ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและตัวรับ Toll-like

ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดเป็นแนวป้องกันด่านแรกที่รวดเร็วและถูกเข้ารหัสในเชื้อพันธุ์ ซึ่งรับรู้ถึงอันตรายผ่านตัวรับรู้รูปแบบ (pattern-recognition receptors) เช่น ตัวรับ Toll-like โดยการตรวจจับโมเลกุลของจุลชีพและสัญญาณอันตรายจากโฮสต์ ตัวรับเหล่านี้จะกระตุ้นการอักเสบและกำหนดรูปแบบการตอบสนองแบบปรับตัว ซึ่งกระบวนการนี้เมื่อถูกกระตุ้นอย่างต่อเนื่องด้วยลิแกนด์ที่มาจากตนเอง จะมีส่วนทำให้เกิดโรคภูมิต้านตนเองและโรคอักเสบตนเองในระบบรูมาติก

Definition

ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดเป็นส่วนหนึ่งของการป้องกันของโฮสต์ที่ไม่จำเพาะต่อแอนติเจน ซึ่งอาศัยตัวรับรู้รูปแบบ (pattern-recognition receptors) รวมถึงตัวรับ Toll-like ที่จดจำรูปแบบโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับเชื้อโรคและรูปแบบโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับความเสียหาย ซึ่งเป็นตัวเริ่มต้นการตอบสนองต่อการอักเสบและต้านจุลชีพ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงตัวรับและการส่งสัญญาณของการรับรู้ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด โดยเฉพาะตัวรับ Toll-like และอินแฟลมมาโซม (inflammasome) และการที่การกระตุ้นอย่างต่อเนื่องของสิ่งเหล่านี้ส่งผลต่อการอักเสบในระบบรูมาติก โดยถือว่าภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดเป็นกลไกที่อยู่เบื้องหลังการเกิดโรค ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติทางคลินิก

Core questions

• ตัวรับ Toll-like และตัวรับรู้รูปแบบอื่นๆ ตรวจจับรูปแบบโมเลกุลใดบ้าง?
• การรับรู้โดยกำเนิดเปลี่ยนไปเป็นการสร้างไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบได้อย่างไร?
• ลิแกนด์ที่มาจากตนเองรักษากระบวนการกระตุ้นโดยกำเนิดในโรคภูมิต้านตนเองได้อย่างไร?
• บทบาทของอินแฟลมมาโซมในโรคข้ออักเสบรูมาติกที่เกิดจากการอักเสบตนเองคืออะไร?

Key concepts

• ตัวรับรู้รูปแบบ (Pattern-recognition receptors)
• รูปแบบโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับเชื้อโรค (Pathogen-associated molecular patterns - PAMPs)
• รูปแบบโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับความเสียหาย (Damage-associated molecular patterns - DAMPs)
• การส่งสัญญาณของตัวรับ Toll-like (วิถี MyD88)
• TLRs ที่รับรู้กรดนิวคลีอิกและโรคภูมิต้านตนเอง
• NLRP3 อินแฟลมมาโซมและอินเตอร์ลิวคิน-1
• การอักเสบตนเอง (Autoinflammation)

Mechanisms

ตัวรับ Toll-like และตัวรับรู้รูปแบบอื่นๆ ตรวจจับโครงสร้างจุลชีพที่อนุรักษ์ไว้ (PAMPs) และสัญญาณอันตรายจากโฮสต์ (DAMPs) จากนั้นส่งสัญญาณผ่านอะแดปเตอร์ (adaptors) เช่น MyD88 เพื่อกระตุ้นปัจจัยการถอดรหัส (transcription factors) ที่ขับเคลื่อนการผลิตไซโตไคน์ ดังที่ได้ทบทวนโดย Takeuchi & Akira (2010) ตัวรับ Toll-like ที่รับรู้กรดนิวคลีอิกมีความน่าสนใจเป็นพิเศษในโรคภูมิต้านตนเอง เนื่องจาก DNA และ RNA ของตนเอง ซึ่งมักจะถูกส่งมาในรูปของสารเชิงซ้อนภูมิคุ้มกัน สามารถกระตุ้นตัวรับเหล่านี้และทำให้เกิดการอักเสบอย่างต่อเนื่องได้ แพลตฟอร์มภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดคู่ขนานคือ อินแฟลมมาโซม (inflammasome) โดยเฉพาะ NLRP3 จะรวมตัวกันเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณอันตรายและกระตุ้นไซโตไคน์ในกลุ่มอินเตอร์ลิวคิน-1 ซึ่งเป็นวิถีทางหลักในโรคอักเสบตนเอง (Davis et al., 2011) ในโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ การรับรู้โดยกำเนิดในเยื่อหุ้มข้อจะส่งผลต่อเครือข่ายไซโตไคน์ที่อธิบายโดย McInnes & Schett (2011)

Clinical relevance

วิถีภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดอธิบายว่าการอักเสบเรื้อรังสามารถเกิดขึ้นและคงอยู่ได้อย่างไรโดยไม่มีแอนติเจนแปลกปลอมแบบคลาสสิก ซึ่งเป็นพื้นฐานของแนวคิดเรื่องการอักเสบตนเองและเป็นแรงจูงใจในการบำบัดที่มุ่งเป้าไปที่อินเตอร์ลิวคิน-1 ข้อมูลนี้อธิบายถึงชีววิทยาและความเกี่ยวข้องกับโรค และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

History

การค้นพบในช่วงทศวรรษ 1990 ว่าตัวรับ Toll-like รับรู้รูปแบบของจุลชีพได้สร้างพื้นฐานโมเลกุลของการจดจำภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและได้รับการยอมรับในภายหลังในสาขาภูมิคุ้มกันวิทยา การอธิบายอินแฟลมมาโซมและการอักเสบตนเองที่ขับเคลื่อนด้วยอินเตอร์ลิวคิน-1 ในเวลาต่อมาได้ขยายขอบเขตของภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดไปสู่สาขาโรคข้อ ซึ่งเป็นกลไกสำหรับโรคที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยออโตแอนติบอดีเพียงอย่างเดียว

Key figures

• Shizuo Akira
• Osamu Takeuchi
• Jenny Ting
• Bruce Beutler
• Jules Hoffmann

Seminal works

• takeuchi-akira-2010
• davis-2011

Frequently asked questions

ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดสามารถขับเคลื่อนโรคภูมิต้านตนเองได้อย่างไร หากไม่จำเพาะต่อแอนติเจน?

กรดนิวคลีอิกและสัญญาณความเสียหายที่มาจากตนเองสามารถกระตุ้นตัวรับรู้รูปแบบ เช่น ตัวรับ Toll-like ที่รับรู้กรดนิวคลีอิก ซึ่งทำให้เกิดการอักเสบอย่างต่อเนื่องแม้ไม่มีแอนติเจนแปลกปลอม และขยายการตอบสนองของภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวที่เกี่ยวข้องกับโรคภูมิต้านตนเอง

ความแตกต่างระหว่างตัวรับ Toll-like และอินแฟลมมาโซมคืออะไร?

ตัวรับ Toll-like เป็นเซ็นเซอร์ที่เยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งส่งสัญญาณเพื่อกระตุ้นการถอดรหัสยีนของสารสื่อการอักเสบ ในขณะที่อินแฟลมมาโซมเป็นโปรตีนเชิงซ้อนภายในเซลล์ที่ประมวลผลและกระตุ้นไซโตไคน์ในกลุ่มอินเตอร์ลิวคิน-1 ทั้งสองเป็นเซ็นเซอร์โดยกำเนิดแต่ทำงานในขั้นตอนที่แตกต่างกัน