Giáo trình Miễn dịch học

Chương 1<br /> <br /> ĐẠI CƯƠNG VỀ MIỄN DỊCH HỌC<br /> Tên gọi tiếng Anh “immunity” (tính miễn dịch) có nguồn gốc từ tiếng<br /> Latinh “immunitas” có nghĩa là miễn trừ sự cáo buộc pháp luật dành cho các<br /> nghị sĩ quốc hội trong thời gian âæång chức. Trong lịch sử, miễn dịch được<br /> dùng để chỉ sự không mắc bệnh, mà cụ thể là các bệnh nhiễm trùng. Trong<br /> cơ thể, tất cả các tế bào và phân tử hoá học chịu trách nhiệm về tính miễn<br /> dịch hợp thành hệ thống miễn dịch, và toàn bộ những đáp ứng của chúng tạo<br /> ra đối với những chất lạ xâm nhập vào cơ thể được gọi là đáp ứng miễn dịch.<br /> Chức năng sinh lý của hệ thống miễn dịch là bảo vệ một cơ thể chống<br /> lại các vi sinh vật gây bệnh xâm nhập vào cơ thể đó. Tuy nhiên, những chất<br /> lạ không gây bệnh xâm nhập vào cơ thể cũng gây ra đáp ứng miễn dịch. Hơn<br /> nữa, cơ chế bảo vệ bình thường còn có khi gây ra một số thương tổn cho cơ<br /> thể. Do đó, người ta đã đưa ra một định nghĩa bao hàm hơn đối với tính<br /> miễn dịch là phản ứng đối với các chất lạ, bao gồm cả vi khuẩn và các đại<br /> phân tử như protein, các polysaccharide, không kể phản ứng đó là sinh lý<br /> hay bệnh lý. Miễn dịch học là môn học nghiên cứu tính miễn dịch với nghĩa<br /> rộng này đối với các hoạt động phân tử và tế bào xảy ra sau khi các vi sinh<br /> vật và đại phân tử xâm nhập vào cơ thể.<br /> Các nhà sử học kể rằng: Thucydides, một người Hy Lạp ở Athens, là<br /> người đầu tiên vào thế kỷ thứ V trước Công nguyên đề cập đến tính miễn<br /> dịch chống lại bệnh nhiễm trùng mà lúc đó được gọi là “bệnh dịch”. Khái<br /> niệm “tính miễn dịch” có lẽ đã tồn tại rất lâu trước đó ở Trung Quốc vì<br /> người dân ở đây có tập tục cho người dân hít chất bột làm từ da của người bị<br /> đậu mùa đã khỏi để phòng ngừa bệnh này. Còn miễn dịch học, với tư cách là<br /> một môn học hiện đại, lại là một ngành khoa học thực nghiệm, trong đó các<br /> hiện tượng miễn dịch được giải thích dựa trên những quan sát thực nghiệm.<br /> Miễn dịch học, với tư cách là một môn học thực nghiệm, đã tiến hoá theo<br /> năng lực của con người hiểu biết và kiểm soát chức năng của hệ thống miễn<br /> dịch. Bằng chứng đầu tiên trong lịch sử về năng lực này là thành công của<br /> Edward Jenner trong việc chủng ngừa phòng bệnh đậu mùa. Jenner là một<br /> thầy thuốc người Anh, ông đã quan sát thấy rằng những người vắt sữa đã bị<br /> bệnh đậu bò và sau đó hồi phục thì không bao giờ mắc bệnh đậu mùa nữa.<br /> Dựa vào nhận định này, ông đã lấy dịch từ vết thương của người bị đậu bò<br /> tiêm cho một đứa trẻ 8 tuổi. Đứa trẻ này sau đó cho tiếp xúc trực tiếp với<br /> người bệnh đậu mùa thì đã không mắc bệnh và ông gọi cách bảo vệ của<br /> mình là "vaccination” (chủng ngừa) (chữ vaccination bắt nguồn từ tiếng<br /> <br /> Latinh “vacca” nghĩa là con bò cái) và đã cho xuất bản quyển sách<br /> “Vaccination” vào năm 1798. Từ đó biện pháp phòng bệnh nhiễm trùng này<br /> đã phát triển rộng rãi và cho đến nay nó vẫn là phương pháp phòng ngừa<br /> hiệu quả nhất đối với các bệnh nhiễm trùng (Bảng 1.1). Một văn bản có ý<br /> nghĩa quan trọng đối với ngành Miễn dịch học là công bố của Tổ chức Y tế<br /> Thế giới năm 1980 rằng bệnh đậu mùa là căn bệnh đầu tiên trên thế giới đã<br /> bị loại trừ nhờ vào công tác chủng ngừa.