Miễn dịch học cơ bản

TRẦN THANH LOAN – TRẦN ĐÌNH BÌNH – PIERO MUSIANI – GUIDO FORNI

MIỄN DỊCH HỌC CƠ BẢN

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC HUẾ Huế, 2019

Biên mục trên xuất bản phẩm của Thư viện Quốc gia Việt Nam Miễn dịch học cơ bản / Trần Thanh Loan, Trần Đình Bình, Piero Musiani, Guido Forni.

- Huế : Đại học Huế, 2019. - 245tr. : ảnh ; 27cm 1. Miễn dịch học 616.079 - dc23 DUF0263p-CIP

Mã số sách: CK/61-2019

Among many others, this book is one tangible outcome of the International Master in Medical Biotechnology initially established by the University of Sassari and Hue University of Medicine and Pharmacy in honor of Carlo Urbani and by the Italian Agency for International Cooperation and, in subsequent years by the University of Sassari, the Accademia Nazionale dei Lincei, Rome and by the European Union Erasmus+ Program.

This extended and updated Vietnamese version of the book has been made possible by the permission graciously granted by Piccin Nuova Libraria, Padova, Italy from which the original English version of the Basic Immunology volume can be obtained.

iii

iv

LỜI GIỚI THIỆU Miễn dịch học là một chuyên ngành rộng trong y sinh học, nghiên cứu mọi phương diện của hệ miễn dịch trên tất cả các sinh vật. Đối tượng nghiên cứu của miễn dịch học bao gồm: hoạt động sinh lý của hệ miễn dịch ở cơ thể khỏe mạnh và bệnh lý (các đặc điểm lý, hóa, sinh lý in vitro và in vivo của các thành phần thuộc hệ miễn dịch); các rối loạn của hệ miễn dịch (các bệnh tự miễn, các phản ứng quá mẫn sự suy giảm miễn dịch); hiện tượng thải ghép và miễn dịch trong ung thư. Miễn dịch học nghiên cứu mối quan hệ giữa các hệ thống của cơ thể, các tác nhân gây bệnh và sự miễn nhiễm. Ngày nay, nghiên cứu về miễn dịch học đã được mở rộng với rất nhiều vấn đề liên quan đến chức năng miễn dịch của các tế bào, cơ quan và hệ cơ quan mà bình thường được xem là không thuộc hệ miễn dịch, cũng như nghiên cứu các chức năng của hệ miễn dịch ngoài các khái niệm miễn nhiễm truyền thống.

Trong chương trình đào tạo khối ngành khoa học sức khỏe ở tất cả các trình độ từ cao đẳng, đại học, sau đại học thì môn Miễn dịch học là một môn học cơ bản, quan trọng về y học cơ sở vì cung cấp kiến thức cho sinh viên, học viên về khả năng phòng vệ của toàn bộ cơ thể đôi với các yếu tố mang thông tin di truyền ngoại lai (vi sinh vật và các tác nhân sinh học khác) hay không thuộc thành phần cơ thể theo nhận biết của tế bào miễn dịch như ghép, ung thư, tự miễn... Kiến thức miễn dịch học hỗ trợ đắc lực trong chẩn đoán, dự phòng và điều trị nhiều bệnh nhiễm trùng, bệnh miễn dịch, bệnh ung thư...

Trong quá trình tham gia giảng dạy tại Đại học Y Dược, Đại học Huế trong khuôn khổ chương trình đào tạo Thạc sĩ Y sinh học liên kết với Đại học Sassary, Cộng hòa Ý hai giáo sư Piero Musiani và Giáo sư Guido Fomi là những giáo sư đầu ngành về Miễn dịch học tại Ý đã cung cấp tài liệu là bản tiếng Anh của cuốn sách Miễn dịch học cơ bản, cuốn sách này được viết nhằm mục đích giới thiệu các vấn đề về Miễn dịch học cơ bản cho sinh viên đại học và sau đại học. Giáo sư Piero Musiani và Giáo sư Guido Fomi đã thống nhất rằng, quyển sách này nên tập trung vào các chiến lược bảo vệ của hệ miễn dịch, còn đối với các cơ chế sinh học phân tử thì học viên có thể tự nghiên cứu.

Sinh học phân tử hiện đã trở nên rất phổ biến. Các thông tin cập nhật về các con đường phân tử trong hệ miễn dịch có thể tìm được trên mạng internet một cách dễ dàng. Tuy nhiên, logic của các đáp ứng miễn dịch mới là thứ khó hình dung và nắm bắt được. Một điểm quan trọng nữa của cuốn sách này là các thông tin được cố gắng thể hiện thành những hình ảnh minh họa. Do đó,

v

cuốn sách này chủ yếu sử dụng các hình ảnh minh họa sinh động cùng với một lời nhận xét giải thích ngắn gọn đi kèm.

Sau nhiều năm giảng dạy, hợp tác cùng một số cán bộ giảng viên của Trường Đại học Y Dược, Đại học Huế, Giáo sư Guido Fomi đồng ý phối hợp cùng Phó Giáo sư Trần Đình Bình (Bộ môn Vi sinh) và Thạc sĩ Trần Thanh Loan (Bộ môn Miễn dịch-Sinh lý bệnh) hiện đang giảng dạy tại trường để cùng biên dịch và sử dụng cuốn sách này như một tài liệu căn bản trong đào tạo môn Miễn dịch học cơ bản cho sinh viên và học viên sau đại học. Với nhiều hình ảnh minh họa, chú thích đầy đủ các chương mục rõ ràng và đặc biệt là cập nhật những kiến thức mới nhất về miễn dịch học được công bố vào những năm gần đây, ngay cả năm 2018. Với sự phát triển của ngành Miễn dịch học, đi cùng sự phát triển của Y học trong thời đại 4.0 tôi tin rằng kiến thức Miễn dịch học cơ bản là nền tảng quan trọng cho sự tiến bộ của y học về chẩn đoán, dự phòng, điều trị nhiều bệnh lý quan trọng.

Cám ơn cố Giáo sư Piero Musiani, Giáo sư Guido Fomi, Phó Giáo sư Trần Đình Bình (Bộ môn Vi sinh) và Thạc sĩ Trần Thanh Loan (Bộ môn Miễn dịch-Sinh lý bệnh) đã biên soạn và dịch thuật hoàn chỉnh cuốn sách. Cuốn Miễn dịch học cơ bản vừa có thể là tải liệu học tập, tài liệu tham khảo cho nhiều đối tượng đào tạo trong chuyên ngành khoa học sức khỏe, vừa là một tài liệu tham khảo hữu ích cho nhiều chuyên ngành khác.

Cuốn sách ra đời cũng như là lời tri ân Giáo sư Piero Musiani đã qua đời năm 2014. Cuốn sách cũng là lời khẳng định sự hiệu quả của chương trình đào tạo liên kết các trình độ sau đại học vê Y sinh học giữa Đại học Sassary va Đại học Y Dược, Đại học Huế.

Trân trọng giới thiệu cuốn sách cùng quý đọc giả.

Giáo sư VÕ TAM Phó Hiệu trưởng, Trường Đại học Y Dược, Đại học Huế

vi

LỜI NÓI ĐẦU Cuốn sách này được viết nhằm mục đích giới thiệu các vấn đề cơ bản về miễn dịch học cho sinh viên đại học và sau đại học. Bản tiếng Anh của cuốn sách được bắt đầu viết từ những năm 2010 bởi hai giáo sư Piero Musiani và Guido Forni, vốn là những giáo sư đầu ngành về Miễn dịch học tại Ý. Trong những lần tham gia giảng dạy lớp Cao học Y sinh học tại trường Đại học Y Dược, Đại học Huế, hai giáo sư đã tranh luận về những nội dung gì cần được nhấn mạnh, và những nội dung gì học viên cần tự nghiên cứu đối với các vấn đề cơ bản của miễn dịch học. Từ đó, hai thầy đã dành nhiều tâm huyết khi lên ý tưởng và thực hiện bản gốc tiếng Anh của cuốn sách này..

Khi biên soạn, Giáo sư Piero Musiani và Giáo sư Guido Forni đã thống nhất với chúng tôi rằng cuốn sách này nên tập trung vào các chiến lược bảo vệ của hệ miễn dịch, còn đối với các cơ chế sinh học phân tử thì học viên có thể tự nghiên cứu. Sinh học phân tử hiện đã trở nên rất phổ biến. Thông tin cập nhật về các con đường phân tử trong hệ miễn dịch có thể tìm được trên mạng internet một cách dễ dàng. Tuy nhiên, logic của các đáp ứng miễn dịch mới là thứ khó hình dung và nắm bắt được. Đó chính là trọng tâm của cuốn sách này.

Một điểm quan trọng nữa là các thông tin được cố gắng thể hiện thành những hình ảnh minh họa. Do đó cuốn sách này chủ yếu sử dụng các hình ảnh minh họa sinh động cùng với một lời nhận xét giải thích ngắn gọn đi kèm. Cuốn sách gồm 28 chương, bắt đầu từ những khái niệm cơ bản nhất, giải thích rõ ràng và đầy đủ các khái niệm, chú thích đầy đủ các hình ảnh minh họa, tạo điều kiện dễ dàng để sinh viên và học viên theo dõi, học tập.

Sách được biên soạn và dịch thuật từ bản tiếng Anh nên các chú giải cũng giúp ích nhiều cho việc học tập. Chúng tôi hy vọng cuốn sách Miễn dịch học cơ bản có thể là tài liệu học tập, tài liệu tham khảo cho nhiều đối tượng đào tạo là sinh viên và học viên sau đại học trong chuyên ngành khoa học sức khỏe. Bên cạnh đó, cuốn sách cũng có thể là một tài liệu tham khảo hữu ích cho nhiều chuyên ngành khác. Để hoàn thành bản tiếng Việt của cuốn sách Miễn dịch học cơ bản này, chúng tôi xin chân thành cám ơn sự hợp tác chặt chẽ và hiệu quả của Trường Đại học Y Dược, Đại học Huế, Việt Nam và Đại học Sassary, Cộng hòa Ý để tạo cơ hội cho sự hợp tác của chúng tôi.

Cám ơn sự tham gia hiệu đính của Phó giáo sư Phan Thị Minh Phương và Thạc sĩ Lê Bá Hứa, là những thầy cô trụ cột về Miễn dịch học tại Bộ môn Miễn dịch-Sinh lý bệnh của trường Đại học Y Dược, Đại học Huế.

Trong quá trình biên dịch cuốn sách, dù các tác giả đã cố gắng hết sức, tuy nhiên Miễn dịch học là chuyên ngành khoa học phát triển mạnh, ứng dụng nhiều và rộng rãi trong y sinh học, thuật ngữ chuyên môn sâu, kiến thức bao la, vì vậy dù được hiệu đính và sửa chữa nhưng chắc chắn các tác giả không thể tránh khỏi một số sai sót, kính mong quý đọc giả góp ý bổ sung để cho những lần xuất bản sau được hoàn thiện hơn.

NHÓM TÁC GIẢ vii

viii

GIỚI THIỆU VỀ CÁC TÁC GIẢ

Cố Giáo sư Piero Musiani (bên phải) là một cầu thủ bóng rổ bán chuyên nghiệp trước khi trở thành nhà Bệnh lý học ngoại khoa tại Đại học Công giáo Rome, và sau đó là Đại học Chieti, Ý. Nghiên cứu của ông ban đầu tập trung chủ yếu vào tuyến ức và các kháng thể dạng tiết (secretory immunoglobulins). Tại Đại học Chieti, ông đóng vai trò quan trọng đối với sự hình thành của Trung tâm Xuất sắc nghiên cứu về sự lão hóa - Excellence Center of Aging (CESI). CeSI có nhiều thiết bị tinh vi cho phép nhóm nghiên cứu của ông kết hợp được những phân tích tình trạng bệnh lý với các kết quả thí nghiệm. Trong nhiều trường hợp, các dữ liệu thu được đã đưa đến cách lý giải cho những phát hiện miễn dịch mới. Trong thời gian thực hiện những hình vẽ minh họa cho cuốn sách này, ông đã qua đời sau một tai nạn xe mô-tô vào năm 2014.

*Trung tâm Xuất sắc: là một cơ sở thực sự xuất sắc, đóng vai trò dẫn dắt trong lĩnh vực mà nó hoạt động. Vai trò của nó không chỉ là tạo ra các sản phẩm xuất sắc, mà còn tạo ra những chuẩn mực xuất sắc cho các cơ sở khác noi theo. Trung tâm Xuất sắc nằm ở tuyến đầu trong lĩnh vực mà nó hoạt động xét trên tầm quốc tế.

Giáo sư Guido Forni (bên trái) là Viện sĩ của Viện Hàn lâm Quốc gia Lincei, Ý. Từ năm 1970 đến năm 2011, ông là giáo sư Miễn dịch học tại trường Đại học Torino, Ý. Ông hiện cũng là giảng viên trong chương trình đào tạo Cao học Y sinh học liên kết giữa Đại học Y Dược, Đại học Huế và Đại học Sassari, Ý. Nghiên cứu của ông tập trung vào các liệu pháp miễn dịch ung thư, mô hình chuột biến đổi gene ung thư và vaccine DNA. Công trình của ông tại Đại học Torino, Ý về vai trò của các cytokine và những nghiên cứu về vaccine để ngăn ngừa ung thư đã được công nhận trên toàn thế giới. Phòng thí nghiệm của ông đã công bố nhiều kiến thức mới liên quan đến vai trò trực tiếp của kháng thể mà vaccine kích thích tạo ra đối với sự phát triển của khối u, khả năng các kháng thể đó kích hoạt các phản ứng qua trung gian tế bào, hoạt hóa Bổ thể cũng như kích hoạt trí nhớ miễn dịch đối với các kháng nguyên khối u qua trung gian tế bào. ix

Phó giáo sư Trần Đình Bình là nhà Vi sinh vật học với những nghiên cứu tập trung vào tính kháng kháng sinh của các vi khuẩn gây bệnh thường gặp và vấn đề nhiễm khuẩn bệnh viện. Ông hiện đang giảng dạy tại Bộ môn Vi sinh, trường Đại học Y Dược, Đại học Huế, đồng thời là Trưởng khoa Kiểm soát Nhiễm khuẩn tại bệnh viện trường Đại học Y Dược Huế. Nghiên cứu về vi sinh vật học có mối liên hệ chặt chẽ với các đáp ứng miễn dịch của cơ thể, và vì thế ông dành mối quan tâm lớn đối với các vấn đề về vaccine và bệnh nhiễm trùng xét theo khía cạnh Miễn dịch học. Ngoài ra, nghiên cứu của ông về Kháng nguyên bạch cầu người – HLA là một trong những nghiên cứu sớm nhất liên quan tới vấn đề này tại Việt Nam từ năm 2004 và cho đến nay vẫn tiếp tục được nghiên cứu.

Thạc sĩ Trần Thanh Loan là giảng viên tại Bộ môn Miễn dịch – Sinh lý bệnh thuộc trường Đại học Y Dược, Đại học Huế. Tốt nghiệp xuất sắc lớp Cao học Y sinh học liên kết giữa Đại học Y Dược, Đại học Huế và Đại học Sassari - Ý, nghiên cứu của cô tập trung vào lĩnh vực sinh học phân tử trong miễn dịch học.

Thạc sĩ Trần Thanh Loan rất may mắn vì có cơ hội làm học viên của Giáo sư Guido Forni, thông qua chương trình đào tạo Cao học Y sinh học liên kết giữa trường Đại học Y Dược, Đại học Huế và đại học Sassari - Ý. Cuốn sách này được giới thiệu khi Thạc sĩ Trần Thanh Loan đang học lớp Miễn dịch học của Giáo sư Guido Forni, và nó đã thật sự gây được ấn tượng qua cách trình bày về mặt hình ảnh và nội dung vô cùng mạch lạc. Chúng tôi đã trao đổi và thấy rằng việc chuyển ngữ sang tiếng Việt cũng như cập nhật những nghiên cứu mới là điều mà cả học viên và thầy đều mong muốn. Đó cũng là một phần lý do cho sự ra đời của cuốn sách này. ix

LỜI CÁM ƠN Chúng tôi xin trân trọng cám ơn sự giúp đỡ của bà Jehanne Marchesi trong quá trình chỉnh sửa và hoàn thiện bản gốc tiếng Anh của cuốn sách.

Chúng tôi xin chân thành cám ơn sự hỗ trợ và đóng góp của bà Nguyễn Thị Minh Huệ và ông Phạm Trung Hiếu trong quá trình xuất bản cuốn sách này.

Lưu ý: Sách gốc tiếng Anh có thể được mua trực tuyến từ nhà xuất bản Piccin Nouva Libraria, Padua, Italy tại địa chỉ: https://www.piccin.it/it/immunology/2333-basicimmunology-9788829928828.html?search_query=forni&results=4?search_query=forni&results=4

hoặc qua Amazon.

xi

xii

MỤC LỤC Chương 1. Tổng quan về hệ miễn dịch

1

Chương 2. Phương thức trao đổi thông tin của hệ miễn dịch I. Các Cytokine

5

Chương 3. Miễn dịch trên bề mặt

17

Chương 4. Các tế bào canh gác

28

Chương 5. Các tế bào của hệ miễn dịch bẩm sinh

36

Chương 6. Phương thức trao đổi thông tin của hệ miễn dịch II. Phức hợp hòa hợp tổ chức chính – MHC

60

Chương 7. Trình diện peptide bởi glycoprotein HLA

70

Chương 8. Tế bào Lympho T

76

Chương 9. Đào tạo tế bào T tại tuyến ức

84

Chương 10. Hoạt hóa tế bào T non

93

Chương 11. Tế bào T độc

103

Chương 12. Tế bào T giúp đỡ

107

Chương 13. Tế bào Lympho B

115

Chương 14. BCR và kháng thể

121

Chương 15. Sự hình thành của tập hợp BCR (và TCR)

126

Chương 16. Tương tác giữa vị trí gắn và kháng nguyên

134

Chương 17. Kháng thể

138

Chương 18. Hoạt hóa tế bào B

150

Chương 19. Cơ quan bạch huyết thứ cấp

167

Chương 20. Hoạt tính trực tiếp và gián tiếp của kháng thể

175

Chương 21. Hệ thống Bổ thể

184

Chương 22. Kháng thể đơn dòng (mAb)

190

Chương 23. Trí nhớ miễn dịch

198

Chương 24. Vaccine

209

Chương 25. Cơ chế kiểm soát âm tính của đáp ứng miễn dịch

216

Chương 26. Dung nạp miễn dịch

224

Chương 27. Hiện tượng tự miễn dịch

234

Chương 28. Suy giảm miễn dịch

240 xiii

xiv

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ MIỄN DỊCH HÌNH 1.1. VÌ SAO CHÚNG TA CÓ HỆ MIỄN DỊCH? Trên hành tinh của chúng ta, số lượng và độ phân tán của con người cũng như các động vật có vú tăng dần theo thời gian. Điều đó thúc đẩy các loài vi sinh vật cũng phát triển những chiến lược xâm nhập và gây bệnh ngày càng tinh vi và hiệu quả hơn, tạo nên một mối đe dọa liên tục cho con người và các loài động vật có vú. Vì vậy, cơ thể người và động vật có vú bắt buộc phải phát triển các cơ chế phòng vệ hiệu quả. Trải qua quá trình tiến hóa, một số cơ chế bảo vệ cổ xưa được giữ lại và điều chỉnh để tái thích nghi.

Các cơ chế bảo vệ này dần phát triển thành một hệ thống thứ hai phức tạp hơn trong cơ thể, với sự tham gia của hàng nghìn tỷ tế bào.

Hiệu quả của các cơ chế miễn dịch khi ngăn chặn vi khuẩn xâm nhập đã tác động làm thay đổi khả năng lây lan và gây ra bệnh tật, tức là khả năng gây bệnh (pathogenicity) của vi khuẩn. Ngay khi các cơ chế miễn dịch hoạt động không hiệu quả hoặc các hàng rào bảo vệ cơ thể bị chọc thủng, các vi khuẩn cộng sinh, vi khuẩn gây bệnh cơ hội và vi khuẩn gây bệnh thật sự có thể trở nên nguy hiểm và gây ra bệnh tật cho cơ thể.

Ngoài ra, hệ miễn dịch cũng trở nên nhạy cảm với các phân tử của cơ thể xuất hiện bất thường và sẽ loại bỏ các tế bào biểu hiện chúng. Khả năng kiểm soát các tế bào của cơ thể càng trở nên quan trọng khi độ phức tạp của tế bào và phân tử của sinh vật tăng lên.

HÌNH 1.2. KHÔNG BAO GIỜ ĐƠN ĐỘC! Chuỗi các phản ứng bảo vệ cơ thể đi từ phản ứng tại chỗ trong các hàng rào bảo vệ cơ thể đến đáp ứng nhanh chóng của miễn dịch bẩm sinh, sau đó là đáp ứng đặc hiệu của miễn dịch thích ứng và cuối cùng là trí nhớ miễn dịch kéo dài mà cơ thể có được sau cuộc chiến. Bốn cơ chế này có những chiến lược bảo vệ khác nhau. Tuy nhiên, chúng phối hợp với nhau rất hiệu quả. Một đặc điểm chung cho tất cả các phản ứng miễn dịch đó là các tế bào trong chuỗi

|1

2|

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ HỆ MIỄN DỊCH

phản ứng liên tục trao đổi thông tin với nhau. Khi một tế bào miễn dịch phát hiện ra “tác nhân xâm nhập” hoặc một tình huống bất thường, nó sẽ truyền tín hiệu để kích hoạt một số tế bào miễn dịch khác.

Các hàng rào bảo vệ cơ thể (xem Chương 3) luôn luôn hoạt động để ngăn ngừa sự xâm nhập của vi sinh vật. Nhờ có tính chất đặc thù, kết hợp với các cơ chế miễn dịch hiệu quả, các hàng rào bảo vệ này giúp cơ thể phòng chống được hầu hết các vi sinh vật đang cố gắng xâm nhập vào.

Tuy nhiên, nếu điều đó xảy ra, trong khoảng thời gian từ vài phút đến vài giờ, một loạt các tín hiệu cảnh báo (xem hình 4.2), các chemokine và các cytokine (xem Chương 2) sẽ huy động và kích hoạt các nhóm tế bào miễn dịch khác nhau của đáp ứng miễn dịch bẩm sinh. Thông thường, đáp ứng nhanh chóng và ồ ạt này giúp cơ thể vượt qua sự xâm nhập của vi sinh vật một cách hiệu quả (xem hình 5.35).

Trong một số ít trường hợp không ngăn chặn được chúng kịp thời, các tín hiệu của đáp ứng miễn dịch bẩm sinh kết hợp với sự khuếch tán của vi sinh vật trong cơ thể sẽ kích hoạt một chiến lược bảo vệ khác: đáp ứng miễn dịch thích ứng. Chiến lược bảo vệ mới này dựa trên tính đáp ứng miễn dịch đặc hiệu của tế bào lympho T và của kháng thể chống lại các thành phần đặc trưng của “tác nhân xâm nhập”. Ngoài ra, nhờ khả năng nhận diện “tác nhân xâm nhập” với tính đặc hiệu cao, cơ chế miễn dịch thích ứng sẽ chỉ dẫn cho các tế bào của miễn dịch bẩm sinh để tiêu diệt “tác nhân xâm nhập” một cách hiệu quả hơn. Tính miễn dịch đặc hiệu của đáp ứng miễn dịch thích ứng không diễn ra tức thời và liên tục mà cần khoảng thời gian từ 1 đến 2 tuần.

Cuối cùng, các đáp ứng trên kiểm soát hoàn toàn sự xâm nhập của vi sinh vật và tạo ra trí nhớ miễn dịch đặc hiệu kéo dài (xem Chương 23). Khi vi sinh vật đó xuất hiện lần tiếp theo, tế bào T nhớ và B nhớ nhanh chóng được kích hoạt trong vài ngày. Nhờ có trí nhớ miễn dịch, đáp ứng miễn dịch ở những lần sau mạnh hơn từ 10 tới 1000 lần so với lần đầu. Trong phần lớn trường hợp, nhờ hiệu quả và tính đặc hiệu của trí nhớ miễn dịch, chúng ta hầu như không nhận ra cơ thể bị nhiễm trùng thứ phát do đáp ứng miễn dịch quá mạnh và quá nhanh.

HÌNH 1.3. CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH RẤT ĐA DẠNG VÀ PHONG PHÚ.

Mỗi nhóm tế bào của hệ miễn dịch gồm nhiều dưới nhóm tế bào khác nhau. Chúng có nhiều đặc điểm chung, tuy nhiên chúng nhận diện cho những mục tiêu riêng biệt và hoạt hóa cho những cơ chế phản ứng khác nhau.

CHƯƠNG 1 –TỔNG QUAN VỀ HỆ MIỄN DỊCH

|3

HÌNH 1.4. TÍN HIỆU MÀ CÁC NHÓM TẾ BÀO MIỄN DỊCH NHẬN ĐƯỢC RẤT KHÁC NHAU. Trong môi trường tối tăm của cơ thể, các tế bào của hệ miễn dịch bẩm sinh vẫn nhận biết được các dấu vết của vi khuẩn xâm nhập cũng như tế bào cơ thể bất thường.

Những receptor đặc trưng mà các tế bào này biểu hiện sẽ chuyển đổi những dấu hiệu cảnh báo từ môi trường thành tín hiệu nội bào, từ đó làm thay đổi hành vi của tế bào.

HÌNH 1.5. MỖI TẾ BÀO LYMPHO NON NHẬN DIỆN MỘT PHÂN TỬ ĐÍCH RIÊNG BIỆT. Trong khi các tế bào của hệ miễn dịch bẩm sinh nhận biết được nhiều dấu hiệu của cả vi khuẩn xâm nhập và tế bào bất thường, mỗi tế bào của hệ miễn dịch thích ứng (tế bào T và B) chỉ tương tác với một đích phân tử độc nhất và riêng biệt.

4|

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ HỆ MIỄN DỊCH

HÌNH 1.6. TÁC ĐỘNG CỦA HỆ MIỄN DỊCH LÊN ĐỜI SỐNG CON NGƯỜI THAY ĐỔI THEO NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA MÔI TRƯỜNG. Gần như tất cả các khía cạnh của cuộc sống chúng ta đều chịu sự ảnh hưởng của hệ thống miễn dịch. Trong những ảnh hưởng đó, khả năng bảo vệ cơ thể tránh khỏi các bệnh nhiễm trùng đóng vai trò trung tâm trong quá trình hệ miễn dịch tiến hóa. Nếu không có phương thức hiệu quả để ngăn chặn vi khuẩn, sự sống của con người là điều bất khả thi.

Trong quá trình tiến hóa, mức độ phức tạp của cơ thể động vật có vú ngày càng tăng.

Thêm vào đó, thời gian tương tác của thai nhi với cơ thể mẹ kéo dài. Những điều này khiến việc kiểm soát các đột biến tế bào của cơ thể là điều không thể thiếu. Ung thư có thể được coi là một sai sót mà cơ chế kiểm soát này gây ra.

Những khu vực trên thế giới có điều kiện môi trường kém, tỷ lệ tử vong sơ sinh cao và tuổi thọ trung bình thấp, vấn đề quan trọng đối với hệ miễn dịch là kiểm soát các bệnh nhiễm trùng (hình giữa).

Ngược lại, đối với những khu vực có điều kiện môi trường tốt (hình dưới), tỷ lệ tử vong sơ sinh không đáng kể và tuổi thọ trung bình cao, những thay đổi của hệ miễn dịch và bệnh ung thư là các vấn đề chăm sóc sức khỏe nổi bật. Ở những nước này, các bệnh viện chủ yếu điều trị các bệnh liên quan đến sự thay đổi chức năng bình thường của hệ miễn dịch (xem Chương 26).

Trong quá trình sống, hệ miễn dịch luôn phát triển, và tuổi thọ trung bình của người thì ngắn.

Khi tuổi thọ được kéo dài, hệ miễn dịch có thể trở nên quá phức tạp, khiến nó khó có thể giữ các chức năng hoạt động bình thường.

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG THỨC TRAO ĐỔI THÔNG TIN CỦA HỆ MIỄN DỊCH. I. CÁC CYTOKINE HÌNH 2.1. CÁC TÍN HIỆU LIÊN LẠC TRONG HỆ MIỄN DỊCH. Trong cơ thể, các tế bào của hệ miễn dịch tương tác với nhau thông qua rất nhiều tín hiệu liên lạc. Bằng cách gắn vào receptor trên màng và điều chỉnh các con đường tín hiệu sau đó, tế bào thay đổi hành vi của nó để đáp ứng lại các tín hiệu từ vi môi trường. Một số receptor có vai trò bắt những tín hiệu này. Chúng hầu như ở dạng cơ hữu, nghĩa là luôn có mặt (dạng hoạt động) trên màng trong suốt đời sống của tế bào đáp ứng. Một số receptor khác ở dạng cảm ứng, nghĩa là chúng được biểu hiện chỉ khi đáp ứng lại các tín hiệu khác hoặc khi tế bào ở một giai đoạn đặc biệt trong vòng đời của nó. Các tín hiệu cảnh báo và receptor của chúng đã được đề cập ở Chương 2. Tín hiệu liên lạc bằng cytokine là nội dung chính của Chương này, còn tín hiệu liên lạc do tương tác với các glycoprotein MHC/HLA sẽ được đề cập ở Chương 6. Dòng tín hiệu xuôi dòng bắt nguồn từ phức hợp receptor-ligand (thụ thể-chất gắn) trên màng sẽ được đề cập cùng các loại tương tác tế bào đặc trưng. Ngoài ra, tất cả tế bào miễn dịch đều bị ảnh hưởng bởi tác động của hormone. PRR: Pattern Recognition Receptors (xem hình 4.6 và 4.7), TCR: T cell receptor (xem hình 8.11-8.15).

HÌNH 2.2. CÁC ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA CYTOKINE. Các cytokine là các protein được tế bào miễn dịch tiết ra để điều chỉnh “hành vi” của các tế bào khác.

|5

6|

CHƯƠNG 2 – CÁC CYTOKINE

HÌNH 2.3. CÁC HỌ CYTOKINE CHÍNH.

Các phân tử cytokine có nhiều tên gọi khác nhau. Thông thường chúng được gọi là Interlerkin (IL), là các cytokine kết nối (inter: giữa) và hoạt hóa (Tiếng Hy Lạp: Kinos: chuyển động) bạch cầu (leuk trong leukocyte). Các số tăng dần của các IL là dựa trên thứ tự tìm ra chúng. Một số trường hợp khác, tên của cytokine có nguồn gốc từ hoạt tính sinh học đầu tiên gắn với nó. Ví dụ, Interferons (IFN) là các cytokine được tìm ra do khả năng cản trở (interfere) virus lây nhiễm: đáp ứng sớm của cơ thể đối với virus lây nhiễm là tăng cường tổng hợp IFN type I, cho phép tế bào nhanh chóng kháng lại các virus xâm nhập. IFN-γ là một cytokine tiền viêm đảm nhận nhiều vai trò khác nhau trong cả miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích ứng. Nó là chất hoạt hóa đầu tiên cho các đại thực bào (xem hình 12.10), tế bào T diệt (xem hình 12.9) và tế bào diệt tự nhiên (xem hình 2.22 và 12.10); Tumor Necrosis Factors (TNF) là các cytokine được tìm ra do khả năng gây hoại tử một số khối u, liên quan đến sự điều hòa hàng loạt chức năng của tế bào gồm có tăng sinh, biệt hóa, chết theo chương trình, chuyển hóa lipid, và đông vón tế bào (xem hình 10.15 và 10.16); Colony Stimulating Factors (CFS) là các cytokine được tìm ra do khả năng thúc đẩy tăng sinh và biệt hóa tế bào tiền thân tạo máu tại tủy xương thành bạch cầu hạt và đại thực bào; Transforming Growth Factors (TGF) là các cytokine thúc đẩy tế bào tăng sinh và chuyển dạng khối u.

HÌNH 2.4. CÁC CYTOKINE: CHỌN LỌC TÍN HIỆU. Tế bào (a) tiết một loại cytokine vào vi môi trường. Các tế bào xung quanh chỉ nhận biết được cytokine này nếu có biểu hiện các receptor đặc hiệu với nó (b). Sau khi bắt tín hiệu cytokine, các tế bào này thay đổi “hành vi” theo “mệnh lệnh” của tín hiệu truyền tải từ receptor. Các tế bào khác (c) dù tiếp xúc với cytokine tiết ra nhưng lại không biểu hiện receptor đặc hiệu cho cytokine đó nên không nhận biết được chúng. Sự biểu hiện (hoặc không biểu hiện) receptor đặc hiệu giúp tế bào chọn lọc tín hiệu từ các thông điệp cytokine vốn không có tính chọn lọc.

CHƯƠNG 2 – CÁC CYTOKINE

|7

HÌNH 2.5. CÁC CYTOKINE: CẬN TIẾT – PARACRINE SECRETION. Tế bào (a) tiết một lượng nhỏ cytokine. Chỉ các tế bào nằm trong vi môi trường quanh nó và có biểu hiện receptor đặc hiệu cho cytokine này (b) mới nhận biết được cytokine đó. Trong hầu hết trường hợp, cytokine không khuếch tán như hormone vì nó chỉ được tiết với một lượng rất nhỏ.

Hơn nữa, nó bị bất hoạt nhanh chóng theo sinh lý bởi các chất ức chế đặc hiệu và bị phân giải nhanh ở thận.

HÌNH 2.6. CÁC CYTOKINE: TIẾT PHÂN CỰC/ XÚC TIẾT – POLARIZED SECRETION. Chỉ một lượng nhỏ cytokine được tiết ra tại vùng “tiếp hợp” là nơi màng của tế bào tiết (a) tương tác với màng của tế bào nhận tín hiệu (b).

HÌNH 2.7. CÁC CYTOKINE: TỰ TIẾT – AUTOCRINE SECRETION. Một cytokine cũng có thể được tiết và sử dụng bởi cùng một tế bào. Điều này xảy ra khi tế bào tiết cytokine cũng biểu hiện trên màng receptor đặc hiệu với cytokine đó.

HÌNH 2.8. CÁC CYTOKINE: NỘI TIẾT – ENDOCRINE SECRETION. Trong một vài trường hợp, một cytokine có vai trò nội tiết. Ví dụ, IL1 và IL6 được tiết tại vị trí nhiễm khuẩn có thể đi đến phía trước vùng dưới đồi và thay đổi nhiệt độ cơ thể, gây ra tình trạng sốt.

8|

CHƯƠNG 2 – CÁC CYTOKINE

HÌNH 2.9. THÔNG ĐIỆP TỪ CYTOKINE. Các cytokine có thể được xem là những động từ trong ngôn ngữ miễn dịch, với vai trò kích hoạt hay ức chế nhiều hoạt động khác nhau của tế bào. Chỉ những tế bào có biểu hiện receptor đặc hiệu cho cytokine mới có thể bắt được thông tin và do đó thay đổi hoạt tính của chúng. Ý nghĩa của một thông điệp từ cytokine sẽ bị thay đổi đáng kể bởi sự có mặt đồng thời của những cytokine khác. Tế bào sẽ mang hành vi mới từ sự kết hợp nhiều con đường truyền tin của các receptor cytokine khác nhau.

HÌNH 2.10. INTERLEUKIN 1β.

IL1β là nguyên mẫu của nhiều cytokine tiền viêm với khả năng tác động lên nhiều loại tế bào khác nhau. Khi được tiết với số lượng lớn, IL1β sẽ hoạt hóa một đáp ứng viêm hệ thống. Lượng IL1β ít hơn sẽ làm khuếch đại đáp ứng viêm và đáp ứng miễn dịch thích ứng tại chỗ.

CHƯƠNG 2 – CÁC CYTOKINE

|9

HÌNH 2.11. CÁC ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA RECEPTOR CYTOKINE. Sự biểu hiện của các receptor cytokine thay đổi qua các giai đoạn khác nhau của quá trình trưởng thành và biệt hóa tế bào bạch cầu máu (White blood cellsWBC). Vì vậy, sự biểu hiện hoặc không biểu hiện của một receptor cytokine đặc hiệu cho phép tế bào chọn lọc các thông điệp cytokine bởi các thông điệp này vốn không có tính chọn lọc. Ngoài ra, một số WBC thay đổi biểu hiện thành receptor cytokine bẫy (cytokine decoy receptor). Các receptor bẫy bắt tín hiệu cytokine nhưng không thể truyền tải tín hiệu hoạt hóa. Các receptor này có vai trò rất quan trọng trong ức chế hoạt tính của cytokine và kiểm soát sự khuếch tán của cytokine trong môi trường.

HÌNH 2.12. CÁC HỌ RECEPTOR CYTOKINE CHÍNH. Các receptor cytokine tương tác với cytokine và truyền tải tín hiệu vào trong tế bào. Thông thường chúng có cấu tạo nhị phân (dimer) với 2 chuỗi protein hoặc tam phân (trimer) với 3 chuỗi protein. Các receptor thuộc họ chuỗi γ chung dùng cùng một chuỗi truyền tín hiệu (CD123). Tương tự, các receptor thuộc họ chuỗi β chung dùng cùng một chuỗi truyền tín hiệu (CD131). Chuỗi γ chung là thành phần của một họ receptor vô cùng quan trọng, vì thế các đột biến gene mã hóa chuỗi γ chung làm nhiều cơ chế miễn dịch khác nhau không hoạt động, dẫn dến hệ thống miễn dịch bị suy yếu nghiêm trọng (tình trạng suy giảm miễn dịch nặng – severe immunodeficiency). Gene mã hóa chuỗi γ chung nằm trên NST X. Vì vậy, bệnh suy giảm miễn dịch này được gọi là bệnh suy giảm miễn dịch kết hợp nặng liên kết NST X (X-linked Severe Combined Immunodeficiency – X-linked SCID, xem hình 28.3).

10 |

CHƯƠNG 2 – CÁC CYTOKINE

HÌNH 2.13. RECEPTOR IL2.

I. Receptor IL2 có hai hoặc ba chuỗi, là một receptor quan trọng.

Receptor IL2 là một minh họa cụ thể để chứng minh rằng: Bằng cách biến đổi receptor cytokine trong quá trình kích hoạt tế bào, thông điệp từ cytokine sẽ được tế bào tiếp nhận một cách chọn lọc.

HÌNH 2.14. RECEPTOR IL2 VỚI 2 CHUỖI CÓ ÁI LỰC THẤP. II. Tế bào lympho nghỉ chỉ biểu hiện chuỗi β và chuỗi γ của receptor IL2. Khi được kích hoạt, hai chuỗi này truyền tín hiệu IL2 vào nhân tế bào. Tuy nhiên, chuỗi γ không gắn với IL2, trong khi chuỗi β gắn IL2 với ái lực rất thấp (xem hình 15.4 và 15.5 nói về ái lực). Vì vậy, điều kiện để IL2 gắn vào chuỗi β của receptor là nồng độ IL2 trong vi môi trường của tế bào lympho phải rất cao. Khi đã gắn với IL2, chuỗi β thay đổi hình dạng.

HÌNH2.15.

2.15.RECEPTOR RECEPTORIL2 IL2VỚI VỚI2 2CHUỖI CHUỖICÓ HÌNH CÓÁIÁILỰC LỰCTHẤP. THẤP. III. III.Chỉ Chỉkhi khiIL2 IL2có cónồng nồngđộ độcao caotrong trongvivimôi môi trường trường của của tế tế bào bào lympho, lympho, IL2 IL2 mới mới gắn gắn vào vào chuỗi β.

Sau khi gắn với IL2, chuỗi β có hình chuỗi β. Sau khi gắn với IL2, chuỗi β có hình dạng dạng mới mới cho cho phép phép nó nó tương tương tác tác với với chuỗi chuỗi γ.γ.

CHƯƠNG 2 – CÁC CYTOKINE

| 11

HÌNH 2.16. RECEPTOR IL2 VỚI 2 CHUỖI CÓ ÁI LỰC THẤP. IV. Phức hợp chuỗi β-γ mới hình thành truyền tín hiệu IL2 vào nhân tế bào. Đầu tiên, phần đuôi nằm trong bào tương của 2 receptor này được phosphoryl hóa (P) bởi men Janus kinase (JAK). Sau đó, hai chuỗi đã phosphoryl hóa trở thành nơi gắn của yếu tố Truyền tín hiệu và Hoạt hóa phiên mã (Signal Transducer and Activator of Transcription factor – STAT), (xem hình 2.20). Bằng cách này, IL nồng độ cao hoạt hóa trực tiếp tế bào T, B và NK.

HÌNH 2.17. CHUỖI ALPHA CỦA RECEPTOR IL2.

V. Nếu có ligand gắn với receptor kháng nguyên hoặc nếu có tín hiệu từ màng thì tế bào lympho được tiền kích hoạt. Lúc này, nó sẽ biểu hiện chuỗi α (CD25), một chuỗi mới của receptor IL2. Chuỗi α gắn IL2 với ái lực rất thấp và không truyền tín hiệu hoạt hóa.

HÌNH 2.18. RECEPTOR IL2 VỚI 3 CHUỖI CÓ ÁI LỰC CAO. VI. Khi có mặt IL2, chuỗi α tương tác với chuỗi β tạo một receptor α-β mới có thể gắn IL2 với ái lực cao. Receptor α-β kết hợp với chuỗi γ tạo ra receptor gồm 3 chuỗi có ái lực cao với IL2. Receptor mới có thể gắn IL2 ngay cả khi IL2 có nồng độ sinh lý rất thấp. Chuỗi β và γ sau đó truyền tải tín hiệu vào nhân tế bào một cách hiệu quả.

12 |

CHƯƠNG 2 – CÁC CYTOKINE

HÌNH 2.19. RECEPTOR IL2 VỚI 3 CHUỖI CÓ ÁI LỰC CAO. VII. Sau khi một lượng nhỏ IL2 (sinh lý) tương tác với chuỗi α và chuỗi β, receptor tam phân (trimer) α-β-γ được thành lập. Phần đuôi nằm trong bào tương của chuỗi β và chuỗi γ được phosphoryl hóa (P trong hình) bởi men Janus kinases (JAK).

HÌNH 2.20. RECEPTOR IL2 VỚI 3 CHUỖI CÓ ÁI LỰC CAO. VII. Trong cả hai loại receptor IL2 2 chuỗi và 3 chuỗi, đuôi phosphoryl hóa của chuỗi β và chuỗi γ đều trở thành vị trí gắn cho yếu tố phiên mã STAT. Các phân tử gắn vào STAT sau đó được phosphoryl hóa bởi men Janus kinases (JAK). Nhị phân (dimers) STAT phosphoryl hóa di chuyển đến nhân tế bào. Tại đây chúng hoạt hóa promoter của một số gen đặc biệt và kích hoạt sự phát triển của chu kỳ tế bào, sự tăng sinh của tế bào dẫn đến sự hình thành của một dòng tế bào.

HÌNH 2.21. CÁC RECEPTOR CYTOKINE DÙNG CHUNG CHUỖI GAMMA. Chuỗi γ xuyên màng của receptor không gắn với bất kỳ cytokine nào nhưng lại đóng vai trò chính trong truyền tín hiệu của nhiều loại receptor cytokine khác nhau. Chuỗi γ được mã hóa bởi gene nằm trên NST X. Vì chuỗi này tham gia truyền nhiều tín hiệu cytokine quan trọng nên nếu gene mã hóa cho nó bị bất hoạt sẽ dẫn đến bệnh suy giảm miễn dịch kết hợp nguy kịch liên kết NST X (X-linked Severe Combined Immunodeficiency – X-linked SCID, xem hình 28.3).

CHƯƠNG 2 – CÁC CYTOKINE

| 13

HÌNH 2.22. CÁC MẠCH CYTOKINE. Hình trên minh họa một số “thông điệp” cytokine chính được giải phóng bởi đại thực bào M1 (xem hình 5.20) và tế bào tua (Dendritic cell – xem hình 5.23) khi chúng nhận biết có vi khuẩn xâm nhập. Thông qua việc giải phóng nhiều loại cytokine tiền viêm, đại thực bào sẽ đóng vai trò chỉ huy điều h phức hợp phản ứng viêm với sự tham gia của nhiều loại tế bào. Hơn nữa, mỗi tế bào được hoạt hóa bằng cách này lại giải phóng tập hợp cytokine của chúng. Qua đó, các tế bào khác (kể cả đại thực bào và DC) được huy động, hoạt hóa và kích thích biệt hóa. Tế bào nội mô mạch máu hoạt hóa làm tăng biểu hiện các phân tử bám dính, tăng dòng máu đến và bạch cầu thoát mạch (xem hình 5.33 và 5.34).

1. Đại thực bào 2. Hoạt hóa tế bào nội mô mạch máu

3. Trưởng thành của bạch cầu hạt trung tính và DC 4. Biệt hóa tế bào T Th1

5. Hoạt hóa tế bào T Th17 6. Hoạt hóa đại thực bào 7. Hoạt hóa tế bào NK

8. Hoạt hóa nguyên bào sợi – Làm lành vết thương 9. Gây sốt

14 |

CHƯƠNG 2 – CÁC CYTOKINE

HÌNH 2.23. CÁC ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA CHEMOKINE. Các chemokine (còn gọi là các cytokine hóa hướng động) được chia thành bốn nhóm với tên gọi là CC, CXC, CX3C và XC. Cách chia này dựa trên cơ sở là khoảng trống giữa các liên kết disilfide của các chemokine.

Các chemokine của nhóm CC có 2 liên kết disulfide (S-S) (màu đỏ) trong chuỗi và 2 cysteine đầu tiên (C) nằm sát nhau. Các chemokine của nhóm CXC cũng có 2 liên kết disulfide trong chuỗi, tuy nhiên 2 cysteine đầu tiên lại bị ngăn cách bởi một amino acid bất kỳ (* X, mũi tên đỏ). Các chemokine của nhóm CX3C có 2 liên kết disulfide trong chuỗi, và 2 cysteine bị ngăn cách bởi khoảng trống gồm 3 amino acid. Cuối cùng là nhóm XC, chúng chỉ có 1 liên kết disulfide trong chuỗi.

Các chemokine còn gọi là CC, CXC, CX3C, và XC chemokine ligands (viết tắt là CCL1, 2, …, 28; CXCL1, 2…17; CC3L1; XC1, 2). Cách viết tắt tương tự với các receptor của chemokine (CCR1R…, CXC1R…, CX3C1R và XC1R…).

HÌNH 2.24. CHEMOKINE CƠ HỮU VÀ CHEMOKINE VIÊM. Các chemokine cơ hữu đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát sự trở về (homing) của nhiều nhóm bạch cầu trong máu (WBC), do đó chúng đóng vai trò quản lý chung cho hệ miễn dịch. Bên cạnh đó, các chemokine viêm do tế bào canh gác giải phóng khi có vết thương hoặc mô bị nhiễm khuẩn có vai trò huy động WBC tại chỗ. Đầu tiên, các chemokine viêm tác động lên tế bào nội mô mạch máu tại mao mạch làm tăng biểu hiện các phân tử bám dính (Selectin, ICAM, xem hình 5.33). Sau đó, các chemokine làm tăng biểu hiện integrins trên WBC. Bằng cách này, chúng khiến WBC bám dính vào tế bào nội mô mạch máu đã hoạt hóa dẫn đến WBC thoát mạch. Khi đã xuyên qua mao mạch, WBC được định hướng đến nơi có nồng độ chemokine cao nhất (hóa hướng động – chemotaxis; xem hình 3.34).

CHƯƠNG 2 – CÁC CYTOKINE

| 15 HÌNH 2.25. CÁC RECEPTOR CHEMOKINE. Các receptor chemokine (CCR, CXCR…) được biểu hiện trên màng tế bào bạch cầu máu (WBC). Chúng là protein gồm 7 domain xuyên màng kết hợp với protein G. Trên hình là một nguyên mẫu receptor chemokine (màu xanh). Mũi tên xám chỉ vào vị trí gắn chemokine. Mũi tên màu xanh lục là tín hiệu được truyền bởi protein G.

HÌNH 2.26. CÁC MẠCH CHEMOKINE. Khi đại thực bào, tế bào tua và các tế bào canh gác khác nhận biết có vi khuẩn xâm nhập, chúng tiết ra một loạt các chemokine khác nhau. Các chemokine viêm này gắn một cách chọn lọc vào các receptor đặc hiệu biểu hiện trên màng của nhiều tế bào miễn dịch. Tương tác giữa chemokine và receptor của nó hoạt hóa tính hóa hướng động phụ thuộc gradient của tế bào, khiến chúng hướng đến vị trí mà chemokine được tiết ra. Hình trên biểu thị các nhóm tế bào chính được hoạt hóa bởi một số chemokine nhóm CC và CXC.

1. Đại thực bào 2. Tế bào tua 3. Các chemokine được tiết ra

4. Bạch cầu đơn nhân 5. Đại thực bào 6. Tế bào lympho

7. Bạch cầu hạt trung tính 8. Bạch cầu ái toan 9. Bạch cầu ái kiềm

10. Tế bào diệt tự nhiên – Natural Killer cells

16 |

CHƯƠNG 2 – CÁC CYTOKINE

HÌNH 2.27. HAI RECEPTOR CHEMOKINE HOẠT ĐỘNG NHƯ ĐỒNG THỤ THỂ TRONG TRƯỜNG HỢP NHIỄM HIV. Khi virus gây hội chứng suy giảm miễn dịch ở người (HIV – Human Inmmunodeficiency Virus) gắn vào receptor CD4 trên màng tế bào, một domain của gp120 trên vỏ virus thay đổi cấu hình và gắn vào receptor chemokine CCR5 và CXCR4. Tương tác này có tính quyết định đối với sự hấp phụ HIV lên bề mặt tế bào (xem hình 1.10, 1.11 và 25.4).

HÌNH 2.27. RECEPTOR CHEMOKINE CCR5 KHIẾM KHUYẾT. Một số ít người di truyền biến thể (variant) Δ-32 của gene mã hóa receptor CCR5. Gene biến thể này thiếu 32 cặp base và mã hóa receptor CCR5 không có chức năng. Receptor biến thể này không gắn với protein của HIV do đó gây khó khăn (khi gene Δ-32 ở thể dị hợp) hoặc ngăn cản (khi gene Δ-32 ở thể đồng hợp) nhiễm HIV.

1. Domain gây dung hợp của gp41

2. Domain của gp120 có thể gắn với receptor chemokine

3. Receptor chemokine CCR5 và CXR5 4. Receptor CCR5 tự nhiên

5. Biến thể Δ-32 của receptor CCR5 không có chức năng

CHƯƠNG 3. MIỄN DỊCH TRÊN BỀ MẶT

HÌNH 3.1. LỚP VỎ BAO BỌC CƠ THỂ.

Tính chất cơ bản, đầu tiên của một nhiễm trùng là gây rối loạn chức năng bảo vệ của hàng rào da - niêm mạc.

HÌNH 3.2. DA VÀ NIÊM MẠC. Các cơ chế cách ly và bảo vệ cơ thể khỏi môi trường.

| 17

18 |

CHƯƠNG 3 – MIỄN DỊCH TRÊN BỀ MẶT

HÌNH 3.3. DA: HÀNG RÀO PHỨC TẠP VÀ LINH HOẠT. Da bảo vệ và cách ly cơ thể với môi trường không thuận lợi bên ngoài nhờ sự kết hợp của nhiều cơ chế khác nhau.

HÀNG RÀO VẬT LÝ: Cấu tạo của da gồm 3 phần: thượng bì (epidermis), trung bì (dermis) và hạ bì (subcutaneous tissue hoặc hypodermis). Lớp ngoài cùng của thượng bì là lớp sừng gồm các tế bào biểu mô lát tầng sừng hóa. Các tế bào này không có nhân và bị sừng hóa nên gọi là tế bào sừng. Ngoài ra lớp sừng còn có lipid do lớp hạt sản xuất và được tiết ra bởi tuyến bã nhờn. Lớp sừng và lipid kết hợp với sự liên kết chặt chẽ giữa các tế bào biểu mô tạo hàng rào chống thấm nước của da. Ở lớp đáy, sự nhân lên của tế bào gốc đảm bảo cho tế bào biểu mô đổi mới đều đặn, đi kèm với nó là sự bong da của tế bào sừng. Tế bào biểu mô đổi mới hoàn toàn sau 2 tới 4 tuần. Bong da là một hình thức hiệu quả để loại bỏ vi sinh vật và các chất dính trên da.

Nếu da thường xuyên chịu áp lực cơ học sẽ kích thích tế bào biểu mô tại vị trí đó tăng sinh, làm lớp sừng dày lên tạo thành vết chai. Ở một số vị trí da đặc biệt dày do có thêm lớp sáng giữa lớp sừng và lớp hạt. Lớp sáng gồm các tế bào chết lát tầng chứa eleidin, một loại protein trong suốt.

Khi có phóng xạ UV gây phá hủy tế bào của da, da phản ứng lại bằng cách tăng sinh tế bào hắc tố (melanocyte) và tiết melanin tạo hàng rào bảo vệ hiệu quả hơn với phóng xạ UV. Quá trình này còn liên quan tới sự tăng sinh của tế bào biểu mô để thay thế các tế bào bị phá hủy. Một vài loại vi khuẩn sản xuất được các protein ly giải tế bào và peptide độc tế bào để phá vỡ hàng rào biểu mô, đây là bước đầu tiên để gây nhiễm trùng da cũng như niêm mạc.

1.

2.

3.

4.

5.

Tầng sừng Lớp hạt Lớp gai Lớp đáy Màng đáy

6. Bạch cầu lympho 7. Nguyên bào sợi 8. Tế bào tua (DC) 9. Tế bào mast (dưỡng bào) 10. Tuyến mồ hôi

11.

12.

13.

14.

15.

Tế bào mỡ Nang lông Tuyến bã nhờn Bạch cầu hạt trung tính Đại thực bào

16. Tơ cơ 17. Tế bào hắc tố 18. Tế bào Langerhans

CHƯƠNG 3 – MIỄN DỊCH TRÊN BỀ MẶT

| 19

Tế bào mỡ ở lớp hạ mì (mô dưới da) cung cấp một lớp cách nhiệt hiệu quả. Để hạn chế mất nhiệt cơ thể, các tơ cơ co lại làm thu nhỏ lỗ chân lông và gây dựng lông. Ngược lại, tiết mồ hôi và đi kèm là bay hơi nước qua da giúp giảm nhiệt độ cơ thế.

Khi da bị tổn thương, tín hiệu từ tế bào chết tại vết thương sẽ kích hoạt nguyên bào sợi và tế bào biểu mô tăng sinh để làm lành vết thương.

HÀNG RÀO HÓA SINH: Tế bào biểu mô tiết một số peptide kháng khuẩn (xem hình 3.4). pH acid của da (pH 4 – 4.5) làm suy yếu sự nhân lên của vi khuẩn. Độ pH acid này có được là do acid lactic có trong mồ hôi và vi khuẩn chí trên da tiết ra. Ngoài ra các acid béo được tiết bởi tuyết bã nhờn và các thành phần có trong mồ hôi (Lysozyme, xem hình 3.5, Lactoferin) đều được trang bị hoạt tính kháng khuẩn đáng kể. Tăng sinh tế bào hắc tố và tăng tiết melanin làm hạn chế khả năng phá hủy của phóng xạ UV. HOẠT TÍNH MIỄN DỊCH TRỰC TIẾP: Các tế bào nội mô mạch máu biểu hiện một loạt các Receptor nhận diện kiểu mẫu – Pattern Recognition Receptor PRR (xem hình 4.4) để để phát hiện các vi khuẩn đang xâm nhập và đi qua qua hàng rào biểu mô. Các tế bào này khi hoạt hóa sẽ kích thích giải phóng các tín hiệu cảnh báo (các tín hiệu nguy hiểm, xem hình 4.2; các chemokine và các cytokine, xem Chương 2) để tạo đáp ứng miễn dịch bẩm sinh, cũng như đóng vai trò quan trọng trong thúc đẩy và định hướng các đáp ứng miễn dịch thích ứng xảy ra sau đó. Tế bào Langerhans trong biểu mô (chính là các tế bào tua chưa trưởng thành ở thượng bì), tế bào tua (DC) ở trung bì, đại thực bào và bạch cầu hạt trung tính từ máu (xem Chương 5) được hoạt hóa bởi các yếu tố do tế bào nội mô mạch máu giải phóng. Chúng sẽ thực bào các mảnh vỡ tế bào chết và vi khuẩn. Các tế bào này cùng với tế bào lympho và tế bào biểu mô tiết một lượng lớn chất kháng khuẩn.

HOẠT ĐỘNG CANH GÁC: Tế bào Mast, tế bào tua DC, bạch cầu hạt trung tính, đại thực bào, tế bào lymph, tế bào lympho bẩm sinh ILC và tế bào nội mô mạch máu ở thành mạch (xem Chương 5) là những “đồn biên phòng” chịu trách nhiệm canh gác của hệ miễn dịch bẩm sinh và hệ miễn dịch thích ứng. Khi “tác nhân xâm nhập” bị phát hiện, các tế bào này giải phóng một lượng lớn cytokine và yếu tố tiền viêm làm kích hoạt đáp ứng miễn dịch thiên về cả miễn dịch bẩm sinh tại chỗ và hệ thống. Ngoài ra, tế bào trình diện kháng nguyên di chuyển về cơ quan bạch huyết là cần thiết cho sự biệt hóa tế bào lympho. Sự biệt hóa này sẽ hoạt hóa đáp ứng miễn dịch thích ứng và qua đó điều chỉnh cả đáp ứng miễn dịch dịch thể lẫn đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào (xem Chương 10 - 12).

Các vi khuẩn trên da có thể liên tục thay đổi từ kiểu cộng sinh sang vi khuẩn gây bệnh. Để kiểm soát những vi khuẩn sinh sống bình thường tại bề mặt các hàng rào canh gác như ở da và ở ruột, các tế bào diệt tự nhiên bẩm sinh – innate Natural killer cells (iNK cell) đã tạo ra một kiểu miễn dịch không trực tiếp chống lại vi khuẩn mà thay vào đó hỗ trợ các mô sửa chữa tổn thương, qua đó ngăn chặn vi khuẩn xâm nhập.

CÁC CHẤT KHÁNG KHUẨN TỪ VI KHUẨN: Có rất nhiều vi sinh vật (>1012, gồm vi khuẩn, virus và nấm) đang cư trú tại da và nang lông, gọi chúng là vi khuẩn chí da. Hoạt động trao đổi chất của chúng góp phần làm acid hóa pH da, cạnh tranh chất dinh dưỡng và tiết các chất có tính kháng khuẩn. Điều đó làm ức chế sự xâm nhập của vi khuẩn gây nhiễm trùng da. Vi khuẩn chí da tạo ra mùi cơ thể. ĐÁP ỨNG NHỚ: Các tế bào gốc biểu mô đáp ứng nhanh hơn với lần tấn công thứ hai của vi sinh vật bởi vì chúng nhớ được phản ứng trong lần tấn công đầu tiên thông qua những thay đổi biểu sinh – epigenetic changes (xem Chương 23). Chuỗi DNA mất methyl hóa và NST tháo xoắn cho phép phiên mã nhanh hơn đối với các gene đã hoạt hóa ở lần tấn công đầu tiên. NGUỒN: H Hammad & BN Lambretcht, Immunity, 2015,43:29; YE Chen, MA Fischbach & Y Belkaid, Nature 2018, 553:427.

20 |

CHƯƠNG 3 – MIỄN DỊCH TRÊN BỀ MẶT

HÌNH 3.4. CÁC CHẤT TRUNG GIAN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO BIỂU MÔ.

Tế bào biểu mô là hàng rào bảo vệ cơ thể đầu tiên. Chúng tiết các chất có hoạt tính kháng khuẩn trực tiếp, cũng như các chất là tín hiệu cảnh báo để kích hoạt đáp ứng miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích ứng. Thông thường, sự kết hợp của các chất này sẽ lập trình cho tế bào trình diện kháng nguyên tạo đáp ứng miễn dịch qua trung gian Th2 (xem Chương 12).

HÌNH 3.5. CÁC LYSOZYME. Là một enzyme có hoạt tính kháng khuẩn mạnh.

CHƯƠNG 3 – MIỄN DỊCH TRÊN BỀ MẶT

| 21

HÌNH 3.6. NIÊM MẠC PHẾ QUẢN: CÂN BẰNG GIỮA CHỨC NĂNG VÀ PHÒNG VỆ. Đường hô hấp thường xuyên bị phơi nhiễm bới các loại vi khuẩn và các chất trong không khí hít vào. Đường hô hấp trên, khí quản, phế quản và tiểu phế quản đều được lát bởi một lớp biểu mô trụ giả tầng hoặc trụ đơn có lông chuyển và được phủ bởi dịch nhầy.

HÀNG RÀO VẬT LÝ: Các tế bào biểu mô có lông chuyển của đường hô hấp mỏng hơn nhiều so với da, vì vậy nhiễm khuẩn đường hô hấp là phổ biến nhất ở người. Sự chuyển động liên tục của lông chuyển đẩy dịch nhầy ra tạo thành đờm dãi, rồi các vi khuẩn mà nó bắt giữ di chuyển từ trong ra ngoài, hướng đến hầu rồi bị nuốt xuống thực quản. Sự khử hạt của tế bào mast gây co thắt lớp cơ trơn (co thắt phế quản).

