Miễn dịch thích ứng và chức năng tế bào lympho
Miễn dịch thích ứng là một nhánh đặc hiệu kháng nguyên của hệ miễn dịch động vật có xương sống, được điều hòa bởi các tế bào lympho T và B nhận diện các mục tiêu phân tử thông qua các thụ thể phân bố theo dòng vô tính được tạo ra bởi sự tái sắp xếp gen soma. Không giống như các hàng rào phòng thủ bẩm sinh, vốn phản ứng với các loại mô hình liên quan đến mầm bệnh rộng rãi, các phản ứng thích ứng được điều chỉnh cho từng kháng nguyên riêng lẻ, tự tinh chỉnh trong quá trình nhiễm trùng và để lại trí nhớ miễn dịch lâu dài làm nền tảng cho sự bảo vệ bền vững và nguyên tắc tiêm chủng.
Definition
Miễn dịch thích ứng là một dạng phòng vệ của vật chủ, trong đó các tế bào lympho đặc hiệu kháng nguyên mang các thụ thể được tạo ra từ soma mở rộng theo dòng vô tính, biệt hóa thành các tế bào hiệu ứng và tế bào trí nhớ, và tạo ra các phản ứng cải thiện về tính đặc hiệu và cường độ khi tái tiếp xúc với cùng một kháng nguyên.
Scope
Lĩnh vực này định hướng cho người đọc về logic tế bào và phân tử của miễn dịch thích ứng: cách các thụ thể kháng nguyên của tế bào lympho được tạo ra và chọn lọc, cách các tế bào T và B phát triển và được hoạt hóa, cách các tế bào T hỗ trợ biệt hóa thành các phân nhóm chức năng và cách phản ứng trung tâm mầm làm sắc nét chất lượng kháng thể. Đây là một khuôn khổ tham khảo giáo dục liên kết các cơ chế này với các lý thuyết kinh điển và các công trình nền tảng của chúng; đây không phải là hướng dẫn lâm sàng.
Sub-topics
Core questions
- Hệ miễn dịch tạo ra sự đa dạng thụ thể có khả năng nhận diện hầu hết mọi kháng nguyên bằng cách nào?
- Các tế bào lympho tự phản ứng bị loại bỏ hoặc kiềm chế như thế nào trong khi các đặc hiệu hữu ích vẫn được giữ lại?
- Các tế bào lympho T và B được hoạt hóa như thế nào, và các tế bào T hỗ trợ điều phối phản ứng như thế nào?
- Chất lượng kháng thể cải thiện như thế nào trong quá trình phản ứng, và trí nhớ miễn dịch được thiết lập như thế nào?
Key concepts
- Nhận diện đặc hiệu kháng nguyên
- Chọn lọc và mở rộng dòng vô tính
- Thụ thể tế bào T và thụ thể tế bào B (immunoglobulin)
- Hạn chế MHC và trình diện kháng nguyên
- Dung nạp trung ương và ngoại vi
- Các phân nhóm tế bào T hỗ trợ
- Phản ứng trung tâm mầm và trưởng thành ái lực
- Trí nhớ miễn dịch
Key theories
- Lý thuyết chọn lọc dòng vô tính
- Mỗi tế bào lympho biểu hiện một thụ thể có một đặc hiệu duy nhất; sự gắn kết kháng nguyên chọn lọc và mở rộng các dòng vô tính phù hợp, giải thích cho tính đặc hiệu, trí nhớ và sự dung nạp bản thân.
Mechanisms
Miễn dịch thích ứng dựa trên các tế bào lympho, mỗi tế bào biểu hiện một thụ thể kháng nguyên độc đáo theo dòng vô tính được lắp ráp bằng cách tái tổ hợp soma của các đoạn gen, tạo ra một kho tàng lớn từ một bộ gen hạn chế. Các tế bào T nhận diện các đoạn peptide được trình diện bởi các phân tử phức hợp hòa hợp mô chính (MHC), trong khi các tế bào B nhận diện kháng nguyên nguyên vẹn thông qua immunoglobulin màng. Các tế bào lympho đang phát triển được sàng lọc để các dòng vô tính tự phản ứng rõ ràng bị xóa bỏ hoặc bất hoạt. Khi gặp kháng nguyên cùng với sự kích thích đồng thời thích hợp, các tế bào lympho non tăng sinh và biệt hóa: các tế bào T hỗ trợ CD4 thực hiện các chương trình chức năng điều phối các tế bào khác, các tế bào T gây độc CD8 tiêu diệt các mục tiêu bị nhiễm bệnh, và các tế bào B trở thành các tế bào plasma tiết kháng thể. Trong các trung tâm mầm, các tế bào B trải qua quá trình siêu đột biến soma và chọn lọc, làm tăng ái lực trung bình của phản ứng kháng thể và tạo ra các tế bào trí nhớ và tế bào plasma sống lâu [smith-garvin-2009][lebien-tedder-2008][zhu-paul-2008][victora-2012].
Clinical relevance
Các cơ chế được tóm tắt ở đây làm nền tảng cho tiêm chủng, miễn dịch học cấy ghép, dị ứng, tự miễn và suy giảm miễn dịch, và chúng định hình cách các nhà lâm sàng và khoa học diễn giải các hiện tượng miễn dịch. Mục này mô tả sinh học và các khái niệm để tham khảo và giáo dục; nó không cung cấp các tiêu chí chẩn đoán hoặc khuyến nghị điều trị cho bất kỳ cá nhân nào.
History
Nền tảng khái niệm của miễn dịch thích ứng được đặt ra bởi lý thuyết chọn lọc dòng vô tính của Burnet vào cuối những năm 1950, giải thích tính đặc hiệu và dung nạp dưới dạng các dòng vô tính đã tồn tại trước đó được chọn lọc bởi kháng nguyên. Khám phá của Tonegawa về tái tổ hợp soma của các gen immunoglobulin đã cung cấp cơ sở di truyền cho sự đa dạng của thụ thể, và chứng minh của Zinkernagel và Doherty về sự hạn chế MHC đã giải thích cách các tế bào T nhận diện kháng nguyên. Cùng với nhau, những ý tưởng này đã thiết lập bức tranh hiện đại về miễn dịch qua trung gian tế bào lympho mà lĩnh vực này khảo sát [janeway-textbook].
Key figures
- Frank Macfarlane Burnet
- Niels Kaj Jerne
- Susumu Tonegawa
- Rolf Zinkernagel
- Peter Doherty
Related topics
Seminal works
- smith-garvin-2009
- lebien-tedder-2008
- victora-2012
Frequently asked questions
- Miễn dịch thích ứng khác với miễn dịch bẩm sinh như thế nào?
- Miễn dịch bẩm sinh phản ứng nhanh chóng với các mô hình phân tử được bảo tồn chung bởi nhiều mầm bệnh, trong khi miễn dịch thích ứng sử dụng các thụ thể đặc hiệu kháng nguyên, phân bố theo dòng vô tính trên các tế bào lympho T và B, phát triển chậm hơn và tạo ra trí nhớ lâu dài.
- Tại sao miễn dịch thích ứng tạo ra trí nhớ miễn dịch?
- Các dòng vô tính đặc hiệu kháng nguyên mở rộng trong phản ứng đầu tiên để lại các tế bào lympho trí nhớ sống lâu, do đó lần tiếp xúc thứ hai với cùng một kháng nguyên sẽ kích hoạt phản ứng nhanh hơn và mạnh hơn.