Giáo trình Miễn dịch học thú y - Chương 4

Chia sẻ: Dalat Ngaymua | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

221
lượt xem 56
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 4 KHÁNG NGUYÊN I. Định nghĩa Kháng nguyên (antigen) là tất cả các chất, đôi khi kể cả thành phần cấu tạo của cơ thể, khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật sẽ gây nên một đáp ứng miễn dịch, tức một quá trình sinh học phức tạp dẫn đến sự tổng hợp những phân tử đặc biệt gọi là kháng thể

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Miễn dịch học thú y - Chương 4

33 Chương 4 KHÁNG NGUYÊN I. Định nghĩa Kháng nguyên (antigen) là tất cả các chất, đôi khi kể cả thành phần cấu tạo của cơ thể, khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật sẽ gây nên một đáp ứng miễn dịch, tức một quá trình sinh học phức tạp dẫn đến sự tổng hợp những phân tử đặc biệt gọi là kháng thể (dịch thể hay kháng thể tế bào) và chúng có đặc tính liên kết đặc hiệu với kháng nguyên đó. Tóm lại, kháng nguyên là chất gây ra đáp ứng miễn dịch đặc hiệu và phản ứng với các sản phẩm của đáp ứng đó Những phân tử đơn giản, chung cho nhiều loài như nước, muối khoáng, u rê, creatinin, đường đơn hay đường đôi, không phải là kháng nguyên. Bằng chứng độc nhất nói lên một chất đúng là một kháng nguyên khi chứng minh được có đáp ứng miễn dịch chống lại nó. II. Những đặc tính của kháng nguyên Kháng nguyên có nhiều đặc tính khác nhau, trong đó có tính đặc hiệu và tính sinh kháng thể. 1. Tính đặc hiệu Tính đặc hiệu của một kháng nguyên là đặc tính mà kháng nguyên ấy chỉ có khả năng kết hợp đặc hiệu với kháng thể tương ứng (trong trường hợp đáp ứng miễn dịch dịch thể) và có khả năng kết hợp đặc hiệu với các thụ thể bề mặt các lympho T (trong trường hợp miễn dịch tế bào). - Kháng nguyên nào thì kháng thể nấy, kháng nguyên gắn với kháng thể như chìa khóa khớp với ổ khóa. Như thế một kháng thể chống A chỉ phản ứng với kháng nguyên A. Ngược lại một kháng nguyên A chỉ được nhận biết bởi kháng thể chống A. - Tính đặc hiệu của kháng nguyên không phải do toàn bộ cấu trúc của cả phân tử kháng nguyên quyết định mà do “nhóm quyết định” n (epitope) của kháng nguyên quyết định, đó là những đoạn nhỏ hoặc một e bộ phận nhỏ nằm trên bề mặt phân tử kháng nguyên quyết định. Nhóm quyết định kháng nguyên không những quyết định tính đặc hiệu sinh
34 kháng thể tương ứng, mà còn là vị trí để kháng thể đó, hoặc lympho bào mẫn cảm có thể gắn với kháng nguyên một cách đặc hiệu. - Nếu kháng nguyên chỉ có một nhóm quyết định thì sẽ kích thích cơ thể sinh ra một loại kháng thể tương ứng và kháng nguyên đó chỉ kết hợp đặc hiệu và duy nhất với loại kháng thể đó mà thôi; còn nếu kháng nguyên có nhiều nhóm quyết định thì sẽ có nhiều kháng thể tương ứng được sinh ra, nhưng nhóm quyết định nào thì kết hợp đặc hiệu với kháng thể tương ứng của nhóm đó mà thôi. Có bao nhiêu nhóm quyết định kháng nguyên thì có bấy nhiêu loại kháng thể và kết hợp đặc hiệu độc lập với nhau. -Tổng số nhóm quyết định trong một kháng nguyên gọi là hóa trị của kháng nguyên đó. Hóa trị kháng nguyên biểu thị số lượng kháng thể mà kháng nguyên có khả năng kết hợp được, kháng nguyên có thể có hai hay nhiều hóa trị. - Tính đặc hiệu của kháng nguyên là rất nghiêm ngặt, tuy nhiên trong thực tế, hai kháng nguyên có thể có phản ứng chéo với nhau, như vậy giữa hai kháng nguyên này phải có một hoặc nhiều nhóm quyết định giống nhau hoặc gần giống nhau, Do đó, về mặt sinh học phân tử, có thể nói: Tính đặc hiệu của kháng nguyên - kháng thể là do sự tương đồng về cấu trúc hóa học, giữa một phân tử kháng thể với một nhóm quyết định kháng nguyên, mỗi một nhóm quyết định kháng