Bài giảng miễn dịch học thú y chương 3

Kháng nguyên Antigen Kháng nguyên là chất lạ , khi có mặt trong cơ thể động vật có khả năng gây đáp ứng miễn dịch và sau đó kháng nguyên có khả năng kết hợp đặc hiệu với sản phẩm của đá

(Veterinary Immunology )

1 Kháng nguyên (Antigen)

 Kháng nguyên là chất lạ , khi có mặt trong cơ thể động

vật có khả năng gây đáp ứng miễn dịch và sau đó kháng nguyên có khả năng kết hợp đặc hiệu với sản phẩm của đáp ứng này (Kháng thể đặc hiệu).

 Có thể hiểu kháng nguyên một cách khái quát:

Kháng nguyên là chất được hệ thống miễn dịch của cơ thể nhận biết một cách đặc hiệu.

2 Đặc tính của kháng nguyên

Kháng nguyên có 2 đặc tính chính:

+ Tính sinh miễn dịch

+ Tính đặc hiệu.

2.1 Tính sinh miễn dịch: (Tính sinh KT)

Là khả năng của một kháng nguyên tạo ra một đáp ứng miễndịch, đáp ứng này có thể là dịch thể hay tế bào

Tính sinh miễn dịch phụ thuộc vào:

- Tính kháng nguyên

- Khả năng đáp ứng miễn dịch của cơ thể

a) Tính kháng nguyên mạnh hay yếu phụ thuộc vào:

 Tính lạ của kháng nguyên: Nhưng chất càng lạ với cơ thể, tính kháng nguyên càng mạnh, kháng thể sinh ra càng nhiều Nhưng chất càng xa nguồn gốc tổ tiên càng có tính kháng nguyên mạnh.

VD: Đáp ứng MD của Dê đối với Albumin của Gà mạnh hơn đối với Albumin của Bò

• Những chất có bản chất là lipit hoặc axit nucleic thì tính sinh miễn dịch yếu hoặc không có nhưng nếu chúng được gắn với một phân tử protein mang thì lại trở thành một kháng nguyên

 Phương thức xâm nhập của kháng nguyên

KN vào cơ thể bằng đường thích hợp thì khả năng sinh KT cao.

b) Khả năng đáp ứng miễn dịch của cơ thể:

Cùng một kháng nguyên, khả năng đáp ứng miễn dịch của cơ thể khác nhau thi khác nhau.

• Đối với KN là protein, chỉ cần thay đổi một axit amin hoặc axit amin dạng D thay thế cho dạng L thay đổi tính đặc hiệu của KN.

Kháng nguyên nào thi kháng thể ấy

Tính đặc hiệu của KN

Trường hợp ngoại lệ là do:

 Có cấu trúc giống hệt nhau:

Vi lý do tiến hoá hay ngẫu nhiên, ở các loài khác nhau cóthể có nhóm quyết định kháng nguyên giống nhau

 Có cấu trúc tương tự.

 Ngoài ra, cấu trúc cacbon hydrat màng tế bào liên cầu khuẩnnhóm A cũng giống mucoprotein ở van tim người.

 Vì vậy khi cơ thể sản xuất các kháng thể chống liên cầu khuẩnthì chúng tấn công luôn cả cơ tim và các tổ chức liên kết có thànhphần protein tương tự

 Phản ứng giữa tự kháng nguyên với tự kháng thể sẽ gây ra bệnh

lý tổn thương cho cơ tim, màng trong tim, màng ngoài tim…

 Nhóm quyết định kháng nguyên hay Epitop:

 Phần cấu trúc của kháng nguyên được nhận biết bởi hệ thốngmiễn dịch được gọi là nhóm quyết định kháng nguyên hayEpitop

 Đó là phần kháng nguyên kết hợp đặc hiệu với kháng thể

• Với kháng nguyên là gluxit, kích thước của một Epitop là 5- 6gốc đường

• Với kháng nguyên là protein kích thước của 1 Epitop là 5- 6axit amin

• Trên một kháng nguyên có thể có nhiều Epitop

Như vậy tính đặc hiệu của kháng nguyên không phải do toàn

bộ cấu trúc của phân tử kháng nguyên quy định mà chỉ do cácEpitop quyết định

Epitope

Kết hợp giữa Epitop (KN) và kháng

thể

 Hoá trị của kháng nguyên:

 Tổng số Epitop trên một phân tử kháng nguyên được gọi là hoátrị của kháng nguyên

 Một phân tử kháng nguyên có thể có hai hay nhiều Epitop nên

có thể có hai hay nhiều hoá trị

 Những đặc tính phụ này không có thường xuyên

 Nhưng nếu có đặc tính phụ nó sẽ mang lại những thay đổi vềchất lượng và số lượng trong đáp ứng miễn dịch

 Tính gây dị ứng:

 Dị ứng là một rối loạn quá mẫn của hệ miễn dịch

 Kháng nguyên kích hoạt quá mức các tế bào bạch cầu mast vàmột loại kháng thể được sinh ra gọi là IgE, dẫn đến một phảnứng viêm nặng, thông thường bao gồm chàm, phát ban, sốt ,lên cơn hen suyễn

(IgE là lớp kháng thể ái tế bào, nó bám trên tế bào bạch cầu ái kiềm, tế bào Mast Sự kết hợp KN - KT  màng tế bào vỡ  giải phóng các amin hoạt mạch: Histamin, Serotonin gây dị ứng).

 Dị ứng nhẹ rất phổ biến, gây ra các triệu chứng như viêm kếtmạc dị ứng, ngứa và chảy nước mũi

 Kháng nguyên dễ gây dị ứng: Phấn hoa, nọc độc của một sốsâu bọ có cánh…

Tính gây dị ứng phụ thuộc vào cơ địa của cơ thể

Dị ứng với những nụ hôn

Lee Warwich and Rachel Prince from UK Nguồn: http://kenh14.vn

Rachel chia sẻ: "Rõ ràng là tôi rất thích sự thân mật và gần gũi đó

tuy nhiên khi Lee hôn lên má tôi thì tôi phải lập tức lau sạch Đơn giản là chỉ cần vài giọt nước bọt cũng có thể khiến tôi bị phát ban."

 Tính gây phân bào

Một số kháng nguyên ngoài gây đáp ứng miễn dịch đặc hiệu nó còn làm tăng gamma globulin huyết thanh bằng cách kích thích sự phân bào của tế bào lympho B.

Ví dụ:

LPS: Lipopolysaccarid của vi khuẩn gram (-)

LPS hay được dùng trong thực nghiệm với mục đích phân bào.

3 Phân loại kháng nguyên:

Trong tự nhiên có vô vàn chất có tính chất kháng nguyên, cóthể phân loại chúng theo nhiều cách

 Dựa vào đặc tính của kháng nguyên: có hai loại

 Kháng nguyên hoàn toàn:

Là loại kháng nguyên có đầy đủ 2 đặc tính:

- Tính sinh kháng thể

- Tính đặc hiệu

Kháng nguyên loại này thường có bản chất là protein

 Kháng nguyên không hoàn toàn : (Bán kháng nguyên,

 Kháng nguyên không hoàn toàn hầu hết là các chất tổng hợp.

Vídụ:

- Thuốc kháng sinh

- Một số chất hoá học

 Kháng nguyên không hoàn toàn muốn trở thành kháng

nguyên hoàn toàn phải kết hợp với một chất mang là

protein

 Những kháng nguyên này thường là thủ phạm của cáctrường hợp gây miễn dịch bệnh lý như: dị ứng, mề đay

Ví dụ: Penicillin khi vào cơ thể bị enzym  - lactamase

phân giải tạo ra axit peniciloic (hoặc penicilenoic), đây là các hapten có phản ứng cao Sau đó axit này gắn với

protein đặc hiệu của cơ thể để trở thành kháng nguyên hoàn toàn, nó sẽ kết hợp với IgE trên bề mặt dưỡng bào (tế bào Mastocyte) làm giải phóng Histamin và Serotonin gây ra dị ứng thuốc.