HÀNG RÀO HÓA SINH: Dịch nhầy bao phủ đường hô hấp là một chất dính đậm đặc. Nó được tạo thành bởi nước và mucins (các protein có tính chất “nhầy”) do tế bào đài (goblet cell) và tuyến dịch nhầy-thanh dịch dưới niêm mạc tiết ra. Tế bào đài nằm rải rác giữa các tế bào biểu mô có lông chuyển của đường hô hấp. Chúng cũng có mặt trong niêm mạc đường tiêu hóa. Chất dịch nhầy chứa lysozyme (xem hình 3.5), các kháng thể, các muối vô cơ, lactoferrin và mucins. Tế bào lympho bẩm sinh (ILC) được hoạt hóa bởi IL-23, IL-33 và TSLP tiết ra IL13. Cytokine này tác động lên tế bào đài gây tăng tiết dịch nhầy (xem hình 12.13).

HOẠT TÍNH MIỄN DỊCH TẠI CHỖ: Các tế bào tua (DC), bạch cầu hạt và đại thực bào tiêu hóa vi khuẩn và các chất ngoại lai rồi di chuyển đến các mạch hạch bạch huyết. Ngoài ra, các tế bào này cùng với tế bào lympho và tế bào biểu mô tiết một lượng lớn các chất kháng khuẩn. Tuy nhiên, tổ chức lympho tại phổi (BALT, Bronchus-associated lymphoid tissue) thường hiếm gặp ở người.

HOẠT ĐỘNG CANH GÁC: Tương tự da, tại niêm mạc đường hô hấp, tế bài DC, đại thực bào, tế bào lympho và tế bào lympho bẩm sinh (ILC) có vai trò như các lính canh gác tại các “đồn biên phòng” của hệ miễn dịch thích ứng.

1. Chất dịch nhầy 2. Tế bào biểu mô có lông chuyển 3. Màng đáy

4. Tế bào mỡ 5. Lớp cơ 6. Sụn 7. Nguyên bào sợi

8. Tế bào tua (DC) 9. Tuyến nhầy-thanh dịch 10. Tế bào mast 11. Tế bào lympho

12. Tế bào đài tiết chất dịch nhầy

22 |

CHƯƠNG 3 – MIỄN DỊCH TRÊN BỀ MẶT

HÌNH 3.7. NIÊM MẠC MIỆNG VÀ MÔI: MỘT HÀNG RÀO VẬT LÝ MỎNG MANH. HÀNG RÀO VẬT LÝ: Môi và khoang miệng được lát bởi một màng nhầy với lớp biểu mô vảy lát tầng tương tự như da. Tuy nhiên, có rất ít hoặc không có lớp sừng. Dưới lớp đệm niêm mạc là một lớp mô liên kết mỏng chứa mạch máu, mạch bạch huyết, rất nhiều dây thần kinh và các thành phần của hệ miễn dịch. Kiểu niêm mạc này tạo một hàng rào vật lý hiệu quả mặc dù khả năng bảo vệ của nó không bằng da.

HÀNG RÀO HOÁ SINH: Lớp dưới niêm mạc chứa nhiều tuyến nước bọt nhỏ với hai loại tế bào tiết: tế bào tiết nhầy sản xuất chất nhầy giàu protein có tính glycosyl hóa cao và tế bào thanh dịch sản xuất dịch tiết chứa các enzyme tiêu hóa, amylase và lysozyme.

HOẠT TÍNH MIỄN DỊCH TRỰC TIẾP, HOẠT ĐỘNG CANH GÁC VÀ CÁC CHẤT KHÁNG KHUẨN CÓ NGUỒN GỐC VI KHUẨN: Tương tự da và niêm mạc phế quản. Ngoài ra, nước bọt do tuyến nước bọt sản xuất được trang bị khả năng tiêu hóa và kháng khuẩn. Hoạt tính kháng khuẩn phụ thuộc vào lysozyme, lactoferrin, myeloperoxidase và các kháng thể.

1. Tầng sừng 2. Lớp hạt 3. Lớp gai

4. Lớp đáy 5. Màng đáy 6. Tế bào lympho

7. Tế bào tua (DC) 8. Nguyên bào sợi 9. Tuyến dịch nhầy-thanh dịch nước bọt

10. Sợi collagen 11. Tế bào Langerhans (DC)

CHƯƠNG 3 – MIỄN DỊCH TRÊN BỀ MẶT

| 23

HÌNH 3.8. NIÊM MẠC ỐNG TIÊU HÓA. Lớp niêm mạc này có vai trò kiểm soát rất phức tạp đối với sự hấp thụ thức ăn, các vi khuẩn cộng sinh và tình trạng viêm do sự xâm nhập của chúng. Đường tiêu hóa ở người là môi trường sống của một hệ vi khuẩn cộng sinh vô cùng rộng lớn (lên đến 100 nghìn tỷ tế bào vi khuẩn, >90% là vi khuẩn kỵ khí, gọi là vi khuẩn chí đường ruột), dẫn đến khả năng gây bệnh tiềm tàng cho cơ thể. Bên cạnh đó, vi khuẩn chí đường ruột có vai trò thiết yếu để duy trì khả năng dung thứ miễn dịch với các thành phần của thức ăn. Niêm mạc ống tiêu hóa gồm các tuyến ruột được lát với lớp tế bào biểu mô đơn tầng tạo thành từ tế bào mâm khía (tế bào hấp thu). Phần bên trong của các rãnh tuyến chứa tế bài đài tiết dịch nhầy (xem hình 12.13), tế bào nội tiết và tế bào Paneth. Tế bào lympho và nốt bạch huyết nằm ở lớp dưới niêm mạc. Tế bào biểu mô ruột có khả năng tự đổi mới nhanh nhất trong cơ thể: vòng đời của chúng là 3 tới 4 ngày.

HÀNG RÀO VẬT LÝ: Lớp biểu mô tuyến đơn tầng ở đây mỏng hơn nhiều so với ở da. Các nhiễn trùng đường ruột diễn ra phổ biến. Nhu động ruột đẩy thức ăn đã trộn với chất nhầy và phân về phía hậu môn, qua đó kiểm soát sự nhân lên của vi khuẩn bằng cơ chế làm sạch cơ học. Các khuẩn lạc có nguy cơ gây bệnh bị tách ra và loại bỏ bằng cách này.

HÀNG RÀO HÓA SINH: Lớp dịch nhầy do các tế bài Goblet (tế bào đài) tiết ra giúp niêm mạc ruột được bảo vệ khỏi vi khuẩn. Một lượng lớn vi khuẩn chí hội sinh bên ngoài lớp dịch nhầy, trong khi lớp dịch nhầy bên trong khá chắc chắn tương tự như một hàng rào vật lý ngăn cách vi khuẩn và các tế bào biểu mô. Điều đó làm giảm nguy cơ xâm nhập của vi khuẩn. Tế bào Paneth tiết vào trong lòng ruột các hạt chứa các protein kháng khuẩn, bao gồm lysozyme và alpha defensins cũng như các peptide kháng khuẩn khác.

1. Tế bào mâm khía (tế bào hấp thu) 2. Tế bào đài

3. Tế bào Paneth 4. Tế bào nội tiết 5. Nguyên bào sợi

6. Đại thực bào 7. Nốt bạch huyết 8. Tương bào

9. Rãnh tuyến ruột 10. Cơ niêm mạc 11. Lớp cơ vòng

24 |

CHƯƠNG 3 – MIỄN DỊCH TRÊN BỀ MẶT

HOẠT TÍNH MIỄN DỊCH TRỰC TIẾP: Tổ chức lympho liên kết với niêm mạc – The MucosaAssociated Lymphoid System (MALT) được tạo thành từ vô số tế bào miễn dịch đã được chuyên môn hóa trong việc chiến đấu chống lại các tác nhân chủ yếu xâm nhập vào cơ thể qua những bề mặt niêm mạc tại các vị trí khác nhau như: Tổ chức lympho liên kết phân tán dưới niêm mạc đường hô hấp – The Bronchus-Associated Lymphoid Tissue (BALT) (hiếm gặp ở người); vòng bạch huyết Waldeyer tại ngã tư hầu họng nơi đi vào của ống tiêu hóa và hô hấp, Tổ chức lympho liên kết phân tán dưới niêm mạc ruột – The Gut-Associate Lymphoid Tissue (GALT)…

GALT Là một tổ chức lympho thường liên kết với các hàng rào niêm mạc tại ruột. Các hàng rào niêm mạc này chiếm diện tích lớn trong cơ thể và dễ bị tổn thương. Vì vậy, chúng phải được bảo vệ để chống lại các vi sinh vật xâm nhập cũng như các vi khuẩn thuộc hệ vi khuẩn chí cộng sinh vô cùng đa dạng tại đây. GALT được tạo thành từ hàng ngàn nốt bạch huyết dưới niêm mạc và hàng trăm đám kết tập lympho hình oval tương tự như các hạch bạch huyết, được gọi là các mảng Payer’s, ngoài ra còn có ruột thừa và vô số các tế bào lympho rải rác trong niêm mạc. Các tế bào hiện diện tại đây gồm tế bào B (xem Chương 13), tế bào T CD8+ gây độc tế bào (xem Chương 11) và tế bào T CD4+ giúp đỡ (Th17, Th1 và Th2, xem Chương 12) cùng tế bào iNKT (xem hình 8.19 và 9.16), cùng với chúng là các tế bào T không biến đổi liên kết với niêm mạc – Mucosal-Associated Invariant T cells (MAIT). Các tế bào MAIT là một dưới nhóm của tế bào T với các đặc tính của cả miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích ứng. Các tế bào MAIT đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát các nhiễm khuẩn.

Tế bào Paneth cùng với các tế bào lympho khác tiết ra một loạt các phân tử có hoạt tính kháng khuẩn. Các tế bào lympho bẩm sinh ILC với nhiệm vụ canh gác sẽ được hoạt hóa bởi IL1 và IL23, sau đó chúng tiết ra IL17, IL22 và IL23 (xem hình 4.10 và 4.11), đóng vai trò quan trọng trong chỉ huy cuộc chiến ngăn chặn các vi khuẩn chí xâm nhập. Hơn nữa, sự kết hợp của IL17 và IL22 cũng làm kích thích tế bào Paneth tăng cường sản xuất các phân tử mang hoạt tính kháng khuẩn.

Tế bào tua (DC), đại thực bào và bạch cầu hạt trung tính trong lớp đệm niêm mạc sẽ tiêu hóa vi khuẩn và các chất ngoại lai rồi di chuyển về các nốt bạch huyết dưới niêm mạc và các mảng Payer’s. Tại đây chúng kích hoạt đáp ứng của tế bào T. Các tổ hợp cytokine đặc biệt do các tế bào dưới niêm mạc tiết ra còn chuyển lớp sản xuất kháng thể thông qua hoạt hóa Tương bào tại đây tiết ra IgA (xem hình 17.11 – 17.15).

Sự kết hợp liên tục của nhiều cơ chế miễn dịch bẩm sinh và thích ứng khác nhau đã làm hạn chế sự mở rộng của hệ vi khuẩn chí đường ruột và bảo vệ lớp biểu mô niêm mạc ruột chống lại các vi sinh vật xâm nhập mới.

HOẠT ĐỘNG CANH GÁC: Tế bào tua DC, đại thực bào, tế bào lympho và tế bào lympho bẩm sinh ILC cũng thực hiện vai trò canh gác “đồn biên phòng” cho hệ miễn dịch thích ứng (xem hình 8.1).

Các tín hiệu từ các loại vi khuẩn thuộc vi khuẩn chí đường ruột tạo ra những tương tác phức tạp giữa các tế bào biểu mô, DC, đại thực bào và tế bào lympho bẩm sinh ILC. Điều này ảnh hưởng đến các chức năng của hệ miễn dịch bẩm sinh, sự biệt hóa tại chỗ và sự phân cực của tế bào lympho T (xem chương 12) đồng thời thúc đẩy chuyển lớp và sản xuất IgA tại chỗ (xem hình 18.13).

CÁC CHẤT KHÁNG KHUẨN CÓ NGUỒN GỐC TỪ VI KHUẢN: Dù là một mối nguy hiểm tiềm tàng thường trực, hệ vi khuẩn chí đường ruột khổng lồ lại có thể điều hòa nhiều chức năng sinh lý của cơ thể như điều hòa đáp ứng miễn dịch, dung nạp các thành phần thức ăn, chức năng chuyển hóa và điều khiển hành vi. Rất nhiều nhóm vi khuẩn cộng sinh thuộc vi khuẩn chí đường ruột thực hiện các chức năng có lợi cho cơ thể, lên men đường và tổng hợp các vitamin. Chúng ngăn ngừa sự phát triển của các loài vi khuẩn gây bệnh bằng cách cạnh tranh chất dinh dưỡng và vị trí gắn cũng như sản xuất các độc tố vi khuẩn (bacteriocidins) làm ức chế sự phát triển của các loài vi khuẩn đó.

CHƯƠNG 3 – MIỄN DỊCH TRÊN BỀ MẶT

| 25

HÌNH 3.9. NIÊM MẠC TRỰC TRÀNG: PHÒNG VỆ HIỆU QUẢ CÁC NHIỄM TRÙNG DO VIRUS. Phần bên trong của niêm mạc trực tràng có cấu tạo tương tự như niêm mạc ruột trong khi phần bên ngoài được tạo thành bởi một lớp biểu mô nhiều tầng.

HÀNG RÀO VẬT LÝ: Các tác động cơ học dễ dàng phá hủy lớp niêm mạc mỏng bên trong trực tràng. Vị trí này vốn dễ bị tổn thương do giãn đám rối trĩ. Các tác động cơ học, những vết cắt hoặc trầy xước dù rất nhỏ ở trực tràng cũng có thể làm tăng nguy cơ nhiễm HIV (xem tại đây và hình 28.5).

Phần lớn trường hợp HIV nhiễm mới là qua con đường niêm mạc trực tràng và âm đạo.

HÀNG RÀO HÓA SINH: Xem phần niêm mạc ống tiêu hóa.

HOẠT TÍNH MIỄN DỊCH TRỰC TIẾP: Xem phần niêm mạc ống tiêu hóa.

HOẠT ĐỘNG CANH GÁC: Sự mỏng manh của niêm mạc trực tràng trước các tác động cơ học là yếu tố làm dễ cho nhiễm HIV (xem hình 25.4), cũng như nhiễm các loại virus khác. Các tế bào tua DC và đại thực bào bắt giữ các virion HIV rồi chuyển virus cho tế bào lympho T CD4+ thuộc niêm mạc.

Các tế bào T CD4+ đã nhiễm virus này sau đó sản xuất một lượng lớn virion HIV. CÁC CHẤT KHÁNG KHUẨN CÓ NGUỒN GỐC TỪ VI KHUẨN: Xem phần niêm mạc ống tiêu hóa.

1. Tương bào 2. Tế bào mâm khía 3. Tế bào đài 4. Tế bào Paneth

5. Tế bào lympho 6. Tế bào nội tiết 7. Đại thực bào 8. Nguyên bào sợi

9. Đám rối trĩ 10. Nốt bạch huyết 11. Màng đáy 12. Lớp đáy

13. Tế bào Langerhans 14. Lớp gai 15. Lớp hạt 16. Tầng sừng

26 |

CHƯƠNG 3 – MIỄN DỊCH TRÊN BỀ MẶT

HÌNH 3.10. NIÊM MẠC QUY ĐẦU VÀ ÂM ĐẠO: KHẢ NĂNG BẢO VỆ KÉM, CƠ CHẾ BẢO VỆ TƯƠNG ĐỒNG DÙ VỊ TRÍ GIẢI PHẪU KHÁC BIỆT. Các lớp niêm mạc mỏng manh này là vị trí nhiễm trùng phổ biến, trong đó có các bệnh lây truyền qua đường tình dục.

HÀNG RÀO VẬT LÝ: Niêm mạc quy đầu và âm đạo đều cấu tạo bởi tế bào biểu mô vảy đa tầng tương tự như ở da. Tuy nhiên, hầu như lớp sừng rất ít hoặc không có mặt ở đây. Đây cũng là vị trí dễ nhiễm HIV (xem hình và 28.5) cũng như các loại virus khác qua các vết cắt hoặc trầy xước dù rất nhỏ bởi lớp niêm mạc mỏng manh.

HÀNG RÀO HÓA SINH: Không có tuyến nhầy-thanh dịch và tuyến bã nhờn trong niêm mạc quy đầu và âm đạo. Lớp dịch nhầy bao phủ niêm mạch âm đạo được sản xuất bởi các tuyến ở âm hộ và cổ tử cung.

HOẠT TÍNH MIỄN DỊCH TRỰC TIẾP: Niêm mạc quy đầu và âm đạo sản xuất lysozyme, lactoferrin, mannose-binding protein và các peptide kháng khuẩn kích thước nhỏ được trang bị hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng. Bạch cầu hạt trung tính sẽ nhanh chóng có mặt khi nhiễm trùng xảy ra.

HOẠT ĐỘNG CANH GÁC: Lớp biểu mô bao phủ mô liên kết lỏng lẻo bên dưới với các nguyên bào sợi cùng với một lượng nhỏ tế bào DC và tế bào lympho. Tương tự mô tả ở niêm mạc trực tràng, DC và đại thực bào bắt giữ virion HIV và chuyển virus cho tế bào lympho T CD4+.

CÁC CHẤT KHÁNG KHUẨN CÓ NGUỒN GỐC TỪ VI KHUẨN: Trong khi các chất kháng khuẩn có nguồn gốc từ vi khuẩn hầu như không hề có ở quy đầu, chúng lại đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong âm đạo. Đây là nơi cư trú của vi khuẩn chí hội sinh với thành phần vi khuẩn thay đổi tùy thuộc vào sự thay đổi của hormone từ giai đoạn trẻ sơ sinh đến thời kỳ sinh sản và mãn kinh. Vi khuẩn Lactobacilli âm đạo là thành phần quan trọng nhất của vi khuẩn chí âm đạo. Chúng sản xuất acid lactic và hydrogen peroxide để duy trì độ pH acid của âm đạo chống lại các nhiễm trùng.

1. Tầng sừng 2. Tế bào Langerhans 3. Lớp hạt

4. Lớp gai 5. Lớp đáy 6. Màng đáy

7. Đại thực bào 8. Sợi collagen 9. Nguyên bào sợi

10.Tế bào tua 11. Lớp dịch nhầy

CHƯƠNG 3 – MIỄN DỊCH TRÊN BỀ MẶT

| 27

HÌNH 3.11. CUỘC CHIẾN TRÊN BỀ MẶT CƠ THỂ.

Trên da và niêm mạc của chúng ta luôn diễn ra một cuộc chiến không hồi kết nhằm chống lại sự xâm nhập của các chất ngoại lai, vi khuẩn, ký sinh trùng và tế bào lạ. Những cơ chế bảo vệ được tóm tắt trong các hình ảnh trên phải hoạt động liên tục bởi vi khuẩn và ký sinh trùng không ngừng phát triển các chiến thuật xâm nhập tinh vi và khéo léo. Đôi khi những chiến thuật này có tính sáng tạo như một câu chuyện khoa học viễn tưởng, khi cách chúng xâm nhập tinh vi đến mức có thể khiến một vấn đề bệnh tật trầm trọng bị ẩn đi. Ví dụ, ký sinh trùng sốt rét ký sinh trong muỗi Anopheles cái để xâm nhập vào cơ thể qua da. Khi muỗi Anopheles cái chích vào da, vòi của nó xuyên qua các tầng biểu mô rồi đâm vào một mạch máu nhỏ ở trung bì. Nước bọt của muỗi có thể chống đông máu nên giữ máu luôn chảy vào vòi của nó. Thông qua vết cắn đó, ký sinh trùng sốt rét sẽ theo dòng máu để đi vào cơ thể. Nhờ cách xâm nhập tinh vi này, hiện nay chúng gây nhiễm bệnh cho hơn 200 triệu người trên toàn thế giới với hơn 600 nghìn người chết mỗi năm.

1. Muỗi Anophele cái

2. Vòi

3. Mạch máu nhỏ

CHƯƠNG 4. CÁC TẾ BÀO CANH GÁC

HÌNH 4.1. CÁC TẾ BÀO CANH GÁC. Từ những vết thương siêu nhỏ đến các tổn thương rộng hơn của hàng rào bảo vệ cơ thể, tất cả đều thường xuyên kéo theo sự có mặt của một lượng lớn vi khuẩn. Các tế bào miễn dịch cần nhận diện và phản ứng lại với những “kẻ xâm nhập” này ngay từ sớm. Những dấu hiệu (như các tín hiệu cảnh bảo và tín hiệu nguy hiểm, xem hình 4.2) tạo ra sau khi vi khuẩn xâm nhập, khi các tế bào chết và mô bị phá hủy đều được phát hiện bởi nhiều loại tế bào canh gác khác nhau. Chúng phân bố một cách chiến lược trong cơ thể. Trên màng tế bào canh gác có các Receptor nhận diện kiểu mẫu (Pattern-Recognition Receptors – PRR). Đây là những thụ thể có thể nhận biết được một số thành phần cấu trúc của vi khuẩn. Những thành phần này được giữ lại (bảo tồn - không thay đổi) trong quá trình tiến hóa và cùng được biểu hiện bởi nhiều loài vi khuẩn khác nhau (nên được gọi là kiểu mẫu). Một loại PRR khác nhận diện các chất xuất hiện khi vi khuẩn xâm nhập (Pathogen-Associated Molecular Patterns, PAMP), tế bào chết hoặc mô bị phá hủy (Damage-Asscociated Molecular Patterns, DAMP).

Các tế bào canh gác thay đổi hình dạng, biểu hiện các phân tử bám dính (tế bào nội mô mạch máu) và giải phóng các yếu tố hòa tan để nhanh chóng báo hiệu sự xâm nhập, hướng động và hoạt hóa các nhóm tế bào bạch cầu khác nhau của hệ miễn dịch bẩm sinh. Từ đó, chúng phối hợp với nhau để chống lại những vi khuẩn đang tấn công cơ thể một cách nhanh chóng và hiệu quả. Trong hình trên: 1. Tế bào biểu mô (xem hình 3.3); 2. Tế bào mast (xem hình 5.7); 3. Đại thực bào (xem hình 5.175.20) và tế bào tua (DC) (xem hình 5.23); 4. Bạch cầu hạt: bạch cầu hạt trung tính (xem hình 5.10) và bạch cầu ái toan (xem hình 5.15); 5. Tế bào diệt tự nhiên (NK)/Tế bào lympho hạt lớn (xem hình 5.25); 6. Tế bào lympho và tế bào lympho bẩm sinh (ILC, xem hình 4.10 và 4.11); 7. Nguyên bào sợi; 8. Tế bào nội mô mạch máu (xem hình 5.33).

1. Sự xâm nhập của vi khuẩn

28 |

2. Tĩnh mạch hậu mao mạch ở trung bì

CHƯƠNG 4 – CÁC TẾ BÀO CANH GÁC

| 29

HÌNH 4.2. MỘT SỐ TÍN HIỆU CẢNH BÁO ĐƯỢC GIẢI PHÓNG KHI CÓ TỔN THƯƠNG TẠI CÁC HÀNG RÀO BẢO VỆ CƠ THỂ.

Chỉ một ít các tín hiệu nguy hiểm này, khi được giải phóng, sẽ nhanh chóng kích hoạt một đáp ứng viêm. Sự chết của tế bào (hoại tử hoặc chết theo chương trình) giải phóng các tín hiệu cảnh báo gọi là Kiểu mẫu phân tử từ liên quan đến tổn thương (Damage Associate Molecular Pattern - DAMP) và gây ra một đáp ứng miễn dịch tự nhiên (DAMP, xem hình 4.3).

Vai trò quan trọng của Bổ thể đối với miễn dịch bẩm sinh được mô tả trong Chương 21; của Cytokine trong chương 2; với chất trung gian Oxy phản ứng (ROI) xem hình 5.10, 5.20 và 5.22.

HÌNH 4.3. DAMP LÀ GÌ?

DAMPs là những tín hiệu cảnh báo, là các phân tử được giải phóng bởi tế bào và mô cơ thể khi bị tổn thương.

30 |

CHƯƠNG 4 – CÁC TẾ BÀO CANH GÁC

HÌNH 4.4. M/PAMP LÀ GÌ?

DAMP là các phân tử của cơ thể, trong khi đó PAMP là các phân tử có nguồn gốc từ vi sinh vật. Thông thường các phân tử này không chỉ được sản xuất bởi các vi sinh vật gây bệnh (pathogenic microbes – PAMP) mà còn bởi rất nhiều chủng vi sinh vật khác (microbes – MAMP) dù chúng có gây bệnh hay không.

HÌNH 4.5. TUẦN TRA TRONG VI MÔI TRƯỜNG. Bên trong cơ thể người là màn đêm bao phủ tế bào. Tuy nhiên các tế bào miễn dịch bẩm sinh vẫn nhận biết được dấu vết xâm nhập của vi khuẩn, các mô bị phá hủy, tế bào stress và các tín hiệu cảnh báo nhờ một loạt các receptor với tên gọi “Receptor nhận diện kiểu mẫu” - “Pattern Recognition Receptors” PRR (xem hình 4.6 và 4.7). Những thụ thể này có thể hoạt hóa một chức năng 1. Các tín hiệu nguy hiểm 2. Các tế bào chết và mô bị phá hủy

3. Các phân tử từ vi khuẩn 4. Các Acid nucleic 5. Các cytokine

6. Các chemikine 7. Các phân tử bám dính 8. Các hormone

9. Các yếu tố bổ thể 10. Mảnh Fc của kháng thể

CHƯƠNG 4 – CÁC TẾ BÀO CANH GÁC

| 31

hay một hành vi của tế bào. Chúng giám sát liên tục các loại vi khuẩn và các điều kiện bất thường. Các receptor khác trên bề mặt tế bào miễn dịch bẩm sinh có vai trò định hướng các chức năng khác của tế bào như: trở về nơi cư trú (homing) trong cơ thể (các receptor chemokine, xem hình 2.25), hoạt hóa tế bào (receptor chemokine và cytokine, xem Chương 2), tương tác giữa tế bào với các tế bào khác (các phân tử bám dính), chuyển hóa tế bào (receptor hormone), tham gia vào các phản ứng được kích hoạt bởi chuỗi hoạt hóa Bổ thể (receptor cho Bổ thể, xem hình 21.8) hoặc bởi kháng thể (receptor cho mảnh Fc của kháng thể, xem hình 20.7).

Các tế bào miễn dịch bẩm sinh thay đổi sự biểu hiện của các loại receptor màng trong suốt thời gian sống của chúng.

Sau khi ligand (chất gắn/cơ chất/phối tử) gắn vào receptor, sự thay đổi hình dạng của receptor sẽ khởi đầu con đường dẫn truyền tín hiệu nội bào làm thay đổi trạng thái hoạt động của tế bào.

Vô số tín hiệu nội bào phối hợp liên tục với nhau để điều chỉnh sự hoạt hóa các gene và định hướng sự biệt hóa, hành vi và số phận của tế bào miễn dịch.

Trong một số trường hợp, các ligand tương tác với receptor trên màng tế bào có thể so sánh như một tin nhắn bằng ngôn ngữ (xem Chương 2). Chúng có ý nghĩa chỉ khi tế bào có khả năng đọc được chúng, tức là tế bào biểu hiện được receptor có thể bắt ligand đó và dẫn truyền tin nhắn đến nhân. Mỗi nhóm tế bào miễn dịch biểu hiện những tập hợp receptor riêng biệt, vì vậy chúng nhận biết và phản ứng với các tín hiệu khác nhau từ môi trường.

Ngoài ra, còn có những receptor dù bắt giữ được ligand nhưng không thể dẫn truyền tín hiệu vào nhân. Những receptor “mồi” này loại bỏ hoặc làm suy yếu tin nhắn gửi đến tế bào. Có rất nhiều receptor màng được biểu hiện bởi các tế bào miễn dịch. Trong bài này chỉ nêu ra một vài nhóm receptor như vậy.

HÌNH 4.6. PRR LÀ GÌ?

Các tế bào của hệ miễn dịch bẩm sinh có khả năng nhận biết được các dấu vết của vi sinh vật xâm nhập vào cơ thể cũng như các mô cơ thể bị tổn thương là dựa vào tập hợp các PRR mà chúng biểu hiện.

32 |

CHƯƠNG 4 – CÁC TẾ BÀO CANH GÁC

HÌNH 4.7. VỊ TRÍ BIỂU HIỆN CỦA PRR. Sự biểu hiện PRR trên màng tế bào cho phép tế bào xác định được dấu vết của tác nhân xâm nhập và các tín hiệu cảnh báo trong vi môi trường của tế bào (hình trên cùng). Sự biểu hiện PRR trong các túi nội bào (endosome) (hình giữa) hay trong bào tương (cytoplasm) (hình dưới) cho phép tế bào cảm nhận được sự có mặt của các vi sinh vật đã xâm nhập và ở lại trong tế bào (các vi sinh vật nội bào: virus, vi khuẩn, động vật nguyên sinh…).

LPS (Lipopolysaccharide) là một nội độc tố của vi khuẩn. Chuỗi hai nucleotide CpG không methyl hóa, (Cytosine – phosphate – Guanine) là chuỗi cơ bản điển hình trong DNA của vi sinh vật.

CHƯƠNG 4 – CÁC TẾ BÀO CANH GÁC

| 33

HÌNH 4.8. CÁC CHỨC NĂNG CỦA TẾ BÀO HIỆU ỨNG ĐƯỢC HOẠT HÓA BỞI PRR. PRR được biểu hiện trên màng của nhiều loại tế bào canh gác cũng như các tế bào của hệ miễn dịch tự nhiên. Trong phần lớn các trường hợp, khi PPR gắn với ligand phù hợp với nó, tương tác đó sẽ khởi đầu quá trình kích hoạt các hoạt tính đặc trưng của tế bào.

Inflammasome là một phức hợp đa phân gồm nhiều protein họ capase. Sau khi Inflammasome được lắp ráp, chúng cho phép sản xuất ra một lượng lớn cytokine tiền viêm quan trọng (IL-1, IL-18…) (xem hình 2.10).

HÌNH 4.9. CÁC PHẢN ỨNG CẢNH BÁO ĐƯỢC HOẠT HÓA BỞI TẾ BÀO CANH GÁC. Tín hiệu từ PRR kích hoạt những phản ứng khác nhau đối với các nhóm tế bào canh gác khác nhau tại hàng rào bảo vệ cơ thể sau khi chúng được kích hoạt. Các cơ chế này sẽ được mô tả chi tiết hơn ở Chương 5.

ILC, Innate Lymphoid Cells – Tế bào lympho bẩm sinh.

34 |

CHƯƠNG 4 – CÁC TẾ BÀO CANH GÁC

HÌNH 4.10. TẾ BÀO LYMPHO BẨM SINH – ILC. ILC là một nhóm tế bào thuộc lympho bào. Chúng có vai trò quan trọng trong hoạt động canh gác và hiệu ứng đáp ứng miễn dịch.

Tất cả các thành viên của họ ILC đều có hình thái của tế bào lympho. Tuy nhiên, chúng thiếu biểu hiện các phân tử đặc trưng trên màng tế bào để phân biệt với các tế bào miễn dịch khác. Bên cạnh đó, dù có đặc điểm hình thái điển hình của một tế bào lympho, ILC lại không hề biểu hiện cả receptor của tế bào T (TCR) lẫn receptor của tế bào B (BCR).

Sự hoạt hóa tế bào ILC được điều hòa bởi một tổ hợp các tín hiệu cảnh báo và các cytokine đặc biệt, do các tác nhân xâm nhập kích hoạt. ILC đóng vai trò canh gác chủ yếu của hệ miễn dịch bẩm sinh thông qua khả năng kích thích và điều hòa nhanh chóng một đáp ứng viêm cấp phù hợp.

HÌNH 4.11. TẾ BÀO LYMPHO BẨM SINH: CÁC DƯỚI NHÓM VÀ CHỨC NĂNG.

CHƯƠNG 4 – CÁC TẾ BÀO CANH GÁC

| 35

Tương tự tế bào T giúp đỡ (xem Chương 12), tế bào ILC được biệt hóa thành một trong các dưới nhóm (sự chuyển biệt hóa – transdifferentiation) của nó bởi sự chi phối của các yếu tố: tính chất phân tử của tác nhân xâm nhập; tổ hợp các tín hiệu nguy hiểm và các cytokine tiết bởi các tế bào canh gác phát hiện ra dấu hiệu của tác nhân xâm nhập ban đầu. Để đáp ứng lại các tín hiệu này, các yếu tố phiên mã ILC gắn vào các motif trình tự đặc biệt trong promoter của gene. Bằng cách này, một chương trình mã hóa trở nên ưu thế trong khi các chương trình mã hóa khác trở nên im lặng. Vì vậy, đối với những kích thích từ các tác nhân xâm nhập khác nhau, ILC sẽ đáp ứng bằng cách biệt hóa thành một trong ba dưới nhóm chính (ILC1, ILC2 và ILC3) để cung cấp sớm và hiệu quả các cytokine khác nhau nhằm kích thích tạp đáp ứng miễn dịch bẩm sinh phù hợp.

ILC1: Các cytokine do ILC1 tiết ra gây phản ứng viêm cấp hiệu quả chống lại các vi sinh vật nội bào (virus, vi khuẩn, động vật nguyên sinh…).

ILC2: Các cytokine do ILC2 tiết ra kích thích tạo các đạp ứng chống lại các loại giun, hỗ trợ nhiều quá trình cân bằng nội môi, dập tắt đáp ứng viêm và sửa chữa hồi phục mô. Các neuropeptide điều hòa hoạt tính của ILC2.

ILC3: Các cytokine do ILC3 tiết ra gây kích thích một phản ứng nhanh và hiệu quả chống lại các vi khuẩn ngoại bào và nấm.

Về Viêm cấp, xem hình 5.35; về đại thực bào M1 và M2, xem hình 5.20; về Th1 và Th2, xem Chương 12; về tế bào đài (Goblet) xem hình 3.6, 3.8, 3.9 và 12.13; về tế bào Paneth, xem hình 3.8 và 3.9; về bạch cầu hạt trung tính, xem hình 5.10; TSLP là Thymus Stromal Lymphopoietin – một cytokin có vai trò quan trọng trong sự trưởng thành của các nhóm lympho T thông qua hoạt hóa Tế bào trình diện kháng nguyên (APC) (xem Chương 12).

HÌNH 4.12. CÁC PHẢN ỨNG BẢO VỆ.

Danh sách trên là các phản ứng hiệu ứng liên quan nhất đến hoạt động bảo vệ cơ thể được kích hoạt bởi các tế bào miễn dịch bẩm sinh. Một số chức năng hoạt hóa sẽ được miêu tả cụ thể hơn trong Chương 5.

CHƯƠNG 5. CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

HÌNH 5.1. HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH. I. KHẢ NĂNG BẢO VỆ TUYỆT VỜI TỪ CÁC PHẢN ỨNG VIÊM.

HÌNH 5.2. HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH. II. CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH NHẬN BIẾT CÁI GÌ?

Dù trí nhớ miễn dịch được cho là đặc trưng của hệ miễn dịch thích ứng, các tế bào của hệ miễn dịch bẩm sinh cũng có thể đạt được trí nhớ miễn dịch cho phép chúng đáp ứng tốt hơn khi chống lại các tác nhân xâm nhập cùng loại lần thứ hai.

36 |

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

| 37

HÌNH 5.3. TỶ LỆ CÁC NHÓM TẾ BÀO BẠCH CẦU TRONG MÁU

HÌNH 5.4. TẤT CẢ BẠCH CẦU ĐỀU CÓ NGUỒN GỐC TỪ TỦY XƯƠNG Hình A: Tủy xương nằm trong các xương dẹt và xương dài như xương đùi và xương chày. Tủy xương gồm 2 loại: Tủy đỏ chủ yếu chứa tế bào tạo máu và tủy vàng chủ yếu là tế bào mỡ.

Hình B: Quá trình tạo máu trong tủy đỏ diễn ra ở những vùng ngoài mạch máu, giữa các võng huyết quản (mao mạch không liên tục). Vùng này gồm các ổ dưới màng xương (endosteal niche) nằm sát mặt trong xương nơi được lát bởi nguyên bào xương (Osteoblasts) và các ổ quanh mạch (perivascular niche) nằm quanh các võng huyết quản nhỏ. Tại đây có các tế bào gốc tạo máu – Hematopoietic Stem Cell (HSC) là tế bào có thời gian sống dài và luôn tự đổi mới.

Chúng biệt hóa dần thành các nhóm tế bào máu khác nhau. HSC phân bố tại các ổ dưới màng xương không hoạt động nhiều trong khi HSC tại các ổ quanh mạch thường xuyên đổi mới và biệt hóa.

Hình C: Là nguồn cấp máu chính cho tủy đỏ, động mạch nuôi dưỡng xuyên qua vỏ xương và chia thành vô số mao mạch. Những mao mạch này đi vào khoang mạch máu tủy tạo nên một mạng lưới võng huyết quản dày đặc khắp khoang tủy. Những thành phần tế bào trong các ổ (niche) này gồm có: nguyên bào xương (trong hình: Ob), đại thực bào (trong hình: M), tế bào lưới sản xuất chemokine CXCL12 (Cell Abundant of CXCL12 Reticular – trong hình: CAR), tế bào gốc trung mô giàu Nestin (Mesenchymal Stem Cells – trong hình: MSC), tế bào nội mô mạch máu (xem hình 5.32) và tế bào mỡ (Adipocyte – trong hình: Ad). Sự kết hợp cấu trúc của chúng trong các ổ này giúp hình thành một vi môi trường chuyên môn hóa điều hòa sự đổi mới và biệt hóa của HSC. Trong suốt đời sống của tủy đỏ, những vùng ngoài mạch máu chứa đầy tế bào tạo máu có nguồn gốc từ HSC. Chúng gồm tiền thân tế bào dòng tủy và dòng lympho cùng với các tế bào con cháu của chúng. Chỉ những tế bào bạch cầu, hồng cầu và tiểu cầu trưởng thành mới được giải phóng vào các võng huyết quản và đi vào tuần 1. Xương: xương dài 2. Tủy xương 3. Tủy vàng

4. Tủy đỏ 5. Ổ dưới màng xương 6. Ổ quanh mạch

7. Các võng huyết quản 8. Tế bào nội mô mạch máu 9. Võng huyết quản

38 |

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

hoàn. Các bè tủy xương đan xen tạo mạng lưới để củng cố khung xương. Tế bào mỡ phân tán khắp tủy xương.

HÌNH 5.5. TỪ TẾ BÀO GỐC TẠO MÁU ĐẾN TẾ BÀO MÁU TRƯỞNG THÀNH. Sơ đồ các giai đoạn quá trình tạo máu của hồng cầu, bạch cầu lympho, các tế bào bạch cầu khác và tiểu cầu.

Hồng cầu và tất cả các nhóm bạch cầu (WBC) đều có nguồn gốc từ tiền thân tế bào dòng tủy. Các nhóm WBC: bạch cầu lymoho, bạch cầu hạt trung tính, bạch cầu ái toan, bạch cầu ái kiềm, bạch cầu đơn nhân và một phần của tế bào tua (DC).

HÌNH 5.6. ĐA DẠNG HÓA CÁC DÒNG TẾ BÀO MÁU. Cơ thể chúng ta sản xuất khoảng 300 tỉ tế bào máu/ngày. Lượng tế bào sản xuất khổng lồ này đòi hỏi cơ thể cần có khả năng thích nghi linh hoạt đối với những thay đổi nếu cơ thể rơi vào các trường hợp bệnh lý.

Sự phát sinh các dòng tế bào máu đa dạng khác nhau là một quá trình chọn lựa tại một loạt các chốt quyết định số phận tế bào, nghĩa là tại các chốt này, tế bào có những lựa chọn nhằm thay thế chương trình biểu hiện của gene trong đáp ứng với các tín hiệu ngoại bào: nếu một chương trình chiếm ưu thế, các chương trình khác sẽ bị dập tắt.

Sự có mặt đồng thời của nhiều tín hiệu khác nhau cũng gây kích hoạt biểu hiện của một yếu tố phiên mã đặc biệt. Nó sẽ gắn vào những motif chuỗi đặc trưng trong nhóm các trình tự điều hòa của gene (vùng promoter, enhancer, silencer), và huy động những yếu tố điều hòa biểu sinh (epigenetic regulators) để điều chỉnh tình trạng hoạt hóa của gene. Khi sự hoạt hóa gene đã được tạo ra, những điều chỉnh này sẽ được truyền cho các thế hệ tế bào tiếp theo, trở thành một chỉnh sửa biểu sinh cố định. NGUỒN: E Laurent & B Gottgens, Nature 2018,553:418.

1. Tế bào gốc tạo máu 2. Tế bào gốc dòng tủy 3. Tiền thân hồng cầu 4. Tế bào hồng cầu 5. Tế bào nhân khổng lồ 6. Tiểu cầu

7. Tiền thân bạch cầu ái kiềm 8. Bạch cầu ái kiềm 9. Tế bào mast (dưỡng bào) 10. Tiền thân bạch cầu ái toan 11. Bạch cầu ái toan 12. Tiền thân bạch cầu hạt và bạch cầu đơn nhân

13. Bạch cầu hạt trung tính 14. Bạch cầu đơn nhân 15. Đại thực bào 16. Tế bào tua 17. Tế bào đệm tủy xương 18. Tế bào gốc dòng lympho 19. Tiền thân tế bào B

20. Tế bào B 21. Tiền thân tế bào T 22. Tế bào tuyến ức 23. Tuyến ức 24. Tế bào T CD4+ 25. Tế bào T CD8+ 26. Tế bào diệt tự nhiên

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

| 39

HÌNH 5.7. BẠCH CẦU ÁI KIỀM - BASOPHILS (PHẢI) VÀ TẾ BÀO MAST – MAST CELLS (DƯỠNG BÀO) (TRÁI): VỀ MẶT CẤU TRÚC VI THỂ (A, C) VÀ MÔ HỌC (B, D).

Bạch cầu ái kiềm, bạch cầu ái toan và bạch cầu hạt trung tính tạo thành nhóm Bạch cầu hạt - Granulocytes, nghĩa là các tế bào chứa rất nhiều hạt bào tương.

BẠCH CẦU ÁI KIỀM – BASOPHILS: Tên gọi bạch cầu ái kiềm là do khả năng bắt màu của chúng khi nhuộm với thuốc nhuộm kiềm tính. Bạch cầu ái kiềm nhỏ hơn các loại bạch cầu khác; nhân của chúng thường chia hai múi; bào tương của chúng thường bị che khuất bởi các hạt bào tương chứa heparin và histamin. Bạch cầu ái kiềm và tế bào mast có nguồn gốc từ tiền thân tế bào tạo máu tủy xương và có nhiều chức năng chung mặc dù chúng khác nhau về kích thước, hình dạng nhân và số lượng hạt bào tương.

TẾ BÀO MAST – MAST CELLS: Tế bào mast lớn hơn bạch cầu ái kiềm, có hình thon dài, không đều và có những phần bào tương kéo dài ra. Nhân tròn và bào tương tràn đầy các hạt ưa kiềm làm mờ màng nhân. Bạch cầu ái kiềm trưởng thành trong tủy xương và ở lại trong máu, trong khi tế bào mast chưa trưởng thành di chuyển tới lớp đệm niêm mạc (lamina propria) bên dưới màng đáy của da, kết mạc, miệng, đường tiêu hóa và niêm mạc phổi. Tại đây, chúng trải qua sự biệt hóa cuối cùng.

HOẠT TÍNH: Thông qua PRR (xem hình 4.4), bạch cầu ái kiềm và tế bào mast nhận biết sự xâm nhập của vi khuẩn. Trong vài giây kích hoạt, chúng khử hạt và giải phóng các hạt bào tương với tiền chất hóa học trung gian bên trong, khởi đầu cho sự tổng hợp các chất trung gian hóa học tân tạo.

Bằng cách này, chúng làm giãn mạch để tăng dòng máu đến và tăng tính thấm thành mạch, hướng động bạch cầu ái toan, bạch cầu hạt trung tính và tế bào NK, tăng tiết dịch nhầy từ tế bào đài (xem hình 3.6, 3.8, 3.9, 12.12 và 12.13), tăng nhu động ruột và tác động lên cơ trơn để tống các ký sinh trùng trên niêm mạc ra ngoài. Bạch cầu ái kiềm và tế bào mast cũng tham gia vào phản ứng dị ứng khi sự khử hạt của chúng có thể được kích hoạt thông qua liên kết chéo giữa dị nguyên với IgE gắn trên màng tế bào (xem hình 17.26, 20.10). Ngoài ra, sự kích hoạt còn có thể do sự tham gia của chuỗi các bổ thể khi gắn vào các receptor bổ thể trên màng (xem hình 21.8), các phức hợp miễn dịch (xem hình 20.4) và từ vết thương trực tiếp.

1, 7. Ty thể 2. Nhân chia 2 múi

3. Glycogen 4. Lưới nội chất

5. Hạt ái kiềm 6. Bộ máy Golgi

8. Hạt bào tương xuất bào

40 |

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

HÌNH 5.8. BẠCH CẦU ÁI KIỀM VÀ TẾ BÀO MAST: THÀNH PHẦN HẠT BÀO TƯƠNG.

HÌNH 5.9. BẠCH CẦU ÁI KIỀM VÀ TẾ BÀO MAST: TÁC DỤNG CHÍNH CỦA CÁC CHẤT TIẾT TỪ HẠT BÀO TƯƠNG.

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

| 41

HÌNH 5.10. BẠCH CẦU HẠT TRUNG TÍNH – NEUTROPHILS: VỀ MẶT CẤU TRÚC VI THỂ (A) VÀ MÔ HỌC (B).

Về mặt cấu trúc vi thể (hình A) và mô học (hình B). Bạch cầu hạt trung tính có nhiệm vụ thực bào, với khả năng tiêu hóa vi khuẩn và các mảnh tế bào kích thước nhỏ. Những tế bào này có nguồn gốc từ tế bào gốc tạo máu tại tủy xương (xem hình 5.4 – 5.6), với tốc độ sản xuất khoảng 1011 tế bào/ngày (!): vì vậy chúng là một nhóm tế bào lớn trong các WBC. Đời sống của bạch cầu hạt trung tính trong máu khoảng 5.4 ngày. Nếu chúng di chuyển vào mô, thời gian sống là 1-2 ngày.

Chúng bắt màu thuốc nhuộm trung tính, bào tương chưa bộ máy Golgi nhỏ, ti thể và ribosome thưa thớt. Trong bào tương có khoảng 200 hạt thuộc 3 loại: Hạt azurophilic (hạt “cấp 1”), hạt đặc hiệu (hạt “cấp 2”) và hạt gelatinase (hạt “cấp 3”). Các phân tử trong hạt được trang bị hoạt tính kháng khuẩn mạnh nhưng chúng đồng thời phá hủy luôn tế bào bình thường và tế bào u. Khi một lượng lớn hạt được giải phóng ra ngoài, đi kèm với cái chết của bạch cầu hạt trung tính, hiện tượng đó gọi là sự khử hạt. Xác bạch cầu hạt trung tính là thành phần chính của mủ. Các bạch cầu hạt trung tính thay thế làm nhiệm vụ thực bào và tiêu diệt vi khuẩn. Trong lúc thực bào chúng sản xuất nitric oxide (NO), hoạt hóa men NADH oxidase sinh ra O2- và các chất trung gian Oxy phản ứng khác (ROI, xem hình 5.20, 5.22). Việc tạo ROI và giải phóng các chất độc trong hạt làm vi khuẩn sau khi thực bào bị tiêu diệt. Sự khử hạt giải phóng một loạt các chất kháng khuẩn, các enzyme, Properdin (xem hình 21.4) và các chất tiền viêm (xem HÌNH 5.7). Một hoạt tính kháng khuẩn khác của bạch cầu hạt trung tính là phóng ra các lưới DNA để bẫy vi khuẩn trong vi môi trường (xem hình 5.14). Bạch cầu hạt trung tính là một trong những tế bào đáp ứng đầu tiên di chuyển tới vị trí của phản ứng viêm.

1. Nhân 2. Hạt gelatinase cấp 3 3. Thể thực bào sinh tan

4. Thể thực bào 5. Tiêu thể 6. Ty thể

7. Hạt azzorophilic cấp 1 8. Glycogen 9. Bộ máy Golgi

10. Hạt cấp 2

42 |

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

HÌNH 5.11. BẠCH CẦU HẠT TRUNG TÍNH: THÀNH PHẦN HẠT BÀO TƯƠNG. Sự giải phóng Properdin, một thành phần của Bổ thể có trong hạt cấp 2, làm tăng hoạt tính ly giải tế bào của Bổ thể hoạt hóa theo đường thay thế (xem hình 21.4).

HÌNH 5.12. BẠCH CẦU HẠT TRUNG TÍNH: TÁC DỤNG CỦA SỰ KHỬ HẠT.

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

| 43

HÌNH 5.13. BẠCH CẦU HẠT TRUNG TÍNH: QUÁ TRÌNH THỰC BÀO. Bạch cầu hạt trung tính tạo chân giả (pseudopods hoặc pseudopodia) bằng cách kéo dài một phần bào tương rồi bao quanh vi khuẩn tạo thể thực bào. Sau đó, thể thực bào với vi khuẩn bên trong hợp nhất với tiêu thể tạo thể thực bào sinh tan. Tiêu thể là bào quan hình cầu có màng bào quan, chứa các acid hydrolase có khả năng bẻ gãy hầu như tất cả các loại phân tử sinh học trong môi trường acid. Vi khuẩn trong tiêu thể sinh tan bị giết và tiêu hóa bởi các enzyme của tiêu thể. Những chất không thể tiêu hóa và dư thừa bị loại bỏ bởi quá trình xuất bào.

HÌNH 5.14. BẠCH CẦU HẠT TRUNG TÍNH: BẪY NGOẠI BÀO. Khi các PRR phát hiện vi khuẩn xâm nhập (xem hình 2.1 – 2.5), bạch cầu hạt trung tính giải phóng ra Bẫy ngoại bào của bạch cầu hạt trung tính - Neutrophil Extracellular Traps (NET). Đây là mạng lưới DNA được phủ bởi các chất kháng khuẩn (như myeloperoxidase, neutrophil elastase, lactoferrin, gelatinase, cathepsin G…) có nguồn gốc từ hạt azzurophilic cấp 1, hạt cấp 2 và hạt gelatinase cấp 3.

Sau khi kích hoạt, nhiễm sắc thể của bạch cầu hạt trung tính tháo xoắn.

Quá trình này diễn ra nhờ các enzyme trong hạt cấp 1 chuyển vào nhân. Nhiễm sắc thể mở rộng trong tế bào và hòa với chất kháng khuẩn từ các hạt. Cuối cùng màng tế bào vỡ ra và giải phóng NET. Vi khuẩn mắc vào NET bị tiêu diệt bởi các quá trình oxy hóa và không oxy hóa.

1. Vi khuẩn xâm nhập 2. Chân giả 3. Tiêu thể

4. Thể thực bào và tiêu thể hợp nhất 5. Vi khuẩn bị tiêu hóa từng phần

6. Thể thực bào sinh tan 7. Vi khuẩn bị tiêu hóa

8. Các chất thải bị loại bỏ bằng quá trình xuất bào

44 |

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

HÌNH 5.15. BẠCH CẦU ÁI TOAN: VỀ MẶT CẤU TRÚC VI THỂ (A) VÀ MÔ HỌC (B).

Bạch cầu ái toan có nguồn gốc từ tiền thân tế bào tạo máu tại tủy xương nhưng chỉ tạo một lượng nhỏ so với các loại bạch cầu khác. Nhân thường chia 2 múi và bào tương có nhiều loại hạt khác nhau, bắt màu thuốc nhuộm eosin.

HẠT ĐẶC HIỆU HAY HẠT DẠNG TINH THỂ: Số lượng hạt trong tế bào rất nhiều (Hơn 200 hạt/tế bào). Chúng chứa nhân là một Protein cơ bản chủ yếu (Major Basic Protein) được tinh thể hóa, peroxidase, các protein tích điện dương và một chất độc thần kinh. Tất cả các protein này đều độc với các loại giun sán, ký sinh trùng, vi khuẩn và tế bào u. Khi chúng được giải phóng sẽ kích thích tế bào mast tiết histamin (xem hình 5.7-5.9).

HẠT CẤP 1 (SƠ CẤP): có số lượng ít hơn và chứa Protein tinh thể Charcot-Layden. Đây là một photpholipase.

HẠT NHỎ: chứa acid phosphatase, arylsulfatase B, catalase; cùng với thể lipid cytochrome (số lượng khoảng 5/ tế bào) chứa acid arachidonic este hóa thành glycerophospholipids.

Bạch cầu ái toan gắn vào các kháng thể trên bề mặt ký sinh trùng và tế bào ung thư. Sau đó chúng khử hạt, giải phóng các protein và enzyme phá vỡ màng bào tương của các ký sinh trùng và tế bào ung thư đó. Bạch cầu ái toan cũng thực bào và tiêu diệt vi khuẩn nhưng hiệu quả không bằng bạch cầu hạt trung tính.

1. Bộ máy Golgi 2. Ty thể

3. Thể lipid 4. Hạt nhỏ

5. Tinh thể của Protein cơ bản chủ yếu (MBP)

6. Hạt đặc hiệu hay hạt dạng tinh thể 7. Hạt cấp 1 (sơ cấp)

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

| 45

HÌNH 5.16. BẠCH CẦU HẠT TRUNG TÍNH VÀ BẠCH CẦU ÁI TOAN: CHỨC NĂNG CHÍNH. Các bạch cầu hạt trung tính đã già tăng biểu hiện các receptor chemokine cho phép chúng homing (trở về nhà) tại tủy xương và chúng chết tại đây.

HÌNH 5.17. BẠCH CẦU ĐƠN NHÂN - MONOCYTES: VỀ MẶT CẤU TRÚC VI THỂ (A) VÀ MÔ HỌC (B).

Bạch cầu đơn nhân là tế bào lớn nhất trong tất cả các loại bạch cầu. Chúng có một nhân lớn hình hạt đậu. Bào tương chứa nhiều tiêu thể và thể lipid. Những tế bào này có nguồn gốc từ tiền thân tế bào tạo máu tại tủy xương (xem hình 5.5 và 5.6) và tạo một quần thể lớn so với các loại bạch cầu khác. Chúng ở lại vài giờ trong máu rồi di chuyển tới các mô. Đây là nơi chúng biệt hóa thành các đại thực bào.

1. Ty thể 2. Thể lipid

3. Glycogen 4. Lưới nội chất

5. Bộ máy Golgi 6. Tiêu thể

46 |

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

HÌNH 5.18. BẠCH CẦU ĐƠN NHÂN: TẾ BÀO CÓ THỜI GIAN SỐNG DÀI ĐƯỢC BIỆT HÓA THÀNH CÁC TẾ BÀO CHUYÊN MÔN HÓA RIÊNG BIỆT. Bạch cầu đơn nhân và đại thực bào có nhiều dưới nhóm khác nhau với nhiều chức năng đa dạng. Sau khi di chuyển từ mạch máu tới mô, bạch cầu đơn nhân biệt hóa thành tế bào với hình thái khác biệt và chức năng được chuyên môn hóa. Bạch cầu đơn nhân có thể nhớ được tiếp xúc trước đó của nó với những kích thích nhất định và tạo ra một đáp ứng tăng cường đối với tổn thương miễn dịch lần tiếp theo. NGUỒN: S Saeed et al, Science 2014,45:1250684.

HÌNH 5.19. ĐẠI THỰC BÀO TẠI MÔ – TISSUE MACROPHAGES: VỀ MẶT CẤU TRÚC VI THỂ (A) VÀ MÔ HỌC (B).

Các tế bào này có nguồn gốc từ bạch cầu đơn nhân sau khi các bạch cầu này rời mạch máu và đến ở lại tại mô. Chúng có nhân không đều.

Bào tương có một ít ty thể, chứa các tiêu thể, thể thực bào và thể thực bào sinh tan cùng với các thể dư thừa chính là các chất không tiêu hóa được. Đại thực bào luôn luôn có nhiều chân giả (pseudopods) cho thấy rằng chúng luôn sẵn sàng cho hoạt động thực bào.

1. Lưới nối chất 2. Thể thực bào

3. Tiêu thể

4. Các chất không tiêu hóa được trong thể thực bào sinh tan

5. Bộ máy Golgi 6. Ty thể

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

| 47

HÌNH 5.20. ĐẠI THỰC BÀO M1/M2 Đại thực bào là tế bào biệt hóa tận cùng. Khi đại thực bào được kích hoạt bởi vi khuẩn, interferons (IFN), yếu tố hoạt tử khối u (TNF) và các cytokine Th1 tiền viêm khác (xem chương 4), chúng được gọi là “đại thực bào kích hoạt theo con đường cổ điển” hay đại thực bào M1. Ngược lại, khi chúng được kích hoạt bởi các cytokine Th2 (IL-4, IL-13…) và các chất từ ký sinh trùng, chúng được gọi là “đại thực bào kích hoạt theo con đường thay thế” hay đại thực bào M2 (xem hình 12.12 và 12.13). Tên gọi M1 và M2 được sử dụng là bởi vai trò của chúng trong đẩy mạnh đáp ứng Th1 và Th2. Tuy nhiên, việc phân loại theo M1/M2 còn hạn chế bởi chúng được biết đến với khả năng đáp ứng vô cùng linh hoạt. ĐẠI THỰC BÀO M1: đạt hoạt tính kháng khuẩn mạnh, tiết các cytokine tiền viêm và các chất trung gian Oxy phản ứng (ROI). Đại thực bào M1 sau khi kích hoạt sẽ giải phóng nhanh các chất oxy phản ứng (respiratory burst) và tăng thủy phân đường. ĐẠI THỰC BÀO M2: có hoạt tính kháng ký sinh trùng (xem hình 12.11, 12.13) và giải phóng các chất để thực hiện nhiệm vụ giải quyết tình trạng viêm, thúc đẩy tế bào tăng sinh, sửa chữa mô, làm lành vết thương và tạo mạch máu. Ngoài ra, đại thực bào M2 liên quan đến phản ứng dị ứng và hen. Đại thực bào M2 có mức phân giải đường thấp nhưng có khả năng oxy hóa acid béo đáng kể.

48 |

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

HÌNH 5.21. QUÁ TRÌNH THỰC BÀO. Các tế bào cơ thể có nhiều kiểu nhập bào khác nhau. Tuy nhiên, các đại thực bào thực hiện điều đó một cách chuyên nghiệp. Đó là các đại thực bào tại mô, tế bào Langerhans, tế bào tua chưa trưởng thành. Các bạch cầu hạt trung tính và bạch cầu ái toan thực bào ít chuyên nghiệp hơn. Vi khuẩn và các chất ngoại lai được nhận biết bởi các PRR khác nhau trên màng làm kích hoạt phóng chân giả để bao vây chúng vào trong thể thực bào. Ngoài ra, đại thực bào còn tiêu hóa chính các phần của nó (Tự thực bào – Autophagy). Các mảnh peptide từ phần vi khuẩn bị tiêu hóa, từ các protein nhập bào cũng như protein sinh ra từ quá trình tự thực bào được trình diện lên các glycoprotein lớp II của Phức hợp hòa hợp tổ chức chính (Major Histocompatibility – HLA ở người, xem Chương 6) và qua đó kích hoạt đáp ứng tế bào T (xem Chương 7).

1. Vi khuẩn 2. Sự thực bào

3. Tiêu thể 4. Sự tự thực bào

5. Thể tự thực bào 6. Thể thực bào

7. Các chất thải bị tống ra 8. Sự nhập bào 9. Đại ẩm bào

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

| 49

HÌNH 5.22. ĐẠI THỰC BÀO M1: BẪY VÀ TIÊU DIỆT VI KHUẨN. Vi khuẩn bị phát hiện thông qua các loại PRR khác nhau (xem hình 4.4). Chúng nằm trên các chân giả vươn dài ra khi đại thực bào hoạt hóa. Ngoài ra, còn có receptor MAC 1 trên màng đại thực bào tương tác với thành phần C3b của chuỗi hoạt hóa Bổ thể. C3b lúc này đang gắn trên màng tế bào vi khuẩn (xem Chương 21). Tiêu thể chứa nhiều loại enzyme thủy phân trong môi trường acid có khả năng phá hủy các protein và acid nucleic. Khi tiêu thể hợp nhất với thể thực bào sẽ tạo ra thể thực bào sinh tan. Trên đại thực bào M1 hoạt hóa, men NADPH oxidase tập trung trên thành thể thực bào sinh tan sản xuất nhiều loại chất trung gian oxy phản ứng (ROI). Sự kết hợp của các enzyme thủy phân và ROI tiêu diệt phần lớn các vi khuẩn bắt được. Các mảnh vỡ tế bào bị trục xuất khỏi tế bào hoặc bị phân cắt thành peptid để trình diện trên các glycoprotein của HLA lớp II và kích hoạt đáo ứng tế bào T (xem Chương 7). Đại thực bào M1 hoạt hóa có hoạt tính thực bào được tăng cường, cùng khả năng sản xuất ROI, tiêu diệt vi khuẩn và trình diện kháng nguyên. Các peptid từ vi khuẩn được trình diện trên glycoprotein của Phức hợp hòa hợp tổ chức chính MHC (HLA ở người)] (xem Chương 7).

