Qúa mẫn TÝP muộn

Khi một số tiểu quần thể tế bào Th hoạt hoá tiếp xúc với các loại kháng nguyên nhất định thì chúng chế tiết các cytokine có tác dụng gây ra một phản ứng viêm tại chỗ được gọi là quá mẫn týp muộn

 

Phản ứng này có đặc điểm là có sự tập trung rất lớn của các tế bào viêm không đặc hiệu trong đó chủ yếu là các đại thực bào. Về mặt mô học thì phản ứng này lần đầu tiên được Robert Koch mô tả vào năm 1890. Ông nhận thấy rằng những người đã bị nhiễm vi khuẩn lao Mycobacterium tuberculosis có xuất hiện một đáp ứng viêm tại chỗ khi tiêm nước lọc lấy từ nuôi cấy vi khuẩn lao. Ông gọi phản ứng da tại chỗ này là “phản ứng tuberculin”. Sau đó vì người ta thấy rằng có nhiều loại kháng nguyên khác nhau đều có thể tạo ra được phản ứng này do vậy tên của phản ứng này đã được đổi thành quá mẫn týp muộn nhằm nói về sự khởi đầu muộn nhưng đột ngột của phản ứng và mức độ tổn thương mô rất mạnh (quá mẫn) thường đi kèm với phản ứng này. Thuật ngữ quá mẫn (hypersensitivity) đôi khi làm cho ta hiểu nhầm rằng đáp ứng quá mẫn muộn thường là gây tổn thương. Mặc dù trong một số trường hợp thì quá mẫn muộn gây tổn thương mô dữ dội và bản thân nó cũng là nguyên nhân gây bệnh, nhưng trong nhiều trường hợp thì tổn thương mô cũng chỉ hạn chế thôi và đáp ứng này đóng một vai trò quan trọng trong cơ chế đề kháng chống lại các tác nhân gây bệnh ký sinh trong tế bào (bảng 13-3).

Bảng 13-3: Quá mẫn týp muộn

 

Các kháng nguyên gây ra đáp ứng này

Các tế bào trình diện kháng nguyên

Các tế bào TDTH

Vi khuẩn kí sinh nội bào

Mycobacterium tuberculosis

Mycobacterium leprae

Listeria monocytogenes

Brucella abortus

Nấm ký sinh nội bào

Pneumocystis carinii

Candida albicans

Histoplassma capsulatum

Crystococcus neoformans

Ký sinh trùng ký sinh nội bào

Leishmania sp.

Schistosoma sp.

Các virut xâm nhập vào tế bào

Virut herpes đơn

Variola (đậu mùa)

Virut sởi

Viêm da do tiếp xúc

Nhựa thông và nhựa cây sơn

Picrylchloride

Thuốc nhuộm tóc

Các muối của Niken

Các đại thực bào

Tế bào Langerhan

Tế bào nội mô mạch máu

Thường là CD4+ (tiểu quần thể Th1)

Ðôi khi là CD8+ trong trường hợp đáp ứng với các kháng nguyên virut

2.1. Các pha của đáp ứng quá mẫn muộn

Sự phát triển của đáp ứng quá mẫn muộn đầu tiên cần phải có một giai đoạn mẫn cảm kéo dài từ 1 đến 2 tuần sau khi có sự tiếp xúc lần đầu với kháng nguyên. Trong thời kỳ này các tế bào Th được hoạt hoá và mở rộng thành clôn do các kháng nguyên được trình diện cùng với phân tử hoà hợp mô chủ yếu lớp II cần thiết trên tế bào trình diện kháng nguyên tương ứng (hình 13-11). Có các tế bào trình diện kháng nguyên khác nhau tham gia vào sự hoạt hoá tế bào TDTH đó là các tế bào Langerhan và các đại thực bào. Tế bào Langerhan là các tế bào có tua được tìm thấy ở biểu bì da. Người ta cho rằng các tế bào này bắt giữ các kháng nguyên xâm nhập vào qua da và chuyển các kháng nguyên đó đến các hạch lympho khu vực, tại đây các tế bào lympho T được hoạt hoá bởi kháng nguyên. ở một số loài trong đó có loài người, ………….

