Hiểu biết cơ bản về hệ miễn dịch

Hệ Miễn dịch là bộ áo giáp của cơ thể. Nhờ hệ Miễn dịch, con người có thể tránh được rất nhiều loại bệnh, đặc biệt là các bệnh nhiễm trùng. Ngày nay, Miễn dịch trị liệu đang được xem là một phương pháp điều trị hiệu quả và mang lại nhiều hy vọng cho bệnh nhân trong việc điều trị các bệnh ác tính.

1. Khái niệm về miễn dịch

Hệ miễn dịch là một hệ thống gồm nhiều cơ quan và tế bào tham gia bảo vệ cơ thể chống lại bệnh tật thông qua các phản ứng miễn dịch (còn gọi là các quá trình sinh học). Để hoạt động bình thường, hệ thống miễn dịch phải phát hiện được rất nhiều yếu tố, gọi là mầm bệnh, có thể là vi rút, vi khuẩn, ký sinh trùng, nấm, … và phải phân biệt chúng với những mô khỏe mạnh của cơ thể.

Các mầm bệnh có thể nhanh chóng tiến hóa và thích nghi, do đó có thể tránh bị phát hiện và không bị vô hiệu hoá bởi hệ thống miễn dịch; tuy nhiên, nhiều cơ chế phòng thủ cũng đã tiến hóa để nhận diện và tiêu diệt mầm bệnh.

Trong các loài, hệ miễn dịch của con người là được coi là có cơ chế phức tạp nhất và cũng tinh vi nhất bao gồm khả năng thích ứng theo thời gian để nhận ra các mầm bệnh cụ thể, hiệu quả hơn. Miễn dịch thích ứng (hoặc miễn dịch thu được) hình thành trí nhớ miễn dịch sau lần gặp ban đầu đối với một mầm bệnh cụ thể, dẫn đến đáp ứng tăng cường cho các lần gặp sau với cùng mầm bệnh đó. Quá trình miễn dịch thu được này là cơ sở của tiêm chủng, một trong những phát minh được coi là vĩ đại nhất của nhân loại.

2. Các hình thái miễn dịch

Hệ miễn dịch có nhiệm vụ bảo vệ cơ thể không bị các tác nhân gây bệnh xâm nhập theo các lớp phòng thủ khác nhau và theo cách thức không đặc hiệu lẫn đặc hiệu.

Lớp đầu tiên là các hàng rào vật lý trên da ngăn ngừa các mầm bệnh như vi khuẩn, virus, nấm, … xâm nhập vào cơ thể.

Nếu một mầm bệnh vượt qua hàng rào này, hệ thống miễn dịch bẩm sinh sẽ tạo đáp ứng tức thời, nhưng không đặc hiệu.

Nếu các mầm bệnh thoát được miễn dịch bẩm sinh, thì lớp bảo vệ thứ hai là hệ thống miễn dịch thu được, được kích hoạt bởi hệ miễn dịch bẩm sinh sẽ phản ứng theo cách thức đặc hiệu. Lúc này, hệ thống miễn dịch sẽ có các đáp ứng trong suốt thời gian nhiễm trùng để cải thiện khả năng nhận diện và tiêu diệt mầm bệnh. Sự đáp ứng được cải thiện này sẽ được giữ lại sau khi mầm bệnh đã được loại bỏ, dưới dạng trí nhớ miễn dịch, và cho phép hệ miễn dịch thu được phát động các cuộc tấn công nhanh và mạnh mẽ hơn nếu gặp lại mầm bệnh này trong các lần xâm nhập cơ thể sau này.

So sánh giữa hệ miễn dịch bẩm sinh và hệ miễn dịch thu được

Cả hệ miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thu được đều phụ thuộc vào khả năng phân biệt giữa các phân tử của bản thân và không của bản thân của hệ thống miễn dịch. Trong miễn dịch học, các phân tử của bản thân là những thành phần của cơ thể và có thể được phân biệt với phân tử ngoại lai (Không của bản thân) bởi hệ thống miễn dịch. Các phân tử ngoại lai được gọi là kháng nguyên và được định nghĩa là các chất có khả năng kích hoạt đáp ứng miễn dịch và gắn với các thụ thể miễn dịch đặc hiệu.