nguyên chỉ có thể kết hợp với một phân tử kháng thể duy nhất, nhưng mỗi một phân tử kháng nguyên thì có thể kết hợp với vài loại kháng thể, nếu đó là phân tử kháng nguyên đa giá (có nhiều nhóm quyết định kháng nguyên trên bề mặt). Tình trạng mất phản ứng sau khi có những thay đổi cực nhỏ về cấu trúc hóa học của kháng nguyên đã chứng minh tính đặc hiệu ấy. Tính đặc hiệu của phản ứng miễn dịch đã được các công trình của K. Landsteiner (1930-1934) chứng minh qua các kháng nguyên nhân tạo gồm một protein gắn với những phân tử nhỏ mà ông gọi là hapten. Chỉ cần biến đổi vị trí của một gốc hay thay đổi gốc đó bằng một gốc khác là đáp ứng miễn dịch có thể thay đổi được. Phản ứng chéo Đối ngược với tính đặc hiệu là phản ứng chéo khi 2 kháng nguyên có nguồn gốc khác nhau nhưng lại phản ứng với cùng một kháng thể. Nguyên nhân của phản ứng chéo:
35 * Có một cấu trúc giống hệt. Ở các loài khác nhau vẫn có thể có những nhóm quyết định kháng nguyên chung vì lý do tiến hóa hay ngẫu nhiên. Ví dụ như những chất của nhóm máu A và B với chất của một số vi khuẩn vô hại ở ruột, chúng có cấu trúc giống nhau đến mức chính là các vi khuẩn gây ra sản xuất kháng thể tự nhiên chống A và chống B ở những người có nhóm máu O. Trong trường hợp này cá thể có nhóm máu O sản xuất những kháng thể dị loại thực ra là để chống vi khuẩn nhưng đồng thời cũng là kháng thể đồng loài nếu đứng trên phương diện truyền máu hay khía cạnh khi không có hòa hợp mẹ-thai. * Có một cấu trúc tương tự. Ví dụ nhóm máu B và kháng nguyên giả B xuất phát từ kháng nguyên A1. Đặc trưng của nhóm máu A1 là có một gốc tận cùng là N-acetylgalactosamin và của kháng nguyên B là galactose. Trong ung thư đại tràng khi có nhiễm vi khuẩn thì chất N- acetylgalactosamin có thể bị mất acetyl bởi desacetylase của vi khuẩn mà đổi thành galactosamin. Khi ấy kháng nguyên A1 được nhận biết bởi một số kháng thể chống B nên được gọi là giả B. Những kháng thể chống B ấy không phân biệt nổi OH của galactose và NH2 của galactosamin. 2. Tính kích thích sinh miễn dịch Kháng nguyên có khả năng kích thích cơ thể sinh ra đáp ứng miễn dịch (kháng thể). Người ta còn gọi khả năng kích thích cơ thể sinh kháng thể của kháng nguyên là tính kháng nguyên của kháng nguyên. Đáp ứng này có thể là tế bào hay dịch thể, dương tính (gây mẫn cảm tức có sinh kháng thể) hay âm tính (gây dung nạp tức không sinh kháng thể). Tính kháng nguyên của một chất có thể mạnh hay yếu phụ thuộc vào các yếu tố sau: * Tính lạ của kháng nguyên : Những chất càng lạ với cơ thể túc chủ càng có tính kháng nguyên mạnh, tính kháng nguyên càng mạnh khi các loài càng xa nhau về nguồn gốc tổ tiên. Ví du: lấy huyết thanh của bò tiêm cho bò hoặc cho dê thì không kích thích sinh miễn dịch hoặc sinh miễn dịch yếu, nhưng nếu lấy huyết thanh của gà tiêm cho bò thì kích thích sinh miễn dịch tốt, vì gà và bò khác nhau xa về nguồn gốc. * Cấu trúc phân tử kháng nguyên: Những chất có phân tử lượng càng lớn và cấu trúc càng phức tạp thì tính sinh miễn dịch càng cao, thông thường phải có phân tử lượng từ 10.000 Da, tuy nhiên cũng có trường hợp ngoại lệ như dextran, gelatin có phân tử lượng lớn nhưng không có tính