1. Chân giả 2. Receptor “dọn dẹp” 3. Receptor mannose 4. Các vi khuẩn xâm nhập

5. Receptor lipd 6. Nhân 7. Vi khuẩn bị bao vây 8. Tiêu thể

9. Vi khuẩn trong thể thực bào 10. Tiêu thể hợp nhất với thể thực bào 11. Vị khuẩn bị tiêu hóa trong thể thực bào sinh tan

12. Phần vi khuẩn không tiêu hóa được 13. Receptor bổ thể MAC1 14. Thành phần C3b của chuỗi phản ứng Bổ thể

50 |

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

HÌNH 5.23. TẾ BÀO TUA – DENDRITIC CELLS (DC): VỀ MẶT CẤU TRÚC VI THỂ (A) VÀ MÔ HỌC (B).

Tế bào tua DC bắt giữ và xử lý kháng nguyên rồi di chuyển về các hạch bạch huyết để kích hoạt tế bào T, dẫn đến kích thích đáp ứng miễn dịch của cơ thể (xem hình 10.4).

Từ tiền thân tế bào tạo máu cũng như từ bạch cầu đơn nhân, tế bào DC chưa trưởng thành được biệt hóa sau khi tiếp nhận các loại kích thích. Tế bào DC chưa trưởng thành nằm tại các mô có liên hệ với môi trường bên ngoài như trung bì và lớp đệm niêm mạc dưới màng đáy của da, kết mạc, miệng, đường tiêu hóa và niêm mạc phổi. Tại da, tế bào DC chưa trưởng thành còn được gọi là tế bào Langerhans.

Tế bào DC có nhân hình bầu dục và phân thùy. Bào tương chứa bộ máy Golgi nhỏ, lưới nội chất trung bình, một số ty thể, vài tiêu thể và một lượng lớn túi tiết hậu Golgi tương ứng với bào quan chứa các protein HLA Lớp II. Sau khi biệt hóa thành tế bào DC trưởng thành, chúng trở nên đặc biệt hiệu quả trong trình diện các peptid của protein sau thực bào lên glycoprotein HLA lớp II và kích hoạt đáp ứng tế bào T (xem Chương 10).

1. Đồng nhiễm sắc (NST đóng xoắn nhẹ - dạng hoạt động)

2. Dị nhiễm sắc (NST đóng xoắn chặt) 3. Thể lipid

4. Glycogen 5. Ty thể 6. Lưới nội chất

7. Túi tiết hậu Golgi 8. Tiêu thể 9. Bộ máy Golgi

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

| 51

HÌNH 5.24. TẾ BÀO TUA (DC): CÁC ĐẶC ĐIỂM CHÍNH.

HÌNH 5.25. TẾ BÀO DIỆT TỰ NHIÊN – NATURAL KILLER (NK) CELLS: VỀ MẶT CẤU TRÚC VI THỂ (A) VÀ MÔ HỌC (B).

Về hình thái, tế bào diệt tự nhiên – NK là một tế bào lympho lớn có hạt và không biểu hiện các dấu ấn phân biệt. Vì thế, để nhận biết chúng cần kết hợp các dấu ấn được cùng biểu hiện bởi các tế bào khác. Tế bào NK chiếm thiểu số trong máu (khoảng 10-15% tổng số tế bào lympho lưu hành, không phải tổng số tế bào máu!), trong các cơ quan bạch huyết và tại các mô. Tế bào NK được biệt hóa từ tiền thân tại tủy xương dưới tác động của các cytokine IL-17 và IL-15.

Nhân tế bào NK có chất nhiễm sắc điển hình của tế bào lympho trưởng thành, tuy nhiên bào tương của nó lớn hơn và chứa nhiều loại hạt azzurophilic thô chứa perforin và các granzyme (xem hình 11.6, 11.7 và 11.8), nên chúng còn được gọi là Tế bào lymoho hạt lớn (Large Granular Lymphocyte - LGL). Tương tự ILC, tế bào NK không biểu hiện chất trung gian- RAG trong tái tổ hợp gene mã hóa cho TCR và BCR. Vì tế bào NK không có các dấu ấn đặc trưng nên chúng sẽ được nhận diện thông qua tổ hợp các dấu ấn đặc biệt của chúng, vốn được đồng biểu hiện nhờ các tế bào khác.

1. Các hạt lytic (phân giải) chứa Perforin và enzym phân giải protein Granzyme

2. Ty thể

Hoạt tính diệt bào của tế bào NK dựa vào sự giải phóng các chất trong hạt lên màng tế bào đích. Ngoài chức năng này, tế bào NK còn tiết ra nhiều loại cytokine có vai trò quan trọng trong

52 |

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

định hướng đáp ứng viêm và sự hình thành nguyên bào nuôi phôi (trophoblast) bình thường trong thai kỳ. Hoạt tính tiêu diệt và khả năng tiết cytokine được điều hòa bởi một số cytokine do tế bào này tiết ra trong vi môi trường (xem Chương 2).

HÌNH 5.26. TẾ BÀO DIỆT TỰ NHIÊN (NK): CÁC CYTOKINE ĐIỀU CHỈNH HOẠT TÍNH CỦA TẾ BÀO DIỆT TỰ NHIÊN Hoạt tính diệt bào của tế bào NK (còn gọi là gây độc tế bào – cytotoxicity) dựa trên sự giải phóng perforin và các granzyme cũng như các thành phần khác trong hạt để chúng tấn công vào màng tế bào đích (xem hình 11.6 và 11.7). Về sự giải phóng cytokine xem Chương 2.

HÌNH 5.27. VÌ SAO PHƯƠNG THỨC TIÊU DIỆT TẾ BÀO CỦA TẾ BÀO NK LẠI ĐẶC BIỆT NHƯ VẬY? Thông thường, các tế bào của hệ miễn dịch ở trạng thái nghỉ.

Các tín hiệu khác nhau sẽ hoạt hóa tế bào và kích hoạt hoạt tính diệt bào của chúng. Tuy nhiên, chương trình diệt bào của tế bào NK luôn luôn hoạt động.

Hoạt tính diệt bào của chúng diễn ra tự nhiên một cách chính xác và chúng không cần các tín hiệu kích hoạt để bắt đầu. Thật ra, hoạt tính diệt bào tự nhiên này luôn bị chặn bởi nhiều loại receptor ức chế khác nhau (xem hình 25.3 và 25.4) nhận tín hiệu từ các tế bào bình thường của cơ thể.

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

| 53

HÌNH 5.28. TẾ BÀO NK: ỨC CHẾ CHỨC NĂNG DIỆT TẾ BÀO. Tế bào NK (bên trái) biểu hiện cả receptor hoạt hóa (màu đỏ) và receptor ức chế diệt bào – Killer Inhibitory Receptors (KIR) (màu xanh dương). Tế bào đích (bên phải) biểu hiện cả phân tử hòa hợp tổ chức HLA Lớp I thông thường với vai trò ức chế và các phân tử khác có thể kích hoạt tế bào NK hoạt hóa (màu xanh lục). Các tín hiệu tích hợp mà tế bào NK nhận được thông qua các loại receptor hoạt hóa và các KIR khác nhau trên bề mặt tế bào giúp kiểm soát sự hoạt hóa, khả năng diệt tế bào đích và sản xuất các cytokine của chúng. Các tín hiệu từ KIR trội hơn và chặn được tế bào NK hoạt hóa ngay cả khi receptor hoạt hóa đã được kích hoạt.

Tín hiệu ức chế quan trọng nhất đến từ các KIR nhận diện glycoprotein Lớp I thông thường của Phức hợp hòa hợp tổ chức chính – Major Histocompatibility Complex (HLA ở người) có trên màng tế bào đích (xem chương 6). Một tế bào NK của người sẽ biểu hiện trên màng tế bào các KIR khác nhau để nhận diện các glycoprotein khác nhau mã hóa bởi các gene HLA-A, HLA-B, HLA-C và HLA-E (xem hình 6.5).

1. Phân tử HLA lớp I thông thường

2. Hạt lytic

54 |

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

HÌNH 5.29. TẾ BÀO NK: HOẠT HÓA CHỨC NĂNG DIỆT TẾ BÀO. Tế bào NK (bên trái) biểu hiện cả receptor hoạt hóa (màu đỏ) và receptor ức chế KIR (màu xanh dương). Tế bào đích (bên phải) không biểu hiện phân tử hòa hợp tổ chức thông thường có tác dụng ức chế, thay vào đó là phân tử hòa hợp tổ chức HLA Lớp I bất thường, ngoài ra còn có các phân tử kích hoạt khác (màu xanh lục và xanh dương). Thiếu các tín hiệu ức chế do ít hoặc không biểu hiện các glycoprotein HLA lớp I thông thường trên màng tế bào đích khiến các receptor hoạt hóa giải phóng hoạt tính ly giải tế bào và tiết cytokine.

Trên màng tế bào NK, một loạt các receptor hoạt hóa khác nhau nhận diện các phân tử HLA lớp I mà thông thường không biểu hiện trên các tế bào khỏe mạnh và nhận diện các phân tử glycoprotein màng khác được tăng biểu hiện khi tế bào bị stress, tế bào đích chuyển dạng ung thư hoặc nhiễm vi khuẩn (xem hình 6.19).

1. Phân tử HLA lớp I bất thường 2. Kháng thể IgG 3. Thụ thể mảnh Fc của IgG

4. Trung thể - trung tâm tổ chức các ống vi thể - hình thành thoi vô sắc trong quá trình phân bào 5. Sợi actin

6. Hạt lytic 7. Nhân phân cắt và NST đóng xoắn

8. Các lỗ trên màng bào tương hình thành do perforin 9. Hạt xuất bào

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

| 55

HÌNH 5.30. TẾ BÀO NK: CÁC YẾU TỐ RECEPTOR KÍCH HOẠT NHẬN BIẾT. Một tế bào Nk của người sẽ biểu hiện lên màng tế bào nhiều loại receptor hoạt hóa khác nhau.

Các receptor này nhận diện nhiều phân tử khác nhau mà các tế bào khỏe mạnh không biểu hiện. Vì thế, hoạt tính diệt bào của tế bào NK đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát các nhiễm trùng do vi sinh vật nội bào, các tế bào bất thường, các khối u tiến triển và các di căn lan rộng. Về ADCC xem hình 20.8.

HÌNH 5.31. TẾ BÀO NK: CÁC CYTOKINE ĐƯỢC GIẢI PHÓNG Vai trò của tế bào NK trong giải phóng các cytokine cũng quan trọng không kém hoạt tính diệt bào của chúng.

Nhiều hoạt tính của tế bào NK trong máu đóng vai trò bảo vệ cực kỳ quan trọng trong đáp ứng chống lại sự nhiễm Trực khuẩn Lao – Mycobacterium tuberculosis. NGUỒN: RR Chowdhuery et al, Nature 2018, 560:644.

56 |

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

HÌNH 5.32. TẾ BÀO NK: GÂY ĐỘC TẾ BÀO QUA TRUNG GIAN KHÁNG THỂ (ADCC) Hoạt tính diệt bào của tế bào NK có thể được định hướng bởi các kháng thể nếu các kháng thể này phát hiện và tương tác được mục tiêu của chúng với ái lực cao. Chi tiết hơn xem hình 20.8 và 20.9.

1. Kháng thể kháng kháng nguyên màng

2. Hạt lytic 3. Kháng nguyên màng

4. Perforin và enzyme phân giải protein Granzyme

5. Thụ thể mảnh Fc của IgG (CD16)

HÌNH 5.33. TẾ BÀO NỘI MÔ MẠCH MÁU: LÁT CẮT TẠI TIỂU TĨNH MẠCH HẬU MAO MẠCH. Các tế bào nội mô mạch máu (EC) lát trong tiểu tĩnh mạch hậu mao mạch không chỉ có vai trò là một ống dẫn máu thụ động.

Trái lại, EC định hướng bạch cầu (WBC) di chuyển tới ổ viêm. Tiểu tĩnh mạch hậu mao mạch là các mạch máu rất nhỏ có cấu trúc và vị trí trung gian giữa mao mạch và tiểu tĩnh mạch. Lòng mạch nhỏ được lát bởi một lớp EC đơn và bao quanh bởi các tế bào ngoại mạch. Một lớp màng đáy bao bọc các EC và tế bào ngoại mạch. Các EC gắn chặt với nhau qua các cấu trúc liên kết (liên kết chắc chắn và liên kết bám dính) hình thành từ các protein bám dính xuyên màng. Những liên kết này cùng với 1. Màng đáy 2. Sợi collagen 3. Cấu trúc nền ngoại bào

4. Các hốc 5. Liên kết chắc chắn 6. Tế bào nội mô mạch máu

7. Thể Weibel-Palade 8. Nguyên bào sợi 9. Tế bào hồng cầu

10. Ty thể 11. Tế bào ngoại mạch 12. Kẽ hở gian bào

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

| 57

các kẽ hở gian bào tạo nên một hàng rào giúp kiểm soát tính thấm của dịch thể và các phân tử nhỏ.

Các hốc (caveolae) là các chỗ lõm vào của màng bào tương hoặc các túi trong bào tương của EC liên quan đến điều hòa dòng chảy dịch và sự nhập bào. Các thể Weibel-Palade chứa yếu tố von Willibrand liên quan đến sự đông máu và P-selectin, phân tử bám dích có vai trò trung tâm trong gây đáp ứng viêm lên các EC để huy động bạch cầu xuyên mạch khi xảy ra viêm.

HÌNH 5.34. TẾ BÀO NỘI MÔ MẠCH MÁU SAU KÍCH HOẠT: THU HÚT BẠCH CẦU XUYÊN MẠCH (DIAPESESIS).

Các prostaglandine và histamine khi được giải phóng bởi bạch cầu làm nhiệm vụ canh gác, tế bào mast và tiểu cầu sẽ gây tăng tính thấm của tĩnh mạch hậu mao mạch bằng cách kích thích tế bào nội mô mạch máu và tế bào ngoại mạch mở rộng các kẽ hở gian bào.

Ngoài ra, một khi EC đã được kích hoạt bởi các kích thích viêm, các cytokine và chemokine, chúng sẽ bắt đầu tăng điều hòa biểu hiện các phân tử bám dính [Selectins và Intra-Cellular Adhesion Molecules (ICAM) – Phân tử bám dính nội bào]. Khi các phân tử bám dính này gắn vào các integrin (receptor xuyên màng tạo điều kiện để bám dính vào cấu trúc nền ngoại bào) biểu hiện trên màng tế bào bạch cầu hoạt hóa (trên hình: rolling neutrophils), điều đó sẽ khởi đầu cho sự bám dính lăn (rolling adhesion) của bạch cầu hạt trung tính vào thành mạch. Các chemokine và cytokine cũng làm tăng biểu hiện các integrin trên màng bạch cầu hạt trung tính để gắn vào ICAM trên tế bào nội mô mạch máu, làm sự bám dính chắc chắn hơn. Tế bào bạch cầu máu WBC xuyên mạch (di chuyển xuyên qua lớp tế bào nội mô mạch máu) (trên hình: Neutrophil in trans-endothelial migration) nhờ sự chỉ dẫn của các tương tác bám dính bổ sung gồm các phân tử như PECAM-1. Những phân tử này được biểu hiện bởi tế bào nội mô mạch máu tại vị trí liên kết tế bào. Bạch cầu hạt trung tính vượt qua các tế bào nội mô mạch máu bằng cách phá vỡ liên kết giữa các tế bào. Một cách xuyên mạch khác là qua các lỗ hổng do tế bào nội mô mạch máu hoạt hóa tạo ra. Như vậy, sự huy động và xuyên mạch của WBC có thể chia thành 4 bước: a. Ban đầu WBC bám dính và lăn với tốc độ thấp; b. Chúng bị giữ lại; c. Hoạt hóa biểu hiện integrin ở bạch cầu; d. WBC xuyên mạch.

1. Bạch cầu hạt trung tính đang di chuyển xuyên qua tế bào nội mô mạch máu

2. Tế bào hồng cầu 3. Tế bào nội mô mạch máu 4. Kẽ hở gian bào

5. Bạch cầu hạt trung tính lăn 6. Tế bào ngoại mạch

7. Tế bào hồng cầu 8. Liên kết chắc chắn

58 |

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

HÌNH 5.35. HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH: HUY ĐỘNG BẠCH CẦU NHANH CHÓNG VÀ Ồ ẠT DI CHUYỂN ĐẾN VÙNG CHIẾN ĐẤU. Trong hình trên, hàng rào cơ thể bị phá vỡ, tạo một lỗ thông được lát bởi một cục máu đông cùng với tiểu cầu cho phép vi khuẩn xâm nhập vào. Các tín hiệu cảnh báo (xem hình 4.2) và các chemokine tiền viêm (xem hình 2.22) đến từ tế bào biểu mô bị phá hủy, tế bào mast tại da và tế bào lympho canh gác khiến các WBC được huy động nhanh chóng và ồ ạt tới vị trí này. Sau đó, các WBC này được hoạt hóa bởi các cytokine tiền viêm.

Phản ứng cấp tại chỗ (viêm cấp) biểu hiện rõ 5 dấu hiệu: dolor (đau – theo tiếng Latin), calor (nóng), rubor (đỏ), tumor (sưng) và functio laesa (mất chức năng). Các dấu hiệu này chủ yếu phụ thuộc vào sự giãn mạch và tăng tính thấm thành mạch. Sự giãn mạch đi kèm với tăng độ quánh của máu do thoát dịch làm chậm tốc độ máu chảy. Điều đó cho phép bạch cầu bám được vào thành mạch, đặc biệt là các tiểu tĩnh mạch hậu mao mạch. Bạch cầu hạt trung tính là WBC đầu tiên thoát mạch và đi vào mô xâm nhiễm với số lượng nhiều nhất. Chúng di chuyển theo các gradient nồng độ.

Một lượng lớn bạch cầu hạt trung tính có mặt tại vị trí viêm nhiễm cấp và giải phóng ồ ạt các enzyme phá hủy mô (khử hạt) để tiêu diệt vi khuẩn. Đồng thời, sự khử hạt cũng gây hoại tử tế bào và mô cũng như gây chết theo chương trình. Xác tế bào, các chất tiết và acid nucleic được giải phóng tạo ra mủ.

Phản ứng viêm cấp diễn ra nhanh chóng và ồ ạt giúp bảo vệ cơ thể sớm và hiệu quả chống lại các vi khuẩn xâm nhập. Tuy nhiên, nó phải được kiểm soát kỹ càng để hạn chế phá hủy các mô cơ thể. Khi các tác nhân xâm nhập đã bị loại bỏ, các receptor âm tính biểu hiện trên màng các WBC viêm sẽ dò các DAMP do các tế bào chết tạo ra, làm hạn chế huy động bạch cầu đa nhân trung tính đi đến các cơ quan đang nhiễm bệnh và hạn chế hiện tượng tự miễn dịch (xem hình 25.4; NGUỒN: F Salazar và GD Brown, Science 2018, 362:292).

1. Cục máu đông với tiểu cầu

2. Bạch cầu hạt trung tính chết theo chương trình, mô hoại tử, mảnh tế bào và vi khuẩn

3. Các chất kháng khuẩn 4. Màng đáy

5. Trung bì

CHƯƠNG 5 – CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH

| 59

Bên cạnh đó, các tế bào này cũng kích hoạt đáp ứng miễn dịch thích ứng và tái sinh các mô bị phá hủy. Vết thương được sửa chữa và làm lành nhằm khôi phục chức năng của hàng rào bảo vệ cơ thể, tạo điều kiện để ổ viêm dễ tiêu tan. Sau đó là sự hình thành và tái cấu trúc mô. Tuy vậy, cơn bão tín hiệu cảnh báo và cytokine đã huy động và hoạt hóa nhanh chóng WBC cùng với giải phóng ồ ạt của các tự kháng nguyên từ mô bị phá hủy, dẫn đến khả năng khởi đầu cho kích thích một đáp ứng tự miễn muộn (xem Chương 27). Ngày nay, chúng ta có thể sử dụng thuốc kháng viêm để giảm đau và hạ cường độ phản ứng viêm cấp.

HÌNH 5.36. HỆ MIỄN DỊCH BẨM SINH: CÁC CHẤT HÒA TAN CÓ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN TRONG DỊCH THỂ.

Trong dịch thể hiện diện nhiều chất được trang bị hoạt tính kháng khuẩn trực tiếp. Chúng làm vi khuẩn khó tồn tại trong cơ thể. Nồng độ các chất kháng khuẩn đặc biệt cao tại vị trí phù viêm bởi sự thấm huyết tương tại đây do thế bào nội mô mạch máu hoạt hóa.

CDCC (Complement Dependent Cellular Cytotoxicity) - Gây độc tế bào qua trung gian bổ thể: Các thành phần Bổ thể bám vào bề mặt tế bào đích hoặc vi khuẩn qua tương tác với các receptor Bổ thể (xem hình 21.8) biểu hiện trên màng bạch cầu hạt, đại thực bào và tế bào NK, làm chúng hoạt hóa phản ứng của các tế bào này.

CHƯƠNG 6. PHƯƠNG THỨC TRAO ĐỔI THÔNG TIN CỦA HỆ MIỄN DỊCH. II. PHỨC HỢP HÒA HỢP TỔ CHỨC CHÍNH – MHC

HÌNH 6.1. CÁC PHÂN TỬ GLYCOPROTEIN MHC/HLA: CỤM PHÂN TỬ CÓ VAI TRÒ ĐỊNH HƯỚNG CHO ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH THÍCH ỨNG. Các phân tử glycoprotein HLA/MHC được biểu hiện trên màng tế bào của hầu hết tất cả tế bào cơ thể. Chúng định hướng cho sự biệt hóa và hoạt hóa của tế bào T α-β và tế bào NK. Ngược lại, các tế bào của hệ miễn dịch bẩm sinh không biểu hiện các receptor có khả năng nhận diện được các điểm đặc trưng của những phân tử MHC/HLA đa hình này.

HÌNH 6.2. CÁC GENE CỦA PHỨC HỢP HÒA HỢP TỔ CHỨC CHÍNH – MHC. Các gene của MHC là những gene biến đổi nhiều nhất từ người này sang người khác: chúng có tính đa hình cao. Điều đáng chú ý là cụm gen này được duy trì giống hệt nhau về căn bản ở tất cả các động vật có xương sống. Lý do các gene này không xảy ra hiện tượng gene phân tán (gene diaspora) như các gene thông thường khác mà tập trung thành cụm hiện vẫn chưa được làm rõ.

60 |

CHƯƠNG 6 – PHỨC HỢP HÒA HỢP TỔ CHỨC CHÍNH MHC

HÌNH 6.3. ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC GENE TRONG PHỨC HỢP HÒA HỢP TỔ CHỨC CHÍNH. Một số allele HLA tương đối phổ biến trong khi một số khác lại rất hiếm gặp.

HÌNH 6.4. SƠ ĐỒ CÁC GENE CỦA PHỨC HỢP HÒA HỢP TỔ CHỨC CHÍNH Ở NGƯỜI (HLA).

| 61

62 |

CHƯƠNG 6 – PHỨC HỢP HÒA HỢP TỔ CHỨC CHÍNH MHC

HÌNH 6.5. CÁC GENE “QUAN TRỌNG” NHẤT CỦA LỚP I VÀ LỚP II.

HÌNH 6.6. ĐẶC ĐIỂM CÁC GLYCOPROTEIN HLA ĐƯỢC CÁC GENE LỚP I MÃ HÓA. I. Hình vẽ giản lược trên mô tả một phân tử HLA Lớp I tương ứng với giản đồ của phân tử đó ở hình 6.7.

HÌNH 6.7. ĐẶC ĐIỂM CÁC GLYCOPROTEIN HLA ĐƯỢC CÁC GENE LỚP I MÃ HÓA. II. Hình vẽ giản lược trên mô tả một phân tử HLA Lớp I tương ứng với giản đồ của phân tử đó ở hình 6.6.

1. Vùng ngoại bào

2. Màng tế bào

3. Bào tương

CHƯƠNG 6 – PHỨC HỢP HÒA HỢP TỔ CHỨC CHÍNH MHC

| 63

HÌNH 6.8. CHUỖI MICROGLOBULIN BETA-S2.

Protein này không được mã hóa bởi cụm gen HLA. Tuy nhiên, nó là thành phần thiết yếu của phân tử HLA Lớp I. HÌNH 6.9. CÁC GLYCOPROTEIN HLA LỚP I ĐA DẠNG VỀ KIỂU GENE VÀ KIỂU HÌNH. Các HLA có tính đa gene (polygenic) có nghĩa là mỗi người đều sở hữu một vài locus mã hóa cho các phân tử HLA Lớp I không giống nhau. Sự khác biệt này dù rất nhỏ nhưng lại tạo nên tính đa dạng về kiểu gen của HLA. Tính đa hình (polymorphic) của HLA nghĩa là trong quần thể người, đối với mỗi locus mã hóa cho HLA Lớp I lại có nhiều allele khác nhau.

HÌNH 6.10. TÍNH ĐA HÌNH CỦA CÁC GLYCOPROTEIN LỚP I “QUAN TRỌNG” NHẤT. Trong quần thể người, các gene HLA Lớp I (A, B và C) và lớp II (DP, DQ và DR, xem hình 6.15) có số lượng allele rất cao (tính đa hình – polymorphism). Điều đó khiến việc tìm thấy hai người có biểu hiển các phân tử HLA Lớp I và Lớp II giống nhau là rất khó xảy ra.

Với mỗi allele trong rất nhiều allele HLA-A, HLA-B và HLA-C này, mỗi người biểu hiện chỉ hai allele, một có nguồn gốc từ mẹ và một có nguồn gốc từ bố.

64 |

CHƯƠNG 6 – PHỨC HỢP HÒA HỢP TỔ CHỨC CHÍNH MHC

HÌNH 6.11. CÁC ALLELE HLA ĐỒNG TRỘI ĐƯỢC DI TRUYỀN TỪ MẸ VÀ BỐ.

HÌNH 6.12. SỰ BIỂU HIỆN CỦA CÁC GLYCOPROTEIN HLA LỚP I.

CHƯƠNG 6 – PHỨC HỢP HÒA HỢP TỔ CHỨC CHÍNH MHC

| 65

HÌNH 6.13. ĐẶC ĐIỂM CÁC GLYCOPROTEIN HLA ĐƯỢC CÁC GENE LỚP II MÃ HÓA. I. Hình vẽ giản lược trên mô tả một phân tử HLA Lớp II tương ứng với giản đồ của phân tử đó ở hình 6.14.

HÌNH 6.14. ĐẶC ĐIỂM CÁC GLYCOPROTEIN HLA ĐƯỢC CÁC GENE LỚP II MÃ HÓA. II. Hai chuỗi α và β được tạo bởi 2 domain ngoại bào (α1 và α2; β1 và β2), 1 domain xuyên màng (trong hình: S) và một đuôi ngắn nằm trong bào tương (trong hình: l). Hình vẽ giản lược trên mô tả một phân tử HLA Lớp II tương ứng với giản đồ của phân tử đó ở hình 6.13.

1. Vùng ngoại bào

2. Màng tế bào

3. Bào tương

66 |

CHƯƠNG 6 – PHỨC HỢP HÒA HỢP TỔ CHỨC CHÍNH MHC

HÌNH 6.15. TÍNH ĐA HÌNH CỦA CÁC GLYCOPROTEIN HLA LỚP II “QUAN TRỌNG” NHẤT. Trong quần thể người, các gene DR-A và DR-B, DQ-A và DQ-B, DP-A và DP-B có số lượng allele rất cao (tính đa hình – polymorphism). Điều đó khiến việc tìm thấy hai người có biểu hiển các phân tử HLA Lớp I và Lớp II giống nhau là rất khó xảy ra. Với mỗi allele trong rất nhiều allele của gene DR-A và DR-B, DQ-A và DQ-B, DP-A và DP-B này, mỗi người biểu hiện chỉ hai allele, một có nguồn gốc từ mẹ và một có nguồn gốc từ bố.

HÌNH 6.16. BIỂU HIỆN TRÊN MÀNG VÀ ĐIỀU HÒA CÁC GLYCOPROTEIN HLA LỚP II.

CHƯƠNG 6 – PHỨC HỢP HÒA HỢP TỔ CHỨC CHÍNH MHC

| 67

HÌNH 6.17. CÁC ALLELE HLA ĐỒNG TRỘI ĐƯỢC DI TRUYỀN TỪ MẸ VÀ BỐ: DẤU ẤN PHÂN TỬ CHO ĐẶC TÍNH SINH HỌC CỦA TỪNG CÁ THỂ.

HÌNH 6.18. CÁC CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA CÁC GLYCOPROTEIN HLA LỚP I VÀ LỚP II.

HÌNH 6.19. CÁC GLYCOPROTEIN LỚP I BỔ SUNG VỚI NHIỀU CHỨC NĂNG.

68 |

CHƯƠNG 6 – PHỨC HỢP HÒA HỢP TỔ CHỨC CHÍNH MHC

HÌNH 6.20. CÁC GLYCOPROTEIN LỚP II VỚI NHIỀU VAI TRÒ TRONG QUÁ TRÌNH TRÌNH DIỆN PEPTIDE. Để tìm hiểu về quá trình trình diện peptide và các proteosome, xem Chương 7.

HÌNH 6.21. CÁC ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA CÁC PHÂN TỬ HLA LỚP III. Ngoài ra, một số receptor khứu giác được mã hóa bởi các gene Lớp II.

*Chaperone: các protein hỗ trợ cho sự hình thành liên kết cộng hóa trị, gấp nếp, lắp ráp hoặc tháo gỡ các cấu trúc phân tử

CHƯƠNG 6 – PHỨC HỢP HÒA HỢP TỔ CHỨC CHÍNH MHC

| 69

HÌNH 6.22. TÍNH ĐA HÌNH CỦA CÁC GENE HLA VÀ MỘT SỐ VAI TRÒ CỦA NÓ.

Các biến dị (variants) của gene HLA mà chúng ta nhận từ mẹ và bố ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh trong cuộc sống, một số trong đó vẫn chưa được xác định hoàn toàn.

Tính đa hình của các gene HLA cung cấp một dấu ấn phân tử cho đặc tính sinh học độc nhất của từng cá thể.

Các loại khe gắn kháng nguyên của phân tử Lớp I và Lớp II mà chúng ta được di truyền cho phép (hoặc không) gắn và trình diện một số peptide nhất định. Đây là điều thiết yếu để kích hoạt tế bào T. Một số biến dị HLA nhất định khi di truyền cho phép (hoặc không) tạo một phản ứng tế bào T hiệu quả. Do đó, một số kết hợp giữa các gene HLA có thể giúp cơ thể được bảo vệ đặc biệt, với khả năg chống lại một bệnh nhiễm trùng cụ thể. Khi đó, vùng nào trên thế giới mà bệnh nhiễm trùng này là đặc thù, các kết hợp gene này sẽ lan truyền trong quần thể người tại đó.

Sự biểu hiện hoặc không biểu hiện các glycoprotein HLA làm ức chế hoặc hoạt hóa hoạt tính của tế bào NK (xem hình 5.27).

Ngoài ra, phản ứng đối với các loại vi khuẩn có cường độ phụ thuộc vào không chỉ các khe gắn kháng nguyên của glycoprotein Lớp I và Lớp II mà chúng ta được di truyền. Nó còn liên quan đến nồng độ các chất kháng khuẩn hòa tan do các gene Lớp III mã hóa. Độ mạnh của các phản ứng này cũng quyết định hệ vi khuẩn chí của chúng ta (microbiome, xem hình 3.3 và 3.8). Trong trường hợp này, sự đa hình của HLA ảnh hưởng đến mùi cơ thể. Sự đa hình của các receptor khứu giác do các gene Lớp III mã hóa kết hợp với mùi cơ thể tạo khuynh hướng lựa chọn đối tác giao phối trong thi nghiệm trên chuột và có thể đóng góp vào sự lựa chọn này ở người một cách vô thức.

CHƯƠNG 7. TRÌNH DIỆN PEPTIDE BỞI GLYCOPROTEIN HLA

HÌNH 7.1. CÁC GLYCOPROTEIN HLA TRÔI NỔI TRÊN MÀNG CỦA TẾ BÀO CÓ NHÂN Ở NGƯỜI. Trên màng tế bào, cả phân tử HLA Lớp I và Lớp II đều bộc lộ một mảnh protein (một peptide) gắn với chúng (màu đỏ).

HÌNH 7.2. GLYCOPROTEIN BỘC LỘ PEPTIDE GẮN VÀO KHE GẮN KHÁNG NGUYÊN CỦA NÓ.

A. Các glycoprotein HLA Lớp I bộc lộ một peptide dài 8 – 10 amino acid tại khe gắn kháng nguyên. Khe này được tạo bởi 2 domain α1 và α2 của chuỗi α. Các glycoprotein HLA Lớp II bộc lộ các peptide dài hơn (13 amino acid hoặc dài hơn) và các khe gắn kháng nguyên linh hoạt hơn. Khe này được hình thành từ 2 domain α1 và β1 của 2 chuỗi α và β.

Nguồn Nguồn gốc của các peptide gắn với glycoprotein HLA Lớp I là từ các protein bị đứt gãy trong bào tương của tế bào. Các peptide gắn với glycoprotein HLA Lớp II đến từ các protein bị đứt gãy bởi các quá trình thủy phân trong môi trường acid tại túi nhập bào.

B. Giản đồ ba chiều cấu trúc khe gắn kháng nguyên của HLA Lớp I. “Nền” khe được tạo thành từ 8 chuỗi β song song ngược chiều và hai xoắn α tạo “hai bờ” của khe gắn peptide.

1. Phân tử HLA Lớp I 2. Phân tử HLA Lớp II

70 |

3. Peptide gắn 4. Xoắn α của domain α2

5. Xoắn α của domain α1 6. Nền từ các chuỗi β

CHƯƠNG 7 – TRÌNH DIỆN PEPTIDE BỞI GLYCOPROTEIN HLA

| 71

HÌNH 7.3. NGUỒN GỐC CÁC PEPTIDE GẮN VÀO GLYCOPROTEIN HLA LỚP I. Lưới nội chất là một bào quan đặc biệt có thể điều hòa tổng hợp, gập cuộn, lắp ráp, vận chuyển, kiểm soát chất lượng và thoái biến protein cũng như các bào quan trong tế bào.

Có 10x106 ribosome gắn với lưới nội chất của tế bào, sản xuất ra khoảng 106 protein/phút. Tự thực bào (autophagy) là một quá trình linh hoạt để quản lý và dọn dẹp (housekeeping) tế bào, trong đó các bào quan mất chức năng, các protein và vi khuẩn được loại bỏ và thoái biến. Tự thực bào chọn lọc là con đường thoái biến để kiểm soát chất lượng cũng như độ phong phú của các protein và bào quan. Các protein đã cũ, protein gập cuộn sai hoặc protein dư thừa gắn với các phân tử ubiquitin có mặt trong bào tương với số lượng ubiquitin là 100x106. Các protein khi gắn vào ubiquitin sẽ mất hình dạng cấu trúc của nó và tương tác với mũ của proteasome. Ubiquitin sau đó rời ra và được tái sử dụng trong khi protein được đưa vào bên trong proteasome và bị cắt thành các peptide dài 8 – 9 amino acid.

1. Các ribosome gắn trên lưới nội chất

2. Protein cuộn gấp đúng

3. Protein bị phá hủy

4. Các peptide sau khi proteasome cắt protein

HÌNH 7.4. PROTEASOME. Cấu trúc của proteasome 26S được xác định bởi kính hiển vi điện tử (trái) và hình vẽ giản lược của nó (phải). Proteasome 26S là một hạt hình trụ chứa một lõi xúc tác đa năng là proteasome 20S và hai mũ 19S là phức hợp điều hòa. Lõi proteasome 20S có hai vòng ngoài do bảy tiểu đơn vị khác nhau tạo nên, với hoạt tính thủy phân giống chymotrypsin, trypsin và postglutamyl thủy phân peptide (postglutamyl peptide hydrolase – PGPH).

1. Mũ

2. Protein 19S điều hòa hòa

3. Nền

4. Lõi

5. Protein 20S lõi hình trụ gồm 4 vòng từ 7 tiểu đơn vị

72 |

CHƯƠNG 7 – TRÌNH DIỆN PEPTIDE BỞI GLYCOPROTEIN HLA

HÌNH 7.5. PEPTIDE TRONG BÀO TƯƠNG GẶP GLYCOPROTEIN HLA LỚP I TẠI ĐÂU? Từ proteasome, các peptide có mặt trong bào tương và nhanh chóng bị phân giải thành các amino acid bởi các men aminopeptidase trong dịch bào tương. Tuy nhiên, một số ít peptide “may mắn” gắn được vào chất vận chuyển đặc biệt (chất vận chuyển thuộc quá trình xử lý kháng nguyên – Transporters associated with Antigen Processing, TAP1 và TAP2) nằm trên màng của lưới nội chất.

Chất vận chuyển TAP1 và TAP2 được các gene HLA Lớp II mã hóa.

Thông qua chất vận chuyển TAP1 và TAP2, các peptide đến lưới nội chất tồn tại lâu hơn và có thể gắn vào khe gắn kháng nguyên của các glycoprotein HLA Lớp I mới sinh.

Trong lưới nội chất, chuỗi α mới tổng hợp của phân tử HLA Lớp I gắn một protein chaperone đầu tiên là Calnexin. Sau đó, chuỗi α liên kết với chuỗi β-microglobulin, tách khỏi Calnexin và gắn vào Calreticulin và Tapasin, hai protein chaperone khác. Tương tác giữa Tapasin với chất vận chuyển TAP1 và TAP2 giúp phân tử glycoprotein HLA Lớp I mới sinh tương tác với peptide. Việc gắn peptide giúp ổn định phân tử HLA Lớp I mới sinh và tách nó khỏi các protein chaperone. Một số protein khác sẽ kiểm tra chất lượng của phức hợp glycoprotein Lớp I-peptide mới tạo này. Tương tác giữa các yếu tố cấu trúc trong khe gắn giúp gắn peptide vào đã tạo phức hợp có khả năng trình diện các peptide với một ái lực tương đối với khe gắn kháng nguyên (xem hình 7.6). Cuối cùng, phân tử glycoprotein HLA Lớp I cùng peptide của nó trong khe gắn kháng nguyên rời lưới nội chất và di chuyển về bề mặt tế bào. Ngoài ra, một phần nhỏ của phân tử glycoprotein không gắn peptide cũng đi đến bề mặt tế bào.

Các glycoprotein Lớp I cũng có thể gắn với các peptide xuất hiện trong dịch thể. NGUỒN: A Bleeps et al, Nature 2017,551:526.

1.Lưới nội chất 2. Bào tương

3. Protein gắn Ubiquitin 4. Proteasome

5. Các peptide

6. Phân tử HLA Lớp I trưởng thành

CHƯƠNG 7 – TRÌNH DIỆN PEPTIDE BỞI GLYCOPROTEIN HLA

| 73

HÌNH 7.6. “CÁC PEPTIDE MAY MẮN” GẮN VÀO KHE GẮN KHÁNG NGUYÊN CỦA GLYCOPROTEIN HLA LỚP I NHƯ THẾ NÀO? “Các peptide may mắn” không bị phân giải nhanh chóng thành amino acids có thể gắn vào khe gắn kháng nguyên của các phân tử HLA lớp I mới hình thành. Để giữ được liên kết với khe gắn kháng nguyên này, peptide cần tạo nhiều liên kết (liên kết ion, liên kết hydro) với các amino acid tại các domain ở nền và thành của khe gắn.

Khả năng gắn hay không gắn phụ thuộc vào cả cấu trúc của khe gắn kháng nguyên lẫn chuỗi amino acid của peptide. Mỗi biến dị allele HLA Lớp I đều có khe gắn với một chuỗi amino acid khác biệt. Vì thế, sự khác biệt về túi gắn và điện tích tại đây khiến các khe gắn này có thể (hoặc không thể) tương tác với peptide qua các amino acid neo giữ. Do đó, một số biến dị allele HLA Lớp I gắn rất tốt với một số peptide nhất định trong khi các allele khác không có khả năng này. Đây là điều rất quan trọng, bởi một người có thể được di truyền một số allele HLA Lớp I trình diện rất tốt một peptide nhất định, trong khi người khác không trình diện hoặc trình diện rất kém peptide đó do nhận một allele HLA Lớp I khác. Ngoài ra, cùng một peptide có thể gắn vào các khe gắn kháng nguyên theo cách khác và mang hình dạng khác để thích hợp với khe gắn của các phân tử HLA Lớp I khác nhau. Các phân tử HLA Lớp I cùng peptide gắn (HLA-p) mang hình dạng khác biệt sẽ được các receptor khác nhau trên bề mặt tế bào T nhận diện. Mỗi khe gắn kháng nguyên của phân tử HLA Lớp I có thể gắn khoảng 1000 peptide khác nhau.

Mỗi người bộc lộ nhiều khe gắn kháng nguyên HLA Lớp I (ít nhất là sáu nếu chỉ tính các phân tử HLA-A, -B và –C di truyền từ mẹ và bố). Sự dễ dàng trong tương tác giữa peptide và khe gắn cùng với sự đa dạng của các phân tử HLA Lớp I khác nhau làm tăng khả năng mỗi cá nhân có tối thiểu một khe gắn để gắn và trình diện một peptide nhất định. Ngoài ra, tính đa hình của các phân tử HLA Lớp I trong quần thể làm tăng khả năng mà tối thiểu sẽ có một vài người có khe gắn gắn hiệu quả hơn cho peptide đó. Một số phần (có thể thay đổi) của domain V (variable) của TCR (T cell receptor) tương tác với peptide (vùng quyết định bổ sung 1 – Complementary determining region 1 – CDR1); trong khi các vùng khác tương tác với phân tử HLA (CDR2 và CDR3) (xem hình 7.10, 7.11, 9.8 và 15.1).

1. TCR: T cell receptor 2. Peptide gắn

3. Phân tử HLA Lớp I

4. Liên kết Ion

5. Liên kết hydro

74 |

CHƯƠNG 7 – TRÌNH DIỆN PEPTIDE BỞI GLYCOPROTEIN HLA

HÌNH 7.7. TRÊN MÀNG TẾ BÀO, CÁC PEPTIDE ĐƯỢC TRÌNH DIỆN BỞI CÁC GLYCOPROTEIN HLA LỚP I CHO BIẾT ĐIỀU GÌ ĐANG XẢY RA TRONG TẾ BÀO. Trên màng tế bào, thời gian nửa đời của các phân tử HLA gắn với một peptide là khoảng 6 giờ. Các phân tử HLA Lớp I mới hình thành đi từ lưới nội chất đến các túi hậu Golgi và di chuyển hướng đến màng tế bào. Điều đó có nghĩa là các phân tử HLA mới liên tục bộc lộ các peptide có nguồn gốc từ các protein vừa mới bị phá hủy trong bào tương.

Bằng cách này, các phân tử HLA Lớp I không ngừng trình báo lên màng tế bào các mẫu protein được tổng hợp và bị phá hủy trong bào tương, dù các quá trình này đã được màng tế bào che chắn. Một số gene HLA giúp cơ thể chiến đấu giỏi hơn với một loại nhiễm trùng nhất định bởi chúng mã hóa cho các khe gắn kháng nguyên của HLA với khả năng hiệu quả trong việc bắt peptide thích hợp để trình diện cho tế bào T (xem Chương 9).

1. Túi hậu Golgi

2. Phân tử HLA Lớp I trưởng thành

3. Peptide

4. Màng tế bào

HÌNH 7.8. NGUỒN GỐC CÁC PEPTIDE GẮN VÀO GLYCOPROTEIN HLA LỚP II. Dù sự tổng hợp các phân tử HLA Lớp II diễn ra song song với Lớp I, các peptide gắn vào khe gắn của chúng lại có nguồn gốc khác nhau. Trong lưới nội chất, các chuỗi α và β của phân tử HLA Lớp II được tổng hợp một cách độc lập. Chaperone dạng chuỗi Invariant chain (chuỗi bất biến) gắn vào chúng trong khi mảnh Clip bịt kín khe gắn kháng nguyên giữa chúng. Vì vậy, các peptide từ dịch bào tương được TAP1 và TAP2 vận chuyển vào lưới nội chất không thể gắn vào các phân tử HLA Lớp II. Phức hợp ba phân tử tạo bởi chuỗi α, chuỗi β của phân tử HLA Lớp II và Invariant chain sẽ đi từ lưới nội chất đến các túi hậu Golgi rồi di chuyển hướng ra màng tế bào. Trong khi di chuyển các túi hậu Golgi hợp nhất với thể thực bào sinh tan.

1. Lưới nội chất 2. Dịch bào tương

3. Peptide 4. Phân tử HLA Lớp I trưởng thành

5. Chuỗi bất biến kiểu Chaperone 6. Mảnh Clip

CHƯƠNG 7 – TRÌNH DIỆN PEPTIDE BỞI GLYCOPROTEIN HLA

| 75

HÌNH 7.9. PEPTIDE TỪ CÁC CẤU TRÚC ĐƯỢC NHẬP BÀO GẶP GLYCOPROTEIN HLA LỚP II TẠI ĐÂU? Trong khi di chuyển đến màng tế bào, các túi hậu Golgi chứa các phân tử HLA Lớp II chưa trưởng thành được Invariant chain chỉ dẫn để hợp nhất với một thể thực bào sinh tan có tính acid. Thể thực bào sinh tan này chứa các peptide từ các cấu trúc được nhập bào. pH acid và hoạt động của các men peptidase tách Invariant chain ra, để lại khe gắn được bịt kín bởi Clip.

Sau đó, sự kết hợp của các phân tử HLA Lớp II với 2 protein chaperone DM và DO khiến Clip bị tách ra và các peptide gắn vào một cách thuận lợi. Các phân tử HLA Lớp II trưởng thành bộc lộ các peptide từ các cấu trúc được nhập bào sau đó được gài lên màng tế bào. Vì thời gian nửa đời của các phân tử HLA Lớp II trên màng là khoảng 6 giờ nên các peptide được bộc lộ trên bề mặt tế bào đến từ các cấu trúc được nhập bào mới. Tương tác giữa peptide với nền và thành khe gắn kháng nguyên của phân tử HLA Lớp II tương tự như đã được trình bày trên HÌNH 7.6. Tuy nhiên, trên hình này, khe gắn được mô tả gồm 2 chuỗi (chuỗi α và β). Thực tế nó dài hơn và linh hoạt hơn.

1. Quá trình thực bào 2. Thể thực bào sinh tan

3. Tạo peptide 4. Bộ máy Golgi

5. Peptide 6. Phân tử HLA Lớp II

HÌNH 7.10. CÁC PEPTIDE ĐƯỢC NHẬP BÀO GẮN VỚI CÁC GLYCOPROTEIN HLA LỚP II Một thể thực bào sinh tan (trên hình: màu cam) chứa các peptide (đỏ) có nguồn gốc từ các protein được nhập bào. Nó hợp nhất với một túi hậu Golgi đang vận chuyển các phân tử HLA Lớp II mới tổng hợp hướng đến màng tế bào. Trong túi hậu Golgi này, các phân tử HLA Lớp II đang liên kết với Invariant chain có khe gắn bị bịt kín bởi mảnh Clip của Invariant chain (A). Các men protease acid của thể thực bào sinh tan thoái biến Invariant chain (B), còn lại phân tử HLA Lớp II vẫn bị bịt kín bởi mảnh Clip (C) gắn gắn vào phân tử DM. Các phân tử DM và DO (không có trong hình) là các phân tử HLA Lớp II khác không được biểu hiện trên bề mặt tế bào mà chỉ có trong các túi bào tương (xem hình 5.20). Liên kết với DM làm ổn định phân tử HLA Lớp II, cho phép nó tách Clip ra (D) và gắn peptide vào. Phân tử HLA Lớp II trưởng thành được giữ ổn định bởi peptide gắn vào khe gắn kháng nguyên. Nó di chuyển hướng đến màng tế bào.

1. Thể thực bào sinh tan 2. Túi hậu Golgi

3. Các peptide từ các cấu trúc nhập bào

4. Phân tử HLA Lớp II trưởng thành

5. Peptide 6. Invariant chain

7. Clip

CHƯƠNG 8. TẾ BÀO LYMPHO T

HÌNH 8.1. MỘT CHIẾN LƯỢC MIỄN DỊCH KHÁC: ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH THÍCH ỨNG.

HÌNH 8.2. HỆ MIỄN DỊCH THÍCH ỨNG. I. CÁC ĐẶC ĐIỂM CHÍNH: Các tế bào T và B là những tế bào của hệ miễn dịch thích ứng. Mỗi người có khoảng 1012 tế bào T và B. Mỗi tế bào T và B non này biểu hiện rất nhiều bản sao của một receptor cá biệt độc nhất, đặc hiệu cho một phân tử ngoại lai hay còn gọi là một kháng nguyên. Vì hầu hết mỗi tế bào lympho đều biểu hiện một receptor khác biệt so với receptor của các tế bào khác nên tập hợp tổng các loại receptor cho kháng nguyên khác biệt trên tế bào T và B lên đến 1011 loại receptor. Điều đó có nghĩa là tập hợp tế bào T và B của mỗi người có thể nhận diện được hơn 1011 loại kháng nguyên khác nhau.

HÌNH 8.3. HỆ MIỄN DỊCH THÍCH ỨNG. II. CHỌN LỌC DÒNG TẾ BÀO. Hệ miễn dịch thích ứng có chiến lược phòng vệ dựa trên: .

A. Tính đặc hiệu (specificity) của các reteptor màng khi nhận diện kháng nguyên đích của chúng (trên hình: tam giác màu đỏ); ……………………

B. Sự tăng sinh tạo dòng (clonal expression) những tế bào có receptor tương tác với kháng nguyên tốt hơn.

C. Sự cạnh tranh giữa những tế bào lympho có thể gắn cùng một kháng nguyên với cường độ khác nhau (khác nhau về ái lực, xem hình 16.5).

76 |

CHƯƠNG 8 – TẾ BÀO LYMPHO T

| 77

HÌNH 8.4. CÁC TẾ BÀO CỦA HỆ MIỄN DỊCH THÍCH ỨNG. Các tế bào T và B tương tác có chọn lọc với kháng nguyên đặc hiệu cùng loại với độ chính xác cao (ái lực cao), đồng thời phối hợp kích hoạt nhiều cơ chế bảo vệ khác nhau.

HÌNH 8.5. HOẠT HÓA CÓ CHỌN LỌC TẾ BÀO LYMPHO T VÀ B. Trong bóng tối bên trong cơ thể chúng ta, đời sống của các tế bào lympho T và B được điều khiển bởi một lượng lớn các receptor màng nhận tín hiệu từ môi trường. Receptor sau khi kết hợp với ligand (chất gắn/phối tử) của nó sẽ truyền tín hiệu vào nhân. Sự phối hợp của vô số tín hiệu do các receptor khác nhau bắt giữ giúp điều hòa hoạt hóa gene cũng như hoạt động của tế bào.

Khác với các tế bào của hệ miễn dịch bẩm sinh (xem hình 5.2), mỗi tế bào T và B biểu hiện một receptor đặc hiệu cho kháng nguyên đặc trưng cho từng tế bào: đó là TCR – T Cell Receptor và BCR – B Cell Receptor. TCR biểu hiện trên màng của tế bào T non này khác biệt với TCR trên màng của tất cả các tế bào T non khác. Tương tự, BCR biểu hiện trên màng của tế bào B non này khác biệt với BCR trên màng của tất cả các tế bào B non khác.

Sự chọn lọc để hoạt hóa một tế bào T bất kỳ phụ thuộc vào tương tác giữa TCR của bản thân nó với những phức hợp HLA-p cùng loại (xem hình 8.10, 8.12). Còn để hoạt hóa có chọn lọc một tế bào B bất kỳ, điều đó lại phụ thuộc vào sự tương tác giữa BCR của bản thân nó với những phân tử có tính kháng nguyên cùng loại (xem hình 14.10). Các receptor khác cung cấp tín hiệu để định hướng cho tế bào T và B trưởng thành, biệt hóa, homing và kết hợp lại để hoạt hóa tế bào.

Khi đã được hoạt hóa có chọn lọc, các tế bào T và B tạo dòng (clone) các tế bào hiệu ứng cũng như tế bào nhớ với số lượng lớn. Tất cả các tế bào này đều biểu hiện TCR (hoạt BCR) của tế bào được hoạt hóa ban đầu (xem hình 8.3). Trong hình trên chỉ cho thấy một ít trong rất nhiều họ receptor màng được tế bào T và B biểu hiện.

1. Mỗi TCR tương tác với một HLA-p đặc hiệu

2. Các đồng thụ thể của TCR 3. Các receptor bám dính

4. Các receptor quyết định 5. Các receptor hormone

6. Các receptor chemokine 7. Các receptor cytokine

78 |

CHƯƠNG 8 – TẾ BÀO LYMPHO T

HÌNH 8.6. VỀ MẶT CẤU TRÚC VI THỂ (A) VÀ MÔ HỌC (B).

A. Hình ảnh có nguồn gốc từ ảnh hiển vi điện tử mô tả một tế bào T với nhân tròn được bao quanh bởi một vành đai bào tương mỏng chứa một số ribosome, ty thể rải rác, lưới nội chất ít ỏi và rất ít lysosome. Có các vi nhung mao ngắn trên bề mặt tế bào.

B. Dưới đèn kính hiển vi, tế bào T hiển thị một nhân tròn, bao quanh bởi một vành đai bào tương hầu như không thể nhận thấy được. Về hình thái học, tế bào T giống tế bào B. Receptor cho kháng nguyên được biểu hiện trên màng tế bào T được gọi là T Cell Receptor – TCR. TCR không tương tác với các kháng nguyên ngoại lai khi kháng nguyên vẫn ở hình dạng tự nhiên. TCR chỉ gắn với các phân tử HLA đang trình diện một kháng nguyên dạng peptide trong khe gắn kháng nguyên của chúng (HLA-p, xem hình 8.12, 10.8).

HÌNH 8.7. NGUỒN GỐC VÀ SỰ TRƯỞNG THÀNH CỦA TẾ BÀO T α-β.

Giống tất cả tế bào bạch cầu máu, các tế bào T có nguồn gốc từ tủy xương với nhiều giai đoạn phát triển đặc trưng.

HÌNH 8.8. SỰ TRƯỞNG THÀNH CỦA TẾ BÀO T α-β NON (VIRGIN/NAÏVE T CELL).

1. Lưới nội chất

2. Tiêu thể

3. Bào tương

4. Nhân

5. Ty thể

CHƯƠNG 8 – TẾ BÀO LYMPHO T

| 79

HÌNH 8.9. CÁC DƯỚI NHÓM CHÍNH CỦA TẾ BÀO T α-β Ở NGƯỜI Tập hợp tế bào T α-β chiếm số lượng lớn nhất trong tập hợp các nhóm tế bào lympho T của cơ thể. Chúng có thể được chia thành các dưới nhóm dựa trên cả các các dấu ấn trên bề mặt tế bào (gọi là các CD, xem hình 22.7) lẫn các chức năng chính của chúng.

Tế bào T biểu hiện dấu ấn CD4 (tế bào lympho CD4+) tương tác với phân tử HLA Lớp II và peptide trong khe gắn kháng nguyên của nó (phân tử HLA-p). Đa số các tế bào T CD4+ đều có chức năng giúp đỡ (xem Chương 12). Tuy nhiên, một số ít tế bào T CD4+ lại có hoạt tính gây độc tế bào và tiêu diệt những tế bào đích biểu hiện HLA-p tương ứng.

Ngược lại, tế bào T biểu hiện dấu ấn CD8 (tế bào lympho CD8+) tương tac với phân tử HLAp Lớp I. Đa số các tế bào T CD8+ đều có hoạt tính gây độc và tiêu diệt tế bào (xem Chương 11). Tuy nhiên một số ít tế bào T CD8+ cũng có thể có hoạt tính của một tế bào T giúp đỡ.

Tế bào iNK âm tính kép (CD4-, CD8-) lại có các TCR có khả năng tạo tương tác với phân tử HLA Lớp I là CD1 (xem hình 6.19). CD1 trình diện các phân tử lipid và glycolipid trong khe gắn kháng nguyên của chúng.

Với tập hợp α-β TCR vô cùng đa dạng được biểu hiện bởi nhiều nhóm tế bào T khác nhau, hệ thống miễn dịch đảm bảo rằng nó có thể đáp ứng rất đặc hiệu với hầu hết các loại peptide.

HÌNH 8.10. HOẠT HÓA TẾ BÀO T α-β.

Receptor của tế bào T α-β (TCR) không tương tác với các kháng nguyên ngoại lai mà chỉ gắn với các glycoprotein HLA đang trình diện một kháng nguyên dạng peptide trong vùng gắn kháng nguyên của chúng (HLA-p, xem hình 6.6, 6.10). Các tế bào T trong máu, trong các mô và các cơ quan bạch huyết liên tục tương tác với các tế bào cơ thể. Khi một tương tác hình thành, α-β TCR trên màng tế bào T sẽ thăm dò các glycoprotein HLA Lớp I và Lớp II cùng các peptide mà chúng trình diện (HLA-p) trên màng tế bào đích. Các phân tử HLA-p Lớp II được rà soát bởi các α-β TCR của tế bào T CD4+ trong khi các phân tử HLA-p Lớp I được rà soát bởi các α-β TCR của tế bào T CD8+. Các peptide sinh ra từ các protein thông thường bị bỏ qua (xem Chương 22), còn lại các peptide bất thường sẽ kích hoạt đáp ứng tế bào T.

80 |

CHƯƠNG 8 – TẾ BÀO LYMPHO T

HÌNH 8.11. TCR CỦA TẾ BÀO T α-β.

Hai chuỗi α và β đều là thành viên của đại gia đình Ig (xem hình 14.5). Mỗi chuỗi được cấu tạo gồm hai vùng hình cầu ở ngoại bào, một vùng xuyên màng tạo thành từ các amino acid kỵ nước và một đuôi ngắn nằm trong tế bào chất, không thể truyền tín hiệu vào nhân tế bào. Chuỗi amino acid của vùng nằm ngoài nhất (domain V) là điển hình cho mỗi tế bào T non. Sự khác biệt mang tính cá thể này cho phép TCR của mỗi tế bào T non phản ứng với một phức hợp HLA-peptide khác nhau. Ngược lại, vùng C giống nhau ở tất cả các tế bào T α-β.

HÌNH 8.12. α-β TCR CỦA TẾ BÀO T CD3+ CD8+ RÀ SOÁT CÁC PHÂN TỬ HLA GẮN PEPTIDE TRONG KHE GẮN KHÁNG NGUYÊN CỦA CHÚNG (HLA-p) Tại một số ít vị trí của vùng biến đổi (V) trên cả hai chuỗi α và β của TCR (vùng quyết định bổ sung CDR1 và CDR2, xem hình 8.13) cần có cấu trúc phù hợp để tương tác được với cấu trúc của phân tử HLA. Một vị trí đặc trưng khác của TCR (vùng siêu biến, CDR3) cũng cần có cấu trúc phù hợp để tương tác với cấu trúc của phân tử peptide trong khe gắn của HLA. Nếu TCR tương tác ái lực cao với phức hợp HLA-p, một tín hiệu hoạt hóa sẽ được truyền vào nhân của tế bào T.

1. Các miền ở ngoại bào

2. Màng tế bào

3. Các miền trong bào tương

4. Các miền xuyên màng

CHƯƠNG 8 – TẾ BÀO LYMPHO T

| 81

HÌNH 8.13. TẾ BÀO Tα-β NHẬN BIẾT CÁI GÌ?

Hai vị trí là CDR1 và CDR2 của TCR chủ yếu tương tác với các amino acid của phân tử HLA. Vị trí thứ ba, CDR3, là một vị trí có nhiều biến đổi hơn, sẽ tương tác với peptide gắn trong khe gắn của phân tử HLA. Kiểu tương tác với sự tham gia của ba thành phần này sẽ định hướng sự hoạt hóa của tất cả tế bào T α-β. Còn với tế bào NK thì TCR của nó sẽ hình thành một tương tác với phân tử glycoprotein HLA Lớp I – CD1 (xem hình 6.19). CD1 trình diện các lipid và glycolipid của vi khuẩn (chứ không phải các peptide) trong khe gắn kháng nguyên của chúng.

