IgA (Immunoglobulin A)

Cấu trúc IgA

Phân tử IgA tồn tại ở hai dạng chính: IgA1 và IgA2. Cả hai dạng đều được tạo thành từ bốn chuỗi polypeptide: hai chuỗi nặng (H) giống nhau và hai chuỗi nhẹ (L) giống nhau, liên kết với nhau bằng cầu nối disulfide (S-S). $IgA_1$ có vùng hinge dài hơn $IgA_2$, khiến nó dễ bị phân giải bởi các protease của vi khuẩn hơn. $IgA_2$ có vùng hinge ngắn hơn, giúp nó kháng lại sự phân giải protease của vi khuẩn, đặc biệt là ở niêm mạc đường tiêu hóa. Ở dạng tiết, IgA tồn tại dưới dạng dimer (hai phân tử IgA liên kết với nhau) hoặc polymer (nhiều phân tử IgA liên kết với nhau) thông qua một chuỗi J (joining chain) và một thành phần tiết (secretory component). Thành phần tiết giúp bảo vệ IgA khỏi bị phân giải bởi các enzyme trong dịch tiết, nhờ đó IgA có thể hoạt động hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt của đường tiêu hóa.

Chức năng của IgA

Chức năng chính của IgA là bảo vệ niêm mạc khỏi sự xâm nhập của các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn, virus và ký sinh trùng. IgA thực hiện điều này thông qua một số cơ chế:

• Trung hòa: IgA liên kết với các kháng nguyên trên bề mặt tác nhân gây bệnh, ngăn chặn chúng bám vào và xâm nhập vào tế bào niêm mạc. Việc trung hòa này ngăn cản tác nhân gây bệnh tương tác với các thụ thể trên bề mặt tế bào, do đó ngăn chặn sự lây nhiễm.
• Opson hóa: IgA có thể bao phủ tác nhân gây bệnh, làm cho chúng dễ bị thực bào bởi các tế bào miễn dịch như đại thực bào và bạch cầu trung tính. Quá trình opson hóa này tăng cường hiệu quả của thực bào, giúp loại bỏ tác nhân gây bệnh nhanh chóng.
• Kích hoạt bổ thể: Mặc dù IgA không hiệu quả trong việc kích hoạt con đường cổ điển của hệ thống bổ thể như IgM và IgG, nó có thể kích hoạt con đường lectin. Con đường lectin là một phần quan trọng của hệ thống miễn dịch bẩm sinh, giúp loại bỏ mầm bệnh.
• Miễn dịch niêm mạc: IgA tiết được vận chuyển qua tế bào biểu mô niêm mạc vào lòng ống, nơi nó hoạt động như một hàng rào bảo vệ chống lại các tác nhân gây bệnh. IgA trong sữa mẹ cung cấp khả năng miễn dịch thụ động cho trẻ sơ sinh, bảo vệ chúng khỏi nhiễm trùng đường ruột. Điều này rất quan trọng đối với trẻ sơ sinh, vì hệ miễn dịch của chúng vẫn đang phát triển.
• Điều hòa miễn dịch: IgA cũng có thể đóng vai trò trong việc điều hòa đáp ứng miễn dịch, ngăn ngừa phản ứng quá mức đối với các kháng nguyên vô hại. Điều này giúp duy trì cân bằng nội môi miễn dịch và ngăn ngừa các bệnh tự miễn.

Ý nghĩa lâm sàng

Nồng độ IgA thấp (thiếu hụt IgA chọn lọc) là một trong những rối loạn miễn dịch phổ biến nhất. Điều này có thể làm tăng nguy cơ nhiễm trùng đường hô hấp, đường tiêu hóa và các bệnh tự miễn. Nồng độ IgA tăng cao có thể được quan sát thấy trong một số bệnh lý như bệnh gan mãn tính, nhiễm trùng mãn tính và một số bệnh tự miễn.

Tổng kết

IgA là một kháng thể quan trọng trong hệ thống miễn dịch niêm mạc, bảo vệ cơ thể khỏi nhiễm trùng. Sự hiểu biết về cấu trúc và chức năng của IgA rất quan trọng để phát triển các chiến lược phòng ngừa và điều trị các bệnh liên quan đến miễn dịch.

Các phân lớp của IgA

Như đã đề cập, IgA tồn tại chủ yếu dưới hai phân lớp là IgA1 và IgA2. $IgA_1$ chiếm khoảng 80-90% tổng lượng IgA trong huyết thanh, trong khi $IgA_2$ phổ biến hơn ở các mô niêm mạc, đặc biệt là ở đường tiêu hóa. Sự khác biệt về cấu trúc vùng hinge giữa hai phân lớp này ảnh hưởng đến tính nhạy cảm của chúng với các enzyme protease của vi khuẩn. $IgA_2$ có vùng hinge ngắn hơn và ít bị phân giải bởi protease hơn $IgA_1$, giúp nó tồn tại tốt hơn trong môi trường niêm mạc, nơi có nhiều vi khuẩn. Sự hiện diện của $IgA_2$ ở niêm mạc, đặc biệt là đường tiêu hóa, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ chống lại các tác nhân gây bệnh xâm nhập.