36 kháng nguyên, trái lại insulin phân tử lượng chỉ có 6000, glucagon phân tử lượng 3800 lại có tính kháng nguyên cao. - Những chất có bản chất là protein phức tạp hoặc cấu tạo từ polysaccharide thì có tính sinh miễn dịch cao vì dễ bị đại thực bào nuốt và xử lý, còn những chất có bản chất là lipid, acid nucleic thì tính sinh miễn dịch yếu hoặc không có, những chất này muốn trở thành kháng nguyên phải được gắn với một "protein mang" có chứa các acid amin mạch vòng p như tyrozin, tryptophan hoặc các acid amin mạch vòng khác. - Cấu trúc lập thể (không gian 3 chiều, 3-D) và khả năng tích điện k của các phân tử kháng nguyên cũng có ảnh hưởng đến tính sinh miễn dịch, bởi vì trong quá trình chuyển hóa khi cấu trúc lập thể thay đổi sẽ để lộ ra những nhóm quyết định kháng nguyên mà trước đây chúng bị "che lấp" hoặc "dấu mình" và sự tích điện có vai trò chọn lọc các tế bào có thẩm quyền miễn dịch tương ứng. * Phương thức xâm nhập: Những kháng nguyên mạnh khi đưa vào cơ thể một lần đều có khả năng kích thích sinh kháng thể, những kháng nguyên yếu phải đưa nhiều lần hoặc đưa số lượng nhiều hoặc phải kèm theo có chất bổ trợ mới có tính sinh miễn dịch tốt (chất bổ trợ có tác dụng làm tăng khả năng đại thực bào nuốt kháng nguyên). Đường đưa kháng nguyên và liều lượng kháng nguyên cũng phải phù hợp thì kháng thể mới được sản sinh nhiều. * Đặc tính di truyền của cơ thể: Cơ thể cũng có ảnh hưởng lớn đến tính kháng nguyên của kháng nguyên, đây là một yếu tố quan trọng: cùng một kháng nguyên nhưng các cơ thể khác nhau có đáp ứng miễn dịch ở mức độ khác nhau. Theo Landsteiner cần phân biệt rõ tính kháng nguyên của kháng nguyên và tính kích thích sinh miễn dịch của kháng nguyên. Tính kháng nguyên của kháng nguyên là bản tính vốn có của kháng nguyên và phụ thuộc vào các yếu tố đã nói ở trên, còn tính sinh miễn dịch của kháng nguyên thì không những phụ thuộc vào tính kháng nguyên mà còn phụ thuộc vào khả năng đáp ứng miễn dịch của cơ thể ở mức độ có tính chất di truyền. Như vậy: tính sinh miễn dịch của kháng nguyên có thể hiểu là hoạt động của tính kháng nguyên và khả năng đáp ứng của cơ thể chủ. * Sự hợp tác giữa các tế bào: Có hai loại tế bào trực tiếp tham gia vào đáp ứng miễn dịch đặc hiệu, đó là: - Quần thể lympho B (Bursal Fabricius) chịu trách nhiệm đáp ứng miễn dịch dịch thể.
37 - Quần thể lympho T (Thymus) chịu trách nhiệm đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào. Thực chất hai loại quần thể lympho này không hoạt động riêng lẻ mà có sự hợp tác liên quan chặt chẽ với nhau và hỗ trợ cho nhau, mức độ của sự hợp tác giữa chúng phụ thuộc vào đặc tính của kháng nguyên khi xâm nhập. Trong đáp ứng miễn dịch dịch thể với nhiều loại kháng nguyên, sự hỗ trợ của lympho T là một điều quan trọng. * Nếu kháng nguyên phụ thuộc tuyến ức thì đòi hỏi phải có sự hỗ trợ của quần thể lympho T thì mới có khả năng biệt hóa các tế bào lympho B thành tế bào lympho B chín, rồi thành tế bào plasma sản sinh kháng thể. Cụ thể là các lympho T hỗ trợ nhận biết được kháng nguyên trước rồi mới giúp cho lympho B nhận mặt kháng nguyên, trong trường hợp này là sự hợp tác giữa lympho T và lympho B có tác dụng quyết định tới mức độ hình thành kháng thể trong đáp ứng miễn dịch dịch thể. * Nếu kháng nguyên không phụ thuộc tuyến ức xâm nhập vào cơ thể thì chúng có khả năng trực tiếp tiếp xúc với các tế bào lympho B kích thích sinh ra kháng thể đặc hiệu mà không cần có sự hỗ trợ của lympho T. * Ngoài sự hợp tác giữa hai quần thể lympho T và lympho B thì sự hợp tác giữa các tế bào có thẩm quyền miễn dịch và các tế bào khác cũng hết sức quan trọng. 3. Những đặc tính khác 3.1. Tính gây dị ứng: Một số kháng nguyên dễ gây ra sản xuất kháng thể IgE hơn và do đó gây ra dị ứng typ tức khắc. Các dị nguyên chính thường gặp là phấn hoa, nọc của một số sâu bọ có cánh màng... Đáp ứng miễn dịch chuyển thẳng từ IgM sang IgE. Tính chất này phụ thuộc vào cơ địa của cá thể. 3.2. Tính gây dung nạp: Một số kháng nguyên dễ tạo ra tình trạng dung nạp hơn là một số khác. 3.3.Tính tá chất: Một tá chất cho phép tăng cường độ của đáp ứng miễn dịch đối với kháng nguyên đã kết hợp với nó. Một số kháng nguyên bản thân đã có tính kích thích ấy.