1. TCR: T cell receptor 2. Peptide gắn

3. Phân tử HLA Lớp I

4. Liên kết Ion

5. Liên kết hydro

HÌNH 8.14. SỰ TRUYỀN TÍN HIỆU CỦA TCR PHỤ THUỘC VÀO MỘT SỐ CHUỖI ĐƠN HÌNH (CÁC CHUỖI ζ VÀ PHỨC HỢP CD3) KẾT HỢP VỚI TCR. Khi TCR trên bề mặt tế bào T tương tác với phức hợp HLA-p, các tín hiệu hoạt hóa sẽ được truyền vào nhân của tế bào T. Tuy nhiên, TCR không truyền trực tiếp tín hiệu vào nhân mà tương tác ái lực cao giữa TCR và phức hợp HLA-p dẫn đến sự hoạt hóa của bốn chuỗi truyền tín hiệu [các chuỗi ζ (zeta), và bộ ba chuỗi γ (gamma), δ (delta) và ε (epsilon) được xác định là thành phần của phức hợp CD3, một dấu ấn điển hình của tế bào T].

2. Không gian bên trong bào tương

1. Màng tế bào

HÌNH 8.15. SỰ TRUYỀN TÍN HIỆU CỦA TCR. Tương tác ái lực cao giữa TCR và phức hợp HLApeptide (HLA-p) dẫn đến sự hoạt hóa của các chuỗi ζ (zeta), và bộ ba chuỗi γ (gamma), δ (delta) và ε (epsilon) được xác định là thành phần của phức hợp CD3. Trên chuỗi ζ và trên bộ ba chuỗi của CD3, hai tyrosine của một chuỗi trình tự amino acid đặc biệt gọi là ITAM (Immuno-receptor Tyrosine-based Activation Motif: Motif hoạt hóa dựa vào tyrosine của receptor miễn dịch) được phosphoryl hóa và hình thành một vị trí gắn

tín hiệu Zap70 (chuỗi ζ liên kết với Protein 70) (xem hình 10.9, 10.11, về ITAM xem thêm hình 20.9).

Mỗi chuỗi CD3 biểu hiện một ITAM, còn các chuỗi ζ biểu hiện ba ITAM. 1. Vùng ngoại bào

2. Chuỗi ITAM

3. Vùng nội bào

82 |

CHƯƠNG 8 – TẾ BÀO LYMPHO T

HÌNH 8.16. CÁC DẤU ẤN MÀNG CỦA TẾ BÀO T α-β.

HÌNH 8.17. HÌNH ẢNH GIẢN LƯỢC CÁCH CÁC TẾ BÀO T CD3+ CD8+ RÀ SOÁT CÁC PHÂN TỬ HLA LỚP I GẮN PEPTIDE TRONG KHE GẮN KHÁNG NGUYÊN CỦA CHÚNG. Đồng thụ thể CD8 tương tác với một trình tự amino acid tính đơn hình (monomorphic/invariant - không biến đổi/ không khác biệt giữa các cá thể trong loài) trên miền α3, thuộc chuỗi α của glycoprotein HLA Lớp I. 1. Đồng thụ thể CD8 2. CD3 và chuỗi ζ

3. Phân tử HLA Lớp I liên kết với peptide

4. Chuỗi α của phân tử HLA Lớp I

5. Chuỗi β2 microglobulin

4. Chuỗi α của phân tử HLA Lớp II

5. Chuỗi β của phân tử HLA Lớp II

HÌNH 8.18. HÌNH ẢNH GIẢN LƯỢC CÁCH CÁC TẾ BÀO T CD3+ CD4+ RÀ SOÁT CÁC PHÂN TỬ HLA LỚP II GẮN PEPTIDE TRONG KHE GẮN KHÁNG NGUYÊN CỦA CHÚNG. Đồng thụ thể CD4 tương tác với một trình tự amino acid có tính đơn hình trên miền β2, thuộc chuỗi β của glycoprotein HLA Lớp II.

1. Đồng thụ thể CD4 2. CD3 và chuỗi ζ

3. Phân tử HLA Lớp II liên kết với peptide

CHƯƠNG 8 – TẾ BÀO LYMPHO T

| 83

HÌNH 8.19. CÁC TẾ BÀO iNKT. Các tế bào iNKT tạo thành một tâp hợp tế bào lympho riêng biệt, không đồng nhất, biểu hiện một TCR α-β với tính biến đổi hạn chế (hay không biến đổi). Tế bào iNKT được tìm thấy nhiều ở các hàng rào bảo vệ cơ thể (để tìm hiểu chi tiết hơn, xem thêm hình 9.16).

HÌNH 8.20. CÁC TẾ BÀO T GAMMA-DELTA (γ-δ).

TCR của nhóm tế bào thiểu số này được tạo bởi một chuỗi gamma (γ) và một chuỗi delta (δ) (để tìm hiểu chi tiết hơn, xem thêm hình 9.17).

CHƯƠNG 9. ĐÀO TẠO TẾ BÀO T TẠI TUYẾN ỨC

HÌNH 9.1. TUYẾN ỨC. I. VỊ TRÍ GIẢI PHẪU VÀ CẤU TRÚC. Tuyến ức là cơ quan bạch huyết nơi các tiền thân tế bào T được kích thích để biệt hóa và “đào tạo” nhằm nhận diện được các phân tử ngoại lai và dung nạp các phân tử bản thân (self-molecules).

Nếu trẻ sinh ra mang khiếm khuyết ở tuyến ức, chúng có thể biểu hiện một hội chứng suy giảm miễn dịch nghiêm trọng bởi vì sự trưởng thành bình thường của tế bào T đã bị ảnh hưởng (xem Chương 28).

HÌNH 9.2. TUYẾN ỨC. II. CẤU TRÚC MÔ HỌC TUYẾN ỨC. Tuyến ức được chia thành hai vùng dựa trên mô học là vùng vỏ ở bên ngoài và vùng tủy ở bên trong. Mỗi vùng có loại tế bào nền tuyến ức khác nhau (gồm các tế bào liên kết, tế bào biểu mô, tế bào tua DC, đại thực bào…) nhằm tạo ta một vi môi trường cần thiết cho sự phát triển và chọn lọc đối với các nhóm tế bào T khác nhau.

1. Lớp vỏ nang 2. Vách liên kết chia thùy

84 |

3. Ngã ba vỏ - tủy 4. Tế bào tua

5. Tế bào biểu mô vùng tủy 6. Đại thực bào

7. Tế bào biểu mô vùng vỏ

CHƯƠNG 9 – ĐÀO TẠO TẾ BÀO T TẠI TUYẾN ỨC

| 85

HÌNH 9.3. TUYẾN ỨC. III. LÁT CẮT MÔ TUYẾN ỨC ĐƯỢC NHUỘM VỚI HEMATOXYLIN VÀ EOSIN. Tuyến ức được bao bọc bởi một lớp vỏ bao liên kết dạng sợi mỏng. Trong tuyến ức có thể xác định được hai vùng riêng biệt khác nhau về giải phẫu và chức năng: bên ngoài là vùng vỏ và bên trong là vùng tủy. Các vách liên kết phân thùy tạo ra rất nhiều các tiểu thùy tuyến ức. Vùng vỏ tối hơn vùng tủy bởi tại đây số lượng tế bào tiền thân tế bào T tuyến ức tập trung nhiều hơn. Nhân của tế bào tuyến ức (được nhuộm xanh) dày đặc làm che lấp các tế bào biểu mô có nguồn gốc nội bì. Các tế bào biểu mô này tạo thành một mạng lưới tế bào nên gọi là tế bào lưới biểu mô. Chúng phải trải qua nhiều quá trình để tạo nên một mạng lưới liên kết bên trong và một bộ khung các tế bào hỗ trợ. Ngoài ra, tuyến ức là nơi tập trung của các đại thực bào, chủ yếu là ở vùng vỏ. Còn các tế bào tua (DC) chủ yếu tập trung ở vùng tủy. Trong quá trình các tế bào tuyến ức trưởng thành, chúng di chuyển từ vùng dưới vỏ tới vùng tủy.

Cùng với quá trình lão hóa, theo thời gian, tuyến ức dần dần được thay thể bởi mô mỡ.

HÌNH 9.4. TUYẾN ỨC. IV. LÁT CẮT MÔ TUYẾN ỨC ĐƯỢC NHUỘM VỚI KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG KHÁNG CD3.

Khi nhuộm với kháng thể đơn dòng (xem Chương 22) gắn CD3 (xem hình 8.14), vốn là một chất chỉ điểm có trên màng tế bào của hầu hết các nhóm tế bào T, kết quả cho thấy đại đa số tế bào trong tuyến ức là các tế bào CD3+. Vì có số lượng rất lớn nên chúng đã che lấp mạng lưới liên kết của các tế bào lưới biểu mô.

HÌNH 9.5. TUYẾN ỨC. V. LÁT CẮT MÔ TUYẾN ỨC ĐƯỢC NHUỘM VỚI KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG KHÁNG KI-67.

Kháng thể đơn dòng kháng Ki-67 là một loại protein được biểu hiện bởi các tế bào tăng sinh, biểu thị cho một hoạt động tăng sinh mạnh mẽ đang diễn ra. Khoảng một tuần sau khi các tiền thân tế bào T xuất hiện tại tuyến ức, chúng đi vào một pha tăng sinh mạnh (chọn lọc dương tính, xem HÌNH 9.5), sau đó là một quá trình biệt hóa phức tạp. Quá trình này dẫn đến kết quả là chỉ một quần thể rất nhỏ các tế bào T có biểu hiện TCR với khả năng gắn ái lực thấp với HLA-p bản thân là sống sót. 98% tế bào tuyến ức đi vào hoặc phát triển ở tuyến ức chết tại tuyến ức bởi sự chết theo chương trình trong suốt quá trình chọn lọc phức tạp ở đây.

1. Lớp vỏ bao

2. Vùng vỏ

3. Vùng tủy

4. Vách liên kết phân thùy

86 |

CHƯƠNG 9 – ĐÀO TẠO TẾ BÀO T TẠI TUYẾN ỨC

HÌNH 9.6. TUYẾN ỨC. VI. HÌNH ẢNH ĐƯỢC QUÉT QUA KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ.

I. Vô số các tế bào tuyến ức đang phát triển (các tế bào T khi đến tuyến ức được gọi là các tế bào tuyến ức - thymocyte) (các tế bào hình cầu trong hình). Chúng chiếm vị trí trong các hốc nhỏ và các kẽ hở được tạo bởi tế bào lưới biểu mô tuyến ức. Hình ảnh này và hình ảnh tiếp theo (xem hình 9.7) minh họa rõ sự tiếp xúc gần gũi giữa tế bào với tế bào, dẫn đến những tương tác giữa các tế bào tuyến ức đang phát triển và các tế bào thuộc tuyến ức (thymic cells).

HÌNH 9.7. TUYẾN ỨC. VI. HÌNH ẢNH ĐƯỢC QUÉT QUA KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ.

II. Một mảnh của tuyến ức được rửa trong môi trường nuôi cấy mô trước khi quét qua kính hiển vi điện tử. Khi phần lớn các tế bào tuyến ức đã bị rửa trôi, một mạng lưới các tế bào biểu mô rộng lớn bên trong trở nên rõ nét. Hình ảnh này cùng với hình ảnh trước đó cho thấy rõ sự tương tác mật thiết và liên tục diễn ra giữa các màng tế bào của tế bào tuyến ức đang phát triển, tế bào biểu mô và tế bào lympho. Những tương tác này tạo nền tảng cho các chọn lọc dương tính và âm tính của tế bào tuyến ức (thymocyte).

CHƯƠNG 9 – ĐÀO TẠO TẾ BÀO T TẠI TUYẾN ỨC

| 87

HÌNH 9.8. CÁC NHÓM TẾ BÀO T PHÁT TRIỂN TRONG TUYẾN ỨC. Các tiền thân tế bào T trưởng thành ở tủy xương. Sau đó, nếu tín hiệu NOTCH không xuất hiện, chúng sẽ rời khỏi tủy xương và hướng đến tuyến ức. Tại đây chúng sẽ trải qua quá trình biệt hóa thông qua nhiều tương tác riêng biệt với các tế bào nền tuyến ức, đã được chỉ ra trong các hình ảnh trước. Những tướng tác đó đã kích hoạt sự tái tổ hợp gene diễn ra, cho phép mỗi tếbafo tế bào tự sản sinh ra một receptor cho kháng nguyên của tế bào T (TCR) riêng biệt, đồng thời biệt hóa chúng thành một trong bốn nhóm tế bào T chính là: a) b) c) d)

Nhóm tế bào T α-β: CD3+ và CD4+; Nhóm tế bào T α-β: CD3+ và CD8+; Nhóm tế bào T diệt tự nhiên bẩm sinh iNK – (innate Natural Killer T cell); Nhóm tế bào T γ-δ: CD3+ và CD4-.

HÌNH 9.9. SỰ TRƯỞNG THÀNH CỦA TẾ BÀO Tα-β CD4 + và CD8 + Ở TUYẾN ỨC. I. Các tế bào T α-β CD4+ và CD8+ là hai nhóm tế bào chủ yếu của tế bào T. Chương trình đào tạo các tế bào này tại tuyến ức diễn ra cả ở vùng vỏ và vùng tủy. Các tế bào nền tuyến ức là những tế bào hỗ trợ cho sự biệt hóa của cả hai nhóm tế bào lympho T này sau khi chúng di chuyển từ tủy xương đến tuyến ức. Các tín hiệu và các chốt kiểm soát do các tế bào nền tuyến ức chuyên biệt cung cấp rất cần thiết cho quá trình biệt hóa và chọn lọc tế bào T. Những ổ chứa các loại tế bào nền tuyến ức tạo ra một vi môi trường nhằm kích hoạt quá trình tái tổ hợp gene. Điều đó cho phép mỗi tế bào T có được TCR của riêng nó, đồng thời để chúng biệt hóa thành một trong bốn nhóm tế bào T chủ yếu.

88 |

CHƯƠNG 9 – ĐÀO TẠO TẾ BÀO T TẠI TUYẾN ỨC

HÌNH 9.10. SỰ TRƯỞNG THÀNH CỦA TẾ BÀO Tα-β CD4 + và CD8 + Ở TUYẾN ỨC. II. CÁC BƯỚC ĐÀO TẠO TẾ BÀO T. Đào tạo tế bào T ở tuyến là một chuỗi chọn lọc phức tạp với các quá trình chọn lọc âm tính (phần lớn tế bào chết) xen kẽ các quá trình chọn lọc dương tính (tế bào tăng sinh mạnh mẽ). Quá trình chọn lọc đan xen này bắt đầu khi tiền thân tế bào T rời tủy xương và đi đến tuyến ức.

Trong tuyến ức, các tế bào tuyến ức âm tính kép CD4-CD8- vì chưa biểu hiện TCR hoặc đồng thụ thể CD4 và CD8 nên sẽ trải qua quá trình tái sắp xếp các gene TCR α-β. Các tế bào đã tái sắp xếp thành công gene TCR trở thành tế bào CD3+. Các tế bào này cũng biểu hiện cả đồng thụ thể CD4 và CD8 và được gọi là tế bào dương tính kép (CD4+CD8+).

Trong vùng vỏ tuyến ức, sự chọn lọc đầu tiên diễn ra: các tế bào tuyến ức dương tính kép đã biểu hiện được α-β TCR mà không thể tương tác với các phân tử HLA gắn peptide (HLA-p) bản thân vốn được biểu hiện trên bề mặt của tế bào biểu mô tuyến ức vùng vỏ sẽ chết do bị lãng quên (death by neglect). Ngược lại, nếu những tế bào đó có thể tương tác với HLA-p bản thân sẽ được kích thích tăng sinh (chọn lọc dương tính).

Những tế bào có TCR tương tác với phân tử HLA Lớp I sẽ giữ lại CD8 nhưng không còn biểu hiện CD4 và trở thành tế bào CD3+CD8+CD4-. Những tế bào có TCR tương tác với phân tử HLA Lớp II sẽ giữ lại CD4 nhưng không còn biểu hiện CD8 và trở thành tế bào CD3+CD8-CD4+. Bằng cách này tế bào dương tính kép CD4+ và CD8+ trở thành tế bào dương tính đơn, CD4+ hoặc CD8+. Các tế bào dương tính đơn này di chuyển vào vùng tủy tuyến ức. Tại đây, các tế bào có TCR gắn ái lực cao với HLA-p bản thân sẽ bị kích hoạt quá trình chết theo chương trình apoptosis. Sự chọn lọc âm tính này rất khắc nghiệt và đa số tế bào tuyến ức dương tính đơn sẽ chết. Số ít còn lại sống sót vì biểu hiện TCR gắn ái lực thấp với HLA-p bản thân. Các tế bào tuyến ức này được kích thích tăng sinh lần nữa và cuối cùng rời tuyến ức đi vào máu ngoại vi với tên gọi là tế bào T non trưởng thành (tế bào T trưởng thành sau quá trình chọn lọc và chưa tiếp xúc với kháng nguyên).

HÌNH 9.11. SỰ TRƯỞNG THÀNH CỦA TẾ BÀO Tα-β CD4+ VÀ CD8+ Ở TUYẾN ỨC. III. CÁC BƯỚC ĐẦU TIÊN. Các bước biệt hóa ban đầu của tiền thân tế bào T tại tuyến ức diễn ra độc lập, không liên quan đến sự tương tác của chúng với các phân tử HLA gắn peptide trong khe gắn kháng nguyên (HLA-p), vốn được biểu hiện trên bề mặt của các tế bào nền-biểu mô tuyến ức.

1. Vùng dưới vỏ 2. Vỏ tuyến ức 3. Ngã ba vỏ - tủy 4. Tủy tuyến ức

5. Tế bào biểu mô và DC điều hòa chọn lọc âm tính 6. Tế bào biểu mô vỏ điều hòa chọn lọc dương tính

7. Tế bào tuyến ức chưa trưởng thành âm tính kép 8. Tế bào tuyến ức chưa trưởng thành dương tính kép

9. Tế bào tuyến ức trưởng thành CD4+CD8- và CD4CD8+

CHƯƠNG 9 – ĐÀO TẠO TẾ BÀO T TẠI TUYẾN ỨC

| 89

HÌNH 9.12. SỰ TRƯỞNG THÀNH CỦA TẾ BÀO Tα-β CD4 + và CD8 + Ở TUYẾN ỨC. IV. CÁI CHẾT DO BỊ LÃNG QUÊN VÀ CHỌN LỌC DƯƠNG TÍNH. Các tế bào T vẫn tiếp tục biệt hóa mà không phụ thuộc vào sự tương tác với các phân tử HLA cho đến giai đoạn dương tính kép (CD4+, CD8+). Từ giai đoạn biệt hóa này, quá trình biệt hóa tiếp theo của các tế bào T chưa trưởng thành trong tuyến ức (sự biệt hóa tế bào tuyến ức) phụ thuộc nghiêm ngặt vào sự tương tác với các các phân tử HLA trình diện peptide trong khe gắn kháng nguyên (HLA-p). Cường độ của tín hiệu truyền bởi các tương tác này sẽ xác định số phận của tế bào T: hoặc chết (chết do bị lãng quên) nếu cường độ tín hiệu dưới ngưỡng cần thiết (ví dụ các TCR không có chức năng) hoặc sống (chọn lọc dương tính) và tăng sinh nếu cường độ đủ mạnh. Cường độ của tín hiệu cũng chịu ảnh hưởng bởi các đồng thụ thể mà tế bào T huy động để hỗ trợ (CD4 và CD8, xem hình 10.12 và 10.13) trong quá trình tương tác với các tế bào thuộc tuyến ức.

Kết quả của quá trình chọn lọc dựa trên tương tác TCR-HLA-p: vì mỗi cá nhân biểu hiện các phân tử glycoprotein HLA riêng biệt nên sẽ chọn lọc ra một tập hợp TCR riêng biệt, là đặc trưng của mỗi người.

HÌNH 9.13. SỰ TRƯỞNG THÀNH CỦA TẾ BÀO Tα-β CD4 + và CD8 + Ở TUYẾN ỨC. V. CHỌN LỌC ÂM TÍNH VÀ CHỌN LỌC DƯƠNG TÍNH. Bước tiếp theo trong quá trình đào tạo tại tuyến ức, các tế bào T sẽ được chọn lọc để có cường độ tín hiệu TCR mức độ thấp: nếu TCR phản ứng với kháng nguyên bản thân sẽ gây chết tế bào.

CHỌN LỌC ÂM TÍNH. Với các tế bào tuyến ức tạo TCR tương tác ái lực cao với các phân tử HLA bản thân trình diện các peptide bản thân trong khe gắn kháng nguyên (HLA-p), chúng sẽ chết theo chương trình (apoptosis) (dung nạp trung tâm, xem hình 26.6 - 26.9) hoặc trở thành tế bào T điều hòa tự nhiên (Treg) (xem hình 26.10). Các tế bào chết theo chương trình là một sự kiện rất quan trọng và khắc nghiệt vì nó diễn ra với phần lớn các tế bào tuyến ức.

Kết quả quan trọng nhất của quá trình chọn lọc âm tính này là sự loại bỏ các tế bào tự phản ứng (autoreactive cell), chính là những tế bào mang TCR tương tác ái lực cao với HLA-p bản thân.

90 |

CHƯƠNG 9 – ĐÀO TẠO TẾ BÀO T TẠI TUYẾN ỨC

VAI TRÒ CỦA AIRE TRONG CHỌN LỌC ÂM TÍNH. Để việc chọn lọc âm tính các tế bào T tự phản ứng được mở rộng hơn, các tế bào biểu mô tuyến ức biểu hiện gene AIRE (Autoimmune Regulator gene – Gene điều hòa tự miễn dịch). Gene này mã hóa cho một yếu tố dịch mã giúp các tế bào biểu mô tuyến ức có khả năng biểu hiện các protein mới. Các protein này thông thường chỉ được biểu hiện bởi tại các mô ngoại vi đặc biệt.

CÁC TẾ BÀO TUYẾN ỨC DƯƠNG TÍNH ĐƠN. Các tế bào tuyến ức không chết do bị lãng quên và thoát khỏi chọn lọc âm tính với các HLA-p bản thân là những tế bào dương tính kép CD4+ và CD8+. Chúng là những tế bào có TCR tương tác ái lực thấp với các phân tử HLA-p bản thân. Tùy vào loại HLA-p mà TCR của tế bào tương tác, các tế bào này sẽ trở thành các tế bào dương tính đơn: các tế bào có TCR nhận diện các phân tử HLA-p Lớp I sẽ giữ lại đồng thụ thể CD8, còn các tế bào có TCR nhận diện các phân tử HLA-p Lớp II sẽ giữ lại đồng thụ thể CD4.

RỜI KHỎI TUYẾN ỨC. Sau quá trình chọn lọc tập hợp TCR phức tạp và khắc nghiệt, chỉ còn lại các tế bào T từ tuyến ức biểu hiện TCR có tương tác ái lực thấp với HLA-p bản thân. Tương tác này đủ mạnh để các tế bào trong vi môi trường của tuyến ức chuyển tải các tín hiệu chống lại sự chết theo chương trình. Tuy nhiên, nó lại không đủ mạnh để kích hoạt tế bào T. Các tế bào sống sót sau quá trình đào tạo tại tuyến ức sẽ đi vào máu với tên gọi là tế bào T non trưởng thành - mature naïve (virgin) T cell. Nhóm tế bào này biểu hiện một tập hợp vô cùng lớn các TCR khác nhau vì mỗi tế bào T đều tạo ra một TCR riêng của nó. Một TCR gắn với HLA-p bản thân với ái lực thấp có thể tương tác ái lực cao với một phân tử HLA bản thân trình diện một peptide lạ, hoặc nó có thể chống lại các phân tử HLA lạ. Các peptide lạ và các phân tử HLA lạ chỉ trình diện một vài amino acid khác biệt so với HLA-p bản thân. Dù vậy, những sự khác biệt này có thể dẫn đến sự hình thành một tương tác ái lực cao với TCR mà các tế bào T non biểu hiện.

HÌNH 9.14. SỰ TRƯỞNG THÀNH CỦA TẾ BÀO Tα-β CD4 + và CD8 + Ở TUYẾN ỨC. VI. ĐẶC ĐIỂM CỦA TẾ BÀO T α-β NON TRƯỞNG THÀNH RỜI KHỎI TUYẾN ỨC.

CHƯƠNG 9 – ĐÀO TẠO TẾ BÀO T TẠI TUYẾN ỨC

| 91

HÌNH 9.15. SỰ TRƯỞNG THÀNH CỦA TẾ BÀO Tα-β CD4 + và CD8 + Ở TUYẾN ỨC. VII. SỰ BIỆT HÓA THÀNH CÔNG CỦA TẾ BÀO T TẠI TUYẾN ỨC GẮN LIỀN VỚI SỰ BIỂU HIỆN CỦA CÁC PROTEIN TRÊN MÀNG LÀ CD3, CD4 VÀ CD8.

HÌNH 9.16. SỰ TRƯỞNG THÀNH CỦA TẾ BÀO iNKT. Các tế bào T diệt tự nhiên bất biến – invariant Natural Killer T cells hay tế bào iNKT là một nhóm nhỏ các tế bào lympho dương tính kép CD4+CD8+ hoặc âm tính kép CD4-CD8-, biểu hiện receptor của tế bào T α-β nhưng có tập hợp TCR rất hạn chế. Các TCR này là bất biến (invariant TCR) và chúng được chọn lọc dương tính để tương tác với CD1, một họ phân tử không đa hình của HLA Lớp Ib. Chúng tham gia vào quá trình trình diện các kháng nguyên lipid và glycolipid phổ biến ở nhiều loài vi sinh vật (xem hình 6.19). Các tế bào lympho có TCR tương tác với CD1 được gọi là các tế bào invariant NKT (iNKT).

92 |

CHƯƠNG 9 – ĐÀO TẠO TẾ BÀO T TẠI TUYẾN ỨC

Sự phát triển và định hướng của tế bào iNKT diễn ra tại các ổ đặc biệt trong tuyến ức. Các ổ này giàu tế bào biểu với tính chất tương tự các tế bào bàn chải (hay còn gọi là tế bào tuft) mang thụ thể cảm ứng hóa học – vị giác trong niêm mạc đường tiêu hóa (taste-chemosensory tuft cells). Chúng giải phóng IL25 vào các ổ đặc biệt này.

Tế bào iNKT nhận diện các phân tử phổ biến và luôn hiện diện trên màng tế bào của các vi sinh vật cộng sinh (các N-formyl peptide do CD1 trình diện) thường trú trên các bề mặt của hàng rào bảo vệ cơ thể như ở da và niêm mạc ruột. Tại đây chúng không trực tiếp chống lại các vi sinh vật, mà thay vào đó chúng giúp hồi phục các mô. Bằng cách này, đáp ứng miễn dịch tạo ra sẽ kiểm soát khả năng xâm nhập của vi khuẩn thay vì tìm cách loại bỏ chúng. NGUỒN: JL Linehan et al, Cell 2018, 172:784; P. Klenerman and G. Ogg, Nature 2018, 555:594; CN. Miller et al, Nature 2018, 559:627.

HÌNH 9.17. SỰ TRƯỞNG THÀNH CỦA TẾ BÀO T γ-δ.

Các tế bào thuộc họ tế bào lympho T này biểu hiện các TCR từ kết quả của sự tái sắp xếp các gene γ-δ (gamma-delta). Phần lớn TCR γ-δ do các tế bào này biểu hiện sẽ nhận diện được các chất chuyển hóa từ vi khuẩn, các phân tử xuất hiện nhanh ngay khi có nhiễm khuẩn và một số phân tử khác khi tế bào bị stress. Sự nhận diện của chúng là trực tiếp, nghĩa là không cần thông qua phân tử HLA trình diện kháng nguyên.

Một khi đã được kích hoạt, các tế bào T γ-δ sẽ sản xuất ra các cytokine tiền viêm (IL17, IFNγ…) và các chemokine.

Những tế bào Tγ-δ khác có thể có hoạt tính ly giải tế bào.

CHƯƠNG 10. HOẠT HÓA TẾ BÀO T NON HÌNH 10.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN TỰ NHIÊN CỦA TẾ BÀO T.

HÌNH 10.2. SỰ HOẠT HÓA TẾ BÀO T NON ĐÒI HỎI SỰ KẾT HỢP ĐỒNG THỜI NHIỀU TÍN HIỆU. Tế bào T non được hoạt hóa bởi các tế bào chuyên biệt, chính là các tế bào trình diện kháng nguyên (APC – Antigen Presenting Cells). Chỉ có các tế bào này mới cung cấp được nhiều loại tín hiệu khác nhau cần thiết cho sự hoạt hóa tế bào T non.

Nhờ sự phức tạp của các tín hiệu kích hoạt mà tế bào T non có thể tránh được trường hợp hoạt hóa không chính xác.

Một khi đã được hoạt hóa, một tế bào T non sẽ nhanh chóng phân chia tạo ra một dòng tế bào T hiệu ứng/nhớ với thời gian tồn tại gần như suốt đời (xem Chương 24). Vì vậy, chỉ cần một tế bào T bị hoạt hóa sai và kháng lại kháng nguyên bản thân, nó sẽ dẫn đến một bệnh tự miễn kéo dài và có tính tàn phá nặng nề (xem Chương 27).

| 93

94 |

CHƯƠNG 10 – HOẠT HÓA TẾ BÀO T NON

HÌNH 10.3. CHỨC NĂNG CỦA TẾ BÀO TRÌNH DIỆN KHÁNG NGUYÊN APC TRONG HOẠT HÓA TẾ BÀO T NON. Sự trưởng thành của một APC từ một tế bào chuyên bắt giữ kháng nguyên thành một tế bào trình diện kháng nguyên cho tế bào T đã được chứng minh rất rõ với trường hợp của tế bào tua (DC - Dendritic Cells). Nhờ biểu hiện các receptor nhận diện kiểu mẫu (PRP - Pattern Recognition Receptors, xem hình 4.4) mà các tế bào tế bào tua chưa trưởng thành nhận biết sự có mặt của kháng nguyên lạ. Sau đó, chúng tăng cường hoạt động thực bào để bắt giữ kháng nguyên một cách hiệu quả. Cuối cùng, chúng trình diện các peptide có nguồn gốc từ kháng nguyên bị bắt giữ cho các phân tử HLA Lớp II tại khe gắn kháng nguyên.

Quá trình thực bào kháng nguyên kết hợp với các tín hiệu cảnh báo và tín hiệu viêm đã kích thích sự trưởng thành của các tế bào tua. Các tế bào tua chưa trưởng thành chuyển thành các tế bào tua trưởng thành, đi theo mạch bạch huyết để tới các cơ quan bạch huyết và ở lại vùng tế bào T (xem hình 10.4, 18.4 và 19.3).

HÌNH 10.4. BẮT GIỮ KHÁNG NGUYÊN VÀ TRÌNH DIỆN CHO TẾ BÀO T. Các receptor nhận diện kiểu mẫu (RPR) và các receptor Toll (xem hình 4.4) giúp tế bào trình diện kháng nguyên (APC) nhận biết và bắt giữ kháng nguyên ở khu vực ngoại vi. Sau đó, các tín hiệu cảnh báo và các cytokine tiền viêm kích thích APC trưởng thành và di chuyển. Từ vị trí mô có kháng nguyên bị bắt giữ, APC trưởng thành di chuyển đến các mạch bạch huyết gần đó và từ từ di chuyển hướng đến chuỗi hạch lympho (xem hình 18.4 và 19.3). Đây là nơi chúng trình diện cho tế bào T các peptide có nguồn gốc từ kháng nguyên bị bắt giữ trong khe gắn kháng nguyên của các phân tử HLA (HLA-p).

CHƯƠNG 10 – HOẠT HÓA TẾ BÀO T NON

| 95

HÌNH 10.5. HÀNH TRÌNH CỦA TẾ BÀO TRÌNH DIỆN KHÁNG NGUYÊN APC KẾT THÚC TẠI VÙNG TẾ BÀO T CỦA HẠCH BẠCH HUYẾT. Các mạch bạch huyết hướng tâm thu thập và vận chuyển dịch kẽ và APC từ ngoại biên vào khoang dưới vỏ của hạch bạch huyết (xem hình 19.2). Trong suốt hành trình dài để đi đến hạch bạch huyết, APC phân giải kháng nguyên bị bắt giữ và trình diện các peptide kháng nguyên vào khe gắn kháng nguyên của các phân tử HLA (HLA-p) thuộc APC. Tại hạch lympho, APC đến vùng tế bào T. Đây là nơi các phân tử HLA-p sẽ được các tế bào T rà soát một cách dễ dàng.

1. Khoang dưới vỏ 2. Nang lympho sơ cấp

3. Tiểu tĩnh mạch nội mô cao 4. Vùng vỏ

5. Vùng cận vỏ 6. Vùng tủy

7. Vùng tế bào B 8. Vùng tế bào T

HÌNH 10.6. TƯƠNG TÁC GIỮA TẾ BÀO TRÌNH DIỆN KHÁNG NGUYÊN (APC) VÀ TẾ BÀO T. Tại các cơ quan bạch huyết, tập hợp vô số tế bào T trong vùng tế bào T sẽ rà soát các phân tử HLA và các peptide (HLA-p) trên màng tế bào của APC. Tế bào T ban đầu tương tác với APC thông qua các phân tử bám dính không đặc hiệu. Sau đó, TCR sẽ thăm dò các phân tử HLA-p được biểu hiện trên màng APC. 1. Phân tử bám dính

96 |

CHƯƠNG 10 – HOẠT HÓA TẾ BÀO T NON

HÌNH 10.7. VAI TRÒ BAN ĐẦU CỦA CÁC PHÂN TỬ BÁM DÍNH. Các phân tử bám dính được tế bào T biểu hiện sẽ gắn với các phân tử tương ứng trên APC, cho phép tương tác ban đầu giữa tế bào T và APC. Trong số các phân tử bám dính được biểu hiện trên bề mặt tế bào T, chúng ta có: Lymphocyte Function-Associated antigens (LFA-1 và LFA2/CD2) các integrin (các thụ thể xuyên màng tạo điều kiện cho sự kết dính bộ khung ngoại bào (Extracellular Matrix – ECM); Intracellular Adhesion Molecule-3 (ICAM-3) - một thàng viên của đại gia đình Immunoglobulin (xem hình 14.5). Các phân tử này tương tác với các phân tử ICAM, LFA cũng như các C-type leptin (DC-SIGN, Dendritic Cell Specific ICAM-3 Grabbing Non Itegrin) được biểu hiện trên màng tế bào của APC. Chính nhờ những liên kết đa dạng và không đặc hiệu này đã dẫn đến sự hình thành khớp miễn dịch tạm thời (temporary immunologycal synapse) giữa APC và tế bào T.

( HÌNH 10.8. TCR RÀ SOÁT CÁC PHÂN TỬ HLA VÀ CÁC PEPTIDE TRÊN TẾ BÀO TRÌNH DIỆN KHÁNG NGUYÊN. Các receptor và chất gắn tham gia vào quá trình hoạt hóa tế bào T tập trung tại vùng tiếp xúc giữa màng tế bào T và màng của APC. Tại đây, TCR do tế bào T biểu hiện bắt đầu thăm dò các phân tử HLA-p do APC trình diện. Trong hầu hết trường hợp, TCR không gắn HLA-p với ái lực cao và sau một khoảng thời gian ngắn, tế bào T và APC sẽ tách ra.

Ngược lại, nếu TCR gắn ái lực cao với HLA-p, phân tử bám dính LFA-1 sẽ thay đổi hình dạng để gắn vào ICAM-1 với ái lực cao hơn. Lúc này, tế bào T sẽ tiếp tục gắn với APC trong vài giờ. Trong

CHƯƠNG 10 – HOẠT HÓA TẾ BÀO T NON

| 97

thời gian kéo dài tương tác giữa hai tế bào, APC và tế bào T cung cấp và tiếp nhận rất nhiều tín hiệu dẫn đến sự hoạt hóa tế bào T. Sự gắn kết ái lực cao giữa TCR và HLA-p chính là trung tâm của vấn đề, là cơ sở cho sự đặc hiệu của quá trình hoạt hóa tế bào T. Sự đặc hiệu này dựa vào không gian bổ sung (spatial complementarity) giữa vùng xác định bổ sung của TCR (CDR1, 2 và 3, xem hình 8.12) và HLA-p (xem hình 8.13). Chỉ một amino acid khác biệt cũng có thể khiến một tương tác gắn kết ái lực cao và có tính kích hoạt chuyển đổi thành một tương tác không hiệu quả và không kích hoạt được tế bào T. Trong trường hợp tương tác ái lực cao, TCR liên tục lặp lại quá trình gắn với HLA-p, cung cấp các tín hiệu kích hoạt và rồi tách khỏi HLA-p. Những tín hiệu tạo ra từ quá trình gắn lặp lại này khiến tế bào T non đi vào trạng thái kích hoạt ban đầu. Sau đó, có các tín hiệu đồng kích hoạt cần được cung cấp để tiếp tục quá trình kích hoạt tế bào T, tạo dòng và biệt hóa tế bào. Trong hình trên, chuỗi anpha của TCR có màu xanh đậm, chuỗi beta của TCR có màu xanh nhạt, chuỗi anpha của HLA Lớp I có màu xanh lục, chuỗi beta-2 microglobulin có màu nâu, phân tử peptide trong khe gắn kháng nguyên của HLA có màu đỏ.

HÌNH 10.9. TCR VÀ PHÂN TỬ HLA ĐI ĐẾN LIPID RAFT. Sau tương tác ái lực cao ban đầu, TCR di chuyển đến một miền siêu nhỏ (micro-domain) đặc biệt trên màng tế bào (lipid raft, màu cam trên hình). Miền này có một lượng lớn lipid bão hòa và cholesterol. Sự di chuyển này rất quan trọng cho quá trình truyền tin các tín hiệu từ TCR vào nhân, vì các Lck và Fyn Src kinase tham gia vào sự hoạt hóa tế bào T đều nằm tại đây.

Trong những lần tương tác giữa TCR và phân tử HLA-p, phân tử CD45 – một enzyme thyrosine phosphatase được kích hoạt. Phân tử CD45 đã kích hoạt sẽ loại bỏ nhóm phosphate của phân tử Lck và Fyn chưa kích hoạt. Lck và Fyn sau khi loại nhóm phosphate sẽ được kích hoạt và phosphoryl hóa các thyrosine tại vùng ITAM của chuỗi zeta và CD3. ITAM đã phosphoryl hóa trở thành nơi gắn cho ZAP 70 (Zeta Chain Associated Protein kinase). Sau đó, ZAP 70 hoạt hóa các phân tử chuyển đổi (adaptor molecule) LAT và SLP-76. Trong hình, Lck và Fyn có màu đen khi chưa hoạt hóa và màu cam khi hoạt hóa; vòng tròn màu vàng kèm chữ P: ITAM đã phospho hóa.

98 |

CHƯƠNG 10 – HOẠT HÓA TẾ BÀO T NON

HÌNH 10.10. TÍN HIỆU TỪ TCR. Protein-tyrosine kinase ZAP-70 khi phosphoryl hóa các protein khung tế bào (scaffold protein) dẫn đến sự hoạt hóa của phospholipase C-gamma.

Phospholipase C-gamma di chuyển đến màng tế bào và cắt phân tử phosphatidilinositol biphosphate thành inositol triphosphate (IP3) và diaglycerol (DAG). IP3 giải phóng Ca++ dự trữ trong tế bào và mở kênh Ca++ làm Ca++ nội bào thoát ra ngoại bào.

DAG khuếch tán vào bào tương và kích hoạt protein kinase C θ và các Mitogen Activated Protein (MAP) kinase. Các MAP kinase cũng có thể được kích hoạt bởi ZAP-70 kinase. Cuối cùng, yếu tố phiên mã NF-ҡB, NFAT và họ AP-1 khởi đầu cho sự hoạt hóa của cả gene IL2 lẫn gene mã hóa cho chuỗi α của receptor IL2 (CD25) (xem hình 2.14 – 2.20, 10.11).

HÌNH 10.11. TẾ BÀO T HOẠT HÓA. Bước cuối cùng của quá trình hoạt hóa tế bào T dẫn đến sự biểu hiện chuỗi α của receptor IL2 (CD25) trên màng tế bào, sự hình thành receptor IL2 ái lực cao với ba tiểu phân, và sự tiết IL2.

Khi CD25 được biểu hiện trên màng tế bào T, một lượng rất nhỏ IL2 do tế bào T tiết ra sẽ được chính tế bào T bắt giữ (tự tiết). Sau đó chuỗi β và chuỗi γ của receptor IL2 đã phosphoryl hóa sẽ truyền tín hiệu qua con đường JAK-STAT rồi kích thích tế bào T tăng sinh tạo dòng tế bào và biệt hóa thành tế bào T hiệu ứng/T nhớ (xem hình 2.12- 2.20).

CHƯƠNG 10 – HOẠT HÓA TẾ BÀO T NON

| 99 HÌNH 10.12. YẾU TỐ ĐỒNG KÍCH THÍCH TẾ BÀO T – CD4. Để hoạt hóa tế bào T non, tương tác ái lực cao giữa TCR và HLA-p cũng như các tín hiệu dẫn truyền như đã mô tả trong hình 10.9 là chưa đủ. Sự dẫn truyền tín hiệu hiệu quả từ TCR, sự tồn tại và biệt hóa của tế bào T đòi hỏi thêm nhiều tín hiệu phụ trợ từ nhiều phân tử và receptor đồng kích thích khác. Trên màng tế bào T CD3+CD4+, phân tử đồng kích thích CD4 gắn vào một miền không

biến đổi (conserved domain) trên phân tử HLA Lớp II, giúp ổn định tương tác giữa TCR và HLA-p Lớp II. Ngoài ra, khi CD4 gắn vào HLA-p Lớp II sẽ kích hoạt các Src kinase là Lck và Fyn (xem hình 10.9) làm tăng cường sự phosphoryl hóa vùng ITAM của CD3 và các chuỗi zeta. Nếu thiếu tín hiệu đồng kích thích này, tế bào T đi vào trạng thái vô cảm (anergy) (xem hình 26.13).

HÌNH 10.13. YẾU TỐ ĐỒNG KÍCH THÍCH TẾ BÀO T – CD8.

Trên màng tế bào T CD3+CD8+, phân tử đồng kích thích CD8 gắn vào một miền không đổi (conserved domain) trên phân tử HLA Lớp I, giúp ổn định tương tác giữa TCR và HLA-p Lớp I. Ngoài ra, khi CD8 gắn vào HLA-p Lớp II sẽ kích hoạt các Src kinase là Lck và Fyn (xem hình 10.9) làm tăng cường sự phosphoryl hóa vùng ITAM của CD3 và các chuỗi zeta. Nếu thiếu tín hiệu đồng kích thích này, tế bào T đi vào trạng thái vô cảm (anergy) (xem hình 26.13).

HÌNH 10.14. YẾU TỐ ĐỒNG KÍCH THÍCH TẾ BÀO T – B7.

Mỗi phân tử B7.1 (CD80) và B7.2 (CD86) có cấu tạo từ hai đơn phân protein hoàn toàn giống nhau, thuộc họ Immunoglobulin (xem hình 13.5). Chúng được biểu hiện bởi tế bào trình diện kháng nguyên (APC) đã hoạt hóa. Sự tương tác giữa chúng và receptor đồng kích thích CD28 được biểu hiện trên màng tế bào T sẽ khiến các receptor này phosphoryl hóa.

100 |

CHƯƠNG 10 – HOẠT HÓA TẾ BÀO T NON

CD28 đã phosphoryl hóa sẽ hoạt hóa phospholipase C-gamma để sản xuất IP3. Ngoài ra, các tín hiệu từ TCR và CD28 kích thích tế bào T biểu hiện chất gắn CD40 (CD40 ligand – CD40L) lên màng. Đây là một phân tử đồng kích thích khác, sẽ gắn với receptor CD40 do APC biểu hiện.

Những tín hiệu do CD28 đã hoạt hóa tạo ra có vai trò cực kỳ quan trọng đối với sự tạo dòng của tế bào T non cũng như sự tồn tại của chúng. Tương tự, trong trường hợp này, nếu thiếu tín hiệu đồng kích thích từ tương tác B7-CD28, tế bào T đì vào trạng thái vô cảm (anergy) (xem hình 26.13).

HÌNH 10.15. YẾU TỐ ĐỒNG KÍCH THÍCH TẾ BÀO T – CD40 LIGAND. Các tín hiệu từ TCR, CD4 hoặc CD8 và CD28 kích thích tế bào T tiền hoạt hóa để biểu hiện CD40 ligand (CD40L) trên màng tế bào của nó. CD40 ligand là một cytokine màng với 3 tiểu phân, một thành viên của họ Tumor Necrosis Factor (Yếu tố hoại tử khối u – TNF). Phân tử đồng kích thích này gắn vào CD40 – receptor do APC biểu hiện.

Khi CD40 ligand gắn vào receptor CD40 sẽ hoạt hóa receptor CD40 tạo tín hiệu kích thích APC. APC lúc này cung cấp các tín hiệu đồng kích thích tế bào T hiệu quả hơn, cũng như làm tăng biểu hiện các phân tử HLA, B7 và tăng tiết các cytokine (xem hình 18.9).

HÌNH 10.16. YẾU TỐ ĐỒNG KÍCH THÍCH TẾ BÀO T – TNF MÀNG. Trên màng của tế bào trình diện kháng nguyên (APC) đã hoạt hóa có biểu hiện các phân tử dạng tam phân của cytokine TNF-α. Chúng được nhận biết bởi TNF receptor II (TNFR II) có trên bề mặt tế bào T. Ngược lại với trường hợp CD40L trên bề mặt tế bào T tiền hoạt hóa sẽ gắn vào receptor CD40 trên APC, TNF biểu hiện trên màng APC sẽ gắn vào receptor TNF trên bề mặt tế bào T. Thông qua TRAF-2 (TNF Receptor Associated Factor), TNRF II hoạt hóa con đường AKT giúp tăng khả năng sống của tế bào T, con đường NF-ҡB giúp tăng cường phân chia tế bào và con đường JNK và AP1 giúp tế bào T tăng tiết IL2. Tất cả những con đường dẫn truyền đó đều đóng vai trò quan trọng đối với quá trình hoạt hóa và tạo dòng tế bào T non.

CHƯƠNG 10 – HOẠT HÓA TẾ BÀO T NON

| 101

HÌNH 10.17. SỰ ĐỒNG KÍCH THÍCH MỘT TẾ BÀO T NON. Khi TCR của một tế bào T non tương tác ái lực cao với phân tử HLA trình diện peptide trong khe gắn kháng nguyên (HLA-p), nhiều receptor và ligand sẽ cùng tham gia kích thích sự hoạt hóa tế bào T. Các tín hiệu đồng kích thích này có vai trò vô cùng quan trọng để hoạt hóa hoàn toàn một tế bào T non. Đối với sự hoạt hóa tế bào T hiệu ứng/nhớ thì các tín hiệu này đã sẵn sàng để kích hoạt.

Các phân tử đồng kích thích quan trọng nhất đã được mô tả trong các hình 10.12 – 10.16. Tuy nhiên, còn có một số phân tử khác tham gia vào tương tác giữa APC và tế bào T và tạo các tín hiệu đồng kích thích khác. Tương tác giữa TCR và HLA-p mà không có các tín hiệu đồng kích thích sẽ làm tế bào T mất chức năng hay trở nên vô cảm (Anergic T cell). Tế bào T vô cảm vẫn theo dòng tuần hoàn trong máu bình thường nhưng nó không thể tạo đáp ứng miễn dịch ngay cả khi đã nhận diện được HLA-p đặc hiệu đi kèm với các tín hiệu đồng kích thích chính xác. Thiếu một tín hiệu đồng kích thích đồng thời cũng có thể khiến tế bào Th biệt hóa thành tế bào Treg (sự chuyển biệt hóa – transdifferentiation).

HÌNH 10.18. CỤM SIÊU PHÂN TỬ HOẠT HÓA – SUPRA MOLECULAR ACTIVATION CLUSTER (SMAC).

Khi TCR gắn ái lực cao với HLA-p, tế bào T và tế bào trình diện kháng nguyên APC hình thành một tương tác kéo dài giữa hai tế bào.

A. Cụm phân tử trong vùng tương tác giữa hai tế bào tham gia vào quá trình hoạt hóa tế bào T tạo nên SMAC. Các phân tử của SMAC lặp đi lặp lại tương tác và tạo ra các tín hiệu. Sau đó, chúng được nhập bào rồi lại được tái biểu hiện.

B. Trong quá trình tương tác giữa hai tế bào, sự đổi mới liên tục của cụm phân tử này tạo một vùng không gian đặc trưng. Phía bên tế bào T có TCR, CD3 và các chuỗi zeta, cùng với các phân tử đồng kích thích CD4 hoặc CD8 và B7, chúng chiếm vị trí trung tâm của vùng tương tác (vùng c-SMAC). Các phân tử bám dính và các phân tử đồng kích thích khác (LFA-1, CD2-LFA-3; CD4 hoặc CD8) nằm quanh vùng trung tâm (p-SMAC). Phân tử bám dính CD43, dấu ấn CD44 và tyrosine phosphatase CD45 thuộc vùng ngoài cùng (d-SMAC). Phía bên APC các ligand và receptor tương ứng cũng có vị trí sắp xếp tương đồng.

102 |

CHƯƠNG 10 – HOẠT HÓA TẾ BÀO T NON

HÌNH 10.19. CÁC BƯỚC HOẠT HÓA TẾ BÀO T NON. Các tế bào canh gác đặc biệt (APC) ở ngoại vi nhận biết, bắt giữ và phân giải kháng nguyên, sau đó trình diện các peptide kháng nguyên vào khe gắn kháng nguyên của các phân tử HLA. Sau khi được kháng nguyên, các tín hiệu nguy hiểm và các cytokine hoạt hóa, APC đi đến vùng tế bào T trong cơ quan bạch huyết. Đây là nơi các phân tử HLA và peptide của nó được thăm dò bởi TCR của vô số tế bào T có mặt tại đây (xem hình 10.4 và 10.5).

Nếu TCR của một tế bào T nào đó gắn với HLA-p với ái lực cao, tế bào T đó sẽ ở trạng thái tiền kích hoạt ban đầu. Sau đó, nhiều tín hiệu đồng kích thích được giải phóng bởi APC kích thích tế bào T biểu hiện chuỗi α (CD25) của receptor IL2 (xem hình 2.12-2.18) và tiết IL2.

Tế bào T hoạt hóa hoàn toàn sẽ tăng sinh tạo ra một dòng tế bào T hiệu ứng/nhớ với sự biệt hóa được điều hòa bởi các cytokine do APC tiết ra. Trong một tuần, một tế bào T non đã hoạt hóa có thể sinh ra hơn 5 x 104 tế bào con.

Những tế bào T hiệu ứng/nhớ đã hoạt hóa này di chuyển khắp nơi trong cơ thể để tìm kiếm những tế bào đích có biểu hiện peptide tương tự như peptide được gắn trong khe gắn kháng nguyên của cùng loại phân tử HLA. Chúng rời khỏi lách rồi đi vào máu, rời khỏi hạch bạch huyết và mảng Payer để đi vào mạch bạch huyết, di chuyển trong vòng tuần hoàn và rồi lại đi vào các cơ quan bạch huyết. Hành trình của chúng được dẫn hướng bởi sphingosine 1-phosphate (S1P), có nồng độ trong dịch cơ thể cao hơn trong các cơ quan bạch huyết. Tương tác với S1P là các S1P receptor dẫn hướng hành trình. Tế bào T nghỉ và T hoạt hóa sẽ biểu hiện chúng theo những cách khác nhau.

CHƯƠNG 11. TẾ BÀO T ĐỘC HÌNH 11.1. TẾ BÀO T ĐỘC. Khi đã được kích hoạt một cách chính xác, một tế bào T non sẽ nhanh chóng tạo một dòng tế bào T hiệu ứng/nhớ. Thông thường, một tế bào T CD8+ non sẽ sản sinh ra một dòng tế bào T độc (hoặc T diệt, Tk) hiệu ứng/nhớ và tất cả tế bào trong dòng đó đều có TCR giống nhau.

HÌNH 11.2. HOẠT TÍNH TIÊU DIỆT TẾ BÀO CỦA TẾ BÀO T ĐỘC HIỆU ỨNG/NHỚ.

Các tế bào Tk hiệu ứng/ nhớ đi tuần tra khắp cơ thể để tìm kiếm phức hợp HLA-p tương tự phức hợp HLA-p đã khởi đầu quá trình hoạt hóa của tiền tế bào T non. Sau tương tác không đặc hiệu ban đầu (1), tương tác ái lực cao giữa TCR và một phức hợp HLA-p trình diện trên màng một tế bào (2) là đủ để kích hoạt hoạt tính tiêu diệt tế bào của tế bào Tk (3). Trong khoảng thời gian tương tác ngắn giữa Tk và tế bào đích (còn gọi là “Nụ hôn chết chóc”), tế bào Tk giải phóng nhiều phân tử ly giải gây chết tế bào đích. Khi tế bào đích đã chết, tế bào Tk tách rời ra và sẵn sàng đi tìm kiếm tế bào đích mới (4).

| 103

104 |

CHƯƠNG 11 – TẾ BÀO T ĐỘC

HÌNH 11.3. KHỚP LY GIẢI TẾ BÀO. Sau tương tác không đặc hiệu ban đầu bởi các phân tử bám dính, TCR của tế bào Tk hiệu ứng/ nhớ lần lượt quét phức hợp HLA-p biểu hiện trên màng tế bào đích.

Tế bào đích có thể là bất kỳ tế bào nào của cơ thể và không nhất thiết phải là một tế bào trình diện kháng nguyên APC. Nếu TCR tương tác với HLA-p với ái lực cao, tín hiệu được truyền bởi chuỗi zeta ζ và phân tử CD3 sẽ kích hoạt chương trình tiêu diệt tế bào của Tk. 1. Các phân tử bám dính

HÌNH 11.4. NỤ HÔN CHẾT CHÓC. Một khớp tạm thời được tạo ra khi TCR của tế bào Tk tương tác ái lực cao với một phức hợp HLA-p biểu hiển bởi tế bào đích. Trong khoảng thời gian 5 phút xảy ra quá trình tương tác ngắn này, các tín hiệu lặp lại từ TCR hoạt hóa chương trình tiêu diệt tế bào của Tk. Tế bào Tk tái sắp xếp lại các vi ống và thể Golgi để khoanh vùng và xuất bào các perforin và granzyme về hướng có tiếp xúc giữa hai tế bào.

1. Các hạt ly giải

2. Phân tử HLA lớp I cùng một peptide ngoại lai

3. Các men phân giải protein Perforin và granzyme

CHƯƠNG 11 – TẾ BÀO T ĐỘC

| 105

HÌNH 11.5. CÁI CHẾT CỦA TẾ BÀO ĐÍCH. Quá trình xúc tiết (polarized secretion) của perforin, các granzyme và các phân tử ly giải tế bào khác từ các hạt ly giải trong tế bào chất của tế bào Tk sẽ gây chết tế bào đích.

Các lỗ hổng trên màng tế bào đích được tạo ra bởi perforin cho phép các granzyme xâm nhập vào bên trong tế bào đích. Chúng gây ra sự phân mảnh nhân và cuộn xoắn Nhiễm sắc thể.

Các tế bào chết theo chương trình sẽ không giải phóng các thành phần nội bào của nó ra môi trường xung quanh bởi các phân mảnh của chúng luôn được bao bọc bởi một lớp màng bào tương. Sau đó, xác tế bào được dọn dẹp bởi các đại thực bào, vì vậy không tạo ra các sản phẩm gây viêm.

Khi bị nhiễm virus, việc tiêu diệt các tế bào nhiễm virus nhờ tế bào Tk là cơ chế quan trọng nhất của cơ thể để hồi phục. Cơ chế phòng vệ này lại minh họa cho một thực tế là quá trình tiến hóa đã trang bị cho rất nhiều loại virus gây bệnh các phương tiện để chống lại sự phát hiện và tiêu diệt của tế bào Tk. Ví dụ, virus Herpes simplex có thể sản xuất ra một protein với khả năng gắn vào TAP1 và TAP2 (xem hình 7.5) làm khóa chức năng vận chuyển peptide vào mạng lưới nội chất. Cytomegalovirus mã hóa cho các phân tử với khả năng kích thích giáng hóa các phân tử HLA lớp I bởi proteasome. Nếu tế bào nhiễm virus không biểu hiện HLA-p lạ, nó sẽ thoát khỏi sự tuần tra và tiêu diệt của tế bào Tk.

1. Trung tâm sắp xếp vi ống

2. Các hạt ly giải 3. Các hạt xuất bào

4. Các lỗ trên màng tế bào hình thành do perforin

5. Phân mảnh nhân và cuộn xoắn Nhiễm sắc thể

106 |

CHƯƠNG 11 – TẾ BÀO T ĐỘC

HÌNH 11.6. PERFORIN VÀ GRANULYSIN. Các hạt ly giải của tế bào T chứa nhiều protein ly giải tế bào gồm perforin, các granzyme, granulysin và các protein lysosome.

HÌNH 11.7. HỌ ENZYME GRANZYME.

HÌNH 11.8. LÀM THẾ NÀO ĐỂ PERFORIN, GRANULYSIN VÀ CÁC GRANZYME KHÔNG GÂY CHẾT TẾ BÀO TK? Các protein phá hủy màng tế bào do tế bào Tk giải phóng ra trong “Nụ hôn chết chóc” cũng có thể gây ra hiện tượng phá hủy tế bào do tự tiết lên màng tế bào Tk. Sự tiêu diệt tế bào chỉ xảy ra một chiều (unidirectional killing) dường như là do có sự kích thích giải phóng cathepsin B, Lamp1 (CD107a) và các phân tử khác trong vùng tiếp xúc giữa hai tế bào. Cathepsin B là một protease. Bằng cách bám dính vào màng tế bào Tk, hoạt tính enzyme của nó đã giáng hóa perforin và các protein phá hủy màng khác.

CHƯƠNG 12. TẾ BÀO T GIÚP ĐỠ HÌNH 12.1. TẾ BÀO T GIÚP ĐỠ.

Sự hoạt hóa một tế bào T non phụ thuộc vào tế bào trình diện kháng nguyên APC trình diện các peptide của kháng nguyên trong khe gắn kháng nguyên của phân tử HLA (HLAp). Khi đã được kích hoạt chính xác, tế bào T CD4+ non phân chia tạo dòng tế bào T giúp đỡ (Th) với tất cả các tế bào trong dòng có TCR giống TCR của tế bào T non đó.

Tuy nhiên, tùy thuộc vào các loại cytokine do APC tiết ra và các tín hiệu xuất hiện trong quá trình hoạt hóa APC, mỗi tế bào T non có thể tạo một dòng tế bào T hiệu ứng/nhớ khác biệt. Trong cơ thể có nhiều dưới nhóm tế bào Th hoạt động để điều chỉnh và định hướng quá trình phát triển của đáp ứng miễn dịch bằng cách tiết ra các tổ hợp cytokine đặc trưng. Các dưới nhóm của tế bào Th này cạnh tranh với nhau. Khi một dưới nhóm được kích hoạt trước và tạo dòng, nó sẽ ức chế sự phát triển của các dưới nhóm khác, đồng thời bắt đầu định hướng cho các đáp ứng miễn dịch.

Vai trò quan trọng của tế bào T giúp đỡ hiệu ứng/nhớ trong điều hòa đáp ứng miễn dịch được thể hiện rõ đối với bệnh nhân nhiễm HIV: sự giảm dần tế bào T CD4+ do nhiễm HIV dẫn đến sự suy giảm miễn dịch trầm trọng đe dọa sự sống của người bệnh (xem hình 28.8).

HÌNH 12.2. TẾ BÀO TRÌNH DIỆN KHÁNG NGUYÊN (APC) KÍCH THÍCH VÀ ĐỊNH HƯỚNG BIỆT HÓA TẾ BÀO Th. Các loại kháng nguyên khác nhau (vi khuẩn, ký sinh trùng, tế bào lạ hoặc biến đổi…) bị APC nhận diện và bắt giữ bởi trên màng tế bào APC có nhiều loại receptor khác nhau (Các receptor nhận diện kiểu mẫu PRR, xem hình 4.4).

| 107

108 |

CHƯƠNG 12 – TẾ BÀO T GIÚP ĐỠ

Các PPR này chuyển tín hiệu để kích thích APC giải phóng các tổ hợp cytokine khác nhau và biểu hiện các đồng thụ thể (co-receptor) khác nhau trên màng tế bào của nó. Ví dụ, các cytokine và đồng thụ thể được APC biểu hiện khi nó bắt giữ một vi khuẩn sẽ khác biệt so với khi nó bắt giữ một ký sinh trùng.

Khi APC trình diện HLA-p cho một tế bào T CD4+ nguyên, các tổ hợp cytokine đặc trưng và các đồng thụ thể do nó tạo ra sẽ định hướng sự phân cực của dòng tế bào Th trở thành tế bào Th1, Th2, Th17, Treg… (về tế bào Treg, xem hình 25.5).

HÌNH 12.3. TẾ BÀO TRÌNH DIỆN KHÁNG NGUYÊN (APC) QUYẾT ĐỊNH SỰ CHUYỂN BIỆT HÓA CỦA TẾ BÀO Th HIỆU ỨNG/NHỚ.

