PHỤ THUỘC THYMUS Cần có sự tham gia của tế bào T. KN ghép, KN nhóm máu, KN là protein.
Có trí nhớ miễn dịch, đáp ứng thì 2 mạnh hơn.
Có sự lặp lại các đơn vị cấu trúc: polysacharid. Không có trí nhớ miễn dịch (hoặc không đầy đủ): đáp ứng MD không tăng hoặc chỉ tăng ít. Kháng thể chủ yếu là IgM.
Có chuyển lớp kháng thể: IgM IgG.
25
SO SÁNH ĐÁP ỨNG THÌ HAI GIỮA KHÁNG NGUYÊN PHỤ THUỘC Thymus (TDEP) & KHÔNG PHỤ THUỘC Thymus (TIND)
26
Ag – Tind chỉ tạo kháng thể là IgM (màu đỏ) Ag – Tdep tạo IgM (màu xanh) và IgG (màu tím)
SIÊU KHÁNG NGUYÊN (SUPERANTIGEN)
Siêu KN không phải là một KN thực sự vì chúng hoạt tác một số
lượng lớn tế bào T (không có đặc hiệu) và tế bào trình diện KN.
Chúng không được xử lý và trình diện như các KN thông thường.
Chúng có khả năng trực tiếp liên kết với một vùng ít biến đổi trên
chuỗi V của TCR và của phân tử (nhóm phù hợp mô) của tế bào
trình diện kháng nguyên và hoạt tác chúng.
Do tính chất không có đặc hiệu chặt chẽ này nên chúng kích thích
một số lượng lớn tế bào T (kích thích đa clôn) sản xuất hàng loạt
các Cytokin như IL-1, TNF, IL-2 v.v…gây ra tình trạng nhiễm độc, tình
trạng viêm trên lâm sàng.
Điển hình của các siêu KN này là các độc tố A, B, E... của tụ cầu
trùng (staphylococus enterotoxin = SEA, SEB, SEE…) gây ra hội
chứng nhiễm độc thức ăn.
27
SIÊU KHÁNG NGUYÊN Superantigen
28
