The Immune System
ระบบภูมิคุมกัน (Immune System) คือ เครือขายอันสลับซับซอนของเซลลภายในรางกาย ที่พยายาม ตอตาน และทําลาย สิ่งแปลกปลอมตางๆ เชน เชื้อโรค ไวรัส การอักเสบ การกลายพันธุ ของ เซลลมะเร็ง อยางไมลดละ ในการรักษาไวซึ่งสุขภาพและความปลอดภัยของรางกาย
.............................................................................................................
อวัยวะของระบบภูมิคุมกัน -
ตอมทอนซิล, ตอมอะดีนอยด ตอมไทมัส ตับ หลอดน้ําเหลือง ไขกระดูก มาม เพเยอร แพ็ตซ ตอมน้ําเหลืองขนาดเล็ก
รูจักภูมิคุมกัน คุณเคยสงสัยหรือไมวา รอบๆตัวเรามีเชื้อโรคเล็กๆมากมายที่ตาเรามองไมเห็น ไมวาจะเปนเชื้อ แบคทีเรีย เชื้อไวรัส และในแตละวันเราก็สัมผัสกับเชื้อโรคอยางนับครั้งไมถวน แตเราก็มีชีวิตอยูได อยางปกติสุข ทําไมเราจึงไมเจ็บปวย หรือหากจะเจ็บปวยบาง แตก็ไมบอยนัก การที่เราไมเจ็บปวย งายๆเพราะวารางกายมีภูมิคุมกัน(หรือภูมิตานทาน)คอยปกปองอยู ภูมิคุมกันเปนกลไกการ ปองกันตนเองตามธรรมชาติของรางกาย เมื่อมีสิ่งแปลกปลอมเขาสูรางกาย และอาจเปนโทษกับ รางกายเรา ระบบภูมิคุมกันก็จะออกมาตอตาน หรือทําลายสิ่งแปลกปลอมนั้นๆ ดังนั้นภูมิคุมกันจึงถือ เปนสิ่งจําเปนมากตอการมีชีวิตอยูของมนุษย
ปญหาของภูมิคุมกัน ที่พบไดบอย •
•
•
โรคภูมิแพ บางคนมีความไวในการตอบสนองตอสิ่งกระตุนบางอยาง สงผลใหเปนโรค ภูมิแพ เพราะไวตอสิ่งกระตุน (เชน ฝุน เกสรดอกไม ขนสัตว เชื้อรา) มากเกินไป เชน เจอ เกสรดอกไม คนแรกรูสึกหอม ไมเปนอะไร แตอีกคน จามแลว จามอีก เพราะมีภูมิคุมกันไว ตอสิ่งกระตุนบางชนิดมากเกินไป ออโตอิมมูน(Autoimmune) เปนภาวะที่ภูมิคุมกันของเราเองทําลายเซลลของตัวเอง เรียกงายๆวา โรคภูมิแพตัวเอง ปกติภูมิคุมกันจะตอตาน และทําลายสิ่งแปลกปลอม แต คนเปนโรคภูมิแพตัวเอง ระบบภูมิคุมกันจะจําเซลลตัวเองไมได จึงทําลายตัวเอง ทําใหมี ผลตออวัยวะหลายระบบ เชน โรค เอสแอลอี(SLE) เปนตน มะเร็ง ระบบภูมิคุมกันของรางกายมีสวนเกี่ยวของกับการเกิดโรคมะเร็งเปนอยางมาก ใน คนปกติทั่วไป เมื่อมีเซลลในสวนใดสวนหนึ่งของรางกายเริ่มกลายพันธุ เพื่อกอตัวเปน มะเร็ง ระบบภูมิคุมกัน จะทําหนาที่ขจัดเซลลที่กลายพันธุนั้นทิ้งเสีย แตในคนที่ระบบ
ภูมิคุมกันออนแอ เชน ผูปวยโรคเอดส หรือผูสูงอายุ เซลลที่กลายพันธุไมถูกระบบ ภูมิคุมกันตรวจพบและทําลายเซลลที่ผิดปกติ ก็จะกลายเปนมะเร็งได
กลไกการทํางานของระบบภูมิคุมกัน เรียกรวมกันวา ระบบภูมิคุมกัน(IMMUNE SYSTEM) แบงการทํางานเปน 2 ระบบคือ อาศัยเซลล โดยตรง และอาศัยเซลลโดยออม ซึ่งทํางานสัมพันธเชื่อมโยงกันเปนหนึ่งเดียว เพื่อตอตานผูบุกรุก ไมใหรุกรานรางกายได • •
ภูมิคุมกันที่อาศัยเซลลโดยตรงคือ เมื่อมีเชื้อโรคเขาสูรางกาย และเม็ดเลือดขาวไปพบเขา ก็จะจับกินและทําลาย ภูมิคุมกันที่อาศัยเซลลโดยออมคือ เมื่อมีเชื้อโรคเขามา เซลลเม็ดเลือดขาวจะสรางสารเคมี เพื่อตอตานเชื้อโรค หรือสิ่งแปลกปลอมนั้นๆ ที่เรียกวา แอนติบอดี้(Antibody)แอนติบอดี้จะ ไปจับกับสิ่งแปลกปลอม ทําใหสิ่งแปลกปลอมไมสามารถแผลงฤทธิ์กับรางกายได การสราง แอนติบอดี้ ซึ่งเปนสารภูมิคุมกันนั้น จะมีความจําเพาะเจาะจงกับเชื้อโรคแตละชนิด และ แอนติบอดี้ แตละชนิดจะมีอายุไมเทากัน บางชนิดก็อยูไดไมนาน บางชนิดก็อยูไดหลายป บางชนิดก็อยูไดตลอดชีวิต เชน วัคซีนหัดเยอรมัน ที่คุมกันไดตลอดชีวิต