38 3.4. Tính gây phân bào: Ngoài đáp ứng miễn dịch đặc hiệu, kháng nguyên có thể kéo theo một tình trạng tăng gamma globulin huyết chung bằng kích thích sự phân chia của tế bào lympho B. Điều này thường hay thấy trong qúa trình nhiễm khuẩn hay khi tiêm polysaccharide của vi khuẩn đường ruột (LPS), chất này hay được dùng trong thực nghiệm với mục đích phân bào. 3.5. Hiện tượng cạnh tranh giữa các kháng nguyên Hầu hết các loại kháng nguyên có bản chất là protein đều là kháng nguyên đa giá, trên mỗi phân tử thường chứa nhiều nhóm quyết định kháng nguyên, trong đó có những nhóm quyết định trội và nhóm quyết định không trội (nhóm quyết định lặn). 3.5.1. Quyết định trội Quyết định trội là những nhóm dễ dàng được các tế bào nhận biết và tiếp cận. Thường những nhóm quyết định nằm trên bề mặt phân tử kháng nguyên và có tính ưa nước cao là những nhóm quyết định trội. Chúng là những đoạn phân tử nằm ở một đầu tận cùng của chuỗi polypeptide hoặc chuỗi polysaccharide. 3.5.2. Quyết định không trội Quyết định không trội là những nhóm bị che lấp và dấu mình trong lòng phân tử kháng nguyên, khi vì một lý do nào đó, ví dụ như do tác dụng của các enzym phân cắt, các nhóm quyết định đang bị che lấp có điều kiện lộ ra ngoài thì chúng trở thành nhóm quyết định trội. III. Phân loại kháng nguyên 1. Căn cứ vào đặc tính và điều kiện kháng nguyên 1.1. Kháng nguyên hoàn toàn (antigen) Là loại kháng nguyên đảm bảo có đầy đủ hai khả năng là kích thích cơ thể sinh kháng thể và kết hợp đặc hiệu với kháng thể do chính kháng nguyên kích thích sinh ra. Hầu hết các kháng nguyên hoàn toàn có bản chất là protein như các cấu phần của cơ thể động vật, thực vật, vi sinh vật, các chất độc thực vật, các nọc độc động vật. 1.2. Kháng nguyên không hoàn toàn (Hapten) Còn gọi là bán kháng nguyên, là những chất tự bản thân không có khả năng kích thích cơ thể sinh kháng thể, nhưng có khả năng kết hợp đặc hiệu
39 với kháng thể tương ứng. Muốn trở thành kháng nguyên hoàn toàn chúng phải được gắn với một loại protein gọi là protein mang (carrier) tạo thành phức hợp kháng nguyên - protein mang, có thể là của cơ thể, có thể là từ bên ngoài đưa vào (ví dụ như lòng trắng trứng) và cơ thể phản ứng với cả hapten, đồng thời với cả protein mang. 2. Căn cứ vào nguồn gốc 2.1. Đồng kháng nguyên (Isoantigen) Là các kháng nguyên xuất xứ từ các cá thể của cùng một loài (ví dụ như nhóm máu của người này là đồng kháng nguyên của người khác). Hiện tượng miễn dịch sinh ra do đồng kháng nguyên giữ vai trò được gọi là đồng miễn dịch (isoimmunity). 2.2. Dị kháng nguyên (Heteroantigen) Là kháng nguyên xuất xứ từ các cá thể khác loài, chúng là những kháng nguyên hoàn toàn và có tính kháng nguyên mạnh, bản chất là protein (như huyết thanh của bò đối với ngựa là dị kháng nguyên). 2.3. Tự kháng nguyên (Autoantigen) Là những chất vốn là của cơ thể nhưng vì một lý do nào đó, với một điều kiện nhất định lại kích thích cơ thể sản sinh kháng thể chống lại chính mình. Đây là cơ sở của hiện tượng tự miễn dịch, nếu cơ thể biểu hiện trạng thái tổn thương trầm trọng được gọi là bệnh tự miễn (ví dụ như hiện tượng mắt mù miễn dịch, hay hiện tượng viêm teo tinh hoàn là hậu quả của hiện tượng tự miễn dịch). 3. Căn cứ vào bản chất, cấu trúc 3.1. Kháng nguyên là protein 3.1.1. Kháng nguyên là protein động vật: là những kháng nguyên có tính kháng nguyên tốt nhất như huyết thanh của loài này là kháng nguyên mạnh đối với loài khác. 3.1.2. Kháng nguyên là protein thực vật: Là các loại protein chiết xuất từ thực vật cũng có biểu hiện tính kháng nguyên, đặc biệt là protein có trong phấn hoa của một số loài thực vật. Kháng nguyên protein thực vật thuộc loại kháng nguyên không hoàn toàn, do vậy chúng thường kết hợp với protein-mang là cấu phần của cơ thể và gây nên nhiều hiện tượng miễn dịch bệnh lý nguy hiểm. 3.1.3. Kháng nguyên là protein vi khuẩn: các độc tố vi khuẩn là protein, vì vậy nó có tính kháng nguyên cao, kháng nguyên lông của vi
