Sinh hóa miễn dịch chương 2

CHƯƠNG 2
CHẤT SINH MIỄN DỊCH VÀ KHÁNG NGUYÊN
2.1. Chất sinh miễn dịch và kháng nguyên.
Cần phải phân biệt các phân tử có tính kháng nguyên và các phân tử có
tính sinh miễn dịch (immunogen)
Chất sinh miễn dịch là chất khi ñi vào cơ thể ñộng vật ở ñiều kiện thích
hợp có khả năng gây ñáp ứng miễn dịch. Tuy nhiên ñể hoạt ñộng như một
kháng nguyên thực thụ thì các chất xâm nhập vào cơ thể phải là các protein
phức tạp hoặc là các polyscarit có kích thước ñủ lớn, sẽ kích thích hình thành
kháng thể kết hợp ñặc hiệu với kháng nguyên ñó.
Các phân tử có kháng nguyên có thể kết hợp với các thành phần của ñáp
ứng miễn dịch, chẳng hạn có thể kết hợp ñược với kháng thể hoặc thụ thể của
các tế bào. Như vậy nhiều hợp chất có thể liên kết với kháng thể, thụ thể kháng
nguyên nhưng lại không có khả năng gây ñáp ứng miễn dịch. Như vậy các
immunogen ñều là kháng nguyên nhưng không phải tất cả những kháng nguyên
ñề là chât sinh miễn dịch immunogen.
2.2. Các yếu tố cần thiết ñối với một kháng nguyên
Có ba yếu tố cần thiết của một kháng nguyên: tính lạ, trọng lượng phân
tử ñủ lơn và cấu trúc phức tạp.
Tính lạ:
Chất gọi là kháng nguyên phải là chất lạ, hoặc là nó phải có mặt ít nhất
một phần hình dạng không quen ñối với cơ thể. Chất càng lạ với cơ thể bao
nhiêu, khả năng kích thích cơ thể ñáp ứng MD càng mạnh.Yếu tố quyết ñịnh
kháng nguyên (epitop) là một phần của phần tử kháng nguyên trực tiếp tương
tác với kháng thể và chịu trách nhiệm ñối với tính ñặc hiệu của kháng nguyên.
ða số các kháng nguyên là những chất cao phân tử bình thường không có sẵn
trong cơ thể nên chúng là chất lạ.
Khối lượng phân tử ñủ lớn:
Phân tử lượng của kháng nguyên phải có khối lượng phân tử ñủ lớn. Phân
tử của kháng nguyên càng lớn thì càng có nhiều khả năng có những nhóm quyết
ñịnh kháng nguyên lạ trên bề mặt.

Các phân tử có khối lượng nhỏ hơn 5 000Da không hoạt ñộng như một
kháng nguyên (penixilin, aspirin không có tính sinh miễn dịch)
Từ 6000-10000Da có thể có hoặc không có khả năng sinh miễm dịch ví
dụ như insulin thì không có khả năng ñáp ứng miễn dịch.
Từ 10000- 14000 là kháng nguyên yếu trừ khi chúng ñược gắn với các
trợ chất
. Giới hạn phân tử lượng 40000- 50000Da là kháng nguyên mạnh. Kích
thước phân tử lớn dễ bị ñại thực bào, là bước khởi ñầu của ñáp ứng miễn dịch.
Cấu trúc phân tử phức tạp:
Một chất sinh miễn dịch phải có cấu trúc phân tử phức tạp, kháng nguyên
càng phức tạp thì tính miễn dịch càng cao. Ví dụ như là polylizin là một polyme
có khối lượng phân tử là 30000Da nhưng không gây ñáp ứng miễn dịch vì cấu
trúc ñơn giản. Ngược lại hapten có khối lượng phân tử nhỏ và không có tính
miễn dịch nhưng khi gắn với protein có cấu trúc phức thì sẽ trở thành chất sinh
miễn dịch.
Ngoài 3 ñiều kiện trên khả năng sinh miễn dịch ñộ mạnh yếu của kháng
nguyên cũng phụ thuộc vào cả dạng thể hiện và cách thức xâm nhập vào cơ thể
của kháng nguyên. ðường vào của kháng nguyên theo ñường tĩnh mạch hoặc
qua khoang bụng thì tốt hơn ñường dưới da hoặc cơ. Trợ chất có tác dụng kéo
dài sự tiếp xúc của kháng nguyên có hiệu quả vì vậy việc tiêm lặp ñi lặp lại có ý
nghĩa ñáng kể.
Hơn nữa, các tính chất như ñộ hoà tan, ñộ tích ñiện, hình dạng ba chiều,
tính chất hoá học, sinh học của kháng nguyên và tình trạng sức khoẻ của cơ thể
cũng ảnh hưởng ñến khả năng sinh miễn dịch. Ví dụ như khi bị ung thư hệ
thống lympho cũng bị chi phối khả năng cơ thể ñáp ứng miễn dịch.
2.3. Tính ñặc hiệu của kháng nguyên
Sự liên kết giữa kháng nguyên và kháng thể hay giữa kháng nguyên và
tế bào lympho luôn mang tính ñặc hiệu cao. Tính ñặc hiệu này tương tự như