ในเมื่อรางกายมีระบบภูมิคุมกันที่ยอดเยี่ยมเชนนี้ ทําไมบางครั้งเราจึงเจ็บปวยไดอีก คุณเคยสงสัย หรือเปลาวาทําไมบางคนจึงแข็งแรง ไมคอยเจ็บปวย แตบางคนออนแอไมสบายบอย อะไรเปน ปจจัยใหแตละคนมีความตานทานโรคตางกัน 1. ความเจ็บปวยหรือความตานทานโรคที่ตางกันขึ้นอยูกับหลักๆ2 ปจจัย คือ กรรมพันธุ ปจจัย นี้ขึ้นอยูกับแตละบุคคล แตละคนมีระบบภูมิคุมกันที่ไดรับการถายทอด จากพอแม หากพอ แมมีระบบภูมิคุมกันที่ดีลูกยอมมีภูมิคุมกันที่ดีตามไปดวย หากพอหรือแมมภ ี ูมิคุมกัน บางอยางบกพรอง ลูกก็อาจไดรับถายทอดในสิ่งที่บกพรองนั้นๆไดเชนกัน แตโดยทั่วๆไป ภูมิคุมกันก็จะมีความแข็งแรงไดในมาตรฐานระดับหนึ่ง 2. คนที่มีสุขภาพรางกายออนแอไมคอยออกกําลังกาย ทานอาหารไมครบ 5 หมู ขาดการดูแล สุขภาพ เมื่อไดรับเชื้อโรค จึงเกิดความเจ็บปวยขึ้น และในโอกาสการเจ็บปวยก็ยอมมี มากกวาคนที่หมั่นดูแลสุขภาพเชนกัน นอกจากการไมดุแลสุขภาพแลว การติดสารเสพติด ดื่มสุรา สูบบุหรี่ ก็มีสวนทําใหระบบภูมิคุมกัน ออนแอลงไดดวย ถึงแมแตละคนจะมีภูมิคุมกันที่ไดรับถายทอดทางกรรมพันธุที่แตกตางกัน แตทุก คนก็สามารถมีภูมิคุมกันที่ดีไดเชนกัน
การเสริมสรางภูมิคุมกันมีหลักงายๆดังนี้ 1. อาหาร ทานอาหารใหครบ 5 หมู และในสัดสวนที่เหมาะสมเปนประจํา ในกรณีที่ทําไมได การเลือกทานผลิตภัณฑ เสริมอาหาร ก็เปนทางเลือกหนึ่งที่นาสนใจ อีกสิ่งหนึ่งที่ลืมไมได คือ การบริโภค น้ําสะอาดอยางเพียงพอในแตละวัน
2. ออกกําลังกาย การออกกําลังกายจะทําใหระบบไหลเวียนเลือดดีขึ้น ทําใหเม็ดเลือดขาวหรือ ภูมิคุมกัน วิ่งเขาสูในเนื้อเยื่อสวนตางๆไดงาย เมื่อมีเชื้อโรคเขามา ก็จะเขาไปจัดการได อยางรวดเร็ว 3. นอนหลับพักผอน อยางเพียงพอในแตละคืน ควรเขานอนแตหัวค่ํา(ประมาณ 3 ทุม) และตื่น นอนตั้งแตเชา ถาทําไดอยางสม่ําเสมอ สุขภาพของเรา ก็จะดีแนนอน 4. ทําจิตใจใหเบิกบาน จิตใจมีสวนเกี่ยวของกับการหลั่งสารเอ็นโดฟน หรือสารแหงความสุขใน รางกาย สารชนิดนี้ พอหลั่งออกมาทําใหระบบการทํางานของเซลลตางๆดีขึ้น ในทาง ตรงกันขามหากจิตใจหอเหี่ยว เศราเปนทุกข รางกายจะหลั่งสารแหงความทุกข ทําใหระบบ ภูมิคุมกันทํางานไมดี แยลง รางกายก็อาจเจ็บปวยไดงายขึ้น สารเอ็นโดฟนจะหลั่งเมื่อ จิตใจมีความสุข สงบ เบิกบาน ฉะนั้นควรคิดแตสิ่งดีๆ คิดชวยเหลือผูอื่น คิดในทางบวก ก็ เปนการเสริมสรางภูมิคุมกัน เชนกัน นอกจากนี้ หมั่นขับถายอุจจาระใหเปนเวลา เปนประจําทุกเชา ทุกวันเพื่อรางกายจะไดกําจัดของ เสียออก ไมหมักหมมในรางกายเรา รวมถึงพยายามอยูในที่ๆอากาศสะอาดบริสุทธิ์ เพื่อรางกายเรา จะไดรับออกซิเจน ที่มากพอที่จะนําไปเลี้ยงเซลลตางๆของรางกาย เมื่อเซลลของรางกายไดรับ สารอาหารที่ดี และอากาศที่สะอาดเพียงพอ แนนอนวารางกายเราก็จะมีสุขภาพที่ดี ระบบภูมิคุมกัน ก็จะดี ดังคํากลาวที่วา ถาเราใสใจระบบภูมิคุมกัน ระบบภูมิคุมกันก็จะใสใจเรา
ความรูเบื้องตนของระบบภูมิคุมกัน รวงผึ้ง สุทเธนทร ระบบภูมิคุมกันของมนุษยมีอยูทั่วรางกาย เปรียบเหมือนกองทัพทหารที่ปองกันประเทศ ประกอบดวย ตอมน้ําเหลือง (เปนที่อยูของเซลลเม็ดเลือดขาว) คือ หนวยทหาร และทอน้ําเหลือง ที่ภายในจะเปน น้ําเหลือง และเซลลเม็ดเลือดขาว เชื่อมตอระหวางตอมน้ําเหลืองดวยกันเอง และ เชื่อมตอเขากับเสนเลือด คือ เสนทางเดินทัพของทหาร มาม ไขกระดูก ตอมทอนซิล Payer's patch ที่อยูตามเยื่อบุทางเดินอาหาร เปนที่ตั้งฐานทัพของทหาร สิ่งแปลกปลอมตางๆรวมทั้งจุลชีพ กอโรคจะผานเขาสูตอมน้ําเหลืองจากตําแหนงที่เขาสูรางกาย เขาสูตอมน้ําเหลืองเฉพาะที่ และผาน ทางเสนเลือดและทอน้ําเหลืองกระจายไปทั่วรางกาย