40 khuẩn cũng có bản chất là protein và là một loại kháng nguyên quan trọng trong chẩn đoán và phân loại vi khuẩn. 3.1.4. Kháng nguyên là protein capxid của virut Đây là loại kháng nguyên mạnh, có thể chiết xuất thành kháng nguyên hòa tan. Cả virus nguyên vẹn cũng là kháng nguyên hòa tan đều có thể kích thích cơ thể sinh miễn dịch tốt. Có lẽ do cấu trúc protein capxid của virus đều phức tạp, hầu hết là bậc 2, 3, 4 nên biểu thị tính kháng nguyên cao. 3.2. Kháng nguyên là polysaccharide Các nhóm máu được biểu thị theo các kháng nguyên có trên bề mặt của hồng cầu, chúng là những polysaccharide có các nhóm A, B, AB và O. Cần tránh những tai biến do tiếp máu khác nhóm, vì lúc đó phức hợp miễn dịch tạo ra giữa kháng thể người nhận với kháng nguyên người cho sẽ gây tắc mạch nguy hiểm, nguyên nhân của những tai biến này là do trong máu của cơ thể người nhận đã chứa sẵn những kháng thể tự nhiên có tác dụng chống lại những kháng nguyên khác nhóm. Vi khuẩn có giáp mô cấu tạo từ polysaccharide ở thành tế bào vi khuẩn cũng phần lớn là polysaccharide và được gọi là kháng nguyên thân O (Ohne Hauch). Kháng nguyên thân O rất độc và cũng kích thích cơ thể sinh miễn dịch tốt. 3.3. Kháng nguyên là lipid Tự bản thân lipid không có tính kháng nguyên, chúng chỉ biểu thị tính kháng nguyên khi nằm trong phức hợp lipoprotein. 3.4. Kháng nguyên là acid nucleic Các acid nucleic (ADN, ARN) tự bản thân có tính kháng nguyên rất yếu và cũng chỉ sau khi liên kết với protein trong phức hợp nucleotide mới biểu thị tính kháng nguyên. 4. Căn cứ vào đối tượng miễn dịch 4.1. Kháng nguyên là vi khuẩn Tế bào vi khuẩn có cấu trúc hết sức phức tạp, nên loại hình và tính chất kháng nguyên của chúng cũng phức tạp. Vi khuẩn không có khả năng di động (không có lông) thì chỉ có kháng nguyên thân O, mà không có kháng nguyên lông H (Hauch), còn vi khuẩn có khả năng di động được thì vừa có kháng nguyên thân O vừa có kháng nguyên lông H. 4.1.1. Kháng nguyên thân O: Kháng nguyên thân O là kháng nguyên của thành tế bào vi khuẩn, chủ yếu là polysaccharide, kháng
41 nguyên thân O bền với nhiệt, chịu được 100oC, bền với cồn nhưng mẫn cảm với focmon. Kháng nguyên O kích thích cơ thể sinh kháng thể O, khi chúng kết hợp với nhau tạo thành những hạt mịn giống hạt cát lắng xuống, đó là hiện tượng ngưng kết chậm được áp dụng trong chẩn đoán. Kháng nguyên thân O rất độc, chúng là yếu tố gây bệnh của vi khuẩn. 4.1.2. Kháng nguyên lông H Kháng nguyên lông H có bản chất là protein, kháng nguyên H kém chịu nhiệt, bị diệt ở 70oC, không bền với cồn nhưng đề kháng với focmon. Kháng nguyên H kích thích cơ thể sinh kháng thể H, khi chúng kết hợp với nhau, tạo thành những cụm như cụm bông lơ lửng, đó là hiện tượng ngưng kết nhanh được áp dụng nhiều trong chẩn đoán. Kháng nguyên lông không có tác dụng gây bệnh, kháng thể H do chúng kích thích sinh ra chỉ có ý nghĩa định týp vi khuẩn. Kháng nguyên lông H Lông giới tính L« ng pilus)tÝ (F gií i nh (F pilus) Lông thân Kháng nguyên L« ng th©n (flagellum) O thân (flagellum) Lông mao TÕ bµ o v i k h u Èn L« ng mao Hình 7. Các kháng nguyên vi khuẩn
42 4.1.3. Kháng nguyên K Đó là kháng nguyên bao bọc tận cùng ngoài thân vi khuẩn hoặc trên bề mặt vi khuẩn thường gặp ở các vi khuẩn không có giáp mô thuộc loại bắt màu Gram âm. Kháng nguyên này vừa là yếu tố kích thích gây miễn dịch vừa là yếu tố gây bệnh cho người (ví dụ một số vi khuẩn đường ruột như Salmonella). d) Kháng nguyên Forman của vi khuẩn. Có trường hợp giữa kháng nguyên của hai loài động vật hoặc các loài vi khuẩn xa nhau về họ hàng lại có phản ứng chéo với nhau (như giáp mô của Pneumococcus và kháng nguyên thành tế bào của Shigella dysenteria). Hiện tượng này do Forman phát hiện và những kháng nguyên đó được gọi là kháng nguyên Forman. Kháng nguyên Forman là kháng nguyên có khả năng tạo nên phản ứng huyết thanh học giữa các loài động vật và vi khuẩn khác xa nhau về họ hàng và không có quan hệ di truyền, bản chất kháng nguyên này là polysaccharide. 