<br /> Từ những năm 1960, chúng ta đã có một sự chuyển biến trong hiểu<br /> biết về hệ thống miễn dịch và chức năng của nó. Các tiến bộ về kỹ thuật<br /> nuôi cấy tế bào (kể cả kỹ thuật sản xuất kháng thể đơn dòng), hoá miễn dịch,<br /> phương pháp DNA tái tổ hợp, động vật biến đổi gen, ... đã chuyển miễn dịch<br /> học từ chỗ chủ yếu là các hoạt động mô tả thành một ngành khoa học mà<br /> trong đó các hiện tượng miễn dịch được giải thích bằng những thuật ngữ<br /> sinh hoá và cấu trúc. Trong chương này chúng tôi trình bày những đặc điểm<br /> chung của đáp ứng miễn dịch cũng như giới thiệu những khái niệm tạo nên<br /> những bước ngoặc trong ngành miễn dịch học hiện đại.<br /> Bảng 1.1. Hiệu quả của vắc-xin đối với một số bệnh nhiễm trùng<br /> thường gặp tại Hoa Kỳ<br /> Bệnh<br /> <br /> Số bệnh nhân<br /> năm 2000<br /> <br /> Số bệnh nhân<br /> năm 2000<br /> <br /> Tỷ lệ<br /> phần trăm<br /> <br /> Bạch hầu<br /> <br /> 206.939 (1921)<br /> <br /> 2<br /> <br /> -99,99<br /> <br /> Sởi<br /> <br /> 894.134 (1941)<br /> <br /> 63<br /> <br /> -99,99<br /> <br /> Quai bị<br /> <br /> 152.209 (1968)<br /> <br /> 315<br /> <br /> -99,99<br /> <br /> Ho gà<br /> <br /> 265.269 (1934)<br /> <br /> 6.755<br /> <br /> -97,73<br /> <br /> Bại liệt<br /> <br /> 21.269 (1952)<br /> <br /> 0<br /> <br /> -100,00<br /> <br /> Rubella<br /> <br /> 57.686 (1969)<br /> <br /> 152<br /> <br /> -99,84<br /> <br /> Uốn ván<br /> <br /> 1.560 (1923)<br /> <br /> 26<br /> <br /> -98,44<br /> <br /> ~20.000 (1984)<br /> <br /> 1.212<br /> <br /> -93,14<br /> <br /> 26.611 (1985)<br /> <br /> 6.646<br /> <br /> -75,03<br /> <br /> H. Znfluenza typ B<br /> Viêm gan B<br /> <br /> 1.1. Tính miễn dịch bẩm sinh và thu được<br /> Sự đề kháng chống lại vi sinh vật trong cơ thể ban đầu là những phản<br /> ứng của hệ thống miễn dịch bẩm sinh và sau đó là của miễn dịch thu được<br /> (Hình 1.1, Bảng 1.2). Hệ miễn dịch bẩm sinh (còn gọi là miễn dịch tự nhiên)<br /> bao gồm các cơ chế đề kháng đã tồn tại trong cơ thể khi chưa có nhiễm trùng<br /> và sẵn sàng đáp ứng rất nhanh khi vi sinh vật xâm nhập. Các cơ chế này chủ<br /> yếu phản ứng chống lại vi sinh vật chứ không phản ứng với các vật lạ không<br /> phải là vi sinh vật; đồng thời chúng phản ứng theo một cơ chế giống hệt<br /> nhau khi vi sinh vật xâm nhập tái đi tái lại. Các thành phần chính của miễn<br /> <br /> dịch bẩm sinh bao gồm: (1) các hàng rào vật lý và hoá học như da, niêm<br /> mạc, các chất kháng khuẩn được tiết ra trên các bề mặt này; (2) các tế bào<br /> thực bào (tế bào trung tính, đại thực bào) và tế bào NK (tế bào giết tự nhiên);<br /> (3) các protein trong máu, bao gồm