เซลลของระบบภูมิคุมกัน เซลลที่ทําหนาที่ในระบบภูมิคุมกัน สรางมาจาก stem cells ที่อยูในไขกระดูก แบงเปน 1) เซลลที่ทําหนาที่กินสิ่งแปลกปลอม เชน macrophage, monocyte, neutrophil 2) เซลลที่มี granule จํานวนมาก ไดแก eosinophil, basophil และ 3) เซลลเม็ดเลือดขาวขนาดเล็กที่เรียกวา เซลลลิมโฟไซท (lymphocyte) ซึ่งแบงเปน 2 ชนิด คือ B cells และ T cells B cells ทําหนาที่ผลิตภูมิคุมกันชนิดสารน้ําที่เรียกวา แอนติบอดี โดยที่ B cell จะถูกกระตุนดวย
แอนติเจน แลวจึงเปลี่ยนเปน plasma cells เพื่อสรางแอนติบอดีจําเพาะตอแอนติเจนนั้น T cells ทําหนาที่ดานการตอบสนองทางดานเซลล เพื่อกําจัดสิ่งแปลกปลอมหรือจุลชีพแบงเปน 1) เซลล CD4 หรือ helper T (Th) cells เปนเซลลเม็ดเลือดขาวที่มีแอนติเจนชนิด CD4 บนผนัง เซลล ทําหนาที่สงเสริมเรียกเซลลเม็ดเลือดขาวอื่น เชน B cell ในการสรางแอนติบอดีจําเพาะ และ T cells เพื่อการเปลี่ยนเปน cytotoxic T cells (CTL) ดังนั้น CD4+ T cells จึงมีความสําคัญมาก เพราะมีสวนรวมในการทําใหมีภูมิคุมกันทั้งแบบเซลลและสารน้ํา 2) เซลล CD8 หรือ killer cells หรือ suppressor cells เปนเซลลเม็ดเลือดขาวที่มีแอนติเจนชนิด CD8 บนผนังเซลล ทําหนาที่ทําลายเซลลที่ผิดปกติหรือที่ติดเชื้อจุลชีพ เซลลเม็ดเลือดขาวพวกนี้จะรูไดวาเซลลชนิดใดเปนสิ่งแปลกปลอม จากที่เซลลชนิดนั้นไมมี โมเลกุลที่ผิวเซลล HLA class I ชนิดเดียวกับเซลลเม็ดเลือดขาวนั้น สวนสิ่งแปลกปลอมที่กระตุน ระบบภูมิคุมกัน เรียกวา แอนติเจน (antigen) และตําแหนงบนแอนติเจนที่จําเพาะในการกระตุน เรียกวา epitope แบงเปน B-cell epitope กระตุน B-cell เพื่อสรางแอนติบอดีจําเพาะ และ T-cell epitope กระตุน T-cell
แอนติบอดี้ แอนติบอดี หรือ อิมมูโนโกลบูลิน (immunoglobulin) เปนโปรตีนที่มีรูปรางคลายตัว Y เปรียบ เหมือนรถยนต ที่จะเปลี่ยนสีและรูปราง ตามลักษณะของเชื้อโรคที่จําเพาะนั้นๆ โดยที่สวนยอดของ ตัว Y จะมีความหลากหลายมากไมเหมือนกันในแอนติบอดีจําเพาะตอแอนติเจนแตละชนิด เรียกวา variable region เปนตําแหนงที่จับกับแอนติเจน สวนที่โคนตัว Y ของโมเลกุลแอนติบอดีจะบงบอก ถึงชนิดของแอนติบอดีวาเปน class ไหน เชน IgG, IgA, IgM, IgD, IgE เรียกวา constant region แอนติบอดีกระจายอยูตามทอน้ําเหลือง และเสนเลือด แอนติบอดีจะจับกับสิ่งแปลกปลอม หรือจุล ชีพที่เขามาในรางกาย เพื่อการทําลายจุลชีพนั้นๆ แอนติบอดีชนิด secretory IgA จะอยูตามชอง เยื่อบุตางๆ ในน้ําตา น้ําลาย สารหลั่งในชองทางเดินอาหาร ทางเดินหายใจ ทอปสสาวะ ชองคลอด เปนตน เพื่อยับยั้งไมใหจุลชีพ หรือสิ่งแปลกปลอมผานเขารางกายทางเยื่อบุ
Cytokines เปนโปรตีนที่สรางจากเซลลในระบบภูมิคุมกัน เพื่อสื่อสารกันระหวางเซลล cytokines ที่สรางจาก T- และ B- cells ที่เรียกวา lymphokines ไดแก interleukin (IL)และ interferon สวนที่สรางจาก monocytes และ macrophage เรียกวา monokines โดย cytokines ที่หลั่งออกมาอาจทําหนาที่ เรียกเซลลเม็ดเลือดขาวใหมารวมกันที่ตําแหนงที่มีสิ่งแปลกปลอม กระตุนการเพิ่มจํานวนเซลล ทํา ใหเซลลในระบบภูมิคุมกันมีการเปลี่ยนแปลง และ ทําลายเซลล
ระบบ Complement เปนระบบที่ประกอบดวยการทํางานอยางตอเนื่องของโปรตีนหลายชนิด เพื่อชวยแอนติบอดีในการ ทําลายแบคทีเรีย โดยที่โปรตีนเหลานี้อยูในกระแสเลือดในรูปของ inactive form ปฏิกิริยา
complement เริ่มจาก โปรตีน C1 ถูกกระตุนดวยแอนติบอดีที่จับกับแอนติเจนเปน antigenantibody complex แลวจึงมีการกระตุนโปรตีนในระบบอยางตอเนื่อง จนทําใหเซลลเสียสมดุลของ ภายในเซลล ดวยการเกิดรูที่ผิวเซลล เซลลจึงถูกทําลาย