4.2. Kháng nguyên là độc tố của vi khuẩn (kháng nguyên ngoại bào). Các ngoại độc tố của vi khuẩn là những chất rất độc và có tính kháng nguyên mạnh, bản chất là protein, nếu giải độc các kháng nguyên này, sẽ thu được giải độc tố, gọi là các vaccine giải độc tố. 4.3. Kháng nguyên là virus Kháng nguyên là virus có bản chất là lipoprotein, kháng nguyên virus thường tập trung ở bề mặt capsid hoặc bên trong. Virus có 3 loại i kháng nguyên chính: a) Kháng nguyên nguyên vẹn: Đó là hạt virus hoàn chỉnh khi kích thích cơ thể sẽ sinh kháng thể có khả năng trung hòa virus, người ta thường dùng phản ứng trung hòa virus để chẩn đoán. b) Kháng nguyên hòa tan: Đó là thành phần các protein capsid cấu trúc bề mặt được tách thành dung dịch hòa tan, kháng nguyên này có khả năng kết hợp đặc hiệu rộng hơn và tham gia vào phản ứng kết tủa. c) Kháng nguyên gây ngưng kết hồng cầu: Một số loại virus như virus cúm, virus Newcastle có khả năng gây ngưng kết hồng cầu một số loại gia súc, gia cầm. Trên bề mặt của các virus này có chứa các kháng nguyên có khả năng gắn với thụ thể của hồng cầu làm chúng kết dính lại với nhau, kháng nguyên này có ý nghĩa quan trọng trong chẩn đoán. 4.4. Các kháng nguyên hòa hợp mô chủ yếu
43 Trong những năm gần đây vai trò của kháng nguyên này được đề cập đến không những trong lĩnh vực ghép cơ quan mà còn trong nhiều khái niệm cơ bản của miễn dịch học. Thí nghiệm sau đây chứng minh cho điều đó: Khi ghép một cơ quan hay một bộ phận (như mảnh da) từ cơ thể cho sang cơ thể nhận, nếu cơ thể cho và cơ thể nhận có bộ gen di truyền hoàn toàn phù hợp (như trường hợp hai cơ thể sinh đôi cùng trứng hoặc các cơ thể động vật trong cùng dòng thuần chủng) thì mảnh ghép sẽ được tiếp nhận và phát triển bình thường trên cơ thể nhận. Nếu hai cơ thể có bộ gen khác nhau thì mảnh ghép là vật lạ đối với cơ thể nhận và cơ thể nhận sẽ sinh ra đáp ứng miễn dịch loại bỏ mảnh ghép. Đó là phản ứng loại thải mảnh ghép. Các kháng nguyên có trên bề mặt của tế bào tổ chức ghép có khả năng kích thích cơ thể nhận sinh ra phản ứng thải bỏ mảnh ghép được gọi là kháng nguyên ghép hoặc kháng nguyên hòa hợp tổ chức (histocompatibility antigen). Không phải tất cả các kháng nguyên hòa hợp tổ chức đều có tính sinh miễn dịch như nhau, ngay như trong các cá thể của từng loài thì tính chất kháng nguyên này cũng không giống nhau, chúng có thể kích thích cơ thể nhận sinh ra phản ứng thải bỏ mảnh ghép (ngay cả mảnh ghép đồng loại). Các kháng nguyên có hoạt tính sinh miễn dịch cao như vậy được gọi là các kháng nguyên hòa hợp mô chủ yếu (major histocompatibility antigen). 4.4.1. Các kháng nguyên hòa hợp mô chủ yếu của người Các kháng nguyên này được phát hiện lần đầu tiên trên tế bào bạch cầu vì vậy chúng được ký hiệu là HLA (Human Leucocyte Antigen). Các kháng nguyên HLA chia thành 2 lớp: - Lớp I: gồm các kháng nguyên có trên bề mặt của nhiều loại tế bào đa nhân của cơ thể, kháng nguyên này được biểu lộ rõ trên các tế bào dòng lympho. Kháng nguyên lớp I được chia thành 3 nhóm là HLA-A, HLA-B, HLA-C. - Lớp II: gồm các kháng nguyên chỉ có trên bề mặt các tế bào lympho B, tế bào đại thực bào và một vài loại tế bào đặc biệt khác. Kháng nguyên lớp II chia thành hai nhóm là HLA-D và HLA-Dr, kháng nguyên lớp này còn gọi là nhóm kháng nguyên giống Ia. Về chức năng, các phân tử kháng nguyên lớp I liên kết với kháng nguyên trên bế mặt của tế bào bị nhiễm virus, chúng là dấu ấn bề mặt để báo hiệu cho tế bào T độc (Tc: Cytotoxity T cell) và T hỗ trợ (Th: Helper