APC định hướng để hoạt hóa đáp ứng miễn dịch phù hợp nhất cho kháng nguyên nó bắt giữ bằng cách tiết ra tổ hợp các cytokine đặc trưng và biểu hiện các đồng thụ thể riêng biệt cho từng kiểu kháng nguyên (về tế bào Treg, xem hình 25.5). Bằng cách này, APC định hướng sự biến đổi tế bào Th từ dạng này sang dạng khác (sự chuyển biệt hóa).

HÌNH 12.4. TẾ BÀO TRÌNH DIỆN KHÁNG NGUYÊN (APC) ĐỊNH HƯỚNG CHUYỂN BIỆT HÓA CHO TẾ BÀO Th0.

Tế bào tua (DC) và đại thực bào bắt giữ các kháng nguyên xâm nhập bằng cách nhận biết qua các PRR, sau đó phân giải kháng nguyên và gắn các peptide kháng nguyên vào phân tử HLA Lớp II. Tuy nhiên, với các APC khác nhau sẽ có các receptor khác nhau tham gia bắt giữ kháng nguyên, cũng như có các tín hiệu đồng kích thích khác nhau từ môi trường. Vì vậy, những yếu tố này sẽ kích thích APC giải phóng ra các tổ hợp cytokine khác biệt và biểu hiện các phân tử đồng kích thích riêng biệt. Các phân tử biểu hiện trên màng tế bào APC và các cytokine do nó tiết ra sẽ định hướng cho sự chuyển biệt hóa của tế bào Th0 để trở thành tế bào Th17, Th1 hoặc Th2.

Sự chuyển biệt hóa là một sự thay đổi hoàn toàn và ổn định của tế bào. Tế bào Th0 hoạt hóa một trong các chương trình mã hóa của nó. Khi một chương trình chiếm ưu thế, các chương trình mã hóa còn lại sẽ bị dập tắt. Các yếu tố phiên mã đã kích hoạt sẽ gắn vào các trình tự motif đặc hiệu trong vùng điều hòa của gene (promoter, enhancer và silencer), hoạt hóa trạng thái tế bào mới và di truyền lại cho các thế hệ tế bào tiếp theo. NGUỒN: E. Laurent and B Gottgens, Nature 2018, 553:418.

CHƯƠNG 12 – TẾ BÀO T GIÚP ĐỠ

| 109

HÌNH 12.5. TẾ BÀO Th17.

Ngay sau khi APC bắt giữ vi khuẩn hoặc nấm, nó sẽ tiết ra TGBβ, IL23 và IL6, một tổ hợp cytokine đặc trưng có khuynh hướng chuyển biệt hóa tế bào Th0 thành Th17.

Ngoài ra các tế bào biểu mô lát đường tiêu hóa cảm nhận sự kết dính của vi khuẩn cũng phản ứng lại bằng cách sản xuất các protein định hướng sự chuyển biệt hóa tế bào Th0 thành Th17.

Bên cạnh đó, còn có sự chuyển biệt hóa tế bào Th17 thành Treg là một cơ chế sinh lý để phục hồi sau phản ứng viêm. Người phương Tây với chế độ ăn nhiều muối có thế khiến xu hướng chuyển biệt hóa tế bào Th0 thành Th17 cao, do đó góp phần làm gia tăng khả năng mắc bệnh tăng huyết áp và bệnh tự miễn. NGUỒN: N Wilck et al, Nature 2018, 551:585.

HÌNH 12.6. TẾ BÀO Th17 GIÁN TIẾP KÍCH HOẠT ĐÁP ỨNG VIÊM. IL17 và các cytokine tiền viêm được tiết bởi tế bào Th17 kích thích nguyên bào sợi, tế bào biểu mô, tế bào nội mô mạch máu và tế bào sừng giải phóng ra các yếu tố kháng khuẩn (xem hình 3.4) và một số cytokine, chemokine gồm IL6, IL8, G-CSF và GM-CSF. Các yếu tố này thu hút và hoạt hóa bạch cầu đa nhân trung tín cũng như các đại thực bào trên bề mặt niêm mạc và biểu mô.

1. Đại thực bào

2. Bạch cầu đa nhân trung tính

110 |

CHƯƠNG 12 – TẾ BÀO T GIÚP ĐỠ

HÌNH 12.7. TẾ BÀO Th1.

Từ tế bào Th non được hoạt hóa, có sự phân hóa dòng tế bào thành tế bào Th1 là nhờ tổ hợp cytokine do APC tiết ra và các chất gắn được biểu hiện trên bề mặt APC với phức hợp HLA-p tương thích.

Sau khi bắt giữ các kháng nguyên nhất định, APC biểu hiện các chất gắn (ligand) đặc trưng cho các receptor Notch.

Notch là một họ receptor đặc biệt có khả năng quy định sự biệt hóa tế bào và số phận của chúng. Sự biểu hiện chất gắn Delta của receptor Notch trên màng APC khiến sự biệt hóa dòng tế bào từ tế bào Th0 non trở thành tế bào Th1. Với chất gắn Jagged, một chất gắn khác của receptor Notch, sẽ cho khuynh hướng biệt hóa tế bào Th0 trở thành tế bào Th2.

HÌNH 12.8. ĐÁP ỨNG CỦA TẾ BÀO Th1.

Tế bào Th1 giải phóng ra TNF, IFNγ và IL12, khởi đầu cho một đáp ứng miễn dịch mạnh và phức tạp. Các cytokine này giúp tế bào B hoạt hóa sau đó khiến các tế bào B đã hoạt hóa này sản xuất ra các kháng thể có khả năng gây opsonin hóa và hoạt hóa một số Bổ thể khi tiếp xúc với kháng nguyên. Các kháng thể này có hoạt tính kháng khuẩn rất mạnh (xem hình 19.11, 19.12). Đại thực bào được hoạt hóa bởi các cytokine tiền viêm do Th1 tiết ra chính là các đại thực bào M1 (xem hình 5.22): lúc này hoạt động trao đổi chất của chúng được tăng lên nhanh chóng. Hoạt tính thực bào, khả năng phân giải các vi khuẩn bị thực bào, khả năng tiết các chất kháng khuẩn như nitric oxide NO2, superoxide (O2-) và các gốc oxy phản ứng (ROS – Reactive Oxygen Radicals) đều được tăng cường đáng kể.

CHƯƠNG 12 – TẾ BÀO T GIÚP ĐỠ

| 111

HÌNH 12.9. TẾ BÀO Th1 GIÚP TĂNG HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG CỦA TẾ BÀO Tk. Khi tế bào APC trình diện HLA-p Lớp II tương thích với tế bào Th1, kết hợp với các phân tử đồng kích thích (B7, CD40…) sẽ hoạt hóa Th1 và khiến tế bào Th1 tiết ra IL2 và IFNγ vào vi môi trường của nó. Các cytokine này chính là phương tiện để thúc đẩy sự hoạt hóa hiệu quả các tế bào Tk CD3+CD8+ gần đó (nhận biết các phân tử HLA-p lớp I) cũng như tăng cường khả năng sống của các tế bào này.

HÌNH 12.10. TẾ BÀO Th1: MẠNG LƯỚI HOẠT HÓA CÓ PHẢN HỒI. Các đáp ứng miễn dịch theo hướng Th1 được tăng cường đáng kể bởi các cytokine tiền viêm do các tế bào được huy động đến giải phóng ra. Đại thực bào, tế bào NK và các tế bào Tk được hoạt hóa bởi IFNγ, TNF và IL2 do tế bào Th1 tiết ra không chỉ có hoạt tính ly giải tế bào mạnh mà còn bắt đầu tiết một loạt các cytokine với khả năng tăng cường hơn nữa phản ứng miễn dịch do tế bào Th1 gây ra.

112 |

CHƯƠNG 12 – TẾ BÀO T GIÚP ĐỠ

HÌNH 12.11. TẾ BÀO Th2.

Các yếu tố được giải phóng ra bởi các tế bào biểu mô hoặc sự bắt giữ một loại kháng nguyên nào đó (giun sán, ký sinh trùng…) sẽ kích thích tế bào trình diện kháng nguyên (APC) thiết lập một đáp ứng miễn dịch qua trung gian Th2. APC tiết IL4, IL10 và biểu hiện chất gắn Jagged cho receptor Notch.

Notch là một họ receptor đặc biệt có khả năng quy định sự biệt hóa tế bào và số phận của chúng. Sự biểu hiện chất gắn Jagged của receptor Notch trên màng APC khiến sự biệt hóa dòng tế bào từ tế bào Th0 nguyên trở thành tế bào Th2. Ngoài ra, APC tiết IL10 làm ức chế dòng tế bào biệt hóa theo hướng Th1.

HÌNH 12.12. ĐÁP ỨNG CỦA TẾ BÀO TH2: ĐÁP ỨNG KHÁNG KÝ SINH TRÙNG HIỆU QUẢ.

Từ tế bào Th non được hoạt hóa, có sự phân hóa dòng tế bào thành tế bào Th2 nhờ tổ hợp cytokine (IL4…) do APC tiết ra và các chất gắn được biểu hiện trên bề mặt APC cũng như các cytokine do tế bào dạng lympho bẩm sinh (ILC – Innate Lymphoid Cell) giải phóng.

Sau khi ngăn chặn được kẻ xâm nhập, APC biểu hiện chất gắn Jagged của receptor Notch để định hướng biệt hóa dòng tế bào từ tế bào Th0 nguyên thành thế bào Th2.

IL4 và IL13 do tế bào Th2 hoạt hóa tiết ra giúp tế bào B hoạt hóa và hướng các tế bào B hoạt hóa này sản xuất kháng thể loại IgG1 và IgE. Ngoài ra, IL4 và IL13 do tế bào Th2 hoạt hóa tiết ra còn kích thích một loại đại thực bào đặc biệt khác chính là đại thực bào M2 (đại thực bào hoạt hóa thay thế). Đại thực bào M2 (xem hình 5.20) khác đại thực bào M1 bởi chúng chủ yếu giải phóng arginase là chất kích thích mô tái tổ chức và co cơ trơn ống tiêu hóa. IL13 tăng cường đổi mới tế bào biểu mô.

Sự kết hợp IL4 và IL13 làm tăng sản xuất chất nhầy và kích thích tăng sản tế bào goblet (tế bào đài) tiết chất nhầy. Chất nhầy được tăng tiết và cơ trơn co thắt dưới tác động của IL4 và IL13 có thể tống giun sán ra ngoài.

CHƯƠNG 12 – TẾ BÀO T GIÚP ĐỠ

| 113

HÌNH 12.13. ĐÁP ỨNG CỦA TẾ BÀO TH2 VỚI MỘT NHIỄM GIUN KÝ SINH. Các bệnh do giun sán ký sinh là một vấn đề sức khỏe toàn cầu và là gánh nặng cho xã hội bởi gần một phần ba dân số thế giới nhiễm giun sán, chủ yếu ở vùng nhiệt đới. Vì vậy, giun sán ký sinh là nguyên nhân gây bệnh thường gặp nhất trên thế giới, với những triệu chứng và bệnh tật làm suy giảm sức khỏe con người. Tuy nhiên, các vùng có dịch giun sán lại ghi nhận tỷ lệ mắc các bệnh dị ứng và bệnh tự miễn thấp hơn nhiều so với bệnh do giun sán gây ra. Điều đó cho thấy các đáp ứng miễn dịch chống lại ký sinh trùng có khuynh hướng hướng đáp ứng Th0 thành Th2 và bảo vệ cơ thể chống lại các triệu chứng dị ứng.

GIAI ĐOẠN TIẾP XÚC VỚI CÁC TẾ BÀO CANH GÁC: Sau khi nhiễm giun sán, các tế bào biểu mô bàn chải của hàng rào niêm mạc (tế bào Tuft) tiết ra IL25 để hoạt hóa tế bào dạng lympho bẩm sinh (ILC – Innate Lymphoid Cell) (xem hình 4.10 – 4.11). Giun sán cũng bị các APC phát hiện (chính là các đại thực bào tại và tế bào tua tại mô). Các cytokine do ILC và APC tiết ra, cùng với quá trình biệt hóa đặc biệt của đại thực bào tại mô (biệt hóa đại thực bào M2, xem hình 5.20) và tế bào tua DC kết hợp lại đã kích thích sự chuyển biệt hóa tế bào Th0 thành tế bào Th2.

GIAI ĐOẠN TẾ BÀO T HIỆU ỨNG HOẠT ĐỘNG: Tế bào Th2 sau khi được hoạt hóa sẽ tổ chức một đáp ứng miễn dịch phức tạp với nhiều tế bào tham gia để chống nhiễm giun sán bằng cách tiết cytokine IL4 và IL13, chúng kích thích sự biệt hóa của đại thực bào M2 nhiều hơn nữa (xem hình 5.20). a. Vi môi trường bất lợi cho giun sán. Các đại thực bào M2 hoạt hóa tiết ra arginase, một enzyme urea dạng vòng làm thúc đẩy quá trình xơ hóa và sửa chữa mô. Ngoài ra, đại thực bào M2 sản xuất ra các thành phần của cấu trúc nền ngoại bào, kết hợp với arginase để tái tổ chức mô. Đại thực bào M2 cũng làm chuyển biệt hóa tế bào Th0 hoạt hóa thành tế bào Th2. Tổ hợp cytokine IL4, IL9 và IL13 do Th2 và ILC tiết ra kích thích tăng sản tế bào goblet (tế bào đài) tiết nhầy, tăng cường sản xuất chất nhầy và thay đổi các thành phần chất nhầy. Hơn nữa, tổ hợp cytokine IL4, IL9 và IL13 còn kích thích co thắt cơ trơn. Vì vi môi trường không thân thiện này mà giun sán có thể bị tống ra ngoài.

1. Tế bào đài tiết nhầy 2. Tế bào tua 3. Đại thực bào

4. Giun 5.Tế bào dạng lympho bẩm sinh

6. Tế bào T giúp đỡ 7. Đại thực bào M2 8. Bạch cầu ái kiềm

9. Bạch cầu ái toan 10.Chất nhầy sản xuất quá mức

114 |

CHƯƠNG 12 – TẾ BÀO T GIÚP ĐỠ

b. Tiêu diệt trực tiếp giun sán. Bạch cầu ái kiềm và tế bào mast tại mô được các cytokine của Th2 hoạt hóa sẽ tăng cường cung cấp máu đến và tăng lượng bạch cầu ái toan thoát mạch đến vị trí nhiễm giun sán (xem hình 5.15). IL5 kích thích hóa hướng động và hoạt hóa bạch cầu ái toan.

Bạch cầu ái toan tấn công trực tiếp giun sán bằng cách giải phóng các chất gây độc tế bào và các Protein cơ bản chủ yếu (Major Basic Proteins). Ngoài ra, tế bào Th2 chuyển lớp kháng thể để sản xuất ra kháng thể IgE. IgE gắn vào màng tế bào của bạch cầu ái kiềm và tế bào mast có thể kích thích chúng khử hạt (xem hình 17.26, 20.10). Hơn nữa, IgE gắn vào bề mặt của giun sán có thể làm suy yếu hoạt tính của chúng và dẫn hướng cho bạch cầu ái toan tiêu diệt trực tiếp giun sán (Antibody Dependent Cellular Cytotoxicity, ADCC) (xem hình 5.32).

HÌNH 12.14. TẾ BÀO T GIÚP ĐỠ TẠI NANG. Tế bào T CD4+ hiệu ứng được chia thành hai nhóm lớn: Nhóm tế bào T hiệu ứng không tại nang (non TFh effector cells) gồm Th17, Th1 và Th2; Nhóm tế bào T giúp đỡ tại nang (TFn helper cells).

Tế bào T giúp đỡ tại nang – T follicular cell (TFh) được lập trình trong mã di truyền để tương tác với tế bào B trong các mô bạch huyết nhằm hỗ trợ chúng sản xuất kháng thể chuyển lớp có ái lực cao. Tế bào TFh di chuyển và cư trú tại các nang của các cơ quan bạch huyết (xem hình 18.4 - 18.10).

Sự biệt hóa của chúng xảy ra dưới sự định hướng kết hợp của IL6 tiết bởi APC tăng biểu hiện chất gắn ICOS và tín hiệu mạnh từ TCR. NGUỒN: D Ditoro et al, Science, 2018, 361, eaao2933).

Chất gắn ICOS là một thành viên của họ các chất đồng kích thích B7 do APC biểu hiện. ICOS (Inducible CO-Stimulator) là một receptor của họ receptor TNF do tế bào T biểu hiện. IL6 và chất gắn ICOS kích thích tế bào Th biểu hiện các receptor chemokine có vai trò định hướng chúng đến cư trú tại nơi giao thoa giữa nang tế bào B và vùng tế bào T trong tổ chức bạch huyết. Vai trò của TFh đối với sự hoạt hóa tế bào B có thể xem Chương 18.

CHƯƠNG 13. TẾ BÀO LYMPHO B HÌNH 13.1. NGUỒN GỐC TẾ BÀO B VÀ RECEPTOR CHO KHÁNG NGUYÊN CỦA TẾ BÀO B HAY B CELL RECEPTOR (BCR). Để tìm hiểu về sự biệt hóa của tế bào B tại tủy xương, xem hình 3.4-3.5.

HÌNH 13.2. SẢN XUẤT TẾ BÀO B KHÔNG PHỤ THUỘC KHÁNG NGUYÊN TẠI TỦY XƯƠNG. Giai đoạn đầu tiên của quá trình biệt hóa tế bào B được gọi là giai đoạn Không phụ thuộc kháng nguyên, vì nó diễn ra độc lập và không cần sự kích thích của kháng nguyên.

HÌNH 13.3. SỰ TRƯỞNG THÀNH CỦA TẾ BÀO B TẠI TỦY XƯƠNG. Hình ảnh này mô tả vùng không gian ngoại mạch trong tủy đỏ, giữa các võng huyết quản thuộc khoang tủy tạo máu tại xương (xem hình 5.4).

1. Võng huyết quản 2. Tế bào nền dạng lưới

3. Xương 4. Nguyên bào xương và hủy cốt bào

5. Tế bào pro B 6. Tế bào tiền B

7.Tế bào B chưa trưởng thành

| 115

116 |

CHƯƠNG 13 – TẾ BÀO B

Tế bào gốc tạo máu (HSC) nằm gần các nguyên bào xương (màu cam trong hình) và tế bào nội mạc mạch máu của võng huyết quản (màu tím trong hình).

Trong quá trình biệt hóa, HSC di chuyển hướng đến một loại tế bào nền đặc biệt (tế bào nền dạng lưới, màu xanh lục). Tiếp xúc giữa HSC và tế bào nền dạng lưới kích thích sự trưởng thành của HSC thành tế bào pro-B. Tế bào pro-B khi tiếp xúc với các tế bào nền tiết Interleukin 7 (IL7) sẽ phát triển thành tiền tế bào B. Sau đó, các tiền tế bào B tách khỏi tế bào nền và biểu hiện trên màng tế bào các receptor tế bào B IgM (BCR): Các tế bào B ở giai đoạn biệt hóa này được gọi là tế bào B chưa trưởng thành. Sau đó, chúng có thể cũng biểu hiện thêm BCR IgD, rời khỏi tủy xương, đi vào máu và trở thành tế bào B nonn trưởng thành ở ngoại vi.

HÌNH 13.4. TẾ BÀO NỀN TẠI TỦY XƯƠNG ĐỊNH HƯỚNG QUÁ TRÌNH TRƯỞNG THÀNH CỦA TẾ BÀO B. Hình ảnh này là sơ đồ phóng đại của các sự kiện được tóm tắt trong hình 13.3. Tế bào nền tại tủy xương biểu hiễn các cytokine và các chất trên màng tế bào với vai trò định hướng sự phát triển từng bước của tế bào gốc tạo máu (HSC) thành pro-B, tiền tế bào B và tế bào B chưa trưởng thành.

Sau đó, tế bào B chưa trưởng thành rời khỏi tủy xương và đến cư trú tại nhiều vùng khác nhau của các cơ quan bạch huyết (tế bào B non chuyển tiếp).

Trong giai đoạn trưởng thành không phụ thuộc bất kỳ sự kích thích nào từ kháng nguyên, mỗi tế bào B đều có một BCR riêng được tạo từ IgM đơn. Tất cả BCR trên cùng một tế bào B (khoảng 104 BCR) đều có cùng tính đặc hiệu với kháng nguyên, nghĩa là có cùng vị trí gắn.

Tuy nhiên, với mỗi tế bào B non chưa trưởng thành thì sẽ biểu hiện một vị trí gắn riêng, khác biệt so với vị trí gắn trên BCR của tế bào B non khác. Vì vậy, trong quá trình trưởng thành không phụ thuộc kháng nguyên tại tủy xương, chúng đã tạo một tập hợp cực kỳ lớn các BCR với vị trí gắn khác nhau. Điều này có thể đạt được là nhờ quá trình cắt và dán độc đáo của các gene mã hóa cho vị trí gắn của BCR. Quá trình cắt và dán này xảy ra với bất kỳ tế bào B nào đang trưởng thành trong tủy xương (xem Chương 15). Đây là một bước khó khăn, và vì vậy các tế bào B thường xuyên thất bại khi biểu hiện BCR. Một số trường hợp, các tế bào B tạo BCR với vị trí gắn có thể gắn với các kháng nguyên bản thân biểu hiện trên bề mặt tế bào nền tại tủy xương. Trong trường hợp này, tế bào B sẽ cố gắng thay đổi vị trí gắn của nó (chỉnh sửa receptor). Nếu không thể thay đổi được, tế bào B này sẽ trở nên vô cảm (không thể tạo ra một đáp ứng miễn dịch) hoặc chết theo chương trình (xem Chương 26).

CHƯƠNG 13 – TẾ BÀO B

| 117

HÌNH 13.5. QUÁ TRÌNH TẠO CÁC NHÓM TẾ BÀO B KHÁC NHAU. Các tín hiệu mà tế bào B chưa trưởng thành nhận được từ tế bào nền tại tủy xương và các tín hiệu mà tế bào B non chuyển tiếp (transitional virgin B cell) (các tế bào B đầu tiên đi từ tủy xương vào máu) nhận được tại các cơ quan bạch huyết ngoại sẽ tác động lên tế bào B non chuyển tiếp để biệt hóa chúng thành tế bào B1 và tế bào B2.

Các tín hiệu mà receptor Notch trên màng tế bào B B2 nhận được kích thích biệt hóa chúng thành tế bào B vùng rìa (Marginal Zone B cell – MZ B). Notch là một họ receptor đặc biệt có khả năng quy định sự biệt hóa tế bào và số phận của chúng (xem hình 12.7). Sự có hoặc không có mặt của tín hiệu từ Notch có vai trò rất quan trọng trong quá trình trưởng thành của tế bào gốc tạo máu.

Nếu thiếu các tín hiệu từ Notch, tế bào B2 biệt hóa thành tế bào B2 tại nang (Follicular B2 B cell – FoB2). Sau đó, để các tế bào B B2 còn sống trở về cư trú tại các cơ quan bạch huyết với sự dẫn hướng của receptor cho BAFF (B cell activating facto)r. BAFF là một cytokine của họ TNF, được sản xuất tại các nang lympho.

HÌNH 13.6. TẾ BÀO B B1.

Các tế bào này tạo thành một nhóm tế bào đặc biệt có thể phản ứng chống lại nhiều loại kháng nguyên khác nhau và các kháng nguyên bản thân (xem hình 26.2). Khi đã được kích hoạt, tế bào B1 biệt hóa thành tương bào, sản xuất IgM ái lực thấp và ít đặc hiệu (phản ứng chéo).

Các kháng thể này cung cấp hàng rào phòng thủ ban đầu quan trọng để chống lại nhiều loại vi sinh vật khác nhau. Tuy nhiên, kháng thể phản ứng với các kháng nguyên bản thân có thể liên quan đến một số bệnh lý tự miễn. Tế bào B1 CD5+ cũng là loại tế bào thường gặp trong bệnh bạch cầu thể lympho B CD5+ mạn tính.

1. Tế bào B chưa trưởng thành

2. Tế bào B chuyển tiếp

3. Tín hiệu NOTCH

118 |

CHƯƠNG 13 – TẾ BÀO B

HÌNH 13.7. CÁC KHÁNG NGUYÊN ĐƯỢC NHẬN DIỆN BỞI TẾ BÀO B B1.

BCR của tế bào B B1 tương tác ái lực thấp với nhiều loại kháng nguyên khác nhau, như các kháng nguyên bản thân và các polysaccharide thông thường của vi khuẩn.

Tế bào B B1 sản xuất phần lớn IgM và IgA tự nhiên của cơ thể. Các kháng thể tự nhiên này hầu hết được mã hóa bởi các gene immunoglobulin di truyền (không phải gene tái sắp xếp, xem Chương 14). Nhờ khả năng gắn với nhiều loại kháng nguyên khác nhau (đa phản ứng) và nhận diện nhiều cấu trúc lặp lại kích thước lớn, tế bào B B1 tạo ra hàng rào phòng thủ ban đầu để chống lại các tác nhân gây bệnh như các vi khuẩn có vỏ polysaccharide ở niêm mạc ruột và đường thở.

HÌNH 13.8. SỰ HOẠT HÓA ĐỘC LẬP CỦA TẾ BÀO B B1.

CHƯƠNG 13 – TẾ BÀO B

| 119

HÌNH 13.9. NGUỒN GỐC CỦA TẾ BÀO B VÙNG BẢN LỀ - B MZ.

HÌNH 13.10. CÁC DẤU ẤN VÀ CHỨC NĂNG CỦA TẾ BÀO B VÙNG BẢN LỀ.

HÌNH 13.11. KHÁNG NGUYÊN ĐƯỢC NHẬN DIỆN BỞI TẾ BÀO B VÙNG BẢN LỀ.

120 |

CHƯƠNG 13 – TẾ BÀO B

HÌNH 13.12. IgM ÁI LỰC THẤP DO TẾ BÀO B VÙNG BẢN LỀ KÍCH HOẠT MỘT ĐÁP ỨNG KHÁNG THỂ ÁI LỰC CAO.

HÌNH 13.13. TẾ BÀO B NANG FoB2.

HÌNH 13.14. TẾ BÀO Th CẦN THIẾT CHO SỰ HOẠT HÓA TẾ BÀO B NANG FoB2.

CHƯƠNG 14. B CELL RECEPTOR (BCR) VÀ KHÁNG THỂ

HÌNH 14.1. RECEPTOR CỦA TẾ BÀO B (BCR) VÀ KHÁNG THỂ (Ig).

Vị trí gắn là một vùng của BCR (và của Ig) mà tại đó xảy ra sự tương tác với kháng nguyên. Tất cả BCR do một tế bào B biểu hiện và tất cả Ig – kháng thể mà tế bào đó sẽ sản xuất ra khi đã được biệt hóa thành tương bào đều có vị trí gắn giống hệt nhau.

HÌNH 14.2. CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA BCR VÀ CÁC IMMUNOGLOBULIN. Mảnh Fc của BCR dài hơn mảnh Fc của Ig. Nó có thêm một phần xuyên màng cấu tạo từ các amino acid kỵ nước và một đuôi ngắn nằm trong tế bào chất (nội bào) (xem hình 14.7).

| 121

122 |

CHƯƠNG 14 – BCR VÀ KHÁNG THỂ CỦA TẾ BÀO B

HÌNH 14.3. ĐẶC ĐIỂM PHÂN TỬ CỦA BCR VÀ CÁC IMMUNOGLOBULIN. I. Vị trí gắn là một vùng quan trọng của BCR và Ig. Nó được tạo bởi đầu NH2 của chuỗi H và chuỗi L. Độ đa dạng cực kỳ cao của các chuỗi amino acid tại vùng này trên chuỗi H và chuỗi L giúp tạo ra hàng tỷ vị trí gắn khác nhau. Tập hợp khổng lồ các vị trí gắn khác nhau này giúp một vài trong số chúng có thể tạo tương tác đặc hiệu (specific) với một loại kháng nguyên bất kỳ. Tập hợp vị trí gắn này vô cùng lớn ở nhóm tế bào B. Tuy nhiên, cần chú ý rằng đối với mỗi tế bào B, nó chỉ biểu hiện BCR và sản xuất Ig với một vị trí gắn đặc hiệu duy nhất mà chúng có được một cách ngẫu nhiên giữa hàng tỷ vị trí gắn khác nhau do tập hợp tế bào B biểu hiện (xem Chương 15).

HÌNH 14.4. ĐẶC ĐIỂM PHÂN TỬ CỦA BCR VÀ CÁC IMMUNOGLOBULIN. II. BCR và Ig được cấu tạo bởi bốn chuỗi gồm hai chuỗi H giống hệt nhau và hai chuỗi L giống hệt nhau. Các chuỗi này được liên kết với nhau qua các cầu nối disulfur (S-S) liên chuỗi.

Chuỗi nhẹ L gồm hai vùng, vùng biến đổi (variable light – VL) và vùng hằng định (constant light – CL). Chuỗi nặng H gồm một vùng biến đổi (VH) và ba hoặc bốn vùng hằng định (CH). Vùng VL và VH tạo thành một không gian gọi là vị trí gắn. Tại vị trí gắn này cần xảy ra sự tương tác giữa BCR hoặc Ig với kháng nguyên không đoán trước có hình dạng tự nhiên bất kỳ. Vì vậy, kích thước và tính linh hoạt của BCR là đặc điểm cực kỳ quan trọng. Ngược lại, với TCR các đặc điểm này lại có vai trò ít hơn, bởi các TCR chỉ tương tác với HLA-p mà các HLA-p lại có rất ít sự biến đổi về hình dạng.

1. Vị trí gắn kháng nguyên

2. Các chuỗi carbohydrate

3, 5. Chuỗi H và chuỗi L

4. Kháng nguyên

CHƯƠNG 14 – BCR VÀ KHÁNG THỂ CỦA TẾ BÀO B

| 123

HÌNH 14.5. BCR VÀ CÁC IMMUNOGLOBULIN: ĐẠI GIA ĐÌNH Ig. Một số phân tử có cấu trúc đa phân với đơn phân là cấu trúc Ig cơ bản. Cấu truc Ig cơ bản gồm 110 amino acid và một cầu nối disulfur S-S. Tất cả các phân tử có cấu trúc đa phân với đơn phân là cấu trúc cơ bản này hoặc cấu trúc cơ bản này kèm một chút biến đổi đều thuộc đại gia đình Ig. Có rất nhiều phân tử thuộc đại gia đình Ig được biểu hiện trên màng của các tế bào thuộc hệ miễn dịch.

HÌNH 14.6. BCR (B CELL RECEPTOR) TRÊN BỀ MẶT TẾ BÀO B FoB2.

Trên màng của các tế bào B1 non và B MZ, BCR biểu hiện được tạo bởi chỉ một loại Ig là IgM đơn. Với tế bào B FoB2 non trưởng thành, BCR của nó được tạo bởi cả hai loại Ig là IgM và IgD đơn. Chú ý là IgM có một thêm một domain trên chuỗi nặng nên IgM dài hơn IgD (xem hình 14.8, 17.18).

HÌNH 14.7. BCR VÀ CÁC IMMUNOGLOBULIN ĐƠN TRONG DỊCH THỂ.

1. Phần xuyên màng

2. Màng tế bào

3. Tế bào chất

4. Đuôi nội bào

124 |

CHƯƠNG 14 – BCR VÀ KHÁNG THỂ CỦA TẾ BÀO B

HÌNH 14.8. LẮP RÁP MỘT BCR (B CELL RECEPTOR). Ở tế bào B nghỉ, BCR là các đơn phân tử di động trôi nổi trên màng tế bào. BCR của tế bào B FoB2 non gồm cả IgM và IgD đơn phân tử, đi kèm với hai phân tử nhị phân Ig alpha (Igα) và Ig beta (Igβ) là các phân tử chuyển đổi tín hiệu.

Ngược lại, BCR của tế bào B1 và B MZ chỉ được tạo bởi IgM, kết hợp với phân tử chuyển đổi tín hiệu Ig alpha và Ig beta.

Tính đặc hiệu của tín hiệu BCR nằm ở khả năng IgD và IgM tương tác với một kháng nguyên đặc hiệu nào đó tại vị trí gắn (mũi tên màu cam trên hình). Sau đó, phân tử Ig alpha và Ig beta cùng chuyển đổi tín hiệu và truyền vào nhân tế bào.

HÌNH 14.9. SỰ CHUYỂN ĐỔI VÀ TRUYỀN TÍN HIỆU CỦA BCR. Khi vị trí gắn của BCR gặp kháng nguyên đặc hiệu (màu nâu trên hình), BCR tập hợp lại thành một cụm siêu nhỏ và di chuyển tới vùng siêu nhỏ (micro-domain) đặc biệt trên màng tế bào gọi là lipid raft (màu vàng cam trên hình). Vùng này có một lượng lớn lipid bão hòa và cholesterol.

Sự di chuyển này rất quan trọng cho quá trình truyền tin các tín hiệu từ BCR vào nhân, vì các Lck và Fyn và Blk Src kinase tham gia vào sự hoạt hóa tế bào B đều nằm tại đây.

Phân tử CD45 – một enzyme loại thyrosine phosphatase là phân tử đầu tiên được kích hoạt.

Phân tử CD45 sau khi kích hoạt sẽ loại bỏ nhóm phosphate của phân tử Lck, Blk và Fyn chưa kích hoạt. Lck, Blk và Fyn sau khi loại nhóm phosphate sẽ được kích hoạt và phosphoryl hóa các thyrosine tại vùng ITAM của chuỗi alpha và beta. Trong hình, tế bào được mô tả với hai lớp lipid. Đầu màu cam và xanh lục nhạt của các phân tử lipid ngăn cách đuôi kỵ nước màu vàng cam khỏi dịch nội bào và môi trường ngoại bào.

1. Màng tế bào

2. Tế bào chất

CHƯƠNG 14 – BCR VÀ KHÁNG THỂ CỦA TẾ BÀO B

| 125

HÌNH 14.10. TÍN HIỆU TỪ BCR. Ở vùng lipid raft, ITAM của chuỗi alpha và beta đã phosphoryl hóa bởi Lck, Fyn và Blk kinase trở thành nơi gắn cho SYK. Sau đó, SYK tyrosine kinase phosphoryl hóa các protein giá đỡ (scaffold protein) dẫn đến sự hoạt hóa của phospholipase C-gamma.

Phospholipase C-gamma di chuyển đến màng tế bào và cắt phân tử phosphatidilinositol bi-phosphate thành inositol tri - phosphate (IP3) và diaglycerol (DAG). IP3 giải phóng Ca++ dự trữ trong tế bào và mở kênh Ca++ làm Ca++ nội bào thoát ra ngoại bào. DAG khuếch tán vào bào tương và kích hoạt protein kinase C và các Mitogen Activated Protein (MAP) kinase.

Các chuỗi hoạt hóa này dẫn đến sự hoạt hóa hoàn toàn các tế bào B1 và tế bào B MZ. Đối với tế bào B FoB2, sự kích hoạt các yếu tố phiên mã NF-ҡB, NFAT và họ AP-1 đã hoạt hóa các gene mã hóa chuỗi alpha của receptor IL2 (CD25) (xem hình 2.14 – 2.20 và 10.11) và receptor của các cytokine khác. Điều đó giúp tế bào B FoB2 sẵn sàng để nhận các tín hiệu giúp đỡ từ tế bào TFh.

HÌNH 14.11. ĐỒNG KÍCH THÍCH TẾ BÀO B BỞI BỔ THỂ.

Khi các mảnh C3b của chuỗi hoạt hóa Bổ thể bám dính vào bề mặt của kháng nguyên (xem chương 21), quá trình hoạt hóa tế bào B trở nên thuận lợi hơn rất nhiều (được đồng kích thích).

Các Các mảnh C3b bám dính vào bề mặt của kháng nguyên bằng cách gắn vào Receptor cho bổ thể CR2 (CR2, CR21) (xem hình 21.8). CR2 kết hợp với hai protein màng là CD19 và CD81 đã chuyển đổi và truyền các tín hiệu làm tăng cường tín hiệu hoạt hóa từ BCR truyền vào nhân.

Nhiều loại vi khuẩn trực tiếp hoạt hóa chuỗi phản ứng Bổ thể thông qua con đường Lectin (xem hình 21.3) và con đường Thay thế (xem hình 21.4). Các con đường hoạt hóa này là cơ chế quan trọng của hệ miễn dịch bẩm sinh, giúp nó phản ứng nhanh khi có vi khuẩn xâm nhập, đồng thời cũng kích thích hoạt hóa một tế bào B đặc hiệu. Vì vậy, Bổ thể có vai trò quan trọng với hệ miễn dịch bẩm sinh, đồng thời cũng vô cùng cần thiết trong kích thích đáp ứng miễn dịch với kháng thể.

CHƯƠNG 15. SỰ HÌNH THÀNH CỦA TẬP HỢP BCR VÀ TCR

HÌNH 15.1. SỰ HÌNH THÀNH TẬP HỢP VỊ TRÍ GẮN KHÁNG NGUYÊN CỦA BCR (VÀ TCR).

Mỗi tế bào B chỉ có một loại BCR với một vị trí gắn riêng và chúng được biểu hiện lên màng tế bào với số lượng khoảng 104 BCR, tất cả đều vị trí gắn hoàn toàn giống nhau. Để mỗi tế bào B đều có một loại BCR khác biệt (TCR đối với tế bào T), cần xảy ra sự tái tổ hợp của ba đoạn gene (V, D và J) để hợp nhất lại thành một đoạn gene mã hóa mới. Cơ chế tái sắp xếp gene để tạo các vị trí gắn kháng nguyên khác nhau này xảy ra tương tự ở BCR và TCR. Trong chương này chỉ mô tả chi tiết về sự tạo thành vị trí gắn của BCR. Trong cả hai trường hợp, BCR và TCR đều cần có khoảng 200 gene tham gia tái tổ hợp và chúng có thể tạo ra hàng tỷ gene mã hóa cho BCR (và TCR) với vị trí gắn khác nhau. Sự tái sắp xếp các gene của BCR diễn ra khi tế bào B trưởng thành ở tủy xương và được định hướng bởi các tín hiệu từ tế bào nền tại tủy xương. Đối với các gene của TCR, sự tái sắp xếp gene diễn ra khi tế bào T trưởng thành tại tuyến ức và được định hướng bởi các tín hiệu từ tế bào nền và tế bào biểu mô tuyến ức (xem chương 9). Để hiểu cơ chế mà các tế bào B non (và T non) của cơ thể biểu hiện BCR (và TCR) với tập hợp vô cùng lớn các vị trí gắn kháng nguyên khác nhau (khoảng 1011), trước hết chúng ta cần biết rằng vị trí gắn kháng nguyên của BCR được tạo bởi miền biến đổi (variable domain) của cả chuỗi H (VH) và chuỗi L (VL). Hai chuỗi H và L sau khi đã tái sắp xếp gene sẽ liên kết tự do với chúng. Cả chuỗi H và chuỗi L đều được mã hóa bởi nhiều gene. Với chuỗi H, miền hằng định của chuỗi H (CH) được mã hóa bởi một gene, trong khi các miền biến đổi tại vùng VH được mã hóa bởi ba gene: V, D và J. Tương tự như vậy, miền hằng định của chuỗi L (CL) được mã hóa bởi một gene, trong khi các miền biến đổi của vùng VL được mã hóa bởi hai gene: V và J. Tập hợp rất lớn các vị trí gắn kháng nguyên của BCR là kết quả của sự tái tổ hợp giữa các gene V, D và J mã hóa cho vùng V (đa dạng hóa bằng tái tổ hợp). Ngoài ra, quá trình ghép nối gene V đã chọn với gene D đã chọn và các gene J là một quá trình phát sinh đột biến – error prone, điều đó cho phép tạo ra các chuỗi DNA mới (đa dạng hóa bằng đoạn nối gene). Trong hình trên, kháng nguyên làm mũi tên màu xanh lục và vị trí gắn kháng nguyên có màu cam.

126 |

CHƯƠNG 15 – SỰ HÌNH THÀNH CỦA TẬP HỢP BCR (VÀ TCR)

| 127

HÌNH 15.2. SƠ LƯỢC VỀ CÁC GENE MÃ HÓA CHO BCR Các miền của các vùng VH được mã hóa bởi ba gene: V, D và J. Trong bộ gene của chúng ta có khoảng 65 gene có thể mã hóa cho domain V, 27 gene có thể mã hóa cho domain D và 6 gene có thể mã hóa cho domain J. Các domain của vùng VL được mã hóa bởi hai gene: V và J. Trong bộ gene của chúng ta có 70 gene có thể mã hóa cho domain V và 9 gene mã hóa cho domain J. Mỗi tế bào B trưởng thành tại tủy xương chọn ngẫu nhiên ba gene, mỗi gene mã hóa cho V, D và J để tạo thành vùng VH và VL, hình thành nên vị trí gắn kháng nguyên. Các vùng CH và CL được mã hóa bởi chỉ một gene. Tuy nhiên, gene CH có thể là một trong 5 gene (gene α, β, δ, ε, μ), gene CL có thể là một trong 2 gene: κ hoặc λ.

HÌNH 15.3. CÁC GENE MÃ HÓA CHO BCR NẰM Ở ĐÂU? Các gene mã hóa cho chuỗi H nằm trên NST 14 (CR14 – chromosome 14). Các gene mã hóa cho chuỗi L thể κ nằm trên NST 12 (CR12) và các gene mã hóa cho chuỗi L thể λ thuộc NST22 (CR22). Các đoạn intron dài nằm xen lẫn với locus các gene này.

128 |

CHƯƠNG 15 – SỰ HÌNH THÀNH CỦA TẬP HỢP BCR (VÀ TCR)

HÌNH 15.4. SỰ TÁI TỔ HỢP GENE MỘT CÁCH NGẪU NHIÊN TẠO RA MỘT TẬP HỢP VÔ CÙNG LỚN CÁC VỊ TRÍ GẮN KHÁNG NGUYÊN RIÊNG BIỆT. Tính toán số tổ hợp khả dĩ của 3 gene V, D và J cho thấy có 320 vùng VL và có 10530 vùng VH có thể được tạo ra. Nếu cho rằng mỗi VH đều có thể kết hợp với một VL bất kỳ thì sẽ tạo ra hàng triệu vị trí gắn kháng nguyên khác nhau.

Trong quá trình trưởng thành không phụ thuộc kháng nguyên của tế bào B tại tủy xương, dưới sự định hướng của các phân tử và cytokine do tế bào nền tại tủy xương biểu hiện, mỗi tế bào B đang trưởng thành sẽ lựa chọn và tổ hợp các gene này để tạo ra vị trí gắn kháng nguyên của riêng nó.

Trong hình trên, kháng nguyên là mũi tên màu xanh lục còn vị trí gắn kháng nguyên có màu cam.

HÌNH 15.5. TÁI SẮP XẾP CÁC GENE MÃ HÓA CHO CHUỖI H. Các tín hiệu từ tế bào nền tại tủy xương kích thích tế bào pro-B (progenitor B – tiền thân tế bào B) mở NST, điều chỉnh các histone và biểu hiện ra các phân tử và enzyme đặc biệt (xem hình 13.4) để tham gia vào quá trình cắt dán (tái tổ hợp) DNA. Quá trình này chỉ xảy ra duy nhất tại tế bào B trưởng thành.

Một cách ngẫu nhiên, mỗi tế bào pro-B chọn một trong 27 gene D và gắn nó vào một trong 5 gene J. Để làm được điều đó, chuỗi DNA kép bị cắt ra, hai đoạn gene đã chọn được gắn lại với nhau còn đoạn gene dài ở giữa bị loại bỏ dưới dạng một episome (thể bổ sung – một dạng vật liệu di truyền không cần thiết).

Sau đó, đoạn gene DJ đã được gắn lại với nhau này cần tiếp tục gắn vào một trong 65 gene V. Tương tự, chuỗi DNA kép bị cắt ra, hai đoạn gene DJ và V được chọn gắn lại với nhau và đoạn gene dài ở giữa chúng bị loại bỏ dưới dạng một episome. Như vậy, đoạn DNA tái sắp xếp này của tế bào B ngắn hơn DNA của tế bào mầm di truyền từ bố mẹ (germline) vì nhiều đoạn DNA dài của nó bị loại bỏ dưới dạng episome.

CHƯƠNG 15 – SỰ HÌNH THÀNH CỦA TẬP HỢP BCR (VÀ TCR)

| 129

Sau quá trình cắt nối chọn lọc này (alternative splicing hay differential splicing), chuỗi mRNA sẽ mã hóa cho một chuỗi H với các domain riêng của chuỗi. Các gene C (Cμ, Cδ, màu hồng) là hai trong số các gene mã hóa cho miền hằng định trên chuỗi H. Trong hình, L: chuỗi dẫn đầu (leader sequence: đoạn mRNA tin đóng vai trò vị trí bắt đầu dịch mã).

HÌNH 15.6. KIỂM TRA LẠI CHỨC NĂNG CỦA CHUỖI H. Chuỗi H mã hóa cho 3 gene tái sắp xếp ngẫu nhiên V, D và J cần được tế bào pro-B kiểm tra trước khi nó tiếp tục tái sắp xếp các gene của chuỗi L. Thật ra, trong nhiều trường hợp, protein được mã hóa bởi các đoạn gene có nguồn gốc từ các gene tái sắp xếp này có thể không có chức năng. Để kiểm tra xem chuỗi H mới có chức năng hay không, chuỗi H này sẽ được gắn với một chuỗi L thay thế được tạo bởi hai đoạn là VpreB và Lambda5 với trình tự không biến đổi.

Chuỗi H (màu xanh lục trong hình) sẽ liên kết với đoạn VpreB và Lambda5 (màu đỏ) được biểu hiện trên màng tế bào pro-B. Tại đây nó kết hợp với một chuỗi H khác tạo thành một phân tử nhị phân một cách tự nhiên. Sau đó, hai chuỗi H đã gắn với VpreB và Lambda5 này lại kết hợp với một phân tử gồm hai chuỗi H tương tự rồi tương tác với các chất gắn do tế bào nền tại tủy xương biểu hiện.

Nếu mọi kết quả đều chính xác, các tín hiệu xuất phát từ tương tác giữa chuỗi H gắn VpreB và Lambda5 với tế bào nền tại tủy xương sẽ được chuyển đổi và truyền vào nhân nhờ Bruton’s tyrosine kinase (BTK). Tín hiệu này chặn lại tất cả các tổ hợp gene tiếp theo có thể xảy ra cho gene mã hóa chuỗi H. Ngược lại nếu chuỗi H không thể tương tác với tế bào nền tại tủy xương, các gene còn lại trên cùng NST 14 tái sắp xếp một lần nữa để cố gắng mã hóa cho một chuỗi H mới có chức năng. Nếu vẫn thất bại, tế bào sẽ sắp xếp lại các gene allele trên NST 14 còn lại. Nếu các gene của chuỗi H vẫn tiếp tục bị sai, tế bào sẽ bị chết theo chương trình.

Trường hợp tế bào pro-B cuối cùng cũng có thể biểu hiện được chuỗi H chính xác, nó sẽ tăng sinh để tạo một dòng tế bào pre-B (hay tế bào tiền B) (xem hình 13.4). Tất cả tế bào pre-B đều biểu hiện chuỗi H giống hệt nhau. Bằng cách này, các gene của chỉ một trong hai allele của cặp NST 14 được tái sắp xếp để mã hóa cho chuỗi H (sự loại trừ allele – allele exclusion).

Sau đó, mỗi tế bào pre-B vừa được sinh ra sẽ bắt đầu tái sắp xếp các gene mã hóa chuỗi L một cách độc lập và cuối cùng tạo ra một BCR với vị trí gắn kháng nguyên riêng của nó.

Một bệnh lý di truyền làm thiếu hụt BTK dẫn đến hội chứng X-linked agammaglobulinemia (hội chứng không có gammaglobulin trong máu - liên kết NST X). Đây là một hội chứng suy giảm miễn dịch có nguyên nhân do tế bào pro-B không thể phát triển thành tế bào pre-B. Điều này làm ngăn cản việc sản xuất kháng thể (xem hình 28.3).

1. Tế bào nền tại tủy xương

2. Màng tế bào

3. Tế bào chất

130 |

CHƯƠNG 15 – SỰ HÌNH THÀNH CỦA TẬP HỢP BCR (VÀ TCR)

HÌNH 15.7. TÁI SẮP XẾP CÁC GENE MÃ HÓA CHUỖI L. Một khi tế bào pro-B đã đi qua được bước rất khó khăn là tái sắp xếp các gene của chuỗi H, nó sẽ tăng sinh tạo dòng tế bào pre-B. Tế bào pre-B bắt đầu tái sắp xếp các gene của chuỗi L. Bước này ít xảy ra sai sót hơn bởi vì chỉ có một lần tái tổ hợp (V-J). Hơn nữa, tế bào pre-B có thể tái sắp xếp các gene V và J không chỉ trên 2 allele của NST 2 (chuỗi L κ) mà còn trên 2 allele của NST 22 (chuỗi L λ).

Tương tự với chuỗi H, nếu lần tái sắp xếp đầu tiên của chuỗi L chính xác, nó sẽ chặn các tổ hợp khác xảy ra với các gene của chuỗi L. Bằng cách này, chỉ một NST xảy ra sự tái sắp xếp gene L chính xác (sự loại trừ allele – allele exclusion). Gene mã hóa chuỗi L mới thay thế VpreB và Lambda5 và lúc này tế bào biểu hiện một BCR đúng nghĩa. Ở bước trưởng thành này, các gene VpreB và Lambda5 bị ức chế. Tế bào B chưa trưởng thành đã biểu hiện BCR sẽ giảm biểu hiện các phân tử bám dính, rời tủy xương và đi đến cư trú tại cá cơ quan bạch huyết ngoại vi.

HÌNH 15.8. TÁI SẮP XẾP CÁC GENE MÃ HÓA MIỀN BIẾN ĐỔI CỦA CHUỖI H VÀ CHUỖI L. Các tín hiệu từ tế bào nền tại tủy xương dẫn đến sự tái tổ hợp không tương đồng giữa các gene V, D và J mã hóa cho miền biến đổi của cả chuỗi H (VDJ) và chuỗi L (VJ). Quá trình tái tổ hợp gene độc đáo này chỉ xảy ra nếu các gene đi kèm với các chuỗi bất biến đặc biệt (Các chuỗi tín hiệu tái tổ hợp – The Recombination Signal Sequences, RSS).

CHƯƠNG 15 – SỰ HÌNH THÀNH CỦA TẬP HỢP BCR (VÀ TCR)

| 131

HÌNH 15.9. CÁC CHUỖI TÍN HIỆU TÁI TỔ HỢP – THE RECOMBINATION SIGNAL SEQUENCES, RSS. RSS là chuỗi tín hiệu cho phép gene tái tổ hợp. Nó nằm bên cạnh các gene V tại đầu 3’, kẹp giữa đầu 5’ và 3’ của các gene D và nằm bên cạnh các gene J tại đầu 5’. Chuỗi gồm 12 cặp base (12bp) bất định là đoạn đệm cho phép chuỗi DNA kép xoay một lần, còn đoạn đệm 23bp bất định cho phép chuỗi DNA kép xoay hai lần. Một gene nằm cạnh đoạn đệm 12bp chỉ có thể ghép với một gene nằm cạnh đoạn đệm 23bp (luật 12/23). Luật 12/23 này giúp định hướng cụ thể (specific orientation) các gene tái tổ hợp.

HÌNH 15.10. RAG1 VÀ RAG2.

Các gene V, D và J tái tổ hợp dưới sự định hướng của RAG1 và RAG2 (các protein này được mã hóa bởi gene hoạt hóa sự tái tổ hợp – Recombination Activating Gene). Các enzyme này chỉ được biểu hiện trong quá trình tế bào pro-B trưởng thành tại tủy xương.

A. Protein RAG1 và RAG2 cùng với protein HMG1 (không chỉ ra ở đây) tương tác với RSS và ghép cặp một gene nằm cạnh đoạn đệm 12bp (màu xanh trong hình) với một gene nằm cạnh đoạn đệm 23bp (màu xanh lục trong hình). Sau khi ghép cặp theo luật 12/23, các protein RAG1, RAG2 và HMG1 ghép cặp hai Heptamer (7-7, màu vàng) và hai Nonamer (9-9, màng cam). Sau đó, RAG1 và RAG2 cắt chuỗi DNA kép tại vị trí cuối cùng của Heptamer (hình zig zag màu tím).

B. Phóng đại tại chỗ cắt chuỗi DNA kép. Các base của gene D có màu đen, base của đoạn Heptamer có màu đỏ.

132 |

CHƯƠNG 15 – SỰ HÌNH THÀNH CỦA TẬP HỢP BCR (VÀ TCR)

HÌNH 15.11. NỐI ĐOẠN DNA ĐÃ CẮT (I).

1. Hai enzyme RAG1 và RAG2 cắt chuỗi DNA kép ở hai vị trí (hình zig zag màu tím trong hình). Đoạn DNA dài bị cắt được loại bỏ dưới dạng một episome (màu vàng).

2. Hai nhóm -OH của hai base nito cuối mỗi đoạn DNA tạo một liên kết vòng kẹp tóc (hairpin loop, màu xanh) làm đoạn DNA kép đã cắt có đầu bằng (blunt end).

3. Một số protein (các yếu tố Ku, các protein kinase phụ thuộc DNA, Artemis endonuclease…) gắn vào đầu bằng của đoạn DNA kép đã cắt. Sau đó, Artemis nuclease (màu xanh nhạt) sẽ cắt ngẫu nhiên tại một vị trí trên chỉ một chuỗi trong hai chuỗi của DNA kép.

4. Sau khi bị Artemis cắt, các base DNA tại chuỗi đơn này sẽ tạo ra một trình tự mới trên chuỗi đơn kia (chuỗi P màu xanh lục, Palindromic – đọc xuôi ngược đều không đổi).

HÌNH 15.12. NỐI ĐOẠN DNA ĐÃ CẮT (II).

Việc nối lại đoạn DNA đã bị cắt giúp tạo ra một chuỗi trình tự mã hóa mới.

5. Sau khi được Artemis cắt ngẫu nhiên (mũi tên màu xanh nhạt trong hình 15.11), các base DNA nằm trên sợi DNA đơn này sẽ chuyển qua sợi DNA đơn kia dẫn đến việc tạo ra các chuỗi P mới (màu xanh lục). Ngoài ra enzyme Terminal Deoxynucleotidil Transferase (TDT) thêm ngẫu nhiên các nucleotide mới một cách tự do tại đầu 3’ của sợi DNA đơn. Hoạt tính của enzyme TDT này giúp tạo ra các đoạn N mới (màu đỏ).

CHƯƠNG 15 – SỰ HÌNH THÀNH CỦA TẬP HỢP BCR (VÀ TCR)

| 133

6. Cuối cùng, đoạn cuối của hai chuỗi DNA được nối lại bởi enzyme DNA ligase IV và protein XRCC4 còn enzyme DNA polymerase và enzyme sửa chữa DNA loại bỏ và thêm nucleotide (màu xanh).

Vùng P và N và hoạt tính của các enzyme sửa chữa DNA đã tạo ra độ đa dạng khổng lồ cho đoạn nối DNA này với khoảng 1016 trình tự DNA mới.

HÌNH 15.13. VỊ TRÍ GẮN KHÁNG NGUYÊN. Vị trí gắn kháng nguyên là vùng mà BCR tương tác với kháng nguyên (mũi tên màu xanh lục trong hình). Nó gồm các chuỗi khung và các chuỗi amino acid siêu biến đổi tại đầu NH2 của cả chuỗi H và chuỗi L. Các chuỗi khung không quá khác biệt giữa các tế bào B trong khi các chuỗi siêu biến đổi thì khác biệt rõ rệt. Tại vị trí các chuỗi siêu biến đổi này sẽ có tương tác với các vùng của kháng nguyên và hình thành nhiều loại lực tương tác khác nhau. Các vị trí đó được gọi là Vùng xác định bổ sung – Complementary Determining Regions (CDR) (xem hình 8.12, 8.13, 10.8 và 16.1).

CHƯƠNG 16. TƯƠNG TÁC GIỮA VỊ TRÍ GẮN VÀ KHÁNG NGUYÊN HÌNH 16.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA VỊ TRÍ GẮN KHÁNG NGUYÊN. A. Vị trí gắn kháng nguyên được tạo thành từ các amino acid ở đầu NH2 của chuỗi H và chuỗi L. Phần vòng cung phía ngoài (màu nâu nhạt và màu hồng trong hình) được gọi là Vùng Quyết định Bổ sung (Complementary Determining Regions – CDR) vì chúng tương tác với các vùng bổ sung tương ứng trên kháng nguyên. Trên TCR cũng có các CDR gần tương tự (xem hình 7.6, 8.11, 10.8, 16.4).

B. Các chuỗi amino acid tại vị trí gắn có độ đa dạng cực kỳ cao. Trong cơ thể, BCR và các kháng thể biểu hiện hơn 1011 chuỗi amino acid khác nhau mã hóa cho vị trí gắn. Tuy nhiên, tính đa dạng của các chuỗi amino acid mã hóa cho vị trí gắn này không đồng đều: trên cả chuỗi H và chuỗi L, các vùng siêu biến (màu nâu) với các chuỗi amino acid có độ đa dạng rất cao sẽ nằm xen kẽ với các vùng khung không biến đổi (màu hồng).

HÌNH 16.2. VỊ TRÍ GẮN CỦA BCR VÀ Ig SẼ TƯƠNG TÁC VỚI CÁI GÌ?

Hầu hết các kháng nguyên đều có kích thước lớn hoặc kết tập nhiều phân tử lớn, các vi khuẩn hoặc thậm chí là các tế bào ngoại lai. Trong khi đó, vị trí gắn kháng nguyên của BCR (và Ig) chỉ gắn vào một phần nhỏ của kháng nguyên, gọi là epitope. Một kháng nguyên kích thước lớn biểu hiện rất nhiều epitope giống và khác nhau. Phần lớn các epitope tương tác với vị trí gắn có bản chất là các chuỗi amino acid. Tuy nhiên, các vị trí gắn này còn có thể tương tác với một số phân tử đường đặc biệt hoặc các chuỗi lipid.

134 |

CHƯƠNG 16 – TƯƠNG TÁC GIỮA VỊ TRÍ GẮN VÀ KHÁNG NGUYÊN

| 135

HÌNH 16.3. EPITOPE DẠNG CHUỖI VÀ EPITOPE DẠNG CẤU HÌNH. Epitope tương tác với vị trí gắn trên BCR và kháng thể có thể được tạo thành từ một chuỗi amino acid (epitope dạng chuỗi, hình trên) hoặc từ nhiều amino acid không liên tục tạo thành một cấu trúc không gian ba chiều đặc biệt (epitope dạng cấu hình, hình dưới). Trong hình này, hình ảnh màu xám là một phần của kháng nguyên, hình ảnh mà xanh là các chuỗi amino acid tạo epitope dạng chuỗi và epitope dạng cấu hình. Đó là những chuỗi amino acid sẽ tương tác với Vùng xác định bổ sung (CDR) của vị trí gắn (xem hình 7.6, 8.11, 10.8, 16.1, 16.4).

HÌNH 16.4. TƯƠNG TÁC GIỮA KHÁNG NGUYÊN VÀ KHÁNG THỂ.

Khi một BCR (hoặc một kháng thể) tương tác với một kháng nguyên, chuỗi amino acid tại Vùng quyết định bổ sung (CDR) của vị trí gắn sẽ hình thành nhiều lực liên kết không đồng hóa trị với epitope.

Cường độ và độ bền của các lực tương tác (Ái lực) này phụ thuộc vào không gian (cấu hình) bổ sung giữa các chuỗi amino acid của CDR và của epitope. Khi mức độ bổ sung giữa các chuỗi amino acid tại CDR và epitope không cao, lực tương tác giữa chúng cũng không cao (ái lực thấp).

Ngược lại, khi mức độ bổ sung cao, cường độ của lực tương tác cũng cao và tương tác này bền hơn (ái lực cao).

Tuy nhiên, cần chú ý rằng, tương tác giữa vị trí gắn và epitope có tính thuận nghịch: Hằng số phân ly/ liên kết (Ái lực) giữa các amino acid của CDR và epitope phụ thuộc vào độ mạnh và số lượng các loại lực liên kết không đồng hóa trị hình thành. Trong hình, kháng nguyên màu xám, kháng thể màu xanh. Vùng xác định bổ sung của chuỗi H và chuỗi L có màu hồng nhạt và vàng. Các amino acid của epitope có màu xanh nhạt.

136 |

CHƯƠNG 16 – TƯƠNG TÁC GIỮA VỊ TRÍ GẮN VÀ KHÁNG NGUYÊN

HÌNH 16.5. ÁI LỰC – AFFINITY. Khi một vị trí gắn của một BCR hoặc một kháng thể tương tác với epitope của một kháng nguyên đơn hóa trị (kháng nguyên chỉ có một epitope), cường độ của lực tương tác đó có thể đánh giá được bằng phương pháp thẩm tách cân bằng (equilibrium dialysis). Thí nghiệm này đo lường lượng kháng nguyên đơn hóa trị (đơn vị mole) cần dùng để gắn vào vị trí gắn của kháng thể với tỷ lệ phần trăm xác định (33 – 50%). Khi ái lực của Ig và kháng nguyên đặc hiệu với nó càng cao, lượng kháng nguyên cần thiết để tương tác với vị trí gắn trên kháng thể đạt đến tỷ lệ xác định sẽ càng thấp. Để thực hiện thí nghiệm thẩm tách cân bằng này, cần có một buồng thẩm tách chứa môi trường lỏng, được chia thành hai phần bởi một màng thẩm tách.

