ภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวและการทำงานของลิมโฟไซต์
ภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวเป็นส่วนหนึ่งของระบบภูมิคุ้มกันของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่จำเพาะต่อแอนติเจน โดยมีทีลิมโฟไซต์และบีลิมโฟไซต์เป็นตัวกลาง ซึ่งจดจำเป้าหมายระดับโมเลกุลผ่านตัวรับที่กระจายตัวแบบโคลนที่สร้างขึ้นโดยการจัดเรียงยีนใหม่ของร่างกาย ไม่เหมือนกับการป้องกันโดยกำเนิดที่ตอบสนองต่อรูปแบบที่เกี่ยวข้องกับเชื้อโรคในวงกว้าง การตอบสนองแบบปรับตัวจะถูกปรับให้เข้ากับแอนติเจนแต่ละชนิด ปรับปรุงตัวเองตลอดระยะเวลาของการติดเชื้อ และทิ้งความทรงจำทางภูมิคุ้มกันที่ยั่งยืนซึ่งเป็นพื้นฐานของการป้องกันที่คงทนและหลักการของการฉีดวัคซีน
Definition
ภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวเป็นรูปแบบหนึ่งของการป้องกันของโฮสต์ที่ลิมโฟไซต์ที่จำเพาะต่อแอนติเจนซึ่งมีตัวรับที่สร้างขึ้นจากร่างกายจะขยายตัวแบบโคลน แยกความแตกต่างเป็นเซลล์เอฟเฟกเตอร์และเซลล์ความจำ และสร้างการตอบสนองที่ปรับปรุงในด้านความจำเพาะและขนาดเมื่อเผชิญหน้ากับแอนติเจนเดิมอีกครั้ง
Scope
ส่วนนี้จะแนะนำผู้อ่านให้รู้จักกับตรรกะระดับเซลล์และโมเลกุลของภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว: การสร้างและการคัดเลือกตัวรับแอนติเจนของลิมโฟไซต์ การพัฒนาและการกระตุ้นของทีเซลล์และบีเซลล์ การที่ทีเซลล์ผู้ช่วยแยกความแตกต่างเป็นกลุ่มย่อยที่ทำงานได้ และการที่ปฏิกิริยาของศูนย์กลางเจอร์มินัลช่วยเพิ่มคุณภาพของแอนติบอดี นี่คือกรอบอ้างอิงทางการศึกษาที่เชื่อมโยงกลไกเหล่านี้เข้ากับทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับและผลงานสำคัญ; ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติทางคลินิก
Sub-topics
Core questions
- ระบบภูมิคุ้มกันสร้างความหลากหลายของตัวรับที่สามารถจดจำแอนติเจนได้เกือบทุกชนิดได้อย่างไร?
- ลิมโฟไซต์ที่ตอบสนองต่อตนเองถูกกำจัดหรือยับยั้งได้อย่างไรในขณะที่ความจำเพาะที่เป็นประโยชน์ยังคงอยู่?
- ทีลิมโฟไซต์และบีลิมโฟไซต์ถูกกระตุ้นได้อย่างไร และทีเซลล์ผู้ช่วยประสานงานการตอบสนองได้อย่างไร?
- คุณภาพของแอนติบอดีดีขึ้นได้อย่างไรตลอดระยะเวลาของการตอบสนอง และความทรงจำทางภูมิคุ้มกันถูกสร้างขึ้นได้อย่างไร?