44 T cell), còn kháng nguyên lớp II báo hiệu cho tế bào lympho B và đại thực bào. Các kháng nguyên hòa hợp mô chủ yếu có vai trò quan trọng trong hiện tượng thải bỏ mảnh ghép, đồng thời cũng có vai trò quan trọng trong sự tương tác giữa các tế bào cùng tham gia trong cơ chế đáp ứng miễn dịch. 4.4.2. Các kháng nguyên phù hợp mô chủ yếu của chuột nhắt Các kháng nguyên hòa hợp mô của chuột nhắt có mặt trên hầu hết các loại tế bào được ký hiệu lần lượt là H1, H2, H3, H4, H5, trong đó hệ kháng nguyên H2 là hệ kháng nguyên hòa hợp mô chủ yếu. Nếu cơ thể cho và cơ thể nhận giống nhau về hệ kháng nguyên H2 và khác nhau về một trong những hệ kháng nguyên khác thì mảnh ghép da có thời gian sống dư lâu hơn, còn trong trường hợp hai cơ thể khác nhau về hệ kháng nguyên H2 và giống nhau về các hệ kháng nguyên khác thì mảnh ghép sẽ bị thải bỏ nhanh hơn. Hệ kháng nguyên H2 được chia thành 5 nhóm là H-2K, H-2D, H- 2L, H-2S, H-2I, trong đó nhóm H-2K và H-2D ngoài khả năng kích thích gây đáp ứng miễn dịch thải ghép, nó còn tham gia vào tính đặc hiệu của sự tương tác giữa các lympho bào gây độc với tế bào đích mang kháng nguyên virus hoặc tế bào ung thư. Trên các vùng nhỏ của nhóm H-2I có kháng nguyên tương ứng xuất hiện một cách chọn lọc trên tế bào lympho B, đại thực bào và một số lympho T hoạt hóa, người ta gọi đó là các kháng nguyên Ia (bình thường khi chưa có sự hoạt hóa bởi kháng nguyên thì không thấy kháng nguyên Ia trên bề mặt lympho T). Các kháng nguyên Ia cũng có khả năng kích thích đáp ứng tạo kháng thể, nhưng yếu hơn kháng nguyên thuộc nhóm H-2K, H-2D. Các kháng nguyên Ia trên bề mặt đại thực bào có vai trò quan trọng trong việc tạo ra tính đặc hiệu của sự tương tác giữa tế bào trình diện kháng nguyên và các loại lympho bào T. V. Quyết định kháng nguyên (Epitop kháng nguyên) 1. Khái niệm về quyết định kháng nguyên Bất kỳ một polypeptide hay protein phức hợp nào có hoạt tính sinh học cao đều có cấu trúc phức tạp, thông thường chúng có cấu trúc gấp
45 khúc, mà người ta thường gọi là cấu trúc không gian ba chiều (three- dimensional protein = 3–D protein). Protein có cấu trúc không gian 3 chiều thường là những polypeptide có cấu trúc bậc 2, bậc 3 hoặc thậm chí bậc 4; đó chính là các mạch polypeptide cuộn vòng tạo thành từng cụm, từng mảng xoắn vào nhau. Tạo hình không gian (conformation) hay sự gấp khúc (folding) là một quá trình sau tổng hợp (post–translational process), cho nên quá trình này phụ thuộc vào nhiều điều kiện môi trường, nơi mà sợi polypeptide đã được tổng hợp ra. Dĩ nhiên, do có cấu trúc gấp khúc, nên bề mặt của protein không bằng phẳng mà có dạng hình lồi, lõm, có hốc lõm vào và có mấu lồi ra. Những vùng lồi lõm nằm trên protein chịu trách nhiệm về tính kháng nguyên, được gọi là điểm quyết định kháng nguyên (antigen– i determinant) hay còn gọi là epitope. Mỗi một protein kháng nguyên có thể có 1 epitope hoặc nhiều epitope khác nhau. Thông thường các protein được coi là kháng nguyên đều có khả năng kích thích sinh kháng thể. Chúng ta cần phân biệt 2 khái niệm về loại kháng thể: kháng thể đa dòng và kháng thể đơn dòng. - Kháng thể đa dòng là kháng thể do nhiều epitope kháng nguyên kích thích sinh ra, do vậy chúng có khả năng kết hợp với nhiều epitope trong phản ứng kết hợp kháng nguyên - kháng thể. - Kháng thể đơn dòng (M mô onoclonal antibody = Mab) là do duy nhất một epitope kích thích sinh ra và chỉ kết hợp duy nhất với epitope đó Trong tự nhiên, kháng thể do vaccine kích thích hoặc bị bệnh qua khỏi mà hình thành là kháng thể đa dòng. Muốn có kháng thể đơn dòng phải có phương pháp sản xuất và thu nhận đặc biệt, trong điều kiện phòng thí nghiệm. Như vậy, mỗi một epitope là một phần nhất định của chuỗi polypeptide kháng nguyên, bao gồm khoảng vài chục axit amin, mà ở đó, có một số acid amin (thông thường không quá 12 – 20 acid amin), trong đó có một vài acid amin cực kỳ quan trọng gọi là acid amin làm khung, số còn lại là acid amin trợ giúp hay còn gọi là acid amin làm nền, tất cả tạo nên một bộ phận đặc hiệu quyết định tính kháng nguyên và khả năng miễn dịch.
