1.  ĐỊNH NGHĨA – ĐẶC TÍNH CỦA KHÁNG NGUYÊN

1.1. Định nghĩa kháng nguyên

Kháng nguyên là những chất khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật thì được hệ thống miễn dịch nhận biết và sinh ra các kháng thể tương ứng là kháng thể dịch thể hoặc  kháng thể tế bào có đặc tính  kết hợp đặc hiệu với kháng nguyên ấy.

1.2  Đặc tính của kháng nguyên

1.2.1. Tính đặc hiệu

Tính đặc hiệu của một kháng nguyên là đặc tính mà kháng nguyên ấy chỉ được nhận biết bởi kháng thể do nó gây ra chứ không phải những kháng thể do các kháng nguyên khác tạo nên. Tính đặc hiệu do tính “lạ” và nhóm quyết định kháng nguyên tạo thành.

– Tính “lạ”

Trong quá trình mẫn cảm để tạo kháng thể, các nhà miễn dịch học đều nhận thấy rằng đáp ứng miễn dịch sẽ càng mạnh nếu kháng nguyên có nguồn gốc ở những loài càng khác biệt với loài được dùng để gây mẫn cảm tức kháng nguyên càng “lạ” với vật chủ bao nhiêu thì khả năng kích thích tạo kháng thể càng mạnh bấy nhiêu. Ví dụ đối với dê thì albumin gà gây đáp ứng miễn dịch mạnh hơn albumin bò.

– Nhóm quyết định kháng nguyên:

Là một cấu trúc trên bề mặt phân tử kháng nguyên có khả năng kết hợp với chỉ một phân tử kháng thể mà thôi.

1.2.2. Tính sinh kháng thể

Là khả năng kích thích hệ thống đáp ứng miễn dịch của cơ thể sản xuất kháng thể . Chỉ có các kháng nguyên hoàn toàn (đa hoá trị ) mới có khả năng này. Các kháng nguyên có trọng lượng phân tử quá nhỏ thì không đủ để kích thích cơ thể tổng hợp kháng thể mà chỉ  tạo ra tính đặc hiệu cho việc kết hợp của kháng thể,  kháng nguyên đó được gọi là bán kháng nguyên (hapten).  Khi gắn hapten với một  phân tử protein sẽ trở thành kháng nguyên hoàn toàn có khả năng kích thích hệ thống miễn dịch sinh kháng thể rất mạnh.

2. NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH SINH KHÁNG THỂ.

Số lượng và chất lượng của kháng thể được cơ thể tổng hợp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố của bản thân kháng nguyên cũng như điều kiện mẫn cảm và những yếu tố di truyền của vật chủ.

2.1 Liều lượng kháng nguyên.

Liều lượng để gây mẫn cảm rất quan trọng nếu liều quá ít không đủ để kích thích đáp ứng miễn dịch, mà liều quá lớn thì lại gây nên trạng thái tê liệt miễn dịch lúc này hệ thống miễn dịch cơ thể động vật định gây mẫn cảm bị tràn ngập bởi kháng nguyên nên không đáp ứng nữa. Trong thực nghiệm người ta nhận thấy rằng dùng kháng nguyên với những liều nhỏ sẽ kích thích mạnh những tế bào limpho T do đó có khả năng tạo nên “trí nhớ miễn dịch”.

Ứng dụng trong dùng vacxin phòng bệnh tiêm liều nhỏ, nhắc đi nhắc lại nhiều lần sẽ tạo được tình trạng miễn dịch cao và bền vững. Liều lượng thay đổi tuỳ theo loại kháng nguyên và động vật gây mẫn cảm.

2.2 Đường vào cơ thể của kháng nguyên

Đường kháng nguyên vào cơ thể mẫn cảm cũng ảnh hưởng lớn đến quá trình sinh kháng thể.

– Đường trong da, dưới da, bắp thịt hay đường tĩnh mạch giúp kháng nguyên nhanh chóng tiếp xúc với hệ thống đáp ứng miễn dịch địa phương cũng như toàn thân nên rất hay được dùng. Đường bắp, đường dưới da sẽ kích thích các hạch bạch huyết ngoại vi. Đường tĩnh mạch, dưới phúc mạc kích thích tổ chức có thẩm quyền miễn dịch trong gan, lách và tuỷ xương, đặc biệt đưa kháng nguyên vào trong hạch, trong kết mạc mắt có tác dụng kích thích sinh kháng thể toàn thân.

– Đường tiêu hoá cũng được sử dụng nếu kháng nguyên không bị thay đổi thành phần bản chất bởi các men và thành phần dịch tiết của ống tiêu hoá.

2.3. Vai trò của tá chất

Tính sinh kháng thể của một chất có thể được tăng cường nếu đem kết hợp nó với một tá chất khi gây mẫn cảm. Tá chất là chất phụ trợ, thường là những chất trơ khó tiêu như dầu Parafin, mỡ lanofin. Sự kết hợp nhiều kháng nguyên trong khi gây mẫn cảm cũng có tác dụng cộng hưởng sinh kháng thể. Trong tiêm chủng hay dùng cách này để làm vacxin đa giá.