 Dựa vào mối quan hệ của kháng nguyên với

Là kháng nguyên vốn là những chất của cơ thể nhưng vì một

lý do nào đó lại kích thích cơ thể gây đáp ứng miễn dịchchống lại bản thân mình, trường hợp này gọi là tự miễn dịch

 Dựa vào bản chất hoá học

 Kháng nguyên là protein:

• Kháng nguyên là protein là những kháng nguyên hoàn toàn.

• Tính kháng nguyên mạnh hay yếu phụ thuộc vào trọng lượng phân tử, cấu trúc của kháng nguyên.

• Tất cả các loại protein của động vật, thực vật và vi sinh vật đều

có tính kháng nguyên mạnh.

 Kháng nguyên là gluxit:

• Kháng nguyên là gluxit thường có tính kháng nguyên yếu.

• Trừ trường hợp polysacarit của VK có tính kháng nguyên mạnh (Đây là polysacarit có cấu trúc phân tử đa dạng).

 Kháng nguyên là lipit, axit Nucleic:

• Đây là những kháng nguyên không hoàn toàn.

 Dựa theo kiểu đáp ứng miễn dịch:

 Kháng nguyên phụ thuộc tuyến ức:

• Kháng nguyên phụ thuộc tuyến ức đòi hỏi phải có mặt của tế bào lympho T mới sinh kháng thể.

• Đó là những kháng nguyên mà bản chất là protein như các protein huyết thanh, đa peptit tổng hợp

 Kháng nguyên không phụ thuộc tuyến ức:

• Kháng nguyên không phụ thuộc tuyến ức có khả năng tạo kháng thể

mà không cần sự tồn tại của tuyến ức, hay không cần có sự tham gia của tế bào lympho T.

• Ví dụ: lipopolisacrit, polyozit vi khuẩn, kháng nguyên lông vi khuẩn thương hàn

 Dựa vào đối tượng miễn dịch

 KN chịu được nhiệt độ, 1000C sau 2 giờ mới bị phá huỷ

 KN bền với cồn, khi tiếp xúc với cồn 500 không bị phá huỷ

 KN dễ bị phá huỷ bởi formol: Formol 5% dễ dàng phá huỷKN

 KN O khu trú ở bề mặt vi khuẩn, liên hệ trực tiếp với hệthống miễn dịch của cơ thể.

 Ở những vi khuẩn có giáp mô (VK nhiệt thán), giáp mô chelấp kháng nguyên O Khi vào cơ thể kháng nguyên O kíchthích cơ thể sinh kháng thể O

 Sự kết hợp của KN O và KT đặc hiệu tạo ra phức hợp lànhững hạt mịn lắng xuống, đây là hiện tượng ngưng kết,thân vi khuẩn sẽ ngưng kết với nhau

 Kháng nguyên O rất độc và là yếu tố gây bệnh của vi khuẩn

Kháng nguyên O + kháng thể Ngưng kết

Sơ đồ kháng nguyên của vi khuẩn

Kháng nguyên của vi khuẩn

Kháng nguyên lông (H - Hauch)

 Kháng nguyên H có trên lông của vi khuẩn

 Những vi khuẩn có lông mới có kháng nguyên H

 Kháng nguyên H có bản chất là protein

+ KN H có đặc tính

 Kém chịu nhiệt, ở nhiệt độ 600C/1 giờ KN bị phá huỷ

 Không bền với cồn ethylic, bị phá huỷ bởi cồn Ethylic 500

 Kháng được formol 50/00

 Khi vào cơ thể, kháng nguyên H kích thích sinh ra kháng thểH

 Sự kết hợp của KN với KT xảy ra hiện tượng ngưng kết: Các

vi khuẩn ngưng kết lại với nhau nhờ lông dính lông qua cầunối là KT: H, trông như những cụm bông

 Sự ngưng kết này không bền, dễ tan khi lắc

Kháng nguyên của vi khuẩn

 Kháng nguyên giáp mô: (Kapsule-K )

 Kháng nguyên có trên giáp mô của vi khuẩn

 Những vi khuẩn có giáp mô mới có KN: K.

 Kháng nguyên này nằm ở bên ngoài của KN: O.

 Bản chất của KN: K thường là polysacarit Một ít là polypeptit

 Kháng nguyên pili (Fimbriae) (kháng nguyên bám dính).