46 Epitope, xét về góc độ miễn dịch, là vị trí mà kháng thể đặc hiệu sẽ liên kết tạo nên phức hợp kháng nguyên – kháng thể. Bất kỳ một đột biến nào xảy ra trong chuỗi nucleotide của epitope mà làm thay đổi acid amin khung, sẽ làm cho epitope thay đổi cấu trúc, và do đó, epitope lúc này không còn là epitope thế hệ trước dẫn đến thay đổi tính kháng nguyên và độc lực. Phương pháp đơn giản nhất phát hiện epitope là tạo kháng thể đơn dòng (monoclonal antibody, gọi là Mab) với các khung epitope có nguồn gốc từ các chủng virus khác nhau, và dựa vào đặc tính là Mab nào sẽ có phản ứng đặc hiệu riêng biệt với epitope của chúng, để phát hiện epitope tương ứng. 2. Một số định nghĩa cơ bản - Epitope: Epitope là một vùng gồm nhiều acid amin, trong đó có một số acid amin khung, hợp nhất thành một cấu trúc; quyết định đặc tính kháng nguyên của một loại protein hoạt tính cao. - Điểm quyết định epitope (epitopic determinants): Là một số hay một dãy acid amin được một hay nhiều kháng thể đơn dòng nhận biết. Sự có mặt của các acid amin này quyết định đặc tính sinh học của điểm quyết định kháng nguyên và qua đó quyết định đặc tính cơ bản của epitope nói chung. Điểm quyết định epitope được xác định bằng độ tương đồng acid amin (amino acid identity) và vị trí của dãy axit amin đó, trong vùng epitope, qua so sánh đối chiếu với nhiều chủng khác. - Điểm quyết định epitope di truyền (genetic epitope determinants): Điểm quyết định epitope di truyền là thành phần nucleotide mã hoá các acid amin của điểm quyết định epitope và của vùng epitope nói chung. Xác định đột biến nucleotide trong vùng này bằng phương pháp so sánh đối chiếu tìm giá trị tương đồng (nucleotide identity) .- Epitope cấu trúc (conformational epitope): Epitope cấu trúc là - cấu hình không gian của một số acid amin tạo nên epitope do polypeptide kháng nguyên gấp khúc tạo nên không gian 3 chiều (three dimensional structure). Cấu hình không gian quyết định mức độ kháng nguyên và khả năng liên kết với kháng thể. Cùng số acid amin đó, nếu có cấu hình không gian phù hợp, sẽ tăng tính kháng nguyên và miễn dịch, nếu có cấu hình không gian không phù hợp hoặc không có, sẽ làm giảm hoặc mất tính kháng nguyên và miễn dịch.
47 - Tập hợp epitope (Epitopic determinant region): Tập hợp epitope là một vùng giới hạn trong chuỗi polypeptide kháng nguyên mà trong đó có một vài epitope, hoặc có các điểm quyết định epitope phản ứng với một hay nhiều kháng thể đơn dòng khác nhau (ví dụ, ở virus Gumboro đó chính là vùng "siêu biến đổi" của protein kháng nguyên VP2). Epitope kháng nguyên và độc lực: Nhiều protein có tính kháng nguyên của vi sinh vật (đặc biệt là ở virus) vừa quyết định tính gây bệnh (độc lực) vừa quyết định tính kháng nguyên (kích thích miễn dịch). Epitope của protein kiểu này là vùng cùng một lúc có cả 2 chức năng (lưỡng năng), do vậy epitope của vùng này đợc gọi là epitope kháng nguyên và độc lực. (Ví dụ, ở virus Gumboro epitope ở vùng "siêu biến đổi" của protein VP2) Protein (Kháng nguyên) Quyết định kháng nguyên Quyết định kháng nguyên Quyết định kháng nguyên Kháng thể Hình 8. Sơ đồ kết hợp kháng nguyên - kháng thể
48