Quá mẫn loại IV (Type IV Hypersensitivity)

Quá mẫn loại IV, còn được gọi là quá mẫn muộn hoặc quá mẫn qua trung gian tế bào, là một phản ứng miễn dịch qua trung gian tế bào diễn ra chậm, thường xuất hiện sau 24-72 giờ sau khi tiếp xúc với kháng nguyên. Không giống như các loại quá mẫn khác liên quan đến kháng thể, quá mẫn loại IV được điều khiển bởi các tế bào T, cụ thể là tế bào T hỗ trợ (T helper cells) và tế bào T độc tế bào (cytotoxic T lymphocytes – CTLs).

Cơ chế:

Quá mẫn loại IV diễn ra theo hai giai đoạn chính:

Giai đoạn cảm ứng (Sensitization phase): Lần tiếp xúc đầu tiên với kháng nguyên (hapten – thường là các phân tử nhỏ liên kết với protein mang trong cơ thể) dẫn đến việc các tế bào trình diện kháng nguyên (Antigen-presenting cells – APCs) như tế bào Langerhans ở da, bắt giữ và xử lý kháng nguyên. Sau đó, APCs di chuyển đến hạch bạch huyết khu vực và trình diện các đoạn peptide kháng nguyên liên kết với phân tử MHC lớp II cho tế bào $CD4^+$ T helper. Điều này kích hoạt và biệt hóa tế bào $CD4^+$ thành tế bào $T_{H1}$. Một số kháng nguyên có thể kích hoạt CTLs $CD8^+$.
Giai đoạn thực hiện (Effector phase): Khi tiếp xúc lại với cùng kháng nguyên, các tế bào $T_{H1}$ được hoạt hóa tiết ra các cytokine, đặc biệt là interferon-gamma (IFN-$\gamma$). IFN-$\gamma$ hoạt hóa đại thực bào, làm tăng khả năng thực bào và tiêu diệt mầm bệnh. Đồng thời, nó thu hút các tế bào miễn dịch khác đến vị trí viêm. CTLs $CD8^+$ gây độc tế bào trực tiếp lên các tế bào đích mang kháng nguyên.

Biểu hiện lâm sàng

Quá mẫn loại IV có thể biểu hiện dưới nhiều hình thức khác nhau tùy thuộc vào vị trí và loại kháng nguyên:

Viêm da tiếp xúc (Contact dermatitis): Phản ứng viêm tại chỗ do tiếp xúc với các chất gây dị ứng như niken, cao su, mỹ phẩm. Biểu hiện thường thấy là ban đỏ, ngứa, sưng, mụn nước ở vùng da tiếp xúc.
Phản ứng Mantoux (Tuberculin skin test): Được sử dụng để chẩn đoán nhiễm trùng lao. Phản ứng dương tính được biểu hiện bằng vùng sưng cứng tại chỗ tiêm sau 48-72 giờ.
Bệnh ghép so với vật chủ (Graft-versus-host disease – GVHD): Xảy ra sau khi ghép tạng hoặc tủy xương, khi tế bào T của người cho nhận ra mô của người nhận là vật lạ và tấn công chúng. GVHD có thể ảnh hưởng đến da, gan, ruột và gây ra các triệu chứng nghiêm trọng.
Một số bệnh tự miễn: Như bệnh đa xơ cứng, viêm khớp dạng thấp và bệnh đái tháo đường type 1, có sự tham gia của quá mẫn loại IV. Trong những bệnh này, tế bào T tự phản ứng tấn công các mô của cơ thể.

Điều trị

Điều trị quá mẫn loại IV tập trung vào việc giảm viêm và ức chế đáp ứng miễn dịch. Các phương pháp điều trị bao gồm:

Corticosteroid: Giảm viêm và ức chế miễn dịch. Corticosteroid có thể được sử dụng tại chỗ, đường uống hoặc tiêm tĩnh mạch tùy thuộc vào mức độ nghiêm trọng của phản ứng.
Thuốc ức chế miễn dịch: Như calcineurin inhibitors (ví dụ: tacrolimus, cyclosporine). Những thuốc này ức chế hoạt động của tế bào T và được sử dụng trong các trường hợp nặng hơn.
Tránh tiếp xúc với kháng nguyên gây dị ứng: Trong trường hợp viêm da tiếp xúc. Việc xác định và tránh tiếp xúc với chất gây dị ứng là rất quan trọng để ngăn ngừa phản ứng tái phát.