enzyme và cơ chất, nghĩa là chúng phải khớp với nhau như ổ khoá và chìa khoá.
Không phải toàn bộ kháng nguyên tham gia ñáp ứng miễn dịch mà chỉ
một phần của nó quyết ñịnh kháng nguyên (hay gọi là epitop) mới liên kết với


kháng thể hoặc tế bào lympho. Mỗi Epitop chứa khoảng 6-8 amino acid hoặc
một ñơn vị polysaccarit có khối lượng phân tử khoảng 750Da
Phần tương ứng với quyết ñịnh kháng nguyên nằm trên mỗi kháng thể
gọi là vị trí kết hợp hay hay paratop, còn phần tương ứng trên tế bào lympho là
thụ thể (ví dụ thụ thể của tế bào T là TCR). Epitop chính là “dấu vân tay” (dấu
ấn) ñể cho kháng thể và tế bào có thẩm quyền miễn dịch nhận dạng kháng
nguyên. TCR và paratop cũng có kích thước tương ứng với kích thước của
epitop.
Mỗi một epitop chỉ gắn ñặc hiệu với 1 paratop hoặc TCR và sinh ra một
dòng kháng thể ñặc hiệu. Kháng nguyên có nhiều epitop khác nhau gọi là kháng
nguyên ña giá và sẽ tạo ra nhiều dòng kháng thể khác nhau.
2.4.Các loại kháng nguyên
Kháng nguyên trong tự nhiên rất ña dạng, tùy theo quan ñiểm và mức ñộ
quan tâm mà người ta phân thành các loại kháng nguyên như sau:
2.4.1.Dựa theo cấu trúc hóa học
Kháng nguyên là protein:
Là kháng nguyên mạnh nhất và có ñủ 3 ñiều kiện của một kháng nguyên.
Tính ñặc hiệu của nó phụ thuộc vào trình tự sắp xếp các acid amin, cấu trúc và
tính ña dạng của nó.
Kháng nguyên polysacarit:
ða số polysacarit là kháng nguyên yếu vì cấu trúc lặp ñi lặp lại, thiếu sự
ña dạng về mặt hóa học, dễ bị phân giải khi vào cõ thể. Kháng nguyên
polysacarit ñiển hình là màng nhầy của tế bào vi khuẩn Pneumococcus kháng
nguyên nhóm máu A, B.
Kháng nguyên Lipit:

Lipit không phải là chất sinh miễn dịch nhưng khi kết hợp với protein
(lipoprotein) thì trở thành kháng nguyên.
Kháng nguyên Acid nucleic:
Acid nucleic không phải là kháng nguyên nhưng khi kết hợp với protein
thì hoạt tính miễn dịch tăng lên ví dụ như kháng nguyên nucleoprotein ở vỏ
virus.
Hapten:


Như chúng ta ñã biết một số thuốc kháng sinh, mĩ phẩm, gia vị, ... chúng
có kích thước nhỏ, khối lượng phân tử thấp nên chúng không có tính sinh miễn
dịch. Nhưng kết hợp với protein tải thì có tính sinh miễn dịch và trở thành
kháng nguyên. Ví dụ như khi ta tiêm penicilin vào cơ, chúng có thể chuyển
thành acid penixilinic có khả năng tạo phức với protein của cơ thể và trở thành
một kháng nguyên mạnh có thể gây choáng phản vệ với người mẫn cảm.
Kháng nguyên nhóm máu:
Thành phần quan trọng của màng hồng cầu là kháng nguyên nhóm máu,
nằm chủ yếu trên bề mặt ngoài.
Các gen nhóm máu chịu trách nhiệm tổng hợp các protein hoặc các chất
glucolipit bên trên hoặc trên màng hồng cầu. Các chất tế bào này có tính ñặc
hiệu, chúng là sản phẩm của gen ñặc hiệu. Chúng có khả năng kích thích miễn
dịch khi chúng ñi vào hệ tuần hoàn lạ. Vì vậy, chúng ñược gọi là kháng nguyên
nhóm máu.
Kháng nguyên nhóm máu rất ña dạng về mặt hoá học cũng như cấu trúc
của chúng. Chúng có thể là protein (Rh) hoặc là glucolip (ABH). Kháng nguyên
thuộc hệ thống kháng nguyên bạch cầu người (HLA) là glucoprotein, trái lại
kháng nguyên viêm gan B lipoprotein.
2.4.2. Dựa theo nguồn gốc
Kháng nguyên ñồng loài:
Là kháng nguyên khác alen do cùng một locut gen mã hóa nhưng biểu

