KHÁNG NGUYÊN

TS.BS. Phan Ngọc Tiến

2014


MỤC TIÊU
- Phân biệt được: Chất sinh miễn dịch, Kháng nguyên, Hapten
- Mô tả những yếu tố ảnh hưởng đến tính sinh miễn dịch.
- Xác định bản chất hóa học của các chất sinh miễn dịch
- Biết cấu trúc của kháng nguyên phụ thuộc tuyến ức và kháng nguyên không phụ
thuộc tuyến ức
- Biết được khái niệm và cấu trúc của phức hợp hapten-chất tải.
- Xác định quyết định kháng nguyên
- Khái niệm về “siêu kháng nguyên”


KEY WORDS
Chất sinh miễn dịch (Immunogen)
Kháng nguyên (Antigen)
Bán kháng nguyên (Hapten)
Quyết định KN (Epitope)
Quyết định kháng nguyên (Antigenic determinant)
Kháng thể (Antibody)
KN không phụ thuộc tuyến ức (T-independent antigen)
KN phụ thuộc tuyến ức (T-dependent antigen)
Phức hợp hapten-chất tải (Hapten-carrier conjugate)
Yếu tố quyết định tự nhiên (Native determinant)
Yếu tố quyết định hapten (Haptenic determinant)
Siêu kháng nguyên (Superantigen)

I. DEFINITIONS ĐỊNH NGHĨA
A. Chất gây miễn dịch (Immunogen) : là một chất kích hoạt đáp ứng miễn dịch.
B. Kháng nguyên (Antigen): một chất phản ứng với sản phẩm của một đáp ứng miễn
dịch đặc hiệu.
C. Hapten: là một chất không có tính sinh miễn dịch nhưng có thể phản ứng với sản
phẩm của đáp ứng miễn dịch đặc hiệu. Hapten là những phân tử nhỏ, tự bản thân
chúng không thể gây ra đáp ứng miễn dịch, nhưng khi hapten kết hợp với một
phân tử protein tải phù hợp thì hệ thống miễn dịch có thể được kích hoạt. Như vậy
Hapten có đặc tính kháng nguyên nhưng không có tính sinh miễn dịch.
D. Quyết định kháng nguyên (Epitop, Antigenic determinant): một phần của kháng
nguyên có thể kết hợp một cách đặc hiệu với sản phẩm đáp ứng miễn dịch.
E. Kháng thể (Antibody) : là một protein đặc biệt được sản sinh ra để đáp ứng lại sự
kích thích của chất sinh miễn dịch và có khả năng phản ứng lại với kháng nguyên.


H1: Trong một kháng nguyên, những
quyết định kháng nguyên được lập lại
nhiều lần

H2: KN phụ thuộc tuyến ức được xác định bởi
sự sao chép lại của nhiều quyết định KN khác
nhau

H3: Phức hợp Hapten-chất tải có ‘quyết định KN’
của protein mang cùng với yếu tố quyết định mới
của hapten

H4: Quyết định KN thường quy định phần KN nhạy cảm với

kháng thể (đoạn màu đen)


II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH GÂY MIỄN DỊCH
A. Về chất gây miễn dịch
1. Tính lạ: hệ thống MD có thể phân biệt một chất thuộc cơ thể mang MD
hay thuộc một cơ thể khác, chỉ có những chất “lạ” mới gây ra MD
2. Kích thước: Không có khác biệt về khả năng gây miễn dịch của những
chất có kích thước khác nhau. Tuy nhiên, thông thường những phân tử
lớn hơn thì có tính sinh MD nhiều hơn.
3. Cấu tạo hóa học: Các chất có cấu trúc càng phức tạp thì càng có tính
sinh MD cao. Cấu trúc của các quyết định kháng nguyên có thể là cấu
trúc bậc 1 hoặc bậc 2, bậc 3 hay bậc 4.
4. Tính chất vật lý: những KN hạt thì có tính MD cao hơn những KN hòa
tan và những KN biến tính thì sinh MD mạnh hơn khi ở dạng tự nhiên.
5. Tính phân hủy: Các KN dễ bị thực bào thì có tính sinh MD cao. Đó là vì
quá trình đáp ứng miễn dịch đòi hỏi KN phải được thực bào, xử lý và
trình diện trước tế bào T bởi một tế bào trình diện KN (APC)


B. Về mặt sinh học
1. Yếu tố di truyền: Một vài chất có tính sinh MD đặc hiệu đối với một loài.
Tương tự, các chất cũng chỉ có tính sinh MD đặc hiệu đối với một cá thể
duy nhất (responders and non-responders). Loài hay cá thể có thể thiếu
hoặc đã biến đổi những gen phù hợp với thụ thể của KN trên tế bào B
và tế bào T hoặc chúng không có những gen thích hợp cần cho tế bào
APC trình diện KN trước tế bào T.
2. Tuổi: Tuổi cũng có thể là yếu tố ảnh hưởng đến tính sinh MD. Thông
thường, trẻ nhỏ và người già có khả năng MD thấp hơn người trưởng
thành.



