Một số vấn đề về Virus

Một số vấn đề về Virus

MỤC LỤC

A.Mở đầu 1

B.Nội dung 3

I.Virus là gì? 3

1 Một số định nghĩa về virus 3

2 Đặc điểm chính của virus 4

II.Cấu tạo của virus 4

1.Lớp vỏ protein: CAPSID 4

2 Lớp vỏ bọc bên ngoài (envelop) 7

3 Bộ gene của virus 8

III.Quá trình nhân lên 8

IV Tương tác giữa virus và vật chủ 10

1 Một số khái niệm về mối tương tác virus và vật chủ 10

2.Các yếu tố dịch thể và tế bào 11

2.1 Yếu tố không đặc hiệu 11

2.2 Các kháng thể 13

2.3 Các yếu tố thuộc về tế bào 14

2.4 Tóm tắt cơ chế phòng vệ của vật chủ 14

2.5 Vai trò của cơ chế phòng vệ 15

2.6 Bệnh lí do miễn dịch chống virus 15

2.7 Khả năng hạn chế đáp ứng miễn dịch của virus 15

V Một số loại virus 18

1 Virus động vật: animal viruses 18

2.Virus nhiễm vi khuẩn: bacteriophages 19

3.Các nhân tố giống virus: virus- like agents 20

VI.Một số bệnh do virus chung ở người và động vật 20

i.Các loại của virus cúm 20

2.Các loài bị nhiễm virus 22

3.Điều kiện để đại dịch cúm xảy ra 23

4.Đặc điểm của virus dại: Rabies virus 23

VII.Dịch tễ 26

VIII.Sinh bệnh học 27

IX.Phòng chống bệnh 29

X.Vaccin phòng bệnh do virus 31

XI.Phương pháp nuôi cấy vius 32

I.Nuôi cấy trên mô tế bào: 32

1.Các loại tế bào chính được sử dụng: 32

2.Môi trường dinh dưỡng: 32

3.Các kỹ thuật nuôi cấy tế bào: 33

II.Nuôi trên phôi gà: 33

III.Nuôi trên động vật mẫn cảm: 33

C.Kết luận 33

A Mở đầu

Lịch sử nhân loại luôn luôn đi kèm với các đại dịch của vô số các bệnh truyền nhiễm Đại dịch cúm cũng là một thảm hoạ tàn khốc ngay cả khi khoa học kỹ thuật đã

có những sự phát triển vượt bậc như hiện nay Và khác với nhiều căn bệnh truyền nhiễm

khác, không có các biện pháp để con người phòng ngừa nhiễm bệnh cúm Bệnh cúm (còn có tên gọi khác là influenza) đã từng được loài người biết tới từ vài nghìn năm trước Những mô tả về triệu chứng nhiễm căn bệnh rất giống bệnh cúm đã được ghi lại trong các công trình của Hippocrates (ông đã kể về dịch bệnh xảy ra năm 412 trước CN) Có lẽ dịch cúm đầu tiên đã được nhà Sử học La Mã Titus Livius nhắc tới - nó xảy

ra vào năm 212 trước CN…tuy nhiên, mãi tới năm 1898 đến năm 1910 lần đầu tiên các loại virus mới được mô tả, các chuyên gia mới chứng minh được rằng, các loại virus đã gây nên một số căn bệnh ở con người Vậy, vius là gì? Cấu tạo và tính chất của nó ra sao? Ảnh hưởng của nó đến con người trong thời đại ngày nay như thế nào? Câu trả lời

đã được nhóm chúng tôi nghiên cứu tìm hiểu và giải đáp những vấn đề trên trong cuốn tiểu luận này

Chúng tôi chân thành cảm ơn trường ĐH Công Nghiệp Tp.HCM, Viện Công Nghệ Sinh Học và Thực Phẩm đã tạo môi trường thuận lợi để chúng tôi nghiên cứu và học tập với đầy đủ trang thiết bị hỗ trợ, nhiều tư liệu quan trọng để hoàn thành bài tiểu luận, xin cảm ơn thầy Trần Đức Việt đã tận tình chỉ dẫn, cung cấp phương pháp luận để giúp chúng tôi có được công cụ hoàn chỉnh trong việc nghiên cứu và học tập môn học này

Mặt dù tập thể nhóm chúng tôi đã rất cố gắng nhưng chắc hẳn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn về nội dung và hình thức của bài tiểu luận này là vô cùng quý báu dành cho nhóm chúng tôi, mọi đóng góp ý kiến là điều kiện tốt nhất để giúp nhóm chúng tôi có thể hoàn thiện hơn bài tiểu luận này!