A. Một lượng nhỏ kháng nguyên đơn hóa trị đánh dấu (các chấm đỏ) được cho vào nửa buồng thẩm tách bên phải với nồng độ đã biết.

B. Một phần của lượng kháng nguyên đơn hóa trị này sẽ đi qua màng thẩm tách để đến nửa buồng thẩm tách bên trái cho đến khi hai bên có nồng độ kháng nguyên cân bằng.

C. Kháng thể cũng được đánh dấu và biết trước nồng độ (chữ Y màu xanh), được cho vào buồng thẩm tách bên trái. Kháng thể có kích thước lớn nên không thể đi qua màng thẩm tách để đến buồng bên phải được.

D. Ở buồng thẩm tách bên trái, những kháng nguyên đã gắn với kháng thể sẽ tách khỏi trạng thái cân bằng. Sau đó, các kháng nguyên còn lại từ buồng bên phải sẽ tiếp tục đi qua màng thẩm tách cho đến khi tái thiết lập lại cân bằng nồng độ với các kháng nguyên tự do ở buồng bên trái. Chênh lệch nồng độ kháng nguyên đánh dấu hai bên buồng thẩm tách bằng chính lượng kháng nguyên đã gắn với kháng thể ở một bên buồng và tách khỏi dung dịch cân bằng. Kháng nguyên tiếp tục được thêm vào buồng bên phải cho đến khi lượng kháng thể tương tác với kháng nguyên đạt tỷ lệ xác định. Ái lực của kháng thể với kháng nguyên của nó càng cao thì lượng kháng nguyên cần thiết để gắn vào vị trí gắn của kháng thể để đạt đến tỷ lệ xác định càng thấp.

CHƯƠNG 16 – TƯƠNG TÁC GIỮA VỊ TRÍ GẮN VÀ KHÁNG NGUYÊN

| 137

HÌNH 16.6. CÁC AMINO ACID VÀ VỊ TRÍ GẮN TƯƠNG TÁC VỚI NHAU NHƯ THẾ NÀO? Các liên kết hóa học hình thành từ tương tác giữa vị trí gắn và epitope là các liên kết yếu và không đồng hóa trị.

Nhờ các lực liên kết này mà tương tác giữa vị trí gắn và epitope có tính chất thuận nghịch: chúng có thể phản ứng kết hợp hoặc phân ly.

HÌNH 16.7. CƯỜNG ĐỘ CỦA CÁC LỰC LIÊN KẾT. Cường độ của các lực liên kết thay đổi theo cấp số nhân phụ thuộc vào khoảng cách giữa các amino acid tại vị trí gắn và epitope (khoảng cách không gian).

Vì vậy, khoảng cách không gian này cực kỳ quan trọng đối với cường độ và độ bền của lực tương tác.

HÌNH 16.8. ÁI LỰC VÀ HÁO LỰC. Lực liên kết giữa một vị trí gắn với một kháng nguyên đơn hóa trị được gọi là ái lực - affinity. Tuy nhiên, một BCR (và kháng thể) sẽ biểu hiện hai hoặc nhiều vị trí gắn giống nhau và mỗi vị trí gắn cũng có ái lực giống nhau với một epitope nhất định. Khi một BCR (và một kháng thể) tương tác với nhiều epitope giống nhau của một kháng nguyên đa hóa trị, lực liên kết giữa BCR (và kháng thể) với kháng nguyên lúc này sẽ cao hơn. Lực liên kết của nhiều tương tác đó kết hợp lại được gọi là háo lực – avidity. Trong hình, kháng nguyên đa hóa trị màu xám, kháng thể có màu xanh, các chuỗi amino acid của epitope có mà xanh nhạt.

CHƯƠNG 17. KHÁNG THỂ

HÌNH 17.1. BCR MÀNG VÀ CÁC IMMUNOGLOBULIN (Ig) ĐƠN PHÂN HÒA TAN. Như đã mô tả trên hình 14.7, khi một tế bào B được kích hoạt, nó thay đổi chương trình mã hóa của nó. Thay vì tạo BCR gắn trên bề mặt tế bào, nó sản xuất và tiết một phiên bản BCR mới chính là Kháng thể (còn gọi là Immunoglobulin).

Kháng thể có một chút thay đổi so với BCR: nó không có phần xuyên màng và đuôi nội bào như BCR. Dù cấu trúc khác nhau, BCR và Ig đều được sản xuất bởi cùng một tế bào B, do đó chúng có vị trí gắn hoàn toàn giống nhau. Một tế bào B hoạt hóa sản xuất và tiết Ig sẽ có hình thái khác biệt và được gọi là Tương bào (Plasma cell) (xem hình 18.18).

HÌNH 17.2. Ig LÀ GAMMA GLOBULIN. Ig được tế bào B hoạt hóa tiết ra với số lượng rất lớn, vì vậy chúng tạo thành một nhóm riêng trong protein huyết thanh – nhóm các gamma () globulin. Sau khi tiêm chủng, nồng độ của chúng tăng đáng kể (gạch đỏ chấm trong hình) trong huyết thanh. Hình ảnh trên là kết quả điện di thu được khi cho dòng điện chạy qua protein huyết thanh trong dung dịch đệm ở pH 8.6.

Tất cả các protein huyết thanh đều chạy về cực âm. Chúng di chuyển với tốc độ khác nhau phụ thuộc vào kích thước và điện tích của chúng. Năm dải protein chính xuất hiện, trong đó dải của các gamma globulin trải dài và phân tán, chứng tỏ các gamma globulin không hoàn toàn giống nhau. Vậy đâu là sự khác biệt giữa các gamma globulin này?

1. Phần xuyên màng

138 |

2. Màng tế bào

3. Tế bào chất

4. Đuôi nội bào

CHƯƠNG 17 – KHÁNG THỂ

| 139

HÌNH 17.3. SỰ KHÁC NHAU GIỮA CÁC Ig. Dải điện di của Ig phân tán là do sự khác biệt về cấu trúc phân tử giữa các Ig. Mỗi loại Ig lại có vai trò sinh học riêng biệt, tương ứng với những khác biệt về cấu trúc này.

HÌNH 17.4. CÁC ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA IgG.

140 |

CHƯƠNG 17 – KHÁNG THỂ

HÌNH 17.5. HÌNH ẢNH MINH HỌA CẤU TRÚC PHÂN TỬ BỐN DƯỚI LỚP CỦA IgG. Sự khác biệt về vị trí và số lượng cầu nối S-S giữa các cystein để liên kết các chuỗi với nhau trong mỗi dưới lớp của IgG ảnh hưởng đáng kể đến tính linh hoạt của mỗi phân tử và khả năng gắn của chúng với 2 epitope nằm bất kỳ trong không gian.

HÌNH 17.6. HOẠT TÍNH TRỰC TIẾP VÀ GIÁN TIẾP QUA TRUNG GIAN Fc CỦA Ig. HOẠT TÍNH TRỰC TIẾP CỦA Ig: Kháng thể có rất nhiều hoạt tính trực tiếp nhờ vào khả năng gắn vào kháng nguyên đích của nó (xem hình 20.1 – 20.6).

HOẠT TÍNH GIÁN TIẾP CỦA Ig: Một số chức năng sinh học quan trọng khác của Ig được thực hiện qua trung gian là mảnh Fc với cấu trúc đặc biệt của nó (xem hình 14.2, 20.1, 20.7 – 20.10).

CHƯƠNG 17 – KHÁNG THỂ

| 141

Với một số lớp kháng thể (IgM và IgG), mảnh Fc có thể hoạt hóa Chuỗi phản ứng Bổ thể theo con đường Cổ điển (xem hình 20.11, 20.12) cũng như tương tác với các receptor đặc hiệu được biểu hiện trên màng của nhiều loại tế bào miễn dịch. Cấu trúc đặc biệt của mảnh Fc: Chia Ig thành các lớp và dưới lớp; Ảnh hưởng đến thời gian nửa đời của Ig; Cho phép Ig tạo thể nhị phân hoặc ngũ phân; Giúp Ig khuếch tán vào nội mạch, đi qua nhau thai và niêm mạc ruột; Cho phép Ig hoạt hóa Chuỗi phản ứng bổ thể; Cho phép Ig opsonin hóa tế bào đích; Định hướng cho quá trình Gây độc tế bào phụ thuộc kháng thể (Antibody – Dependent Cellular Cytotoxicity – ADCC) (xem hình 5.30, 20.9); h. Định hướng các hoạt động của tế bào; i. Quyết định tế bào sống hay chết theo chương trình. a. b. c. d. e. f. g.

HÌNH 17.7. RECEPTOR CHO MẢNH Fc. Các receptor cho mảnh Fc (FcR) của nhiều lớp Ig khác nhau tạo thành một họ phân tử lớn biểu hiện trên bề mặt tế bào miễn dịch và tế bào biểu mô. FcR được tạo bởi một chuỗi đơn có thể gắn với mảnh Fc của Ig và truyền tải tín hiệu tới nhân. Hoặc FcR cũng có thể cấu tạo từ nhiều chuỗi kết hợp lại. Trong hầu hết trường hợp, chuỗi phân tử của receptor gắn mảnh Fc thuộc đại gia đình Ig (xem hình 14.5). Mỗi FcR khác nhau gắn vào mảnh Fc của Ig thuộc một lớp nhất định (isotype).

Một số ít FcR gắn mảnh Fc của Ig với ái lực cao (10-11 M) và có khả năng cố định một Ig đơn phân (hình trên). Một số FcR khác gắn mảnh Fc của Ig với ái lực thấp (10-6 M). Trong trường hợp này, vài FcR cần kết hợp lại để cố định những phức hợp miễn dịch Ig – kháng nguyên lại với nhau (hình dưới). FcR sau đó truyển tải tín hiệu vào nhân tế bào để quyết định tế bào sẽ được hoạt hóa, ức chế, sống hay chết theo chương trình.

1. FcR ái lực cao

2. Kháng nguyên

3. FcR ái lực thấp

4. Bào tương

5. Màng tế bào

142 |

CHƯƠNG 17 – KHÁNG THỂ

HÌNH 17.8. VAI TRÒ SINH HỌC CỦA MẢNH Fc GAMMA - Fcγ.

Một số chức năng sinh học quan trọng khác của IgG được trung gian bởi mảnh Fc (xem hình 14.2).

Mảnh Fc tương tác với receptor đặc hiệu cho nó, được biểu hiện trên màng của một số loại tế bào. Một số ít các receptor này có ái lực cao và gắn mạnh vào IgG đơn.

Nhiều receptor khác có ái lực thấp và không thể cố định một IgG đơn. Tuy nhiên, nếu kết hợp nhiều liên kết yếu, một số FcR có thể cùng nhau kết hợp và cố định các phức hợp miễn dịch lớn. Sau khi tương tác với IgG, Fc R truyền tín hiệu kích hoạt và khởi động một số chức năng hiệu ứng của tế bào.

HÌNH 17.9. VẬN CHUYỂN IgG QUA NHAU THAI. Tương tác giữa Fc với receptor FcRn biểu hiện trên nhau thai chính là phương tiện để IgG từ mẹ có thể truyền sang thai nhi. IgG của mẹ có vai trò bảo vệ rất quan trọng trong ba tháng đầu đời của trẻ.

Tuy nhiên, các kháng thể này có thể gây ra một số bệnh nặng như: các tự kháng thể kháng giáp từ mẹ truyền sang con có thể làm thai nhi bị viêm tuyến giáp bào thai. Ngoài ra, mẹ có nhóm máu Rh- có thể truyền IgG kháng Rh cho thai nhi và gây bệnh tan máu ở trẻ sơ sinh (erythroblastosis fetalis) nếu trẻ có nhóm máu Rh+.

CHƯƠNG 17 – KHÁNG THỂ

| 143

HÌNH 17.10. ỨC CHẾ SẢN XUẤT KHÁNG THỂ.

HÌNH 17.11. CÁC DẠNG PHÂN TỬ IgA.

HÌNH 17.12. CÁC DƯỚI LỚP CỦA IgA.

144 |

CHƯƠNG 17 – KHÁNG THỂ

HÌNH 17.13. CUỘC CHIẾN TRÊN BỀ MẶT CƠ THỂ.

HÌNH 17.14. IgA NHỊ PHÂN VÀ IgA TIẾT. Chuỗi nối J có khối lượng phân tử 15kDalton, nối hai phân tử IgA hoặc năm phân tử IgM đơn phân.

Trên các bề mặt biểu mô niêm mạc ruột, IgA tiết đóng vai trò quan trọng đối với hàng rào bảo vệ tại đây.

HÌNH 17.15. IgA TIẾT. IgA tiết có vai trò vô cùng quan trọng tại vị trí giao nhau giữa hàng rào miễn dịch của vật chủ và bề mặt niêm mạc nơi các loại vi khuẩn trú ngụ.

1. Khoang tự nhiên của cơ thể

2. Thành phần gây tiết

3. Tế bào biểu mô

CHƯƠNG 17 – KHÁNG THỂ

| 145

HÌNH 17.16. IgA TIẾT. Thành phần gây tiết của IgA tiết (secretory IgA – sIgA) bảo vệ IgA khỏi bị thoái biến bởi các enzyme ly giải protein có mặt tại bề mặt niêm mạc. Vì vậy sIgA tồn tại được trong môi trường vô cùng bất lợi là ống tiêu hóa. IgA giúp bảo vệ vệ chúng ta khỏi các loại vi khuẩn có trong các khoang và dịch tiết của cơ thể.

HÌNH 17.17. SỰ SUY GIẢM IgA.

HÌNH 17.18. CẤU TRÚC PHÂN TỬ CỦA IgM.

146 |

CHƯƠNG 17 – KHÁNG THỂ

HÌNH 17.19. ĐẶC TÍNH SINH HỌC CỦA IgM NGŨ PHÂN. I.

HÌNH 17.20. ĐẶC TÍNH SINH HỌC CỦA IgM NGŨ PHÂN. II.

HÌNH 17.21. KHÁNG THỂ IgM TỰ NHIÊN. Các IgM này được kích thích bởi một phản ứng tự nhiên, kháng lại các phân tử đường trên thành tế bào của các vi khuẩn thường xuất hiện ở ruột và phế quản. Đáp ứng tạo kháng thể chống lại các kháng nguyên carbohydrate chỉ có lớp IgM vì đa số các tế bào Th không nhận diện được các carbohydrate và do đó không tạo tín hiệu chuyển lớp kháng thể được (xem hình 18.13). Ngoài ra, các IgM này chủ yếu được sản xuất bởi tế bào B B1 (xem hình 13.6).

CHƯƠNG 17 – KHÁNG THỂ

| 147

HÌNH 17.22. IgM - KHÁNG THỂ CỦA CÁC NHÓM MÁU A, B, O.

HÌNH 17.23. CẤU TRÚC PHÂN TỬ IgE.

HÌNH 17.24. RECEPTOR Fc EPSILON - Fc DẠNG TỨ PHÂN.

148 |

CHƯƠNG 17 – KHÁNG THỂ

HÌNH 17.25. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA RECEPTOR Fc.

HÌNH 17.26. RECEPTOR Fc DẠNG TỨ PHÂN. Tương tác giữa IgE và receptor Fc dạng tứ phân giúp kéo dài thời gian sống của bạch cầu ái kiềm và tế bào mast (hình 5.7) và khiến các tế bào này phản ứng kháng lại các kháng nguyên được IgE nhận diện. Phản ứng này giúp bảo vệ cơ thể chống lại các nhiễm ký sinh trùng, đặc biệt là các loại giun tròn. Tuy nhiên, khi các kháng nguyên mà IgE nhận diện là các kháng nguyên vô hại, phản ứng hoạt hóa gây khử hạt bạch cầu ái kiềm và tế bào mast trở thành phản ứng dị ứng. Các phản ứng dị ứng có thể xảy ra tại chỗ hoặc toàn thân. Các phản ứng tại chỗ (nhạy cảm tức thời) có thể gây ngứa ở mắt hoặc da, có thể xảy ra tại ống tiêu hóa và đường thở với các triệu chứng lâm sàng từ nhẹ đến nặng. Sự khử hạt bạch cầu ái kiềm và tế bào mast nếu diễn ra toàn thân có thể dẫn đến các phản ứng nguy hiểm đe dọa mạng sống với biểu hiện như khó nuốt, khó thở, đau bụng, nôn ói, tiêu chảy, phát ban, phù mạch và tụt huyết áp nhanh chóng.

CHƯƠNG 17 – KHÁNG THỂ

| 149

HÌNH 17.27. FcR EPSILON DẠNG TAM PHÂN.

HÌNH 17.28. RECEPTOR FcR EPSILON DẠNG LEPTIN (CD23) VỚI ÁI LỰC THẤP.

HÌNH 17.29. CẤU TRÚC PHÂN TỬ CỦA IgD.

CHƯƠNG 18. HOẠT HÓA TẾ BÀO B

HÌNH 18.1. ĐÁP ỨNG TẠO KHÁNG THỂ CỦA TẾ BÀO B B1.

Các loại kháng thể khác nhau được sản xuất bởi 3 nhóm tế bào B chủ yếu (B1, MZB và FoB2, xem hình 13.5) sẽ lần lượt tương tác với các vi khuẩn xâm nhập và kháng nguyên. Trong phần lớn trường hợp, các kháng thể tự nhiên do tế bào B1 sản xuất ra (xem hình 13.6 và 17.21) đã có sẵn trước khi vi khuẩn và kháng nguyên xâm nhập (Kháng thể tự nhiên – Natural Antibodies). Các kháng thể tự nhiên này cũng xuất hiện ở những người trước đây hầu như chưa tiếp xúc với loại kháng nguyên tương ứng. Nếu đã có tiếp xúc với kháng nguyên xâm nhập, việc sản xuất các kháng thể này sẽ được đẩy mạnh.

Kháng thể tự nhiên là kháng thể lớp IgM. Bằng cách tương tác ái lực thấp với rất nhiều loại epitope khác nhau biểu hiện trên các polysaccharide phổ biến của vi khuẩn (xem hình 13.7), chúng tạo ra một phòng tuyến ban đầu để chống lại những nguy cơ xâm nhập theo đường máu. Một số kháng thể tự nhiên có phản ứng với các kháng nguyên bản thân với ái lực thấp.

Vai trò của các kháng thể tự nhiên phản ứng với kháng nguyên bản thân vẫn chưa được xác định rõ. Có thể chúng có vai trò cân bằng nội môi và chức năng quản gia (housekeeping), ví dụ như nhận diện và loại bỏ các tế bào già hoặc biến đổi. IgM kháng lại các kháng nguyên thuộc nhóm máu A, B, O là một ví dụ rõ ràng về các kháng thể IgM tự nhiên được tế bào B B1 sản xuất (xem hình 17.22).

150 |

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

| 151

HÌNH 18.2. ĐÁP ỨNG TẠO KHÁNG THỂ CỦA TẾ BÀO B VÙNG RÌA (MZ).

Nếu vi khuẩn hoặc kháng nguyên xâm nhập vào cơ thể không bị loại bỏ hoàn toàn bởi phòng tuyến ban đầu của các kháng thể tự nhiên và các tế bào miễn dịch bẩm sinh, chúng sẽ được dẫn lưu tới các hạch bạch huyết địa phương (xem hình 10.4). Đây là nơi mà đáp ứng tạo kháng thể đầu tiên được tạo thành bởi tế bào B vùng rìa (Marginal Zone B – MZ B). Các tế bào này cư trú tại vùng rìa của lách và hạch bạch huyết (xem hình 13.9).

BCR trên màng tế bào B MZ nhận diện được glycolipid và các kháng nguyên vi khuẩn khác gắn vào thành phần C3b của chuỗi hoạt hóa Bổ thế (xem hình 21.2) và phát triển việc sản xuất kháng thể IgM sớm (<3 ngày) (xem hình 13.10).

Các IgM này gắn vào các epitope đích của chúng với ái lực thấp và hình thành nên phòng tuyến thứ hai. Ngoài ra, các phức hợp miễn dịch được tạo ra bởi các IgM sớm liên kết với kháng thể này được các tế bào tua tại nang (Follicular Dendritic Cells – FDC) bắt giữ (xem hình 18.10 và 18.11).

Các tế bào tua tại nang cư trú tại vùng trung tâm của nang bạch huyết. Kháng nguyên bị FDC bắt giữ trong phức hợp miễn dịch đóng vai trò rất quan trọng trong việc kích thích đáp ứng tạo kháng thể có ái lực cao của tế bào B B2.

152 |

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

HÌNH 18.3. TÓM TẮT CÁC BƯỚC HOẠT HÓA TẾ BÀO B FoB2.

Phòng tuyến thứ ba chống lại những tác nhân xâm nhập cứng đầu này chính là đáp ứng miễn dịch từ tế bào B FoB2 hoạt hó.

Chúng sản xuất ra kháng thể có ái lực cao với nhiều lớp kháng thể khác nhau.

Tuy nhiên, việc hoạt hóa tế bào B FoB2 là một quá trình phức tạp đòi hỏi sự hợp tác của tế bào Th nang (Follicular Th) và tế bào trình diện kháng nguyên APC. Những đòi hỏi phức tạp này có thể là bởi việc hoạt hóa tế bào B FoB2 rất quan trọng với những hệ quả kéo dài sau: a. Tạo kháng thể đáp ứng mạnh, ái lực cao và tồn tại lâu dài trong cơ thể; b. Tạo trí nhớ miễn dịch có thể tồn tại qua hàng chục năm.

Chính vì vậy, hai kết quả từ đáp ứng miễn dịch này có thể trở thành thảm họa nếu đáp ứng miễn dịch được tạo thành không chính xác. Các bước để hoạt hóa tế bào B FoB2 được tóm tắt ở đây sẽ được trình bày cụ thể hơn ở những hình ảnh tiếp theo.

1. Bước đầu tiên của việc hoạt hóa tế bào B FoB2 dựa vào việc kháng nguyên đặc hiệu đi đến lách và hạch bạch huyết. Một kháng nguyên hòa tan trong dịch thể với hình dạng tự nhiên của nó được dẫn lưu tới vùng tế bào B tại hạch lympho và lách (xem hình 18.4). Tại đây, các epitope kháng nguyên có thể được nhận diện bởi BCR trên màng một tế bào B FoB2 nào đó và gây đáp ứng ban đầu cho tế bào B FoB2 đó.

2. Ở khu vực ngoại vi, kháng nguyên cũng bị bắt giữ bởi APC (xem hình 18.4). Trong suốt hành trình đi đến vùng tế bào T tại các cơ quan bạch huyết, APC trưởng thành, phân giải kháng nguyên và bộc lộ các peptide kháng nguyên gắn với các phân tử HLA Lớp II (HLA-p, xem Chương 7). Khi đã đến vùng tế bào T, APC hoạt hóa một tế bào Th – tế bào có TCR tương tác ái lực cao với HLA-p bộc lộ trên màng APC. Tế bào Th sau đó được hoạt hóa và dẫn đến sự tăng sinh tạo dòng tế bào Th hiệu ứng (đã biệt hóa) (xem Chương 12).

3. Sau lần tiếp xúc không đặc hiệu đầu tiên, tế bào Th hiệu ứng tạo một tương tác kéo dài với kháng nguyên đã gây đáp ứng ban đầu cho tế bào B FoB2.

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

| 153

4. Khi một tế bào B FoB2 được gây đáp ứng ban đầu bởi kháng nguyên và sau đó được hoạt hóa bởi tế bào Th hiệu ứng, nó sẽ nhân lên và dẫn đến sự hình thành một vùng hình cầu giàu nguyên bào (blast cell/precursor cell – là các tế bào non, còn khả năng phân chia hay còn gọi là tế bào tiền thân) (một Trung tâm Mầm).

5. Theo thời gian, trong trung tâm mầm hình thành một Vùng Tối (Dark Zone) được tạo bởi các nguyên bào B đang phân chia (các Centroblast – Nguyên tâm bào) và một Vùng Sáng (Light Zone) từ các nguyên bào B không phân chia (các Centrocyte – Tâm Bào).

6. Trong quá trình các Nguyên tâm bào di chuyển thành công từ Vùng tối qua Vùng sáng và các tâm bào từ Vùng sáng qua Vùng tối, các nguyên bào này xảy ra các quá trình: siêu đột biến đối các gene mã hóa cho vị trí gắn kháng nguyên trên BCR của chúng, thay đổi lớp kháng thể chúng sản xuất (Isotype switch – chuyển lớp kháng thể) và trở thành Tương bào (Plasma cell).

7. Các nguyên bào đã tạo ra BCR siêu đột biến nhưng tương tác ái lực thấp với kháng nguyên được trình diện bởi tế bào tua tại nang (FDC) sẽ chết, ngược lại nếu tương tác ái lực cao chúng sẽ sống và phát triển thành Tương bào cũng như tế bào B nhớ với thời gian sống rất dài. Nếu một kháng nguyên tương tự xâm nhập vào cơ thể lần tiếp theo, nó sẽ kích hoạt tế bào B nhớ sản xuất kháng thể nhanh hơn và ồ ạt hơn để tương tác ái lực cao với kháng nguyên đó.

HÌNH 18.4. TẾ BÀO B FoB2 ĐƯỢC KHÁNG NGUYÊN GÂY ĐÁP ỨNG BAN ĐẦU (PRIMED). Đi vào chi tiết các pha hoạt hóa tế bào B FoB2, khi một kháng nguyên không bị loại bỏ mà ở lại trong cơ thể, kháng nguyên với hình dạng và bản chất tự nhiên của nó sẽ được dẫn lưu tới cơ quan bạch huyết. Tại đây nó có thể được nhận diện bởi một tế bào B FoB2 có BCR trên màng tương tác ái lực cao với các epitope của kháng nguyên đó.

Cũng cùng loại kháng nguyên đó được các tế bào tua, đại thực bào hoặc các APC khác (APC, màu xanh lục trong hình) bắt giữ và vận chuyển tới vùng tế bào T ở các cơ quan lympho. Trong suốt hành trình đến đây, APC trưởng thành, phân giải kháng nguyên và gắn một ít peptide có nguồn gốc kháng nguyên này vào khe gắn kháng nguyên của các phân tử HLA Lớp II. Khi đã đến vùng tế bào T, APC trình diện các peptide kháng nguyên cho các tế bào Th (xem hình 12.4).

154 |

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

HÌNH 18.5. KHÁNG NGUYÊN GÂY ĐÁP ỨNG BAN ĐẦU (PRIMED) VỚI TẾ BÀO B FoB2 VÀ TẾ BÀO T. Tại cơ quan bạch huyết, có những vùng phân biệt để tế bào T (trong hình, vùng tế bào T màu xanh nhạt) và tế bào B FoB2 (trong hình, vùng tế bào B màu hồng nhạt) cư trú (xem thêm hình 19.5 và 19.6). Tại vùng tế bào B, tế bào B FoB2 tạo kết hợp với nhau thành các đám kết tập hình cầu (nang sơ cấp) trên một mạng lưới các tế bào đặc biệt – tế bào tua tại nang (FDC) (xem hình 19.7 và 19.8).

Nếu có một kháng nguyên tương tác ái lực cao với BCR của một tế bào B FoB2, tế bào sẽ đưa BCR đang gắn kháng nguyên đó vào trong nội bào, xử lý kháng nguyên và bộc lộ các peptide kháng nguyên trong khe gắn của các phân tử HLA Lớp II (xem chương 7). Cùng lúc đó, các tế bào trình diện kháng nguyên (APC, màu xanh lục) mà đã bắt giữ kháng nguyên tương tự ở ngoại vi sẽ đi đến vùng tế bào T. Tại đây, APC trình diện các kháng nguyên trong khe gắn của phân tử HLA Lớp II cho tế bào TFh. Các tế bào TFh được hoạt hóa và biểu hiện các TCR giống nhau.

Tế bào TFh được hoạt hóa bởi APC tăng sinh và tạo một dòng tế bào TFh hiệu ứng (màu xanh đậm).

1.Khoang dưới vỏ 2. Nang lympho sơ cấp

3. Tiểu tĩnh mạch nội mô cao 4. Vùng vỏ

5. Vùng cận vỏ

6. Vùng tủy

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

| 155

HÌNH 18.6. HOẠT HÓA HOÀN TOÀN TẾ BÀO B FoB2 ĐƯỢC KHÁNG NGUYÊN GÂY ĐÁP ỨNG BAN ĐẦU. Tế bào B FoB2 được kháng nguyên gây đáp ứng ban đầu sẽ biểu hiện rất nhiều receptor nhận biết chemokine CCR7. Các chemokine này được tiết bởi tế bào nền và tế bào tua tại vùng tế bào T. Vị trí của tế bào B FoB2 hoạt hóa bởi kháng nguyên là nằm ngay tại chỗ tiếp giáp với vùng tế bào T. Điều đó tạo điều kiện cho vô số tế bào TFh hiệu ứng có thể quét các HLA-p được bộc lộ trên màng tế bào B FoB2. Các tế bào TFh hiệu ứng này chính là những tế bào đã được tăng sinh sau khi nhận diện cùng loại kháng nguyên đã hoạt hóa tế bào B FoB2 do APC trình diện.

HÌNH 18.7. TẾ BÀO B FoB2 VỚI VAI TRÒ MỘT TẾ BÀO TRÌNH DIỆN KHÁNG NGUYÊN (APC).

Khi BCR của một tế bào B FoB2 tương tác với kháng nguyên, tế bào B sẽ nhập bào BCR, xử lý kháng nguyên theo kiểu của một APC chuyên nghiệp, và trình diện các peptide kháng nguyên vào khe gắn của các phân tử HLA Lớp II (HLA-p) (xem hình 7.8 – 7.10). Ngoài ra, tế bào B FoB2 đã được kháng nguyên gây đáp ứng ban đầu cũng sẽ bắt đầu biểu hiện các receptor chemokine đặc biệt và qua đó chúng được hướng động tới mặt tiếp giáp giữa vùng tế bào T và vùng tế bào B. 1.Peptide kháng nguyên

2. Kháng nguyên

3. Các phân tử bám dính

156 |

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

Việc đặt vị trí của các tế bào B FoB2 này tại vị trí ranh giới với vùng T nang cho phép chúng tương tác với các tế bào TFh tại đây. Các phân tử bám dính giúp hình thành nhiều liên kết không đặc hiệu với nhau, tạo thành một khớp miễn dịch tạm thời giữa tế bào FoB2 và tế bào TFh. Khi hai tế bào đã tiếp xúc gần với nhau, TCR trên màng tế bào TFh sẽ quét liên tục các HLA-p bộc lộ trên màng tế bào B FoB2.

Nếu TCR gắn với HLA-p với ái lực cao, hai tế bào sẽ giữ liên kết với nhau trong nhiều giờ.

Trong quá trình tương tác kéo dài này, tế bào B đóng vai trò như một APC chuyên nghiệp: tế bào B không chỉ bộc lộ các phân tử HLA gắn cùng các peptide của kháng nguyên mà BCR đã nhận diện từ đầu, mà còn cung cấp các phân tử đồng kích thích cần thiết và các receptor. Như vậy, các tế bào B vừa là các APC hoạt động hiệu quả, vừa là các APC đặc biệt vì chúng chỉ trình diện các peptide của loại kháng nguyên mà BCR của chúng đã bắt giữ một cách đặc hiệu. Trong hình, kháng nguyên có màu đỏ, BCR màu cam và tím.

HÌNH 18.8. KÍCH HOẠT QUÁ TRÌNH TĂNG SINH MỘT TẾ BÀO B FoB2.

Khi một tế bào T và một tế bào B đã hình thành một tương tác không đặc hiệu qua các phân tử bám dính (màu xám trong hình), TCR sẽ quét các phân tử HLA Lớp II và peptide của chúng (HLA-p) được biểu hiện trên màng tế bào B. Nếu TCR có tương tác ái lực cao với HLA-p, một số phân tử phụ đi kèm sẽ tạo một chuỗi các tín hiệu đồng kích thích phức tạp cho cả tế bào T và B. Các tín hiệu đi kèm này cũng tương tự như các tín hiệu được tạo bởi tế bào Th và các APC chuyên nghiệp (xem Chương 10).

Kết quả cuối cùng của tương tác kéo dài giữa tế bào Th và tế bào B FoB2 là tế bào FoB2 sẽ biểu hiện receptor IL2 tam phân có ái lực cao (xem hình 10.11 và 2.11-2.18) trên màng tế bào của nó, đồng thời tế bào Th tiết ra IL2.

1.Receptor IL2 tam phân

2. Các phân tử bám dính

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

| 157

HÌNH 18.9. TƯƠNG TÁC GIỮA TẾ BÀO B FoB2 VÀ TẾ BÀO T Fh .

Các phân tử bám dính ICAM, LFA và CD2 (màu xám trong hình) giúp hình thành một tương tác không đặc hiệu ban đầu giữa một tế bào B FoB2 và một tế bào Th hiệu ứng nằm tại nang (tế bào TFh).

Sau đó, TCR trên màng tế bào TFh sẽ quét các phân tử HLA Lớp II và peptide của chúng (HLAp) được biểu hiện trên màng tế bào B. Tại thời điểm này, tế bào TFh sẽ tiết ra các phân tử dopamine để tương tác với receptor dopamine DRD1 trên màng tế bào B FoB2. Dopamine kích thích biểu hiện ICOS (Inducible T cell costimulatory – đồng kích thích gây cảm ứng tế bào T). Tương tác giữa ICOS với chất gắn mới được biểu hiện của ICOS khiến tế bào tăng cường biểu hiện chất gắn CD40 (CD40 ligand – CD40L) (màu đỏ). NGUỒN: I Papa et al, Nature 2017,547:318.

Nếu TCR có tương tác ái lực cao với HLA-p trên tế bào B FoB2, các phân tử CD3 và chuỗi Zeta () (xem hình 8.15) sẽ truyền tải các tín hiệu hoạt hóa ban đầu tới tế bào TFh. Lúc này, các phân tử đang tương tác với nhau đó sẽ cùng di chuyển đến một vùng giàu lipid (xem hình 10.9 và 10.10). Tại đây, tế bào TFh tăng cường biểu hiện các phân tử bám dính để làm cho tế bào B FoB2 gắn chặt và bền hơn. Tương tác giữa TCR và HLA-p đi kèm với tương tác giữa đồng thụ thể CD4 và một miền đơn hình (giống nhau với mọi cá thể cùng loài) trên chuỗi  của phân tử HLA Lớp II (xem hình 8.18).

Các phân tử đồng kích thích bổ sung giúp truyền tải nhiều tín hiện để tăng cường hoạt hóa tế bào B FoB2 và tế bào TFh. Chất gắn của CD40 trên màng tế bào TFh gắn vào đồng thụ thể CD40 trên bề mặt tế bào B FoB2 (xem hình 10.15). Tương tác CD40 – CD40 ligand này là một tín hiệu vô cùng quan trọng để tế bào B FoB2 khởi động quá trình nhân dòng, siêu đột biến gene và chuyển lớp kháng thể. Tương tác CD40 – CD40L này cũng kích thích biểu hiện quá mức (mũi tên màu xanh) các phân tử thuộc họ phân tử đồng kích thích B7 (màu xanh lục).

Tương tác giữa các phân tử B7 với các phân tử thuộc họ receptor CD28 tạo ra thêm những tín hiệu đồng kích thích quan trọng khác (xem hình 10.14).

Kết quả cuối cùng của tương tác kéo dài giữa tế bào B FoB2 và tế bào TFh này là tế bào B FoB2 biểu hiện lên màng các receptor cho cytokine còn các tế bào TFh tiết các cytokine với những tổ hợp khác nhau (xem Chương 12). IL2 do tế bào TFh tiết ra sẽ bị các receptor IL2 ái lực cao trên màng tế bào B FoB2 bắt giữ, qua đó làm khởi động quá trình tăng sinh tế bào B và kích thích nó tạo dòng cũng như hình thành Trung tâm Mầm (Germinal Center).

158 |

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

HÌNH 18.10. TRUNG TÂM MẦM: MỘT VỊ TRÍ GIẢI PHẪU TẠM THỜI GIÚP TINH CHỈNH VÀ TĂNG CƯỜNG ĐÁP ỨNG TẠO KHÁNG THỂ.

Sau tương tác kéo dài với các tế bào TFh, các tế bào B FoB2 đã được kháng nguyên gây đáp ứng ban đầu sẽ được kích thích tăng sinh.

Quá trình tăng sinh diễn ra là do IL2 do tế bào TFh tiết ra đã được các receptor IL2 ái lực cao của các tế bào B FoB2 này bắt giữ (xem hình 2.11 – 2.16).

Các tế bào B FoB2 hoạt hóa tăng sinh sẽ hình thành một vùng kết tập hình cầu tập trung các nguyên bào lớn (Trung tâm mầm). Các nang có sự hiện diện của Trung tâm mầm được gọi là các Nang thứ cấp. Sự có mặt của các Nang thứ cấp cho thấy đáp ứng miễn dịch đang diễn ra.

Các trung tâm mầm nằm trên một mạng lưới tế bào tua tại nang (Follicular Dendritic Cells – FDC) (xem hình 19.7, 19.8). FDC bộc lộ các phức hợp kháng nguyên – kháng thể (các phức hợp miễn dịch) kết tập trên các phần kéo dài của màng tế bào. Các phức hợp miễn dịch này được tạo thành chủ yếu bởi phức hợp IgM- kháng nguyên. IgM này được sản xuất từ Tương bào phát triển từ tế bào B vùng rìa (MZ B) trong đáp ứng miễn dịch sớm của chúng với cùng loại kháng nguyên tương tự (xem hình 13.9 – 13.1.2). Trong hình, APC màu xanh lục, tế bào B màu hồng nhạt, tế bào T mành xanh nhạt và kháng nguyên là các khối tròn màu đỏ.

1.Phức hợp miễn dịch

3. Trung tâm Mầm

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

| 159

HÌNH 18.11. NANG LYMPHO THỨ CẤP. Sau đó, có một cuộc cạnh tranh về ái lực giữa các tế bào B để tạo ra dòng tương bào sản xuất kháng thể có khả năng đáp ứng ái lực cao với kháng nguyên. Trong Trung tâm mầm bắt đầu xuất hiện Vùng Tối và Vùng sáng.

Vùng tối chứa đầy các nguyên bào đang phân chia (Centroblast - Nguyên tâm bào). Các Nguyên tâm bào này trải qua các siêu đột biến đối với các gene mã hóa cho BCR của chúng. Thông thường, các Nguyên tâm bào di chuyển từ Vùng Tối sang Vùng Sáng và trở thành các Tâm Bào (Centrocyte).

Các Tâm Bào (centrocyte) là các nguyên bào không phân chia hoặc phân chia với mức độ thấp, tuy nhiên chúng biểu hiện các BCR siêu đội biến với mức độ cao. Các Tâm Bào là các tế bào dễ bị chết theo chương trình bởi vậy chúng phải cạnh tranh với nhau để có thể có được các tín hiệu kháng lại chết theo chương trình từ kháng nguyên bộc lộ trên các tế bào tua tại nang (FDC). Chỉ những Tâm Bào có được BCR siêu đột biến có khả năng tương tác ái lực cao với kháng nguyên của phức hợp miễn dịch trên bề mặt FDC mới chiến thắng cuộc cạnh tranh này và sống sót. Các Tâm Bào sống sót đi vào lại Vùng Tối và một lần nữa trở thành các Nguyên tâm bào tăng sinh mức độ cao. Sự vận chuyển lặp lại các Nguyên bào từ Vùng Sáng vào Vùng Tối (Nguyên tâm bào – Tâm Bào – Nguyên tâm bào…) là cách thức để xảy ra các siêu đột biến cho vị trí gắn của BCR cũng như sự chọn lọc các tế bào mang BCR có ái lực cao nhất với kháng nguyên. Mỗi lần như vậy, một lượng nhỏ Nguyên bào không vào lại Vùng Tối mà biệt hóa thành Tương bào. Các tương bào tiết ra một lượng lớn kháng thể. Trong hình, APC màu xanh lục, tế bào B màu hồng nhạt, tế bào T màu xanh nhạt, kháng thể màu xanh lục và kháng nguyên gắn với nó có hình khối tròn màu đỏ.

1.Vùng tối

2. Nguyên tâm bào

3. Tâm bào

4. Vùng sáng

160 |

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

HÌNH 18.12. CÁC SỰ KIỆN CHÍNH XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH NGUYÊN BÀO DI CHUYỂN TỪ VÙNG TỐI SANG VÙNG SÁNG.

HÌNH 18.13. CHUYỂN LỚP KHÁNG THỂ SẢN XUẤT TỪ IgM VÀ IgD QUA IgG, IgA HOẶC IgE. Các tế bào B FoB2 non sản xuất IgM và IgD gắn vào màng tế bào của nó gọi là các BCR. Sau khi chịu tác động bởi các tổ hợp cytokine do tế bào TFh tiết ra, các Nguyên tâm bào chuyển lớp Ig mà chúng sản xuất (chuyển lớp kháng thể) thông qua một quá trình tái tổ hợp DNA không thể đảo ngược.

Ngược dòng các gene mã hóa cho phần hằng định của chuỗi H (   ) đều có những đoạn nucleotide kéo dài được bảo tồn (conserved – được bảo tồn không thay đổi trong quá trình tiến hóa),

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

| 161

gọi là những vùng Chuyển lớp (các ngôi sao màu cam trong hình). Hai vùng chuyển lớp tiếp cận với nhau và chuỗi DNA kép tháo xoắn để cho phép sự tham gia hoạt động của một loại enzyme gọi là Activation Induced Deaminase (AID). Enzyme này khử nhóm amin của các Cytidine tại các vùng Chuyển lớp. Sai sót do enzyme AID khử amin Cytidine gây ra được một số yếu tố sửa chữa DNA chung xử lý, khiến cho chuỗi DNA kép trở nên đứt gãy. Bằng hoạt động phối hợp của các enzyme sửa chữa, chuỗi DNA kép bị cắt đứt tại hai vùng Chuyển lớp. Đoạn DNA giữa hai vùng chuyển lớp bị loại bỏ. Đoạn DNA còn lại có một đầu tự do, sẽ được nối vào chuỗi DNA ban đầu thông qua một cơ chế tái tổ hợp không tương đồng. Bằng cách này, vùng hằng định muốn biểu hiện sẽ nằm gần đoạn VDJ tái tổ hợp.

HÌNH 18.14. QUÁ TRÌNH SIÊU ĐỘT BIẾN CỦA GENE MÃ HÓA CHO VỊ TRÍ GẮN KHÁNG NGUYÊN. Đây là một quá trình vô cùng quan trọng khác diễn ra trong các Nguyên tâm bào. Thông qua hoạt động của enzyme AID (Activation Induced Deaminase) - cùng loại enzyme đã giúp chuyển lớp kháng thể trước đó, các Cytosine trong đoạn gene tái sắp xếp mã hóa cho vị trí gắn (VDJ/VJ) bị thay thế thành các Uracil. Sự xuất hiện bất thường của Uracil trong chuỗi DNA làm kích hoạt một loạt các cơ chế sửa chữa để thay đổi chuỗi DNA vừa bị phá hủy.

Vô số các đột biến xảy ra (siêu đột biến) có thể làm tăng hoặc làm giảm ái lực của vị trí gắn với kháng nguyên.

162 |

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

HÌNH 18.15. SỰ THUẦN THỤC ÁI LỰC (AFFINITY MATURATION) – TĂNG DẦN ÁI LỰC TẠI VỊ TRÍ GẮN KHÁNG NGUYÊN. Đáp ứng miễn dịch tiếp theo, ái lực của Ig với kháng nguyên tăng lên. Sự gia tăng ái lực này là kết quả phối hợp hoạt động của quá trình siêu đột biến các đoạn gene mã hóa cho vị trí gắn kháng nguyên và sự chọn lọc tiếp sau đó đối với các Tâm Bào biểu hiện BCR siêu đột biến.

Các Nguyên tâm bào với BCR siêu đột biến di chuyển từ Vùng Tối qua Vùng Sáng và trở thành các Tâm Bào. Các Tâm Bào biểu hiện BCR siêu đột biến với tần suất cao (màu hồng trong hình) và cạnh tranh với nhau để gặp kháng nguyên (hình tròn màu đỏ). Các kháng nguyên này được bộc lộ dưới dạng phức hợp miễn dịch bởi các tế bào tua tại nang (FDC). Chỉ những Tâm Bào bộc lộ BCR có khả năng tương tác ái lực cao hơn với kháng nguyên mới chiến thắng cuộc cạnh tranh, gắn vào kháng nguyên và nhận được tín hiệu kháng lại chết theo chương trình từ tế bào tua tại nang FDC. Các Tâm Bào này hoặc biệt hóa thành Tương bào tiết ra kháng thể hoặc trở lại Vùng Tối và một lần nữa trở thành Nguyên tâm bào, tiếp tục tăng sinh và siêu đột biến BCR của chúng.

Sau mỗi vòng siêu đột biến và chọn lọc cạnh tranh, ái lực và độ đặc hiệu của BCR thuộc các nguyên bào sống sót sẽ tăng dần (Thuần thục ái lực). Ngược lại, nếu các Tâm Bào bộc lộ các BCR tương tác ái lực thấp với kháng nguyên, chúng sẽ chết do thiếu các tín hiệu sống sót. Một lượng cực kỳ lớn các tế bào chết tại Trung Tâm Mầm sẽ nhanh chóng được dọn dẹp bởi những đại thực bào có các đặc điểm mô học đặc trưng (Tingible body macrophage).

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

| 163

HÌNH 18.16. CÁC BƯỚC HOẠT HÓA TẾ BÀO B FoB2.

1. Kháng nguyên trong hình dạng tự nhiên của nó (màu đỏ trong hình) tương tác với BCR của một tế bào B FoB2 (vòng tròn màu đỏ).

2. Một tế bào trình diện kháng nguyên (APC) đang bộc lộ các peptide của kháng nguyên tương tự trên các phân tử HLA Lớp II và được một tế bào TFh nhận diện. Tế bào TFh này sau đó phát triển thành một dòng tế bào TFh hiệu ứng hoạt hóa (màu xanh đậm).

3. Tế bào B FoB2 vừa được kháng nguyên gây đáp ứng ban đầu (primed) biểu hiện các peptide của kháng nguyên trong khe gắn của các phân tử HLA (HLA-p) và di chuyển tới vùng ranh giới giữa vùng tế bào B (màu hồng nhạt) và vùng tế bào T (màu xanh nhạt). Tại đây, HLA-p do các tế bào B FoB2 bộc lộ có thể tương tác với TCR của các tế bào TFh hiệu ứng đã được hoạt hóa bởi kháng nguyên.

4. Kết quả của tương tác giữa tế bào B FoB2 và tế bào TFh là tế bào B FoB2 băt đầu tăng sinh dẫn đến sự hình thành một vùng hình cầu chứa đầy các Nguyên bào. Vùng này được gọi là Trung tâm Mầm.

5. Dần dần, tại Trung tâm Mầm hình thành hai vùng rõ ràng là Vùng Tối và Vùng Sáng. Trong Vùng Tối, các Nguyên bào (được gọi là Nguyên tâm bào) tích cực phân chia trong khi các gene mã hóa cho BCR trải qua các quá trình siêu đột biến. Các Nguyên tâm bào sau đó di chuyển từ Vùng Tối sang Vùng Sáng và biệt hóa thành các Tâm Bào. Các Tâm bào cạnh tranh với nhau để gắn được vào các kháng nguyên trong phức hợp miễn dịch của tế bào tua tại nang (FDC). Các Tâm bào có BCR tương tác ái lực cao với kháng nguyên sẽ di chuyển lại vào Vùng Tối và tăng sinh lần nữa. Ngược lại, các Tâm Bào dù đã có BCR siêu đột biến nhưng tương tác yếu với kháng nguyên sẽ chết theo chương trình.

6. Sự di chuyển ngược trở lại từ Vùng Sáng về Vùng Tối của các Nguyên Bào làm tăng dần ái lực của các kháng thể mà chúng sản xuất.

7. Ở mỗi giai đoạn của quá trình di chuyển lặp lại này, một lượng nhỏ Nguyên Bào sẽ biệt hóa thành cả Tương bào (Plasma Cell) sản xuất kháng thể thuộc nhiều lớp khác nhau và thành Tế bào B nhớ. Tùy thuộc vào tổ hợp cytokine mà tế bào TFh tiết ra, Tương bào sẽ sản xuất kháng thể thuộc các lớp khác nhau.

164 |

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

HÌNH 18.17. KẾT QUẢ CỦA QUÁ TRÌNH HOẠT HÓA TẾ BÀO B FoB2.

Các tế bào B FoB2 được kháng nguyên gây đáp ứng ban đầu và trở nên hoạt hóa thông qua một tương tác có chọn lọc với các tế bào TFh. Chúng bắt đầu phân chia và trở thành các Nguyên tâm bào. Các Nguyên tâm bào xảy ra quá trình siêu đột biến cho gene mã hóa vị trí gắn trên BCR của chúng, rồi biệt hóa thành Tâm Bào và biểu hiện rất nhiều bản sao của các BCR mới. Chỉ những Tâm Bào có BCR có khả năng tương tác ái lực cao hơn với kháng nguyên ban đầu mới nhận được các tín hiệu kháng lại chết theo chương trình.

Chúng sống sót, tạo siêu đột biến cho vị trí gắn của BCR của chúng lần nữa và rồi lại tăng sinh.

Vòng lặp của quá trình Nguyên tâm bào thành Tâm Bào rồi lại thành Nguyên tâm bào… cứ xảy ra liên tục giúp làm tăng ái lực của các BCR. Dần dần, các Tâm Bào biểu hiện BCR gắn kháng nguyên với ái lực cao biệt hóa thành Tương bào và tế bào B nhớ. Trong mỗi chu kỳ, các Tâm Bào có BCR siêu đột biến nhưng gắn kháng nguyên với ái lực thấp sẽ chết theo chương trình.

HÌNH 18.18. CÁC ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA TƯƠNG BÀO. Một số Tương bào di chuyển từ Trung Tâm Mầm tới tủy xương, là nơi chúng tồn tại trong một thời gian dài. Một số Tương Bào khác di chuyển tới vùng tủy của hạch bạch huyết hoặc vùng tủy đỏ của lách.

1. Nguyên tâm bào 2. Tâm bào

3. Tế bào B nhớ 4. Nguyên tương bào

5. Tế bào chết theo chương trình 6. Tương bào

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

| 165

Các Tương Bào biểu hiện rất ít hoặc không biểu hiện các BCR, tuy nhiên chúng lại sản xuất một lượng lớn Ig. Các chuỗi H của BCR có một phần xuyên màng khoảng 25 amino acid và một đuôi ngắn nội bào (xem hình 14.7). Muốn thay đổi từ BCR xuyên màng thành Ig để tiết ra môi trường cần có sự trợ giúp của RNA cắt nối có chọn lọc (alternative RNA splicing) tại hai vị trí adenyl hóa (vị trí gắn đuôi AAA) khác nhau.

HÌNH 18.19. CÁC ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA TẾ BÀO B NHỚ.

Nếu một kháng nguyên xâm nhập lần thứ hai, các tế bào B nhớ với thời gian sống dài sẽ biệt hóa thành Tương Bào và sản xuất ra một lượng lớn kháng thể. Các kháng thể này có thể tương tác với kháng nguyên với ái lực và độ đặc hiệu cao.

Các tế bào B nhớ biệt hóa từ Tâm Bào. Chúng có một BCR siêu đột biến của một lớp kháng thể nhất định. Các tế bào B nhớ này cũng di truyền những thay đổi về gene đã xảy ra ở Trung Tâm Mầm. Sự hoạt hóa của chúng (đáp ứng miễn dịch lần thứ hai) phụ thuộc vào sự phối hợp hoạt động của các tế bào TFh nhớ. Khi đã được hoạt hóa, chúng bắt đầu sản xuất kháng thể của lớp chúng đã chuyển. Các kháng thể này tương tác với kháng nguyên với ái lực cao. Đáp ứng nhanh chóng và đặc hiệu của các tế bào B nhớ được tái kích hoạt này sẽ bảo vệ cơ thể một cách hiệu quả khi chống lại các nhiễm trùng tiếp theo do cùng tác nhân gây bệnh. Đôi khi chúng hiệu quả đến nỗi chúng ta không nhận ra mình đã bị nhiễm trùng thứ phát. Cơ chế bảo vệ của Vaccin cũng dựa trên sự kích thích và duy trì các tế bào B nhớ này. Đáp ứng kháng thể lần thứ hai do sự tái hoạt hóa tế bào B nhớ khác biệt khá nhiều so với đáp ứng kháng thể lần đầu.

166 |

CHƯƠNG 18 – HOẠT HÓA TẾ BÀO B

HÌNH 18.20. ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH LẦN ĐẦU VÀ LẦN THỨ HAI. Sản xuất kháng thể là một cơ chế bảo vệ vô cùng hiệu quả với phạm vi hoạt động rộng và có thể cách xa nơi tạo ra kháng thể. Trong quá trình đáp ứng miễn dịch lần đầu, một đáp ứng bảo vệ sớm được tạo ra dựa vào việc tiết các IgM có ái lực tương đối thấp để tương tác với kháng nguyên. Sau đó, một đáp ứng miễn dịch hiệu quả hơn được hình thành một cách chậm rãi. Việc chuyển lớp kháng thể dẫn đến một đáp ứng phù hợp hơn với các vị trí giải phẫu tương ứng. Ngoài ra, nhờ quá trình siêu đột biến các gene mã hóa cho vị trí gắn, kháng thể trở nên đặc hiệu cao hơn và có thể tương tác ái lực cao với một kháng nguyên. Hình A. Độc lực học của các kháng thể chuyển lớp trong đáp ứng miễn dịch lần thứ nhất. Hình B. So sánh các pha sản xuất kháng thể của đáp ứng miễn dịch lần đầu và lần thứ hai.

1. Pha Lag: Trong đáp ứng miễn dịch lần đầu, kháng thể có thể xác định được trong khoảng từ 3-4 ngày tới 2 tuần sau khi kháng nguyên xâm nhập, tùy thuộc vào loại kháng nguyên. Trong đáp ứng miễn dịch lần thứ hai, pha Lag ngắn hơn hoặc thậm chí không xuất hiện.

2. Pha Log: chuẩn độ kháng thể tăng theo cấp số nhân. Chúng gấp đôi sau mỗi 6 giờ. Sự tăng trưởng này kéo dài vài ngày ở đáp ứng miễn dịch lần đầu. Ở đáp ứng miễn dịch lần thứ hai pha Log ngắn hơn và mạnh mẽ hơn.

3. Pha ổn định: Lượng kháng thể được sản xuất và tổng hợp hầu như không thay đổi. Đáp ứng miễn dịch lần thứ hai đạt đến pha này nhanh hơn và kéo dài hơn.

4. Pha giảm: Pha này kéo dài hơn ở đáp ứng miễn dịch lần thứ hai.

CHƯƠNG 19. CƠ QUAN BẠCH HUYẾT THỨ CẤP HÌNH 19.1. CÁC CƠ QUAN BẠCH HUYẾT THỨ CẤP. Thông thường, các vi khuẩn và kháng nguyên đi vào cơ thể qua da, đường tiêu hóa và đường thở. Các cơ quan bạch huyết thứ cấp có vai trò như một chuỗi các bộ lọc để rà soát các thành phần trong dịch thể. Kháng nguyên trong dịch thể sẽ được đưa đến các cơ quan bạch huyết thứ cấp. Tại đây, chúng có thể tương tác trực tiếp với BCR trên màng tế bào B hoặc bị bắt giữ bởi các tế bào trình diện kháng nguyên (APC) tại chỗ nằm trong vùng tế bào T và quanh các nang tế bào B. Ngoài ra, APC cũng bắt giữ được kháng nguyên ở vùng ngoại vi tại nơi chúng xâm nhập vào cơ thể, sau đó đưa đến hạch bạch huyết thông qua các mạch bạch huyết hướng tâm (xem hình 10.4).

Các tế bào T nhanh chóng tiếp cận và rà soát các APC. Khi TCR của một tế bào T tương tác ái lực cao với kháng nguyên, tế bào T đó sẽ nhanh chóng phân chia. Sau khi đã tương tác với kháng nguyên, các tế bào B và T phân chia nhanh chóng làm số lượng tế bào tại cơ quan bạch huyết tăng lên rõ rệt dẫn đến cơ quan bạch huyết tăng kích thước.

Các loại dịch mô được lọc bởi rất nhiều các tổ chức lympho nhỏ phân tán và các cấu trúc lympho lớn hơn (Vòng Waldeyer – hạch hạnh nhân quanh hầu, các mảng Peyers và Ruột thừa), hình thành nên Tổ chức lympho liên kết với niêm mạc – Mucosa Associated Lymphoid Tissue (MALT). Máu được lọc bởi lách, cơ quan bạch huyết lớn nhất cơ thể. Lách cũng là cơ quan quan trọng với vai trò loại bỏ các hồng cầu già. Dịch kẽ từ các mô ngoại vi được lọc bởi các hạch lympho.

Các cơ quan bạch huyết thứ cấp đa dạng này có vị trí giải phẫu khác nhau. Tuy nhiên chúng lại có chung cấu trúc hiển vi cơ bản: Một vùng tế bào B có hình cầu (nang tế bào B) được bao quanh bởi vùng tế bào T, tại đây có rất nhiều các APC (đại thực bào, tế bào tua…) hiện diện. Vị trí phân bố tách biệt một cách có chọn lọc của các APC, tế bào T và tế bào B trong các cơ quan bạch huyết thứ cấp phụ thuộc vào sự định hướng của các chemokine cơ hữu (xem hình 2.24). Các chemokine này được tiết bởi các tế bào nền, tế bào tua và tế bào tua nang (FDC) sống tại đây.

Một đáp ứng miễn dịch có thể được hoạt hóa ngay tại vị trí mà vi khuẩn và kháng nguyên xâm nhập hoặc tại bất kỳ vị trí nào trong cơ thể. Tuy nhiên, tại cơ quan bạch huyết thứ cấp, với những đặc điểm giải phẫu đặc biệt, cùng với sự tác động qua lại của các phân tử bám dính và các cytokine, chemokine tại đây, sẽ hỗ trợ đắc lực cho cả sự tiếp xúc giữa tế bào với tế bào lẫn sự tương tác giữa

| 167

168 |

CHƯƠNG 19 – CƠ QUAN BẠCH HUYẾT THỨ CẤP

tế bào với kháng nguyên. Nhờ những đặc tính đó, cơ quan bạch huyết thứ cấp trở thành vị trí chuyên hoạt hóa tế bào T và B một cách hiệu quả.

HÌNH 19.2. HÌNH ẢNH MINH HỌA HẠCH BẠCH HUYẾT. Các hạch bạch huyết là nơi gặp gỡ của tế bào B và kháng nguyên cũng như tế bào T và tế bào trình diện kháng nguyên APC, và sau đó hoạt hóa tế bào B và T. Trong cơ thể chúng ta có hàng ngàn hạch bạch huyết nằm tại các vị trí chiến lược nơi kháng nguyên xâm nhập phổ biến. Trong nhiều trường hợp, các hạch này tập trung với nhau thành chuỗi.

Hạch bạch huyết là một cấu trúc phức tạp có vỏ bao bọc và chỉ có mặt ở động vật có vú. Một hạch bạch huyết với trọng lượng khoảng 1gram chứa khoảng 2 x 107 tế bào bạch huyết (tế bào lympho). Các mạch bạch huyết hướng tâm thu thập và dẫn lưu dịch kẽ đến khoang dưới vỏ (màu hồng). Từ đây, dịch bạch huyết chảy vào các khoang tủy. Hạch bạch huyết được cấu tạo với các vùng: vùng vỏ ngoài cùng là nơi các tế bào B FoB2 sắp xếp thành các nang lympho và vùng cận vỏ bên trong chủ yếu là các APC như tế bào tua và đại thực bào.

Khi một đáp ứng miễn dịch với sự tham gia của tế bào B diễn ra, một số các nang lympho sơ cấp này mở rộng và bộc lộ một vùng trung tâm dày đặc tế bào B đang phân chia gọi là Trung Tâm Mầm. Lúc này nang đó được gọi là nang lympho thứ cấp.

Có khoảng 2 x 107 tế bào lympho rời hạch bạch huyết trong 1 giờ thông qua các mạch bạch huyết ly tâm: gần 75% trong số đó là các tế bào T, 25% là các tế bào B, chỉ có dưới 1% trong đó là tế bào tua và đại thực bào. 90% các tế bào bạch huyết rời khỏi hạch bạch huyết là từ dòng máu đi đến, còn khoảng 6% là các tế bào sinh ra tại chỗ.

