Bài học

Miễn dịch đặc hiệu

Mục tiêu bài học

Sau bài này, em phân biệt được đáp ứng dịch thể do tế bào lympho B đảm nhiệm với đáp ứng qua trung gian tế bào do tế bào lympho T đảm nhiệm, giải thích được vì sao miễn dịch đặc hiệu hình thành trí nhớ, và đọc được đường cong nồng độ kháng thể để giải thích vì sao đáp ứng lần hai luôn nhanh và mạnh hơn lần đầu.

Kiến thức nền cần nhớ

Bài trước em đã học miễn dịch không đặc hiệu phản ứng như nhau với mọi tác nhân lạ và không hình thành trí nhớ (same-grade bridge). Bài này học tuyến phòng thủ thứ hai — nơi cơ thể phản ứng khác nhau tuỳ từng tác nhân cụ thể, và quan trọng hơn, còn nhớ được tác nhân đó cho lần sau.

Khởi động

Nhiều bệnh như thuỷ đậu, sởi, quai bị có một đặc điểm chung: một người thường chỉ mắc nặng một lần trong đời, những lần tiếp xúc sau gần như không phát bệnh nữa dù mầm bệnh vẫn còn tồn tại ngoài môi trường. Điều gì trong cơ thể đã thay đổi sau lần mắc bệnh đầu tiên?

Kiến thức trọng tâm

Miễn dịch đặc hiệu (thu được) khác miễn dịch không đặc hiệu ở hai điểm cốt lõi: nó nhận diện đúng một loại kháng nguyên cụ thể, và nó ghi nhớ kháng nguyên đó để phản ứng nhanh, mạnh hơn ở lần gặp sau. Kháng nguyên là bất kỳ phân tử lạ nào — thường là protein trên bề mặt vi khuẩn, virus, hoặc độc tố — có khả năng kích hoạt đáp ứng miễn dịch đặc hiệu.

Miễn dịch đặc hiệu vận hành qua hai nhánh phối hợp. Nhánh dịch thể do tế bào lympho B đảm nhiệm: khi gặp đúng kháng nguyên mà thụ thể trên bề mặt nhận diện được, tế bào B tăng sinh và biệt hoá thành tế bào plasma — nhà máy sản xuất kháng thể tiết ra hàng loạt, lưu hành trong máu và dịch mô. Mỗi kháng thể gắn đặc hiệu vào đúng kháng nguyên đã kích hoạt nó, gần như một chiếc chìa khoá khớp với đúng ổ khoá.

Kháng thể vô hiệu hoá kháng nguyên theo vài cách: bám vào vi khuẩn hoặc virus khiến chúng không còn bám và xâm nhập được vào tế bào chủ, kết dính nhiều tác nhân lạ lại với nhau thành cụm, và đánh dấu chúng để đại thực bào dễ nhận ra hơn — miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệu vì vậy không tách rời mà phối hợp với nhau.

Khác biệt cốt lõi nằm ở tính đặc hiệu với từng kháng nguyên và khả năng hình thành trí nhớ — điều miễn dịch không đặc hiệu không có.

Nhánh thứ hai, đáp ứng qua trung gian tế bào, do tế bào lympho T đảm nhiệm và không tạo ra kháng thể lưu hành. Tế bào T độc nhận diện và tiêu diệt trực tiếp những tế bào của chính cơ thể đã bị virus xâm nhập hoặc đã biến đổi thành tế bào ung thư — cách duy nhất để loại bỏ mầm bệnh đang ẩn náu bên trong tế bào, nơi kháng thể không thể chạm tới. Tế bào T hỗ trợ không trực tiếp tiêu diệt tác nhân lạ, mà tiết tín hiệu hoá học thúc đẩy cả tế bào B tăng sinh mạnh hơn lẫn tế bào T độc hoạt động hiệu quả hơn — vai trò gần giống một trung tâm điều phối cho cả hai nhánh.

Lần đầu gặp một kháng nguyên, cơ thể cần thời gian để một nhóm nhỏ tế bào lympho mang đúng thụ thể phù hợp tìm thấy kháng nguyên, tăng sinh đủ số lượng rồi mới tạo ra đáp ứng rõ rệt — đây là đáp ứng lần đầu, thường xuất hiện chậm và đạt nồng độ kháng thể không quá cao. Nhưng quá trình tăng sinh đó cũng để lại một phần tế bào lympho B và T không quay về trạng thái nghỉ hoàn toàn, mà tồn tại lâu dài trong cơ thể dưới dạng tế bào nhớ — vẫn mang đúng thụ thể đặc hiệu, chỉ chờ gặp lại.

Khi kháng nguyên đó xuất hiện lần thứ hai, tế bào nhớ đã có sẵn với số lượng lớn hơn nhiều so với nhóm tế bào ban đầu, nên đáp ứng lần hai khởi động gần như ngay lập tức và đạt nồng độ kháng thể cao hơn hẳn — đây chính là trí nhớ miễn dịch, và là lý do một người thường không mắc nặng lần thứ hai với cùng một mầm bệnh.