……. cũng tạo ra được đáp ứng quá mẫn muộn. Các tế bào T hoạt hoá thường được ký hiệu là tế bào TDTH để nhấn mạnh chức năng của chúng trong đáp ứng quá mẫn muộn mặc dù trên thực tế chúng giống với một tiểu quần thể tế bào Th (hoặc trong vài trường hợp thì giống các tế bào Tc).

Thông thường thì mất khoảng 24 giờ sau khi có tiếp xúc lần hai với kháng nguyên thì quá mẫn muộn bắt đầu xuất hiện và thường không đạt cực đại cho đến tận 48 đến 72 giờ. Sự xuất hiện đột ngột và chậm của đáp ứng này phản ánh thời gian cần để cho các cytokine tạo ra được sự tập trung cục bộ của các đại thực bào và hoạt hoá các tế bào này. Khi đáp ứng quá mẫn muộn bắt đầu, sự tác động lẫn nhau một cách phức tạp của các tế bào không đặc hiệu và các chất trung gian hoá học được phát động và điều này có thể gây khuyếch đại đáp ứng một cách dữ dội. Khi mà đáp ứng quá mẫn muộn đã phát triển đầy đủ thì chỉ có khoảng 5% số tế bào tham gia là các tế bào TDTH đặc hiệu với kháng nguyên còn lại là các đại thực bào và các tế bào không đặc hiệu khác. Các đại thực bào có vai trò như những tế bào thực hiện chủ yếu trong đáp ứng quá mẫn muộn. Các cytokine do các tế bào TDTH tạo ra làm cho các tế bào mono trong máu dính vào các tế bào nội mô mạch máu và di chuyển từ máu ra tổ chức xung quang. Trong quá trình này thì các tế bào mono biệt hoá thành các đại thực bào hoạt hoá. Các đại thực bào hoạt hoá này có mức độ thực bào và khả năng giết các vi sinh vật tăng lên. Ngoài ra các đại thực bào hoạt hoá còn có mức độ bộc lộ các phân tử hoà hợp mô chủ yếu lớp II và các phân tử kết dính tế bào tăng và vì thế chúng hoạt động giới thiệu kháng nguyên hiệu quả hơn.

Quá trình tập trung và hoạt hoá các đại thực bào trong đáp ứng quá mẫn muộn tạo cho túc chủ một cơ chế đề kháng hiệu quả chống lại các tác nhân gây bệnh bên trong tế bào. Thường thì các tác nhân gây bệnh bị loại đi một cách nhanh chóng và chỉ gây tổn thương chút ít cho mô. Tuy nhiên trong một số trường hợp, đặc biệt là những trường hợp kháng nguyên khó thanh lọc, thì đáp ứng quá mẫn muộn bị kéo dài ra và tự bản thân nó gây phá huỷ cơ thể túc chủ khi mà đáp ứng viêm quá mức phát triển thành một phản ứng tạo u cục (granulomatous reaction) mà ta có thể nhìn thấy được. Một u cục phát triển khi có sự hoạt hoá liên tục các đại thực bào làm cho các đại thực bào dính chặt vào với nhau trông giống như các tế bào dạng biểu mô và đôi khi tạo thành các tế bào khổng lồ đa nhân. Các tế bào khổng lồ này chiếm chỗ của mô bình thường tạo nên các u cục mà ta có thể sờ thấy và gây phá huỷ mô bởi nồng độ cao của các enzym trong lysosome được giải phóng vào mô xung quanh. Trong những trường hợp này có thể dẫn đến tổn thương các mạch máu và hoại tử mô dữ dội.