C. Về phương pháp tiến hành
1. Liều: Liều lượng của KN khi đưa vào cơ thể cũng ảnh hưởng đến khả
năng gây MD của nó. Trên ngưỡng hay dưới ngưỡng cũng đều gây ra
một đáp ứng MD không tối ưu.
2. Cách gây MD: đưa KN vào cơ thể bằng đường tĩnh mạch thì sẽ có hiệu
quả hơn bằng đường uống. Cách gây MD có thể cũng làm thay đổi bản
chất đáp ứng.
3. Tá dược: Là chất làm tăng khả năng đáp ứng MD đối với KN. Tuy nhiên
không khuyến khích sử dụng tá dược vì tá chất có thể gây sốt và viêm.


III. BẢN CHẤT HÓA HỌC CỦA KHÁNG NGUYÊN
A. Protein: phần lớn KN là protein, có thể là protein đơn hoặc glycoprotein
hoặc lipoprotein. Nhìn chung, các protein thường là những KN mạnh.
B. Polysaccharide: Polysaccharide và lipopolysaccharide cũng là nhóm KN
có tính sinh MD mạnh.
C. Nucleic Acids: sinh MD yếu. Tuy nhiên chúng cũng tạo MD khi đứng một
mình hoặc tạo phức hợp với protein
D. Lipid: thường là các hapten, chỉ tạo MD khi kết hợp với chất tải.


IV. CÁC LOẠI KHÁNG NGUYÊN
A. KN không phụ thuộc tuyến ức: là những KN trực tiếp kích hoạt tế bào B tạo ra
kháng thể mà không cần trình diện trước tế bào T. Thông thường, các
polysaccharide là những KN không phụ thuộc tuyến ức. Sự đáp ứng của các KN
này khác với đáp ứng của các KN khác.
Đặc tính của các KN không phụ thuộc tuyến ức
1. Cấu trúc polymer: Các KN này được xác định bởi sự lặp lại của những quyết

định KN nhiều lần.
2. Kích hoạt tế bào B: KN có khả năng kích hoạt tế bào B nhân lên nhiều lần
3. Chống lại sự thoái hóa: Các KN không phụ thuộc tuyến ức thì có sức kháng cự
sự thoái biến nhiều hơn và do đó chúng tồn tại lâu hơn và tiếp tục kích hoạt hệ
thống MD
B. KN phụ thuộc tuyến ức: là những KN không trực tiếp kích hoạt sự sản xuất kháng
thể mà phải thông qua sự có mặt của tế bào T hỗ trợ. Những KN phụ thuộc tuyến
ức thường có bản chất là protein. Về cấu trúc, những KN này có đặc điểm là nhiều
quyết định Kn khác nhau được lặp lại.


V. PHỨC HỢP HAPTEN-CHẤT TẢI
A. Định nghĩa: phức hợp Hapten-chất tải là sự gắn kết giữa những phân tử
có tính MD với những hapten bằng liên kết cộng hóa trị. Phân tử có tính
MD đó gọi là chất tải.
B. Cấu trúc: Về cấu trúc, phức hợp này có đặc điểm là vừa có những quyết
định KN tự nhiên của chất tải, vừa có những quyết định KN mới của
Hapten (haptenic determinants). Trong phức hợp này, loại chất tải đóng
vai trò quyết định đáp ứng sẽ là phụ thuộc hay không phụ thuộc tuyến
ức.


VI. QUYẾT ĐỊNH KHÁNG NGUYÊN (QĐKN)
A. Những QĐKN được nhận diện bởi tế bào B
1. Cấu tạo: Những quyết định KN được nhận diện bởi tế bào B và những
kháng thể được tạo ra từ tế bào B đều có cấu trúc bậc 1(mạch
thẳng),bậc 2,bậc 3 hay bậc 4(cấu trúc lập thể).
2. Kích thước: những QĐKN có kich thước thường nhỏ, bao gồm 4-8
amino axit hay đường . Các QĐKN gắn kết tại vị trí đặc hiệu nằm trên
kháng thể cũng có cấu tạo gồm 4-8 amino axit.