các thành phần của hệ thống bổ thể và<br /> các chất trung gian khác của phản ứng viêm; và (4) các protein gọi là<br /> cytokin có vai trò điều hoà và phối hợp các hoạt động của tế bào trong hệ<br /> miễn dịch bẩm sinh. Cơ chế hoạt động của hệ miễn dịch bẩm sinh chỉ đặc<br /> hiệu cho những cấu trúc chung của từng nhóm vi sinh vật và không đặc hiệu<br /> cho những khác biệt tinh tế trong từng nhóm này. Hệ miễn dịch bẩm sinh tạo<br /> ra những phản ứng đầu tiên chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật.<br /> Ngược với hệ miễn dịch bẩm sinh, có những đáp ứng miễn dịch khác được kích<br /> thích bởi sự tiếp xúc với vi sinh vật và tạo ra cường độ tăng dần nếu sự tiếp xúc này được<br /> lặp đi lặp lại. Bởi vì dạng đáp ứng này chỉ xuất hiện sau khi vi sinh vật xâm nhập cơ thể<br /> nên nó được gọi là miễn dịch thu được. Tính chất đặc biệt của đáp ứng miễn dịch thu<br /> được là tính đặc hiệu đối với từng phân tử và khả năng “nhớ” khi phân tử đó xâm nhập<br /> trở lại cơ thể để tạo ra một đáp ứng mạnh hơn nhiều so với lần xâm nhập đầu tiên. Hệ<br /> miễn dịch thu được có khả năng nhận diện và phản ứng lại với nhiều vật lạ có bản chất<br /> nhiễm trùng hoặc không nhiễm trùng. Ngoài ra, nó còn có khả năng tuyệt vời trong<br /> viãûc phân biệt sự khác nhau rất nhỏ giữa các vật lạ này và vì vậy mà nó còn được gọi<br /> là miễn dịch đặc hiệu. Các thành phần của miễn dịch thu được là tế bào lymphô và các<br /> sản phẩm của chúng. Những chất lạ tạo ra đáp ứng miễn dịch đặc hiệu hoặc chịu tác động<br /> của hệ miễn dịch này được gọi là kháng nguyên. Theo thói quen, các thuật ngữ “đáp ứng<br /> miễn dịch” và “hệ thống miễn dịch” thường dùng cho đáp ứng miễn dịch thu được, trừ<br /> khi có những nhấn mạnh riêng khác đến miễn dịch bẩm sinh.<br /> <br /> Hình 1.1. Miễn dịch bẩm sinh và thu được<br /> <br /> Các cơ chế của miễn dịch tự nhiên cung cấp sức đề kháng ban đầu đối với nhiễm trùng. Đáp ứng miễn dịch<br /> thu được đến muộn hơn với sự hoạt hoá tế bào lymphô. Mức độ mạnh hay yếu của đáp ứng miễn dịch bẩm<br /> sinh và thu được phụ thuộc từng loại nhiễm trùng.<br /> <br /> Bảng 1.2. Đặc điểm của miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thu được<br /> Đặc điểm<br /> Tính đặc hiệu<br /> Tính đa dạng<br /> Tính nhớ<br /> Tính không đáp ứng<br /> với bản thân<br /> Hàng rào lý hoá<br /> Các protein máu<br /> Tế bào<br /> <br /> Bẩm sinh<br /> Đối với cấu tạo chung<br /> của nhóm vi sinh vật<br /> Ít<br /> Không<br /> Có<br /> <br /> Thu được<br /> Đối với kháng nguyên có<br /> hoặc không nhiễm trùng<br /> Rất nhiều<br /> Có<br /> Có<br /> <br /> Các thành phần tham gia<br /> Da, niêm mạc, các hoá<br /> chất kháng khuẩn<br /> Bổ thể<br /> Thực bào, tế bào NK<br /> <br /> Tế bào lymphô niêm mạc;<br /> kháng thể ở niêm mạc<br /> Kháng thể<br /> Tế bào lymphô<br /> <br /> Các thành phần của đáp ứng miễn dịch bẩm sinh và thu được thường<br /> xen lẫn với nhau trong một cơ chế đề kháng chung của cơ thể thông qua<br /> nhiều loại