Định lượng immunoglobulin và các protein đặc hiệu khác

Định lượng immunoglobulin (Ig) tỏ ra rất cần thiết đối với những bệnh nhân nhiễm trùng nặng hoặc lặp đi lặp lại nhiều lần cũng như đối với những bệnh nhân rối loạn tăng sinh lympho. Việc định lượng nhiều lần có thể giúp chúng ta phân biệt thiếu hụt miễn dịch thoáng qua và thường xuyên cũng như giúp chúng ta theo dõi điều trị trong bệnh tăng sinh lymphô. Việc định lượng này tỏ ra có ích đối với các bệnh cảnh có giảm gammaglobulin máu như nhiễm trùng HIV, bệnh gan và SLE.

Hình. Sơ đồ minh họa các điểm cân đối của tỉ lệ kháng nguyên – kháng thể để có thể tạo tủa. Khi thừa kháng nguyên hoặc kháng thể thì ít liên kết chéo xảy ra nên tủa rất ít hoặc không có.

Kỹ thuật thường được dùng phổ biến nhất là miễn dịch kết tủa (immunoprecipitation). Tủa miễn dịch được hình thành khi kháng nguyên và kháng thể kết tủa tương ứng cùng hiện diện với nồng độ tương ứng tối ưu (cân bằng). Miễn dịch khuyếch tán đơn (single radial imminodifusion, RID) là kỹ thuật được Mancini sử dụng và mô tả đầu tiên. Kỹ thuật này sử dụng một kháng huyết thanh này được hòa tan vào thạch đun lỏng, và hỗn hợp thạch-kháng huyết thanh được đổ rải đều lên một phiến kính đặt trên mặt phẳng ngang. Sau khi thạch đông, người ta đục các lỗ tròn trên thạch và cho huyết thanh cần đo hoặc huyết thanh chứng vào. Kháng nguyên, mà trong trường hợp này là immunoglobulin, sẽ khuyếch tán theo hướng ly tâm từ các lỗ ra vùng thạch có chứa kháng huyết thanh chung quanh. Bởi vì nồng độ kháng thể (kháng huyết thanh trong thạch) cố định nên khi kháng nguyên trong lỗ khuyếch tán thì nồng độ giảm dần cho đến khi có tỷ lệ thích hợp với nồng độ kháng thể trong thạch thì một vòng tủa sẽ hình thành. Đối với mỗi mẻ người ta làm ba lỗ chứa kháng nguyên với nồng độ biết trước để vẽ thành đường chuẩn.

Hình. Đường chuẩn dùng trong định lượng protein đặc hiệu bằng khuyếch tán đơn, kỹ thuật Mancini.

Lỗ 1-3 chứa nồng độ, chuẩn đã biết của loại protein muốn đo. Trên trục tọa độ là đường chuẩn đã được vẽ. QC =  quality control, kiểm tra chất lượng.

Điều không thuận lợi của phương pháp này là vòng tủa phải mất 48 giờ mới ổn định. Phương pháp này tương đối nhạy (giới hạn dưới là 5 mg/lít) và đáng tin cậy (hệ số biến động giữa các kỹ thuật viên thành thạo là 3-10% với điều kiện kháng huyết thanh tốt). Người ta đã xây dựng một phương pháp cải tiến khác để có thể đọc kết quả nhanh trong vòng 6 giờ, nhưng phương pháp này kém chính xác hơn.