2.2. Các cytokine tham gia và đáp ứng quá mẫn muộn

Nhiều cytokine có vai trò trong việc tạo ra phản ứng quá mẫn muộn (hình 13-12). Hình thức mà các cytokine tham gia vào đáp ứng quá mẫn muộn gợi cho ta thấy rằng có thể các tế bào TDTH giống với tiểu quần thể Th1. IL-2 hoạt động chức năng như một cytokine có hoạt tính autocrine tác động lên ngay chính quần thể tế bào T sản sinh ra cytokine. Một số cytokine trong số các cytokine do các tế bào này sản xuất ra có tác dụng hoạt hoá và hấp dẫn các đại thực bào đến vị trí hoạt hoá tế bào Th. IL-3 và GM-CSF có tác dụng gây tạo máu chọn lọc đối với các dòng tế bào mono và bạch cầu hạt (xem hình 3-2). IFN-( và TNF-( (cùng với nhau và với TNF-( và IL-1 có nguồn gốc từ đại thực bào) tác động lên các tế bào nội mô lân cận tạo ra một số biến đổi có tác dụng thúc đẩy quá trình thoát mạch của các tế bào mono và các tế bào viêm không đặc hiệu khác. Các biến đổi được tạo ra này gồm có tăng biểu lộ các phân tử kết dính tế bào bao gồm ICAM, VCAM và ELAM, những biến đổi về hình dạng của tế bào nội mô mạch máu thúc đẩy quá trình thoát mạch và chế tiết IL-8 và yếu tố hoá hướng động đối với các tế bào mono. Các tế bào mono và các đại thực bào trong máu dính vào các phân tử kết dính tế bào có trên các tế bào nội mô mạch máu rồi thoát mạch vào kẽ mô. Các bạch cầu đa nhân trung tính xuất hiện sớm trong phản ứng, đạt cực đại sau 6 giờ rồi giảm dần về số lượng. Sự thâm nhiễm tế bào mono diễn ra trong thời gian từ 24 đến 48 giờ sau khi tiếp xúc với kháng nguyên.

Trong khi tế bào mono vào mô chúng biệt hoá thành các đại thực bào và được chiêu mộ đến vị trí đáp ứng quá mẫn muộn nhờ các yếu tố hoá hướng động như cytokine IFN-(. Một cytokine khác có tên là yếu tố ức chế di tản (migration-inhibition factor - viết tắt là MIF) (yếu tố này có lẽ cũng chính là IL-4) có tác dụng ức chế không cho các đại thực bào di chuyển hơn nữa và do vậy ngăn không cho các đại thực bào di chuyển ra khỏi nơi diễn ra phản ứng quá mẫn muộn. Như sẽ được trình bầy chi tiết sau, khảo sát sự sản xuất MIF là một xét nghiệm thường được dùng để xét nghiệm in vitro khả năng tạo ra đáp ứng quá mẫn muộn của mỗi cá thể.

Khi các đại thực bào tập trung tại vị trí phản ứng quá mẫn muộn chúng được hoạt hoá bởi các cytokine, trong đó IFN-( có vai trò chính. IFN-( có tác dụng làm cho các đại thực bào biệt hoá thành các tế bào hoạt hoá là các tế bào có kích thước, thành phần của các enzym trong lysosome, khả năng thực bào và khả năng giết các tác nhân gây bệnh bên trong tế bào đều tăng lên so với các tế bào không được hoạt hoá. Vì các đại thực bào được hoạt hoá bởi IFN-( cũng bộc lộ nhiều phân tử hoà hợp mô chủ yếu lớp II và sản xuất nhiều IL-1 hơn nên chúng cũng hoạt động trình diện kháng nguyên hiệu quả hơn so với các đại thực bào không hoạt hoá. Các đại thực bào hoạt hoá như vậy có thể tham gia một cách tích cực vào việc hoạt hoá của nhiều tế bào TDTH hơn và sau đó thì các tế bào này tiết nhiều lymphokine hơn có tác dụng chiêu mộ và hoạt hoá nhiều đại thực bào hơn. Tuy nhiên đáp ứng này tự nó có tính huỷ diệt như một con dao hai lưỡi với một ranh giới rõ ràng giữa đáp ứng có lợi mang tính bảo vệ và đáp ứng có hại gây tổn thương mô mạnh mẽ.

