Kháng thể: Cấu trúc, phân loại và vai trò trong đáp ứng miễn dịch

1. Tổng quan

Kháng thể (antibody) là các glycoprotein thuộc họ globulin miễn dịch (immunoglobulins – Ig), được sản xuất bởi các tế bào lympho B (B cells) như một phần của đáp ứng miễn dịch dịch thể. Chúng có chức năng nhận diện và trung hòa các kháng nguyên ngoại lai như vi khuẩn, virus, độc tố, hoặc các protein bất thường. Kháng thể đóng vai trò trung tâm trong cơ chế bảo vệ của hệ miễn dịch đặc hiệu, thông qua khả năng nhận diện chính xác kháng nguyên và hoạt hóa các con đường loại trừ tác nhân gây bệnh.

2. Cấu trúc phân tử của kháng thể

Mỗi phân tử kháng thể có cấu trúc hình chữ Y, bao gồm bốn chuỗi polypeptid: hai chuỗi nặng (heavy chains) và hai chuỗi nhẹ (light chains), liên kết với nhau bằng cầu nối disulfide. Cấu trúc này chia thành hai vùng chức năng chính:

• Vùng biến đổi (Variable region - Fab): nằm ở phần đầu cánh tay của chữ Y, là nơi tiếp xúc đặc hiệu với kháng nguyên, được gọi là vùng gắn kháng nguyên (antigen-binding site).

• Vùng hằng định (Constant region - Fc): chân của chữ Y, quy định các chức năng hiệu ứng như hoạt hóa bổ thể, gắn với thụ thể Fc trên bề mặt đại thực bào, bạch cầu trung tính, tế bào NK,...

Với cấu trúc ba chiều đặc hiệu, mỗi kháng thể chỉ nhận diện được một epitope (quyết định kháng nguyên) đặc hiệu trên kháng nguyên. Cấu trúc này đảm bảo độ chính xác cao trong việc phân biệt hàng triệu kháng nguyên khác nhau.

3. Cơ chế hoạt động

Kháng thể được sản sinh khi cơ thể tiếp xúc với kháng nguyên lần đầu (nhiễm trùng hoặc vaccine), qua quá trình hoạt hóa lympho B và chuyển dạng thành tế bào plasma. Chức năng chính của kháng thể bao gồm:

• Trung hòa: ngăn không cho vi khuẩn, virus bám vào tế bào chủ.

• Opsonin hóa: đánh dấu kháng nguyên để các tế bào miễn dịch khác dễ dàng nhận diện và thực bào.

• Hoạt hóa bổ thể: khởi động chuỗi phản ứng phân tử dẫn đến tiêu diệt vi sinh vật.

• Gây độc tế bào phụ thuộc kháng thể (ADCC): hoạt hóa tế bào NK để tiêu diệt tế bào mang kháng nguyên.

Sau khi loại trừ kháng nguyên, hệ miễn dịch sẽ lưu giữ tế bào nhớ (memory B cells), cho phép phản ứng miễn dịch thứ cấp nhanh hơn và mạnh hơn khi tái phơi nhiễm.

4. Phân loại kháng thể

Có 5 lớp chính của globulin miễn dịch, phân loại dựa trên chuỗi nặng: IgG, IgA, IgM, IgE, và IgD. Mỗi lớp có chức năng và vị trí phân bố đặc thù:

5. Kháng thể và kháng nguyên: Phân biệt khái niệm

6. Xét nghiệm kháng thể

Xét nghiệm kháng thể (serologic antibody test) là phương pháp đo lường nồng độ kháng thể trong huyết thanh, thường được sử dụng để:

• Xác định tình trạng nhiễm trùng trong quá khứ

• Đánh giá đáp ứng miễn dịch sau tiêm chủng

• Kiểm tra tương hợp mô/cấy ghép

• Phát hiện bệnh lý tự miễn (ví dụ: lupus, viêm khớp dạng thấp)

Tuy nhiên, xét nghiệm kháng thể không thích hợp để chẩn đoán nhiễm trùng cấp, do cần thời gian (vài ngày đến vài tuần) để cơ thể tạo kháng thể đủ mức phát hiện được.

7. Ứng dụng y học và nghiên cứu

Các kháng thể đơn dòng (monoclonal antibodies) hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong điều trị các bệnh ung thư, tự miễn (như viêm khớp dạng thấp, lupus), bệnh lý viêm và cả COVID-19. Công nghệ tạo kháng thể tái tổ hợp và kỹ thuật nhân bản gen đã mở ra các hướng đi mới trong liệu pháp điều trị cá thể hóa và phát triển vaccine.

8. Kết luận

Kháng thể là thành phần cốt lõi của đáp ứng miễn dịch dịch thể, với vai trò nhận diện, trung hòa và loại bỏ các tác nhân gây bệnh. Việc hiểu rõ cấu trúc, chức năng và phân loại kháng thể không chỉ quan trọng trong nghiên cứu miễn dịch học mà còn có giá trị thiết thực trong chẩn đoán, điều trị và phòng ngừa bệnh lý trong thực hành lâm sàng.