Major histocompatibility complex (MHC) Peter Gorer เปนผูกลาวถึง MHC ครั้งแรกในป ค.ศ. 1936 เกี่ยวกับแอนติเจนที่ผิวเซลลเม็ดเลือดแดงของหนู ตอมามีการศึกษาตอวาแอนติเจนในกลุมนี้ เกี่ยวของกับกลุมแอนติเจนที่สําคัญกับการรับหรือ ตอตานการเปลี่ยนอวัยวะ ที่เรียกวา histocompatibility antigens และเรียกชื่อวา histocompatibility-2 (H-2) จนกระทั่งในชวงปลายทศวรรษ 1960 จึงพบความเกี่ยวของแอนติเจน นี้กับการตอบสนองของระบบภูมิคุมกัน และแบงเปนสองชนิดตามตําแหนงบนยีน เปน class I และ class II ในมนุษยมีการพบวา human leukocyte antigen (HLA) system นั้นเปนกลุมของยีนที่สราง แอนติเจนเหมือน MHC genes ในหนู โดยที่ class I คือ HLA-A, -B, -C และ class II คือ HLADP, DQ และDR แอนติเจนทั้งสอง classes ถูกสรางอยูที่ผิวเซลล เกี่ยวของกับแอนติเจนที่แสดงวา เซลลนั้นเปนเซลลของตัวเอง ปกติแอนติเจน MHC class I จะพบเพียง 1% ของโปรตีนที่อยูที่ผิว เซลลทั่วไป แตจะเพิ่มปริมาณมากขึ้นเมื่อถูกกระตุนดวย cytokines บางชนิด เชน interferon gamma สําหรับ Class II MHC อยูที่ผิวเซลลเฉพาะ เชน dendritic cells, macrophage, B cells, activated T-cells
Natural killer หรือ NK cells อินเตอรเฟอรอน (Interferon) ที่ถูกสรางขึ้นจากเซลลที่ติดเชื้อไวรัส กระตุนให NK cell เพิ่มจํานวน ซึ่งจะไปทําลายเซลลติดเชื้อไวรัสแบบไมจําเพาะ โดยไวรัสทําใหโมเลกุล MHC1 ที่ผิวเซลลลดลง NK cell จะทําลายเซลลนั้นแตไมทําลายเซลลที่มีโมเลกุล MHC1 เปนปกติ นอกจากนี้เซลลติดเชื้อ ไวรัสที่มีแอนติบอดีมาจับที่ผิวเซลลตรงที่มีสวน epitopes ของไวรัส ปรากฏอยู จะทําให NK cell และ CTL มาทําลายเซลลนั้นได เรียกวา Antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC)
การตอบสนองของระบบภูมิคุมกันตอจุลชีพ จุลชีพที่จะผานเขาสูรางกาย อาจผานเขาทางผิวหนัง หรือเยื่อบุตางๆ ซึ่งเปนที่ๆมีการปองกันดวย คุณสมบัติทางกายภาพของผิวหนังและเยื่อบุเอง โดยเปนดานแรกของระบบการปองกันการเขาสู รางกายจากจุลชีพ ซึ่งจะเปนแบบ innate immunity ซึ่งเปนภูมิคุมกันแบบไมจําเพาะ ประกอบดวย เซลลชนิด phagocytes เชน เซลล macrophage dendritic และ granulocytes เปนตน ทําหนาที่ กินและทําลายสิ่งแปลกปลอม แอนติบอดีชนิด IgA และสารหลั่งที่เคลือบตามเยื่อบุ มี lysozyme, lactoferin, หรือภาวะเปนกรด หรือการเคลื่อนไหวที่บริเวณของผิวเยื่อบุ เชน การทํางานของ cilia ที่เยื่อบุ การไอ การปสสาวะจะพัดพาจุลชีพออกมา โดยปกติตามเยื่อบุและผิวหนังก็มีจุลชีพอยูแต ไมผานเขาสูรางกายเพราะ innate immunity นี้ จุลชีพที่สามารถผานเขารางกายทางชั้นผิวหนัง หรือเยื่อบุตองมีคุณสมบัติพิเศษที่จะผานการทําลายดวย non-specific defenses หรือเปนภาวะที่
ผิวหนังและเยื่อบุขาดคุณสมบัติที่จะปองกัน เชน เปนแผล การเกิดภาวะอักเสบ (inflammation response) เปนการตอบสนองของระบบภูมิคุมกันชนิดไม จําเพาะที่สําคัญ เกิดจากกลุมเซลลที่ถูกทําลายโดยจุลชีพ เซลล phagocytes ที่จับกินจุลชีพ หรือ สิ่งแปลกปลอม และเซลล mast ที่ถูกกระตุนจากระบบ complement โดยที่เซลลตางๆเหลานี้จะ หลั่งสารเคมีตางๆ ที่ทําใหเกิดการอักเสบ ไดแก เซลล mast หลั่ง histamine ทําใหเสนเลือด ขยายตัว (vasodilate) และผนังเสนเลือดเปดใหเซลลเม็ดเลือดขาวที่ถูกกระตุนออกมาจากเสน เลือดเขาสูตําแหนงที่มีจุลชีพมากขึ้น prostaglandins ทําใหเสนเลือดขยายตัว เกิดไขและเจ็บปวด และ leukotrienes มีคุณสมบัติเปน chemotaxis ดึงดูดเซลลเม็ดเลือดขาวใหมายังบริเวณที่มีสารนี้ อยู ทั้ง prostaglandins และ leukotrienes สรางจากเซลลเม็ดเลือดขาว และเซลลทั่วไปที่ถูก กระตุนโดยจุลชีพ นอกจากนี้เซลลเม็ดเลือดขาว โดยเฉพาะ lymphocytes และ macrophage ที่มายังบริเวณที่ติดเชื้อจะหลั่ง cytokines ที่สําคัญในการตอบสนองแบบไมจําเพาะ ไดแก interleukin 1 (IL-1) และ tumor necrosis factor (TNF) ที่ทําใหเกิดอาการออนเพลีย เบื่ออาหาร ไข และที่สําคัญ คือ กระตุนใหมีเซลลเม็ดเลือดขาวมามากขึ้น เพื่อการเกิดการตอบสนองระบบ ภูมิคุมกันแบบจําเพาะตอไป หรือถาจุลชีพสามารถถูกทําลายหมดจะกระตุนใหเกิดการซอมแซม เนื้อเยื่อที่ถูกทําลายไป
Antigen Receptors ทั้ง B- และ T- cells มีโมเลกุล receptors ที่ผิวเซลลเพื่อจับกับแอนติเจน สําหรับ B-cell เปน โมเลกุลของอิมมูโนโกลบูลินที่เกาะที่ผิวเซลล สวนของ T-cell คือ T-cell receptor, TRC หรือ CD3 เปนโมเลกุลที่ซับซอนกวา ที่จะจําและจับกับแอนติเจนที่หลากหลายถูกนําเสนอโดย antigen-presenting cell เทานั้น
การกระตุน B Cells ใหสรางแอนติบอดี B-cell จะจับกับแอนติเจนที่จําเพาะดวย antibody receptor ที่ผิวเซลล และนําสวนแอนติเจนเขา มาในเซลล เปลี่ยนแปลงและนําเสนอที่ผิวเซลลรวมกับโมเลกุล HLA class II ซึ่งทําให T helpercell มาจับและถูกกระตุนดวยแอนติเจนที่ถูกเสนอจาก B-cells T-cell หลั่งสาร lymphokines ที่ไป สั่งให B-cell เปลี่ยนแปลงรูปรางเปน plasma cell เพื่อสรางแอนติบอดีตอไป เมื่อเริ่มไดรับจุลชีพครั้งแรกแอนติบอดีจะถูกสรางขึ้นมากจนถูกตรวจพบไดภายใน 7-10 วันหลังจาก ที่ไดรับจุลชีพปริมาณของแอนติบอดีจะคอยๆเพิ่มขึ้น และลดลงจนใกลระดับเมื่อเริ่ม เรียกการ ตอบสนองแบบนี้วา primary response เมื่อไดรับจุลชีพนั้นอีกครั้งระดับแอนติบอดีนี้จะสูงจนตรวจ พบไดภายใน 24 ชั่วโมง เรียกการตอบสนองแบบนี้วา secondary response แอนติบอดียับยั้งการติดเชื้อ ดวยการ neutralize กับจุลชีพนั้น โดยใชสวนปลายโมเลกุลอิมมูโน โกลบุลินรูปตัว Y จับกับจุลชีพ ถาเปนไวรัส จะทําใหไวรัสนั้นไมเขาสูเซลลเปาหมาย และกระตุน ระบบ complement ทําลายจุลชีพ หรือกระตุนระบบ ADCC
การกระตุน T cells: Helper และ Cytotoxic เมื่อ antigen-presenting cells (เชน macrophage, dendritic cells) กินจุลชีพหรือสิ่ง แปลกปลอม แอนติเจนจะถูกเปลี่ยนแปลงและนําเสนอที่ผิวเซลลรวมกับโมเลกุล HLA class II ที่ ไปจับกับ Th-cell ทําใหมีการหลั่ง lymphokines ซึ่งจะไปทําให T cells ชนิดตางๆ มีการ เปลี่ยนแปลง เชน Th cells เพิ่มจํานวนและเปลี่ยนแปลงเปน memory cells CD8+ T cells เปน cytotoxic T lymphocyte (CTL) ซึ่งจะไปทําลายเซลลติดเชื้อที่มีแอนติเจนของจุลชีพนั้นเสนอที่ ผิวเซลลรวมกับโมเลกุล HLA class I จุลชีพบางชนิดเปน intracellular เชน ไวรัส และ mycobacteria เมื่อถูกกินดวย macrophage จะไมถูกทําลายแตจะอยูในเซลลและเพิ่มจํานวนได แอนติบอดีจะไมสามารถจัดการทําลายจุลชีพที่อยูภายในเซลลได จําเปนตองใชเซลล CTLs มา ทําลายเซลลที่ติดเชื้อไวรัสนี้ และหลั่งสาร cytokines ที่ทําให macrophage ทําลายจุลชีพ Mycobacteria ได perforin ซึ่งเปนโปรตีนที่ถูกสรางจากเซลล CTL ซึ่งถูกพบใน granules ภายใน เซลล มีสวนในการทําลายเซลลที่ติดเชื้อ ทั้งแบบ apoptosis และ จากสาร cytokines ที่ถูกหลั่ง จากเซลล CTL ดวยเชนกัน เชน interferon-g (IFN- g) ที่ยับยั้งการเพิ่มจํานวนของไวรัสในเซลล ดวยการกระตุนเอนไซม 2 ชนิด คือ 2', 5' oligo-A synthetase ซึ่งไปทําใหเอนไซม Rnase L เปลี่ยนจาก inactive เปน