ภูมิคุ้มกันวิทยาของไวรัสและการตอบสนองของโฮสต์
ภูมิคุ้มกันวิทยาของไวรัสศึกษาว่าโฮสต์ตรวจจับ ควบคุม และจดจำการติดเชื้อไวรัสได้อย่างไร และไวรัสจะปรับเปลี่ยนหรือหลบเลี่ยงการป้องกันเหล่านั้นได้อย่างไร การตอบสนองของโฮสต์เกิดขึ้นเป็นชั้นๆ ที่ทับซ้อนกัน: ระยะแรกเริ่มที่รวดเร็วซึ่งสร้างขึ้นจากอินเตอร์เฟอรอนและตัวกระตุ้นต้านไวรัสโดยธรรมชาติ และระยะปรับตัวที่ช้ากว่าของทีเซลล์และแอนติบอดีที่จำเพาะต่อแอนติเจน ซึ่งจะกำจัดการติดเชื้อและสร้างความทรงจำทางภูมิคุ้มกัน
Definition
ภูมิคุ้มกันวิทยาของไวรัสและการตอบสนองของโฮสต์ คือการศึกษาเกี่ยวกับกลไกภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติและแบบปรับตัวที่โฮสต์ใช้ในการจดจำและตอบสนองต่อการติดเชื้อไวรัส ความทรงจำทางภูมิคุ้มกันที่เกิดขึ้น และกลยุทธ์ของไวรัสที่ใช้ในการต่อต้านการป้องกันเหล่านี้
Scope
สาขาความรู้นี้จะช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อไวรัสในฐานะระบบหนึ่ง โดยจะสำรวจการรับรู้โดยธรรมชาติและการตอบสนองของอินเตอร์เฟอรอน การมีส่วนร่วมของทีเซลล์ชนิดทำลายเซลล์และทีเซลล์ผู้ช่วย การสร้างแอนติบอดีชนิดลบล้างฤทธิ์และภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัล และกลยุทธ์ที่ไวรัสใช้เพื่อหลบเลี่ยงการตรวจจับและการกำจัด เนื้อหาเหล่านี้เป็นความรู้พื้นฐานสำหรับการทำความเข้าใจภูมิคุ้มกันต้านไวรัสและพยาธิสภาพทางภูมิคุ้มกัน ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติทางคลินิก
Sub-topics
Core questions
- โฮสต์แยกแยะการติดเชื้อไวรัสออกจากเซลล์ปกติและสร้างการตอบสนองที่เหมาะสมได้อย่างไร?
- อะไรเป็นตัวกำหนดว่าการติดเชื้อไวรัสจะถูกกำจัด กลายเป็นเรื้อรัง หรือทำให้เกิดพยาธิสภาพทางภูมิคุ้มกัน?
- การตอบสนองโดยธรรมชาติและการตอบสนองแบบปรับตัวประสานงานกันอย่างไรในเวลาเพื่อควบคุมการจำลองแบบของไวรัส?
- ไวรัสหลบเลี่ยงหรือบ่อนทำลายภูมิคุ้มกันของโฮสต์ด้วยกลไกใด?
Key concepts
- ภูมิคุ้มกันต้านไวรัสโดยธรรมชาติเทียบกับแบบปรับตัว
- การตอบสนองของอินเตอร์เฟอรอนชนิดที่ 1
- ลิมโฟไซต์ทีชนิดทำลายเซลล์และการจำกัดโดย MHC
- แอนติบอดีชนิดลบล้างฤทธิ์และภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัล
- ความทรงจำทางภูมิคุ้มกัน
- การหลบเลี่ยงภูมิคุ้มกันของไวรัส
- พยาธิสภาพทางภูมิคุ้มกัน
Key theories
- การจำกัดโดย MHC ของการจดจำของทีเซลล์
- Zinkernagel และ Doherty แสดงให้เห็นว่าทีเซลล์ชนิดทำลายเซลล์ที่จำเพาะต่อไวรัสจะจดจำแอนติเจนของไวรัสได้เฉพาะในบริบทของโมเลกุลเมเจอร์ฮิสโตคอมแพททิบิลิตีคอมเพล็กซ์ของตนเอง ซึ่งเป็นการสร้างหลักการว่าทีเซลล์เห็นเปปไทด์ที่ผ่านการประมวลผลซึ่งนำเสนอโดย MHC แทนที่จะเป็นแอนติเจนอิสระ
Mechanisms
