Giáo trình Miễn dịch học thú y - Chương 8 docx

C3b gắn vào màng sinh chất của tế bào đích và vào C4b2a để tạo thành phức hợp C4b2a3b, đó là enzym phân giải C5 nên được gọi là C5 convertaza, có nhiệm vụ hoạt hóa C5.. Con đường cạnh cũ

-Tăng tuần hoàn tại chỗ và tăng tính thấm thành mạch

-Opsonin hoá (C3b)

-Chiêu mộ bạch cầu

-Làm thủng màng tế bào, màng vi khuẩn dẫn đến ly giải

Hệ thống bổ thể có 9 protein kí hiệu từ C1 đến C9 (Theo trình tự

mà chúng tham gia phản ứng, riêng C4 là ký hiệu trình tự phát hiện bổ thể), và các yếu tố B, D, P (propecdin) và nhiều yếu tố tham gia vào điều hòa hoạt hóa bổ thể

C phẩy là ký hiệu bổ thể toàn phần

* Nhận dạng phức hệ kháng nguyên–kháng thể bởi C1: C1 gồm 3 thành phần C1q, C1s, C1r C1q gồm 3 tiểu đơn vị hợp thành, mỗi tiểu đơn

vị có hình chữ Y, đầu hình cầu Ba tiểu đơn vị dính vào nhau nhìn như 6 bông tuylip Hai phân tử C1r và 2 phân tử C1s cũng xoắn quanh cuống của C1q nhờ liên kết peptide vơí sự có mặt của Ca++ Nếu không có Ca thì 3 thành phần này sẽ rời nhau ra Sau khi được gắn vào giữa 2 đoạn Fc của kháng thể thì C1 được hoạt hóa

* C4 và C2 gắn vào vị trí liền kề với C1 trên màng nguyên sinh chất: C1s đã được hoạt hóa sẽ kích thích để hoạt hóa C4 và C4 được tách thành C4a có hoạt năng phản vệ và C4b Nếu có màng sinh chất của tế bào thì C4b sẽ bám vào màng và vào C2 Lúc đó C1s hoạt hóa phức hợp C4bC2 để tách C2 thành C2a và C2b (hoạt năng như một kinin) C1s hoạt hóa cũng có thể tách C2 thành C2a và C2b nhưng với hiệu quả thấp Sau

đó C2a và C4b kết hợp với nhau tạo thành C4b2a- một loại enzyme để hoạt hóa C3, được gọi là C3 convertaza Quá trình này đòi hỏi sự tham gia của Mg++

Hình 30 Hoạt hóa bổ thể theo con đường cổ điển (Theo Ian R

Tizard 2004 )

* Hoạt hóa C3 C3 do đại thực bào sản xuất và đóng vai trò trung

tâm của hệ thống bổ thể C3 convertaza tách C3 thành C3a (có hoạt năng gây phản vệ và hóa ứng động ) và C3b C3b gắn vào màng sinh chất của tế bào đích và vào C4b2a để tạo thành phức hợp C4b2a3b, đó là enzym phân giải C5 nên được gọi là C5 convertaza, có nhiệm vụ hoạt hóa C5

2.2 Đường cạnh

Con đường cạnh là một trong những hàng rào bảo vệ đầu tiên của

cơ thể chống lại yếu tố gây bệnh trước khi hình thành đáp ứng miễn dịch, nghĩa là có trước cả con đường cũ Các vi sinh vật và nhiều chất khác khi chưa gây mẫn cảm có thể lại hoạt hóa con đường này như trực khuẩn Gram (+) hay (-),virus, nấm (Candida albicans), ký sinh trùng (Trypanosom, schistosom ) và một số chất khác: polyssaccharide vi khuẩn, nội độc tố vi khuẩn, zymosan, huyết cầu tố, bụi vv Con đường cạnh cũng có thể được hoạt hóa bởi các phức hợp miễn dịch của IgG hay IgA

Cách hoạt hóa này không cần có sự tham gia của kháng thể bám vào tế bào đích, cũng không cần C1, C4, C2 mà vẫn tách được C3

Các thành phần của đường cạnh:

-C3: Thường xuyên có những lượng nhỏ C3b trong huyết tương do dung giải C3 nguyên sơ bởi các protease lưu hành dưới dạng liên kết với nước C3 (H2O) Những phân tử C3b này cố định lên thành các vi sinh vật hay các tế bào nhiễm Đến lượt nó sẽ tác động lên yếu tố B với sự có mặt của ion Mg

-Yếu tố B: Là một cấu thành của con đường khuếch đại, yếu tố B bị tách thành Ba và Bb Phức hợp C3bBb hình thành trước với sự có mặt của ion

Mg tạo ra C3 convertase của đường cạnh C3 convertase làm tách thêm các phân tử C3 thành C3b nên có tính chất tự khuếch đại Quá trình hoạt hóa cấp tập C3 sẽ sản sinh ra nhiều C5 convertase (C3bBb)n của đường cạnh

Yếu tố D: Yếu tố này giống như C1 có sẵn trong huyết thanh dưới hình thức hoạt động ngay trước khi có hoạt hóa, tách yếu tố B thành Bb giúp cho sự hình thành phức hợp C3bBb

Hình 31 Nguyên lý của phản ứng dây chuyền (Theo Ian R Tizard

2004 )

Bảng 1: Thành phần của hệ thống bổ thể

Tên thành phần Trọng lượng (kDa)

Nồng độ có trong huyết thanh Con đường cổ điển

Clq Clr Cls C1 C2 C3

thúc C5 C6 C7 C8 C9

2.3 Con đường hiệu ứng hay con đường chung

Đây là con đường chung mà cả 2 đường cổ điển và đường cạnh đều sử

dụng để đi đến sự hoạt hóa cuối cùng Quá trình hoạt hóa là từ các C5

convertase của cả đường cũ C4b2a(C3b)n và của đường cạnh (C3bBb)n

Các C5 convertase tách C5 thành một mảnh nhỏ tự do C5a còn C5b cố

định lên trên tế bào đích C5a có thể gắn với thụ thể của C5a có trên tế bào

Mast và bạch cầu ái kiềm

C5b kéo theo liên kết C6, C7, C8

Các phức hợp C5b, 6,7,8 hoạt hóa nhiều phân tử C9

C9 là một protein có khả năng ken vào trong màng tế bào, làm ly giải tế

bào

Hình 32 Hoạt hóa bổ thể theo con đường cạnh (Theo Ian R Tizard

2004 )

3 Các yếu tố điều hòa

3.1 Đường cổ điển

Chất ức chế C1 (C1-inh) Nó ức chế sự hoạt hóa của C1, tách C1 đã hoạt hóa và ức chế việc tách C4 bởi C1s Tình trạng thiếu hụt bẩm sinh về C1-inh là nguồn gốc của bệnh phù thần kinh mạch

Yếu tố I hay endopeptidase, tách C4b thành C4c và C4d không hoạt động Yếu tố này cũng bất hoạt C3b thành C3bi rồi thành C3dg Nó cũng tham gia ở đường cạnh

C4bp (C4 binding protein) tách phức hợp C4b2a và được sử dụng như đồng yếu tố cho yếu tố I

Carboxypeptidase N gây dung giải bổ thể C3a, C4a, C5a

DAF (Decay Accelerating Factor):Yếu tố tăng nhanh thoái hóa

MCP (Membrane Cofactor Protein) Hai yếu tố sau này có trên màng tế bào nên ức chế hoạt hóa bổ thể ngay trên những tế bào tương ứng

3.2 Đường cạnh

- Yếu tố P (Propecdin) ổn định phức hợp C3bBb và (C3b)Bbn

- Yếu tố H (hay β1H globulin) trái lại làm rã các phức hợp ấy

- Yếu tố I (hay chất bất hoạt C3b, điều hòa cả đường cũ)

- CR1- thụ thể số 1 với bổ thể, có trên nhiều loại tế bào, có thể cố định C3b

- DAP, một chất thuộc màng, bất hoạt C3bBb cũng như C4b ở đường cũ

3.3 Con đường chung

Protein S có trong huyết tương, ức chế việc ken các phức hợp tấn công vào màng tế bào bằng cách kết hợp với C5,6,7 rồi bất hoạt chúng

