Kháng thể trung hòa (neutralizing antibody, NAb) là kháng thể có nhiệm vụ bảo vệ tế bào khỏi mầm bệnh (sinh vật gây bệnh). Chúng được cơ thể sản xuất tự nhiên như một phần của phản ứng miễn dịch, và quá trình sản xuất chúng được kích hoạt bởi cả nhiễm trùng và tiêm chủng chống lại nhiễm trùng.
Nội dung
Kháng thể trung hòa là gì?
Kháng thể trung hòa (NAb) là kháng thể bảo vệ tế bào khỏi mầm bệnh hoặc vi khuẩn lây nhiễm bằng cách vô hiệu hóa bất kỳ hiệu ứng sinh học nào mà nó có. Sự trung hòa làm cho mầm bệnh không còn khả năng lây nhiễm hoặc gây bệnh.
Kháng thể trung hòa là một phần của phản ứng miễn dịch dịch thể của hệ thống miễn dịch thích ứng (adaptive immune system) chống lại virus, vi khuẩn nội bào và độc tố vi sinh vật.
Bằng cách liên kết đặc biệt với các cấu trúc bề mặt (kháng nguyên) trên mầm bệnh, các kháng thể trung hòa ngăn chặn kháng nguyên tương tác với các tế bào chủ mà nó có thể lây nhiễm và tiêu diệt. Miễn dịch do các kháng thể trung hòa còn được gọi là miễn dịch khử trùng (sterilizing immunity), vì hệ thống miễn dịch loại bỏ hạt lây nhiễm trước khi bất kỳ sự lây nhiễm nào xảy ra.
Kháng thể trung hòa có thể dẫn đến khả năng miễn dịch suốt đời đối với một số bệnh nhiễm trùng và có thể được sử dụng để xem liệu một người đã phát triển khả năng miễn dịch với bệnh nhiễm trùng sau khi họ đã khỏi bệnh.
Các kháng thể trung hòa có thể bị nhầm lẫn với các kháng thể liên kết, có nhiệm vụ liên kết với mầm bệnh và cảnh báo hệ thống miễn dịch về sự hiện diện của nó để các tế bào bạch cầu có thể được gửi đến để tiêu diệt nó. Các kháng thể trung hòa, mặc dù là một phần không thể thiếu trong phản ứng miễn dịch của cơ thể, nhưng lại phục vụ một mục đích khác là gắn các kháng thể.
Kháng thể trung hòa được tạo ra như thế nào?
Các kháng thể được tạo ra bởi các tế bào B trong tủy xương.
Khi tế bào B được tạo ra, chúng bắt đầu tạo ra các kháng thể sẽ liên kết với các kháng nguyên cụ thể.
Cách thức hoạt động của các kháng thể trung hòa
Kháng thể trung hòa có thể ngăn chặn mầm bệnh lây nhiễm vào cơ thể bằng cách ảnh hưởng đến cách các phân tử trên bề mặt mầm bệnh có thể xâm nhập vào các tế bào trong cơ thể.
- Ở virus có vỏ bọc (tế bào virus nhạy cảm với nhiệt nằm bên trong màng lipid), các kháng thể trung hòa ngăn chặn sự gắn kết của virus vào tế bào cũng như sự xâm nhập của nó vào tế bào.
- Ở virus không có vỏ bọc (tế bào virus chịu nhiệt không có màng lipid), các kháng thể trung hòa có thể liên kết với protein capsid, là vỏ protein bao quanh thông tin di truyền bên trong tế bào virus.
Các kháng thể trung hòa cũng có thể ngăn chặn mầm bệnh thay đổi cấu trúc và hình dạng của chúng, được gọi là thay đổi cấu trúc, để xâm nhập và tái tạo trong tế bào.
Trong các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn, các kháng thể trung hòa có thể ngăn chặn tác hại của chất độc. Điều này đã được chứng minh là xảy ra trong các loại thuốc điều trị bệnh bạch hầu, mặc dù chúng không còn được khuyên dùng để ngăn ngừa nhiễm trùng bệnh bạch hầu.
Một khi mầm bệnh đã được trung hòa bởi NAb, mầm bệnh sẽ bị phân hủy bởi các tế bào bạch cầu và lá lách lọc mầm bệnh để sau đó được thải ra ngoài qua nước tiểu hoặc phân.
Ứng dụng của các kháng thể trung hòa
Một cách sử dụng phổ biến để trung hòa kháng thể trong y học là miễn dịch thụ động (passive immunity).
Đây là quá trình mà một người chưa miễn dịch với bệnh được truyền kháng thể từ một người đã miễn dịch với bệnh
Sự bảo vệ này không kéo dài, nhưng sẽ bảo vệ và chống lại nhiễm trùng ngay lập tức. Khả năng miễn dịch thụ động có thể được truyền tự nhiên thông qua việc cho con bú sữa mẹ trong vài tháng đầu đời của trẻ.
Tiêm phòng cũng sử dụng các kháng thể trung hòa, được gọi là miễn dịch chủ động. Vắc xin được thiết kế để bắt chước phản ứng miễn dịch tự nhiên đối với tình trạng nhiễm trùng bằng cách tiêm vào cơ thể một mẫu vi rút hoặc vi khuẩn đang hoạt động hoặc một phần của virus hoặc vi khuẩn.