active form ยอยยีโนมอารเอ็นเอ และ mRNAs ของไวรัส กับ เอนไซม p68 kinase ซึ่งไปทําให eIF-2a เปลี่ยนจาก active เปน inactive form ยับยั้งการเริ่มสรางโปรตีน ของไวรัส tumor-necrosis factor (TNF) กระตุนการเพิ่มจํานวนของเชื้อเอชไอวีโดยจับที่บริเวณ 5' long terminal repeat (LTR), chemokines ไดแก MIP-1a, MIP-b, RANTES ซึ่งไปยับยั้งการ เพิ่มจํานวนไวรัส ดวยการแยงจับกับ CCR5 เซลล CTL ยังสรางสารยับยั้งไวรัส เรียกวา CD8+ Tcell antiviral factor (CAF) ซึ่งไปยับยั้งการสราง mRNAs จากสวน LTR ที่เปน promoter ของ เชื้อ HIV เมื่อ B- และ T- cells ถูกกระตุนจะมีการเปลี่ยนแปลงเปน memory cells เมื่อเวลาผานไป เมื่อมีการนําเสนอแอนติเจนชนิดเดิมอีกครั้ง ระบบภูมิคุมกันที่มี memory B-, T- cells จะเขามา ทําลายแอนติเจนนั้นอยางรวดเร็ว การเกิดภาวะ Long-term immunity นี้อาจเกิดจากการติดเชื้อ ตามธรรมชาติ หรือจากการไดรับวัคซีน ในระยะแรกของการติดเชื้อ ปริมาณเซลล CTL จะเพิ่มขึ้น ตามปริมาณไวรัสที่เพิ่มขึ้น จนถึงจุดสูงสุดซึ่งทําใหปริมาณไวรัสในเลือดลดลง และความสัมพันธ ของปริมาณ CTLs กับปริมาณไวรัสจะแปรผกผันกันตลอดระยะเวลาการติดเชื้อ HIV จนกระทั่งเขาสู ระยะเอดส
การหลบหลีกจากระบบภูมิคุมกันของเชื้อ HIV ไวรัสมีวิธีหลบหลีกภูมิคุมกันของรางกายตางๆกัน จากทั้งปจจัยของไวรัสและเซลลในระบบ ภูมิคุมกัน ในสวนปจจัยของระบบภูมิคุมกัน ไดแก การลดปริมาณโมเลกุล MHC1 ที่ผิวเซลลที่ติด เชื้อ การเพิ่มจํานวนภายในเซลลระบบภูมิคุมกัน เชน เชื้อ HIV การเพิ่มจํานวนในที่ซึ่งเซลลระบบ ภูมิคุมกันเขาไปไมถึง เชน herpes simplex virus แอบแฝงที่ปมประสาท เปนตน สวนทางดาน ปจจัยไวรัส ไดแก การเปลี่ยนแปลงลักษณะของแอนติเจน ทําให epitopes เปลี่ยนไป จึงไมถูก กําจัดโดยระบบภูมิคุมกันเดิม การแพรกระจายจากเซลลถึงเซลลโดยไมออกมาขางนอก เชน respiratory syncytial virus ปญหาความลมเหลวของระบบภูมิคุมกันในการทําลายเชื้อ HIV ทําใหผูติดเชื้อ HIV มีการดําเนิน โรคแบบคอยเปนคอยไปจนเกิดภาวะภูมิคุมกันบกพรอง หรือ โรคเอดสในระยะสุดทายนั้น อาจกลาว
ไดวาตั้งแตเมื่อแรกเริ่มไดรับเชื้อ HIV ไวรัสไปเพิ่มจํานวนใน CD4+ T cells โดยเฉพาะเริ่มตั้งแตใน ตอมน้ําเหลือง ซึ่งเปนที่อยูของเซลลในระบบภูมิคุมกันทั้ง B- และ T- cells ซึ่งก็จะทําหนาที่สราง ภูมิคุมกันจําเพาะตอเชื้อ HIV เริ่มจาก T helper-cell ที่สราง cytokines ตางๆ และกระตุน CD8+ T cell ใหเปลี่ยนเปนเซลล CD8+ CTL และ B-cell ใหเปลี่ยนเปน plasma cell เพื่อสรางแอนติบอดี จําเพาะ โดยที่เซลล CTL ทําหนาที่หลักในการกําจัดเซลลที่ติดเชื้อไวรัส สวนแอนติบอดีเปน neutralizing antibody ที่ชวยจับอนุภาคไวรัสอิสระที่หลุดออกมาจากเซลลไมใหเขาไปในเซลล ใหม โดยทั่วไปในการติดเชื้อไวรัสอื่นๆ ทั้งแอนติบอดีและเซลล CTL จะมีความสําคัญในการปองกันการ ติดเชื้อครั้งตอไป แตในการติดเชื้อเอชไอวี ถึงแมจะมีภูมิคุมกันเกิดขึ้นทั้งแบบเซลลและสารน้ําแลว ไวรัสก็ยังคงไมถูกกําจัดออกไปจากรางกาย และยังเพิ่มปริมาณมากขึ้นเปนลําดับ โดยไวรัสจะเพิ่ม จํานวนวันละประมาณ 10(11) อนุภาคตอวัน ทําใหระดับไวรัสเพิ่มขึ้น 0.1 log/ml และระดับเซลล CD4 ลดลงประมาณ 50-100 เซลล/ม.