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn

Virus khác với các nhân tố giống virus (virus-like agents bao gồm các viroid, plasmid và prion)

Virus là các sinh vật không trao đổi chất, không có tính cảm ứng, không di chuyển, không tăng trưởng nhưng có khả năng nhân lên (sinh sản) và thích hợp với các vật chủ mới

Virus là các sinh vật:

− Không quan sát được dưới kính hiển vi quang học

− Ký sinh nội bào

− Các phần tử hay các hạt virus (virus particle: các virion) được tạo ra bằng cách lắp ráp các cấu phần được tổng hợp từ trước Các virion không tự phát triển hay phân chia

− Thiếu các thông tin di truyền mã hóa cho các bộ máy cần thiết cho quá trình trao đổi chất, sản sinh năng lượng và tổng hợp protein (ví dụ bộ máy ribosome ) Các virion là các hạt virus được lắp ráp bên trong tế bào từ các cấu phần đặc biệt, mang bộ gene virus Virion không phát triển và không phân chia và được coi như giai đoạn ngoài tế bào của virus (extracellular phage) Có thể hình dung các virion như những con tàu vũ trụ mang bộ gene virus từ tế bào này sang tế bào khác đồng thời bảo

vệ bộ gene virus trong một môi trường "không thuận tiện" mà ở đó virus không thể nhân lên được

Virus được phát hiện vào cuối Thế kỷ XIX khi nhận thấy nó qua được màng lọc

vi khuẩn Virus nhỏ nhất có đường kính 20 nm Năm 1935, W.M Stanlex phát hiện các virus có thể tạo thành tinh thể (điều mà các sinh vật khác không thực hiện được)

2 Đặc điểm chính của virus

- Không có cấu tạo tế bào

- Ký sinh nội bào bắt buộc

- Chỉ mang một loại acid nucleic (DNA hoặc RNA)

- Không có hệ thống sinh tổng hợp protein, không có khả năng trao đổi chất do không có hệ thống biến dưỡng riêng

- Không tạo màng lipid riêng Một số virus biến đổi màng của tế bào chủ tạo thành màng bao của chính nó

- Không chịu tác động bởi các thuốc kháng sinh ở mức độ tế bào

- Phương thức vận chuyển duy nhất là khuyếch tán

- Không tăng trưởng về khối lượng và kích thước

- Virus được hình thành trọn vẹn được gọi là virion, bộ gen của nó được gói trong vỏ protein và bên ngoài có thể có màng bao (envelop)

II Cấu tạo của virus

Nhìn chung các loại virus bao gồm các phần cấu tạo sau:

- Lớp vỏ protein

- Bên trong là nucleic acid (DNA hoặc RNA)

- Một số loại virus có màng bao (envelop)

1 Lớp vỏ protein: CAPSID

Sự sắp xếp một cách phức tạp của các đại phân tử tạo thành lớp vỏ của virus thực

sự có thể được coi là công trình kiến trúc kỳ diệu Những yêu cầu đặc biệt của mỗi loại virus dẫn đến sự đa dạng về bố cục lập thể của lớp vỏ Tuy vậy, vẫn có thể khái quát những đặc điểm cơ bản về hình dạng của lớp vỏ protein của các loại virus

Năm 1956, Crick và Watson cho rằng các acid nucleic trong các virion có thể mã hóa cho một số loại phân tử protein với một kích thước được giới hạn Như vậy cách thức hợp lý để xây dựng được vỏ protein của virus là do sự sử dụng lặp đi lặp lại các đơn phần protein để hình thành lớp vỏ vì vậy có thể coi giả thiết này dựa trên các đơn phần và được gọi là "thuyết đơn phần"

Crick và Watson đề cập đến cách thức các đơn phần của vỏ protein có tính đồng nhất đồng thời chỉ ra rằng cách duy nhất để đảm bảo được yêu cầu tạo ra môi trường đồng nhất cho mỗi đơn phần là vỏ phải có hình khối đối xứng với nhiều trục đảm bảo cho chúng có khả năng quay và có các mặt giống nhau

Hình thể đại diện của lớp vỏ protein virus hình khối 20 mặt (icosahedron; mỗi mặt là một tam giác đều), 12 đỉnh, có dạng đối xứng 5:3:2

Năm 1959 phương pháp nhuộm âm bản của Brener và Horne tạo cuộc cách mạng trong lĩnh vực nghiên cứu virus Chỉ trong vòng vài năm, những khám phá mới về cấu trúc của hạt virus được tìm ra và đòi hỏi việc mô tả cấu trúc cũng như sự thống nhất trong cấu trúc virus được đặt ra

