การตอบสนองของแอนติบอดี

การตอบสนองของแอนติบอดี (ภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัล) เป็นส่วนหนึ่งของภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวที่เซลล์ B โดยได้รับความช่วยเหลือจากเซลล์ T ชนิด CD4+ สร้างแอนติบอดีจำเพาะต่อแอนติเจนซึ่งจะทำให้เชื้อโรคและสารพิษเป็นกลาง สำหรับวัคซีนที่ได้รับอนุญาตส่วนใหญ่ การตอบสนองนี้เป็นตัวบ่งชี้หลักและวัดได้ง่ายที่สุดของภูมิคุ้มกัน และระดับแอนติบอดีมักจะทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ความสัมพันธ์ของการป้องกันที่ใช้ในการประเมินวัคซีน

Definition

การตอบสนองของแอนติบอดีคือการผลิตอิมมูโนโกลบูลินจำเพาะต่อแอนติเจนโดยเซลล์ในสาย B หลังจากการสัมผัสกับแอนติเจน ซึ่งครอบคลุมถึงการตอบสนองขั้นต้น การเพิ่มความจำเพาะ (affinity maturation) และการเปลี่ยนชนิด (class switching) ในศูนย์กลางเจอร์มินัล และการสร้างเซลล์พลาสมาที่มีอายุยืนยาวซึ่งคงระดับแอนติบอดีในกระแสเลือด

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงวิธีการสร้างแอนติบอดีหลังจากการสัมผัสแอนติเจน ปฏิกิริยาของศูนย์กลางเจอร์มินัลที่สร้างแอนติบอดีที่มีความจำเพาะสูงและเซลล์พลาสมาที่มีอายุยืนยาว จลนพลศาสตร์และความคงทนของการตอบสนองของแอนติบอดี และการใช้ระดับแอนติบอดีเป็นตัวบ่งชี้ความสัมพันธ์ของการป้องกัน นี่คือข้อมูลอ้างอิงเชิงกลไกและแนวคิด ไม่ใช่คำแนะนำในการวัดหรือตีความระดับแอนติบอดีสำหรับผู้ป่วยแต่ละราย

Core questions

• เซลล์ B และเซลล์ T ผู้ช่วยทำงานร่วมกันอย่างไรในการสร้างแอนติบอดีที่มีความจำเพาะสูง?
• อะไรเป็นตัวกำหนดขนาดและความคงทนของการตอบสนองของแอนติบอดีหลังการฉีดวัคซีน?
• เมื่อใดที่ระดับแอนติบอดีทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ความสัมพันธ์ของการป้องกันที่ถูกต้อง?

Key concepts

• ปฏิกิริยาของศูนย์กลางเจอร์มินัล
• การเพิ่มความจำเพาะ (affinity maturation)
• การเปลี่ยนชนิด (isotype) ของอิมมูโนโกลบูลิน
• เซลล์พลาสมาที่มีอายุยืนยาว
• แอนติบอดีที่ทำให้เป็นกลาง (neutralizing antibodies)
• ระดับแอนติบอดีเป็นตัวบ่งชี้ความสัมพันธ์ของการป้องกัน
• การตอบสนองขั้นต้นเทียบกับการตอบสนองทุติยภูมิ (anamnestic)

Mechanisms

หลังจากแอนติเจนถูกจับและนำเสนอ เซลล์ B ที่ยังไม่เคยสัมผัสแอนติเจน (naive B cells) ที่จดจำแอนติเจนจะได้รับความช่วยเหลือจากเซลล์ T ผู้ช่วยฟอลลิคูลาร์ (follicular helper T cells) และเข้าสู่ศูนย์กลางเจอร์มินัล ซึ่งพวกมันจะผ่านการกลายพันธุ์แบบโซมาติก (somatic hypermutation) และการคัดเลือกเพื่อเพิ่มความจำเพาะ (affinity maturation) และเปลี่ยนชนิดของอิมมูโนโกลบูลิน ผลลัพธ์คือเซลล์ B หน่วยความจำที่มีความจำเพาะสูงและเซลล์พลาสมาที่มีอายุยืนยาวซึ่งจะเคลื่อนย้ายไปยังไขกระดูกและหลั่งแอนติบอดีเป็นเวลาหลายปี ทำให้ระดับแอนติบอดีในกระแสเลือดคงอยู่ได้นานหลายทศวรรษ ดังที่ Amanna และคณะได้แสดงให้เห็น แอนติบอดีป้องกันโดยการทำให้เชื้อโรคหรือสารพิษเป็นกลาง การทำออปโซไนเซชัน (opsonizing) เพื่อการกลืนกินโดยฟาโกไซต์ และการกระตุ้นระบบคอมพลีเมนต์ การวิเคราะห์ของ Plotkin แสดงให้เห็นว่าสำหรับวัคซีนหลายชนิด ระดับแอนติบอดีที่กำหนดไว้สามารถทำนายการป้องกันได้