ม. ตอป จึงมีผลทําใหเซลลที่ติดเชื้อ ซึ่งก็คือ เซลลในระบบ ภูมิคุมกัน ทั้ง T-cells และ macrophage ลดปริมาณลงเปนลําดับ จนไมสามารถทํางานเปนปกติใน การปองกันการติดเชื้อจุลชีพอื่นๆ จึงเกิดภาวะภูมิคุมกันบกพรอง นอกจากนี้ยังพบวามีการลดลงของ เซลล CD4 ชนิด quiescent naive (CD45RA+CD62L+) แตมีการเพิ่มของเซลล CD4 ชนิด activated/memory effector (CD45RO+) และมีการลดลงของ T-cell receptor และการทํางานก็ เสียดวย การทําลายเซลล CD4+ ที่ติดเชื้อมีสาเหตุจากการเกิด apoptosis ซึ่งเปนผลของโปรตีนไวรัสสอง ชนิด คือ โปรตีน Env และ Vpr การสูญเสียหนาที่ของเซลล เมมเบรน จากการเกิด syncytial formation และจากการสะสมของโพรไวรัลดีเอ็นเอที่อยูในไซโตพลาสมา รวมถึงการทําลายจาก ระบบภูมิคุมกัน สวนการทําลายของเซลล CD4+ ที่ไมติดเชื้อ HIV มีสาเหตุจาก โปรตีน Env (gp120) ที่ลอยอยูในกระแสเลือดไปจับกับ โมเลกุล CD4+ ของเซลลที่ไมติดเชื้อ ทําใหถูกทําลาย โดย apoptosis จากเซลล CTL หรือการเกิด syncytia กับเซลลที่ติดเชื้อ เชื้อ HIV มีการกลายพันธุสูง เนื่องจากการทํางานของเอนไซม reverse transcriptase ของไวรัสที่ เปลี่ยนยีโนมของไวรัสจากอารเอ็นเอ เปน ดีเอ็นเอ ไมมีการตรวจสอบ nucleotide base ที่ใสเขาไป ทําใหมีการผิดพลาดไป 1 เบส ตอการ replication 1 ครั้ง ผลก็คือแอนติเจนของไวรัสที่นําเสนอตอ เซลลระบบภูมิคุมกันเปลี่ยนไปตลอดเวลา จนเซลล CTL ไมสามารถทําลายเซลลติดเชื้อไดทัน และ ที่สําคัญ คือ แอนติเจนตรงที่เปน T-cell epitopes อาจเปลี่ยนไปจนไมสามารถถูกนําเสนอรวมกับ โมเลกุล HLA หรือถูกเสนอรวมกับ HLA แตมีรูปรางที่ผิดไป ทําให killer cells หรือเซลล CTL จดจําไมไดและไมทําลายเซลลที่ติดเชื้อนั้น หรือแอนติเจนที่เปลี่ยนไปจนไมเหมาะที่จะจับกับ โมเลกุล receptor บนผิว T-cells ดวยสาเหตุนี้จึงทําใหเซลล CTL ไมสามารถควบคุมกําจัดเชื้อเอช ไอวีได ซึ่งเหมือนกับไวรัสที่กอใหเกิดการติดเชื้อแบบ persisting ชนิดอื่น แตกลไกตางกัน เชน Epstein Barr virus ใชกลยุทธไมสรางโปรตีนของไวรัสในเซลลที่ติดเชื้อ แอบแฝงอยู อยางไรก็ ตามการทํางานของเซลล CTL จะตองถูกสงเสริมดวย Th-cells ซึ่งก็ถูกทําลายเปนลําดับในระหวาง การติดเชื้อ HIV จึงทําให การทํางานของเซลล CTL ก็ลดลงเปนลําดับภายหลังการดําเนินการของ โรคผานไป ในผูติดเชื้อบางราย โมเลกุล HLA อาจสามารถนําเสนอแอนติเจนในสวนที่ไมกลายพันธุ ได (conserved region) ทําใหเชื้อ HIV ถูกควบคุมดวย CTL ไดดี จึงมีการดําเนินโรคแบบ nonprogressor หรือ ไวรัสเองอาจเปนชนิดที่กลายพันธุไปไมไดมาก ก็จะทําใหถูกกําจัดไดงาย ใน ภาวะที่ไมมี killer cells ผูติดเชื้อ HIV ก็จะมีการดําเนินโรคเขาสูระยะสุดทายเปนเอดสอยางรวดเร็ว
ภูมิคุมกันที่สําคัญในการควบคุมกําจัดการติดเชื้อไวรัส คือ killer T cells รวมกับแอนติบอดี้จําเพาะ การทํางานที่ลมเหลวของ killer T cell ทําใหเกิดภาวะการติดเชื้อ HIV แบบ persistent ดังนั้นการ ผลิตวัคซีนเอดสตองมุงเนนเรื่องการกระตุนภูมิคุมกันทั้งแบบเซลลและสารน้ํา (CMI และ HI) แอนติ บอดี้จําเพาะตอเชื้อ HIV อาจทําใหเชื้อ HIV เขาสูเซลลแมคโครฟาจนไดงายดวยวิธี opsonization สวนเซลล CTL ทําลายเซลลที่ติดเชื้อ HIV ดังนั้นหลังจากที่ไดรับเชื้อภูมิคุมกันจะควบคุมปริมาณ ของเชื้อ HIV ไดชั่วคราว เซลลที่ติดเชื้อจะถูกทําลายดวยเซลล CTL และแอนติบอดี้ปองกันเซลล ใหมไมใหติดเชื้อ แตก็มีเซลลใหมติดเชื้อที่เพิ่มขึ้นเปนลําดับ เอกสารประกอบการเรียบเรียง 1. Paul WE. Fundamental Immunology. Lippincott-Raven, 1999:1-19. 2. Abbas AK, Litchtman AH, Pober JS. Cellular and molecular immunology. W.B. Saunder Co., 1997:1-20. 3. McCune JM. The dynamic of CD4+ T cell depletion in HIV disease. Nature 2001;410:974-9.