Ở nồng độ thấp, phức hợp miễn dịch tồn tại dưới dạng những hạt rất nhỏ trong nhũ dịch và có thể làm tán sắc ánh sáng. Sự tán sắc này có thể đo được với một cái máy gọi là máy đo độ đục (nephelometer), trong đó phức hợp miễn dịch được để tự nhiên như vậy khi đo; hoặc dùng một máy đo khác gọi là máy phân tích ly tâm (centrifugal analyzer), trong đó lực ly tâm làm cho phức hợp miễn dịch được hình thành nhanh hơn. Cả hai phương pháp đòi hỏi không được có các chất bẩn gây tán sắc như nhũ bọt khí hoặc hạt nhũ tương lỏng. Khi nồng độ kháng thể cố định, độ cản tia sẽ tỉ lệ thuận với nồng độ kháng nguyên. Đây là một phương pháp thực hiện nhanh và dễ tự động hóa; ta có thể có được kết quả chính xác sau khi lấy máu 1-2 giờ.

Bảng. Một số protein có thể định lượng bằng khuyếch tán đơn.

Cả miễn dịch khuyếch tán đơn và đo độ đục đều có thể dùng để định lượng nhiều loại protein trong huyết thanh, nước ối, dịch não tủy, nước bọt và dịch tiêu hóa. Các huyết thanh chuẩn dùng để vẽ đường chuẩn hoặc thang chuẩn phải theo đúng quy định của Tổ chức Y tế Thế giới. Hiện nay trên thế giới đã có đủ huyết thanh chuẩn cho các phép đo protein huyết thanh thường quy, với điều kiện lượng protein đó phải lớn hơn 5mg/lít trong dịch đo. Mỗi phòng thí nghiệm của mỗi bệnh viện phải tự mình xác định giới hạn bình thường cho mỗi protein và giới hạn này thay đổi tùy theo phương pháp, kháng huyết thanh, huyết thanh chuẩn được dùng cũng như tùy theo nhóm dân tộc mà ta khảo sát. Giới hạn bình thường của đa số protein cũng thay đổi tùy theo tuổi, nhất là ở trẻ em.

Chúng ta cũng có thể đo nồng độ của IgG và albumin trong dịch não tủy; là bởi vì albumin không được tổng hợp trong não nên tỉ lệ IgG/albumin là một chỉ số gián tiếp nói lên mức độ IgG dịch não tủy được tế bào lympho tổng hợp ở não. Ngày nay đây là một thử nghiệm cần thiết để khảo sát nhiễm trùng hoặc tình trạng mất myelin của hệ thần kinh trung ương.

Kỹ thuật khuyếch tán miễn dịch điện di (electroimmunodifusion), mà người ta thường gọi là điện di “hỏa tiễn”, có độ chính xác và độ nhạy cao hơn khuyếch tán đơn, giới hạn dưới của kỹ thuật là 1mg/lít. Protein khảo sát được cho chạy trong một điện trường vào trong gel chứa kháng thể tương ứng. Giả sử chúng ta đã đạt đến điểm ổn định cuối cùng, chúng ta thấy có sự tương quan tuyến tính giữa chiều cao của cột tủa với nồng độ của kháng nguyên. Trong khi thời gian cho chạy điện di không ngắn hơn bao nhiêu so với khuyếch tán đơn tự nhiên, phương pháp này không thích hợp cho việc định lượng Ig vì đây là các protein kém tích điện nên di chuyển chậm khi điện di.

Có nhiều kháng thể đơn clôn không cho tủa với kháng nguyên tương ứng, điều này được giải thích là do có quá ít epitope có thể cho phản ứng với kháng huyết thanh. Tuy nhiên, cũng có các hỗn hợp kháng thể đơn clôn có thể tạo tủa miễn dịch; và các tiểu lớp của Ig đã được đo theo cách này, ví dụ như trong trường hợp định lượng IgG2 để chẩn đoán thiếu hụt IgG2.

Hình. Sơ đồ minh họa hình ảnh điện di miễn dịch hỏa tiễn.

Độ cao của cung tủa tỉ lệ thuận với nồng độ kháng nguyên. Tủa có thể nhìn thấy rõ sau khi nhuộm. Các nồng độ chuẩn được dùng để vẽ đường chuẩn, từ đó tính được các nồng độ chưa biết dựa vào chiều cao x đo được.