3. Số lượng: Mặc dù trên lý thuyết, mỗi 4-8 amino axit thì có thể tạo thành
một đơn vị QĐKN, nhưng trên thực tế có các QĐKN được cấu tạo với
số lượng amino axit ít hơn.


B. Những QĐKN được nhận diện bởi tế bào T
1. Cấu tạo: QĐKN nhận diện bởi tế bào T có cấu tạo bởi các protein bậc 1.
Tế bào T không nhận biết KN polysaccharide hay KN acid nucleic.
Đó là lý do vì sao những KN không phụ thuộc T thường là polysaccharide
và những KN phụ thuộc T thường là protein. Sau khi được tế bào T nhận
diện, KN bị phân hủy thành những peptide nhỏ hơn và những QĐKN
không nằm trên bề mặt của KN nữa . Tế bào T không nhận diện peptid tự
do. Tuy nhiên, những peptid liên kết với phân tử mã hóa phức hợp phù
hợp tổ chức chính (MHC) hay phức hợp MHC-peptid thì lại được tế bào T
nhận diện.
2. Kích thước: nhỏ và được thành từ khoảng 8-15 amino axit.
3. Số lượng: trên lý thuyết, mỗi đơn vị QĐKN được tạo thành từ 8-15 amino
axit, nhưng trên thực tế số lượng amino axit của QĐKN ít hơn nhiều.
Những QĐKN quy định những đoạn KN có thể liên kết với phân tử MHC.
Đó là lý do tại sao có những đáp ứng khác nhau trên những cá thể khác
nhau.


VII. SIÊU KHÁNG NGUYÊN
Khi hệ thống MD gặp một KN phụ thuộc T thông thường, chỉ một tỉ lệ nhỏ
(1/10^4 -1/10^5) tế bào T được hoạt hóa và nhận diện KN (kích thích đơn
clone). Tuy nhiên, có một số KN có thể kích hoạt một số lượng lớn tế bào T
(đa clone), khoảng trên 25%. Chúng được gọi là siêu KN.
VD: các loại độc tố của tụ cầu trùng: độc tố gây ngộ độc thức ăn, độc tố
shock (gây hội chứng sốc độc tố), độc tố gây tróc da (hội chứng bỏng da),

ngoại độc tố gây sốt (sốc). Mặc dù siêu KN vi khuẩn được biết đến nhiều
nhất, tuy nhiên siêu KN cũng có liên quan nhiều đến virus và những vi sinh
vật khác.
Những bệnh do siêu KN gây ra một phần là do kích hoạt quá mức hệ thống
miễn dịch và kéo theo là sự phóng thích hàng loạt các sản phẩm sinh học
như Cytokine.



Siêu kháng nguyên



Siêu KN là một KN (VD: độc tốc của vi khuẩn) có khả năng kích hoạt các tế
bào lympho T, đặc biệt là CD4+, phóng thích một lượng lớn các hoạt chất
trung gian Cytokine. Các độc tố vi khuẩn có thể kích thích tất cả lympho T
trong cơ thể có chứa chuỗi Vβ của thụ thể tế bào. Siêu KN gắn với chuỗi Vβ
trên tế bào T và với HLA-DRα-1 của phân tử MHC, nhờ đó có thể làm cho tế
bào CD4+ tăng sinh nhanh đến 10%.
Siêu KN là KN phụ thuộc tuyến ức (TD) mà không cần thông qua quá trình
thực bào. Thay vì gắn với rảnh thụ thể tế bào T, siêu KN sẽ gắn với một
vùng bên ngoài của thụ thể αβ của tế bào T và đồng thời kết nối với phân tử
DP, DQ, hoặc DR trên tế bào trình diện kháng nguyên.


Siêu KN phản ứng lại với phân tử thụ thể tế bào T vì cấu trúc bên ngoài của
nó giống nhau. Do đó, chúng kích thích tế bào T, làm tăng đáp ứng MD. Điều
này làm tăng sự đáp ứng lại với KN (độc chất của tụ cầu và liên cầu) là một
cơ chế bảo vệ quan trọng của cơ thể sống. Một vài độc tố của tụ cầu là siêu
KN và có thể kích hoạt nhiều tế bào T, kết quả của các kích thích này là việc

sản xuất hàng loạt các Cytokine và gây ra các hội chứng trên lâm sàng như
sốc nhiễm trùng


Tài liệu
Roitt, Brostoff, Male. Immunology 6th Edition, Mosby, 2002