Protein màng HRF (Homologous Restriction Factor, yếu tố hạn chế tương đồng) và CD59 (protectin-chất bảo vệ) ức chế hoạt năng ly giải của

bổ thể bằng cách ngăn cản quá trình polymer hóa của C9 và như thế bảo

vệ ngay màng các tế bào của bản thân cá thể nói chung

4 Các thụ thể tế bào đối với bổ thể

CR1 hay CD35 Các thụ thể với C3b hay C4b thấy có trên các hồng cầu, tiểu cầu, bạch cầu đa nhân trung tính và toan tính, tế bào mono và đại thực bào, tế bào B và T, tế bào có chân ở cầu thận Hiện tượng các đại thực bào

có bám dính miễn dịch với các hạt mang C3b cho phép tiêu các phức hợp

ấy Sự có mặt của kháng thể làm tăng phản ứng lên hàng chục lần

CR2 (CD21) Các thụ thể với C3d thấy có trên các tế bào lympho B, tế bào tua ở hạch và tế bào niêm mạc mũi, hầu Chính qua các thụ thể ấy

mà virus Epstein Barr xâm nhập được vào trong cơ thể và gây nhiễm các

tế bào lympho B Chúng kích thích các tế bào ấy thông qua các phức hợp miễn dịch đã được phủ C3d

CR3 (CD11b/CD18) Các thụ thể ấy đối với C3b thấy có trên các tế bào mono, các đại thực bào, bạch cầu trung tính, các tế bào tua ở hạch Chúng giúp cho có hiện tượng bám dính và thực bào các hạt đã phủ C3b

CR4 (CD11c/CD18) Có trên các bach cầu trung tính, tiểu cầu, tế bào Mast, và đại thực bào ở mô, chúng cũng cho phép sự bám dính và thực bào các phức hợp miễn dịch đã phủ C3bi

Cũng có những thụ thể với các mảnh nhỏ C3a, C4a, C5a, ở các tế bào mast, tế bào mono, đại thực bào, bạch cầu đa nhân trung tính và tiểu cầu Khi các thụ thể ấy được hoạt hóa thì cũng kéo theo hiện tượng viêm

5 Vai trò sinh học của bổ thể

5.1 Vai trò trong phản ứng viêm:

C3a, C4a, C5a là những anaphylatoxin Chúng có thể cố định trên bạch cầu ái kiềm và tế bào mast dẫn đến sự phóng thích histamin và làm giãn mạch, là những yếu tố đầu tiên của quá trình viêm

C2b (C2 kinin) có khả năng làm tăng tính thấm thành mạch

C5a có hoạt năng hóa ứng động dương tính đối với bạch cầu đa nhân trung tính và làm vón tụ bạch cầu đa nhân ở ngay tại nơi có hoạt hóa bổ

thể Các cấu thành C5, C6, C7 cố định trên màng hay trên các phức hợp miễn dịch cũng thu hút các bạch cầu đa nhân

C3e gây tăng bạch cầu trong máu

5.2 Sự đề kháng chống nhiễm khuẩn bằng ly giải các vi sinh hay con đường gây độc tế bào nhờ kháng thể và bổ thể

Các yếu tố gây nhiễm bên ngoài tế bào được phủ bổ thể hoặc do hoạt hóa trực tiếp (đường cạnh hoạt hóa trực tiếp C3), hoặc thông qua các kháng thể chống vi khuẩn có cố định bổ thể Cuối cùng, do có sự tham gia của các phức hợp tấn công màng (cấu thành C5-C9) mà có sự dung giải các vi sinh khác nhau ấy như vi khuẩn, virus, ký sinh trùng Đó là hoạt động ly giải tế bào trực tiếp của bổ thể với sự tham gia của các cấu thành sau cùng

Ngoài hoạt năng chống nhiễm khuẩn ấy, bổ thể còn có thể ly giải hồng cầu hay bạch cầu (độc bạch cầu hay độc tế bào lympho)

5.3 Sự đề kháng chống nhiễm khuẩn nhờ quá trình bám dính miễn dịch hay sự opsonin hóa

Cũng nhờ những cơ chế như vậy mà các nhân tố gây nhiễm có thể được bao phủ bởi C3b hay C3bi rồi qua đó mà được các thụ thể có trên mặt các thực bào khác nhau nhận biệt: bạch cầu đa nhân trung tính và đại thực bào Sau khi các thực bào bám dính được vào rồi thì chúng sẽ nuốt và tiêu các

vi khuẩn

5.4 Chuyển hóa các phức hợp miễn dịch

Sự thanh thải các phức hợp miễn dịch được làm cho dễ dàng nhiều là nhờ ở bổ thể Phức hợp miễn dịch khi đã được bao phủ bởi C3b thì có thể bám dính lên hồng cầu, rồi được chuyên chở đến tận các tế bào Kuppfer ở gan, ở đó chúng sẽ bị thực bào bởi các tế bào ấy

