Bài giảng Kháng nguyên, kháng thể và các hợp chất sinh học (Antigen, Antibody and Cytokin) - Đỗ Hiếu Liêm

Nội dung text: Bài giảng Kháng nguyên, kháng thể và các hợp chất sinh học (Antigen, Antibody and Cytokin) - Đỗ Hiếu Liêm

1. CHƯƠNG V KHÁNG NGUYÊN, KHÁNG THỂ VÀ CÁC HỢP CHẤT SINH HỌC (ANTIGEN, ANTIBODY AND CYTOKIN) TS. ĐỖ HIẾU LIÊM 1
2. 5.1. ANTIGEN 5.1.1. Đại cương 5.1.2. Tính chất 5.1.3. Phân loại 5.2. ANTIBODY-IMMUNOGLOBULIN 5.2.1. Đại cương 5.2.2. Cấu trúc phân tử 5.2.3. Các lớp globulin miễn dịch 5.2.4. Sinh tổng hợp kháng thể 5.2.5. Tác động sinh học của kháng thể 5.3. CÁC HỢP CHẤT SINH HỌC 5.3.1. Bổ thể 5.3.2. Phức hợp hòa hợp mô chính (MHC) 5.3.3.Cytokine 2
3. SỰ ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH (IMMUNE RESPONSE) 4
4. 5.1.KHÁNG NGUYÊN (ANTIGEN) 5
5. 5.1.1. ĐẠI CƯƠNG o Antigen (chất sinh bệnh – pathogen) có nguồn gốc từ nấm mốc, vi khuẩn, virus hay các loại protein ngoại lai có khả năng sinh bệnh (gây bệnh) cho vật chủ. o Antigen hoàn chỉnh có 2 thuộc tính: tính sinh miễn dịch, tính đặc hiệu. o Hapten (semiantigen) là hợp chất hữu cơ không có tính sinh miễn dịch, nếu được gắn với protein tải sẽ tạo thành antigen hoàn chỉnh. Hapten MW (daltons) Aspirin 180 Methyl DOPA 211 Penicillin 320 Gentamycin 700 6
6. 5.1.2. TÍNH CHẤT CỦA ANTIGEN (1).Tính sinh miễn dịch ▪ Trọng lượng phân tử (polypeptide-10.000 dal, polysaccharide- 100.000) ▪ Nhóm quyết định antigen (antigenic determinant) với amino acid vòng (Tyr, Trp, His ) ▪ Yếu tố cơ địa của vật chủ Antigen (vaccin) phụ thuộc  Tính “lạ hay quen” của antigen  Tính “dễ hay khó phân hủy” của antigen  Tính “dễ hay khó bắt giữ” bởi monocyte, macrophage  Thành phần tá dược trong vaccin (2). Tính đặc hiệu antigen ➢ Tính đặc hiệu của antigen ➔ Các domain cấu trúc-”nhóm quyết định antigen” = Trung tâm hoạt động của enzyme 7
7. Nhóm quyết định antigen-Epitop -Nhận diện kháng thể tương ứng -Liên kết với thụ thể của lymphocyte T hoặc kháng thể (3). Epitop - Kích thước 1-3nm, MW=5 Kdal - Cấu tạo 6-8 cấu tử amino acid hoặc 4-6 phân tử monosaccharide - Số lượng epitop là hoá trị của antigen antigen MW (daltons) Hoá trị Ribonuclease tụy bò 13.600 3 Ovalbumin 42.000 5 Albumin huyết thanh ngựa 69.000 6 IgG người 160.000 7 Virus khảm thuốc lá 40.000.000 650 8
8. ➢Trên phân tử antigen có nhiều epitop ➔Tính đặc hiệu của antigen dựa vào tính đặc hiệu của epitop Antigen đơn giá (Monotonous antigen)-polysaccharide, có một epitop đặc hiệu Antigen đa giá (Polytonous antigen)-polypeptide, có nhiều epitop đặc hiệu Epitop nhận diện kháng thể (lymphocyte B) Epitop nhận diện lymphocyte T ➢ Lymphocyte T nhận diện epitop đã xử lý và trình diện bởi MHC ➢Liên kết chéo (crossing linking): 2 antigen có một hay nhiều epitop hoàn toàn giống nhau Vaccin bệnh đậu (human pox = cow pox) Vaccin bệnh dại (rabies) từ não bê 9
9. 5.1.3. PHÂN LOẠI (1). Dựa vào nguồn gốc Antigen vi sinh vật (vi khuẩn, virus và các VSV khác) Antigen không có nguồn gốc vi sinh vật (antigen bề mặt tế bào, antigen tự động) (2). Dựa vào cấu tạo hoá học Protein, polysaccharide, lipoprotein, glycolipid, nucleic acid (3). Dựa vào sự hợp tác với tuyến ức ➢ Antigen phụ thuộc tuyến ức Antigen đa giá, tạo trí nhớ miễn dịch tốt, tăng hiệu ứng thì hai (antigen nhóm máu, protein cấy ghép, antigen virus ) kích thích miễn dịch với lymphocyte T helper ➢ Antigen không phụ thuộc tuyến ức Antigen đơn giá, kích thích lymphocyte B sản sinh kháng thể - (lipopolysaccharide của vi khuẩn Gr ) 10
