Quá mẫn miễn dịch typ I

Quá mẫn typ I được đặc trưng bởi phản ứng dị ứng xảy ra tức thì ngay sau khi tiếp xúc với kháng nguyên (trong trường hợp này gọi là dị nguyên) từ lần thứ hai trở đi. Phản ứng quá mẫn này tùy thuộc vào sự tấn công các tế bào mast đã được mẫn cảm với dị nguyên và được gắn với các lgE đặc hiệu dị nguyên, gây ra sự giải phóng các hóa chất trung gian của phản ứng viêm.

Hiện tượng phản vệ - Một biểu hiện đặc biệt của dị ứng

Nếu chúng ta tiêm một liều duy nhất 1 mg albumin lòng trắng trứng cho một con chuột lang, chúng ta sẽ không thấy điều gì xảy ra cả. Thế nhưng, nếu làûp lại liều tiêm 2 hay 3 tuần sau đó thì con vật đã mẫn cảm đó sẽ chịu một phản ứng rất nặng nề mà người ta gọi là phản vệ toàn thân. Con vật chết sau một vài phút. Khi khám nghiệm giải phẫu bệnh, ta thấy các phế quản và tiểu phế quản bị chít hẹp trầm trọng, đồng thời có hiện tượng co thắt hệ thống cơ trơn cũng như giãn phế nang. Những phản ứng tương tự có thể gặp ở người, đặc biệt khi bị rắn cắn, ong đốt, hoặc tiêm penicilin cho một số cá thể nào đó. Trong nhiều trường hợp chỉ cần tiêm adrenalin tức thì theo đường tĩnh mạch để chống co cơ trơn là có thể cứu được mạng sống cho nạn nhân.

Huyết thanh lấy từ các con vật hoặc từ người có cơ địa dị ứng đã được mẫn cảm với dị nguyên có thể truyền thụ động cho con vật khác và gây được phản vệ thực nghiệm trên con vật này khi cho tiêm dị nguyên lần thứ hai. Điều này nói lên rằng ít nhất có một yếu tố thể dịch quan trọng đã tham gia vào việc gây phản ứng phản vệ. Sau này người ta đã chứng minh được yếu tố quan trọng đó là IgE.

IgE - Kháng thể quan trọng của dị ứng

Đáp ứng tạo kháng thể IgE là một phản ứng tại chỗ nghĩa là nó xảy ra nơi dị nguyên thâm nhập vào cơ thể là da và niêm mạc cũng như tại các hạc lympho lân cận. IgE được sản xuất bởi các tế bào B được mẫn cảm dị nguyên và dưới sự giúp đỡ của tế bào T. Sự sản xuất IgE tại chỗ sẽ gây mẫn cảm tế bào mast tại vùng đó, đồng thời nó sẽ đến gắn lên tế bào mast, một phần khác IgE đi vào máu và gắn lên cả tế bào nằm ở các mô khác.

Lượng IgE huyết thanh thường tăng cao trong bệnh dị ứng và cả trong các bệnh nhiễm ký sinh trùng. Cần lưu ý rằng lượng IgE tăng cao sẽ giúp chẩn đoán bệnh dị ứng nhưng lượng IgE thấp không có nghĩa là loại træì được bệnh này. Sản xuất IgE khi có dị nguyên là một hoạt đông mang tính chất di truyền và được kiểm soát bởi những gen chuyên biệt.

Hình. Vai trò có lợi của IgE trong nhiễm ký sinh trùng.

Khi nhiễm giun sán kháng nguyên hóa tan của chúng đi qua niêm mạc vào cơ thể tạo ra sản xuất IgE. Tế bào mast cũng được huy động, hoạt hóa bởi IgE và sản   xuất hóa chất trung gian tạo ra phản ứng viêm và tăng tính thấm niêm mạc ruột.

