แอนติบอดีต่อไวรัสและภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัล

ภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัลเป็นกลไกการตอบสนองต่อไวรัสที่อาศัยแอนติบอดีเป็นสื่อกลาง เซลล์บี (B cells) โดยได้รับความช่วยเหลือจากทีเซลล์ผู้ช่วยฟอลลิคูลาร์ (follicular helper T cells) ในศูนย์กลางเจอร์มินัล (germinal centers) จะพัฒนาไปเป็นพลาสมาเซลล์ (plasma cells) ที่หลั่งแอนติบอดี แอนติบอดีชนิดลบล้างฤทธิ์ (neutralizing antibodies) จะยับยั้งการเข้าสู่เซลล์ของไวรัส ในขณะที่แอนติบอดีชนิดอื่น ๆ จะกระตุ้นระบบคอมพลีเมนต์ (complement) และเซลล์ผู้ปฏิบัติงาน (effector cells) เพื่อกำจัดไวรัสและเซลล์ที่ติดเชื้อ

Definition

ภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัลต่อไวรัสเป็นกลไกการตอบสนองแบบปรับตัวที่อาศัยแอนติบอดีเป็นสื่อกลาง โดยที่เซลล์บีจะพัฒนาไปเป็นพลาสมาเซลล์ที่หลั่งแอนติบอดีซึ่งจะลบล้างฤทธิ์ไวรัสและกระตุ้นระบบคอมพลีเมนต์และเซลล์ผู้ปฏิบัติงานที่มีตัวรับ Fc (Fc-receptor-bearing effector cells) ร่วมกับเซลล์บีหน่วยความจำที่คงการป้องกันไว้

Scope

บทความนี้ครอบคลุมการตอบสนองของแอนติบอดีต่อไวรัส: การกระตุ้นและการเจริญของเซลล์บีในศูนย์กลางเจอร์มินัล ความแตกต่างระหว่างแอนติบอดีชนิดลบล้างฤทธิ์และชนิดไม่ลบล้างฤทธิ์ หน้าที่ของผู้ปฏิบัติงานของแอนติบอดีนอกเหนือจากการลบล้างฤทธิ์ และความคงอยู่ของแอนติบอดีและเซลล์บีหน่วยความจำ (memory B cells) เนื้อหานี้เป็นข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัลต่อไวรัส ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติทางคลินิก

Core questions

• เซลล์บีถูกกระตุ้นและเจริญไปเป็นเซลล์ที่หลั่งแอนติบอดีต่อไวรัสได้อย่างไร?
• อะไรคือความแตกต่างระหว่างแอนติบอดีชนิดลบล้างฤทธิ์และชนิดไม่ลบล้างฤทธิ์?
• หน้าที่ของผู้ปฏิบัติงานของแอนติบอดีใดบ้างที่ช่วยในการป้องกันไวรัสนอกเหนือจากการลบล้างฤทธิ์?
• แอนติบอดีต่อไวรัสและเซลล์บีหน่วยความจำคงอยู่ได้นานแค่ไหน?

Key concepts

• แอนติบอดีชนิดลบล้างฤทธิ์
• ปฏิกิริยาในศูนย์กลางเจอร์มินัลและการเพิ่มความจำเพาะ
• พลาสมาเซลล์และเซลล์บีหน่วยความจำ
• หน้าที่ของผู้ปฏิบัติงานของแอนติบอดี (คอมพลีเมนต์, ADCC, ออปโซไนเซชัน)
• การเปลี่ยนไอโซไทป์
• ตัวบ่งชี้ทางซีรัมวิทยาของการป้องกัน