hiện khác nhau ở những cơ thể khác nhau trong cùng loài. Nghĩa là kháng
nguyên chỉ có ở một số cá thể trong cùng một loài. Ví dụ như là nhóm máu A,B
và Rh
Kháng nguyên ña loài:
Là kháng nguyên có trên bề mặt tế bào của nhiều loại ñộng vật hoặc
chủng vi sinh vật khác nhau. Kháng thể ñược tạo thành chống lại kháng nguyên
của loài này cũng có thể phản ứng chéo với kháng nguyên của loài khác.
Tự Kháng nguyên:
Là thành phần vốn có của cõ thể, nhưng trong ñiều kiện nhất ñịnh cơ thể
coi là vật lạ và sinh ra kháng thể chống lại chúng.
2.4.3. Kháng nguyên vi sinh vật.


Kháng nguyên vi khuẩn:
Thành phần của kháng nguyên vi khuẩn rất phức tạp, bao gồm 2 loại
chính
Kháng nguyên hòa tan: Là các enzyme ngoại bào, ngoại ñộc tố ñược tiết
ra bên ngoài từ tế bào vi sinh vật.
Kháng nguyên không hòa tan: Là thành phần của tế bào vi sinh vật, các
ñộc tố khi mất tính ñộc vẫn dữ nguyên tính kháng nguyên nhưng không gây
bệnh. Ví dụ giải ñộc tố bạch hầu uốn ván ñựơc dùng ñể chế vaccine.
Kháng nguyên virus: Có hai nhóm chính
Kháng nguyên V: Là một phần hoặc toàn bộ hạt virut nguyên vẹn có khả
năng kích thích sinh kháng thể trung hòa virus.
Kháng nguyên S: Là kháng nguyên hòa tan bao gồm các glucoprotein vỏ
ngoài, acid nucleid hoặc là kháng nguyên ñược tách từ tế bào chủ ñã bị nhiễm
virus.
2.5. Vacxin và tá chất.
Vacxin ?
Vacxin là chất liệu chế từ các vi sinh vật hoặc các kháng nguyên ñặc hiệu

của chúng ñể ñưa vào cơ thể người hay ñộng vật ñể gây miễn dịch chủ ñộng
cho cộng ñồng do chính các vi sinh vật tương ứng gây ra.
Tiêu chuẩn chấp nhận cho một vacxin là:
- Tuyệt ñối an toàn và vô trùng khi sử dụng với khối lượng lớn.
- Hậu quả bảo vệ cộng ñồng tương ñối cao và phải kéo dài (có thể là suốt
ñời).
- Thích ứng với tình hình dịch tễ ñịa phương.
- ðược dung nạp tốt, dễ sử dụng, ổ ñịnh về chất lượng, giá cả chấp nhận
ñược.
Ta có thể tạm thời phân loại vacxin hiện có như sau:
Vacxin chứa vi sinh vật ñã bị giết chết bằng tác nhân vật lý, hoá học ñó là
vacxin tả, thương hàn, ho gà, cúm, viêm não,...ñược gọi là vacxin bất hoạt hay
vacxin chết