2.2. Vai trò bảo vệ của đáp ứng quá mẫn muộn

Ðáp ứng quá mẫn muộn đóng một vai trò quan trọng trong đề kháng chống lại các vi khuẩn ký sinh trong tế bào và nấm. Người ta đã biết một số tác nhân gây bệnh khác nhau ký sinh nội bào như Mycobacterium tuberculosis, Listeria, Brucella, Candida và Pneumocystis carinii gây ra đáp ứng quá mẫn muộn. Sự tập trung của các đại thực bào hoạt hoá cùng với sự giải phóng tại chỗ các enzym của lysosome sẽ dẫn đến phá huỷ một cách nhanh chóng các tác nhân gây bệnh trú ngụ bên trong tế bào (hình 13-13). Về phương diện này thì đáp ứng này là không đặc hiệu, tuy nhiên thường thì lại dẫn đến tổn thương một cách rõ rệt các mô khoẻ mạnh. Nhìn chung đây là cái giá mà cơ thể phải trả để loại bỏ cho được các tác nhân gây bệnh là vi khuẩn, nấm trú ngụ bên trong tế bào. Tầm quan trọng của đáp ứng quá mẫn muộn trong việc bảo vệ cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh khác nhau trong tế bào được minh hoạ trong bệnh AIDS. Trong bệnh này do bị thiếu hụt các tế bào TCD4+ một cách nghiêm trọng nên bệnh nhân bị mất đáp ứng quá mẫn muộn và vì vậy bệnh nhân AIDS thường bị nguy cơ đe doạ tính mạng bởi nhiễm các vi khuẩn, nấm, ấu trùng ký sinh nội bào, trong khi các cá thể có đáp ứng quá mẫn muộn bình thường không xẩy ra nguy cơ này. Ðáp ứng miễn dịch trong bệnh AIDS sẽ được trình bầy chi tiết trong 1 chương riêng.

Một ví dụ khác về tầm quan trọng của đáp ứng quá mẫn muộn trong cơ chế đề kháng của túc chủ đó là trường hợp nhiễm Leishmania major, một loại ấu trùng nằm trong tế bào gây bệnh Leishmania, bệnh này thường là nguyên nhân gây tử vong ở các nước thuộc thế giới thứ ba. Người ta đã xây dựng được mô hình bệnh này trên chuột nhắt. Các dòng chuột thuần chủng khác nhau khi bị nhiễm cùng một loại L. major cho thấy những điểm khác nhau về di truyền và mức độ nhậy cảm với tác nhân gây bệnh. Ví dụ dòng chuột CBA xuất hiện các tổn thương nhỏ tại vị trí tiêm chủng và tiến triển có thể tự giới hạn được nhiễm khuẩn tạo cho động vật khả năng miễn dịch đối với nhiễm trùng tiếp theo. Việc phân tích đáp ứng miễn dịch ở những chuột nhắt này cho thấy các tế bào TCD4+ là các tế bào tạo ra trạng thái miễn dịch này; việc truyền các tế bào TCD4+ lấy từ những chuột nhắt CBA đã miễn dịch cho thấy là chuyển được trạng thái miễn dịch cho chuột sơ sinh bình thường. Thông qua phân tích các cytokine đã cho thấy tiểu quần thể TCD4+ mà chuyển được trạng thái miễn dịch sang cho chuột CBA đó là tiểu quần thể Th1 của các tế bào Th, tiểu quần thể này chế tiết IL-2, IL-3, GM-CSF và IFN-(. Như đã trình bầy, các cytokine này giúp tạo ra phản ứng quá mẫn muộn có tác dụng loại bỏ các tác nhân gây bệnh ký sinh trong tế bào bằng các đại thực bào hoạt hoá. Các dòng chuột nhắt thuần chủng không tạo ra được đáp ứng miễn dịch chống lại Leishmania như dòng chuột BALB/c, kết cục sẽ dẫn đến chết do nhiễm trùng, sẽ tạo ra một đáp ứng miễn dịch với đặc điểm là có lượng tế bào Th1 thấp hơn so với các chuột tạo ra được miễn dịch. Các thí nghiệm trên đã cho thấy rằng hoạt tính của các tế bào Th1 khác nhau ở các dòng thuần chủng khác nhau quyết định mức độ miễn dịch bảo vệ chống lại Leishmania. Mô hình động vật này cũng cho thấy rằng có thể có các tiểu quần thể tế bào Th khác nhau trên người và có thể xác định được tại sao một số người thì miễn dịch với các tác nhân khác nhau gây bệnh nằm bên trong tế bào trong khi số khác lại nhậy cảm. Ðiều này sẽ được nói đến một cách chi tiết trong chương điều hoà và dung nạp miễn dịch.