tế bào và phân tử. Riêng miễn dịch bẩm sinh có thể giúp cơ thể<br /> thoát khỏi sự tấn công của một số vi sinh vật, nhưng nhiều vi sinh vật gây<br /> bệnh có khả năng vượt qua hàng rào miễn dịch này nên sự loại trừ chúng cần<br /> đến một cơ chế đề kháng mạnh hơn nhiều, đó là miễn dịch thu được. Có hai<br /> mối liên kết quan trọng giữa miễn dịch bẩm sinh và thu được. Thứ nhất,<br /> miễn dịch bẩm sinh có khả năng kích thích đáp ứng miễn dịch thu được và<br /> ảnh hưởng đến bản chất của miễn dịch thu được. Đáp ứng của miễn dịch thu<br /> được có sử dụng nhiều cơ chế hiệu quả của miễn dịch bẩm sinh để loại trừ vi<br /> sinh vật và có khả năng tăng cường hoạt động kháng khuẩn của miễn dịch<br /> thu được.<br /> Miễn dịch bẩm sinh về mặt di truyền thuộc hệ thống đề kháng cổ nhất<br /> của cơ thể chủ, còn miễn dịch thu được thì mới có được nhờ tiến hoá về sau.<br /> Ở động vật có xương sống, sức đề kháng của cơ thể chủ chống lại vi sinh cơ<br /> thể chủ yếu được đảm trách bởi miễn dịch bẩm sinh, bao gồm các thực bào,<br /> và các phân tử protein lưu động trong máu. Miễn dịch thu được bao gồm tế<br /> bào lymphô và kháng thể, xuất hiện đầu tiên ở loài xương sống có hàm và<br /> càng biệt hoá đối với các loài tiến hoá về sau.<br /> 1. 2. Các kiểu đáp ứng miễn dịch thu được<br /> Có hai kiểu đáp ứng miễn dịch thu được, đó là đáp ứng thể dịch và đáp<br /> ứng qua trung gian tế bào. Cả hai kiểu này đều có sự tham gia của rất nhiều<br /> thành phần của hệ thống miễn dịch với mục đích là loại trừ nhiều loại vi sinh<br /> <br /> vật khác nhau ra khỏi cơ thể (Hình 1.2). Miễn dịch dịch thể được thực hiện qua<br /> trung gian của những phân tử hiện diện trong máu và dịch niêm mạc có tên là<br /> kháng thể, được sản xuất bởi tế bào lymphô B (còn gọi là tế bào B). Kháng thể<br /> có khả năng nhận diện kháng nguyên vi sinh vật, trung hoà tính gây bệnh và tác<br /> động lên vi sinh vật để loại trừ nó qua nhiều cơ chế hiệu quả khác nhau. Miễn<br /> dịch dịch thể là cơ chế đề kháng chủ yếu chống lại các vi sinh vật ngoại bào<br /> cũng như độc tố của chúng theo cơ chế kháng thể liên kết với các vi sinh vật<br /> hoặc độc tố để xúc tiến việc loại trừ. Bản thân kháng thể là những phân tử được<br /> chuyên môn hoá, những tuýp kháng thể khác nhau có thể tạo ra nhiều cơ chế<br /> loại bỏ kháng nguyên khác nhau. Một số tuýp kháng thể có khả năng xúc tiến<br /> hoạt động thực bào, một số khác lại kích thích tế bào bạch cầu sản xuất ra các<br /> chất trung gian của phản ứng viêm. Miễn dịch qua trung gian tế bào (còn gọi là<br /> miễn dịch tế bào) là kiểu đáp ứng được thực hiện qua trung gian của tế bào<br /> lymphô T (còn gọi là tế bào T). Các vi sinh vật nội bào như virus và một số vi<br /> khuẩn có khả năng sống và nhân lên trong đại thực bào cũng như một số tế bào<br /> chủ khác, vì thế chúng không chịu tác động trực tiếp của kháng thể lưu động<br /> trong máu. Sự đề kháng chống lại những vi sinh vật kiểu này là chức năng của<br /> miễn dịch tế bào.<br /> <br />