Transfer Factor กับการดูแลสุขภาพ เซลลเพชฌฆาต (Natural Killer Cells) จากการวิจัยลาสุด ไดเปดเผยลักษณะเฉพาะ ของเซลลเพชฌฆาต (Natural Killer cells หรือ NK cells) NK cells มีความสําคัญยิ่งยวด ในการทํางานของทัพหนา ในระบบภูมิคุมกัน ในปจจุบัน นักวิจัย และนักวิทยาศาสตร ยอมรับวา NK cells เกิดขึ้นพรอมความสามารถ ในการทํางานไดอยาง เหมาะสม นิตยสารฉบับเดือนกุมภาพันธของ The Journal of Immunology มีรายงานการวิจัยถึงสองฉบับ นํา โดย ดร. Christian Munz, Ph.D. และ ดร. Guido Ferlazzo, Ph.D. จากมหาวิทยาลัย Rockefeller University โดยรายงานดังกลาว มีการคนพบวา NK cells จําเปนตองถูกกระตุน และเคลื่อนตัวโดย เซลลอื่นๆ เพื่อคนหา และทําการทําลายเชื้อโรค และยังตั้งสมมุติฐานวา การทํางานของ NK cells สามารถ "ปรับปรุง (tailored)" หรือ "ปรับเปาหมาย (targeted)" เพื่อใหภูมิคุมกัน ทํางานอยาง สมบูรณ
ภารกิจของ NK Cell
นักวิจัยทั่วโลกเริ่มคนพบ อานุภาพของ NK cells ในการกําจัดเซลลติดเชื้อ และเซลลเนื้อราย เคยมี การใชสารธรรมชาติ ในการเพิ่มประสิทธิภาพการทํางาน ของภูมิคุมกันรางกาย รวมถึงมีงานวิจัย มากมาย แสดงใหเห็นวา NK cells สามารถควบคุมและจํากัดการเติบโต ของเซลลมะเร็ง หลากหลายชนิด รวมถึงเซลลที่มีการติดเชื้อทั่วไป NK cells เปนเซลลชนิดหนึ่งของเม็ดเลือดขาว Lymphocyte โดย NK cells มีลักษณะเฉพาะตน สามารถปฏิบัติหนาที่ โดยไมจําเปนตองเรียนรู หรือทําความรูจักสิ่งแปลกปลอมกอน ไมเหมือน TLymphocytes และ B-Lymphocytes ที่ตองเรียนรูและทําความรูจักกอน ถึงจะเริ่มปฏิบัติหนาที่ โดยลักษณะเฉพาะดังกลาวทําให NK cells มีความสามารถ ระบุเซลลแปลกปลอมไดดวยตัวเอง
สถานะสิ่งแปลกปลอมเกิดขึ้นเชน การผาตัดเปลี่ยนอวัยวะโดยมากมักถูก NK cells ปฏิเสธดวยการ ระบุเปนสิ่งแปลกปลอม ดังนั้นการเปลี่ยนอวัยวะจําเปนตองทดสอบ ความเขากันได รวมถึงเมื่อเซลล ใดเซลลหนึ่ง เปลี่ยนรูปเปนเซลลเนื้อราย หรือเซลลมีการติดเชื้อ เซลลดังกลาวจะสูญเสียความเปน รางกาย และแสดงสถานะเปนเซลลแปลกปลอม NK cells ตรวจตราเซลลรางกายตลอดเวลา ดวยการสัมผัสที่เรียกวาการจูบ "NK Kiss" หาก NK cells พบวาเซลลดังกลาวเปนสิ่งแปลกปลอม เชนเซลลเนื้อรายหรือเซลลติดเชื้อ ผลของการจูบ ดังกลาวจะกลายเปน Kiss of Death โดย NK cells จะสงสารพิษหลายชนิด เพื่อทําลายเซลลนั้น ทันที ปจจุบันเปนที่ชัดเจน และยอมรับแพรหลายวา NK cells เปนสิ่งสําคัญ (King Pin) ในระบบ ภูมิคุมกันและมีอิทธิพลครอบงํา การทํางานของภูมิคุมกันหลายระบบ ดังนั้นความขยันขันแข็งของ NK cells จะมีบทบาทมากมาย เพื่อใหภูมิคุมกันทํางานไดผลสูงสุด และสมดุลอยางยั่งยืน