Miễn dịch chống ký sinh trùng

Các cơ chế miễn dịch chống ký sinh trùng

Nếu ký sinh trùng tránh được hệ miễn dịch và có đủ độc lực thì nó có thể giết ch*t cơ thể chủ mà chúng ký sinh, nhưng ngược lại, nếu chuïng bị tiêu diệt dễ dàng bởi đáp ứng miễn dịch thì sự tồn tại của chúng coi như bị đe dọa. Như vậy, sự tồn tại của một loại ký sinh trùng nào đó là thể hiện của sự cân bằng giữa khả năng lẩn tránh giám sát của ký sinh trùng vaì taïc âäüng cuía hãû miãùn dëch. Ký sinh trùng còn tạo ra đột biến cho cơ thể chủ và sự đột biến này nhằm giúp cơ thể chủ đề kháng lại chúng. Plasmodium, một loại động vật nguyên sinh gây bệnh sốt rét, là một ví dụ. Gen của hemoglobin hồng cầu liềm đã góp phần vào sự đề kháng chống Plasmodium falciparum và ngăn chận sự phát triển của ký sinh trùng trong hồng cầu. Trong thực tế, người ta đã ghi nhận rằng những người có kiểu gen (genotype) hemoglobin bình thường (Hb AA) thì dễ mắc sốt rét falciparum; những người có kiểu gen hồng cầu liềm đồng hợp tử (Hb SS) thì bị thiếu máu hồng cầu liềm rất nặng, thường dẫn đến Tu vong. Nhưng những người có hồng cầu liềm dị hợp (Hb AS) thì có lợi thế khi sống trong vùng dịch tễ sốt rét.

Bệnh nhân chống chọi với nhiễm ký sinh trùng đơn bào bằng những phản ứng tương tự như trong nhiễm vi khuẩn. Tuy nhiên, có một số đơn bào có cơ chế tồn tại độc đáo tránh được tác động của miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệu của cơ thể chủ.

Mặc dù các kháng thể IgM và IgG được sản xuất trong mọi cơ thể có nguyên sinh trong động vật xâm nhập, nhưng các kháng thể này không nhất thiết có khả năng bảo vệ. Vì thế mà chúng ta gặp nhiều khó khăn trong việc tìm kiếm một vacxin bảo vệ chúng lại ký sinh trùng. Hơn nữa, còn có những động vật nguyên sinh có khả năng xâm nhập vào bên trong tế bào và tồn tại ở đó: ví dụ leishmania có thể xâm nhập vào và sống trong đại thực bào. Kháng thể không thể tiếp cận và tác động lên những động vật nguyên sinh sống nội bào như vậy được trừ phi kháng nguyên ký sinh bị để lại trên bề mặt tế bào.

Vai trò của miễn dịch tế bào rất khó đánh giá trong bệnh nhiễm ký sinh trùng này. Tuy nhiên, người ta cũng thấy được tế bào T mẫn cảm có ý nghĩa quan trọng đối với nhiễm leishmania. Sự hình thành quá mẫn muộn đặc hiệu có lẽ chịu trách nhiệm gây ra bệnh cảnh khu trú đối với nhiễm leishmania ở da, nhưng còn trong nhiễm leishmania nội tạng thì không tìm thấy phản ứng miễn dịch tế bào nào quan trọng.

Cơ chế tồn tại của động vật nguyên sinh trong cơ thể

Động vật nguyên sinh có thể lẩn tránh hoặc biến đổi sự tấn công của hệ miễn dịch bằng nhiều cách.

Biến đổi kháng nguyên là ví dụ rõ nét nhất về khả năng thích nghi của ký sinh trùng, điều này gặp đối với bệnh buồn ngủ gây ra do Trypanosoma brucei được truyền bằng ruồi xê-xê (tsétsé) ở châu Phi. Sau khi nhiễm, số lượng ký sinh trùng trong máu dao động từng đợt; chu kỳ xuất hiện rồi biến mất ký sinh trùng trong máu này là do kháng thể phá hủy Trypanosoma, rồi sau đó ký sinh trùng lại xuất hiện với cấu tạo kháng nguyên khác. Kháng thể hình thành sau mỗi đợt nổi lên của ký sinh trùng chỉ đặc hiệu cho một biến thể kháng nguyên. Có lẽ ký sinh trùng mang nhiều gen mã hóa cho nhiều loại kháng nguyên bề mặt và chúng có khả năng đóng hoặc mở các gen này khi cần thiết để tồn tại. Kiểu biến đổi kháng nguyên này trong mỗi cá thể được xem chỉ là biến đổi kiểu hình (phenotyp). Kiểu này cần phải phân biệt với biến đổi kiểu gen là biến đổi mà qua đó mỗi chu kỳ mới có một chủng mới xuất hiện và gây nên dịch mới như trường hợp virus cúm chẳng hạn.