Sản xuất IgA

IgA được sản xuất bởi các tế bào plasma nằm trong các mô lympho liên kết với niêm mạc (MALT), ví dụ như amidan, ruột non và các mảng Peyer. Sau khi được sản xuất, IgA dimeric liên kết với thụ thể polymeric immunoglobulin (pIgR) trên bề mặt đáy bên của tế bào biểu mô. Phức hợp IgA-pIgR sau đó được nội bào hóa và vận chuyển qua tế bào biểu mô đến bề mặt đỉnh. Tại đây, pIgR bị cắt, giải phóng IgA dimeric cùng với một phần của pIgR, được gọi là thành phần tiết, vào lòng ống. Thành phần tiết bảo vệ IgA khỏi sự phân giải protein và giúp nó liên kết với lớp chất nhầy phủ lên bề mặt niêm mạc. Quá trình vận chuyển này đảm bảo rằng IgA được tiết ra tại vị trí niêm mạc, nơi nó có thể thực hiện chức năng bảo vệ.

Tương tác với hệ vi sinh vật đường ruột

IgA đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột. Nó giúp ngăn chặn sự phát triển quá mức của các vi khuẩn gây bệnh và thúc đẩy sự cộng sinh với các vi khuẩn có lợi. IgA có thể liên kết với các thành phần của vi khuẩn, ảnh hưởng đến khả năng bám dính, di chuyển và trao đổi chất của chúng. Sự tương tác này giúp điều chỉnh thành phần và chức năng của hệ vi sinh vật đường ruột, góp phần vào sức khỏe tổng thể.

Vai trò trong các bệnh lý

Sự rối loạn chức năng của IgA có liên quan đến một số bệnh lý, bao gồm:

• Thiếu hụt IgA chọn lọc: Đây là rối loạn miễn dịch nguyên phát phổ biến nhất, đặc trưng bởi nồng độ IgA trong huyết thanh thấp. Người bệnh có thể không có triệu chứng hoặc có nguy cơ nhiễm trùng đường hô hấp và tiêu hóa cao hơn.
• Bệnh Celiac: Bệnh này liên quan đến phản ứng miễn dịch bất thường với gluten, một protein có trong lúa mì, lúa mạch đen và lúa mạch. Người bệnh thường có nồng độ kháng thể IgA kháng transglutaminase mô (tTG) cao. Việc xét nghiệm kháng thể IgA kháng tTG là một phần quan trọng trong chẩn đoán bệnh Celiac.
• Bệnh IgA nephropathy: Đây là một dạng viêm cầu thận, trong đó IgA lắng đọng trong cầu thận, gây tổn thương thận. Bệnh IgA nephropathy có thể dẫn đến suy thận mãn tính nếu không được điều trị.

• Woof, J. M., & Kerr, M. A. (2006). The function of immunoglobulin A in immunity. Journal of pathology, 208(2), 270-282.
• Macpherson, A. J., McCoy, K. D., Johansen, F. E., & Brandtzaeg, P. (2008). The immune geography of IgA induction and function. Mucosal immunology, 1(1), 11-22.
• Cerutti, A. (2008). The regulation of IgA class switching. Nature Reviews Immunology, 8(6), 421-434.

Câu hỏi và Giải đáp

Sự khác biệt về cấu trúc giữa $IgA_1$ và $IgA_2$ ảnh hưởng như thế nào đến chức năng của chúng trong việc bảo vệ niêm mạc?

Trả lời: $IgA_1$ có vùng hinge dài hơn $IgA_2$, khiến nó dễ bị phân giải bởi các protease của vi khuẩn. Do đó, $IgA_2$ phù hợp hơn để hoạt động trong môi trường niêm mạc, đặc biệt là đường tiêu hóa, nơi có mật độ vi khuẩn cao. Ngược lại, $IgA_1$ phổ biến hơn trong huyết thanh.

Cơ chế vận chuyển IgA qua tế bào biểu mô niêm mạc diễn ra như thế nào?

Trả lời: IgA dimeric liên kết với thụ thể polymeric immunoglobulin (pIgR) trên bề mặt đáy bên của tế bào biểu mô. Phức hợp IgA-pIgR được nội bào hóa và vận chuyển qua tế bào đến bề mặt đỉnh. Tại đây, pIgR bị cắt, giải phóng IgA dimeric cùng với thành phần tiết vào lòng ống.

Ngoài việc bảo vệ chống lại nhiễm trùng, IgA còn có vai trò nào khác trong hệ miễn dịch niêm mạc?

Trả lời: IgA còn đóng vai trò trong việc điều hòa miễn dịch, duy trì cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, và “huấn luyện” hệ miễn dịch phân biệt giữa các vi khuẩn có lợi và có hại.

Thiếu hụt IgA chọn lọc có thể được chẩn đoán và điều trị như thế nào?

Trả lời: Thiếu hụt IgA chọn lọc được chẩn đoán bằng cách đo nồng độ IgA trong huyết thanh. Hiện nay chưa có phương pháp điều trị đặc hiệu cho thiếu hụt IgA. Điều trị chủ yếu tập trung vào việc quản lý các nhiễm trùng và các biến chứng khác.

Tiềm năng của IgA trong việc phát triển các liệu pháp mới cho các bệnh lý khác nhau là gì?

Trả lời: IgA đang được nghiên cứu để phát triển các liệu pháp mới cho các bệnh nhiễm trùng, bệnh tự miễn, và ung thư. Ví dụ, các kháng thể IgA được thiết kế có thể được sử dụng để nhắm mục tiêu các mầm bệnh hoặc tế bào ung thư cụ thể tại niêm mạc, hoặc để điều chỉnh đáp ứng miễn dịch.