Cấu trúc kháng thể
Kháng thể có bản chất hoá học là globulin, nên còn được gọi là globulin miễn dịch, cấu trúc cơ bản của kháng thể gồm 2 chuỗi nặng (H, heavy chain) và 2 chuỗi nhẹ (L, light chain), có trọng lượng phân tử là 50.000 và 25.000, nối với nhau bằng các cầu nối di-sulfur. Kháng thể có hai đầu, một đầu gọi là Fab kết hợp được một cách đặc hiệu với một epitope kháng nguyên, một đầu gọi là Fc là thành phần có thể tinh thể hoá được và có đóng góp vai trò trong phản ứng opsonin hóa, cũng như là điểm gắn của bổ thể.
Về tính sinh kháng nguyên, chuỗi L mang kháng nguyên hoặc là Kappa (k) hoặc là lamda (X), nghĩa là trên một phân tử kháng thể chuỗi L chỉ có thể là K hoặc X, chứ không thể vừa K vừa X . Chuỗi H thì tuỳ loại kháng thể mà có thể là Y (IgG), p (IgM), a (IgA), £ (IgE) hay ô (IgD).
Các loại kháng thể
Có 5 loại kháng thể mang tên (theo tên của kháng nguyên chuỗi H) IgG(y), IgM (|i), IgA (a), IgE (e) hay IgD (6). Về cấu trúc, IgG, IgE, IgD và IgA huyết thanh là như nhau, nghĩa là có cấu trúc giống cấu trúc cơ bản. IgM có cấu trúc gồm 5 phân tử cơ bản nối lại với nhau nhờ chuỗi J (hình 19), còn IgA nằm trong các dịch tiết thì gồm hai phân tử cơ bản nối kết với nhau nhờ chuỗi J, và được bảo vệ khỏi sự phân hủy của pH acid và các men thủy giải của dịch tiết nhờ một cấu trúc có tên là thành phần tiết.
IgG là một loại kháng thể chiếm phần lớn trong các loại kháng thể có trong huyết thanh. Thời gian bán hủy của IgG rất dài nên là kháng thể đóng vai trò chủ yếu trong miễn dịch dịch thể của cơ thể. IgM có trọng lượng phân tử lớn nhất, không qua nhau được, và thời gian bán hủy ngắn. Đây là kháng thể xuất hiện trong giai đoạn sớm của bệnh nhiễm trùng, vì vậy khi phát hiện kháng thể đặc hiệu của bệnh, nếu xác định kháng thể này là thuộc lớp IgM thì có thể kết luận bệnh nhân đang bị bệnh chứ không phải là kháng thể tồn tại do tiếp xúc với tác nhân gây bệnh trước đó. IgA tiết là kháng thể chịu trách nhiệm chính trong miễn dịch chống lại vi khuẩn xâm nhập vào cơ thể qua đường niêm mạc, ví dụ nhiễm trùng tiêu hoá, nhiễm trùng tiết niệu sinh dục… IgE và một lớp dưới của IgG là IgG4, có ái lực cao với tế bào mast thông qua một thụ thể với thành phần Fc của kháng thể. Do vậy IgE có trách nhiệm trong miễn dịch chống ký sinh trùng cũng như trong phản ứng quá mẫn. IgA huyết thanh cũng có vai trò giống IgG, nhưng do tỷ lệ trong huyết thanh thấp nên vai trò này không quan trọng bằng IgG. Vai trò của IgD cho đến nay cũng chưa được rõ ràng.
Vai trò của kháng thể
Kháng thể đóng góp vai trò rất lón trong miễn dịch của cơ thể chống lại các tác nhân gây nhiễm trùng thông qua các chức năng hoạt động của chúng như sau:
- Opsonin hoá: Trên các đại thực bào lại có các thụ thể với thành phần Fc của kháng thể hay với bổ thể. Nhờ vậy phức hợp kháng nguyên kháng thể sẽ dễ dàng bị thực bào nhận diện và tóm bắt lấy. Đây chính là hiện tượng opsonin hoá.
- Trung hoà độc tố : Kháng thể, đặc biệt là IgG có vai trò trung hoà các ngoại độc tố do vi khuẩn tiết ra, nhờ vậy đã giúp cơ thể đề kháng lại yếu tố độc lực chính của vi khuẩn gây bệnh bằng ngoại độc tố như bạch hầu, uốn ván…
- Chổng lại khả năng bám dính cùa vi khuẩn vào biểu mô: Đây chính là vai trò đặc biệt của các IgA tiết liên quan đến khả năng đề kháng của cơ thể với các virus cúm, lậu cầu, phế cầu.
- Lôi kéo và hoạt hoá bổ thể: Kháng thể, đặc biệt là IgG và IgM, sau khi đã phản ứng kết hợp với kháng nguyên, sẽ lôi kéo và kích hoạt dòng thác bổ thể và các hiệu quả sinh học của nó. Nhờ vậy hiện tượng viêm sẽ được tăng cường và tác nhân vi khuẩn sẽ bị ly giải.