Năm 1959, Lwoff, Anderson và Jacob đưa khái niệm về capsid (vỏ protein ), capsomer (các cấu phần của vỏ protein) và virion để mô tả hạt virus hoàn chỉnh có khả năng nhiễm tế bào (bao gồm vỏ protein bao bọc acid nucleic của virus) Cách dùng thuật ngữ này nhìn chung được chấp nhận tuy nhiên sau đó tỏ ra không thích hợp vì số đơn phần của lớp vỏ một số virus đã được mô tả không phải là 60 hay bội số của 60 mà thường nhiều hơn 60 Hơn nữa, các đơn phần (các capsomer) bản thân chúng cũng có tính chất đối xứng và nằm trên các trục đối xứng (ví dụ như của herpes virus) đồng thời những quan sát từng đơn phần của lớp vỏ góp phần khẳng định các capsomer không tương ứng với các đơn phần theo giả thuyết của Crick và Watson (1956)

Năm 1962, Caspar và Klug xác định tất cả các khối đa diện theo các đơn vị cấu trúc Khối 20 mặt (icosahedron) có 20 mặt hình tam giác đều và 20 T đơn vị cấu trúc

Capsic hình khối đa diện của virus

Horne và Wildy (1961) tổng kết hình dạng cấu trúc đối xứng của virus và cho rằng tất cả các virus sau này được biết (trừ một số bacteriophage) thuộc vào hai nhóm chính: đối xứng dạng khối (cubic symmetry) và đối xứng dạng xoắn (helical symmetry)

Các virus mang vỏ capsid dạng thẳng (thực chất là có cấu trúc xoắn) có nucleic acid là RNA Chiều dài của chúng được xác định bởi chiểu dài của phân tử nucleic acid Đến năm 1960, mới chỉ có virus khảm thuốc lá (tobaco mosaic virus) thuộc nhóm này được nghiên cứu chi tiết

Các đơn phần (proteinsubunits) trong capsid bao bọc lõi RNA của virus hình queNăm 1962, Caspar và cộng sự đưa các khái niệm về lớp vỏ protein virus và nhìn chung được chấp nhận:

- CAPSID là lớp vỏ protein của virus bao bọc nucleic acid và được cấu thành từ các đơn vị cấu trúc (structure units)

- Các đơn vị cấu trúc là đơn vị cấu tạo nhỏ nhất của lớp vỏ với chức năng kiến tạo tương đồng

- CAPSOMER là các đơn vị hình thái quan sát được trên bề mặt của các hạt virus tương ứng với tập hợp các đơn vị cấu trúc

- Các CAPSID và nucleic acid được "gói" bên trong gọi là các NUCLEOCAPSID

- NUCLEOCAPSID có thể được "khoác" một lớp vỏ bọc (envelop) mang các vật liệu có nguồn gốc từ tế bào chủ cũng như từ bản thân virus

- Các virion là các hạt virus hoàn chỉnh và có khả năng nhiễm vào tế bào chủ

Chức năng của CAPSID:

- Bảo vệ nucleic acid của virus không chịu sự tác động của các enzyme

- Các vị trí đặc biệt trên lớp vỏ cho phép các virion gắn vào tế bào chủ

- Cung cấp các protein tạo điều kiện để virion thâm nhập qua màng tế bào chủ Trong một số trường hợp, lớp vỏ có tác dụng đưa nucleic acid của virus vào tế bào chủ

2 Lớp vỏ bọc bên ngoài (envelop).

Nhiều virus còn có lớp vỏ glycoprotein bao bọc bên ngoài Capsid Lớp vỏ bọc này được tạo thành từ hai lớp lipid xen kẽ với các phân tử protein (lipoprotein bilayer) Các phân tử lipid được lấy từ màng của tế bào chủ trong khi những phân tử protein do virus tổng hợp Chính vì vậy, có thể gọi đây là lớp màng "lai tạo"

Các protein do virus tổng hợp để tạo thành lớp màng này gồm hai loại chính: (1) Matrix protein liên kết với phần capsid bên trong;

(2) Glycoprotein nằm xuyên qua màng, gồm hai loại:

+ Glycoprotein ngoài (external glycoprotein) có phần lớn nằm bên ngoài màng tạo thành các "gai" (spike) quan sát được trên bề mặt virus bằng kính hiển vi điện tử Phần nằm bên trong tạo thành chiếc "đuôi" ngắn Loại protein này là thành phần kháng nguyên chính của lớp vỏ virus

+ Protein tạo các kênh vận chuyển (transport channel) mang nhiều cấu trúc kỵ nước và nằm xuyên qua màng tạo các kênh (ví dụ các kênh ion: ion-channels) giúp cho virus có khả năng thay đổi tính thấm của màng