3. Các thành phần tham gia hệ miễn dịch

3.1. Các cơ quan miễn dịch

Các cơ quan miễn dịch được gọi là mô lympho. Mô lympho được chia làm hai loại: trung ương và ngoại vi; có cấu trúc và chức năng khác nhau trong hệ miễn dịch.

3.1.1. CƠ QUAN LYMPHO TRUNG ƯƠNG

a. Tủy xương

Tủy xương không phải là cơ quan dạng lympho nhưng là nơi sản sinh các tế bào gốc đa năng, tiền thân của các tế bào có thẩm quyền miễn dịch và các tế bào máu khác. Ở chuột bị chiếu xạ, tuỷ xương bị tổn thương, không còn khả năng tạo máu và khả năng đáp ứng miễn dịch cũng bị suy giảm.

b. Tuyến ức

Tuyến ức nằm ngay sau xương ức, gồm 2 thùy lớn. Mỗi thùy lại chia thành các tiểu thùy có đường kính khoảng 0,5 – 2 mm. Tuyến ức là cơ quan dạng lympho xuất hiện sớm nhất trong thời kỳ bào thai, phát triển tối đa ở tuổi dậy thì và teo dần ở tuổi già. Tuyến ức được tạo nên bởi các tế bào dạng lympho và các tế bào dạng biểu mô. Tuyến ức không tham gia trực tiếp vào quá trình đáp ứng miễn dịch nhưng tạo ra một vi môi trường rất cần thiết cho sự phân chia, biệt hóa của dòng tế bào lympho T.

– Về cấu trúc, tuyến ức được chia làm hai vùng:

+ Vùng vỏ: chiếm phần lớn khối lượng tuyến, gồm chủ yếu là các tế bào dạng lympho (thymo bào) kích thước nhỏ và nhỡ, có khả năng sinh sản cao. Tại vùng vỏ, các tiền thymo bào chuyển thành thymo bào chưa chín và đi vào vùng tủy.

+ Vùng tủy: là nơi trưởng thành của các thymo bào chưa chín thành các tế bào lympho T chín và đi vào máu.

– Về chức năng

Tuyến ức đảm nhận chức năng huấn luyện, phân chia, biệt hóa các tế bào lympho dòng T nhờ các yếu tố hòa tan do các tế bào biểu mô tuyến tiết ra gọi chung là thymulin, thymosin…Tại đây các tế bào tiền thân của dòng lympho T được đổi mới các dấu ấn bề mặt sau đó đổ vào máu và đi tới các mô lympho ngoại vi. Khi cắt bỏ tuyến ức ở chuột mới đẻ thấy giảm số lượng lympho T, giảm đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào, con vật còi cọc và chết sau 1-2 tháng.

c. Túi Bursa Fabricius (Bursa Fabricius)

Túi chỉ có ở loài chim, là một cơ quan lympho biểu mô nằm ở gần ổ nhớp, chứa các nang lympho và cũng được chia thành vùng vỏ và vùng tủy. Khi phá hủy túi thì lượng globulin miễn dịch trong máu giảm, không có tương bào, dẫn đến giảm đáp ứng miễn dịch dịch thể.

Trên động vật có vú, trước đây có ý kiến cho rằng cơ quan tương đương túi Bursa Fabricius là các mô lympho ở ruột (ruột thừa, mảng Payer), các mô lympho ở họng vì nó có cấu tạo mô học gần giống túi Fabricius ở chim. Hiện nay, người ta đã xác định cơ quan trung ương của lympho B là tủy xương.

3.1.2. CƠ QUAN LYMPHO NGOẠI VI

a. Hạch lympho

Còn gọi là hạch bạch huyết có hình hạt đậu, hoặc tròn được bọc trong một vỏ liên kết. Các hạch lympho nằm rải rác trên đường đi của mạch bạch huyết, tập trung thành từng đám hạch tại bẹn, nách, cổ… chúng to lên khi bị nhiễm khuẩn, bị kháng nguyên kích thích hoặc bị u ác tính.

