ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดต่อเชื้อรา

ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดต่อเชื้อราเป็นการป้องกันด่านแรกของโฮสต์ที่รวดเร็วและไม่จำเพาะ ซึ่งตรวจจับเชื้อราผ่านตัวรับที่เข้ารหัสโดยเชื้อสายพันธุ์ (germline-encoded receptors) และกำจัดเชื้อราผ่านกลไกการทำงานของเซลล์ฟาโกไซต์และการอักเสบ ภูมิคุ้มกันนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันเชื้อรา เนื่องจากเซลล์ฟาโกไซต์และตัวรับที่จดจำโครงสร้างผนังเซลล์ของเชื้อราจะทำงานภายในไม่กี่ชั่วโมงหลังการสัมผัส และกำหนดรูปแบบการตอบสนองแบบปรับตัวที่ตามมา

Definition

ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดต่อเชื้อราคือกลไกการป้องกันของโฮสต์ที่เกิดขึ้นทันทีและไม่จำเพาะต่อแอนติเจน ซึ่งจดจำรูปแบบโมเลกุลของเชื้อราที่คงสภาพและระดมเซลล์ฟาโกไซต์และตัวกระตุ้นการอักเสบเพื่อจำกัดการเจริญเติบโตและการรุกรานของเชื้อรา

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการจดจำโดยกำเนิดของลิแกนด์ผนังเซลล์เชื้อราโดยตัวรับการจดจำรูปแบบ (pattern-recognition receptors) โดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวรับ C-type lectin และเซลล์และกลไกการทำงานโดยกำเนิด (นิวโทรฟิล, แมคโครฟาจ, เซลล์เดนไดรต์, สารออกซิเจนที่ทำปฏิกิริยา, และการส่งสัญญาณไซโตไคน์) ที่ควบคุมเชื้อรา นี่คือข้อมูลอ้างอิงและบทความเพื่อการศึกษาเกี่ยวกับภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดต่อเชื้อรา ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก

Core questions

• ตัวรับใดที่ตรวจจับส่วนประกอบผนังเซลล์ของเชื้อรา และตรวจจับอะไรบ้าง?
• นิวโทรฟิลและแมคโครฟาจฆ่าเชื้อราได้อย่างไร?
• การจดจำโดยกำเนิดกำหนดรูปแบบการตอบสนองแบบปรับตัวที่ตามมาได้อย่างไร?
• เหตุใดการส่งสัญญาณของ Dectin-1 จึงมีความสำคัญต่อภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดต่อเชื้อรา?

Key concepts

• ตัวรับการจดจำรูปแบบ (Pattern-recognition receptors)
• ตัวรับ C-type lectin (Dectin-1, Dectin-2, Mincle)
• การจดจำเบต้า-กลูแคนและแมนแนน
• การกลืนกิน (Phagocytosis) และการฆ่าโดยออกซิเดชัน
• นิวโทรฟิลและแมคโครฟาจ
• การสั่งการภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวโดยเซลล์เดนไดรต์
• การส่งสัญญาณไซโตไคน์และการอักเสบ

Mechanisms

การป้องกันเชื้อราโดยกำเนิดเริ่มต้นด้วยการจดจำลิแกนด์ผนังเซลล์เชื้อราที่คงสภาพ ตัวรับ C-type lectin เป็นเซ็นเซอร์หลัก: Dectin-1 จับกับเบต้า-กลูแคน ในขณะที่ Dectin-2 และ Mincle จดจำโครงสร้างที่มีแมนโนส และทำงานร่วมกันเพื่อประสานงานการกลืนกิน (phagocytosis) การระเบิดของระบบทางเดินหายใจ (respiratory burst) และการผลิตไซโตไคน์ที่ประสานการตอบสนองต่อเชื้อรา (hardison-2012) ตัวรับ Toll-like มีส่วนช่วยในการตรวจจับรูปแบบของเชื้อราเพิ่มเติม นิวโทรฟิลเป็นตัวทำงานหลัก โดยฆ่าเชื้อราผ่านกลไกออกซิเดชันและไม่ออกซิเดชัน ในขณะที่แมคโครฟาจจะกลืนกินและประมวลผลเซลล์เชื้อรา และเซลล์เดนไดรต์จะนำเสนอแอนติเจนของเชื้อราเพื่อสั่งการการแยกแยะของเซลล์ CD4+ T-cell ซึ่งเชื่อมโยงการตรวจจับโดยกำเนิดเข้ากับภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว (netea-2015) เนื่องจากเชื้อราสามารถปรับเปลี่ยนผนังเซลล์เพื่อปกปิดเบต้า-กลูแคนได้ ประสิทธิภาพของการจดจำโดยกำเนิดจึงถูกท้าทายด้วยกลยุทธ์การหลบเลี่ยงของเชื้อรา (gow-2011)

Clinical relevance

ความโดดเด่นของเซลล์ฟาโกไซต์และตัวรับเลคตินในการป้องกันเชื้อราในระยะแรก อธิบายได้ว่าทำไมความบกพร่องในจำนวนหรือการทำงานของนิวโทรฟิล หรือในเส้นทางการส่งสัญญาณของ C-type lectin จึงสัมพันธ์กับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นต่อการติดเชื้อรา หัวข้อนี้อธิบายกลไกโดยกำเนิดเหล่านั้นเพื่อการศึกษาและไม่ได้ให้คำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

เนื้อหานี้สังเคราะห์จากการทบทวนกลไกและเรื่องเล่าเกี่ยวกับภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดต่อเชื้อราและการศึกษาความอ่อนแอของมนุษย์ (hardison-2012; netea-2015; lionakis-2018) ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก

History

ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดต่อเชื้อรามีความก้าวหน้าอย่างมากในช่วงปี 2000 ด้วยการระบุ Dectin-1 ว่าเป็นตัวรับเบต้า-กลูแคนโดยเฉพาะ และการรับรู้ในวงกว้างว่าตัวรับ C-type lectin ประสานการตอบสนองต่อเชื้อรา สิ่งนี้ได้สร้างกรอบการทำงานที่อิงตามตัวรับ ซึ่งเชื่อมโยงลิแกนด์ผนังเซลล์เชื้อราที่จำเพาะเข้ากับโปรแกรมการทำงานโดยกำเนิดที่กำหนดไว้ และกับการกำหนดรูปแบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวที่ตามมา (hardison-2012; netea-2015)

Key figures

• Gordon D. Brown
• Sarah E. Hardison
• Mihai G. Netea
• Michail S. Lionakis

Seminal works

• hardison-2012
• netea-2015

Frequently asked questions

Dectin-1 จดจำอะไร?

Dectin-1 เป็นตัวรับ C-type lectin ที่จดจำเบต้า-กลูแคน ซึ่งเป็นคาร์โบไฮเดรตหลักของผนังเซลล์เชื้อรา และกระตุ้นการกลืนกินและการส่งสัญญาณการอักเสบเพื่อต่อต้านเชื้อรา

เซลล์ใดมีความสำคัญที่สุดในการป้องกันเชื้อราในระยะแรก?

นิวโทรฟิลและแมคโครฟาจเป็นตัวทำงานหลัก โดยการกลืนกินและฆ่าเชื้อรา ในขณะที่เซลล์เดนไดรต์เชื่อมโยงการจดจำโดยกำเนิดกับการตอบสนองของเซลล์ T แบบปรับตัวในภายหลัง