Bài giảng Miễn dịch học: Chương 4 - TS. Nguyễn Xuân Cảnh

Bài giảng Miễn dịch học: Chương 4 Kháng thể dịch thể, cung cấp cho người học những kiến thức như: Quy luật hình thành kháng thể dịch thể đặc hiệu; Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành kháng thể dịch thể; Kháng thể đa dòng (polyclonal Ab) và kháng thể đơn dòng (monoclonal Ab); Một số phương pháp miễn dịch sử dụng phản ứng kháng nguyên - kháng thể (Ag-Ab). Mời các bạn cùng tham khảo!

Chương 4 Kháng thể dịch thể

 Kháng thể dịch thể đặc hiệu là các phân tử có bản chất là glycoprotein

thường gọi là -globulin hay immunoglobulin (Ig)

 Kháng thể do các tế bào B đã biệt hóa (tế bào plasma) tiết ra để hệ

miễn dịch nhận biết và vô hiệu hóa tác nhân lạ

 Mỗi kháng thể chỉ có thể nhận diện một epitope duy nhất của kháng

nguyên

 Trong huyết thanh, Ig chiếm khoảng 20% tổng lượng protein trong

huyết thanh Ở người trưởng thành ước tính có khoảng 1020 phân tử Ig,

với trên 109 loại phân tử khác nhau

 Các Ig có nhiều lớp khác nhau: IgA, IgD, IgM, IgG, IgE,

 Tất cả mọi phân tử kháng thể đều có chung một cấu trúc cơ bản giống

nhau; cấu trúc lõi đối xứng được cấu tạo bởi hai chuỗi nặng (Heavy-H)

và hai chuỗi nhẹ (Light-L) giống hệt nhau Các chuỗi liên kết bằng cầu

nối disunfua -S-S-

Chuỗi nhẹ (Light-L)

 Chuỗi nhẹ có trọng lượng phân tử thấp; khoảng 24kDa với 214 amino

acid Có 02 loại chuỗi nhẹ là và  Chia làm 02 vùng:

• Vùng dễ biến đổi (Variable region light, V L ) nằm ở đầu N với 107

amino acid, chứa một số đoạn trình tự sắp xếp amino acid rất dễ thay

đổi được gọi là vùng siêu biến (Hypervariable region)

• Vùng hằng định (Constant region light, C L ) nằm ở đầu C cũng có

107 amino acid, trình tự sắp xếp amino acid ở vùng này ít thay đổi

Chuỗi nặng (Heavy-H)

 Có trọng lượng phân tử khoảng 55-70kDa với 440-446 amino acid

 Vùng dễ biến đổi (Variable region heavy, V H ) nằm ở đầu N với

khoảng 116 amino acid, cũng chứa một số vùng siêu biến

 Vùng hằng định (Constant region heavy, C H ) nằm ở đầu C gồm có 03

tiểu vùng CH1, CH2, CH3

 Vùng giáp ranh giữa CH1 và CH2 gọi là vùng bản lề, có cấu trúc linh

hoạt giúp cho 02 cánh của phân tử Ig dễ dàng đóng mở từ 0-1800, nhờ

đó nó dễ dàng kết hợp với kháng nguyên

 Vùng thay đổi của H và L nằm kề nhau, tham gia vào việc hình thành vị

trí kết hợp kháng nguyên hay trung tâm hoạt động của kháng thể

(paratop) Đây không phải là đoạn peptide liên tục mà là một hoặc một

số amino acid nằm cách quãng, nơi tiếp xúc với epitop của kháng

nguyên

Vùng bản lề của Ig dễ bị tác động bởi các loại protease khác nhau

Tác động bởi enzyme papain

 Hai mảnh F ab (Antigen binding fragment) giống nhau, mỗi mảnh

chứa toàn bộ 01 chuỗi nhẹ và một phần chuỗi nặng đoạn CH1, mảnh này

chứa 01 vị trí liên kết kháng nguyên

 Một mảnh F c (Crystallizable fragment) gồm 02 đoạn CH2 và CH3 của

chuỗi nặng, mảnh này dễ kết tinh, không có hoạt tính kháng thể nhưng

có một số tính chất sinh học; có tính kháng nguyên khi đưa vào cơ thể

 Các phân tử kháng thể có thể được chia thành nhiều lớp khác nhau dựa

trên sự khác biệt về cấu trúc vùng C của chuỗi nặng

 Các lớp kháng thể còn được gọi là isotyp và gồm có 5 lớp được đặt tên là:

IgA, IgD, IgE, IgG, và IgM

 Ở người, các isotyp IgA và IgG có thể được chia thành các tiểu lớp và đặt

tên là: IgA1, IgA2, IgG1, IgG2, IgG3, IgG4

 Các chuỗi nặng được đặt tên theo chữ cái Hy Lạp tương ứng với isotyp

kháng thể: IgA chứa α, IgD chứa δ, IgE chứa ε, IgG chứa γ và IgM chứa μ

 IgG, IgD và IgE được tiết ra dưới dạng đơn phân tử tức ở dạng đơn vị

kháng thể cơ bản (bao gồm 2 chuỗi nặng và 2 chuỗi nhẹ), IgM và IgA thì

thường tạo nên những phức hợp đa phân tử

 IgM và IgA chứa một polypeptid phụ với trọng lượng phân tử 15 kD gọi là

chuỗi J (liên kết), gắn với các phân tử kháng thể bởi các cầu nối disulphua

và có chức năng làm bền vững các phức hợp đa phân tử này

 Chiếm số lượng lớn nhất trong tổng sô các Ig (80% ở người), phẩn lớn

kháng thể lưu động thuộc lớp này

 Đây là kháng thể duy nhất có thể xuyên qua nhau thai

 Căn cứ vào sự khác biệt tính kháng nguyên của mảnh Fc lớp IgG chia

thành 04 dưới lớp: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4

 Vai trò chính của IgG là hoạt hóa bổ thể (trừ IgG4) theo con đường cổ

điển và opsonine hóa

 Trên bề mặt tế bào đại thực bào, bạch cầu nhân đa hình, mast có thụ thể

với Fc

 Là lớp kháng thể chủ yếu trong đáp ứng miễn dịch thứ phát

Lớp IgG

Lớp IgM

 Chiếm 5-10% tổng số Ig huyết thanh, có trọng lượng phân tử lớn nhất

 IgM được tạo thành từ 05 đợn vị cơ bản, được nối với nhau bởi chuỗi J

 Chuỗi J là polypeptide gồm 118-125 amino acid, chuỗi này có tính

kháng nguyên, trong phân tử IgM nó bị che lấp, chúng chỉ xuất hiện khi

IgM bị biến đổi

 Đây là lớp kháng thể xuất hiện đầu tiên sau kích thích kháng nguyên,

sau đó IgG sẽ thay thế

 Do cấu trúc của mình IgM dễ dàng kết hợp với kháng nguyên, chúng có

khả năng hoạt hóa bổ thể mạnh nhất

Lớp IgA

 IgA huyết thanh chiếm 15-20% tổng số Ig trong huyết thanh, thường

tồn tại dưới dạng monomer (>80%); số còn lại tồn tại dưới dạng

polymer do 2-3 monomer nối với nhau bằng chuỗi J, tăng cao khi

nhiễm trùng

 IgA trong dịch tiết có dạng dimer nối với nhau bằng 02 chuỗi phụ có

trọng lượng 1,5kDa: chuỗi J là một polypeptide, chuỗi thứ 2 là

“secretory component” cũng là polypeptide có chức năng nối 02

monomer và giúp IgA chống lại tác động của enzyme đường tiêu hóa

Có trong nước bọt, nước mắt, sữa, dịch tiết của phổi và ruột…

 IgA tiết kháng thể tại chỗ, ngăn cản sự xâm nhập của kháng nguyên

vào cơ thể

 Trẻ em lấy một lượng lớn IgA từ sữa mẹ  chịu được pH thấp

Lớp IgE

 Chiếm tỷ lệ thấp khoảng 0,04% tổng số Ig huyết thanh

 Dễ bị biến tính bởi nhiệt

 Đây là lớp kháng thể dễ gây dị ứng

 Trên bề mặt các tế bào ái kiềm, mast có thụ thể cho phần Fc của lớp kháng

thể này