– Cấu trúc: hạch lympho gồm các thùy, mỗi thùy được chia thành vùng vỏ và vùng tủy. Vùng vỏ được chia thành vùng vỏ nông và vùng vỏ sâu (vùng cận vỏ). Vùng vỏ nông được gọi là vùng không phụ thuộc tuyến ức, là nơi tập trung các tế bào lympho B nhỏ tạo nên các nang lympho nguyên phát. Khi bị kháng nguyên kích thích các nang lympho nguyên phát sẽ phát triển rộng ra, xuất hiện các trung tâm mầm và trở thành nang lympho thứ phát. Vùng cận vỏ chứa nhiều tế bào lympho T, một ít đại thực bào và tế bào lympho B (vùng phụ thuộc tuyến ức). Vùng tủy chứa các lympho T, tương bào, đại thực bào, từ đây các tế bào rời hạch đi ra ngoài.

– Chức năng: hạch lympho được coi như một cái lọc đối với các phân tử “lạ” và các mảnh vụn tổ chức, đồng thời đóng vai trò trung tâm của sự tuần hoàn các lympho bào, nơi tế bào tiếp xúc với kháng nguyên. Khi kháng nguyên xâm nhập, đại thực bào bắt, xử lý và truyền thông tin kháng nguyên cho các tế bào lympho ở vùng cận vỏ và các nang lympho. Sau đó, vùng vỏ nông xuất hiện nhiều tâm điểm mầm, các tế bào ở vùng vỏ nông và cận vỏ được hoạt hóa, tăng sinh và xuất hiện nhiều tế bào tạo kháng thể. Sau 4-5 ngày các tế bào hoạt hóa này rời hạch di chuyển đến nơi khác làm cho đáp ứng miễn dịch lan rộng.

b. Lách

Là cơ quan lympho lớn, được bao bọc bởi một vỏ liên kết, nhu mô chia thành tủy trắng và tủy đỏ. Tủy trắng được cấu tạo chủ yếu bởi các mô lympho. Tủy đỏ chiếm khoảng 79% khối lượng lách, đóng vai trò lọc các hồng cầu già, các tế bào chết và trữ máu cho cơ thể.

Ngoài nhiệm vụ lọc và trữ máu, lách là nơi tập trung kháng nguyên, nhất là các kháng nguyên vào cơ thể bằng đường máu. Sau khi xâm nhập, kháng nguyên bị đại thực bào xử lý, cố định tại các xoang của tủy đỏ, sau đó vào tủy trắng nơi có nhiều nang lympho, kích thích các lympho bào phân chia biệt hóa thành tương bào.

c. Mô lympho không có vỏ bọc

Là các mô lympho không có vỏ liên kết bao bọc, chúng nằm rải rác ở niêm mạc đường tiêu hóa, hô hấp, tiết niệu…

– Các mô lympho ở ruột

Gồm mảng Payer và các nang lympho nằm rải rác, riêng rẽ hoặc thành chuỗi ở niêm mạc ruột. Mảng Payer là nơi kết tụ các tế bào dạng lympho tạo nên các nang, trung tâm nang là các lympho bào B, bao quanh nang là các lympho bào T và đại thực bào. Các lympho bào B ở đây sau khi được hoạt hóa chuyển thành tương bào sản xuất IgA, IgG, và IgM. Các tế bào lympho T chủ yếu là các lympho T gây độc và điều hòa miễn dịch. Hệ thống lympho ở ruột giúp cơ thể loại trừ các kháng nguyên xâm nhập cơ thể bằng đường tiêu hóa, do đó có vai trò quan trọng trong việc phòng vệ tại chỗ.

– Các mô lympho ở phế quản

Có cấu trúc và chức năng giống mảng Payer. Chúng nằm dọc theo khí quản, phế quản, tiểu phế quản và các tiểu thùy phổi. Cấu tạo này giúp các lympho tiếp xúc sớm với các kháng nguyên vào theo đường hô hấp và tuần hoàn.

– Hạch hạnh nhân

Hạch hạnh nhân là các mô lympho có kích thước khác nhau ở họng. Các hạch hạnh nhân hợp thành vòng Waldeyer: hạch hạnh nhân lưỡi, khẩu cái, hầu vòi. Các hạch hạnh nhân bao gồm chủ yếu là các đám lympho bào, có nang nguyên phát và nang thứ phát. Tế bào lympho B chiếm khoảng 40-50% tổng số lympho bào của hạch. Các trung tâm mầm của các nang lympho là vùng lympho B phụ thuộc kháng nguyên, ở đó các quần thể tế bào nhớ miễn dịch rải rộng và biệt hóa thành các tương bào.