 Kháng nguyên có trên pili của vi khuẩn.

 Những vi khuẩn có pili mới có kháng nguyên này.

Ví dụ: Vi khuẩn đường ruột : E.coli, Salmonella

 Các kháng nguyên Pili giúp cho vi khuẩn bám vào các

tế bào niêm mạc ruột và từ đó mới có cơ hội xâm nhập vào bên trong để gây bệnh.

 Theo Carter (1995), kháng nguyên Pili của vi khuẩn E.coli ở các loài gia súc như sau:

 Vi khuẩn E.coli ở lợn có: F4, F5, F6, F41.

 Vi khuẩn E.coli ở trâu, bò: F5, F41.

 Vi khuẩn E.coli ở cừu: F5, F41

Kháng nguyên giáp mô của vi khuẩn Pneumococcus

và Kháng nguyên thành tế bào vi khuẩn Shigella.

 Kháng nguyên là độc tố của vi khuẩn

(Kháng nguyên ngoại bào).

 Kháng nguyên này có ở những vi khuẩn sản sinh ngoại độc tố

 Bản chất của độc tố là protein.

 Độc tố rất độc và có tính kháng nguyên mạnh.

 Dưới tác động của một số yếu tố:

- formol -nhiệt độ  độc tố mất tính độc, không còn khả năng gây bệnh nhưng vẫn giữ được tính kháng nguyên, được dùng để chế vacxin gọi là giải độc tố.

Ví dụ:

- Giải độc tố uốn ván (vi khuẩn Clostridium tetani)

- Giải độc tố bạch hầu (Corynebacterium diphtheriae)

 Kháng nguyên là virus:

Kháng nguyên của virus có thể phân bố trên bề mặt capxithay ở sâu bên trong virion

Virus có 3 loại kháng nguyên chính

 Kháng nguyên nguyên ven

Kháng nguyên là hạt virus hoàn chỉnh

KN khi kích thích cơ thể sinh kháng thể có khả năng trunghoà virus Ưng dụng dùng phản ứng trung hoà virus trongchẩn đoán

 Kháng nguyên hoà tan

Đó là protein của capxit được tách ra, hoà tan vào dung dịch.Kháng nguyên này kích thích cơ thể sinh kháng thể kết tủa.Ưng dụng dùng phản ứng kết tủa trong chẩn đoán

Phản ứng kết tủa khuếch tán trên thạch

Kháng nguyên gây ngưng kết hồng cầu:

• Kháng nguyên này có trên bề mặt capxit của một số loại virus.

• KN có khả năng gắn lên Receptor của hồng cầu một

số loài động vật, làm hồng cầu dính lại với nhau.

HA Test

Kháng nguyên của virus

4. Kháng nguyên phù hợp tổ chức chính MHC (Major Histocompatibility Complex antigen)

 Những thuật ngữ tiếng Việt để chỉ MHC được sử dụng baogồm: Phức hợp tương thích mô chính, Phức hệ hoà hợp môchính, Phức hệ phụ hợp tổ chức chính, Hệ thống trình diệnkháng nguyên

 Kháng nguyên MHC nằm trên bề mặt tế bào của đa số độngvật có sương sống

 MHC có bản chất là protein

 MHC là KN gây nên hiện tượng thải bỏ mảnh ghép còn gọi là

KN ghép

 MHC ngoài tính chất là một kháng nguyên nó còn có vai

trò quan trọng trong đáp ứng miễn dịch: Làm nhiệm vụ trình diện siêu kháng nguyên (các epitop nhỏ 9-24 a.a) cho các tế bào

miễn dịch - tế bào lympho T và B

 Có hai loại MHC: MHC I và MHC II

MHC -I

 Cấu tạo MHC loại I gồm hai chuỗi polypeptide:

Chuỗi nặng xuyên màng (chuỗi α), liên kết không đồng

màng gồm 25 axit amin và phần nội bào 30 axit amin.

nhất không có tính đa dạng kiểu hình.

-microglobulin là 12 kDa.

Phân tử MHC-I

Chuỗi α1, α2 và α3, mỗi domain khoảng 90 axit amin Phần xuyên

màng gồm 25 axit amin và phần nội bào 30 axit amin.