2.4. Vai trò cơ địa

Đáp ứng miễn dịch thay đổi tuỳ theo loài và mức độ biệt hoá  miễn dịch của từng loài. Cho nên nếu đưa kháng nguyên vào lúc hệ thống miễn dịch chưa hoàn chỉnh thì đáp ứng miễn dịch sẽ yếu hoặc không xảy ra, thậm chí có thể tạo nên một tình trạng dung nạp miễn dịch.

3 . PHÂN LOẠI KHÁNG NGUYÊN

3.1. Theo khả năng sinh kháng thể

– Kháng nguyên hoàn toàn có nhiều nhóm quyết định kháng nguyên.

– Kháng nguyên không hoàn toàn (bán kháng nguyên) phải được gắn với protein mới gây mẫn cảm được.

3.2. Theo tính tương đồng gen học

– Kháng nguyên khác loài (xanoantigen) có tính lạ cao nhất, khả năng sinh kháng thể rất mạnh nhưng cũng không loại trừ có những nhóm quyết định chung giữa các loài với nhau.

– Kháng nguyên đồng loại (alloantigen), quyết định sự khác biệt giữa những nhóm cá thể trong cùng một loại và tạo nên những kháng thể ở những cá thể không mang kháng nguyên ấy.

– Kháng nguyên tự thân (antoantigen) có ngay trên tế bào của bản thân hay tự gây nên những kháng thể chống lại ngay trong bản thân cơ thể (còn gọi là quá trình tự miễn).

3.3 Theo tính chất hoá học

– Kháng nguyên protein có tính sinh kháng thể rất mạnh khi trọng lượng phân tử cao, những peptit chỉ do một hoặc 2 acid amin tạo thành ít sinh kháng thể. Những đa peptit do nhiều acid amin hợp thành sinh kháng thể mạnh hơn. Khi đó hình thành những nhóm quyết định gồm 10-20 acid amin. Tính đặc hiệu phụ thuộc vào cấu trúc bậc 1 tức trình tự sắp xếp acid amin trong nhóm ấy. Chỉ cần thay đổi 1 acid amin cũng đã có thể tạo nên một kháng thể có tính đặc hiệu khác.

– Kháng nguyên lipit tinh khiết không có khả năng sinh kháng thể nhưng khi gắn với protein thì có khả năng sinh kháng thể rất mạnh.

– Kháng nguyên acid nucleic là một bán kháng nguyên không có khả năng sinh kháng thể nhưng khi gắn với chất mang tải (protein) thì trở thành kháng nguyên hoàn toàn và có khả năng sinh kháng thể.

3.4. Theo tương tác hai dòng tế bào lympho T – B

– Kháng nguyên phụ thuộc tuyến ức đòi hỏi có mặt của hoạt động tuyến ức mới sinh kháng thể. Đó là những kháng nguyên mà bản chất là protein như các  protein huyết thanh, đa peptit tổng hợp từ các acid amin L, các hồng cầu và kháng nguyên đơn của lông vi khuẩn thương hàn…

– Kháng nguyên không phụ thuộc tuyến ức có khả năng tạo kháng thể mà không cần sự tồn tại của tuyến ức đó là lipopolisacrit, polyozit vi khuẩn, kháng nguyên lông vi khuẩn thương hàn trùng hợp.

3.5 Theo nguồn gốc kháng nguyên

Kháng nguyên có thể bắt nguồn từ động vật mà đa số là các porotein phức tạp như huyết thanh hay các thành phần tách ra từ nó (albumin, globulin các loại).

– Kháng nguyên thực vật: Thông thường là nhữngphấn hoa, bụi rơm hay gây nên tình trạng dị ứng.

– Kháng nguyên virus có thể ở trên bề mặt hay ở sâu bên trong. Tuỳ theo tính đặc hiệu có thể phân biệt kháng nguyên nhóm, kháng nguyên. Sử dụng các kháng huyết thanh đặc hiệu đã giúp cho việc chẩn đoán loại virus gây bệnh. Viêm gan do virus có thể phát hiện kháng nguyên bề mặt hay kháng nguyên nhân, kháng nguyên vỏ.

– Kháng nguyên vi khuẩn rất phức tạp có thể ở vỏ, vách,  lông hay độc tố của nó (nội, ngoại độc tố). Ví dụ salmonenla có tới 60 loại kháng nguyên khác nhau.

3.6. Các loại kháng nguyên tế bào

Là những kháng nguyên đặc hiệu riêng cho  từng dòng tế bào (tế bào lympho B tế bào lympho T của tổ chức lympho, hay kháng nguyên trên bề mặt hồng cầu, bạch cầu). Trên các tế bào ung thư cũng xuất hiện kháng nguyên ung thư. Điều này có vai trò quan trọng trong  nghiên cứu và điều trị.