1.Tiểu tĩnh mạch nội mô cao

5. Vùng cận vỏ

9. Mạch bạch huyết ly tâm

13. Bao collagen

2. Mạch bạch huyết hướng tâm

6. Trung tâm Mầm

10. Động mạch lách

14. Vách nang

3. Nang sơ cấp

7. Nang thứ cấp

11. Khoang tủy

15. Khoang dưới vỏ

4. Vùng vỏ

8. Tĩnh mạch lách

12. Thừng nang

CHƯƠNG 19 – CƠ QUAN BẠCH HUYẾT THỨ CẤP

| 169

HÌNH 19.3. CÁC TẾ BÀO ĐẾN HẠCH BẠCH HUYẾT. A. TẾ BÀO TRÌNH DIỆN KHÁNG NGUYÊN (APC): Các kháng nguyên tự do (màu đỏ) và APC (tế bào tua, đại thực bào, … màu xanh lục) từ các khu vực ngoại vi của cơ thể đi đến các hạch bạch huyết qua các mạch bạch huyết hướng tâm. Mỗi giờ, có khoảng một triệu tế bào đến. Trong số đó có gần 75% là tế bào T, 6% tế bào B và 15% là các APC. Nếu có mặt các cytokine viêm, những APC mà đã bắt giữ kháng nguyên ở ngoại vi sẽ giảm bám dính vào mô, di chuyển và đến ở lại trong vùng tế bào T của các cơ quan bạch huyết.

Các tế bào tua (DC) chưa trưởng thành tại khu vực ngoại vi của cơ thể biểu hiện các receptor trên bề mặt của chúng, cho phép chúng bắt giữ các vi khuẩn bằng cách nhập bào theo kiểu đại ẩm bào (macropinocytosis) hoặc thực bào qua trung gian receptor (xem hình 5.21). Sau đó, các DC rời khỏi biểu mô và theo những dòng bạch huyết hướng tâm bất kỳ để đến hạch bạch huyết vùng. Tại đây chúng trở thành các tế bào DC trưởng thành hoàn toàn và biểu hiện các phân tử HLA Lớp II với mức độ cao cũng như trình diện các peptide kháng nguyên cho tế bào TFh một cách hiệu quả.

Tại vùng cận vỏ dày đặc tế bào T của hạch bạch huyết, các tế bào DC trưởng thành chọn lọc các tế bào TFh non đặc hiệu giữa các tế bào TFh theo dòng máu đến (xem bên dưới). Các DC sẽ kích thích các tế bào lympho TFh đặc hiệu với kháng nguyên để chúng tăng sinh và tạo dòng tế bào.

B. CÁC TẾ BÀO LYMPHO: Trong nhu mô hạch bạch huyết, các động mạch đến chia thành các tiểu động mạch nhỏ hơn và rồi trở thành các Tiểu tĩnh mạch nội mô cao (HEV) nằm trong các vùng tế bào T. HEV có các tế bào nội mô hình lập phương với rất nhiều tế bào lympho bên trong.

Các tế bào bạch huyết từ máu bị tác động bởi một tổ hợp các chemokine do HEV và các tế bào nền của hạch bạch huyết tiết ra, giúp chúng tăng cường biểu hiện L-Selectin. Đây một loại receptor định vị (homing) được tế bào T non và B non biểu hiện. Bằng cách này, 25% tế bào lympho (T nguyên và B nguyên) đi xuyên qua thành HEV (thoát mạch) để đến nhu mô hạch. Chỉ có những tế bào lympho non mới có thể thoát mạch vì những tế bào lympho đã được hoạt hóa không còn biểu

170 |

CHƯƠNG 19 – CƠ QUAN BẠCH HUYẾT THỨ CẤP

hiện L-Selectin nữa. Khi vào đến nhu mô hạch, các tổ hợp chemokine khác sẽ tách biệt tế bào lympho vào các vùng tế bào T và vùng tế bào B, theo một mạng lưới tạo nên từ các nguyên bào sợi dạng lưới (fibroblast reticular cells): Tế bào B di chuyển với tốc độ 6 microns/phút còn tế bào T là 12 microns/phút.

HÌNH 19.4. HÌNH ẢNH MÔ HỌC NANG THỨ CẤP CỦA HẠCH BẠCH HUYẾT.

HÌNH 19.5. VÙNG TẾ BÀO B CỦA HẠCH BẠCH HUYẾT. Sử dụng một loại kháng thể đơn dòng (mAb, xem chương 22) đặc hiệu cho một dấu ấn trên bề mặt tế bào B (anti-C20 mAb) để đánh dấu các tế bào B. Tế bào B được đánh dấu và nhuộm nâu.

Kỹ thuật này (hóa mô miễn dịch – immune-histo-chemistry) cho thấy vị trí phân bố đặc biệt của các tế bào B trong hạch bạch huyết. Tại đây, chúng phát triển thành các cụm hình cầu (các nang).

1.Bao collagen

2,3. Trung tâm mầm

3. Vùng cận vỏ (vùng tế bào T)

CHƯƠNG 19 – CƠ QUAN BẠCH HUYẾT THỨ CẤP

| 171

HÌNH 19.6. VÙNG TẾ BÀO T CỦA HẠCH BẠCH HUYẾT. Sử dụng một loại kháng thể đơn dòng khác (mAb, xem chương 22) đặc hiệu cho một dấu ấn trên bề mặt của tế bào T (anti-CD3 mAb, xem hình 8.15) để đánh dấu các tế bào T. Tế bào T được đánh dấu và nhuộm nâu. Từ kết quả hóa mô miễn dịch này cho thấy đa số tế bào T phân bố xung quanh các nang tế bào B. Tuy nhiên, một lượng đáng kể tế bào T cũng xuất hiện trong nang của tế bào B (các tế bào TFh).

HÌNH 19.7. TẾ BÀO TUA NANG TẠI HẠCH BẠCH HUYẾT.

172 |

CHƯƠNG 19 – CƠ QUAN BẠCH HUYẾT THỨ CẤP

A. Sử dụng một kháng thể đơn dòng (mAb, xem chương 22) đặc hiệu cho một dấu ấn được biểu hiện nhiều trên bề mặt tế bào tua nang (Follicular Dendritic cells - FDC) (anti-BLC mAb) để đánh dấu các FDC. Một mạng lưới các FDC được thể hiện rõ trong trung tâm của các nang tế bào B. B. FDC phát triển nhiều đuôi tế bào chất kéo dài (các tua). Một số dấu ấn bề mặt của cả tế bào dòng lympho và tế bào dòng tủy đều được biểu hiện trên màng tế bào của FDC. Ngoài ra, FDC còn bộc lộ rất nhiều receptor cho mảnh Fc của kháng thể thuộc các lớp khác nhau (FcR, màu xanh) và receptor cho các thành phần Bổ thể (CD21, CD35 trong hình). FDC cũng biểu hiện nhiều phân tử bám dính (LFA-1 và các intergrin khác, màu xám) để tạo điều kiện cho chúng tương tác với ICAM-1 và các phân tử bám dính khác trên bề mặt tế bào B và Tâm Bào.

C. Trên các tua dạng sợi của mỗi FDC đều phát triển nhiều hạt được bao phủ bởi các phức hợp miễn dịch gọi là các iccosome.

D. Các iccosome là các thể hình cầu được bao phủ bởi các phức hợp miễn dịch do FDC bắt giữ được. Các iccosome có thể rơi ra khỏi FDC và được các tế bào B FoB2 và Tâm Bào bắt giữ.

FDC không phải đến từ tủy xương, và TNF và Lymphotoxin có vai trò quan trọng đối với sự phát triển của chúng. Các chemokine do FDC giải phóng sẽ định hướng cho vị trí cư trú của các tế bào T và B. Vì vậy, chúng rất quan trọng đối với sự hình thành cấu trúc bình thường của cơ quan bạch huyết thứ cấp.

HÌNH 19.8. TẾ BÀO TUA NANG TRÌNH DIỆN KHÁNG NGUYÊN TẠI HẠCH BẠCH HUYẾT. FDC bắt giữ các phức hợp kháng nguyên – kháng thể (phức hợp miễn dịch – immunocomplex) thông qua các receptor cho mảnh Fc của kháng thể (FcR). Các kháng nguyên và phức hợp miễn dịch gắn với các thành phần Bổ thể (các kháng nguyên opsonin hóa; xem hình 21.6) bị bắt giữ thông qua các receptor Bổ thể (CR) (xem hình 21.6).

Khi một kháng nguyên bị bắt giữ, nó sẽ không bị nội bào hóa (đưa vào bên trong tế bào - internalization) mà vẫn được giữ nguyên vẹn trên màng tế bào. Bằng cách này, FDC trở thành nơi lưu giữ dài hạn các kháng nguyên để trình diện cho các tế bào B FoB2 và các Tâm Bào cũng như để duy trì trí nhớ miễn dịch của tế bào B. Các Tâm Bào với một BCR siêu đột biến sẽ cạnh tranh với nhau để giành kháng nguyên trên FDC nhằm có được các tín hiệu kháng lại sự chết theo chương trình do các FDC cung cấp.

CHƯƠNG 19 – CƠ QUAN BẠCH HUYẾT THỨ CẤP

| 173

HÌNH 19.9. LÁCH. Mặc dù tủy trắng của lách có cấu trúc phức tạp, cấu trúc vi phẫu cơ bản của nó cũng tương tự như các cơ quan bạch huyết thứ cấp khác: các tế bào T phân bố thành cụm quanh các tiểu động mạch (PALS); các tế bào B FoB2 tạo thành các nang hình cầu, một số nang có thể có Trung Tâm Mầm; các nang tế bào B được bao quanh bởi vùng quanh nang dày đặc tế bào trình diện kháng nguyên APC (các đại thực bào và tế bào tua…) cùng các tế bào B và T không lưu thông trong tuần hoàn. Các FDC nằm tại trung tâm của các nang tế bào B còn các Tiểu tĩnh mạch nội mô cao phân bố ở vùng quanh nang. Tương tự trong hạch bạch huyết và các cơ quan bạch huyết thứ cấp khác, vị trí phân bố của các nhóm tế bào này được định hướng nhờ các chemokine.

174 |

CHƯƠNG 19 – CƠ QUAN BẠCH HUYẾT THỨ CẤP

HÌNH 19.10. CÁC MẢNG PEYER’S. Tổ chức lympho liên kết với niêm mạc (hay The Mucosa Associated Lymphoid Tissue – MALT) được tạo bởi rất nhiều các tổ chức lympho nhỏ phân tán và các cấu trúc lympho có nang bao bọc với kích thước lớn hơn (Vòng Waldeyer – các hạch hạnh nhân quanh hầu). Tất cả đều có chung cấu trúc vi phẫu cơ bản của một cơ quan bạch huyết thứ cấp.

Các mảng Peyer’s gồm 100 – 200 hạch nhỏ có cấu trúc tương tự hạch bạch huyết nằm bên dưới niêm mạc ruột. Chúng có một vòm trung tâm tạo bởi các nang tế bào B và Trung Tâm Mầm.

Các tế bào TFh, các APC, đại thực bào, tế bào tua,… chiếm vị trí xung quanh các nang. Các mảng Peyer’s thu thập kháng nguyên và dịch thể dưới bề mặt niêm mạc ruột. Ngoài ra, các tế bào biểu mô chuyên biệt (các tế bào Microfold hay tế bào M) tạo kênh tải nội bào các kháng nguyên và vi khuẩn từ dịch ruột. Các tế bào lympho đến mảng Peyer’s từ Tiểu tĩnh mạch nội mô cao (HEV) và rời đi theo hệ thống mạch bạch huyết ly tâm để đến các hạch bạch huyết mạc treo ruột, và sau đó đi vào máu.

Các cytokine tại chỗ (TGF-, TNF và Lymphotoxin - LT) và các tế bào TFh tại chỗ tác động lên Tương bào (PC) sinh ra tại mảng Peyer’s để chúng tiết ra IgA nhị phân tử. Các IgA nhị phân này sẽ được receptor cho Ig đa phân bắt giữ (pIgR1) và vận chuyển nội bào để đến mặt trong khoang ruột.

Sau đó, các IgA nhị phân gắn mảnh pIgR1 (IgA tiết) được giải phóng vào khoang ruột sau khi enzyme ly giải protein cắt đứt phần xuyên màng và đuôi nội bào của pIgR1 (xem hình 17.14 – 17.16).

CHƯƠNG 20. HOẠT TÍNH TRỰC TIẾP VÀ GIÁN TIẾP CỦA KHÁNG THỂ

HÌNH 20.1. CÁC HOẠT TÍNH TRỰC TIẾP VÀ GIÁN TIẾP CỦA KHÁNG THỂ.

HÌNH 20.2. TRUNG HÒA ĐỘC TỐ.

| 175

176 |

CHƯƠNG 20 – HOẠT TÍNH TRỰC TIẾP VÀ GIÁN TIẾP CỦA KHÁNG THỂ

HÌNH 20.3. TRUNG HÒA VIRUS. Sau khi cơ thể chúng ta nhiễm virus, các kháng thể được sản xuất nhằm chống lại nhiều epitope khác nhau trên các protein của virus. Một số ít trong các kháng thể đó trung hòa được virus trong khi các kháng thể khác có thể không hiệu quả. Thông thường các kháng thể sẽ trung hòa độc tính của virus bằng cách ngăn chặn virus hấp phụ vào tế bào đích. Ngoài ra, các kháng thể khác có thể bảo vệ genome của tế bào đích khỏi genome trần của virus bằng cách giữ nó trong các hạt nội bào (endosome) hoặc kháng thể gây kết tập (ngưng kết) các phần của virus. Bên cạnh đó, các virus có vỏ có thể bị ly giải (phá hủy) bằng chuỗi phản ứng Bổ thể. Chuỗi phản ứng Bổ thể được hoạt hóa bởi các kháng thể kháng virus (hoạt tính gián tiếp của kháng thể).

HÌNH 20.4. TẠO PHỨC HỢP MIỄN DỊCH. Một phức hợp miễn dịch sẽ hoạt hóa chuỗi phản ứng Bổ thể. Các mảnh Bổ thể bám dính là C4b và C3b có thể gắn vào receptor cho Bổ thể CR1 (xem hình 21.8) có trên màng tế bào hồng cầu.

Bằng cách này, hồng cầu có thể bắt giữ phức hợp miễn dịch và vận chuyển chúng đến gan. Tại đây, các đại thực bào ở gan sẽ bắt giữ và phá hủy các phức hợp miễn dịch mà không làm ảnh hưởng đến hồng cầu.

CHƯƠNG 20 – HOẠT TÍNH MIỄN DỊCH TRỰC TIẾP VÀ GIÁN TIẾP CỦA KHÁNG THỂ

| 177

HÌNH 20.5. NGƯNG KẾT MIỄN DỊCH.

HÌNH 20.6. KẾT TẬP VÀ NỘI BÀO HÓA CÁC PHÂN TỬ MÀNG VÀ RECEPTOR. Sau khi kháng thể gắn vào các phân tử và receptor trên màng tế bào, chúng kết tập các phức hợp này rồi đưa vào tế bào (nội bào hóa – internalization).

Khi các phân tử màng tương tác với kháng thể, các kháng thể khiến chúng hình thành một số cụm kết tập nhỏ liên kết lại với nhau. Những phân tử đã gắn kháng thể này (cap - đội mũ) sau đó sẽ đi vào trong tế bào (nội bào hóa). Lúc đó tế bào sẽ tạm thời không còn các phân tử màng này nữa.

Các tự kháng thể kháng trực tiếp các receptor màng có thể gây ra các bệnh lý nghiêm trọng.

Ví dụ, bệnh nhược cơ (myasthenia gravis) có nguyên nhân là các tự kháng thể đã làm mất những receptor cho acetylcholine.

Một ví dụ khác là các kháng thể đơn dòng (xem Chương 22) kháng lại kháng nguyên ung thư Her-2 (neu) (thuốc Herceptin). Her 2 vốn là các phân tử receptor màng. Herceptin gây ra sự kết tập và nội bào hóa receptor Her-2, qua đó giúp ngăn chặn sự hoạt hóa làm tăng sinh các tế bào khối u dương tính với Her-2.

Các kháng thể khác có thể không kết tập receptor màng và gây nội bào hóa mà ức chế chức năng của chúng bằng cách khóa các vị trí gắn của receptor lại.

178 |

CHƯƠNG 20 – HOẠT TÍNH TRỰC TIẾP VÀ GIÁN TIẾP CỦA KHÁNG THỂ

HÌNH 20.7. THỰC BÀO MIỄN DỊCH: HIỆN TƯỢNG OPSONIN HÓA. Một tế bào có chức năng thực bào có thể nhận diện các thể ngoại lai thông qua hàng loạt các receptor nhận diện kiểu mẫu (PRR – Pattern Recognition Receptors) (xem hình 4.4). Các receptor này sẽ giúp khởi động quá trình tạo chân giả để rồi sau đó nuốt chửng các thể ngoại lai này vào các thể thực bào (phagosome) (xem hình 5.21) (bên trái).

Tuy nhiên, những kháng nguyên đích tương tự có thể bị nhận diện và thực bào tốt hơn nếu nó bị bao bọc bởi các kháng thể (kháng nguyên bị opsonin hóa) (bên phải, màu xanh). Mảnh Fc của phức hợp kháng nguyên – kháng thể có thể tạo liên kết chéo với các receptor cho mảnh Fc (FcR, màu cam) (chủ yếu là các receptor FcRI - CD64 và FcRI - CD89) trên màng tế bào làm nhiệm vụ thực bào. Tín hiệu từ liên kết chéo của FcR giúp hoạt hóa đại thực bào và các tế bào thực bào khác, đồng thời làm tăng khả năng thực bào và phá hủy các mảnh kháng nguyên bị thực bào. Những kháng thể tương tự nhưng không gắn với kháng nguyên (các kháng thể tự do) liên kết với FcR với ái lực thấp vì vậy không thể hoạt hóa được các tế bào có nhiệm vụ thực bào này.

Hiện tượng opsonin hóa tương tự cũng xảy ra với các kháng nguyên đích được bao bọc bởi các thành phần của chuỗi phản ứng Bổ thể. Trong trường hợp đó, các receptor cho Bổ thể sẽ tham gia vào quá trình opsonin hóa này (xem hình 21.8).

CHƯƠNG 20 – HOẠT TÍNH MIỄN DỊCH TRỰC TIẾP VÀ GIÁN TIẾP CỦA KHÁNG THỂ

| 179

HÌNH 20.8. GÂY ĐỘC TẾ BÀO PHỤ THUỘC KHÁNG THỂ (ADCC).

Hoạt tính tiêu diệt tế bào của một tế bào NK (xem hình 5.32 và 20.9), một đại thực bào, một bạch cầu hạt hay một tế bào T đều có thể được hoạt hóa và dẫn hướng bởi các receptor cho mảnh Fc của kháng thể (FcR, màu đỏ). Khi các kháng thể gắn kháng nguyên (hình tam giác) nằm trên bề mặt tế bào đích liên kết chéo với một số FcR trên màng các tế bào trên, điều đó sẽ kích hoạt hoạt tính gây ly giải tế bào của chúng.

Hoạt tính tiêu diệt tế bào này phụ thuộc vào kháng thể (Antibody Dependant) nhưng lại hoàn toàn trung gian qua các tế bào diệt (Cellular Cytotoxicity). ADCC qua trung gian tế bào NK và tế bào T là một cơ chế bảo vệ quan trọng giúp cơ thể chống lại các nhiễm virus và các tế bào ung thư. ADCC qua trung gian bạch cầu ái toan và bạch cầu đa nhân trung tính kiểm soát các nhiễm ký sinh trùng nếu chúng không thể nhập bào được do kích thước lớn.

180 |

CHƯƠNG 20 – HOẠT TÍNH TRỰC TIẾP VÀ GIÁN TIẾP CỦA KHÁNG THỂ

HÌNH 20.9. RECEPTOR CHO MẢNH Fc GAMMA III (FcγRIII).

Trong nhiều trường hợp, ADCC (xem hình 5.32 và 20.8) diễn ra qua trung gian là các receptor cho mảnh Fc gamma – FcRIII. Receptor quan trọng này gắn vào mảnh Fc của kháng thể IgG1 và IgG3. Receptor này được biểu hiện trên màng tế bào NK, bạch cầu đa nhân trung tính, bạch cầu ái toan và đại thực bào.

Giống như phần lớn các receptor cho mảnh Fc, receptor FcRIII là một phân tử thuộc đại gia đình Ig (màu đỏ đậm) (xem hình 14.5).

Liên kết chéo của nhiều FcRIII sẽ kích thích sự phosphoryl hóa các chuỗi ITAM (xem hình 8.15) có trên các chuỗi truyền tín hiệu  và . Các chuỗi ITAM đã phosphoryl hóa (P) trở thành nơi gắn để hoạt hóa Zap 70 và Syk. Từ đó bắt đầu quá trình truyền tải tín hiệu vào nhân tế bào.

CHƯƠNG 20 – HOẠT TÍNH MIỄN DỊCH TRỰC TIẾP VÀ GIÁN TIẾP CỦA KHÁNG THỂ

| 181

HÌNH 20.10. KHỬ HẠT TẾ BÀO MAST VÀ BẠCH CẦU HẠT. Các bạch cầu hạt, bạch cầu ái kiềm và tế bào mast biểu hiện một nhóm các receptor cho mảnh Fc của Ig (FcR) có khả năng gắn ái lực cao với IgE (FcRIII, màu tím). Ở một số người, các FcR trên màng của bạch cầu hạt ái kiềm và tế bào mast gắn với rất nhiều IgE (màu xanh) đặc hiệu cho một kháng nguyên đặc biệt nào đó (dị nguyên). IgE gắn vào tế bào trong thời gian rất dài và các tế bào này cũng nhận được các tín hiệu kháng lại sự chết theo chương trình từ các IgE này. Khi có kháng nguyên làm các IgE gắn FcR này liên kết chéo lại với nhau, các bạch cầu hạt ái kiềm và tế bào mast đó lập tức khử hạt, nghĩa là chúng giải phóng ra các chất dự trữ trong các hạt bào tương của chúng. Rất nhiều chất trung gian hóa học được giải phóng tức thì: các amin hoạt mạch (histamine) và các chất chuyển hóa arachidonic acid (các prostaglandin) và các cytokine (TNF, IL-4…).

182 |

CHƯƠNG 20 – HOẠT TÍNH TRỰC TIẾP VÀ GIÁN TIẾP CỦA KHÁNG THỂ

HÌNH 20.11. HOẠT HÓA BỔ THỂ THEO CON ĐƯỜNG CỔ ĐIỂN. Bổ thể (Complement) là một họ protein lớn với các protein được trang bị những hoạt tính sinh học mạnh và đặc trưng (xem Chương 21). Một số protein của Bổ thể giúp hoàn thiện (“bổ sung complement”) hoạt tính của các IgM và IgG. Khi IgM và IgG đã gắn vào kháng nguyên, mảnh Fc của chúng tương tác với C1q, một thành phần của con đường hoạt hóa Bổ thể cổ điển. Khi những đầu hình cầu của C1q cảm nhận thấy những thay đổi về hình dạng của mảnh Fc (màu tím) thuộc một IgM hoặc một số IgG (ít nhất là hai), C1q trở nên hoạt hóa và hướng động các thành phần C1r và C1s của chuỗi hoạt hóa Bổ thể. Phức hợp C1r, q, s có hoạt tính ly giải protein và thực hiện điều đó với hai thành phần Bổ thể tiếp theo là C4 và C2. Trước tiên, phức hợp C1q, r, s cắt C4 chưa hoạt hóa thành hai mảnh hoạt hóa là C4a và C4b. Sau đó nó cắt C2 chưa hoạt hóa thành hai mảnh hoạt hóa là C2a và C2b. Mảnh C4b bộc lộ ra một nhóm phản ứng có thể gắn lên bề mặt kháng nguyên với liên kết cộng hóa trị. Tiếp theo, mảnh C2a gắn vào mảnh C4b. Hoạt tính kết hợp giữa C4b và C2a (C4b2a) giúp nó trở thành một enzyme quan trọng gọi là C3 convertase – men chuyển C3. C3 convertase cắt C3 chưa hoạt hóa thành hai mảnh hoạt hóa là C3a và C3b (xem Chương 21).

CHƯƠNG 20 – HOẠT TÍNH MIỄN DỊCH TRỰC TIẾP VÀ GIÁN TIẾP CỦA KHÁNG THỂ

| 183

HÌNH 20.12. CÁC GIAI ĐOẠN CUỐI CÙNG ĐỂ HOẠT HÓA BỔ THỂ.

Mảnh C3b có một nhóm hoạt hóa gắn vào bề mặt của hầu hết các kháng nguyên với liên kết cộng hóa trị.

C3b cắt thành phần C5 thành hai mảnh C5a và C5b. Các giai đoạn cuối cùng của quá trình hoạt hóa Bổ thể sẽ phá hủy màng và gây chết tế bào xâm nhập (xem hình 21.5) đồng thời giải phóng các mảnh Bổ thể hòa tan (anaphylatoxins) nhằm huy động một phản ứng viêm tại chỗ (xem hình 21.7).

C5b bắt đầu lắp ráp các thành phần khác của chuỗi hoạt hóa Bổ thể để tạo thành Phức hợp tấn công màng – Membrane Attack Complex (MAC). MAC sẽ được chèn vào màng tế bào của các tế bào đích (xem hình 21.5).

CHƯƠNG 21. HỆ THỐNG BỔ THỂ

HÌNH 21.1. HỆ THỐNG BỔ THỂ: MỘT CHUỖI PHẢN ỨNG LY GIẢI PROTEIN DÂY CHUYỀN. Hệ thống bổ thể là một thành phần vô cùng quan trọng của đáp ứng miễn dịch đối với các nhiễm trùng và các tổn thương tại mô. Một khi đã được kích hoạt, các protease – men phân giải protein của Bổ thể sẽ cắt lần lượt các thành phần bổ thể theo từng bậc với một cơ chế chính xác. Bổ thể có thể được hoạt hóa bởi các kháng thể là IgM và IgG khi gắn vào kháng nguyên. Bên cạnh đó, Bổ thể cũng có thể được hoạt hóa trực tiếp bởi các phân tử đường lạ biểu hiện trên bề mặt các tế bào vi khuẩn. Như vậy, Bổ thể vừa “bổ sung” cho hoạt tính của kháng thể một cách đặc hiệu, vừa là một cơ chế phòng vệ quan trọng của hệ miễn dịch bẩm sinh. Kết quả của quá trình hoạt hóa Bổ thể là: 1. Tiêu diệt những kẻ xâm nhập ngoại lai; 2. Tạo điều kiện cho sự thực bào kháng nguyên và vi khuẩn (sự opsonin hóa); 3. Huy động một phản ứng viêm tại chỗ.

184 |

CHƯƠNG 21 – HỆ THỐNG BỔ THỂ

| 185

HÌNH 21.2. CÁC CON ĐƯỜNG HOẠT HÓA BỔ THỂ.

Chuỗi hoạt hóa Bổ thể được kích hoạt bởi nhiều loại protein cảm ứng khác nhau. Với con đường hoạt hóa “cổ điển”, các phản ứng Bổ thể được hoạt hóa bởi các IgM và IgG đã gắn kháng nguyên.

Khi đó, các phản ứng Bổ thể sẽ “bổ sung” (hoàn thiện) đáp ứng miễn dịch đặc hiệu của kháng thể (xem hình 20.11 và 20.12). Ngoài ra, các protein Bổ thể với tính cảm ứng chuyên biệt có thể trực tiếp nhận ra sự xuất hiện của các phân tử ngoại lai, đặc biệt là các phân tử đường của vi khuẩn.

Cả ba con đường hoạt hóa Bổ thể chủ yếu (con đường Cổ điển, con đường Lectin và con đường Thay thế) đều cần có sự hình thành của C3 convertase. Khi C3 convertase đã được tạo ra, chức năng hiệu ứng của Bổ thể sẽ được hoạt hóa theo một con đường chung (màu nâu trong hình).

HÌNH 21.3. HOẠT HÓA BỔ THỂ THEO CON ĐƯỜNG LECTIC. Các thành phần Bổ thể là Mannose binding protein (MBP) và Ficolins là các receptor nhận diện kiểu mẫu (PRR) điển hình (xem hình 2.4). Sau khi nhận ra các phân tử đường ngoại lai, các receptor này bắt đầu hoạt hóa nhanh các hoạt tính gây phá hủy và gây phản ứng tiền viêm của Bổ thể.

Với con đường hoạt hóa này, Bổ thể trở thành yếu tố trung tâm của đáp ứng miễn dịch bẩm sinh. Tìm hiểu con đường Cổ điển để hoạt hóa bổ thể, xem hình 20.11 và 20.12.

186 |

CHƯƠNG 21 – HỆ THỐNG BỔ THỂ

HÌNH 21.4. HOẠT HÓA BỔ THỂ BẰNG CON ĐƯỜNG THAY THẾ.

Trong dịch thể, C3 được cắt thành hai mảnh là C3a và C3b một cách tự nhiên. Thông thường mảnh C3b có đời sống rất ngắn. Tuy nhiên, nếu vi khuẩn xuất hiện, mảnh C3b có thể gắn vào vi khuẩn. Khi đã bám chắc vào bề mặt tế bào vi khuẩn, C3b gắn với Yếu tố B, Yếu tố D và Properdin và tạo ra phức hợp Bb-C3 (C3bBb) convertase. Vì mảnh C3b liên tục được tạo ra, việc hoạt hóa Bổ thể theo con đường Thay thế sẽ diễn ra hầu như ngay khi vi khuẩn xâm nhập vào. Ngoài ra, với C3b được tạo ra bằng con đường Cổ điển và con đường Lectin, việc chúng gắn vào Yếu tố B, Yếu tố D và Properdin trên màng tế bào vi khuẩn cũng kích hoạt con đường Thay thế để hoạt hóa Bổ thể, đóng vai trò quan trọng trong việc khuếch đại hoạt tính của Bổ thể.

Properdin là một receptor nhận diện kiểu mẫu có thể hòa tan (xem 4.4). Nó gắn vào cả vi khuẩn và C3b, qua đó giúp khuếch đại hoạt tính của chuỗi hoạt hóa Bổ thể. Properdin được dự trữ trong các hạt cấp hai của bạch cầu ái kiềm, tế bào mast và trong các hạt của bạch cầu đa nhân trung tính.

CHƯƠNG 21 – HỆ THỐNG BỔ THỂ

| 187

HÌNH 21.5. PHỨC HỢP TẤN CÔNG MÀNG – MAC. Hoạt hóa Bổ thể theo con đường Cổ điển, Lectin hay Thay thế đều làm kích hoạt một chuỗi phản ứng chung cuối cùng là tạo Phức hợp tấn công màng – MAC để chèn vào màng tế bào và kết quả là gây chết tế bào hoặc vi khuẩn. C3 là thành phần Bổ thể phổ biến nhất (nồng độ 1.2 mg/ml trong huyết thanh). Một C3 convertase đơn (C4b2a hoặc C3bBb) có thể tạo ra hơn 1000 C3a và C3b.

HÌNH 21.6. HIỆN TƯỢNG OPSONIN HÓA TẠO ĐIỀU KIỆN CHO HOẠT ĐỘNG THỰC BÀO.

188 |

CHƯƠNG 21 – HỆ THỐNG BỔ THỂ

Hệ thống Bổ thể không phải luôn thành công trong việc chèn Phức hợp tấn công màng vào màng tế bào vi khuẩn để tạo ra các lỗ hổng trên màng. Trong nhiều trường hợp, bề mặt tế bào vi khuẩn vẫn nguyên vẹn mặc dù nó bị bao phủ bởi các thành phần của Bổ thể. Tuy nhiên, các mảnh Bổ thể bám dính vào màng tế bào lại khiến vi khuẩn (hoặc một kháng nguyên nào đó) trở nên dễ bị thực bào hơn nhiều.

Thực ra, như đã trình bày trên hình 20.7, một tế bào thực bào có thể nhận ra kháng nguyên đích qua một loạt các receptor nhận diện kiểu mẫu (PRR) (xem hình 4.4) để rồi nhanh chóng tạo chân giả nhằm nuốt chửng các kháng nguyên đó vào thể thực bào (phagosome) (xem hình 5.18) (bên trái).

Các mảnh Bổ thể bám dính vào bề mặt vi khuẩn cũng được nhận diện bởi rất nhiều receptor cho Bổ thể được biểu hiện trên màng cách tế bào thực bào một cách phổ biến (xem hình 21.8). Các tín hiệu tạo ra từ những receptor này hoạt hóa quá trình thực bào một cách hiệu quả và cuối cùng phá hủy các kháng nguyên đã bị thực bào.

HÌNH 21.7. KÍCH THÍCH MỘT PHẢN ỨNG VIÊM TẠI CHỖ.

Những mảnh của các thành phần Bổ thể bị cắt ra (anaphylatoxins) sẽ gắn vào các receptor biểu hiện trên màng bạch cầu hạt và đại thực bào. Điều này làm kích hoạt một đáp ứng viêm tại chỗ. Các mảnh Bổ thể tác động lên các tế bào mast, và trực tiếp lên các tế bào nội mô mạch máu, làm tăng tính thấm thành mạch, thúc đẩy bạch cầu thoát mạch và tăng tạo dịch rĩ viêm tại chỗ (phù). Dịch rĩ viêm giàu các chất miễn dịch tự nhiên, Bổ thể và kháng thể. Dịch này sau đó được dẫn lưu về các hạch bạch huyết địa phương. Tại đây, chúng có thể gây kích hoạt một đáp ứng miễn dịch đặc hiệu.

CHƯƠNG 21 – HỆ THỐNG BỔ THỂ

| 189

HÌNH 21.8. CÁC RECEPTOR CHO BỔ THỂ.

Nhiều loại receptor cho Bổ thể (CR) khác nhau đóng vai trò trung gian cho các hoạt tính của Bổ thể.

Các yếu tố hòa tan C2b, C3a, C4b và C5a gắn vào các receptor biểu hiện trên bề mặt các bạch cầu hạt, đại thực bào, tế bào mast và tế bào nội mô mạch máu làm kích hoạt một đáp ứng viêm tại chỗ.

Ngược lại, receptor cho những mảnh Bổ thể bám dính trên bề mặt tế bào (C3b, C4b) lại giúp thực bào hiệu quả (hiện tượng opsonin hóa), gây độc tế bào qua trung gian Bổ thể (CDCC), cũng như giúp bắt giữ và vận chuyển các phức hợp miễn dịch đã gây hoạt hóa chuỗi phản ứng Bổ thể.

Receptor CR1 được biểu hiện trên bề mặt tế bào tua nang (FDC), đóng vai trò qua trọng trong việc bắt giữ các phức hợp miễn dịch và kích thích các Tâm bào (xem hình 18.15 và 18.16). Bên cạnh đó, receptor CR2 là một tác nhân đồng kích thích quan trọng cho đáp ứng của tế bào B (xem hình 14.11). Vì vậy, sự hoạt hóa Bổ thể thông qua con đường Lectin và con đường Thay thế giúp cung cấp tín hiệu đồng kích thích quan trọng cho một đáp ứng tạo kháng thể.

CHƯƠNG 22. KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG (mAb)

HÌNH 22.1. ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MỘT ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH ĐA DÒNG. Thông thường, một kháng nguyên sẽ có nhiều epitope khác nhau (xem hình 16.2). Mỗi epitope lại được nhận diện bởi một số tế bào B (a, b, c, d). Những tế bào B này biểu hiện những BCR khác nhau để tương tác với ái lực khác nhau với cùng một loại epitope, hoặc với các epitope khác nhau. Khi đã được kích hoạt, mỗi tế bào B trong số các tế bào trên sẽ phân chia thạo thành một dòng tế bào với tất cả tế bào con đều biểu hiện các BCR giống hệt nhau (các dòng a, b, c, d trên hình). Đáp ứng miễn dịch tiếp tục phát triển khi có một cuộc cạnh tranh theo kiểu Darwin diễn ra giữa các dòng này. Những dòng tế bào B có BCR tương tác tốt hơn (có ái lực cao hơn) với epitope sẽ chiến thắng cuộc cạnh tranh này và loại bỏ các dòng với BCR có ái lực thấp (xem hình 18.16). Ngoài ra, theo thời gian các tế bào B tiếp tục trải qua quá trình siêu đột biến BCR (các dòng c1 và d1) và có thể chuyển lớp kháng thể mà chúng sản xuất (chuyển isotype, xem hình 18.13).

Vì vậy, một đáp ứng miễn dịch là một quá trình diễn biến động, dựa trên các giai đoạn tạo dòng, cạnh tranh giữa các dòng và chọn lọc dòng. Điều đó có nghĩa là: đáp ứng miễn dịch mà mỗi người tạo ra để kháng lại một kháng nguyên, lượng kháng thể được sản xuất ra, tính đặc hiệu của chúng với mỗi epitope khác nhau của kháng nguyên, ái lực của các kháng thể với cùng một loại epitope và lớp kháng thể được sản xuất, tất cả đều liên tục thay đổi. Ở giai đoạn cuối của đáp ứng miễn dịch, chỉ còn một số ít tế bào nhớ có ái lực cao là còn sống sót (xem hình 18.16).

190 |

CHƯƠNG 22 – KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG (mAb)

| 191

HÌNH 22.2. VÌ SAO CẦN SẢN XUẤT KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG (mAb)?

Huyết thanh miễn dịch là loại huyết thanh thu được từ một cá thể (người, chuột, cừu…) sau khi đã được tiêm chủng để tạo đáp ứng miễn dịch kháng lại một loại kháng nguyên. Một huyết thanh miễn dịch sẽ bao gồm hỗn hợp nhiều loại kháng thể kháng lại loại kháng nguyên đã dùng để tiêm chủng.

Lượng kháng thể có trong một mẫu huyết thanh miễn dịch, phần trăm của từng lớp kháng thể khác nhau và ái lực của chúng với các epitope của kháng nguyên đều liên tục thay đổi. Hơn nữa chúng còn khác biệt đáng kể khi so sánh giữa các huyết thanh miễn dịch thu được từ các cá thể khác nhau với cùng một loại kháng nguyên.

Ngược lại, kháng thể đơn dòng lại có tính đặc hiệu, ái lực và isotype hoàn toàn tương tự nhau và không thay đổi. Điều đó giúp nó trở thành một công cụ đặc hiệu và ổn định để ứng dụng trong các phương pháp và kỹ thuật miễn dịch.

192 |

CHƯƠNG 22 – KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG (mAb)

HÌNH 22.3. LÀM THẾ NÀO ĐỂ SẢN XUẤT KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG? Kỹ thuật tạo kháng thể đơn dòng được phát minh bởi hai nhà khoa học George J.F. Kohler và César Milstein vào năm 1975 (cùng nhận giải Nobel năm 1984). Kỹ thuật này dựa trên nguyên lý là sự hợp nhất của hai loại tế bào: một tế bào B có đời sống ngắn thu được từ chuột đã tiêm chủng kháng lại một loại kháng nguyên; một tương bào ung thư với khả năng phân chia vô hạn nhưng lại thiếu enzyme cần thiết để phát triển trong một môi trường nuôi cấy đặc biệt. Như vậy, cả hai loại tế bào trên đều không thể sống được trong môi trường nuôi cấy đặc biệt. Tuy nhiên, nếu tế bào B có đời sống ngắn hợp nhất với tương bào ung thư có thời gian sống kéo dài, tế bào lai giữa chúng sẽ có được các đặc điểm di truyền từ tế bào B là các gene mã hóa cho BCR đặc hiệu cho kháng nguyên và các gene cho phép chúng sống được trong môi trường nuôi cấy. Tế bào lai này cũng có được các đặc tính từ tương bào ung thư là khả năng sống kéo dài và là bộ máy hiệu quả để sản xuất và tiết kháng thể với số lượng lớn.

Từ hàng triệu tế bào được hợp nhất một cách ngẫu nhiên, có thể thu được một lượng nhất định các tế bào lai bất tử (tế bào hybridoma) có khả năng phân chia trong môt trường nuôi cấy đặc biệt và khả năng sản xuất ra loại kháng thể kháng lại kháng nguyên đã dùng để tiêm chủng.

CHƯƠNG 22 – KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG (mAb)

| 193

HÌNH 22.4. HỢP NHẤT HAI TẾ BÀO. Có nhiều kỹ thuật để giúp hợp nhất một tế bào B và một tương bào trong môi trường chọn lọc đặc biệt. Trong tất cả các kỹ thuật này, các tế bào đều được hợp nhất một cách ngẫu nhiên, vì thế chúng tạo ra tất cả các kiểu tế bào lai có thể có. Đa số tế bào sẽ chết ở giai đoạn shock hợp bào. Trường hợp tế bào lai giữa hai tế bào B, mặc dù bộ gene của chúng có thể tích hợp với nhau nhưng nó vẫn không tránh khỏi sự chết theo chương trình (apoptosis). Với tế bào lai giữa hai tương bào ung thư, bộ gene của chúng đều thiếu các gene cần thiết để tồn tại trong môi trường nuôi cấy đặc biệt. Chỉ có những tế bào lai giữa một tế bào B và một tương bào ung thư mới có cơ hội sống sót.

Các tế bào lai sống sót này sau đó sẽ được đưa vào các giếng vi nuôi cấy để giúp chúng tăng sinh tạo dòng.

194 |

CHƯƠNG 22 – KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG (mAb)

HÌNH 22.5. CHỌN LỌC TẾ BÀO HYBRIDOMA SẢN XUẤT LOẠI KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG MONG MUỐN. Trong khi các thao tác trước đó đều dựa vào các yếu tố khách quan thì với thao tác chọn lọc dòng tế bào để sản xuất kháng thể đơn dòng lại cần kỹ năng của nhà nghiên cứu. Để chọn được một dòng tế bào sản xuất kháng thể đơn dòng mong muốn, trước hết mỗi tế bào lai sẽ được nuôi cấy trong một giếng vi nuôi cấy riêng biệt. Chỉ một số ít các tế bào lai trong các giếng này tiếp tục sống sót và phát triển thành một dòng tế bào với các tế bào con giống hết nhau. Các tế bào con này có thể sản xuất ra các kháng thể giống hệt nhau hoặc cũng có thể không sản xuất được kháng thể nào cả. Để chọn lọc dòng tế bào lai tốt nhất sản xuất ra loại kháng thể đơn dòng mong muốn, cần đánh giá một cách chính xác về số lượng, ái lực và lớp isotype của kháng thể được tạo ra. Từ một tế bào lai duy nhất được chọn, có thể phát triển thành một dòng tế bào lai lớn và sản xuất ra kháng thể mong muốn với số lượng rất lớn trong nhiều lít môi trường nuôi cấy (kháng thể đơn dòng – monoclonal antibody).

Một lượng nhỏ tế bào con từ dòng tế bào lai đã chọn có thể được cất giữ trong Nitơ lỏng với thời gian lưu giữ vô hạn, nhằm có thể tái phát triển thành dòng và sản xuất lại kháng thể mong muốn.

CHƯƠNG 22 – KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG (mAb)

| 195

HÌNH 22.6. CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG (mAb).

Thông thường, các kháng thể đơn dòng (mAb) được sản xuất từ chuột. Tuy nhiên cũng có các mAb được thiết kế đa dạng hơn để có thể nhân hóa (humanized) một phần vị trí gắn hoặc phần hằng định trên kháng thể (có nguồn gốc từ gene người). Việc nhân hóa mAb từ chuột rất quan trọng bởi vì mAb được sử dụng nhiều trong các liệu pháp điều trị. Nếu bệnh nhân thường xuyên sử dụng thuốc là mAb từ chuột, cơ thể người bệnh có thể tạo ra đáp ứng miễn dịch bằng cách sản xuất kháng thể kháng lại các mAb từ chuột này, từ đó làm trung hòa hoạt tính của mAb. mAb là một công cụ đặc hiệu và ổn định để ứng dụng một cách hữu hiệu vào chẩn đoán và điều trị, vì vậy có nhiều kỹ thuật mới (phage display, công nghệ gen…) đã được tạo ra để sản xuất chúng.

196 |

CHƯƠNG 22 – KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG (mAb)

HÌNH 22.7. CÁC CỤM BIỆT HÓA – CLUSTERS OF DIFFERENTIATION (CD).

Các kháng thể đơn dòng (mAb) kháng lại các kháng nguyên biểu hiện trên màng của tế bào bạch cầu người đã được sản xuất (và vẫn đang được sản xuất) tại nhiều nơi trên thế giới. Có rất nhiều loại mAb được sản xuất để nhận diện cho cùng một epitope hoặc cho các epitope khác nhau của cùng một phân tử màng với nhiều ái lực khác nhau.

Một tiêu chuẩn quốc tế đã và đang được chấp nhận để đặt tên các phân tử trên bề mặt tế bào miễn dịch được nhận diện bởi các nhóm mAb. Chúng được gọi là các Kháng nguyên biệt hóa được nhận diện bởi một nhóm mAb (Differentiation Antigen recognized by a Cluster of mAb), viết tắt là CD và theo sau là một con số (CD1, CD2, CD3, CD4….CD125…).

CHƯƠNG 22 – KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG (mAb)

| 197

HÌNH 22.8. THAO TÁC TRÊN KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG. Kháng thể đơn dòng có thể được thiết kế một cách đa dạng để khai thác khả năng gắn kháng nguyên đích của nó tốt hơn.

Hai mảnh (Fab)’ có khả năng gắn với hai epitope giống nhau và tạo ngưng kết miễn dịch (các phức hợp miễn dịch). Nếu kháng thể được thiết kế để hai mảnh (Fab)’ này có thể nhận diện hai epitope khác nhau [(Fab)’ đặc hiệu kép], nó có thể ứng dụng để làm cầu nối giữa hai tế bào khác nhau, ví dụ một tế bào có khả năng tiêu diệt và một tế bào đích.

Diabody đặc hiệu kép là phiên bản nhỏ hơn của kháng thể đặc hiệu kép, với khả năng khuếch tán tốt hơn vào mô cơ thể. Ngoài Diabody, còn có Tribody, Tetrabody, chúng có cấu tạo gồm các mảnh nhỏ của kháng thể được liên kết với nhau và có khả năng gắn với hai, ba hoặc bốn epitope. Dù đã loại bỏ phần hằng định, các phân tử nhỏ bé này vẫn giữ được tính đặc hiệu từ mAb gốc. Ngoài ra, chúng còn có thể được thiết kế để biểu hiện các vị trí gắn khác nhau.

Fab đơn hóa trị là một mảnh nhỏ của kháng thể có thể khuếch tán tự do vào mô cơ thể. scFv thậm chí là một phân tử còn nhỏ bé hơn vì nó chỉ gồm vùng biến đổi của chuỗi nặng và chuỗi nhẹ nối với nhau qua một chuỗi peptide có 10 – 25 amino acid.

CHƯƠNG 23. TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH

HÌNH 23.1. TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH. Khi các tế bào của hệ miễn dịch phát hiện sự xâm nhập lần thứ hai của cùng loại tác nhân gây bệnh hoặc cùng loại kháng nguyên, chúng học cách đáp ứng lại theo cách khác.

Quá trình đào tạo đặc biệt này bắt đầu từ lần đáp ứng đầu tiên, nhằm dạy cho các tế bào của hệ miễn dịch đáp ứng lại một cách hiệu quả hơn hoặc suy yếu hơn.

Một đáp ứng miễn dịch hiệu quả hơn khi có cùng loại vi khuẩn xâm nhập vào cơ thể lần thứ hai khiến chúng không thể gây bệnh thêm lần nữa nếu trí nhớ miễn dịch dương tính vẫn còn hoạt động.

Tuy nhiên, cũng có rất nhiều trường hợp mà hệ miễn dịch cần học cách giảm cường độ của đáp ứng miễn dịch, nhằm hạn chế nguy cơ làm thay đổi tế bào và mô cơ thể, dẫn đến các bệnh tự miễn.

198 |

CHƯƠNG 23 – TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH

| 199

HÌNH 23.2. CÁC TẾ BÀO MIỄN DỊCH ĐỀU CÓ TRÍ NHỚ.

Với cùng một tác nhân xâm nhập vào cơ thể lần thứ hai, khả năng học cách đáp ứng lại với hiệu quả tăng lên hay giảm xuống, hay còn gọi là trí nhớ miễn dịch, là một tính chất phổ biến nhưng mang tính quyết định đối với các tế bào của hệ miễn dịch.

HÌNH 23.3. TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH CỦA TẾ BÀO GỐC BIỂU MÔ SAU ĐÁP ỨNG VIÊM. Trí nhớ miễn dịch sau đáp ứng viêm được hình thành bằng cách thay đổi trạng thái đóng xoắn của NST, tạo điều kiện cho bộ máy phiên mã tiếp cận với các nhóm gene cần tăng biểu hiện.

200 |

CHƯƠNG 23 – TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH

HÌNH 23.4. TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH BIỂU SINH (EPIGENETIC IMMUNE MEMORY) CỦA ĐẠI THỰC BÀO. Trong nhiều thập kỷ, tế bào của hệ miễn dịch bẩm sinh luôn được cho là không có trí nhớ miễn dịch chống lại một tác nhân gây bệnh đặc hiệu. Tuy nhiên, những nghiên cứu gần đây phát hiện rằng ngoài đáp ứng miễn dịch bẩm sinh ban đầu, các đại thực bào còn giữ lại trí nhớ của những kích thích lần đầu, và được gọi là trí nhớ của hệ miễn dịch bẩm sinh.

Trong một đáp ứng nhớ, các đại thực bào phản ứng theo cách khác để chống lại cùng tác nhân gây bệnh hoặc cùng loại kháng nguyên xâm nhập vào cơ thể lần thứ hai, nhờ vậy mới giúp cơ thể tránh bị tái nhiễm một cách hiệu quả. Thật ra, có một số kích thích có thể đào tạo các tế bào bạch cầu đơn nhân trong máu và các đại thực bào ở ngoại vi để vừa trở nên dễ đáp ứng hơn với kích thích lần thứ hai và cải thiện khả năng tầm soát ở các mô, lại vừa có thể giảm đáp ứng với kích thích và do đó tránh mở rộng mô bị phá hủy. Tiếp xúc lâu dài với một thành phần của vi sinh vật, ví dụ như lipopolysaccharide, có thể gây kích thích tạo trí nhớ miễn dịch cho hệ miễn dịch bẩm sinh. Trí nhớ này làm các đáp ứng sau đó không còn nhạy nữa, cơ thể lúc này dung nạp miễn dịch với lipopolysaccharide.

Những thay đổi tạm thời trên NST là do sự biểu hiện của các histone mới. Điều này dẫn đến sự thay đổi khả năng tiếp cận của bộ máy phiên mã đến một số vùng của DNA cũng như đến các trình tự tăng cường (gene enhancers) có vai trò gia tăng hay ức chế sự biểu hiện của nhóm gene cần thiết.

Những thay đổi này có thể là tăng lên hay giảm đi, và đây là những thay đổi mang tính biểu sinh (epigenetic). Vì vậy, các đại thực bào đã được đào tạo có thể đáp ứng khác đi đối với lần đáp ứng viêm tiếp theo.

CHƯƠNG 23 – TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH

| 201

HÌNH 23.5. TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH CỦA TẾ BÀO NK. Cơ chế hình thành trí nhớ miễn dịch của tế bào NK không chỉ phụ thuộc vào những thay đổi biểu sinh mà còn liên quan đến sự tăng sinh về số lượng của nhiều tế bào NK khác nhau, nếu chúng đang biểu hiện các receptor hoạt hóa tương tác với các phân tử bất thường nằm trên tế bào đích (tăng sinh đa dòng – polyclonal expansion).

NGUỒN: H Peng và Z Thian, Frontiers in Immunol, 2017, 8:1143.

HÌNH 23.6. TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH ĐẶC HIỆU CỦA TẾ BÀO T VÀ B. Khi một vi khuẩn (hoặc kháng nguyên) đi vào cơ thể chúng ta lần đầu tiên, nó kích thích cơ thể tạo đáp ứng miễn dịch lần đầu với sự tham gia của tế bào T và B. Những tế bào T và B được hoạt hóa và tăng sinh là những tế bào phát hiện được vi khuẩn (hoặc kháng nguyên) bằng tương tác ái lực cao. Khi các tác nhân xâm nhập đó bị loại trừ khỏi cơ thể, các tế bào tăng sinh này cũng dần biến mất.

202 |

CHƯƠNG 23 – TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH

Tuy nhiên, những đáp ứng miễn dịch có đào tạo và tăng sinh tạo dòng tế bào T và B để lại cho cơ thể một trạng thái phản ứng rất quan trọng, gọi là trí nhớ miễn dịch, dựa trên sự tồn tại lâu dài của nhóm tế bào B nhớ và T nhớ.

Nhờ những tế bào nhớ có thời gian sống rất dài này, khi cơ thể bị tái nhiễm với cùng loại vi khuẩn (hoặc kháng nguyên) sẽ tạo ra một đáp ứng miễn dịch thứ phát. Đáp ứng này dựa trên sự tái hoạt hóa và tăng sinh tạo dòng một cách nhanh chóng và hiệu quả của các tế bào B nhớ và T nhớ.

HÌNH 23.7. TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH CỦA TẾ BÀO T VÀ B NHỚ - CƠ SỞ TẾ BÀO. Các tế bào nhớ với thời gian sống kéo dài được giữ lại trong cơ thể sau khi đáp ứng miễn dịch lần đầu mất đi. Chúng có thể nhanh chóng được tái hoạt hóa nếu có kháng nguyên tương tự tái xâm nhập vào cơ thể. Sự kết hợp của ba điều kiện: số lượng các tế bào nhớ tồn tại lâu dài trong cơ thể cao hơn (sự tăng sinh tạo dòng kéo dài, xem hình 24.7 và 24.8), ngưỡng kích hoạt thấp hơn và động học của quá trình tái hoạt hóa nhanh chóng hơn đã tạo ra môt đáp ứng nhớ vô cùng hiệu quả.

Quá trình hoạt hóa tế bào nhớ ít đòi hỏi các tín hiệu đồng kích thích hơn so với quá trình hoạt hóa một tế bào T và B nguyên. Trong một số trường hợp, các cytokine tiền viêm (IL12, IL18, các interferon) được sản xuất bởi các tế bào canh gác, các bạch cầu hạt và đại thực bào có thể kích hoạt tế bào nhớ tăng sinh.

CHƯƠNG 23 – TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH

| 203

HÌNH 23.8. TẾ BÀO B NHỚ CÓ THỜI GIAN SỐNG KÉO DÀI. Sau đáp ứng miễn dịch lần đầu, tế bào B đã hoạt hóa bởi kháng nguyên sẽ trải qua quá trình phân chia bất đối xứng, trong đó các tế bào con trưởng thành sẽ chia làm hai loại là tương bào (tế bào sản xuất kháng thể) và tế bào B nhớ có thời gian sống kéo dài. Quá trình biệt hóa tế bào B hoạt hóa để trở thành tương bào và tế bào B nhớ chủ yếu phụ thuộc vào sự biểu hiện của protein Blimp-1.

Việc biểu hiện protein Blimp-1 sẽ kiểm soát sự hoạt hóa của rất nhiều gene quan trọng để biệt hóa thành tương bào, bao gồm các gene kích thích sự hình thành bộ máy tiết, là bào quan cần thiết để sản xuất một lượng lớn kháng thể. Ngoài ra Blimp-1 còn ức chế tế bào nhân lên và duy trì các tương bào đã biệt hóa tận cùng ở thời kỳ tiền phân bào. Khi biểu hiện Blimp-1 bị ức chế, tế bào B hoạt hóa sẽ biệt hóa thành tế bào B nhớ. Động học của quá trình hoạt hóa tế bào B cũng như quá trình sản xuất kháng thể diễn ra mạnh mẽ trong đáp ứng nhớ (đáp ứng miễn dịch thứ phát) được trình bày ở hình 18.20.

204 |

CHƯƠNG 23 – TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH

HÌNH 23.9. TẾ BÀO T NHỚ CÓ THỜI GIAN SỐNG KÉO DÀI SAU NHIỄM TRÙNG HOẶC TIÊM CHỦNG. Khi được một tế bào trình diện kháng nguyên (APC) hoạt hóa, tế bào T tăng sinh tạo một dòng tế bào T Hiệu ứng/Nhớ (Effector/Memory T cells). Nhóm tế bào T hiệu ứng này chịu trách nhiệm cho các phản ứng chống lại kháng nguyên. Khi kháng nguyên đã bị loại bỏ, nhóm tế bào này cũng dần biến mất vì các tế bào T không còn bị kích thích bởi kháng nguyên (cái chết do bị lãng quên).

Tuy nhiên, trong các pha muộn của đáp ứng miễn dịch, các tế bào T Hiệu ứng/Nhớ này lại trải qua quá trình phân chia không đối xứng. Trong khi các tế bào con ở gần APC sẽ biệt hóa lần nữa thành các tế bào hiệu ứng/nhớ thì các tế bào ở xa APC lại biệt hóa thành các tế bào T nhớ. Các tế bào T nhớ với thời gian sống kéo dài này biểu hiện các receptor định vị khác nhau với vai trò quyết định vị trí phân bố của chúng: tế bào T nhớ Trung tâm bị thu hút vào các cơ quan bạch huyết còn các tế bào T nhớ Hiệu ứng thì đi vào tuần hoàn và cư trú tại các phần ngoại vi của cơ thể.

CHƯƠNG 23 – TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH

| 205

HÌNH 23.10. ĐIỀU GÌ CÓ THỂ GIẢI THÍCH CHO TRÍ NHỚ CỦA TẾ BÀO T VÀ B? Khi tế bào T nguyên và B nguyên biệt hóa thành tế bào hiệu ứng, đặc điểm methyl hóa chuỗi DNA của chúng cũng thay đổi. Ở trạng thái tế bào còn nguyên, chưa tiếp xúc kháng nguyên, các gốc methyl được thêm vào ở nhiều gene liên quan đến trạng thái này. Trong khi đó đối với các gene chịu trách nhiệm chính khi tế bào đáp ứng hiệu ứng, các bằng chứng cho thấy các gốc methyl trong chuỗi DNA đã mất đi. Chính vì những thay đổi biểu sinh này được duy trì trong các tế bào nhớ mà đã cho phép chúng nhanh chóng trở thành các tế bào hiệu ứng tăng sinh khi có cùng tác nhân gây bệnh xâm nhập lại vào cơ thể.

HÌNH 23.11. VÌ SAO TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH CÓ THỂ TẠO ĐÁP ỨNG MẠNH NHƯ VẬY? Sự tăng sinh số lượng tế bào kết hợp với những thay đổi biểu sinh được lưu lại đã tạo nên điều kiện hoàn hảo cho một

đáp ứng nhớ miễn dịch lâu dài cực kỳ hiệu quả.

206 |

CHƯƠNG 23 – TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH

HÌNH 23.12. CẦN BAO NHIÊU TẾ BÀO NHỚ ĐỂ KHỞI ĐỘNG MỘT ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH THỨ PHÁT? Trong suốt quá trình trưởng thành của tế bào T và B, chúng ta đã phát triển một tập hợp vô cùng lớn các vị trí gắn trên TCR và BCR. Điều này có nghĩa là mỗi một vị trí gắn đặc hiệu chỉ có ở khoảng 1 tế bào T (hoặc B) trên 1010 tế bào, một tỷ lệ vô cùng thấp.

Tuy nhiên, tỷ lệ tế bào bạch cầu phản ứng với một kháng nguyên thì cao hơn nhiều vì hầu hết các kháng nguyên đều có nhiều epitope và mỗi epitope lại được nhận diện bởi một số tế bào nguyên với ái lực khác nhau.

Các tế bào nhớ tăng số lượng (tế bào tăng sinh) và giảm số lượng (tế bào chết theo chương trình) theo chu kỳ. Sự tái hoạt hóa nhanh chóng của các tế bào này giúp cung cấp một đáp ứng miễn dịch tăng cường để bảo vệ cơ thể chống lại kháng nguyên tái nhiễm. Theo thời gian, tỷ lệ tế bào nhớ giảm xuống từ từ. Khi tỷ lệ tế bào nhớ đặc hiệu cho một kháng nguyên nhất định bé hơn 1/700 000 tế bào, kháng nguyên tái nhiễm không còn kích thích cơ thể tạo ra một đáp ứng nhớ bảo vệ nào đáng kể.

CHƯƠNG 23 – TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH

HÌNH 23.13. VÀ KHI NÀO TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH MẤT ĐI?

| 207

208 |

CHƯƠNG 23 – TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH

HÌNH 23.14. LÀM SAO ĐỂ GIỮ LẠI MỘT TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH CẦN THIẾT? Thông thường, những kích thích lặp lại âm thầm từ kháng nguyên sẽ cho phép cơ thể giữ lại được trí nhớ miễn dịch hiệu quả trong một thời gian dài.

Trường hợp thiếu những liều nhắc lại tự nhiên này, số lượng các tế bào nhớ sẽ dần dần giảm xuống và đáp ứng nhớ không còn diễn ra nữa. Tuy nhiên, một khi tế bào T nhớ và B nhớ đã được kích hoạt, một liều tăng cường đúng lúc sẽ kích thích tạo trí nhớ miễn dịch đặc biệt hiệu quả và tồn tại lâu hơn rất nhiều.