Clinical relevance

ระดับแอนติบอดีเป็นตัวบ่งชี้ภูมิคุ้มกันที่ใช้บ่อยที่สุดในการอนุญาตและติดตามวัคซีน และการทำความเข้าใจการตอบสนองของภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัลจะช่วยอธิบายว่าทำไมระดับแอนติบอดีบางชนิดจึงทำนายการป้องกันได้ในขณะที่บางชนิดทำไม่ได้ และทำไมการตอบสนองจึงลดลง บทความนี้อธิบายว่าการตอบสนองของแอนติบอดีถูกสร้างขึ้นและตีความอย่างไรในระดับกลไกและหลักฐาน ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการสั่งหรือดำเนินการตามการทดสอบทางซีรัมวิทยาในการดูแลผู้ป่วยแต่ละราย

Epidemiology

สำหรับวัคซีนป้องกันโรคคอตีบ บาดทะยัก ตับอักเสบ บี หัด และวัคซีนอื่นๆ อีกหลายชนิด การศึกษาประชากรได้กำหนดเกณฑ์ระดับแอนติบอดีที่เกี่ยวข้องกับการป้องกัน ทำให้การสำรวจทางซีรัมวิทยา (serosurveys) สามารถประเมินภูมิคุ้มกันของประชากรได้ และทำให้วัคซีนใหม่สามารถเชื่อมโยงกับการป้องกันได้จากข้อมูลภูมิคุ้มกัน ความคงทนของการตอบสนองของแอนติบอดีเหล่านี้ ซึ่งได้รับการบันทึกไว้ในกลุ่มประชากรระยะยาว มีผลต่อการกำหนดนโยบายการให้วัคซีนกระตุ้น

History

ทฤษฎีภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัลมีมาตั้งแต่การค้นพบสารต้านพิษ (antitoxins) ในทศวรรษ 1890 และการหาค่าระดับแอนติบอดี (antibody titration) กลายเป็นเครื่องมือเชิงปริมาณแรกสุดของวิทยาภูมิคุ้มกัน พื้นฐานของศูนย์กลางเจอร์มินัลในการเพิ่มความจำเพาะของแอนติบอดี (affinity maturation) และการรับรู้เซลล์พลาสมาที่มีอายุยืนยาวว่าเป็นแหล่งของแอนติบอดีที่คงทน ได้รับการชี้แจงในปลายศตวรรษที่ 20 และต้นศตวรรษที่ 21 ซึ่งเป็นการรวมกลไกของเซลล์ที่อยู่เบื้องหลังการตอบสนองของแอนติบอดีเข้ากับบทบาทการป้องกันในการฉีดวัคซีน

Debates

ระดับแอนติบอดีเพียงพอหรือไม่ที่จะเป็นตัวบ่งชี้ความสัมพันธ์ของการป้องกัน?

สำหรับวัคซีนหลายชนิด ระดับแอนติบอดีในซีรัมสามารถทำนายการป้องกันได้ แต่สำหรับวัคซีนอื่นๆ การป้องกันขึ้นอยู่กับคุณภาพของแอนติบอดี (ความสามารถในการจับ, หน้าที่), แอนติบอดีในเยื่อเมือก หรือภูมิคุ้มกันแบบเซลล์ ดังนั้นระดับแอนติบอดีเพียงอย่างเดียวอาจประเมินการป้องกันที่แท้จริงต่ำไปหรือสูงไป

Key figures

• Gabriel Victora
• Michel Nussenzweig
• Mark Slifka
• Stanley Plotkin

Seminal works

• victora-nussenzweig-2012
• amanna-2007
• plotkin-2010

Frequently asked questions

ระดับแอนติบอดีที่สูงขึ้นหลังการฉีดวัคซีนหมายความว่าอย่างไร?

ระดับแอนติบอดีที่สูงขึ้นบ่งชี้ถึงการตอบสนองของภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัลที่แข็งแกร่งขึ้น และสำหรับวัคซีนที่มีตัวบ่งชี้ความสัมพันธ์ของการป้องกันที่กำหนดไว้ ระดับแอนติบอดีที่สูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนดจะสัมพันธ์กับการป้องกัน อย่างไรก็ตาม ระดับแอนติบอดีเพียงอย่างเดียวไม่สามารถครอบคลุมถึงหน้าที่ของแอนติบอดีหรือภูมิคุ้มกันแบบเซลล์ได้ ดังนั้นจึงเป็นเพียงตัวบ่งชี้มากกว่าการวัดการป้องกันที่สมบูรณ์

ทำไมระดับแอนติบอดีจึงลดลงเมื่อเวลาผ่านไป?

หลังจากการตอบสนองเริ่มต้น แอนติบอดีจะคงอยู่ได้ส่วนใหญ่โดยเซลล์พลาสมาที่มีอายุยืนยาว และระดับในกระแสเลือดจะลดลงเมื่อแอนติเจนถูกกำจัดออกไปและประชากรเซลล์เหล่านี้ลดลง อัตราการลดลงแตกต่างกันไปตามวัคซีนและแอนติเจน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมวัคซีนบางชนิดจึงต้องการวัคซีนกระตุ้นในขณะที่บางชนิดให้แอนติบอดีที่คงทนยาวนาน