- Kết tụ vi khuẩn và các kết quả của nó: Kháng thể IgG và IgM có khả năng kết tụ vi khuẩn làm chúng bị dính lại với nhau. Nhờ vậy ngăn cản vi khuẩn lan tràn.
- Gắn vào chiên mao và nhung mao của vi khuẩn: Nhờ vậy đã làm bất động và làm cho vi khuẩn dễ bị thực bào (trường hợp Treponema pallidum).
- Hoạt động ái lực với tế bào: Đây là vai trò của IgE. Nhờ ái lực với tế bào và khả năng làm tế bào bị mất hạt mỗi khi kết hợp với kháng nguyên mà hiện tượng viêm và phù nề tại chỗ tăng lên. Có lẽ đây chính là cơ chế chính đã đẩy giun khỏi thành ruột.
- Can thiệp vào quá trình biến dưỡng một số ký sinh trùng: Đây là vai trò của IgG trong miễn dịch chống Plasmodium falciparum và làm ký sinh trùng này không tăng trưởng được.
Kháng thể đơn dòng
Như đã nói trong phần đầu, một kháng nguyên thường được cấu tạo bởi nhiều loại epitope, nên khi tiếp xúc với hệ miễn dịch thì sẽ được không chỉ một dòng tế bào lympho mà nhiều dòng tế bào lympho (mỗi dòng mang một loại thụ thể đối với một loại epitope kháng nguyên) nhận diện. Các dòng tế bào lympho nhận diện được các epitope kháng nguyên này sẽ bị kích thích và kết quả cuối cùng là mỗi dòng tế bào sẽ tạo được một loại kháng thể đặc hiệu với một loại epitope kháng nguyên mà nó nhận diện và bị kích thích. Vì vậy kháng thể được hình thành sẽ là kháng thể đa dòng. Các kháng thể nầy sẽ dễ dàng có phản ứng chéo với các kháng nguyên khác khi những kháng nguyên này có mang một hay nhiều loại epitope giống kháng nguyên đã kích thích hệ miễn dịch. Ví dụ gây miễn dịch cho thỏ với kháng nguyên o của s.typhi (gồm 2 loại epitope là 9, 12) thì kháng thể thu nhận được sẽ có phản ứng chéo với kháng nguyên o của s.paratyphi A (gồm 3 loại epitope là 1,9, 12) do epitope 12 là epitope chung của cả hai loại kháng nguyên. Chính vì vậy mà độ đặc hiệu của các phản ứng huyết thanh hay hoá miễn dịch dùng kháng thể đa clone thường không cao do hay có phản ứng chéo, đặc biệt là khi các phản ứng được dùng là những phản ứng có độ nhạy cao (ví dụ: các phản ứng miễn dịch đánh dấu như ELISA, RIA…).
Để có thể tạo được các kháng thể đơn dòng chỉ kết họp được một cách đặc hiệu với một loại epitope kháng nguyên, người ta phải dùng kỹ thuật sản xuất kháng thể đơn dòng. Nguyên tắc của kỹ thuật này là làm bất tử hoá các tế bào lympho sản xuất kháng thể, rồi sau đó tách biệt từng dòng tế bào lympho bằng kỹ thuật dòng hóa. Trước hết, gây miễn dịch cho chuột bằng kháng nguyên. Như vậy sẽ có nhiều dòng tế bào lympho bị kích thích do nhiều loại epitope của kháng nguyên. Mổ chuột lấy lách rồi nghiền để lấy được huyền dịch tế bào có các tế bào lympho đã bị kích thích bởi kháng nguyên. Làm bất tử hoá các tế bào lympho này. Có hai cách: hoặc là gây nhiễm các tế bào lympho này với virus Epstein Barr, hai là hoà nhập tế bào lympho với tế bào ung thư tủy chuột (Myeloma). Nuôi cấy và chọn lọc bằng cách liên tiếp dòng hóa các tế bào lympho này, cuối cùng sẽ được các ống nghiệm mà mỗi ống chỉ chứa một dòng tế bào lympho sản xuất được một loại kháng thể đặc hiệu với một epitope kháng nguyên. Nuôi cấy các dòng tế bào này trong canh cấy tế bào hay tiêm vào màng bụng chuột, chúng ta sẽ thu được các kháng thể đơn dòng.
Kháng thể đơn dòng có công dụng rất lớn và ngày càng được sử dụng nhiều trong các kỹ thuật miễn dịch đòi hỏi độ nhạy và độ đặc hiệu cao. Một triễn vọng áp dụng kháng thể đơn dòng trong điều trị ung thư cũng được nhiều nhà khoa học nghĩ đến. Kỹ thuật này được gọi là kỹ thuật hỏa tiễn: gắn thuốc chống ung thư lên kháng thể đơn dòng chống kháng nguyên của tế bào ung thư. Nhờ vậy chỉ có tế bào ung thư bị thuốc chống ung thư tiếp xúc và tiêu diệt, còn các tế bào bình thường thì hoàn toàn không bị tổn hại.