Mechanisms

เซลล์บีจดจำแอนติเจนของไวรัสผ่านอิมมูโนโกลบูลินบนผิวเซลล์ และด้วยความช่วยเหลือจากทีเซลล์ผู้ช่วยฟอลลิคูลาร์ จะเข้าสู่ศูนย์กลางเจอร์มินัล ซึ่งจะเกิดการกลายพันธุ์แบบโซมาติก (somatic hypermutation) และการเพิ่มความจำเพาะ (affinity maturation) โดยเลือกเซลล์บีที่มีตัวรับที่มีความจำเพาะสูงขึ้น เซลล์เหล่านี้จะพัฒนาไปเป็นพลาสมาเซลล์ที่หลั่งแอนติบอดีและเซลล์บีหน่วยความจำ แอนติบอดีที่หลั่งออกมามีกลไกการทำงานหลายอย่าง: แอนติบอดีชนิดลบล้างฤทธิ์จะจับกับโปรตีนบนผิวไวรัสและยับยั้งการเกาะติดหรือการเข้าสู่เซลล์ ในขณะที่ส่วน Fc ของแอนติบอดีจะกระตุ้นระบบคอมพลีเมนต์ เป็นสื่อกลางในการเกิดภาวะเซลล์ถูกทำลายโดยแอนติบอดีขึ้นกับเซลล์ (antibody-dependent cellular cytotoxicity) และส่งเสริมการทำออปโซไนเซชัน (opsonization) และการเก็บกิน (phagocytosis) พลาสมาเซลล์ที่มีอายุยืนยาวและเซลล์บีหน่วยความจำจะรักษาระดับแอนติบอดีในกระแสเลือดและช่วยให้เกิดการตอบสนองแบบรวดเร็วเมื่อมีการกระตุ้นซ้ำ

Clinical relevance

การตอบสนองของแอนติบอดีชนิดลบล้างฤทธิ์เป็นพื้นฐานของการป้องกันที่วัคซีนป้องกันไวรัสหลายชนิดมอบให้ และมักใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางซีรัมวิทยาของภูมิคุ้มกัน บทความนี้อธิบายกลไกภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัลต่อไวรัส และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการตัดสินใจในการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

History

ปฏิกิริยาในศูนย์กลางเจอร์มินัลได้รับการอธิบายว่าเป็นบริเวณที่เซลล์บีเกิดการกลายพันธุ์แบบโซมาติกและการเพิ่มความจำเพาะภายใต้ความช่วยเหลือของทีเซลล์ผู้ช่วยฟอลลิคูลาร์ ซึ่งอธิบายว่าแอนติบอดีที่มีความจำเพาะสูงเกิดขึ้นได้อย่างไร งานวิจัยล่าสุดได้ขยายขอบเขตความสนใจนอกเหนือจากการลบล้างฤทธิ์ ไปยังหน้าที่ของผู้ปฏิบัติงานที่อาศัยส่วน Fc ของแอนติบอดี ซึ่งช่วยขยายความเข้าใจว่าภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัลควบคุมการติดเชื้อไวรัสได้อย่างไร

Key figures

• Gabriel Victora
• Michel Nussenzweig
• Carola Vinuesa
• Galit Alter
• Martin Bachmann

Seminal works

• victora-2012
• lu-2017
• vinuesa-2016

Frequently asked questions

แอนติบอดีชนิดลบล้างฤทธิ์คืออะไร?

เป็นแอนติบอดีที่จับกับโปรตีนบนผิวไวรัสในลักษณะที่ยับยั้งไม่ให้ไวรัสเกาะติดหรือเข้าสู่เซลล์เจ้าบ้าน ซึ่งเป็นการป้องกันการติดเชื้อของเซลล์เหล่านั้น

แอนติบอดีป้องกันโดยการลบล้างฤทธิ์ไวรัสเท่านั้นหรือไม่?

ไม่ นอกเหนือจากการลบล้างฤทธิ์แล้ว แอนติบอดีจะกระตุ้นระบบคอมพลีเมนต์และเซลล์ผู้ปฏิบัติงานที่มีตัวรับ Fc ซึ่งเป็นสื่อกลางในการทำงานต่างๆ เช่น ภาวะเซลล์ถูกทำลายโดยแอนติบอดีขึ้นกับเซลล์ และการทำออปโซไนเซชัน ซึ่งช่วยกำจัดไวรัสและเซลล์ที่ติดเชื้อ