Vi sinh vật né tránh miễn dịch bẩm sinh
Các vi sinh vật gây bệnh đã tiến hoá để chống lại các cơ chế của miễn dịch bẩm sinh
và vì thế chúng có thể xâm nhập và trú ngụ bên trong cơ thể túc chủ (bảng 2.13).
Một số vi khuẩn nội bào có khả năng chống lại các cơ chế tấn công chúng ở bên
trong các tế bào làm nhiệm vụ thực bào. Ví dụ như Listeria monocytogenes sản sinh
ra một protein giúp chúng có thể thoát ra khỏi các bọng thực bào để xâm nhập vào
bào tương của các tế bào đã ăn chúng, và khi đã ở bào tương thì chúng không còn
chịu tác động của các chất trung gian hoá học ô-xy hoạt động và nitric oxide (là
những chất chủ yếu được tạo ra trong các phagolysosome) nữa. Thành của các vi
khuẩn Mycobacterium có chứa một thành phần lipid có tác dụng ức chế quá trình hoà
màng của các bọng có chứa các vi khuẩn đã bị nuốt vào với các lysosome. Các vi
sinh vật khác thì lại có thành tế bào của chúng có khả năng kháng lại tác động của
bổ thể. Như sẽ còn được trình bầy trong các chương 6 và 8, chính những cơ chế như
vậy đã giúp cho các vi sinh vật kháng lại các cơ chế thực hiện của đáp ứng miễn dịch
dịch thể và đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào.
Bảng 2.13: Các phương thức né tránh miễn dịch bẩm sinh của vi sinh vật
Cách thức né tránh Ví dụCơ chế
Kháng lại hiện tượng thực
bào
Pneumococus Polysaccharide của vỏ vi khuẩn ức chế
hiện tượng thực bào
Kháng lại các chất trung gian
hoá học ô-xy hoạt động
trong các tế bào làm nhiệm
vụ thực bào
Các vi khuẩn
Staphylococcus Sản sinh ra enzyme calase có tác dụng
phá vỡ các gốc ô-xy hoạt động
Kháng lại hoạt tính của bổ
thể (con đường không cổ
điển)
Neisseria
meningitides
Streptococcus
Bộc lộ acid sialic trên bề mặt để ức chế
các enzyme chuyển đổi C3 và C5
convertase
Protein M ức chế không cho C3 bám vào
vi sinh vật và C3b bám vào các thụ thể
dành cho bổ thể
Kháng lại các peptide kháng
sinh diệt khuẩn
Pseudomonas Tổng hợp ra các LPS có cấu trúc biến
đổi để kháng lại hoạt tính của các
peptide kháng sinh này
Vai trò kích thích các đáp ứng miễn dịch thích ứng của miễn dịch tự nhiên
Chúng ta vừa phân tích các cách thức hệ thống miễn dịch bẩm sinh nhận diện các vi
sinh vật và chống lại sự xâm nhập của chúng. Như đã trình bầy ở đầu chương, ngoài
các chức năng đề kháng thì đáp ứng miễn dịch bẩm sinh chống lại các vi sinh vật còn
đóng vai trò quan trọng trong việc cảnh báo và báo động cho hệ thống miễn dịch
thích ứng rằng cần phải có một đáp ứng miễn dịch hiệu quả hơn. Phần còn lại của
chương này chúng ta sẽ đề cập đến một số cơ chế các đáp ứng miễn dịch bẩm sinh
kích thích các đáp ứng miễn dịch thích ứng.