C1q có đặc tính làm tủa các phức hợp miễn dịch in vitro Đặc tính ấy là

cơ sở của một số kỹ thuật dùng để phát hiện phức hợp miễn dịch tuần hoàn

5.5 Kiểm soát đáp ứng miễn dịch

Bổ thể tham gia vào việc điều hòa đáp ứng miễn dịch Trên các tế bào lympho B có thụ thể với C3d Như vậy khi hình thành các phức hợp miễn dịch có bổ thể bao phủ thì sẽ gây kích thích và có một vai trò nhất định trong sự điều hòa đáp ứng miễn dịch

II Cytokine

1 Đại cương

Nhiều hoạt động của hệ miễn dịch trong mạng tương tác để hình thành và điều hòa một đáp ứng miễn dịch được thực hiện thông qua một tập hợp những yếu tố hòa tan được gọi chung dưới tên là Cytokine Trong khoảng 3 thập niên gần đây các nhà khoa học đã tập trung rất nhiều trí tuệ

và công sức để tìm hiểu hoạt động của các Cytokine cùng các tiềm năng

sử dụng chúng trong y học Thực ra Cytokine không những chỉ ảnh hưởng lên hệ miễn dịch mà còn tác động lên nhiều quá trình sinh học khác của cơ thể như sự liền vết thương, quá trình tạo máu, sự hình thành các mạch máu mới…Ngày nay trên 100 các yếu tố khác nhau trong nhóm Cytokine đã được biết

Những đặc điểm tổng quát của Cytokine có thể tóm tắt như sau:

- Bản chất là các peptid hay glycoprotein có trọng lượng phân tử tương đối thấp khoảng từ 6.000- 80.000 Da

có tác dụng xa như: TGF- β ( transforming growth factor β), Epo (Erythropoietin), SCF (Stem Cell Factor), M- CSF ( Monocyte Colony- Stimulating Factor)

-Tác dụng chủ yếu lên sự tăng trưởng, biệt hóa, di động và chức năng của các tế bào đích

- Một cytokin có thể cảm ứng để sản xuất ra các cytokine khác và ngược lại Hiệu quả sinh học của một nhóm cytokine có thể hiệp đồng độc lập hay đối lập với nhau không những do sự có mặt của chúng mà còn phụ thuộc nồng độ, trình tự của từng cytokin cũng như trạng thái của tế bào đích

Những đặc điểm trên cho thấy việc điều phối hoạt động của tế bào thông qua các cytokine là rất phức tạp Để hiểu thấu và điều khiển được hoạt động của các cytokine là công việc vô cùng khó khăn, còn cần nhiều thời gian nữa mới đạt được Phần lớn các gen của cytokine đã được clon hóa, và về lý thuyết chúng bằng các công nghệ di truyền với số lượng lớn tạo dễ dàng hơn cho nghiên cứu và thử nghiệm Sau đây chúng tôi chỉ trình bày về một số cytokine đã được nghiên cứu nhiều và đã có những ứng dụng bước đầu

2 Các INTERLEUKIN (IL) quan trọng

2.1 INTERLEUKIN 1 (IL-1)

IL-1 có thể sản xuất từ nhiều loại tế bào có nhân như các đơn nhân thực bào, lympho B, tế bào NK, tế bào sừng (Keratinocyte), nguyên bào sợi và tế bào nội mạc v.v… Nghiên cứu ở người và động vật đều thấy