Kết luận

Quá mẫn loại IV là một phản ứng miễn dịch phức tạp qua trung gian tế bào, đóng vai trò trong nhiều bệnh lý khác nhau. Hiểu rõ cơ chế của quá mẫn loại IV là rất quan trọng để chẩn đoán và điều trị hiệu quả các bệnh liên quan.

Vai trò của các Cytokine trong Quá Mẫn Loại IV

Như đã đề cập, cytokine đóng vai trò trung tâm trong việc điều hòa quá mẫn loại IV. Cụ thể hơn, $T_{H1}$ cells sản xuất một loạt cytokine quan trọng, bao gồm:

IFN-$\gamma$: Kích hoạt đại thực bào, tăng cường biểu hiện MHC lớp I và II, thúc đẩy sản xuất các chemokine và cytokine tiền viêm khác. IFN-$\gamma$ được coi là cytokine chủ chốt trong quá mẫn loại IV.
TNF-$\alpha$ (Tumor Necrosis Factor alpha): Góp phần vào phản ứng viêm, kích hoạt tế bào nội mô và tăng cường di chuyển của bạch cầu đến vị trí viêm. TNF-$\alpha$ cũng có thể gây ra chết tế bào theo chương trình (apoptosis).
IL-2 (Interleukin-2): Thúc đẩy sự tăng sinh và biệt hóa của tế bào T. IL-2 đóng vai trò quan trọng trong việc khuếch đại đáp ứng miễn dịch.
IL-12: Được sản xuất bởi APCs và thúc đẩy biệt hóa của tế bào $CD4^+$ T thành tế bào $T_{H1}$. IL-12 đóng vai trò cầu nối giữa miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích nghi.

Phân biệt Quá Mẫn Loại IV với các Loại Quá Mẫn Khác

Điểm khác biệt quan trọng nhất của quá mẫn loại IV so với các loại quá mẫn khác (I, II, III) là nó được trung gian bởi tế bào chứ không phải kháng thể. Quá mẫn loại I, II và III xảy ra nhanh chóng (vài phút đến vài giờ) sau khi tiếp xúc với kháng nguyên, trong khi quá mẫn loại IV diễn ra chậm (24-72 giờ). Bảng sau tóm tắt sự khác biệt chính:

Đặc điểm	Loại I	Loại II	Loại III	Loại IV
Cơ chế	IgE, mast cells, basophils	IgG, IgM, bổ thể	Kháng nguyên-kháng thể complexes, bổ thể	Tế bào T
Thời gian phản ứng	Ngay lập tức	Phút đến giờ	Giờ	24-72 giờ
Ví dụ	Dị ứng, hen suyễn	Thiếu máu tán huyết tự miễn	Viêm mạch	Viêm da tiếp xúc, Mantoux

Các xét nghiệm chẩn đoán

Xét nghiệm áp da (Patch test): Được sử dụng để chẩn đoán viêm da tiếp xúc. Trong xét nghiệm này, các chất gây dị ứng tiềm năng được áp lên da và theo dõi phản ứng sau 48-72 giờ.
Xét nghiệm nội bì da (Skin prick test): Không được sử dụng cho quá mẫn loại IV, mà cho loại I. Xét nghiệm này đánh giá phản ứng tức thì với kháng nguyên.
Sinh thiết da: Có thể được thực hiện để đánh giá phản ứng viêm trong da. Sinh thiết da có thể giúp xác định loại tế bào tham gia vào phản ứng viêm.

Nghiên cứu hiện tại và hướng phát triển trong tương lai

Nghiên cứu đang tập trung vào việc tìm hiểu sâu hơn về các cơ chế phân tử điều hòa quá mẫn loại IV và phát triển các liệu pháp điều trị mới nhằm mục tiêu cụ thể hơn vào các thành phần của đáp ứng miễn dịch. Các lĩnh vực nghiên cứu đầy hứa hẹn bao gồm liệu pháp tế bào, kháng thể đơn dòng và các liệu pháp nhằm mục tiêu cytokine.