Hình 2.14: Vai trò kích thích miễn dịch thích ứng của miễn dịch bẩm sinh
Các đáp ứng miễn dịch bẩm sinh tạo ra các phân tử đóng vai trò như “tín hiệu thứ
hai” (kháng nguyên là tín hiệu thứ nhất) để hoạt hoá các tế bào lympho T và B. Trong
chương 1 chúng ta đã đề cập đến giả thuyết cho rằng để có thể hoạt hoá một cách
toàn diện các tế bào lympho đặc hiệu với kháng nguyên thì cần có hai tín hiệu: kháng
nguyên chính là tín hiệu thứ nhất còn lại thì các vi sinh vật, các đáp ứng của miễn
dịch bẩm sinh chống lại vi sinh vật hay các tổn thương của tế bào túc chủ do tác
động của vi sinh vật có thể đóng vai trò là tín hiệu thứ hai (xem hình 1.9). Yêu cầu
cần có các tín hiệu thứ hai có liên quan đến vi sinh vật là để bảo đảm rằng các tế bào
lympho đáp ứng chống lại các tác nhân gây bệnh chứ không chống lại các chất vô
hại và không có bản chất từ vi sinh vật lây nhiễm. Trong các mô hình thực nghiệm
hoặc khi sử dụng vaccine thì có thể tạo ra được các đáp ứng miễn dịch thích ứng
bằng cách cho cơ thể tiếp xúc với kháng nguyên mà không cần tiếp xúc với toàn bộ
vi sinh vật. Trong tất cả những trường hợp này thì các kháng nguyên thường được
đưa vào cơ thể cùng với các tá chất (adjuvant) có tác dụng tạo ra các phản ứng miễn
dịch bẩm sinh giống như phản ứng do vi sinh vật hoàn chỉnh gây ra. Trên thực tế thì
rất nhiều tá chất chính là các sản phẩm của vi sinh vật. Bản chất và các cơ chế tác
động của tín hiệu thứ hai sẽ được mô tả chi tiết trong phần trình bầy về quá trình hoạt
hoá các tế bào lympho B và T trong các chương 5 và 7. Trong chương này chúng ta
đề cập đến hai ví dụ minh hoạ về các tín hiệu thứ hai được tạo ra trong các đáp ứng
miễn dịch bẩm sinh (hình 2.14).
Các vi sinh vật hoặc IFN-g do các tế bào NK đáp ứng với vi sinh vật tạo ra kích thích
các tế bào có tua và các đại thực bào tạo ra hai loại tín hiệu thứ hai có thể hoạt hoá
các tế bào lympho T. Thứ nhất là trên bề mặt các tế bào có tua và các đại thực bào
có các phân tử được gọi là các đồng kích thích tố (costimulator), các phân tử này
bám vào các thụ thể trên bề mặt các tế bào T “trinh nữ” đồng thời với việc nhận diện
kháng nguyên sẽ có tác dụng hoạt hoá các tế bào T. Thứ hai là các tế bào có tua và
các đại thực bào chế tiết ra IL-12 là cytokine có tác dụng kích thích quá trình biệt hoá
các tế bào T “trinh nữ” thành các tế bào thực hiện trong đáp ứng miễn dịch qua trung
gian tế bào.
Các vi khuẩn trong máu hoạt hoá hệ thống bổ thể theo con đường không cổ điển.
Một trong số các protein được tạo ra trong quá trình hoạt hoá bổ thể là C3d sẽ gắn
theo kiểu đồng hoá trị vào vi sinh vật. Khi các tế bào lympho B nhận diện các kháng
nguyên của vi sinh vật bằng các thụ thể của chúng dành cho kháng nguyên thì cùng
lúc đó các tế bào lympho B cũng nhận diện C3d phủ trên bề mặt vi sinh vật bằng thụ
thể của tế bào B dành cho C3d. Sự phối hợp đồng thời nhận diện kháng nguyên và
nhận diện C3d sẽ khởi động quá trình biệt hoá tế bào B thành tế bào plasma chế tiết
kháng thể. Bằng cách đó một yếu tố bổ thể đã đóng vai trò như là tín hiệu thứ hai để
khởi động các đáp ứng miễn dịch dịch thể.
Các ví dụ trên đây cho thấy một đặc điểm quan trọng của các tín hiệu thứ hai đó là
các tín hiệu này không chỉ kích thích đáp ứng miễn dịch thích ứng mà còn định
hướng bản chất của đáp ứng miễn dịch thích ứng. Các vi sinh vật ký sinh bên trong tế
bào và các vi sinh vật đã bị các tế bào làm nhiệm vụ thực bào nuốt vào thì cần được
loại bỏ nhờ đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào, là một đáp ứng miễn dịch thích
ứng do các tế bào lympho T thực hiện. Các vi sinh vật bị nuốt vào hoặc sống trong
các đại thực bào sẽ tạo ra tín hiệu thứ hai được gọi là các đồng kích thích tố và IL-12
có tác dụng kích thích đáp ứng của tế bào T. Ngược lại thì các vi sinh vật trong máu
cần bị loại bỏ bởi các kháng thể là sản phẩm của các tế bào lympho B tạo ra trong
các đáp ứng miễn dịch dịch thể. Các vi sinh vật trong máu hoạt hoá hệ thống bổ thể
sau đó bổ thể lại kích thích hoạt hoá các tế bào B để sản xuất kháng thể. Bằng cách
đó các loại vi sinh vật khác nhau tạo ra các đáp ứng miễn dịch bẩm sinh khác nhau,
các đáp ứng này sau đó lại kích thích các loại đáp ứng miễn dịch thích ứng khác
nhau để chống lại một cách hiệu quả nhất các tác nhân gây bệnh nhiễm trùng khác
nhau.