 MHC loại I có trên bề mặt các tế bào có nhân của cơ thể

- Tế bào lympho T và B, bạch cầu đa nhân

- Tế bào của phần lớn các cơ quan, tổ chức

- Không có trên tế bào không nhân như hồng cầu.

 Vai trò của MHC loại I là gắn với các siêu kháng nguyên nội

sinh

 Các siêu kháng nguyên này là một peptit có 9 axit amin

 Peptit KN nhờ bộ máy Golgi của tế bào chuyển ra ngoài màng

tế bào trong khuôn khổ: peptit KN + MHC lớp I để kháng nguyên được trinh diện với tế bào T CD8

 Tế bào TCD8 có TCR (cell receptor) tương ứng với kháng nguyên sẽtiến tới nhận biết kháng nguyên nằm trên phân tử MHC lớp 1

 TCD8 sẽ mẫn cảm trở thành kháng thể tế bào và tiêu diệt các tếbào đích có phức hợp KN + MHC lớp 1

MHC loại II

 Không như MHC loại I, các phân tử MHC loại II chỉ có trênmột số loại tế bào của hệ miễn dịch, như các tế bào trình diệnkháng nguyên chuyên nghiệp (đại thực bào, tế bào tua-Dendritic cells) hoặc các lympho B đã hoạt hóa

 Các tế bào này thực bào các kháng nguyên, "biên tập" chúngthành các đoạn peptide trước khi gắn với MHC loại II rồiphơi bày trên màng tế bào

 Cấu tạo MHC loại II gồm hai chuỗi polypeptide xuyên màng

Phân tử MHC loại II

 Vai trò của MHC loại II là gắn với siêu KN ngoại sinh, đó là

các epitop của các phân tử KN lạ xâm nhập từ bên ngoài

 Siêu KN này có từ 12- 24 a.a

 Một kháng nguyên ngoại sinh (đa phần là vi khuẩn, protein

ngoại lai) được các đại thực bào bắt nuốt và xử lý thành các

siêu kháng nguyên tại hốc thực bào (phagolysosom) hoặc ở

một chỗ nào đó của tế bào lympho B

 MHC lớp II gắn với các siêu KN (12-24 a.a) từ bên trong tếbào và đưa siêu KN biểu lộ trên bề mặt tế bào trinh diện KN

cho tế bào T CD4

 Lúc đó, tế bào TCD4 thông qua TCR của mình mà tương tác với

tế bào trinh diện

 TCD4 được hoạt hoá tiết lymphokin hỗ trợ cho các tế bào miễndịch như: đại thực bào, lympho B…

 Trình diện kháng nguyên ?

 Quá trình gắn đoạn peptide vào MHC và “phơi” ra mặt ngoài tế

bào gọi là sự trình diện kháng nguyên.

 Lympho B thông qua các thụ thể kháng nguyên (là các globulinmiễn dịch) có thể nhận diện những kháng nguyên "thô"

 Ngược lại, thụ thể của lympho T chỉ có thể nhận diện được

kháng nguyên dưới dạng các mẩu (đoạn) peptide gắn với một(đại) phân tử của phức hợp MHC

 Như vậy, protein của tác nhân gây bệnh phải được cắt xén, xử

lý thành các đoạn peptide ngắn trước khi trình diện cho tế bàoT

 Việc "biên tập" kháng nguyên xảy ra ở khu vực nội bào, cácđoạn peptide sau đó được gắn vào phức hợp MHC rồi đưa ra bềmặt tế bào

 Các vi sinh vật gây bệnh có thể tạm chia thành hai loại:

thức nhiễm bệnh đó.

 Lympho T CD8 có đặc tính độc tế bào với vai trò chính là

tiêu diệt các tế bào bị nhiễm các tác nhân gây bệnh nội bào.

 Lympho T CD4 có chức năng chính là giúp đỡ các tế bào

ngoại bào

 MHC loại I trình diện kháng nguyên cho lympho T CD8

 MHC loại II trình diện kháng nguyên cho lympho T CD4

Tế bào APC

(Trình diện KN cho TCD4 và TCD8)