Tóm tắt về Quá mẫn loại IV

Quá mẫn loại IV, còn gọi là quá mẫn chậm, là một phản ứng miễn dịch quan trọng được trung gian bởi tế bào T, chứ không phải kháng thể như các loại quá mẫn khác. Ghi nhớ rằng, phản ứng này thường diễn ra chậm, xuất hiện sau 24-72 giờ sau khi tiếp xúc với kháng nguyên. Cơ chế chính bao gồm hai giai đoạn: giai đoạn cảm ứng, khi tế bào T được hoạt hóa bởi kháng nguyên được trình diện bởi APCs, và giai đoạn thực hiện, khi các tế bào $T_H1$ đã được hoạt hoá tiết ra cytokine như IFN-$\gamma$, kích hoạt đại thực bào và gây viêm.

Điều quan trọng cần lưu ý là quá mẫn loại IV biểu hiện dưới nhiều hình thức lâm sàng khác nhau, từ viêm da tiếp xúc thông thường đến các tình trạng nghiêm trọng hơn như bệnh ghép so với vật chủ (GVHD). Việc chẩn đoán thường dựa trên các xét nghiệm áp da và sinh thiết, tùy thuộc vào tình trạng cụ thể. Cần phân biệt quá mẫn loại IV với các loại quá mẫn khác, đặc biệt là về thời gian phản ứng và cơ chế gây bệnh. Ví dụ, quá mẫn loại I xảy ra rất nhanh, liên quan đến IgE và mast cells, trong khi quá mẫn loại IV diễn ra chậm hơn và liên quan đến tế bào T.

Cuối cùng, hãy nhớ rằng việc điều trị quá mẫn loại IV thường tập trung vào việc giảm viêm và ức chế đáp ứng miễn dịch bằng corticosteroid và các thuốc ức chế miễn dịch khác. Việc tránh tiếp xúc với kháng nguyên gây dị ứng cũng rất quan trọng, đặc biệt là trong trường hợp viêm da tiếp xúc. Hiểu rõ về quá mẫn loại IV là cần thiết cho cả việc chẩn đoán và điều trị các bệnh lý liên quan.

Tài liệu tham khảo:

Abbas, A. K., Lichtman, A. H., & Pillai, S. (2022). Cellular and Molecular Immunology (10th ed.). Elsevier.
Murphy, K., & Weaver, C. (2016). Janeway’s Immunobiology (9th ed.). Garland Science.
Kumar, V., Abbas, A. K., Aster, J. C., & Perkins, J. A. (2021). Robbins and Cotran Pathologic Basis of Disease (10th ed.). Elsevier Saunders.

Câu hỏi và Giải đáp

Tại sao quá mẫn loại IV còn được gọi là “quá mẫn chậm”?

Trả lời: Quá mẫn loại IV được gọi là “quá mẫn chậm” vì phản ứng viêm thường xuất hiện sau 24-72 giờ sau khi tiếp xúc với kháng nguyên, trái ngược với các loại quá mẫn khác xảy ra nhanh hơn (vài phút đến vài giờ). Điều này là do thời gian cần thiết để tế bào T di chuyển đến vị trí kháng nguyên, được hoạt hóa và tiết ra cytokine để khởi động phản ứng viêm.

Phân biệt vai trò của $CD4^+$ và $CD8^+$ T cells trong quá mẫn loại IV?

Trả lời: Cả $CD4^+$ (T helper) và $CD8^+$ (T cytotoxic) cells đều có thể tham gia vào quá mẫn loại IV, nhưng chúng có vai trò khác nhau. $CD4^+$ T cells, đặc biệt là $T_H1$ cells, tiết ra cytokine như IFN-$\gamma$ để hoạt hóa đại thực bào và thúc đẩy viêm. $CD8^+$ T cells, mặt khác, hoạt động như tế bào độc tế bào (CTLs), trực tiếp tiêu diệt các tế bào đích mang kháng nguyên.

Hapten là gì và nó liên quan như thế nào đến quá mẫn loại IV?