3.2. Các tế bào miễn dịch

3.2.1. Lympho bào

Lympho bào chiếm khoảng 20-30% tổng số bạch cầu máu ngoại vi, đa số có kích thước nhỏ, nhân to, đặc và chiếm gần hết tế bào. Dựa vào sự khác nhau trong quá trình biệt hóa, khác nhau về hình thái chức năng và đặc biệt là dấu ấn bề mặt, các lympho bào được chia thành các quần thể và dưới quần thể. Hai quần thể chính của lympho bào đó là lympho T và lympho B.

a. Lympho bào T

Các tế bào tiền thân dạng lympho từ tổ chức tạo máu đi đến tuyến ức (thymus), phân chia, biệt hóa thành các lympho bào chịu trách nhiệm đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào được gọi là tế bào lympho T. Số lượng lympho bào T chiếm khoảng 70% tổng số lympho bào máu ngoại vi và chiếm đa số trong các mô lympho.  Tùy vào sự khác biệt về dấu ấn bề mặt người ta đã chia lympho T thành các tiểu quần thể như sau:

– Tiểu quần thể lympho T có chức năng ức chế và gây độc tế bào (Ts, Tc) có kháng nguyên CD₈ trên bề mặt.

– Tiểu quần thể lympho T có chức năng hỗ trợ lympho B trong đáp ứng miễn dịch (Th) có kháng nguyên CD₄  trên bề mặt.

– Chức năng chính của lympho T: gây độc qua trung gian tế bào, quá mẫn chậm, hỗ trợ tế bào B, điều hòa miễn dịch thông qua các cytokin.

b. Lympho bào B

Được phát triển, biệt hóa tại túi Bursa Fabricius (ở chim) nên được gọi là lympho bào B, chịu trách nhiệm đáp ứng miễn dịch dịch thể. Ở người sau khi được sinh ra tại tuỷ xương, tế bào B được biệt hoá thành các tế bào có đầy đủ sIg bề mặt và các thụ thể Fc của globulin miễn dịch. Các lympho bào B với các sIg bề mặt (sIgM, sIgD, sIgA, sIgG) sẽ đến các mô lympho ngoại vi, sau khi bị kích thích bởi kháng nguyên thì phân chia, biệt hoá thành các tương bào sản xuất các kháng thể IgG, IgM, IgE, IgA, IgD và để lại các tế bào nhớ miễn dịch. Với các kháng nguyên không phụ thuộc tuyến ức thì các lympho bào B tự sản xuất kháng thể Ig, ngược lại các kháng nguyên phụ thuộc tuyên ức thì các lympho B phải cần có sự hỗ trợ của Th mới đáp ứng sản xuất kháng thể Ig.

c. Tế bào diệt tự nhiên Natural Killer (NK)

Là tiểu quần thể tế bào có khả năng diệt một số tế bào đích như tế bào u, tế bào vật chủ nhiễm vi rút. Chức năng chính là bảo vệ, kiểm soát, ngăn chặn việc  di căn của tế bào u trong máu, bảo vệ cơ thể chống lại sự nhiễm vi rút.

d. Tế bào thực bào đơn nhân

Bao gồm bạch cầu đơn nhân to (monocyte), tiền mono bào, tế bào tiền thân ở tuỷ xương và các đại thực bào ở tổ chức. Tuỳ thuộc cơ quan trú ngụ mà chúng có những tên gọi khác nhau; ở máu là bạch cầu đơn nhân to, ở da là tế bào Langerhans, ở gan là tế bào Kuffer, ở xương là tế bào tiêu xương (osteoclast), ở phổi là đại thực bào phế nang…

Monocyte chiếm 2 – 5% tổng số bạch cầu ngoại vi, có kích thước lớn, nhân hình thận, bào tương có nhiều men thuỷ phân. Monocyte có thể vận động kiểu giả túc chui qua thành các mao mạch để vào tổ chức. Các đại thực bào có các thụ thể với C3b, IgG1, IgG3…

Chức năng chủ yếu của chúng là thực bào thông qua các bước: gắn với đối tượng thực bào tạo thành các phagosom, tạo điều kiện cho các men thuỷ phân lysosom tràn sang tiêu đối tượng thực bào. Các tế bào đơn nhân còn có vai trò quan trọng trong việc trình diện kháng nguyên cho các tế bào có thẩm quyền miễn dịch. Chúng mang các kháng nguyên hoà hợp mô (MHC), các thụ thể với C3b, với Fc của IgG…giúp cho việc liên kết và nhận diện các kháng nguyên đã opsonin hoá. Ngoài ra, đại thực bào còn tiết IL-1(interleukin-1) để hoạt hoá các lympho bào Th đồng thời tiếp nhận các IL-2 của lympho bào Th để hoạt hoá.