Bảng. Các cơ chế tồn tại của ký sinh trùng.

Các động vật nguyên sinh khác có thể thay đổi nhanh chóng lớp áo bề mặt để tránh sự kiểm soát miễn dịch, quá trình này được gọi là vứt bỏ kháng nguyên. Sau khi tiếp xúc vài phút với kháng thể, ký sinh trùng Leishmania có thể loại bỏ kháng nguyên bề mặt để trở nên trơ đối với tác dụng của kháng thể và bổ thể.

Ức chế đáp ứng miễn dịch là một trong những cơ chế thích nghi dễ thấy nhất để duy trì sự tồn tại của ký sinh trùng. Người ta tìm thấy cơ chế này có trong tất cả các loại ký sinh trùng. Ví dụ điển hình nhất là trường hợp sốt rét và nhiễm Leishmania nội tạng. Kháng nguyên hòa tan do ký sinh trùng giải phóng ra có thể ức chế đáp ứng miễn dịch một cách không đặc hiệu bằng cách tác động trực tiếp lên tế bào lympho hoặc bằng cách gây bảo hòa hệ lưới nội mô. Những kháng nguyên này cũng có thể loại bỏ kháng thể đặc hiệu một cách có hiệu quả và như vậy ngăn chặn được sự phá hủy ký sinh trùng của kháng thể. Có nhiều cơ chế tác động trực tiếp lên thể sán máng non (schistosomulum) khi nó di chuyển từ da vào dòng máu để trưởng thành. Sán máng lẫn tránh những cơ chế tấn công đó bằng cách: (1) “ngụy trang” kháng nguyên, (2) tiết ra các peptidase có khả năng cắt các phân tử kháng thể bám lên chúng, hoặc (3) tiết ra những yếu tố ức chế sự tăng sinh tế bào T hoặc ức chế các tín hiệu của tế bào mast cần cho sự hoặc hóa tế bào ưa acid.

Đại thực bào có thể giết và phân hủy rất nhiều loại vi sinh vật. Tuy nhiên, một số nguyên sinh động vật có khả năng sống và phát triển bên trong đại thực bào như toxoplasma, leishmania, trypanosoma cruzi. Toxoplasma tạo được những cơ chế ngăn chận sự hòa màng của túi thực bào (chứa ký sinh trùng) với tiêu thể, còn trypanosome thì lại đề kháng với cơ chế giết nội bào của các đại thực bào ở trạng thái nghỉ.

Miễn dịch chống giun sán

Giun sán có thể gây ra một đáp ứng da kiểu quá mẫn tức thì (qua trung gian IgE) nếu kháng nguyên ký sinh trùng được tiêm vào da của cơ thể chủ mẫn cảm. Các dân tộc sống ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, vùng dịch tễ của bệnh ký sinh trùng, có hàm lượng IgE trong máu cao, và kháng thể IgE đặc hiệu ký sinh trùng có lẽ đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cơ thể chủ. Một ví dụ là trường hợp sản xuất kháng thể IgE chống lại bilharzias và Schistosoma mansoni. Cơ chế chính xác của sự bảo vệ chưa được biết rõ, nhưng có lẽ kháng thể IgE tác dụng với ký sinh trùng để hình thành phức hợp miễn dịch và gắn lên đại thực bào (qua trung gian thụ thể Fc dành cho IgE). Sau đó, đại thực bào hoạt hóa này có thể giết ký sinh trùng. Tuy nhiên, IgE đặc hiệu ký sinh trùng chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng lượng IgE của cơ thể của một số bệnh nhân. Giun sán đã tạo ra một kích thích rất mạnh để hoạt hóa tế bào B đa clôn, nhưng sau đó vì sao cơ thể lại sản xuất ưu tiên IgE hơn là IgG, IgA hoặc IgM thì vẫn chưa rõ.