Trả lời: Hapten là một phân tử nhỏ, tự bản thân nó không gây ra phản ứng miễn dịch. Tuy nhiên, khi hapten liên kết với một protein mang trong cơ thể, nó có thể hình thành một phức hợp kháng nguyên hoàn chỉnh, kích hoạt phản ứng miễn dịch. Trong quá mẫn loại IV, nhiều chất gây dị ứng tiếp xúc, như niken và urushiol (trong cây thường xuân độc), hoạt động như hapten.

Ngoài viêm da tiếp xúc, còn có những ví dụ nào khác về quá mẫn loại IV?

Trả lời: Nhiều tình trạng lâm sàng khác nhau liên quan đến quá mẫn loại IV, bao gồm: phản ứng Mantoux (xét nghiệm tuberculin), bệnh ghép so với vật chủ (GVHD), một số bệnh tự miễn (như bệnh đa xơ cứng, viêm khớp dạng thấp), và phản ứng với một số loại thuốc.

Làm thế nào để phân biệt quá mẫn loại IV với quá mẫn loại I trong thực hành lâm sàng?

Trả lời: Một cách quan trọng để phân biệt hai loại này là dựa vào thời gian xuất hiện phản ứng. Quá mẫn loại I xảy ra rất nhanh (vài phút đến vài giờ) sau khi tiếp xúc với kháng nguyên, trong khi quá mẫn loại IV diễn ra chậm hơn (24-72 giờ). Ngoài ra, xét nghiệm áp da (patch test) thường được sử dụng để chẩn đoán quá mẫn loại IV, trong khi xét nghiệm nội bì da (skin prick test) được sử dụng cho quá mẫn loại I. Các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm đo IgE đặc hiệu cũng có thể giúp chẩn đoán quá mẫn loại I.

Một số điều thú vị về Quá mẫn loại IV

Phản ứng Mantoux, một ví dụ kinh điển: Phản ứng Mantoux, hay còn gọi là xét nghiệm tuberculin, được sử dụng để kiểm tra xem một người đã từng nhiễm vi khuẩn lao chưa. Điều thú vị là bản thân phản ứng Mantoux là một ví dụ về quá mẫn loại IV. Một lượng nhỏ protein tinh khiết từ vi khuẩn lao (tuberculin) được tiêm vào da. Nếu người đó đã từng nhiễm lao, tế bào T nhớ đặc hiệu với kháng nguyên lao sẽ được hoạt hóa, gây ra phản ứng viêm tại chỗ sau 48-72 giờ.
Kim loại là thủ phạm thường gặp: Niken là một trong những chất gây dị ứng tiếp xúc phổ biến nhất gây ra quá mẫn loại IV. Đồ trang sức, khóa kéo, và thậm chí cả điện thoại di động có thể chứa niken, dẫn đến viêm da tiếp xúc ở những người nhạy cảm.
Ghép tạng và quá mẫn loại IV: Trong ghép tạng, bệnh ghép so với vật chủ (GVHD) là một biến chứng nghiêm trọng có thể xảy ra. Đây là một dạng quá mẫn loại IV, trong đó tế bào T của người cho nhận ra các mô của người nhận là “ngoại lai” và tấn công chúng.
Độc tố của cây thường xuân: Phản ứng với cây thường xuân độc (poison ivy) là một ví dụ khác về quá mẫn loại IV. Urushiol, một loại dầu có trong cây thường xuân độc, hoạt động như một hapten, liên kết với protein trong da và kích hoạt phản ứng miễn dịch qua trung gian tế bào T.
Vai trò trong bệnh tự miễn: Quá mẫn loại IV không chỉ liên quan đến phản ứng với các kháng nguyên bên ngoài mà còn đóng vai trò trong một số bệnh tự miễn. Trong các bệnh như bệnh đa xơ cứng, viêm khớp dạng thấp, và bệnh đái tháo đường type 1, tế bào T tấn công nhầm các mô của chính cơ thể, dẫn đến viêm mạn tính và tổn thương mô.

Những sự thật này minh họa tính đa dạng và tầm quan trọng của quá mẫn loại IV trong nhiều tình huống lâm sàng khác nhau.