Tóm tắt
•Tất cả các cơ thể đa bào đều có các cơ chế tự đề kháng chống lại nhiễm
trùng, các cơ chế này tạo nên miễn dịch bẩm sinh.
•Các cơ chế của đáp ứng miễn dịch bẩm sinh chống lại vi sinh vật chứ không
chống lại các các chất không có bản chất từ vi sinh vật. Các cơ chế này đặc hiệu
với các cấu trúc chung có trên các loại vi sinh vật khác nhau. Các cơ chế này được
thực hiện thông qua các thụ thể được mã hoá bởi các gene ở dòng gốc và các đáp
ứng không mạnh hơn sau mỗi lần tiếp xúc với vi sinh vật.
•Các thành phần chính của miễn dịch bẩm sinh là các biểu mô, các tế bào làm
nhiệm vụ thực bào, các tế bào giết tự nhiên (tế bào NK), các cytokine, các protein
trong huyết tương bao gồm các protein của hệ thống bổ thể.
•Biểu mô cung cấp các hàng rào vật lý ngăn cản sự xâm nhập của vi sinh vật,
biểu mô sản xuất ra các chất kháng sinh và trong biểu mô còn có các tế bào
lympho có khả năng ngăn ngừa nhiễm trùng.
•Các tế bào chính làm nhiệm vụ thực bào là bạch cầu trung tính, các tế bào
mono/đại thực bào. Đây là các tế bào máu đã được điều động từ máu đến các vị trí
xẩy ra nhiễm trùng, tại đây chúng nhận diện các vi sinh vật nhờ các thụ thể đặc
hiệu trên bề mặt của chúng. Các bạch cầu trung tính và đại thực bào nuốt các vi
sinh vật sau đó phá huỷ chúng ở bên trong các tế bào này. Các tế bào này còn chế
tiết các cytokine và đáp ứng bằng những cách khác nhau để loại bỏ vi sinh vật và
sửa chữa lại các mô tổn thương do nhiễm trùng.
•Các tế bào giết tự nhiên giết các tế bào của túc chủ bị nhiễm các vi sinh vật
nội bào và chế tiết ra IFN-g, chất có tác dụng hoạt hoá các đại thực bào giết các vi
sinh vật đã bị chúng nuốt vào.
•Hệ thống bổ thể bao gồm một họ các protein được hoạt hoá theo trình tự nối
tiếp nhau khi chúng gặp các vi sinh vật hoặc khi chúng được các kháng thể hoạt
hoá chúng (trong đáp ứng miễn dịch dịch thể). Các protein của bổ thể phủ lên các
vi sinh vật (opsonin hoá) tạo thuận cho các quá trình tiếp cận và nuốt các vi sinh
vật bởi các tế bào làm nhiệm vụ thực bào, kích thích phản ứng viêm, và làm ta rã
các vi sinh vật.
•Các cytokine của miễn dịch bẩm sinh có tác dụng kích thích phản ứng viêm
(TNF, IL-1, các chemokine), hoạt hoá các tế bào NK (IL-2), hoạt hoá các đại thực
bào (IFN-g), và ngăn ngừa nhiễm virus (IFN type I).
•Ngoài tác dụng cung cấp khả năng đề kháng sớm chống nhiễm trùng, các đáp
ứng miễn dịch bẩm sinh còn cung cấp các “tín hiệu thứ hai” để hoạt hoá các tế bào
lympho B và T. Sự cần thiết phải có các tín hiệu thứ hai này để bảo đảm cho các
đáp ứng miễn dịch thích ứng được tạo ra là do chính các vi sinh vật (tác nhân tự
nhiên sinh ra các phản ứng miễn dịch bẩm sinh) chứ không phải do các chất không
có bản chất là vi sinh vật.