 Chức năng của IgD chưa thực sự rõ ràng

Nó thường tăng trong bệnh nhiễm khuẩn

mãn tính nhưng không đặc hiệu cho loại

bổ thể theo con đường xen kẽ Tham giá opsonin hóa

Xuất hiện đầu tiên sau kích thích Ngưng kết hồng cầu, vi khuẩn, vius Liên kết kháng nguyên hoạt hóa bổ thể

theo con đường cổ điển

Tham gia phản ứng viêm, dị ứng, quá mẫn khi liên kết với

tế bào mast

Hoạt hóa các lympho

B

 Kháng thể sẽ sinh ra sau một thời gian từ khi kháng nguyên xâm nhập

(phụ thuộc vào bản chất và số lần xâm nhập của kháng nguyên)

 Lượng kháng thể đạt mức cao nhất sau 2-3 tuần, sau đó giảm dần và có thể

biến mất

 Kháng nguyên vào cơ thể lần đầu, đáp ứng miễn dịch gọi là đáp ứng miễn

dịch sơ cấp hay miễn dịch tiên phát Từ lần thứ 02 gọi là đáp ứng miễn

dịch thứ cấp hay miễn dịch thứ phát Sự khác biệt giữa 02 loại miễn dịch

là do tế bào nhớ miễn dịch

Quy luật hình thành kháng thể dịch thể đặc hiệu

 Ảnh hưởng của kháng nguyên: Bản chất và cấu trúc kháng nguyên,

đường xâm nhập vào cơ thể của kháng nguyên, liều lường kháng

nguyên…

 Ảnh hưởng của các lần đưa kháng nguyên: Kháng thể xuất hiện sớm

hơn với số lượng lớn hơn nếu đưa kháng nguyên nhắc lại

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành kháng thể dịch thể

Kháng thể đa dòng (polyclonal Ab) và kháng thể

đơn dòng (monoclonal Ab)

Sản xuất kháng thể đa dòng

Sản xuất kháng thể đơn dòng

vào năm 1975 bằng kỹ thuật dung hợp (Fusion) hai loại tế bào

 Khi môi trường nuôi tế bào có chứa Aminopterin (A), A ức chế sinh tổng

hợp base nito cần thiết cho tổng hợp ADN  Tế bào không sống được

trong môi trường này

 Khi bổ sung vào môi trường Hypoxanthin (H) và Thymidin (T) thì các

tế bào sống do có enzyme Hypoxanthine-guanine phosphoribosyl

transferase (HGPRT) chuyển hóa H và T thành các basenito cần thiết

 Tế bào Myeloma không có khả năng tổng hợp HPRT nên không sống

được trên môi trường có bổ sung HAT

 Tế bào lympho B có khả năng tổng hợp HGPRT nên sống được trong môi

trường chứa HAT, nhưng nó lại không nhân lên được

 Tế bào lai Hybridoma sinh HGPRT nên phát triển được trong môi trường

HAT và có khả năng tiết kháng thể đặc hiệu

Nguyên lý của phương pháp

Một số phương pháp miễn dịch sử dụng phản ứng

kháng nguyên - kháng thể (Ag-Ab)

Ngưng kết tế bào: Ngưng kết hồng cầu

Ngưng kết tế bào: Ngưng kết tế bào trong xác định nhóm vi khuẩn

Thường sử dụng để phát hiện

một số vi khuẩn mang kháng

nguyên F hoặc H: E coli,

Samonella, Vibrio…

Ngưng kết miễn dịch

Khuếch tán miễn dịch (Immunodiffusion)

Kỹ thuật Western Blot

Kỹ thuật ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)

Kỹ thuật ChIP (Chromatin ImmunoPrecipitation)

Kỹ thuật Co-IP(Co-ImmunoPrecipitation)