Hệ thống miễn dịch có thể được kích hoạt để tạo ra các kháng thể trung hòa để đáp ứng với virus hoặc vi khuẩn trong vắc xin, sau đó sẽ nhận ra và chống lại sự lây nhiễm một cách tự nhiên nếu người đó tiếp xúc với mầm bệnh lần thứ hai.
Làm thế nào virus tránh được các kháng thể trung hòa
Một số virus có thể trốn tránh tác động của các kháng thể trung hòa, chẳng hạn như virus sốt xuất huyết và virus Zika. Virus cúm cũng có thể trốn tránh các kháng thể trung hòa vì nó thường xuyên đột biến để không còn được các kháng thể nhận ra, mặc dù những kháng thể này có thể đã nhận ra một chủng virus cúm trước đó.
Một quá trình được gọi là tăng cường phụ thuộc vào kháng thể (ADE), dẫn đến nhiễm trùng nặng hơn, có thể diễn ra khi virus liên kết với các kháng thể giúp virus lây nhiễm sang tế bào. Virus có khả năng xâm nhập vào các tế bào trong cơ thể tốt hơn và đôi khi có khả năng tái tạo nhiều hơn khi đã xâm nhập vào tế bào chủ.
Có một số cách để tăng cường phụ thuộc vào kháng thể có thể diễn ra.
Ở vi rút Dengue, người ta đã tìm thấy các kháng thể trung hòa liên kết với một loại tế bào bạch cầu được gọi là đại thực bào giúp virus xâm nhập vào các tế bào bạch cầu đó và nhân lên.
Ngoài ra, các protein trên bề mặt của virus có thể được bao phủ bởi các kháng thể chống lại một loại huyết thanh của virus và có thể liên kết với một loại virus tương tự, riêng biệt với một loại huyết thanh khác.
Sự kết hợp của virus và kháng thể sau đó liên kết với các thụ thể kháng thể vùng Fc (protein đóng một phần vai trò bảo vệ của hệ thống miễn dịch) được tìm thấy trên màng tế bào.
Kết quả là, tế bào sau đó có thể xâm nhập vào bên trong virus và tiếp tục sao chép nó, dẫn đến khả năng lây nhiễm tăng cường.
Tăng cường phụ thuộc vào kháng thể đã được thấy ở các loại virus sau:
- Virus sốt xuất huyết
- Virus sốt vàng da
- Virus Zika
- Virus suy giảm miễn dịch ở người (HIV)
- Coronavirus ảnh hưởng đến cả người và động vật
ADE là một nguyên nhân đáng lo ngại trong việc phát triển vắc-xin. Điều này là do vắc xin thường kích hoạt sản xuất các kháng thể sau đó có thể tạo điều kiện cho ADE và gây ra bệnh nặng hơn.
Ví dụ: việc tiêm phòng virus Dengue và một loại virus coronavirus ảnh hưởng đến mèo được coi là không thành công vì chúng dẫn đến tăng cường phụ thuộc vào kháng thể làm cho tình trạng nhiễm trùng nặng hơn ở những con đã được tiêm phòng so với những con chưa được tiêm phòng.
Tóm lược
Các kháng thể trung hòa là các kháng thể tự nhiên có vai trò quan trọng trong hệ thống miễn dịch. Chúng hoạt động cùng với các kháng thể liên kết báo hiệu sự hiện diện của mầm bệnh trong cơ thể để các tế bào bạch cầu có thể xác định vị trí và tiêu diệt nó.
Các kháng thể trung hòa có nhiệm vụ ngăn chặn sự xâm nhập của mầm bệnh vào tế bào để trước hết nó không thể lây nhiễm sang các tế bào khỏe mạnh, thứ hai là nó không có khả năng tái tạo và gây nhiễm trùng nặng.
Các kháng thể trung hòa đã được ứng dụng trong y học và thường được sử dụng như một phần của vắc xin, nhưng chúng được phát hiện để giúp vi rút xâm nhập vào tế bào và nhân lên để gây nhiễm trùng nặng, và do đó đảm bảo rằng các kháng thể trung hòa sẽ không tạo điều kiện cho nhiễm trùng là một phần quan trọng trong việc phát triển vắc-xin.
(*) Theo News-Medical
Tài liệu tham khảo
- An, Z., et al. Antibody therapies for the prevention and treatment of viral infections. (2017). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5627241/
- Bhattacharya, J., Ringe, R. Preventative, and therapeutic applications of neutralizing antibodies to human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). (2013). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3967664/
- Feldmann, H., et al. Antibody-dependent enhancement of Ebola virus infection. (2003). https://jvi.asm.org/content/77/13/7539
- Forthal, D. N. Functions of antibodies. (2014). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4159104/
- History of Vaccines. (2018). https://www.historyofvaccines.org/content/articles/passive-immunization
- Klasse, P. J. Neutralization of virus infectivity by antibodies: old problems in new perspectives. (2014). https://www.hindawi.com/journals/ab/2014/157895/
- Virology. (2009). https://www.virology.ws/2009/07/24/virus-neutralization-by-antibodies/