có hai dạng của IL- 1 là IL- 1α và IL- 1β Hai dạng IL- 1 là các polypeptid

có 151 và 153 acid amin, về cấu trúc chuỗi acid amin của hai dạng chỉ tương đồng với nhau khoảng 26% Tuy nhiên về hoạt tính sinh học của chúng lại rất giống nhau và cũng có thụ thể chung Phần lớn các tế bào chỉ tổng hợp IL- 1 khi có các kích thích từ ngoài như: lipopolysaccharid (LPS), các hạt silicat, các tá chất miễn dịch như hydroxyde nhôm, muramyl dipeptid (MDP).Ví dụ: Khi các đơn nhân thực bào xử lý kháng nguyên và trình diên kháng nguyên lên các phân tử hòa hợp mô, phức kháng nguyên này được lympho T nhận dạng sẽ khởi đầu cho sự sản xuất IL- 1 từ các đơn nhân thực bào Hai tín hiệu (phức kháng nguyên và IL- 1) làm cho tế bào lympho T được hoạt tác để sản xuất ra IL- 2 và các cytokine khác Các cytokine này lại thúc đẩy thêm việc sản xuất ra IL- 1 Chúng ta có thể xem đây như chuổi dây chuyền ngược (feed back) dương tính, bởi vậy chúng tự khuyếch đại phản ứng

IL-4 IL-6 Tăng cường:

Sản xuất kháng thểHóa ứng động Tăng tốc chín

Tế bào NK

Có tác dụng hợp đồng với:

IL-2 IFN-γ Tăng cường:

-khả năng diệt u -tổng hợp cytokine

INTERLEUKIN - 1

Hình 33 Tác động của interleukin 1 lên tế bào hệ thống miễn dịch

(Theo Ian R Tizard 2004 )

Với IL- 1 khi tiêm nhiều lần vào tổ chức gây phản ứng Schwartzman tại chỗ, ngoài ra IL- 1 còn có tác dụng hiệp đồng với TNF

để tạo ra các đáp ứng sinh học nói trên.TNF và IL- 1 (cùng với IL- 6) là các cytokin gây cảm ứng để cơ thể sản xuất ra các protein của pha cấp (acute phase protein) như: C reactive protein (CRP) thành phần C3 và yếu

tố B của bổ thể, haptoglobin v.v…

2.2 INTERLEUKIN 2 (IL- 2)

IL- 2 trước đây được gọi là TCGF (T cell growth factor = yếu tố tăng trưởng tế bào T) IL- 2 được sản xuất từ tế bào T được hoạt tác và tác dụng theo kiểu autocrin và paracrin tạo ra sự tăng sinh mạnh mẽ lên các clon tế bào T Ngoài tác dụng chủ yếu vừa nêu, IL- 2 còn có tác động đến

sự sản xuất các cytokin khác, tác động vào chức năng của tế bào B, đại thực bào, tế bào NK Bởi phạm vi ảnh hưởng rộng lớn lên hệ thống miễn dịch như vừa nêu trên, IL- 2 được coi như một Cytokin có tầm quan trọng đặc biệt và cũng được tập trung nghiên cứu nhiều IL- 2 là một polypeptid gồm 133 acid amin, có phân tử lượng là 15400 Bình thường lympho T không sản sinh IL- 2 nhưng khi chúng được hoạt hóa bởi kháng nguyên đặc hiệu trình diện qua phân tử MHC kèm với đồng kích thích khác hoặc được hoạt hóa bởi các chất gây phân bào đa clon (polyclonal mitogens) thì IL- 2 được sản xuất và tiết ra ngoài Đỉnh cao của sự sản xuất đạt được khoảng 12 giờ sau rồi giảm đi nhanh chóng Quần thể lympho sản xuất IL-

2 chủ yếu là lympho TCD4+, nhưng TCD8+ và tế bào NK cũng có thể sản xuất một số lượng nhỏ IL- 2

* Thụ thể của IL- 2 (IL- 2 receptor = IL- 2R)

IL- 2R ái lực cao không biểu lộ thường xuyên trên bề mặt tế bào T, chúng chỉ biểu lộ sau khi tế bào được hoạt hóa và đạt tới đỉnh sau 2- 3 ngày rồi hết sau đó 6- 10 ngày dù IL- 2 còn hay không Như vậy sau 10 ngày tế bào T trở nên trơ với IL- 2 và đây là một cơ chế điều hòa hạn chế đáp ứng miễn dịch vượt quá mức cần thiết Nếu tế bào T được kích thích lại thì IL- 2 lại tái xuất hiện Trong bệnh leukemia tế bào T ở người lớn do HTLV- 1 (human T cell leukemia virus- 1) các tế bào ung thư này biểu lộ