2.3. Xác định phản ứng quá mẫn muộn in vivo và in vitro

Ta có thể đo đạc được sự hiện diện của phản ứng quá mẫn muộn trên thực nghiệm bằng cách tiêm kháng nguyên vào trong da động vật và quan sát xem tại vị trí tiêm có xuất hiện một tổn thương da điển hình hay không. Phản ứng da dương tính cho ta thấy rằng cá thể đó đã có một quần thể tế bào TDTH cảm ứng đặc hiệu với kháng nguyên mà ta thử. Trong phản ứng da dùng để phát hiện xem một cá thể đã tiếp xúc với Mycobacterium tuberculosis hay chưa thì người ta tiêm PPD một protein có nguồn gốc từ thành tế bào Mycobacterium. Sự phát triển của một tổn thương đỏ, sưng nhẹ và mềm mại tại vị trí tiêm sau 48 đến 72 giờ chỉ điểm rằng cá thể đó đã tiếp xúc với kháng nguyên M. tuberculosis hoặc là do tiếp xúc trực tiếp với vi sinh vật hoặc là do tiêm chủng - một thủ thuật đã được tiến hành rộng rãi ở nước ta và một số nơi trên thế giới. Sự phát triển của tổn thương da ở những cá thể đã mẫn cảm trước đó là do thâm nhiễm quá mức các tế bào vào vị trí tiêm trong phản ứng quá mẫn muộn trong đó 80 - 90% số tế bào này là các đại thực bào.

Có thể xác định được đáp ứng quá mẫn muộn trên in vitro bởi sự có mặt của các cytokine mà mức độ hoạt động của các cytokine này cho các dấu hiệu chỉ điểm cường độ của đáp ứng. Ví dụ như sự sản xuất yếu tố MIF bởi các lympho bào của động vật đã mẫn cảm cho thấy có liên quan chặt chẽ với khả năng tạo ra được đáp ứng quá mẫn muộn của động vật ấy. Như đã được đề cập, người ta cho rằng yếu tố MIF là do các tế bào TDTH hoạt hoá chế tiết ra. Vì thế khảo sát sự sản xuất yếu tố MIF bằng cách nuôi cấy các lympho bào đã tiếp xúc với kháng nguyên có thể dùng làm thử nghiệm in vitro để đánh giá đáp ứng quá mẫn muộn (hình 13-14). Trong thử nghiệm này, đầu tiên các lympho bào được nuôi cùng với kháng nguyên và các tế bào trình diện kháng nguyên tương ứng. Sau đó lấy nước nổi nuôi cấy cùng với các đại thực bào cho vào các ống mao quản bằng thuỷ tinh. Ðặt ống mao quản này trên một mặt phẳng nằm ngang ngập trong môi trường nuôi cấy. Nếu như có yếu tố MIF thì các đại thực bào sẽ ở nguyên trong ống còn nếu không có yếu tố MIF thì các đại thực bào sẽ di chuyển ra khỏi ống vào bề mặt nằm ngang đó. Bằng cách theo dõi sự di chuyển của đại thực bào chúng ta có thể xác định được là yếu tố MIF có được tạo ra trong nuôi cấy lympho bào in vitro hay không.

2.4. Ðáp ứng quá mẫn muộn bệnh lý

Trong một số trường hợp đáp ứng quá mẫn muộn chống lại tác nhân gây bệnh bên trong tế bào có thể gây ra những tổn thương mô trầm trọng và đáp ứng này tự nó là nguyên nhân gây bệnh và đây mới thực sự là trạng thái quá mẫn. Nhiều tổn thương mô ở phổi trong bệnh lao là do tập trung các đại thực bào hoạt hoá và các enzym trong lysosome của chúng gây phá huỷ nhu mô phổi bình thường. Các phản ứng quá mẫn muộn cũng có thể phát triển chống lại các kháng nguyên không tương ứng như nhựa cây sơn và các chất gây kích ứng da do tiếp xúc. Các trường hợp thực sự là quá mẫn như vậy trong đó tổn thương mô vượt xa các tác dụng có lợi sẽ được nói đến trong chương quá mẫn.

 

Theo: Quốc Bảo