10. 5.2.KHÁNG THỂ (ANTIBODY) 11
11. 5.2.1. ĐẠI CƯƠNG Kháng thể là những phân tử globulin miễn dịch (Ig) được tổng hợp từ các lymphocyte B và tương bào (plasma cell) có 2 đặc tính: -Nhận diện antigen -Kết hợp đặc hiệu với nhóm quyết định antigen 5.2.2. CẤU TRÚC PHÂN TỬ 2.1. Chuỗi nhẹ (L) và chuỗi nặng (H) -Cấu trúc không gian đối xứng gồm 2 đôi tạo hình chữ Y, mỗi đôi gồm chuỗi L và H liên kết bằng cầu nối disulfide (S-S) -Chuỗi L (23 Kd) gồm 2 loại là chuỗi  và , cấu tạo khoảng 220 cấu tử amino acid; vùng biến đổi (VL)-110aa và vùng không biến đổi (CL)-110aa -Chuỗi H (53-75 Kd) gồm 5 loại là chuỗi , , ,  và ; từ đầu N có vùng biến đổi (VH)-110 aa và các vùng không biến đổi 12 (CH)-330-340 aa
12. 5.2.3. CÁC LỚP IMMUNOGLOBULIN IgG IgM IgA IgD IgE 155 940 170 185 196 MW(x103) 400 L  (L  )5 L L  L  Công thức phân tử 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 (L2 2)2 Glucid (%) 2-3 10-12 8-10 12 10-12 Hàm lượng (%) 70-75 7-10 10-12 <1 0.05 Số vi trí liên kết 2 5-10 1-2 - 2 Phân giải VSV + +++ + ? ? Chống VSV + + +++ ? ? Vận chuyển qua nhau thai + 0 0 0 0 14
13. (1). Immunoglobulin G (IgG) ➢ IgG1(70%), IgG2(28%), IgG3(8%) và IgG4(4%) ➢ Chức năng sinh học -Trung hoà độc tố -Ngưng kết tế bào vi khuẩn -Phối hợp với bổ thể phân giải tế bào vi khuẩn -Opsonin hoá (gắn tế bào vi khuẩn lên bề mặt macrophage) -Di chuyển qua màng nhau thai 15
14. 3.2. Immunoglobulin M (IgM) IgM là loại kháng thể đầu tiên được tổng hợp trong cơ thể động vật sơ sinh; đồng thời xuất hiện trước nhất khi có sự kích thích của antigen, sau đó thay thế bằng IgG. Chức năng sinh học - Trung hoà độc tố - Ngưng kết vi khuẩn - Phối hợp với bổ thể phân giải tế bào vi khuẩn - Liên kết bề mặt các lymphocyte B tạo thành thụ thể cho antigen đặc hiệu 16
15. 3.3. Immunoglobulin A (IgA) -IgA huyết thanh và Ig A ngoại tiết (sữa, nước bọt, nước mắt, dịch tiết đường hô hấp, dịch tiết đường tiêu hoá, dịch tiết đường niệu dục) -IgA1(93%) và IgA2(7%) Có hoạt tính kháng khuẩn cao nhất, đảm nhận vai trò chính trong sự cảm nhiễm vi khuẩn 17
16. 3.4.Immunoglobulin D (IgD) -Dễ bị biến tính bởi nhiệt và bị phân giải bởi enzyme -IgD trong huyết thanh tăng trong các trường hợp nhiễm khuẩn mãn tính -IgD có vai trò như thụ thể antigen đặc hiệu gắn trên bề mặt lymphocyte B (mảnh đuôi) 3.5.Immunoglobulin E (IgE) -Gắn lên bề mặt tế bào Mast và basophil (Cc4), kết hợp với antigen sẽ giải phóng các chất trung gian (histamin) gây phù nề, nổi mận đỏ. -Tăng tính thấm thành mạch 18
17. 5.2.4. SINH TỔNG HỢP IMMUNOGLOBULIN 19
18. -Do 2 tập đoàn polysome khác nhau -Chuỗi L được tổng hợp trước, khi được 19-22 cấu tử thì chuỗi H bắt đầu được tổng hợp, tổng hợp đến đâu sẽ liên kết với chuỗi L đến đó. -Hình thành các domain -Liên kết với các phân tử glucid -Phân tiết hoặc đóng gói zymogen trong lymphocyte B 20
19. 5.2.5. TÁC ĐỘNG SINH HỌC CỦA IMMUNOGLOBULIN 21
20. 5.3.CÁC HỢP CHẤT SINH HỌC THAM GIA MIỄN DỊCH 22