เมื่อเกิดการติดเชื้อ ตัวรับรู้รูปแบบของโฮสต์จะตรวจจับลักษณะเฉพาะของไวรัสที่คงที่ เช่น กรดนิวคลีอิกแปลกปลอม และกระตุ้นการผลิตอินเตอร์เฟอรอนชนิดที่ 1 ซึ่งจะเหนี่ยวนำยีนที่ถูกกระตุ้นด้วยอินเตอร์เฟอรอนหลายร้อยยีนที่จำกัดการจำลองแบบของไวรัสและเตรียมเซลล์ข้างเคียง ตัวกระตุ้นโดยธรรมชาติรวมถึงเซลล์เพชฌฆาตธรรมชาติให้การควบคุมในระยะแรก ในขณะที่การนำเสนอแอนติเจนจะกระตุ้นแขนงปรับตัว: ทีเซลล์ CD8 ชนิดทำลายเซลล์จะฆ่าเซลล์ที่ติดเชื้อผ่านการจดจำที่จำกัดโดย MHC class I เซลล์ผู้ช่วย CD4 จะประสานการตอบสนอง และบีเซลล์จะพัฒนาไปเป็นเซลล์ที่หลั่งแอนติบอดีที่ลบล้างไวรัสอิสระ ลิมโฟไซต์บางส่วนจะคงอยู่เป็นเซลล์ความจำ ทำให้สามารถตอบสนองได้เร็วขึ้นเมื่อสัมผัสซ้ำ ไวรัสจะตอบโต้แต่ละชั้น โดยเข้ารหัสโปรตีนที่ขัดขวางการส่งสัญญาณของอินเตอร์เฟอรอน รบกวนการนำเสนอแอนติเจน หรือปรับการทำงานของแอนติบอดีและคอมพลีเมนต์
Clinical relevance
ภูมิคุ้มกันต้านไวรัสเป็นพื้นฐานของการควบคุมการติดเชื้อของโฮสต์และเหตุผลสำหรับวัคซีน และการตอบสนองที่ผิดปกติอาจทำให้เกิดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อได้ (พยาธิสภาพทางภูมิคุ้มกัน) สาขาความรู้นี้อธิบายว่าการตอบสนองที่ป้องกันและก่อให้เกิดพยาธิสภาพเกิดขึ้นได้อย่างไร เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการทำความเข้าใจการป้องกันไวรัสและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการตัดสินใจในการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล
History
ภูมิคุ้มกันวิทยาต้านไวรัสได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างมากจากการสาธิตการจำกัดโดย MHC โดย Zinkernagel และ Doherty ในปี 1974 ซึ่งชี้แจงว่าทีเซลล์จดจำเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัสได้อย่างไร ทศวรรษต่อมาได้ทำแผนที่เส้นทางการรับรู้โดยธรรมชาติและระบบอินเตอร์เฟอรอนว่าเป็นแนวป้องกันแรก และจัดหมวดหมู่กลไกที่หลากหลายที่ไวรัสใช้ในการหลบเลี่ยงภูมิคุ้มกันของโฮสต์ สร้างภาพรวมแบบบูรณาการของการต่อสู้ระหว่างโฮสต์กับไวรัส
Key figures
- Rolf Zinkernagel
- Peter Doherty
- Shizuo Akira
- Charles Rice
- Hidde Ploegh
Related topics
Seminal works
- zinkernagel-1974
- akira-2006
- tortorella-2000
Frequently asked questions
- ความแตกต่างระหว่างภูมิคุ้มกันต้านไวรัสโดยธรรมชาติและแบบปรับตัวคืออะไร?
- ภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติจะออกฤทธิ์ภายในไม่กี่ชั่วโมง ไม่จำเพาะต่อแอนติเจน และมีศูนย์กลางอยู่ที่อินเตอร์เฟอรอนและตัวกระตุ้นเช่นเซลล์เพชฌฆาตธรรมชาติ; ภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวจะพัฒนาขึ้นภายในหลายวัน จำเพาะต่อแอนติเจนของไวรัส และสร้างทีเซลล์ แอนติบอดี และความทรงจำที่คงอยู่ยาวนาน
- เหตุใดการติดเชื้อไวรัสบางชนิดจึงคงอยู่แม้จะมีการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน?
- ไวรัสหลายชนิดเข้ารหัสฟังก์ชันการหลบเลี่ยงภูมิคุ้มกันที่ลดทอนการส่งสัญญาณของอินเตอร์เฟอรอน รบกวนการนำเสนอแอนติเจน หรือหลบเลี่ยงการจดจำด้วยวิธีอื่น ทำให้ไวรัสสามารถคงอยู่หรือสร้างภาวะแฝงได้แม้จะมีการตอบสนองของโฮสต์อย่างต่อเนื่อง