Lớp màng ngoài (envelop) với các "gai" glycoprotein

3 Bộ gene của virus

Bộ máy di truyền có thể là DNA mạch kép (double-stand DNA: dsDNA) hay DNA mạch đơn (single-stand DNA: ssDNA), RNA mạch kép (dsRNA) hay RNA mạch đơn (ssRNA) DNA hoặc RNA virus có dạng thẳng hay dạng vòng Virus có thể có từ vài gene đến vài trăm gene

III Quá trình nhân lên

Các hạt virus hay virion chỉ biểu hiện các gene và sinh sản bên trong một tế bào sống khác Căn cứ vào loại tế bào vật chủ ta có thể gọi các virus động vật (ký sinh tế bào động vật), virus thực vật (ký sinh tế bào thực vật) và thực khuẩn thể (bacteriophase = virus ăn vi khuẩn, gọi tắt là các phage) có khả năng nhiễm vào tế bào vi khuẩn Virus có khả năng tạo hàng trăm hay hàng ngàn virion qua mỗi thế hệ

+ RNA mang bộ gene virus lắp ráp với capsid thành virion mới

Có thể tóm tắt quá trình sao chép bộ gene của virus như sau:

- DNA (đối với DNA virus) => DNA

- RNA (đối với RNA virus) => RNA

- RNA (đối với RNA mạch đơn)==> c-DNA (kép) ==> RNA

Các virus mang nucleic acid dạng vòng sao chép theo các bước:

- Làm đứt mạch tròn xoắn kép tạo đầu hở 3'-OH và 5'-P

- Helicase và SSB protein chen vào tạo chẽ 3 sao chép

- Đầu hở 3'-OH sẵn sàng cho việc nối dài như mạch trước (leading strand) nhờ DNA polymerase I nên quá trình sao chép không cần mồi (primer)

- Cùng với sao chép mạch trước, mạch khuôn sau dịch chuyển kiểu gián đoạn để tổng hợp các đoạn ngắn Okazaki, và đầu 5' mạch khuôn duỗi thẳng ra

Kiểu sao chép này giống quá trình các vòng tròn lăn (rolling-circle replication) đồng thời có thể lặp lại vài lần tạo ra sợi DNA dài Nếu quá trình sao chép lặp lại nhiều lần sẽ tạo DNA virus ở dạng nối các đoạn với nhau (concatemer)

- Enzyme endonuclesae cắt tại các điểm khác nhau trên mỗi mặt của DNA tạo ra các đoạn mang hai đầu "dính"

- Sự bắt cặp tại các đầu "dính" tạo thành vòng DNA

2 Chu trình tan (với các bacteriophage làm chết tế bào chủ):

- Sợi đuôi của virus gắn vào các cơ quan thụ cảm hay các "điểm nhận" (receptor site) trên màng tế bào vi khuẩn

- Ống đuôi co lại tạo lỗ thủng xuyên qua vách tế bào

- Virus bơm DNA vào trong tế bào qua ống đuôi (phần capsid nằm lại bên ngoài màng tế bào

- Tế bào vi khuẩn phiên mã và dịch mã các gene trần của virus Các DNA polymerase của tế bào chủ tạo các mRNA sớm xúc tác cho quá trình phiên mã của bộ gene virus sau đó các mRNA muộn hơn có thể được tổng hợp bởi RNA polymerase của virus hay RNA polymerase của vi khuẩn bị biến đổi Khi các mRNA muộn được dịch

mã, các loại protein điều hòa và protein cấu trúc được tổng hợp và các protein điều hòa của virus tiếp tục kiểm soát sự phiên mã tiếp sau đó

Khi DNA của tế bào chủ bị biến đổi, bộ gene của virus kiểm soát toàn bộ hoạt động của tế bào để tạo ra các cấu phần của nó: các nucleotides cho quá trình tạo DNA, protein thành phần tạo lớp vỏ capsid (gồm đầu, ống đuôi và các sợi đuôi)

- Lắp ráp DNA với vỏ capsid tạo các virion

- Enzyme lysozyme được tạo ra và làm tan tế bào chủ, giải phóng các virion Tế bào vi khuẩn bị vỡ, 100 đến 200 virion thoát ra và chúng có thể tìm các tế bào mới để lặp lại chu trình này

Toàn bộ chu trình từ lúc phage tiếp xúc với bề mặt tế bào đến khi làm tan tế bào diễn ra trong khoảng 20-30 phú (ở 37 độ C)

IV Tương tác giữa virus và vật chủ

Khả năng kháng virus và phục hồi sau bệnh do virus phụ thuộc vào phản ứng tương tác giữa vật chủ và virus Các yếu tố đề kháng với virus của vật chủ bao gồm:

- Kháng trực tiếp: Vật chủ tác động trực tiếp đến virus

- Kháng gián tiếp: Vật chủ tác động đến quá trình sinh sản của virus bằng cách tác động hay tiêu diệt các tế bào của cơ thể vật chủ bị nhiễm virus

Chức năng kháng virus có thể là kháng không đặc hiệu (không bị nhiễm hay hạn chế sự xâm nhập của virus) trong khi khả năng phòng vệ đặc hiệu do hệ thống miễn dịch cua cơ thể thực hiện Cơ chế phòng vệ của vật chủ phụ thuộc vào các yếu tố như loại virus, lượng virus xập nhập và tấn công, đường xâm nhập

1 Một số khái niệm về mối tương tác virus và vật chủ

Các yếu tố tự nhiên (vốn có) đươc coi như những trận tuyến đầu tiên của cơ thể chống lại sự tấn công của virus bao gồm:

- Da: Da được coi là một rào cản khó vượt qua đối với virus

- Thiếu hụt các thụ quan (cơ quan thụ cảm hay cơ quan mẫn cảm virus: các receptor): Muốn xâm nhập được vào cơ thể trước hết virus phải kết hợp được với thụ quan đặc biệt trên các tế bào vật chủ Mỗi một loại virus có một thụ quan đặc hiệu với

nó Thụ quan của virus HIV là CD4 trên các tế bào lympho T, của virus cúm A là Glycophorin ở nhiều loại tế bào khác nhau

Chính vì vậy vật chủ của virus phải mang các thụ quan trên một hay nhiều loại tế bào trong cơ thể của nó Nếu vật chủ không mang thụ quan với virus hay các tế bào của vật chủ thiếu một số thánh phần cần thiết cho sự nhân lên của virus thì sẽ có tính kháng

tự nhiên đối với virus Ví dụ: chuột nhắt không có thụ quan đối với virus bại liệt nên không bị nhiễm virus này Tương tự, người có khả năng đề kháng (hay không mắc phải) nhiều bệnh do các virus động vật và thực vật

- Màng nhầy: Lớp màng nhầy bao phủ biểu mô của nhiều cơ quan là bức thành ngăn cản sự xâm nhiễm của virus vào cơ thể Màng nhầy có thể đơn thuần là một hàng rào ngăn cản hoặc có tác tác dụng ngăn không cho virus kết hợp được với các thụ quan của nó trên các tế bào của vật chủ và như vậy không cho virus cơ hội tìm thấy nơi cư trú của nó Ví dụ, orthomoxovirus và paramyxovirus nhiễm vào vật chủ bằng cách kết hợp với thụ quan sialic acid (sialic acid receptor) Glycoprotein trên màng nhầy chứa sialic acid có khả năng cạnh tranh các thụ quan với virus nên có thể ngăn cản không cho virus kết hợp với các tế bào chủ

- Các lông nhung: Các lông nhung trên bề mặt biểu mô (đặc biệt là lông nhung biểu mô đướng hô hấp) có thể giúp cơ thể hạn chế sự xâm nhiễm của virus Nếu hệ thống lông nhung bị tổn thương do các loại thuốc hay do nhiễm trùng, sự nhiễm virus sẽ diễn ra mạnh hơn

- Độ pH thấp trong dịch dạ dày làm bất hoạt virus Tuy nhiên, các loại virus đường ruột (enterovirus) không chịu ảnh hưởng của dịch tiết dạ dày và có khả năng tồn tại cũng như nhân lên trong đường ruột của vật chủ

- Các yếu tố thể dịch và tế bào (xem phần dưới)

Các phản ứng của cơ thể

- Sốt có thể giúp cơ thể ức chế sự nhân lên của virus Một số virus giảm khả năng sản sinh các virion ở nhiệt độ trên 37 độ

- pH thấp ức chế virus nhân lên

- Các yếu tố dịch thể và các cấu phần của tế bào

2 Các yếu tố dịch thể và tế bào

2.1 Yếu tố không đặc hiệu

Nhiều yếu tố miễn dịch không đặc hiệu có khả năng giúp cơ thể kháng lại virus Một số yếu tố "có sẵn" trong khi một số yếu tố so sự xâm nhiễm của virus tạo ra

Interferon (IFN):

IFN được Issacs và Lindemann phát hiện cách đây hơn 40 năm khi quan sát thấy dịch ly tâm từ các tế bào nhiễm virus chứa một loại protein có khả năng ức chế sự xâm nhập của virus vào các tế bào khác Protein này không tác dụng trực tiếp đến virus mà tác động đến các tế bào khác của vật chủ giúp chúng có khả năng kháng lịa virus