3.1.2. Các tế bào máu khác

a. Bạch cầu hạt trung tính (BCHTT)

Còn gọi là tiểu thực bào, chiếm 60-70% tổng số bạch cầu ngoại vi. BCHTT có đường kính nhỏ, nhân chia thành nhiều múi nối với nhau bằng các quãng thắt, bào tương có nhiều hạt đặc hiệu nhỏ trung tính, chứa nhiều enzyme có tác dụng tiêu các chất. BCHTT sống khoảng 4-5 ngày, vận động bằng giả túc, dễ dàng lách qua thành mạch đến các ổ viêm. Sau khi thực bào, chúng chết và trở thành đối tượng của các đại thực bào. Bề mặt BCHTT có các thụ thể với Ig và thành phần C3 của bổ thể, do đó những kháng nguyên đã kết hợp với kháng thể hoặc đã gắn với bổ thể thì dễ bị BCHTT tiêu diệt. Bạch cầu hạt trung tính có chức năng bắt, tiêu diệt vi khuẩn nên tập trung đông đảo tại ổ viêm, chúng có khả năng tiết ra một số yếu tố hoà tan có tác dụng điều hoà hoạt động của một số tế bào khác.

b. Bạch cầu ái kiềm (BCAK), duỡng bào Mastocyte

BCAK chiếm khoảng từ 0-0,1% tổng số bạch cầu máu ngoại vi, nhân chia múi, bào tương có nhiều hạt, kích thước không đều, bắt màu kiềm. Cũng như dưỡng bào, BCAK có các hạt đặc hiệu chứa các chất có hoạt tính sinh học như histamine, serotonin, heparin. Trên bề mặt BCAK và dưỡng bào Mastocyte có thụ thể với Fc của IgE, giúp IgE bám trên bề mặt của các tế bào này. Khi có kháng nguyên tương ứng xâm nhập thì kháng nguyên sẽ kết hợp với IgE, làm giải phóng các hạt chứa hoá chất trung gian. Vì vậy BCAK và tế bào Mast có vai trò quan trọng trong sốc phản vệ và dị ứng.

c. Bạch cầu ái toan (BCAT)

Có khoảng 2-5% tổng số bạch cầu máu ngoại vi, nhân có 2-3 múi, bào tương có các hạt đặc hiệu ưa acid. Các hạt đặc hiệu này chứa các enzyme như histaminase… có tác dụng tiêu các hoạt chất có trong các hạt của BCAK và dưỡng bào Mast tiết ra. BCAT còn có khả năng thực bào và gây độc đối với ấu trùng của một số ký sinh trùng khi ấu trùng đã gắn với kháng thể đặc hiệu.

d. Tiểu cầu

Là những khối bào tương nhỏ đóng vai trò trong hệ thống đông máu. Về miễn dịch, chúng là các tế bào hiệu ứng. Các phức hợp miễn dịch, các Ig vón tụ, làm ngưng tập tiểu cầu. Bề mặt tiểu cầu có các thụ thể với: Fc, C1, C2, C3…của bổ thể. Tiểu cầu cũng được hoạt hoá bởi các yếu tố hoà tan của các tế bào khác tiết ra trong quá trình đáp ứng miễn dịch.

Tác giả bài viết:
TS. Nguyễn Triệu Vân
Bác sĩ cao cấp, cố vấn chuyên môn của Napharco.

CÔNG TY TNHH DƯỢC PHẨM NAPHARCO
Địa chỉ: Đường D1, Khu công nghiệp Yên Mỹ II, Thị trấn Yên Mỹ, Huyện Yên Mỹ, Tỉnh Hưng Yên
Điện thoại: 02213.766.338
Hotline: 0916.213.968
Mail: napharcopharma.corp@gmail.com