Tăng tế baìo aïi toan trong máu cũng là một đặc điểm của nhiễm giun sán. Sự di chuyển của tế bào aïi toan đến nơi có ký sinh trùng được tạo ra bởi nhiều cơ chế. Tế bào T hoạt hóa có khả năng giải phóng nhiều lymphokin thu hút tế bào aïi toan. Các tế bào mast khi vỡ hạt do tác động của kháng nguyên ký sinh trùng cũng giải phóng ra các yếu tố hóa hướng động đối với tế bào aïi toan. Ngoài ra còn có một số chất liệu của ký sinh trùng cũng trực tiếp tham gia thu hút tế bào aïi toan. Gần đây người ta còn phát hiện rằng tế bào ưa acid là tế bào hiệu quả đối với nhiễm giun sán. Ví dụ, sán máng được gắn với C3 hoặc IgG thì có thể giết bởi tế bào aïi toan.

Cơ chế tồn tại của giun sán trong cơ thể

Cơ chế ngụy trang kháng nguyên đóng vai trò quan trọng trong viãûc duy trì sự sống còn của giun sán. Sán máng trưởng thành ngụy trang kháng nguyên bề mặt của chúng bằng cách tự mình tổng hợp ra những kháng nguyên giống kháng nguyên cơ thể chủ như α2 macroglobulin để che đậy tính lạ của chúng. Một cách khác là chúng hấp thụ những phân tử của cơ thể chủ lên bề mặt của chúng như kháng nguyên hồng cầu, immunoglobulin, kháng nguyên MHC và bổ thể.

Thuật ngữ “miễn dịch đồng thời” (concomitant immunity) hay “tiền miễn dịch” (premunition) được dùng để mô tả một dạng miễn dịch thu được trong đó nhiễm trùng đã hình thành vẫn tồn tại nhưng nhiễm trùng mới thì sẽ bị ngăn chận bởi cơ chế miễn dịch. Nhiễm sán máng cũng là một mô hình cho thể dạng tiền miễn dëch này: sán máng trưởng thành có thể sống nhiều năm trong cơ thể chủ mà không có hay có rất ít bằng chứng của đáp ứng miễn dịch chống lại chúng. Tuy nhiên, sán máng trưởng thành lại kích thích cơ thể chủ tạo ra đáp ứng miễn dịch để ngăn ngừa sự tái nhiễm đối với sán không trưởng thành tức ấu trùng vào cơ thể đó.

Tổn thương do đáp ứng miễn dịch chống ký sinh trùng

Có nhiều bệnh cảnh lâm sàng xuất hiện do phản ứng của cơ thể chủ nhằm chống lại ký sinh trùng. Người ta đã ghi nhận các phản ứng quá mẫn tức thì (tup I) như mày đay, phù mạch trong giai đoạn cấp của nhiễm giun tròn và trong nhiều trường hợp nhiễm giun sán khác. Vỡ nang sán trong quá trình phẫu thuật cắt bỏ nang có thể giải phóng kháng nguyên với lượng lớn và gây ra sốc phản vệ.

Kháng thể đối với kháng nguyên bề mặt tế bào có thể gây ra phản ứng quá mẫn (tup II). Những kháng nguyên ký sinh trùng cho phản ứng chéo với mô cơ thể chủ, hoặc kháng nguyên cơ thể chủ hấp phụ lên bề mặt ký sinh trùng có thể kích thích sản xuất kháng thể đối với tự kháng nguyên cơ thể chủ. Phản ứng tự gây miễn dịch như vậy là một yếu tố quan trọng trong bệnh lý miễn dịch của bệnh Chagas, trong đó người ta cho rằng tổn thương tim là do tự kháng thể lưu động gây ra.

Phức hợp miễn dịch lưu động tạo bởi kháng nguyên ký sinh trùng và kháng thể cơ thể chủ có thể gây ra một số tổn thương mô trong bệnh sốt rét, bệnh nhiễm trypanosoma và bệnh sán máng. Trong một số trường hợp, sự lắng đọng mạn tính của phức hợp miễn dịch có thể gây ra viêm cầu thận.

Miễn dịch qua trung gian tế bào đối với kháng nguyên ký sinh trùng cũng có thể gây tổn thương mô trầm trọng. Ví dụ, trong nhiễm sán máng, sự xơ hóa tĩnh mạch cửa và tăng áp động mạch phổi có lẽ là do đáp ứng tế bào đối với trứng sán dính trong mô.