IFN là một trong phương thức kháng lại virus sớm vì nó được sản sinh ngay sau khi virus xâm nhập và xuất hiện trưc tất cả mọi chức năng phòng vệ khác của cơ thể như kháng thể, tế bào T Thời gian sản sinh IFN phu thuộc vào lượng virus xâm nhập

- Phân loại và đặc điểm của IFN

Có ba loại IFN là IFN-alpha, IFN-beta và IFN-gamma IFN-alpha và IFN-beta còn được gọi là IFN loại I và IFN-gamma còn được gọi là IFN loại II Có khoảng 20 phân loại IFN- alpha trong khi IFN-beta và IFN-gamma chỉ có một loại duy nhất

Các IFN có những đặc điểm khác nhau về tính bền vững ở độ pH khác nhau, hoạt tính khi có sự hiện diện của SDS Hiện tại các IFN được xác định và phân biệt bằng các kháng thể đặc hiệu đối với chúng

- Những yếu tố tác động của IFN: Tế bào bình thường không chứa hoặc không tiết IFN vì các gene mã hóa cho chúng không được sao mã và dịch mã Quá trình dịch

mã tổng hợp IFN protein chỉ sảy ra sau khi tế bào tiếp xúc với các yếu tố kích thích tương ứng Các yếu tố kích thích tổng hợp IFN-alpha và beta gồm có nhiễm virus, RNA mạch kép (như poly inosinic acid, LPS và những thành phần từ một số loại vi khuẩn Trong số các loại virus, các RNA virus có tác dụng kích thích sản xuất IFN mạnh hơn các DNA virus Tuy vậy, những ảnh hưởng phụ của IFN làm hạn chế khả năng ứng dụng chúng trong điều trị bao gồm: - Các ảnh hưởng chung: Sốt, khó chịu, mệt mỏi, đau cơ

- Ảnh hưởng đến các cơ quan: IFN có tính độc đối với thận, gan, tủy xương, tim

Bổ thể

Hầu hết virus không gắn bổ thể bằng con đường khác Tuy nhiên, sự phản ứng qua lại của kháng thể gắn bổ thể với các tế bào bị nhiễm virus hoặc với virus chưa "cởi áo" có thể dẫn đến làm tan tế bào chủ hoặc làm tan virus Như vậy, bằng cách thức tác động đến hệ thống miễn dịch đặc hiệu, bổ thể đóng vai trò nhất định giúp cơ thể vật chủ chống lại virus

Các cytokine (cytokines): Cytokines là các protein hay các peptide do tế bào sản xuất và có khả năng ảnh hưởng đến sự phát triển hay biệt hóa của các tế bào (các tế bào

bị ảnh hưởng có thể cùng loại hoặc khác loại với tế bào sản sinh cytokine) Các cytokine như Tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha), interleukin-1 (IL-1) và IL-6 được sản xuất bởi các đại thực bào đã được hoạt hóa có khả năng kháng virus (thử in vitro) nhưng tác dụng kháng virus của chúng trong co thể động vật (in vivo) chưa được làm rõ

2.2 Các kháng thể

Kháng thể ho hệ miễn dịch sản sinh ra có tác dụng giúp cơ thể chống lại virus xâm nhập, phục hối bệnh và ngăn cản sự xâm nhập lần sau của virus Các kháng thể IgG, IgM và IgA đóng vai trò quan trọng trong miễn dịch kháng virus nhưng vai trò của mỗi kháng thể phụ thuộc vào loại virus và đướng xâm nhập của virus Ví dụ, IgA có tác dụng mạnh hơn trong trường hợp virus xâm nhập qua niêm mạc trong khi IgG thể hiện vai trò lớn hơn khi virus có mặt trong máu Kháng thể vừa có tác dụng giúp vật chủ chống lại virus vừa có ảnh hưởng không có lợi đến chính cơ thể vật chủ

 Tác dụng của kháng thể

Trung hòa trực tiếp virus bằng cách ngăn cản không cho virus kết hợp với các receptor của chúng trên tế bào vật chủ hoặc ngăn cản không cho virus xâm nhập vào tế bào

Ngăn chặn quá trình "cởi áo virus" thông qua tác động đến các protein của virus tham gia vào quá trình này

Kháng thể kết hợp bổ thể trợ giúp cho quá trình làm tan các tế bào nhiễm virus hay làm tan các virus chưa được cởi áo

Tác động như các opsonin (các protein gắn kết với bề mặt virus) và tạo điều kiện cho các đại thực bào tiêu diệt virus bằng cách làm tăng độ "kết dính" hay kết hợp thông qua Fc hoặc Ceb receptor