CHƯƠNG 24

VACCINE

HÌNH 24.1. TIỀM NĂNG QUÝ GIÁ CỦA TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH. Sau khi hồi phục khỏi một bệnh truyền nhiễm, quần thể tế bào lympho hiệu ứng sẽ tồn tại kéo dài, cùng với hiệu giá kháng thể cao giúp loại bỏ sự xâm nhập lần tiếp theo của cùng loại vi khuẩn gây bệnh. Đáp ứng này có hiệu quả cao và nhanh chóng đến mức hầu như cơ thể không biểu hiện sự tái nhiễm. Nhà sử học Hy Lạp cổ đại Thucydides đã đưa ra nhận xét về tiềm năng của trí nhớ miễn dịch khi ông mô tả một bệnh dịch ở Athens trong cuộc chiến Pelonnesian.

| 209

210 |

CHƯƠNG 24 – VACCINE

HÌNH 24.2. NHỮNG NỖ LỰC ĐỂ TẠO RA TRÍ NHỚ MIỄN DỊCH. Sau khi hồi phục khỏi một bệnh truyền nhiễm, cơ thể có khả năng tự bảo vệ chống lại cùng tác nhân gây bệnh đó ở lần nhiễm bệnh tiếp theo. Kể từ khi nhận biết được điều này một cách rõ ràng, con người với trí thông minh của mình đã cố gắng để tạo ra trí nhớ miễn dịch nhằm bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh truyền nhiễm.

Người Trung Quốc cổ xưa đã sử dụng một phương pháp để phòng ngừa bệnh đậu mùa, căn bệnh gây ra đại dịch với sức tàn phá nặng nề, bằng cách cho trẻ em hít bụi thu được từ vảy của nốt đậu mùa. Phương pháp Chủng đậu - Variolization (còn được gọi là Inoculation) là một phương pháp phòng ngừa khác, được thực hiện ở phương Đông, đặc biệt là ở Đế chế Ottoman nhưng sau đó cũng được biết đến ở châu Âu. Chủng đậu là đưa vào các vết trầy xước nông trên da một loại bột vảy đậu mùa thu được từ mụn mủ của người bị nhiễm bệnh đậu mùa dạng nhẹ. Sau khi sống một thời gian ở Thổ Nhĩ Kỳ, Lady Mary Wortley Montagu, một quý tộc người Anh (1689-1762), đã gửi thư đến các nhân vật có ảnh hưởng ở châu Âu để thúc đẩy tiến hành cách thức nguyên thủy này nhằm tạo ra trí nhớ miễn dịch bảo vệ.

Tuy nhiên, việc tiêm vaccine một cách chính thống để chống lại bệnh thủy đậu được tiến hành lần đầu tiên là ở Anh bởi Edward Jenner vào năm 1796. Jenner là một bác sĩ ở nông thôn. Ông đã chứng minh được rằng việc tiêm chất chiết xuất có nguồn gốc từ mụn mủ chứa virus đậu mùa ở bò có thể bảo vệ được con người khỏi bị nhiễm virus đậu mùa người. Vì virus mà Jenner sử dụng để tiêm chủng thành công được lấy từ một con bò (Vacca trong tiếng Latin) nên công nghệ sinh học mới này được gọi là Vaccination. Nhờ Jenner, các cách chữa bệnh theo kinh nghiệm, thường được cho là kết hợp với pháp thuật, đã trở nên hợp lý, dù bỏ qua cơ sở khoa học của nó.

Khoảng một thế kỷ sau, Louis Pasteur ở Pháp đã thành công khi tạo ra một “bước nhảy lượng tử trong khoa học” (bước nhảy tức thời và quan trọng, đem lại sự thay đổi khác biệt) khi cho thấy rằng vaccine sống giảm độc lực, dựa trên các vi khuẩn sống đã bị làm suy yếu và không thể gây bệnh, có thể tạo ra sự bảo vệ đáng kể và kéo dài. Bắt đầu từ các nghiên cứu của Pasteur, vaccine đã phát triển và trở thành một công nghệ sinh học ngày càng tinh vi và hiệu quả.

CHƯƠNG 24 – VACCINE

| 211

HÌNH 24.3. BÀI HỌC VỀ VACCINE. Đối với một số loại vi khuẩn, hiệu quả bảo vệ phụ thuộc chủ yếu vào khả năng vaccine tạo ra đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào T. Đối với một số loại vi khuẩn khác, vaccine lại cần có khả năng gây kích thích để tạo ra kháng thể thuộc những lớp nhất định (những kháng thể có thể hoạt hóa Bổ thể, những kháng thể có thể đi đến bề mặt niêm mạc…).

Các vaccine mới hiện nay được phát triển dựa trên những kỹ thuật rất tinh vi. Trong một số trường hợp, vaccine chỉ chứa những epitope của vi khuẩn mà có vai trò quan trọng chính yếu đối với sự sống còn và nhân lên của vi khuẩn đó. Nhiều nỗ lực nhằm tạo đáp ứng miễn dịch bảo vệ bằng cách sử dụng các epitope tinh sạch của vi khuẩn cho thấy rằng: nếu chỉ tiêm vào cơ thể những phân tử lạ này sẽ không đủ hiệu quả để kích thích tạo đáp ứng miễn dịch bảo vệ. Trong nhiều trường hợp, kháng nguyên đích cần được đưa vào cơ thể ở dạng kết hợp với một số hợp chất nhất định (tá dược – adjuvant, xem hình 24.5). Các tá dược kết hợp để kích thích tạo các tín hiệu nguy hiểm (xem hình 4.3-4.4) cần thiết cho sự kích hoạt các phản ứng đồng thời của hệ miễn dịch tự nhiên và kích thích đáp ứng viêm tại chỗ.

Những điểm đặc trưng của kháng nguyên đưa vào, tính chất của các tín hiệu nguy hiểm và loại phản ứng viêm ban đầu sẽ quyết định tính chất của các tế bào nhớ; nghĩa là quyết định chương trình mã hóa để biệt hóa tế bào lympho.

Một bài học khác từ nghiên cứu về vaccine là để tạo và duy trì khả năng miễn dịch bảo vệ, vaccine nên được tiêm nhắc lại nhiều lần trong những khoảng thời gian xác định. Các liều vaccine lặp lại này giúp tăng cường khả năng miễn dịch cũng như tiếp diễn quá trình chọn lọc và nhân lên của các dòng tế bào T và B chống lại vi khuẩn với ái lực cao hơn.

212 |

CHƯƠNG 24 – VACCINE

HÌNH 24.4. CÁC LOẠI VACCINE. Một vaccine có thể được tạo ra dựa trên những vi khuẩn sống nhưng đã mất khả năng gây bệnh bởi chúng được nuôi cấy trong điều kiện đặc biệt hoặc được xử lý bởi kỹ thuật di truyền (vi khuẩn sống giảm độc lực – attenuated microbe). Một số vaccine khác được tạo bởi vi khuẩn đã chết nhưng vẫn giữ được tính sinh miễn dịch của nó.

Một số vaccine rất hiệu quả lại sử dụng dạng độc tố của vi khuẩn, là độc tố đã được điều chỉnh để làm mất khả năng gây bệnh trong khi vẫn giữ được tính sinh miễn dịch của nó. Những vaccine khác tinh vi hơn khi chỉ chọn một vài mảnh của độc tố hoặc mảnh phân tử trên bề mặt vi khuẩn. Một số ít vaccine chỉ sử dụng một vài epitope kích thước nhỏ của vi khuẩn (xem hình 16.2).

Những mảnh này có thể được lấy trực tiếp từ vi khuẩn hoặc được sản xuất thông qua kỹ thuật di truyền. Một số vaccine khác phát triển dựa trên khả năng đặc biệt của các Tế bào tua khi trình diện các peptide cho tế bào T. Vì các kháng nguyên này được thu nhận bởi Tế bào tua và được trình diện thành các mảnh peptide gắn với HLA nên các vaccine này chỉ hoạt hóa đáp ứng miễn dịch của tế bào T. Bởi sự trình diện các kháng nguyên sau khi nhập bào diễn ra chủ yếu trên phân tử glycoprotein HLA lớp II nên chúng sẽ kích thích hoạt hóa tế bào Th vô cùng hiệu quả.

Các vaccine DNA và RNA là các chất dạng phân tử có thể dễ dàng được thiết kế và chỉnh sửa.

Chúng chứa các plasmid mã hóa cho protein mong muốn. Sau khi tiêm một lượng nhỏ plasmid này vào cơ, chúng đi vào các tế bào và tại đây, kháng nguyên được mã hóa trong plasmid sẽ được biểu hiện trên màng tế bào. Những tế bào cơ bị phá hủy và các mảnh vỡ của chúng sẽ được lẫn lưu tới các hạch bạch huyết địa phương. Tại đây, chúng trực tiếp kích thích các tế bào B cùng dòng để gây đáp ứng ban đầu (primed), hoặc chúng sẽ bị các đại thực bào và tế bào tua thực bào rồi trình diện cho các tế bào T. Tương tác giữa tế bào B và T diễn ra sau đó sẽ hoạt hóa đáp ứng tạo kháng thể từ các tế bào B.

CHƯƠNG 24 – VACCINE

| 213

HÌNH 24.5.

CÁC TÁ DƯỢC.

Các tá dược (adjuvants) là thành phần có tính quyết định đối với vaccine bởi chúng làm tăng rõ rệt khả năng tạo đáp ứng miễn dịch của vaccine (tính sinh miễn dịch của kháng nguyên – antigen immunogenicity). Ban đầu, các vaccine sử dụng vi khuẩn sống giảm độc lực, vi khuẩn chết hoặc vi khuẩn bất hoạt. Trên bề mặt các vi khuẩn này đã biểu hiện sẵn các chất có tính tá dược, có thể được phát hiện bởi các receptor nhận diện kiểu mẫu (PRR) nằm trên màng các tế bào thuộc hệ miễn dịch bẩm sinh. Ngược lại, hầu hết các vaccine được phát triển gần đây thường sử dụng các chất dạng phân tử hoặc tập hợp phân tử hơn là toàn bộ vi khuẩn. Các phân tử này cần được gắn với tá dược để khởi động quá trình hoạt hóa các tế bào của hệ miễn dịch bẩm sinh.

Một tá dược có thể hoạt động theo nhiều cách khác nhau. Nó có thể làm kháng nguyên giải phóng chậm, và nhờ đó tăng cường sự tồn tại của kháng nguyên trong một thời gian dài. Nó cũng có thể kết tập các kháng nguyên hòa tan và qua đó tạo điều kiện để các tế bào trình diện kháng nguyên (APC) thực bào. Một tá dược cũng có thể gây giải phóng các tín hiệu cảnh báo (xem hình 4.3) hoặc hoạt hóa các tế bào miễn dịch bẩm sinh và khởi đầu cho sự biệt hóa của tế bào trình diện kháng nguyên (APC) và tế bào tua (DC).

Nguy cơ khi sử dụng tá dược nằm ở khả năng tạo đáp ứng miễn dịch với một kháng nguyên bản thân. Điều này khiến cơ thể tạo ra các phản ứng miễn dịch chống lại những phân tử của cơ thể vốn đã được dung nạp, tạo ra tình trạng tự miễn dịch và phản ứng viêm gây tổn thương lâu dài cho cơ thể.

214 |

CHƯƠNG 24 – VACCINE

HÌNH 24.6. PHÂN LOẠI, ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ CỦA CÁC VACCINE. Các loại vaccine khác nhau có những ưu điểm và hạn chế khác biệt. Việc lựa chọn vaccine tốt nhất phụ thuộc vào sự cân bằng của các yếu tố: tính sinh miễn dịch, giá thành, vấn đề lưu giữ bảo quản và loại đáp ứng miễn dịch tạo ra. Các nước trên thế giới và Tổ chức Y tế thế giới WHO đều có lịch tiêm chủng chi tết, cụ thể về liều lượng, số lần tiêm và tiêm nhắc lại đối với các vaccine bắt buộc và các vaccine được khuyến cáo dành cho người và động vật.

HÌNH 24.7. VACCINE – THẮNG LỢI VÀ THÁCH THỨC. Tiêm chủng là một công nghệ sinh học đặc biệt hiệu quả, có thể nói là phương thức thành công nhất của công tác y tế dự phòng.

CHƯƠNG 24 – VACCINE

| 215

HÌNH 24.8. CÓ NHỮNG Ý KIẾN CHỐNG LẠI VIỆC TIÊM CHỦNG – TẠI SAO? Những nỗ lực nhằm tạo ra các vaccine hiệu quả hơn cũng như được sử dụng phổ biến hơn lại trái ngược với mong muốn chống lại việc tiêm chủng, vốn tồn tại trong một nhóm dân số thuộc các nước phát triển. Cho đến thế kỷ trước, các hoạt động của họ còn nhỏ lẻ và tỷ lệ bao phủ tiêm chủng (vaccination coverage) có xu hướng tăng lên. Tuy nhiên, hiện tại những nhóm bài trừ tiêm chủng này đã tận dụng internet để tuyên truyền một cách hữu hiệu và vì vậy, chúng ta đang chứng kiến tỷ lệ bao phủ tiêm chủng ngày càng sụt giảm.

Các phương tiện truyền thông đại chúng đang tập trung nhấn mạnh vào các tác dụng phụ của vaccine dù không có bằng chứng rõ ràng. Điều này gây ra những làn sóng sợ hãi trong dư luận mà chủ yếu liên quan đến những cáo buộc hết sức sai lầm như vaccine gây ra bệnh tự kỷ; tá dược và chất bảo quản có độc tính; hay tiêm vaccine quá nhiều sẽ làm suy yếu hệ miễn dịch. Trong khi các động thái bài trừ vaccine lan truyền rộng rãi và vô cùng sôi nổi thì ngược lại, các cơ quan chức năng lại cho thấy sự bất lực trong việc giải thích một cách thuyết phục về tầm quan trọng nền tảng của vaccine. Dù các tài liệu chính thức có căn cứ và thẩm quyền như thế nào, dường như rất khó để xóa tan sự nghi ngờ của cộng đồng bài trừ vaccine, rằng các tài liệu này chỉ để thao túng người dân và có sự thông đồng trên toàn thế giới để che giấu sự việc.

CHƯƠNG 25. CƠ CHẾ KIỂM SOÁT ÂM TÍNH CỦA ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH HÌNH 25.1. CƠ CHẾ KIỂM SOÁT DƯƠNG TÍNH VÀ ÂM TÍNH ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH. Đáp ứng miễn dịch không phải luôn xảy ra và kéo dài theo quán tính cho đến lúc cạn kiệt. Ngược lại, chúng có các cơ chế điều hòa để ngắt đáp ứng khi không còn cần thiết. Chức năng này mang tính chủ động và được điều hòa chặt chẽ.

HÌNH 25.2. CÂN BẰNG ÂM DƯƠNG TRONG KIỂM SOÁT ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH.

216 |

CHƯƠNG 25 – CƠ CHẾ KIỂM SOÁT ÂM TÍNH CỦA ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH

| 217

HÌNH 25.3. VAI TRÒ CỰC KỲ QUAN TRỌNG CỦA CÁC RECEPTOR ỨC CHẾ.

Sự điều hòa và chấm dứt đáp ứng miễn dịch thường dựa vào tín hiệu do các receptor ức chế nhận được.

Sai sót trong điều hòa các đáp ứng miễn dịch bẩm sinh và các đáp ứng miễn dịch thích ứng có thể dẫn tới những rối loạn tự miễn. Nếu giảm biểu hiện các receptor ức chế sẽ làm tăng hiện tượng tự miễn dịch, trong khi đó nếu được biểu hiện liên tục chúng lại làm suy giảm chức năng của hệ miễn dịch trong loại bỏ các nhiễm trùng và kiểm soát sự phát triển của tế bào ung thư.

HÌNH 25.4. DANH SÁCH NHỮNG RECEPTOR ỨC CHẾ ĐÃ BIẾT. Đáp ứng miễn dịch được kiểm soát bởi một số loại receptor ức chế khác nhau, hoạt động trên các tế bào thuộc hệ miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích ứng, với vai trò kiểm soát chặt chẽ, đề phòng sự khởi phát của các bệnh tự miễn.

Các receptor ức chế có ưu thế hơn thì làm nhiệm vụ kiểm soát hoạt động của tế bào NK (xem hình 5.27). DNGR – Dendritic cell NL Lectinic Group Receptor; BTLA – B and T Lymphocyte Attenuotor, HVEN – Herpes virus entry mediator; NGUỒN: C del Fresno et al. Science 2018, 326:35.

218 |

CHƯƠNG 25 – CƠ CHẾ KIỂM SOÁT ÂM TÍNH CỦA ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH

HÌNH 25.5. TẾ BÀO T reg CẢM ỨNG – INDUCED T reg CELL – iT reg .

Khi một tế bào trình diện kháng nguyên (APC) bộc lộ các peptide kháng nguyên, đồng thời tiết ra một lượng lớn TGF-, IL10 và các cytokine khác mà không có IL6, điều đó sẽ kích thích chương trình biệt hóa khiến tế bào Th0 CD4+ non trở thành tế bào Treg cảm ứng - iTreg.

Bên cạnh đó, tổ hợp các cytokine do APC tiết ra được quyết định bởi loại kháng nguyên mà chúng bắt giữ. Trong nhiều trường hợp, quá trình thực bào vi khuẩn sẽ kích thích sản xuất nhiều TGF và IL6 và chuyển sự biệt hóa tế bào Th0 CD4+ thành tế bào Th17 (xem hình 12.5) chứ không còn là tế bào Treg CD4+.

Khi đã được hoạt hóa, tế bào iTreg CD4+ ức chế hoạt tính của các tế bào T xung quanh bằng cách tiết ra TGF- và IL10. Tế bào iTreg có thể kích thích APC sản xuất indoleamine dioxygenase (IDO).

IDO bẻ gãy các tryptophan. Thiếu tryptophan là một cách hiệu quả để chặn sự hoạt hóa của các tế bào lympho có mặt trong vi môi trường.

CHƯƠNG 25 – CƠ CHẾ KIỂM SOÁT ÂM TÍNH CỦA ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH

| 219

HÌNH 25.6. YẾU TỐ TĂNG TRƯỞNG CHUYỂN DẠNG BETA TGF-: CYTOKINE ĐIỀU HÒA ĐA CHỨC NĂNG.

HÌNH 25.7. INTERLEUKIN 10 - L10: CYTOKINE ỨC CHẾ.

Dù hoạt động độc lập hay kết hợp với TGF- IL10 đều đóng vai trò trung tâm trong điều hòa âm tính các đáp ứng miễn dịch. IL10 tham gia trực tiếp vào quá trình gây mất đáp ứng đối với các kháng nguyên đi vào qua đường miệng và đường hô hấp.

220 |

CHƯƠNG 25 – CƠ CHẾ KIỂM SOÁT ÂM TÍNH CỦA ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH

HÌNH 25.8. CÁC PHÂN TỬ ĐỒNG KÍCH THÍCH CẦN THIẾT CHO SỰ HOẠT HÓA TẾ BÀO T NON. Tính đặc hiệu của quá trình hoạt hóa tế bào T non phụ thuộc vào tương tác ái lực cao giữa TCR với phân tử HLA-p (xem hình 10.8 – 10.10). Tuy nhiên, sự hoạt hóa một tế bào T non còn đòi hỏi một loạt các tín hiệu đồng kích thích xuất hiện đồng thời (B7, CD40… xem hình 10.14 – 10.17), hay còn gọi là các chốt kiểm soát hoạt hóa. Tế bào T có TCR tương tái ác lực cao với phân tử HLA-p sẽ chờ đợi tín hiệu từ các chốt kiểm soát trước khi tiếp tục quá trình hoạt hóa.

HÌNH 25.9. TẾ BÀO T NON: HOẠT HÓA HAY BỊ ỨC CHẾ?

Nếu thiếu các tín hiệu đồng kích thích từ các phân tử này, quá trình hoạt hóa tế bào sẽ bị hoãn lại, đồng thời gây ra trạng thái vô cảm (anergy) hoặc chết theo chương trình (apoptosis) đối với các tế bào T non đã tương tác ái lực cao với HLA-p.

Vì vậy, chỉ có một nhóm tế bào đặc biệt, còn gọi là tế bào trình diện kháng nguyên (APC, xem chương 10), biểu hiện đồng thời HLA-p và các phân tử kiểm soát đồng kích thích, mới có thể khởi

CHƯƠNG 25 – CƠ CHẾ KIỂM SOÁT ÂM TÍNH CỦA ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH

| 221

động quá trình hoạt hóa tế bào T non. Ngược lại, HLA-p biểu hiện trên bề mặt các tế bào khác của cơ thể không thể cung cấp các tín hiệu đồng kích thích cùng lúc nên chúng sẽ chặn tế bào T hoạt hóa.

Các tế bào T tự phản ứng (autoreactive) trưởng thành, có thể do thoát được cơ chế Dung nạp miễn dịch trung ương, sẽ không thể tấn công các phân tử của cơ thể bởi chúng không biểu hiện được các phân tử kiểm soát đồng kích thích.

HÌNH 25.10.VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA CÁC CHỐT KIỂM SOÁT ĐIỀU HÒA ÂM TÍNH. CTLA-4 và PD1 là các phân tử thuộc họ CD28, là các receptor trên màng tế bào (xem hình 10.14). Mặc dù có tính tương đồng cao với CD28, sự biểu hiện của CTLA-4 và PD-1 lên bề mặt tế bào T CD4+ và CD8+ trưởng thành có sự khác biệt rất rõ so với sự biểu hiện của CD28. Sự khác biệt là ở chỗ CDLA-4 và PD1 không xuất hiện trên màng tế bào T nghỉ. Thay vào đó, chúng được biểu hiện trong pha muộn của quá trình hoạt hóa tế bào T. Sự biểu hiện muộn này phù hợp với vai trò điều hòa âm tính của chúng đối với quá trình hoạt hóa tế bào T. Thực ra, CTLA-4 và PD-1 không ngăn chặn sự kích thích tạo đáp ứng miễn dịch của các tế bào T non. Chúng có vai trò chủ yếu trong điều hòa và dập tắt một đáp ứng miễn dịch đang diễn ra. Cả hai receptor này đều có vai trò quan trọng trong ức chế tế bào T hoạt hóa tạo đáp ứng tự miễn.

Một số loại khối u ở người biểu hiện chất gắn của receptor CTLA-4 và PD-1 trên màng tế bào của chúng, vì vậy nên các khối u này có khả năng dập tắt các đáp ứng của tế bào T chống lại khối u (xem hình 25.1).

222 |

CHƯƠNG 25 – CƠ CHẾ KIỂM SOÁT ÂM TÍNH CỦA ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH

HÌNH 25.11. CÁC ĐỒNG THỤ THỂ ỨC CHẾ CTLA-1 VÀ PD1.

Trong pha muộn của quá trình hoạt hóa, tế bào T biểu hiện các đồng thụ thể (co-receptor) CTLA-4 và PD-1. Chúng có khả năng gắn với các phân tử thuộc họ B7 với ái lực cao hơn so với receptor CD28. Sau khi gắn với phối tử, các đồng thụ thể này cung cấp các tín hiệu làm dập tắt sự hoạt hóa tế bào T. Những tế bào T đang dẫn truyền các tín hiệu này lại giải phóng các cytokine ức chế làm ngăn chặn sự hoạt hóa của các tế bào xung quanh.

Việc biểu hiện hai đồng thụ thể CTLA-4 và PD-1 trong pha muộn cho phép điều hòa sinh lý cường độ và thời gian của các đáp ứng miễn dịch của tế bào T. Tương tác giữa đồng thụ thể CTLA-4 và PD-1 với phối tử của chúng có vai trò như một cái phanh phân tử, bảo vệ tế bào T khỏi tình trạng hoạt động quá mức trong hệ miễn dịch, và trong một số trường hợp, bảo vệ cơ thể tránh các đáp ứng miễn dịch tự miễn (Điều hòa qua các chốt kiểm soát ức chế - Regulatory of Inhibitory Checkpoints).

CHƯƠNG 25 – CƠ CHẾ KIỂM SOÁT ÂM TÍNH CỦA ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH

| 223

HÌNH 25.12. PHONG TỎA CÁC CHỐT ĐIỀU HÒA MIỄN DỊCH CHO THẤY RÕ HIỆU QUẢ CỦA ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH TỰ NHIÊN ĐỐI VỚI TẾ BÀO UNG THƯ.

Các khối u lẩn tránh khỏi sự kiểm soát của hệ miễn dịch bằng cách tạo ra một vi môi trường ức chế làm rối loạn chuyển hóa tế bào T và các chức năng hiệu ứng.

Một số khối u lợi dụng các phân tử kiểm soát ức chế thường gặp để bảo vệ chúng khỏi sự tấn công của hệ miễn dịch. Ví dụ, tế bào u biểu hiện chất gắn PD-L1 (programmed death-ligand 1) sẽ tương tương tác với receptor PD-1 (programmed death-1) vốn được biểu hiện nhiều trên tế bào T đã hoạt hóa. Ngoài ra, là các tế bào u ác tính giải phóng ra các túi ngoại bào, chủ yếu dưới dạng các exosome (các túi xuất bào nhỏ) cũng mang PD-L1 trên bề mặt của chúng. Tín hiệu chuyển đổi tạo ra từ tương tác giữa PD-L1 với PD-1 sẽ ức chế hoạt tính của tế bào T chống lại khối u.

Tế bào T đã hoạt hóa cũng bị ức chế bởi khối u có thâm nhiễm tế bào viêm dòng tủy (inflammatory myeloid cells) biểu hiện đồng thời các phân tử PD-L1 và B7. Các phối tử này tương tác với đồng thụ thể PD-1 và CTLA-4 được biểu hiện trên tế bào T đã hoạt hóa, chuyển đổi thành các tín hiệu ức chế và do đó dập tắt đáp ứng chống lại khối u của tế bào T. Thông thường, các tế bào u thoát khỏi sự tấn công của tế bào T bằng cách này.

Hàng loạt các kháng thể đơn dòng (xem chương 21) đã được sản xuất để can thiệp vào cho các chốt kiểm soát điều hòa miễn dịch này.

Mục tiêu của các kháng thể đơn dòng là làm phong tỏa các receptor CTLA-4 (màu đỏ trong hình) và PD-1 (màu xanh) biểu hiện trên tế bào T hoạt hóa, cũng như phong tỏa PD-L1 (phối tử của PD-1) (màu đen) biểu hiện trên màng tế bào khối u và tế bào dòng tủy thâm nhiễm khối u. Khi không còn tương tác giữa các đồng thụ thể CTLA-4 và PD-1 và phối tử của chúng, các tín hiệu ức chế tế bào T hoạt hóa không còn nữa và tế bào T đã hoạt hóa sẽ tấn công vào các tế bào khối u.

Trong một số trường hợp, phương pháp điều trị dựa trên cơ chế này là đủ để lấy lại hoạt tính kháng u của tế bào T, làm giảm kích thước khối u đáng kể và cải thiện khả năng sống cho bệnh nhân.

Trong trường hợp này, khối u giảm kích thước phụ thuộc vào hoạt động tuần tra miễn dịch của các tế bào T thâm nhiễm vào khối u, nay đã không còn bị ức chế bởi các tín hiệu âm tính do hai đồng thụ thể CTLA-4 và PD-1 tạo ra.

Giải Nobel Y học nằm 2018 đã được trao cho hai nhà khoa học James P. Allison từ Mỹ và Tasuku Honjo từ Nhật Bản vì tìm ra liệu pháp miễn dịch chống ung thư dựa trên sự ức chế các chốt kiểm soát miễn dịch âm tính này.

CHƯƠNG 26. DUNG NẠP MIỄN DỊCH

HÌNH 26.1. DUNG NẠP MIỄN DỊCH. Sự kết hợp của các cơ chế kiểm soát miễn dịch giúp giải thích cho câu hỏi vì sao hệ miễn dịch có thể phản ứng với vô số các loại kháng nguyên đa dạng khác nhau mà vẫn không tấn công các phân tử của cơ thể.

Dung nạp với kháng nguyên bản thân là bước đầu tiên nhưng cốt yếu trong quá trình đào tạo của hệ miễn dịch để cho phép nó có khả năng phân biệt giữa các phân tử “thuộc bản thân” và “không thuộc bản thân”. REFERENCE: AC Wendeln at al, Nature 556:332,2018.

224 |

CHƯƠNG 26 – DUNG NẠP MIỄN DỊCH

| 225

HÌNH 26.2. “SELF” VÀ “NOT SELF” Các phân tử bản thân là những phân tử vô hình đối với các tế bào của hệ miễn dịch bẩm sinh vì các tế bào này không biểu hiện các receptor để tương tác với các phân tử bản thân.

Ngược lại, đối với các tế bào B và T, cần sự kết hợp đồng thời các cơ chế đào tạo tại các tổ chức trung ương và ngoại vi của hệ miễn dịch mới giúp chúng đạt được và duy trì tính dung nạp đối với các phân tử bản thân.

HÌNH 26.3. HỌC CÁCH NHẬN RA CÁC PHÂN TỬ BẢN THÂN.

226 |

CHƯƠNG 26 – DUNG NẠP MIỄN DỊCH

HÌNH 26.4. KẾT QUẢ ĐÀO TẠO CỦA HỆ MIỄN DỊCH PHỤ THUỘC VÀO GIAI ĐOẠN TRƯỞNG THÀNH CỦA TẾ BÀO T VÀ B. Thêm vào đó, độ mạnh của tương tác giữa kháng nguyên-receptor và sự có mặt hay vắng mặt của các tín hiệu đi kèm cũng ảnh hưởng ngay đến kết quả của sự kiện này.

HÌNH 26.5. BỐN CƠ CHẾ CHÍNH ĐỂ ĐỊNH HÌNH TÍNH “THUỘC BẢN THÂN” CỦA CÁC PHÂN TỬ VÀ TẾ BÀO. Vì dung nạp miễn dịch trung ương (1) là học được trong suốt quá trình phát triển của tế bào T và B, nên bất kỳ kháng nguyên thuộc bản thân hay ngoại lai nào xuất hiện trong cơ thể ở giai đoạn chu sinh đều có thể gây dung nạp.

Các cơ chế khác trong dung nạp miễn dịch trung ương (tế bào Treg tự nhiên, 2) và ngoại vi (trạng thái vô cảm, phát triển dòng tế bào Treg cảm ứng, 3) có thể làm cản trở sự hình thành phản ứng miễn dịch chống lại các phân tử thuộc bản thân. Cuối cùng, sự biểu hiện các phân tử kiểm soát ức chế (4) khóa các chức năng của tế bào T và B đã hoạt hóa và tạo ra một dạng dung nạp. Thực tế, dung nạp miễn dịch ngoại vi có nhiều mặt tương tự với vai trò của các phân tử kiểm soát ức chế hoặc chồng chéo vai trò với các cơ chế kiểm soát âm tính đã đề cập ở chương 25.

CHƯƠNG 26 – DUNG NẠP MIỄN DỊCH

| 227

HÌNH 26.6. DUNG NẠP MIỄN DỊCH TRUNG ƯƠNG: LOẠI BỎ CÁC TẾ BÀO T TỰ PHẢN ỨNG. Tập hợp vô cùng lớn các BCR và TCR trong cơ thể được sinh ra là nhờ vào tính ngẫu nhiên và dễ sai sót của quá trình tái tổ hợp gene (xem chương 15).

Bởi bản chất ngẫu nhiên của quá trình này nên dẫn đến vô số tế bào T là những tế bào tự phản ứng, nghĩa là chúng biểu hiện lên màng một receptor kháng nguyên có khả năng tương tác ái lực cao với phân tử HLA-p bản thân. Các tế bào lympho T nguy cơ này có một số lựa chọn về hướng biệt hóa để chúng không tấn công và gây nguy hiểm cho bản thân.

Kết quả thường gặp của quá trình này là các tế bào lympho sẽ biến mất hoặc bị bất hoạt nếu chúng biểu hiện ra một receptor phản ứng với các phân tử bản thân với ái lực cao. Sự chỉnh sửa lại receptor hay tái sắp xếp các gene TCR lần thứ hai (d) là một nỗ lực thay thế để tạo ra một TCR mới, tận dụng các gene VDJ và VJ còn lại sau khi đã tái tổ hợp TCR lần trước. Bởi tế bào Th đóng vai trò chủ yếu của trong đáp ứng miễn dịch và trong hoạt hóa tế bào B FoB2, có một cơ quan sẽ chuyên chịu trách nhiệm loại bỏ sạch các tế bào T tự phản ứng (tuyến ức) (xem chương 9).

Mỗi cá nhân có đặc điểm kháng nguyên bản thân riêng biệt, vì thế nên Dung nạp miễn dịch đối với kháng nguyên bản thân sẽ định hình tập hợp tế bào T và B của mỗi người một khác nhau. Để tìm hiểu về tế bào Treg tự nhiên xem hình 26.10, trạng thái vô cảm xem hình 26.13.

228 |

CHƯƠNG 26 – DUNG NẠP MIỄN DỊCH

HÌNH 26.7. DUNG NẠP MIỄN DỊCH TRUNG ƯƠNG: LOẠI BỎ CÁC TẾ BÀO B TỰ PHẢN ỨNG. Các gene V(D)J mã hóa cho BCR tái tổ hợp một cách ngẫu nhiên trong quá trình phát triển của tế bào lympho B. Trong khoảng 50% trường hợp, BCR từ các tái tổ hợp gene này tương tác ái lực cao với kháng nguyên bản thân. Trong 3 cơ chế chủ yếu để loại bỏ các receptor phản ứng với kháng nguyên bản thân của tế bào B, cách chỉnh sửa lại BCR là thường xảy ra nhất. Sự tái tổ hợp gene V(D)J lần thứ hai này làm tính đặc hiệu của BCR thay đổi. Để tìm hiểu thêm về tế bào Treg tự nhiên xem hình 26.10, trạng thái vô cảm xem hình 26.13.

HÌNH 26.8. DUNG NẠP MIỄN DỊCH TRUNG ƯƠNG VỚI CÁC TẾ BÀO B CHƯA TRƯỞNG THÀNH

Các tế bào B sau khi đã có được BCR riêng biệt của chúng trong quá trình biệt hóa tại tủy xương (tế bào B chưa trưởng thành, xem hình 13.4 và 13.5) là những tế bào dễ chết theo chương trình.

CHƯƠNG 26 – DUNG NẠP MIỄN DỊCH

| 229

Tại giai đoạn biệt hóa này (mũi tên màu cam trong hình), sự tồn tại của chúng phụ thuộc vào độ mạnh của các tín hiệu xuôi dòng được kích hoạt khi BCR tương tác với các kháng nguyên trên bề mặt các tế bào xung quanh (xem hình 23.4). Trong cả hai trường hợp, khi các tín hiệu này suy yếu - có cường độ dưới ngưỡng tín hiệu thấp nhất (ví dụ với các BCR không có chức năng) hoặc khi các tín hiệu này quá mạnh – có cường độ trên ngưỡng tín hiệu cao nhất (ví dụ với các BCR tương tác ái lực cao với kháng nguyên bản thân), các tế bào B chưa trưởng thành sẽ được kích hoạt để chỉnh sửa lại BCR, đi vào trạng thái vô cảm hoặc chết theo chương trình (apoptosis). Kết quả thường gặp của ba quá trình này là tế bào B phản ứng ái lực cao với kháng nguyên bản thân sẽ biến mất hoặc bị bất hoạt.

HÌNH 26.9. SỰ BIẾN MẤT CỦA CÁC TẾ BÀO B PHẢN ỨNG VỚI KHÁNG NGUYÊN BẢN THÂN. Khi BCR của một tế bào B tương tác ái lực cao với một kháng nguyên từ môi trường, các tín hiệu xuôi dòng sẽ được khởi đầu bởi sự phosphoryl hóa các chuỗi ITAM (Immunoreceptor Tyrosinebased Activation Motifs) tại đuôi nội bào của các chuỗi tín hiệu Ig và Ig (xem hình 13.8).

Nếu các sự kiện trên xảy ra với tế bào B chưa trưởng thành, các tín hiệu xuôi dòng quá mức được tạo ra do BCR tương tác ái lực cao với các kháng nguyên bản thân sẽ kích thích tế bào đi theo một trong ba chương trình đã nêu (xem hình 26.8). Bằng cách này, các tế bào B chưa trưởng thành tự phản ứng bị loại bỏ.

Cần lưu ý rằng ở tế bào B trưởng thành, con đường tín hiệu tương tự sẽ kích thích sự biểu hiện chuỗi  của receptor IL2 (CD25), tạo điều kiện cho tế bào B hoạt hóa và tăng sinh tạo dòng (xem hình 18.9).

230 |

CHƯƠNG 26 – DUNG NẠP MIỄN DỊCH

HÌNH 26.10. TẾ BÀO T ĐIỀU HÒA (T reg ) TỰ NHIÊN – NATURAL (T Reg ) CELL. Loại tế bào Treg luôn biểu hiện chuỗi alpha của receptor IL2 (CD25) và yếu tố phiên mã Foxp3 (Tế bào Treg CD4+ Foxp3+) chiếm 10-15% lượng tế bào CD4 của cơ thể. Vì các tế bào Treg tương tác ái lực cao với phân tử HLA-p và biểu hiện receptor IL2 ái lực cao, nên chúng rất nhạy với sự có mặt của IL2 và có thể ngay lập tức được hoạt hóa để ức chế đáp ứng miễn dịch chống lại các kháng nguyên bản thân.

Do đó, tế bào Treg tự nhiên có vai trò quyết định đối với việc duy trì dung nạp miễn dịch với các kháng nguyên bản thân, ngăn chặn đáp ứng tự miễn và đề phòng các đáp ứng miễn dịch trở nên mất kiểm soát. Khi tế bào T tự phản ứng đã thoát khỏi chọn lọc âm tính ở tuyến ức và các cơ chế bất hoạt ở ngoại vi, nếu các tế bào Treg thất bại trong việc giới hạn hoạt tính của các tế bào T tự phản ứng này, một số bệnh tự miễn, dị ứng và bất dung nạp thức ăn nghiêm trọng sẽ phát triển, thậm chí người bệnh có nguy cơ tử vong. Để tìm hiểu về sự trưởng thành ở tuyến ức xem chương 9, về chuỗi alpha của receptor IL2 xem hình 2.13-2.20. Foxp3 là một yếu tố phiên mã họ Forkhead được biểu hiện bởi các tế bào Treg.

CHƯƠNG 26 – DUNG NẠP MIỄN DỊCH

| 231

HÌNH 26.11. TẾ BÀO T KHÔNG ĐÁP ỨNG (UNRESPONSIVENESS) KHÁNG LẠI CÁC KHÁNG NGUYÊN BẢN THÂN. Trong quá trình đào tạo tại tuyến ức (xem chương 9), các tế bào lympho mang TCR tương tác ái lực cao với các phân tử HLA-p bản thân sẽ sắp xếp lại TCR hoặc chết theo chương trình (Chọn lọc âm tính, xem hình 9.13). Tuy nhiên, một số ít các tế bào T non trưởng thành có biểu hiện TCR tương tác ái lực cao với các phân tử bản thân lại thoát được khỏi quá trình Chọn lọc âm tính để dung nạp miễn dịch trung ương.

Khi những tế bào T đó xuất hiện trong cơ thể, thông thường các HLA-p bản thân không trở thành mục tiêu cho chúng tấn công. Trong hầu hết trường hợp, các tế bào T chỉ phớt lờ chúng đi. Sự phớt lờ miễn dịch với các kháng nguyên bản thân của các tế bào T này dựa trên thực tế là hầu hết các peptide bản thân đều hiếm khi được biểu hiện trên bề mặt các tế bào trình diện kháng nguyên. Nguyên nhân của điều này là bởi có một cuộc cạnh tranh khốc liệt giữa các peptide bản thân để gắn được vào khe gắn kháng nguyên của các phân tử HLA (xem hình 7.5). Vì vậy, trong phần lớn trường hợp, có quá ít phân tử HLA trình diện peptide đích dủ để đạt được đến ngưỡng kích hoạt một tế bào T nguyên. Kết quả là tế bào T sẽ phớt lờ chúng đi.

Sự phớt lờ miễn dịch là một cơ chế quan trọng để giúp cơ thể tránh khỏi các đợt tấn công tự miễn. Tuy nhiên, các nhiễm virus, sự giải phóng interferon cũng như các cytokine tiền viêm khác có thể kích thích sự biểu hiện quá mức các phân tử HLA hoặc các peptide bản thân và làm vượt quá ngưỡng của Phớt lờ Miễn dịch. Đây là một trong những lý do tại sao sau nhiễm trùng có thể gây ra các rối loạn tự miễn.

232 |

CHƯƠNG 26 – DUNG NẠP MIỄN DỊCH

Các tế bào T non trưởng thành có thể không đáp ứng với một kháng nguyên mà phát triển thành một trạng thái gọi là vô cảm (anergy). Điều này xảy ra khi peptide được trình diện bởi những tế bào không có khả năng cung cấp các tín hiệu đồng kích thích cần thiết cho việc hoạt hóa tế bào T (xem hình 26.13).

Ngoài ra, các tế bào Treg tự nhiên nhận diện được các phân tử HLA-p bản thân với ái lực cao cũng có thể ngăn chặn tế bào T hoạt hóa (xem hình 26.10).

HÌNH 26.12. TẾ BÀO B KHÔNG ĐÁP ỨNG (UNRESPONSIVENESS) KHÁNG LẠI CÁC KHÁNG NGUYÊN BẢN THÂN. Các tế bào B phản ứng với kháng nguyên bản thân sẽ bị loại trừ trong quá trình biệt hóa tại tủy xương. Đây là cơ chế chủ yếu của quá trình dung nạp kháng nguyên, được gọi là Dung nạp miễn dịch Trung ương (xem hình 26.7 và 26.9).

Tuy nhiên, việc loại bỏ tế bào B có BCR phản ứng ái lực cao với các phân tử bản thân (Dung thứ Trung ương) không bao giờ trọn vẹn. Thông thường, một số tế bào B tự phản ứng trưởng thành có thể thoát khỏi Dung thứ Trung ương, tuy nhiên chúng cũng không sản xuất được các tự kháng thể với ái lực cao gây nguy hiểm vì chúng còn bị kiểm soát bởi nhiều cơ chế khác ở khu vực ngoại vi.

CHƯƠNG 26 – DUNG NẠP MIỄN DỊCH

| 233

HÌNH 26.13. TRẠNG THÁI “VÔ CẢM” (ANERGIC) CỦA TẾ BÀO B VÀ T. Khi tế bào T và B trưởng thành không có phản ứng kháng lại các kháng nguyên đích được biểu hiện với mức độ cao và được nhận diện với ái lực cao bởi các receptor trên màng tế bào của chúng, trạng thái đó gọi là vô cảm - anergy.

Trạng thái vô cảm diễn ra khi các kháng nguyên đích ban đầu được nhận diện mà không có các tín hiệu đồng kích thích phù hợp. Sau khi gặp các kháng nguyên này, tế bào lympho trở nên bất hoạt về mặt chức năng (vô cảm) mặc dù chúng vẫn có thời gian sống kéo dài. Để hoạt hóa tế bào T đòi hỏi sự tham gia của các tế bào chuyên trình diện kháng nguyên. Vì hầu hết các tế bào trong cơ thể đều bộc lộ các kháng nguyên đích mà không có các tín hiệu đồng kích thích (xem chương 10), tế bào T không được hoạt hóa và có thể đi vào trạng thái vô cảm. Sự hoạt hóa tế bào B FoB2 đòi hỏi sự kết hợp với tế bào Th. Nếu sau kích thích kháng nguyên ban đầu của tế bào B không xảy ra tương tác B-Th, tế bào B cũng không được hoạt hóa và nó cũng có thể trở nên vô cảm.

Tuy nhiên, trạng thái vô cảm chỉ là tạm thời. Để duy trì trạng thái vô cảm, tế bào cần phải liên tục gắn với kháng nguyên đích trong điều kiện không có các tín hiệu đồng kích thích. Nếu không trạng thái vô cảm có thể mất đi.

CHƯƠNG 27. HIỆN TƯỢNG TỰ MIỄN DỊCH

HÌNH 27.1. HIỆN TƯỢNG TỰ MIỄN DỊCH. I. Hiện tượng tự miễn dịch là sự tấn công của hệ miễn dịch chống lại các phân tử, tế bào hay mô bình thường của cơ thể.

Các yếu tố di truyền, các đặc trưng của hệ miễn dịch mỗi người và sự nhiễm khuẩn cùng tham gia vào cơ chế bệnh sinh của hiện tượng tự miễn dịch.

Hiệu quả của các kích thích tạo tế bào Treg (xem hình 25.5) nhằm ức chế tế bào tiền viêm Th17 hoạt hóa cũng đóng vai trò vô cùng quan trọng (xem hình 12.5, 12.6). Nếu thoát khỏi sự kiểm soát của tế bào Treg, các phản ứng viêm mãn tính do nhiễm khuẩn được điều khiển bởi tế bào Th17 có thể dẫn đến hiện tượng tự miễn dịch.

234 |

CHƯƠNG 27 – HIỆN TƯỢNG TỰ MIỄN DỊCH

| 235

HÌNH 27.2. HIỆN TƯỢNG TỰ MIỄN DỊCH. II. Hệ miễn dịch là tập hợp của nhiều cơ chế phức tạp và rất tinh vi. Vì thế việc một số cơ chế có thể mắc sai sót trong kiểm soát là điều không thể tránh khỏi.

Những sai sót trong kiểm soát này thường dẫn đến sự phân biệt không chính xác giữa cái “tôi” và “không phải tôi” của cơ thể, làm khởi phát các phản ứng miễn dịch chống lại cơ thể.

Những tiến bộ trong đời sống con người đi kèm với sự gia tăng tỷ lệ sai sót trong kiểm soát các cơ chế miễn dịch. Ở những nước giàu có, có một lượng lớn bệnh nhân mắc các bệnh liên quan đến các phản ứng miễn dịch chống lại kháng nguyên bản thân.

Thực chất thì các bệnh tự miễn dịch như bệnh đái tháo đường, bệnh đa xơ cứng, bệnh viêm khớp dạng thấp… đều là hậu quả từ những đợt tấn công tự miễn kéo dài của các tế bào T và B phản ứng chống lại những kháng nguyên bản thân. Các tế bào Th tự phản ứng đóng vai trò trung tâm vì chúng chỉ huy sự tham gia của một số loại tế bào của hệ miễn dịch gồm tế bào B, tế bào Tk và đại thực bào.

234 |

CHƯƠNG 27 – HIỆN TƯỢNG TỰ MIỄN DỊCH

HÌNH 27.3. THẤT BẠI TRONG DUNG THỨ MIỄN DỊCH GÂY TỰ MIỄN DỊCH. Trong quá trình trưởng thành, mỗi tế bào T và B biểu hiện ra receptor cho kháng nguyên (TCR và BCR) một cách ngẫu nhiên. Đa số các recceptor này phản ứng với các phân tử bản thân (xem chương 11). Vì vậy, nhiều cơ chế kiểm soát dung nạp miễn dịch bản thân hay tự dung nạp (xem chương 26) sẽ loại bỏ hoặc vô cảm các tế bào T và B tự phản ứng – là những tế bào lympho biểu hiện receptor kháng nguyên có khả năng phản ứng với các phân tử bản thân với ái lực cao.

Trong những trường hợp khác, các tế bào lympho tự phản ứng sẽ không được hoạt hóa bởi chúng tiếp xúc với không đủ kích thích từ kháng nguyên (sự phớt lờ miễn dịch, xem hình 26.11) hoặc chúng không nhận được các tín hiệu đồng kích thích đồng thời. Các phản ứng tự miễn sinh ra bởi sai sót của những cơ chế kiểm soát này thường có nguyên nhân từ các yếu tố di truyền và môi trường.

CHƯƠNG 27 – HIỆN TƯỢNG TỰ MIỄN DỊCH

| 237

HÌNH 27.4. THẤT BẠI TRONG CÁC CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA GÂY TỰ MIỄN DỊCH. Bên cạnh sự thất bại của các cơ chế tự dung nạp, hiện tượng tự miễn dịch còn có thể phát sinh từ sai sót tại các chốt kiểm soát ức chế, bởi chúng ảnh hướng đến sự điều hòa các phản ứng miễn dịch (xem hình 25.10). Những khiếm khuyết về mặt chức năng chủ yếu của hệ thống miễn dịch (suy giảm miễn dịch) cũng thường liên quan đến các phản ứng tự miễn dịch.

HÌNH 27.5. CÁC YẾU TỐ DI TRUYỀN CÓ KHUYNH HƯỚNG DẪN ĐẾN TỰ MIỄN DỊCH.

234 |

CHƯƠNG 27 – HIỆN TƯỢNG TỰ MIỄN DỊCH

HÌNH 27.6. CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG CÓ KHUYNH HƯỚNG GÂY TỰ MIỄN DỊCH

HÌNH 27.7. TỔN THƯƠNG TỰ MIỄN GÂY RA BỞI TẾ BÀO T VÀ B. Các tế bào T tự phản ứng thường xâm nhập vào các mô đích bình thường hoặc mô đích bị tổn thương và kích thích một quá trình viêm phức tạp gây ra sự tự phá hủy tại vị trí đó.

CHƯƠNG 27 – HIỆN TƯỢNG TỰ MIỄN DỊCH

| 239

HÌNH 27.8. TỔN THƯƠNG TỰ MIỄN GÂY RA BỞI KHÁNG THỂ VÀ BỔ THỂ. Để biết thêm chi tiết, xem các hình: a- xem hình 21.5; b- xem hình 20.9; c- xem hình 20.7; dxem hình 20.6; e- Tương tác giữa kháng thể với vị trí gắn của một receptor trên màng có thể kích thích receptor đó mô phỏng lại phối tử (ligand) gắn vào nó; f- xem hình 20.6; g- xem hình 20.4; h- xem hình 21.8; i- xem hình 21.7; l- xem hình 21.8

CHƯƠNG 28. SUY GIẢM MIỄN DỊCH

HÌNH 28.1. SUY GIẢM MIỄN DỊCH. Khi một số cơ chế miễn dịch bị sai sót, cánh cửa cho các bệnh nhiễm trùng thường sẽ mở ra đối với một số lớp vi khuẩn, virus hoặc nấm nhất định. Những nhiễm trùng này trở nên tái diễn.

Loại vi sinh vật gây ra những nhiễm trùng tái diễn này làm nêu bật vai trò phòng vệ đặc trưng mà những cơ chế miễn dịch tương ứng thường sử dụng, nhưng nay bị sai sót và không còn hiệu quả.

240 |

CHƯƠNG 28 – SUY GIẢM MIỄN DỊCH

HÌNH 28.2. SUY GIẢM MIỄN DỊCH TIÊN PHÁT/BẨM SINH. I.

| 241

242 |

CHƯƠNG 28 – SUY GIẢM MIỄN DỊCH

HÌNH 28.3. SUY GIẢM MIỄN DỊCH TIÊN PHÁT/BẨM SINH. II. MỘT SỐ CƠ CHẾ BỊ SAI SÓT. Những bệnh cảnh suy giảm miễn dịch tiên phát (hay bẩm sinh) giúp cung cấp hình ảnh minh họa sắc nét về chức năng của các thành phần trong hệ miễn dịch. Bệnh nhân có những suy giảm miễn dịch nghiêm trọng gây ra bởi sự thiếu vắng bạch cầu hạt không thể sống được. Những suy giảm miễn dịch do khiếm khuyết trong quá trình trưởng thành của tế bào T hoặc tế bào T và B, những tế bào có vai trò trung tâm của hệ miễn dịch, gây ra bệnh cảnh suy giảm miễn dịch kết hợp nặng (Severe Combination Immune Deficiencies – SCID).

Chuỗi γ chung là chuỗi truyền tín hiệu được sử dụng bởi rất nhiều receptor cytokine khác nhau (xem hình 2.12). Vì thế, thiếu biểu hiện chuyển γ chung dẫn đến SCID do bất hoạt đồng thời nhiều cơ chế miễn dịch. Vì gene mã hóa chuỗi γ chung nằm trên NST X nên hội chứng suy giảm miễn dịch do đột biến gene mã hóa chuỗi γ còn được gọi là SCID liên kết NST X (X-SCID).

Khiếm khuyết di truyền ảnh hưởng một cách chọn lọc lên sự trưởng thành tế bào B khiến cơ thể không tạo được kháng thể (gammaglobulin) để lưu hành trong máu, bệnh cảnh này được gọi là agammaclobulinemia. Trường hợp suy giảm miễn dịch đầu tiên được phát hiện là một trường hợp agammaglobulinemia liên kết NST X gây ra bởi sai hỏng của enzyme Bruton tyrosine kinase (BTK), một enzyme làm chặn sự trưởng thành của tế bào B sau khi gene của chuỗi H tái sắp xếp (xem hình 15.6). Những đợt nhiễm tụ cầu và liên cầu tái diễn (các vi khuẩn sinh mủ - pyogenic microbes) của những bệnh nhân này cho thấy tầm quan trọng của sự opsonin hóa vi khuẩn qua trung gian kháng thể. Tụ cầu và liên cầu có bao polysaccharide bao quanh giúp cản trở sự thực bào. Tuy nhiên, khi các kháng nguyên bề mặt của chúng bị kháng thể gắn vào, chúng dễ dàng bị bắt giữ thông qua sự gắn kết của mảnh Fc trên kháng thể với receptor mảnh Fc (xem hình 19.7). Nhiều loại khiếm khuyết liên quan đến các thành phần của Bổ thể làm suy yếu khả năng opsonin hóa vi khuẩn qua trung gian bổ thể (xem hình 21.6) cũng gây ra những bệnh cảnh lâm sàng tương tự.

CHƯƠNG 28 – SUY GIẢM MIỄN DỊCH

| 243

HÌNH 28.4. SUY GIẢM MIỄN DỊCH MẮC PHẢI. Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải có thể đến từ nhiều nguyên nhân khác nhau.

Cân nặng giảm sút dưới 70% mức khuyến cáo là một suy giảm miễn dịch nghiêm trọng.

Năm 2010, có 925 triệu người suy dinh dưỡng. Năm 2013, suy dinh dưỡng là nguyên nhân gây ra 469.000 trường hợp tử vong.

Các rối loạn suy giảm miễn dịch có thể là kết quả của quá trình lão hóa, hầu hết các bệnh nặng kéo dài, và ung thư tiến triển. Suy giảm miễn dịch cũng có thể là kết quả sau các liệu trình điều trị y tế (hóa trị, xạ trị, thuốc ức chế miễn dịch sau cấy ghép, glucocorticoids).

Suy giảm miễn dịch có thể đến từ các tai nạn phóng xạ và hạt nhân cũng như tiếp xúc nghề nghiệp với chất ức chế miễn dịch. Một số trường hợp, nhiễm virus gây ra sự suy giảm miễn dịch tại chỗ và toàn thân.

244 |

CHƯƠNG 28 – SUY GIẢM MIỄN DỊCH HÌNH 28.5. NHIỄM HIV GÂY HỘI CHỨNG SUY GIẢM MIỄN DỊCH Ở NGƯỜI. Hiện nay, có hơn 35 triệu người nhiễm HIV trên toàn thế giới, cùng với hàng triệu trường hợp mắc mới và 1,6 triệu trường hợp tử vong mỗi năm. Đường lây nhiễm HIV phổ biến nhất là qua các mô niêm mạc. Hàng rào bảo vệ mỏng manh ở bao quy đầu, âm đạo (xem hình 3.10) và niêm mạc hậu môn (xem hình 3.9) khiến những chấn thương cơ học, các vết cắt và vết trầy xước có thể dễ dàng mở cánh cửa giúp virus HIV xâm nhập vào cơ thể.

HÌNH 28.6. HIV XÂM NHẬP VÀO TẾ BÀO T CD4 + .

Các tế bào trình diện kháng nguyên tại mô (tissue antigen-presenting cells – tissue APC) là các Đại thực bào và Tế bào tua DC. Chúng biểu hiện cả đồng thụ thể CD4 và các đồng thụ thể khác (như DC-sign…). Vị trí phân bố và các thụ thể biểu hiện trên màng khiến các tế bào này trở thành mục tiêu đầu tiên của HIV khi đi vào cơ thể.

Sau đó, các APC đã nhiễm HIV tiếp tục trình diện các mảnh peptide của HIV lên khe gắn kháng nguyên của các phân tử glycoprotein HLA. Tế bào CD4+ mang TCR nhận diện được các peptide của virus sẽ hình thành một tương tác với tế bào APC nhiễm HIV. HIV lợi dụng khoảng cách hẹp giữa hai tế bào đang tương tác này để gắn vào glycoprotein CD4 trên màng tế bào T. HÌNH 28.7. CD4 VÀ CÁC RECEPTOR CHEMOKINE TRỞ THÀNH NHỮNG VỊ TRÍ GẮN CHO HIV. Khi gp120 gắn được vào CD4, nó thay đổi hình dạng để gắn vào các receptor chemokine là CXCR4 và CCR5. Sau đó, vùng có khả năng tạo dung hợp của gp41 cho phép virus hòa màng rồi sau đó vỏ capsid chứa nhân virus đi vào trong tế bào T CD4+.

Một số ít người biểu hiện dạng biến thể -32 của gene mã hóa receptor CCR5 khiến nó không gắn với phần gp120 của HIV. Điều này gây trở ngại hoặc ngăn cản HIV gây nhiễm bệnh (xem hình 2.28).

CHƯƠNG 28 – SUY GIẢM MIỄN DỊCH

| 245

HÌNH 28.8. TỪ NHIỄM HIV ĐẾN HỘI CHỨNG SUY GIẢM MIỄN DỊCH (AIDS).

1. Khi HIV đi vào cơ thể, các tế bào trình diện kháng nguyên tại mô (Đại thực bào và Tế bào tua) là những tế bào đầu tiên chúng xâm nhập vào.

2. Các APC nhiễm HIV trình diện những peptide của HIV trên khe gắn kháng nguyên của các phân tử glycoprotein HLA. 3. Các tế bào T CD4+ mang TCR nhận diện được peptide của virus sẽ hình thành một tương tác với APC nhiễm HIV ở khoảng cách rất gần. HIV lợi dụng điều này để gắn vào phân tử CD4 rồi vào các receptor chemokine là CXCR4 và CCR5 nằm trên màng tế bào T CD4+. Sau đó chúng hòa màng và đi vào tế bào (xem hình 2.27). Virus HIV nhân lên trong tế bào T CD4+.

4. Các tế bào Th CD4+ nhiễm HIV giải phóng hạt virus với số lượng rất lớn và chúng gây nhiễm trực tiếp lên các tế bào CD4+ khác.

5. Các tế bào Th CD4+ nhiễm HIV bị phá vỡ khi giải phóng các hạt virion HIV. Bên cạnh đó, vùng có khả năng gây hợp bào của HIV di chuyển đến nằm trên màng của các tế bào nhiễm HIV, tạo điều kiện cho nó hợp nhất với các tế bào T CD4+ lành xung quanh, tạo thành các hợp bào lớn (syncytia một tế bào lớn từ nhiều tế bào hợp lại, chứa nhiều nhân và tế bào chất). Hợp bào bị thay đổi tính chất, không còn chức năng của tế bào T CD4+ bình thường và sau đó bị phá vỡ.

Cuối cùng, cơ thể tạo được đáp ứng miễn dịch chống lại HIV và các tế bào nhiễm HIV. Các tế bào Tk phát hiện những peptide của virus biểu hiện ở các tế bào Th CD4+ nhiễm HIV và tiêu diệt các tế bào này.

Những quá trình trên làm số lượng tế bào Th CD4+ sụt giảm, diễn ra từ từ trong một khoảng thời gian kéo dài từ 2 tới 12 năm (hoặc có thể hơn). Sau đó cân bằng giữa số tế bào Th CD4+ bị tiêu diệt và số tế bào mới sản sinh không duy trì được nữa và sự sụt giảm tế bào Th CD4+ tiến triển nhanh dần. Khi lượng Th CD4+ giảm còn dưới 200/μl máu thì được gọi là hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải (acquired immunodeficiency syndrome – AIDS).

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC HUẾ 07 Hà Nội, TP. Huế - Điện thoại: 0234.3834486; Fax: 0234.3819886 Website: huph.hueuni.edu.vn

Chịu trách nhiệm xuất bản Q. Giám đốc: TS. Trần Bình Tuyên Chịu trách nhiệm nội dung Q. Tổng biên tập: TS. Nguyễn Chí Bảo Thẩm định nội dung GS.TS. Võ Tam Biên tập viên Tôn Nữ Quỳnh Chi Biên tập kỹ thuật Ngô Văn Cường Trình bày, minh họa Trần Thanh Loan Sửa bản in Trần Thanh Loan

Đối tác liên kết xuất bản Trần Đình Bình, Trường Đại học Y Dược, Đại học Huế 06 Ngô Quyền, thành phố Huế

MIỄN DỊCH HỌC CƠ BẢN In 100 bản, khổ 19x27 cm tại Công ty TNHH MTV thương mại, in và dịch vụ Chiến Thắng, 05 Hà Nội, thành phố Huế. Số xác nhận đăng ký xuất bản: 2078-2019/ CXBIPH/2- 20/ĐHH. Quyết định xuất bản số: 61/QĐ/ĐHH-NXB, cấp ngày 28/06/2019.

In xong và nộp lưu chiểu năm 2019.

Mã số ISBN: 978-604-974-176-0