Key concepts
- การจดจำที่จำเพาะต่อแอนติเจน
- การคัดเลือกและการขยายตัวของโคลน
- ตัวรับทีเซลล์และตัวรับบีเซลล์ (อิมมูโนโกลบูลิน)
- การจำกัด MHC และการนำเสนอแอนติเจน
- ความทนทานส่วนกลางและส่วนปลาย
- กลุ่มย่อยของทีเซลล์ผู้ช่วย
- ปฏิกิริยาของศูนย์กลางเจอร์มินัลและการทำให้ความสามารถในการจับดีขึ้น
- ความทรงจำทางภูมิคุ้มกัน
Key theories
- ทฤษฎีการคัดเลือกโคลน
- ลิมโฟไซต์แต่ละเซลล์แสดงตัวรับที่มีความจำเพาะเพียงหนึ่งเดียว การจับแอนติเจนจะคัดเลือกและขยายโคลนที่ตรงกัน ซึ่งอธิบายความจำเพาะ ความทรงจำ และความทนทานต่อตนเอง
Mechanisms
ภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวอาศัยลิมโฟไซต์ที่แต่ละเซลล์แสดงตัวรับแอนติเจนที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวซึ่งประกอบขึ้นโดยการรวมตัวกันใหม่ของส่วนของยีน ทำให้เกิดคลังขนาดใหญ่จากจีโนมที่จำกัด ทีเซลล์จดจำชิ้นส่วนเปปไทด์ที่แสดงโดยโมเลกุลของเมเจอร์ฮิสโตคอมแพทิบิลิตีคอมเพล็กซ์ (MHC) ในขณะที่บีเซลล์จดจำแอนติเจนที่สมบูรณ์ผ่านอิมมูโนโกลบูลินบนเยื่อหุ้มเซลล์ ลิมโฟไซต์ที่กำลังพัฒนาจะถูกคัดกรองเพื่อให้โคลนที่ตอบสนองต่อตนเองอย่างชัดเจนถูกกำจัดหรือทำให้ไม่ทำงาน เมื่อเผชิญหน้ากับแอนติเจนพร้อมกับการกระตุ้นร่วมที่เหมาะสม ลิมโฟไซต์ที่ยังไม่เคยสัมผัสจะเพิ่มจำนวนและแยกความแตกต่าง: ทีเซลล์ผู้ช่วย CD4 จะใช้โปรแกรมการทำงานที่ประสานงานกับเซลล์อื่น ๆ ทีเซลล์ที่มีพิษต่อเซลล์ CD8 จะฆ่าเป้าหมายที่ติดเชื้อ และบีเซลล์จะกลายเป็นพลาสมาเซลล์ที่หลั่งแอนติบอดี ในศูนย์กลางเจอร์มินัล บีเซลล์จะผ่านการกลายพันธุ์แบบโซมาติกและการคัดเลือก ซึ่งเพิ่มความสามารถในการจับของแอนติบอดีโดยเฉลี่ยและสร้างเซลล์ความจำและพลาสมาเซลล์ที่มีอายุยืนยาว [smith-garvin-2009][lebien-tedder-2008][zhu-paul-2008][victora-2012]
Clinical relevance
กลไกที่สรุปไว้ที่นี่เป็นพื้นฐานของการฉีดวัคซีน ภูมิคุ้มกันวิทยาของการปลูกถ่าย ภูมิแพ้ ภาวะภูมิต้านตนเอง และภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง และเป็นกรอบที่แพทย์และนักวิทยาศาสตร์ใช้ในการตีความปรากฏการณ์ทางภูมิคุ้มกัน ข้อมูลนี้อธิบายชีววิทยาและแนวคิดสำหรับการอ้างอิงและการศึกษา; ไม่ได้ให้เกณฑ์การวินิจฉัยหรือคำแนะนำในการรักษาสำหรับบุคคลใดบุคคลหนึ่ง
History
รากฐานแนวคิดของภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวถูกวางโดยทฤษฎีการคัดเลือกโคลนของ Burnet ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 ซึ่งอธิบายความจำเพาะและความทนทานในแง่ของโคลนที่มีอยู่ก่อนซึ่งถูกคัดเลือกโดยแอนติเจน การค้นพบการรวมตัวกันใหม่ของยีนอิมมูโนโกลบูลินของ Tonegawa ได้ให้พื้นฐานทางพันธุกรรมสำหรับความหลากหลายของตัวรับ และการสาธิตการจำกัด MHC ของ Zinkernagel และ Doherty ได้อธิบายว่าทีเซลล์มองเห็นแอนติเจนได้อย่างไร แนวคิดเหล่านี้ร่วมกันได้สร้างภาพที่ทันสมัยของภูมิคุ้มกันที่อาศัยลิมโฟไซต์ซึ่งส่วนนี้สำรวจ [janeway-textbook]
Key figures
- Frank Macfarlane Burnet
- Niels Kaj Jerne
- Susumu Tonegawa
- Rolf Zinkernagel
- Peter Doherty
Related topics
Seminal works
- smith-garvin-2009
- lebien-tedder-2008
- victora-2012
Frequently asked questions
- ภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวแตกต่างจากภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดอย่างไร?
- ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อรูปแบบโมเลกุลที่อนุรักษ์ไว้ซึ่งพบได้ในเชื้อโรคหลายชนิด ในขณะที่ภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวใช้ตัวรับที่กระจายตัวแบบโคลนและจำเพาะต่อแอนติเจนบนทีลิมโฟไซต์และบีลิมโฟไซต์ พัฒนาช้ากว่า และสร้างความทรงจำที่ยั่งยืน
- ทำไมภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวจึงสร้างความทรงจำทางภูมิคุ้มกัน?
- โคลนที่จำเพาะต่อแอนติเจนที่ขยายตัวในระหว่างการตอบสนองครั้งแรกจะทิ้งลิมโฟไซต์ความจำที่มีอายุยืนยาวไว้ ดังนั้นการเผชิญหน้าครั้งที่สองกับแอนติเจนเดิมจะกระตุ้นการตอบสนองที่เร็วขึ้นและแข็งแกร่งขึ้น