Tế bào nhiễm virus chưa cởi áo chịu tác động của kháng thê và có thể bị tiêu diệt bởi các tế bào K

 Huyết thanh học

 Ảnh hưởng không có lợi đối với vật chủ

2.3 Các yếu tố thuộc về tế bào

 Các yếu tố không đặc hiệu:

- Đại thực bào

- NK cells

 Các yếu tố đặc hiệu: Lympho bào T

2.4 Tóm tắt cơ chế phòng vệ của vật chủ

- Các đáp ứng không đặc hiệu xuất hiện sớm:

+ Sốt: Hạn chế virus nhân lên

+ Thực bào: Chống lại virus

+ Viêm: Hạn chế sự nhân lên sủa virus

+ Hoạt động của các tế bào diệt tự nhiên (NK cells): Tiêu diệt các tế bào

đã bị nhiễm virus

+ Interferon: Hạn chế virus nhân lên, thiết lập phản ứng miễn dịch của cơ thể

- Các đáp ứng miễn dịch đặc hiệu qua trung gian tế bào:

+ Lympho bào T được phân biệt bởi protein bề mặt CD8 (cytotoxic T lymphocyte): Tác động đến các tế bào đã bị nhiễm virus

+ Các đại thực bào đã được hoạt hóa: Tác động đến virus và các tế bào đã nhiễm virus

+ Các lymphokine: Tiêu diệt tế bào đã bị nhiễm virus và hình thành đáp ứng miễn dịch

+ Các độc tố tế bào phụ thuộc kháng thể tác động qua trung gian tế bào (ADCC): Tác động đến các tế bào đã bị nhiễm virus

- Đáp ứng miễn dịch dịch thể tác động đến virus và các tế bào nhiễm virus:

+ Kháng thể (antibody)

+ Kháng thể + bổ thể (như C1, C2, C8, factor B, factor D )

2.5 Vai trò của cơ chế phòng vệ

Vai trò của các yếu tố phòng vệ phụ thuộc vào loại virus, đường xâm nhập vào

cơ thể và phương thức xâm nhiễm sang các tế bào mới Kháng thể sẽ ít có tác dụng với herpes virus hay paramyxoviruses do chúng có khả năng xâm nhiễm vào các tế bào lành qua phương thức hợp bào hay qua các cầu nối tế bào Trong trường hợp này, miễn dịch qua trung gian tế bào có tác dụng hơn Nếu virus chỉ xâm nhiễm các tế bào màng nhầy thì kháng thể dịch thể IgA đóng vai trò quan trọng

Xác định vai trò của các yếu tố phòng vệ trong từng trường hợp rất quan trọng trong nghiên cứu vaccine phòng bệnh Nếu IgA đóng vai trò quan trọng đối với việc chống lại một virus nào đó thì vaccine cần cần có tác dụng kích thích sản sinh IgA Nếu CTL (cytotoxic T lymphocyte) đóng vai trò quyết định hơn thì vaccine phải kích thích được sản sinh CTL Vaccine sống thường kích thích sản sinh CTL trong khi vaccine chết không có khả năng này

2.6 Bệnh lí do miễn dịch chống virus

Mặc dù cơ thể có hệ thống phòng vệ chống lại sự xâm nhập và nhân lên của virus, hạn chế hủy diệt tế bào nhưng có khi các phản ứng phòng vệ lại dẫn đến làm tổn thương các mô trong cơ thể Ví dụ, phức hợp kháng thể chống cytomegalovirus co theo máu đến thận và khớp, tích tụ tại các cơ quan này và có khi gây viêm khớp, viêm cầu thận Sự kết hợp kháng thể + bổ thể và có thể dẫn đến sự sản sinh một lượng lớn bổ thể, làm tăng tính thấm thành mạch, gây sốc do xuất huyết và có thể gây chết vật chủ

2.7 Khả năng hạn chế đáp ứng miễn dịch của virus

Một số loại virus có khả năng ức chế hay hạn chế đến mức tối đa tác dụng của hệ thống phòng vệ và đáp ứng miễn dịch của cơ thể vật chủ HIV xâm nhiễm các tế bào CD4+ có khả năng phá hủy đáp ứng miễn dịch đặc hiệu Virus gây bệnh sởi xâm nhập các lympho bào, ức chế quá trình biệt hóa và phân chia của các tế bào này Khả năng chống các đáp ứng miễn dịch của virus là vấn đề được quan tâm trong sản xuất vaccine

Một số phương thức của virus dùng để chống hay tránh các tác nhân phòng vê của vật chủ:

Chống các interferon:

+ Epstein-Bar virus sử dụng các RNA kích thước nhỏ (EBERs) khóa hoạt động của protein kinase

+ Vaccinia virus sử dụng elF-2alpha tương đồng ngăn cản protein kinase phosphoryl hóa elF-2alpha

- Các sự kiện sảy ra trong quá trình kích thích tổng hợp IFN:

Các gene của IFN không biểu hiện trong các tế bào nguyên vẹn do các protein ức chế trong tế bào ở trạng thái kết hợp tại vùng khởi sự phía đầu 5' (upstream) của gene

mã hóa IFN và ức chế quá trình sao mã Thêm vào đó, quá trình sao mã của gene cần có

sự hiện diện của các protein hoạt hóa (activator proteins) (các activator protein kết hợp với vùng khởi sự để bắt đầu quá trình sao mã)

Các yếu tố kích thích tônge hợp IFN phát huy tác dụng bằng cách:

+ Làm ngừng tổng hợp các protein ức chế sao mã hoặc

+ Làm tăng tổng hợp protein hoạt hóa từ đó kích thích sao mã các gene của IFN cho ra đời các RNA thông tin (mRNA) và IFN protein IFN sẽ kết hơp với các thụ quan (các receptor) trên các tế bào lân cận làm cho các tế bào này chuyển thành trạng thái kháng lại virus

Sau khi các yếu tố kích thích mất đi, các gene bị bất hoạt trở lại

- Khi có sự kích thích của IFN: Sự kết hợp IFN - receptor dẫn đến quá trình sao

mã và dịch mã của một nhóm các gene tônge hợp các protein kháng virus Tế bào có khả năng kháng virus đến khi các protein này không còn tác dụng (quá trình này thường kéo dài đến vài ngày) Trạng thái kháng virus trong của các tê bào được xử lý với IFN là kết quả của quá trình tổng hợp hai enzyme từ quá trình ức chế tổng hợp protein Một protein ảnh hưởng gián tiếp đến quá trình tổng hợp protein bằng cách làm đứt đoạn các

mRNA của virus trong khi protein kia phát huy ảnh hưởng trực tiếp bằng cách ức chế quá trình kếo dài chuỗi amino acid

Một enzyme có tên gọi 2'5' Oligo A synthetase có tác dụng biến đổi ATP thành một polymer duy nhất (2'5' Oligo A) chứa liên kết 2'-5' phophodiester RNA mạch kép cần thiết cho hoạt động của enzyme này 2'5' Oligo A sẽ hoạt ghóa RNAse L để RNAse

"bẻ gãy" các mRNA của virus Protein thứ hai là một enzyme có tác dụng phosphoryl hóa (protein kinase) sẽ tự động phosphoryl hóa và hoạt hóa để phát huy tác dụng phosphoryl hóa yếu tố nối dài elF-e (elongation factor elF-2) và làm bất hoạt yếu tố này Với tác động của hai enzyme này, quá trình tồng hợp protein bị ức chế và chính tế bào nhiễm virus có thể bị tiêu diệt do protein của nó không được tổng, đồng thời quá trình nhiễm virus cũng dừng lại Các tế bào không bị nhiễm virus không bị ảnh hưởng bởi các IFN vì hai enzyme trên không được tổng hợp

Một số loại virus có khả năng kháng lại tác dụng của IFN như adenovirus (vì chúng có thể sản xuất một RNA chống lại tác dụng của protein kinase bằng các RNA mạch kép từ đó làm giảm tác dụng kháng virus của IFN)

- Những tác dụng khác của IFN: IFN không chỉ kích thích sản sinh các protein kháng virus mà còn có những ảnh hưởng khác đến tế bào

IFN có khả năng kích thích quá trình hình thành đáp ứng miễn dịch thông qua tác động của chúng đến các phân tử MHC (Class I và Class II)

IFN-alpha, beta và gamma làm tăng tác động của các phân tử MHC thuộc Class I

ở tất cả các tế bào, làm tăng cường khả năng nhận biết của tế bào Tc (Tc có khả năng tiêu diệt những tế bào nhiễm virus)

IFN-gamma còn làm tăng cường tác dụng của Class II MHC trên các tế bào trình diện kháng nguyên dẫn đến tăng khả năng trình diện kháng nguyên virus với tế bào trợ gíp CD4+T Hơn nữa, IFN-gamma có thể hoạt hóa tế bào NK (NK cells) - những tế bào

có khả năng tiêu diệt những tế bào nhiễm virus

IFN hoạt hóa tính kháng virus của các đại thực bào

IFN hạn chế sự phân chia tế bào vì vậy còn được sử dụng trong điều trị một số khối u cá tính