Đường cong minh hoạ xu hướng điển hình, không phải số liệu đo từ một thí nghiệm cụ thể: đáp ứng lần hai khởi động sớm hơn, đạt đỉnh cao hơn nhiều và nhanh hơn hẳn đáp ứng lần đầu — bằng chứng trực tiếp của trí nhớ miễn dịch.

Ví dụ

So sánh đáp ứng dịch thể và đáp ứng qua trung gian tế bào

1
So sánh đáp ứng dịch thể do tế bào lympho B đảm nhiệm với đáp ứng qua trung gian tế bào do tế bào lympho T đảm nhiệm theo ba tiêu chí: tế bào đảm nhiệm, sản phẩm tạo ra, và mục tiêu tác động.
2
Ta có đáp ứng dịch thể do tế bào lympho B đảm nhiệm; đáp ứng qua trung gian tế bào do tế bào lympho T đảm nhiệm, gồm T độc và T hỗ trợ.
3
Tế bào B biệt hoá thành tế bào plasma, tiết kháng thể lưu hành trong máu và dịch mô. Tế bào T độc không tiết kháng thể mà trực tiếp tiêu diệt tế bào đích; tế bào T hỗ trợ tiết tín hiệu hoá học điều phối cả hai nhánh.
4
Kháng thể chủ yếu vô hiệu hoá tác nhân lạ đang ở ngoài tế bào — trong máu, dịch mô. Tế bào T độc tiêu diệt tác nhân lạ đang ẩn náu bên trong tế bào cơ thể, nơi kháng thể không thể chạm tới.
5
Vậy hai nhánh không thay thế nhau mà bổ sung: đáp ứng dịch thể xử lí tác nhân lạ ở ngoài tế bào, đáp ứng qua trung gian tế bào xử lí tác nhân lạ ẩn náu bên trong tế bào, còn tế bào T hỗ trợ điều phối cả hai.

Ví dụ

Giải thích vì sao đáp ứng miễn dịch lần hai nhanh và mạnh hơn lần đầu (dạng đề kiểm tra)

1
Đồ thị nồng độ kháng thể cho thấy sau lần tiếp xúc thứ hai với cùng một kháng nguyên, nồng độ kháng thể tăng nhanh hơn và đạt đỉnh cao hơn hẳn so với lần tiếp xúc đầu tiên. Hãy giải thích cơ chế đứng sau hiện tượng này.
2
Ta có sau lần tiếp xúc đầu tiên, một phần tế bào lympho B và T mang đúng thụ thể đặc hiệu với kháng nguyên đó không mất đi mà tồn tại lâu dài dưới dạng tế bào nhớ, với số lượng lớn hơn nhiều so với nhóm tế bào ban đầu trước khi tiếp xúc. (1)
3
Khi kháng nguyên xuất hiện lần thứ hai, tế bào nhớ có sẵn nhận diện ngay mà không cần thời gian tìm kiếm và tăng sinh từ đầu như lần trước, nên đáp ứng khởi động sớm hơn hẳn. (2)
4
Kết hợp (1) và (2): vì số lượng tế bào nhớ đông hơn nhiều so với nhóm tế bào ban đầu, và mỗi tế bào phản ứng nhanh hơn, tổng lượng kháng thể sản xuất trong cùng một khoảng thời gian cũng lớn hơn hẳn — đó là lý do đỉnh đáp ứng lần hai cao hơn đáp ứng lần đầu.
5
Vậy đáp ứng lần hai nhanh và mạnh hơn lần đầu vì đã có sẵn một lượng lớn tế bào nhớ mang đúng thụ thể đặc hiệu, không phải vì kháng nguyên lần hai gây hại mạnh hơn.

Sai lầm thường gặp

Sai lầm thường gặp là nghĩ kháng thể là thứ duy nhất tạo nên miễn dịch đặc hiệu — thực ra đáp ứng qua trung gian tế bào do tế bào T đảm nhiệm không hề tạo ra kháng thể nhưng vẫn thiết yếu, đặc biệt với tác nhân lạ ẩn náu bên trong tế bào. Một nhầm lẫn khác là cho rằng đáp ứng lần hai nhanh vì kháng nguyên lần hai 'yếu hơn' — thực ra kháng nguyên có thể giống hệt lần đầu, chỉ có phía cơ thể đã thay đổi nhờ tế bào nhớ.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Kiểm tra nhanh

Ghi nhớ

Miễn dịch đặc hiệu gồm hai nhánh phối hợp: đáp ứng dịch thể do tế bào B và kháng thể xử lí tác nhân lạ ở ngoài tế bào, đáp ứng qua trung gian tế bào do tế bào T xử lí tác nhân lạ ẩn náu bên trong tế bào. Trí nhớ miễn dịch — do tế bào nhớ hình thành sau lần tiếp xúc đầu tiên — là lý do đáp ứng lần hai luôn nhanh và mạnh hơn.

Trí nhớ miễn dịch không chỉ hình thành khi mắc bệnh thật. Bài sau sẽ cho thấy con người có thể tạo ra chính trí nhớ đó mà không cần trải qua bệnh — bằng vaccine.