Hình 10: Đại thực bào thực bào kháng nguyên

3.6.1. Kháng nguyên hồng cầu (hệ nhóm máu ABO)

Khi còn trong tuỷ xương thì hồng cầu non đã sản xuất ra những chất vẫn tồn tại lại trên màng hồng cầu khi trưởng thành, đó chính là những cấu trúc kháng nguyên có tính chất di truyền. Những kháng nguyên này được phát hiện nhờ những kháng thể đặc hiệu tương ứng.

Ví dụ trong nhóm máu hệ ABO.

– Người có kháng nguyên A trên bề mặt hồng cầu thì trong huyết thanh có kháng thể tự nhiên chống kháng nguyên B và ngược lại nếu mang kháng nguyên B trên bề mặt hồng cầu thì trong huyết thanh có kháng thể chống A.

– Nếu có cả kháng nguyên A và B trên bề mặt hồng cầu thì trong huyết thanh không có kháng thể chhống A và kháng thể chống B.

– Trường hợp không có kháng nguyên trên hồng cầu như nhóm máu O thì trong huyết thanh có cả kháng thể chống A và kháng thể chống B.

3.6.2.  Kháng nguyên  Rhesus (Rh)

Ngoài hệ nhóm máu ABO trong máu người còn có hệ nhóm máu Rh. Chỉ những người không có kháng nguyên Rh trên bề mặt hồng cầu tức là mang Rh^– mới bị mẫn cảm để sinh ra kháng thể chống lại (Rh⁺) mà thôi. Thường gặp trong bệnh  tan máu ở trẻ sơ sinh do bất đồng yếu tố Rh giữa mẹ và con. Trong trường hợp này mẹ mang  Rh^– , bố mang Rh⁺, con mang Rh⁺ của bố nên bị mẹ sinh kháng thể chống lại.

3.6.3. Kháng nguyên bạch cầu

Kháng nguyên bạch cầu hay còn gọi là kháng nguyên hoà hợp tổ chức. Kháng nguyên MHC là phức hợp hoà hợp mô chủ yếu có vai trò quan trọng trong trình diện kháng nguyên và đáp ứng miễn dịch. Các kháng nguyên MHC biểu lộ trên bề mặt nhiều tế bào trên cơ thể và là nhóm gel quyết định chính của phản ứng thải ghép dị gel tức là MHC quyết định mảnh ghép có phù hợp với vật chủ hay không.Từ đó kháng nguyên MHC ra đời bản chất là những phân tử protein trên bề mặt tế bào nhiều loại trong cơ thể nó cho phép ta nhận ra sự khác nhau giữa cơ thể này với cơ thể khác nếu không phải thuần chủng một dòng hoặc sinh đôi cùng trứng.

Ở người MHC chính là nhóm kháng nguyên bạch cầu H.L.A (Human-Leucocyte-Angtigen). Qua  nghiên cứu thí nghiệm thải ghép, người ta đã tìm ra trong cơ thể có hai loại MHC khác nhau mà gọi là hai lớp với ký hiệu MHC lớp I và MHC lớp II .

– Cấu trúc phân tử MHC lớp I

Các phần tử MHC lớp I là các glycoprotein được cấu tạo bởi hai chuỗi đa peptit:(chuỗi alpha và chuỗi beta). Các phần tử MHC lớp I chia làm 4 vùng sau:

+ Vùng gắn kháng nguyên

+ Vùng xuyên màng

+ Vùng nằm trong bào tương

Hình 12: MHC lớp I có trong tất cả các tế bào của cơ thể trừ tiểu cầu

+ Vùng giống phân tử Ig

– Chức năng MHC lớp I: gắn mảnh peptit (kháng nguyên) nội bào để tế bào lympho Tc (TcCD8) nhận biết và được hoạt hoá. Phức hợp kháng nguyên-MHC lớp I được biểu lộ lên trên bề mặt các tế bào đích trình diện kháng nguyên để trình cho Tc CD8. Quá trình trên được thực hiện với điều kiện tế bào nhận biết kháng nguyên và tế bào trình diện kháng nguyên phải cùng MHC.

– Cấu trúc MHC lớp II:

Các phần tử MHC lớp II là các glycoprotein được cấu tạo bởi hai chuỗi đa peptit . (chuỗi alpha và chuỗi beta). Các phần tử MHC lớp II chia làm 4 vùng sau:

+ Vùng gắn kháng nguyên.

+ Vùng xuyên màng.

+ Vùng nằm trong bào tương.

+ Vùng giống phân tử Ig.

– Chức năng MHC lớp II: Gắn mảnh peptit (kháng nguyên) ngoại bào để tế bào lympho Th (ThCD4) nhận biết và được hoạt hoá, phức hợp kháng nguyên – MHC lớp II được biểu lộ nên trên bề mặt các tế bào trình diện kháng nguyên để trình cho ThCD4.Quá trình trên được thực hiện với điều kiện tế bào nhận biết kháng nguyên và tế bào trình diện kháng nguyên phải cùng MHC. Tế bào ThCD4 nhận biết kháng nguyên qua thụ thể TCR (T cell receptor).

Th.s B.s Lâm Văn Tiên

Giảng viên chính ĐH Y Dược Thái Nguyên

Doctor SAMAN