21. 5.3.1. Hệ thống bổ thể (Complement system) ▪ Nhóm protein huyết thanh, có hoạt tính enzyme (miễn dịch tự nhiên-miễn dịch không đặc hiệu), bị phá hủy ở 560C trong 30 phút. ▪ Gồm 9 loại protein (C1-C9) ▪ Tổng hợp từ gan, macrophage, monocyte và liên bào ở lớp niêm mạc ruột ▪ Vai trò sinh học - Hoạt tính phản vệ (C3a và C5a)-Anaphylatoxin - Hoạt tính hoá hướng động (C5a) - Opsonin hoá (giúp cho macrophage thực bào) - Phân giải màng tế bào vi khuẩn - Kích thích lymphocyte B sản sinh Immunoglobulin - Ngăn ngừa và loại bỏ phức hợp antigen-kháng thể 23
22. 5.3.2. Phức hợp hoà hợp mô chính (MHC - Major histocompatibility complex) - Histocompatibility antigen hay transplantation antigen - MHC là những cấu trúc phân tử trên bề mặt tế bào động vật bị cảm nhiễm, cấu tạo là glycoprotein - Vai trò: trình diện antigen lạ cho tập đoàn lymphocyte T - Gồm 2 loại: MHC lớp I và MHC lớp II (1). MHC lớp I 2 chuỗi polypeptide, chuỗi hay chuỗi H (43 Kdal) và chuỗi  hay chuỗi 2 microglobulin (12 Kdal) (2). MHC lớp II Được sản xuất và biểu lộ trên bề mặt của một số loại tế bào như liên bào tuyến ức (nurse cell), tế bào thần kinh nhỏ (microglial cell), tế bào nội mạc mạch máu, monocyte, macrophage và lymphocyte B. Cấu tạo gồm chuỗi (34 Kdal) với 2 domain cấu 25 trúc 1, 2 và chuỗi  (28 Kdal) với 2 domain cấu trúc 1, 2
23. MHC lớp I MHC lớp II 26
24. 5.3.3. Cytokine ➢ Cytokine có cấu tạo hoá học là glycoprotein, được tổng hợp và sản sinh từ các tế bào tham gia trong hệ thống miễn dịch của cơ thể động vật. ➢ Bao gồm: Interferon, interleukin, tumor necrosis factor và chemokin. (1). Interferon (IFN) IFN (16-25 Kdal) được sản sinh khi tế bào động vật bị cảm nhiễm virus, rickettsia hoặc protozoa. 5 loại IFN: IFN - Tế bào hình răng cưa  IFN - Tế bào lá phôi  IFN - Nguyên sợi bào  IFN - Tế bào lá phôi  IFN - helper Tcell 1  IFN - Tế bào lá phôi Vai trò - Chống sự nhiễm và nhân lên của virus trong tế bào - Kích thích sự thực bào của macrophage - Ức chế sự phát triển các khối u 28
25. (2). Interleukin (IL)(8-75 Kdal) Gồm 18 loại IL-1 đến IL-18 Vai trò: Điều hoà sự tương tác giữa lymphocyte với các loại bạch cầu khác. Nguồn gốc: macrophage, helper T cell 1, helper T cell 2, sinh sợi bào, tế bào bản thể, lymphocyte B, CD8+ T cell, CD4+ T cell. (3). Tumor necrosis factor (TNF)(17-25 Kdal) Vai trò: Tiêu diệt các tế bào bướu Nguồn gốc: Macrophage và lymphocyte T (4). Chemokin (8-10 Kdal) Vai trò: Dự phần vào phản ứng viêm, tạo hoá hướng động Nguồn gốc: macrophage, neutrophil 29
26. CHỨC NĂNG SINH HỌC CỦA MACROPHAGE Trình diện Thực bào và Antigen tiêu diệt vi khuẩn Tái tổ chức mô Tiêu diệt tế bào và sự lành PHÂN TIẾT bào bướu vết thương Cytokin Enzyme Các yếu tố khác IL 1 Lysozyme Prostanoid IL 6 Protease Complement IL 12 Collagenase Fibronectin IL18 Elastase Yếu tố đông máu TNF- Plasminogen activator 31
27. CHỨC NĂNG SINH HỌC CỦA ACIDOPHIL - O2 H2O2 Chemokine IL-8 Enzyme MIP-1 RANTE Phospholipase D Lysophopholipase Histaminase Catalase Chất chuyển Cytokin hoá lipid IL-1 TGF- Cationic Protein Prostaglandin D2 IL-2 TGF- Prostaglandin E2 Protein chính IL-3 TNF- Prostaglandin F2 Eosinophil cationic protein IL-4 GM-CSF Leukotriene A-E4 Eosinophil neurotoxin IL-6 PDGF PAF Eosinophil peroxidase IL-10 IL-16 32