Vacxin sản xuất sản suất từ các vi sinh vật còn sống, nhưng ñã ñược làm
giảm ñộc tố nhờ các phương pháp di truyền học ñó là vacxin sởi, vacxin bại liệt
trẻ em, ñược gọi là vacxin sống.
Vacxin chế từ ñộc tố vi khuẩn ñã ñược làm giải ñộc như vac xin bạch hầu
uốn ván gọi là vacxin giải ñộc tố.
Vacxin chứa vi sinh vật còn sống gây bệnh cho súc vật, .nhưng không
ñộc với người. Chúng gây tình trạng nhiễm trùng nhẹ ở người tạo ra miễn dịch
cho người tránh khỏi mắc bệnh mặng. ðó là vacxin phòng bệnh lao của trâu bò
và vacxin ñậu mùa của bò chế từ virus ñậu mùa của trâu bò.
Vacxin hoá học là vacxin ñược sản xuất từ kháng nguyên của vi khuẩn ñã
bị giết như vacxin thương hàn, màng não cầu.
Vacxin tái tổ hợp là vacxin ñược tổng hợp nhờ công nghệ AND tái tổ
hợp, ñó là vacxin vỏ của vurus bệnh dại và viêm gan B.
Tá chất?
Tá chất là những chất phụ gia khi trộn với kháng nguyên sẽ tăng cường

ñáp ứng miễn dịch dịch thể hay ñáp ứng miễn dịch tế bào với kháng nguyên ñó.
Tá chất là những chất khó phân giải như dầu, parafin, hydroxit nhôm, chiết xuất
lipopolysaccharid có khả năng tạo cảm ứng kháng thể trung hoà và tính ñặc
hiệu kháng nguyên. Tá chất rất cần cho quá trình hoạt hoá và tác ñộng trực tiếp
ñến ñáp ứng miễn dịch ban ñầu và ñáp ứng miễn dịch thu ñược ñối với các loại
kháng nguyên có tính tạo miễn dịch kém. Khi gắn với tá chất kháng nguyên
phân giải chậm hơn, phóng thích dần dần vào cơ thể, chúng kéo dài thời gian và
gia tăng mức ñộ hiện diện của kháng nguyên trước khi bị phân huỷ và thải ra
ngoài.. Tá chất tăng cường ñáp ứng miễn dịch bằng cách kích thích ñại thực bào
làm nhiệm vụ thực bào hoặc tế bào B và T. Chính vì vậy của kháng nguyên
nên thiết kế sao cho ñạt ñược số lượng kháng nguyên tối ưu trong các tổ chức
bạch huyết trong khoảng thời gian thích hợp.
Cơ chế hoạt ñông của tá chất:
- Giới thiệu kháng nguyên vào vị trí thích hợp trong vi sinh vật
- Lưu trữ và giải phóng kháng nguyên chậm.
- Tuyển mộ và hoạt hoá các tế bào trình diện kháng nguyên và tế bào bạch
huyết.


- Hoạt hoá các bố thể và làm gia tăng sự tổng hợp, tiết và gắn kết của
cytokin.
- Mang các biểu vị của tế bào T ñến kháng nguyên MHC lớp I và MHC
lớp II .
2.6. Liều lượng và ñường vào của kháng nguyên
Cùng với sự hiểu biết về miễn dịch học hiện nay, các nhà nghiên cứu ñề
nghị rằng phản ứng miễm dịch phụ thộc vào liều lượng, ñường vào và thời gian
kéo dài của kháng nguyên trong hạch bạch huyết...
Liều lượng của kháng nguyên:
- Liều lượng của kháng nguyên quá ít sẽ không ñủ kích thích ñáp ứng miễn
dịch.

- Liều lượng quá nhiều dẫn ñến tình trạng tê liệt miễn dịch và không có ñáp
ứng miễn dịch.
ðường vào của kháng nguyên:
Trong tự nhiên kháng nguyên có thể vào cơ thể bằng nhiều con ñường
khác nhau: như qua niêm mạc ñường hô hấp, sinh dục, qua da... Tuy nhiên,
người ta có thể chủ ñộng tiêm kháng nguyên vào da dưới da hoặc trong bắp thịt
hay qua ñường tĩnh mạch ñể giúp kháng nguyên nhanh chóng tiếp cận với hệ
thống miễn dịch.
- Nếu tiêm qua da, cơ bắp có ñáp ứng miễn dịch tế bào.
- Tiêm qua tĩnh mạch có ñáp miễn dịch dịch thể
Nguyên tắc tiêm chủng: Hầu hết các vacxin hiện nay cần phải tiêm nhiều
mũi mới ñạt ñủ lượng kháng thể bảo vệ trong trường hợp nhiễm trùng. Người ta
ñưa lượng nhỏ kháng nguyên vào cõ thể kích thích mạch tế bào T tạo trí nhớ
ñáp ứng miễn dịch. Người ta tiếp tục tiêm vacxin nhắc lại thì ñáp ứng miễn dịch
dịch thể tăng lên tạo khả năng miễn dịch cao và bền vững.