Với nhiều tác dụng bất lợi mà IgE đã tạođó IgE và tế bào ái ể có cơ địa dị ứng, người ta đã đặt câu hỏi là liệu IgE có tác dụng nào có lợi đối với cơ thể không? Câu trả lời là: có. Nếu IgE không ngăn chặn sự xâm nhập của vi sinh vật hay giun sán vào niêm mạc đường tiêu hóa thì vi sinh vật đến tiếp xúc với các tế bào mast đã được gắn IgE đưa đến giải phóng các chất trung gian có tác dụng hóa hướng động đối với các tế bào trung tính và tế bào ái toan cần thiết cho sự đề kháng tại chỗ. Ngoài ra, đã từ lâu người ta biết rằng vai trò của IgE đóng vai trò quan trọng trong sự đề kháng với giun sán.

Một điều đáng lưu ý là bởi vì khoảng một phần ba dân số thế giới bị nhiễm ký sinh trùng nên chúng ta có thể nghĩ rằng trong quá trình tiến hóa động vật, IgE đã được hình thành nhằm chống ký sinh trùng, còn dị ứng có lẽ chỉ là hậu quả không may của bước tiến hóa này mà thôi.

Tế bào mast - Trung tâm của phản ứng

Từ lâu người ta nhận thấy rằng tế bào mast không giống nhau giữa các loại, chúng khác nhau về tính chất bắt màu thuốc nhuộm, về cấu trúc bên ngoài của các hạt và cả về cơ chế vỡ hạt. Tuy nhiên trong một cơ thể tế bào mast ở mô liên kết hoặc ở niêm mạc thường được dùng làm điển hình cho tế bào mast của toàn cơ thể.

Hình. Hình ảnh kính hiển vi điện tử của tế bào mast (của chuột).

Tế bào mast thường gặp xung quanh các mạch máu của hầu hết các mô. Mặc dù chúng tương đối thuần nhất trong mỗi cơ thể, người ta cũng thấy có sự khác biệt về kích thước và số lượng giữa tế bào mast ở phúc mạc và tế bào mast ở da. Ở người, vị trí có nhiều tế bào mast nhất là niêm mạc của đoạn giữa ruột và niêm mạc phổi. Khi cơ thể bị nhiễm ký sinh trùng người ta cũng thấy tăng số lượng tế bào mast ở ruột.

Một đặc điểm quan trong của tế bào mast là trên bãö mặt của chúng có nhiều thụ thể dành cho đoạn Fc của phân tử IgE, viết tắt là Fcε-R. Thụ thể này có vai trò quan trọng trong phản ứng dị ứng vì chúng sẽ truyền tín hiệu gây vỡ hạt nội bào khi có hiện tượng liên kết chéo xảy ra giữa các thụ thể này. Nhưng, chúng ta cần nhớ rằng, trong cơ thể, ngoài tế bào mast, một số tế bào khác cũng có mang thụ thể Fcε như tế bào kiềm, một số tế bào T và B, tế bào mono, đại thực bào, tế bào ái toan và tiểu cầu.

Liên kết chéo giữa các Fcε-R gây ra hoạt hóa tế bào mast

Một khi IgE gắn thụ thể Fcε trên tế bào mast và tế bào ái kiềm, sự mất hạt sẽ xảy ra khi có liên kết chéo giữa các phân tử IgE dẫn đến liên kết chéo các thụ thể Fcε. Các tình huống có thể tạo ra liên kết chéo.

Hình. Hoạt hóa tế bào mast qua trung gian của thụ thể Fcε.

Tế bào mast được hoạt hóa nếu hai thụ thể Fcε kế cận được nối với nhau. Điều này có thể xảy ra do vai trò kết nối của:

(1) kháng nguyên.

(2) kháng thể kháng IgE.

(3) kháng thể idiotyp.

(4) kháng thể chống thụ thể Fc.

(5) liên kết chéo của bản thân IgE.

(6) các phân tử lectin.

Người ta đã tách được thụ thể Fcε của một dòng tế bào ái kiềm bị ung thư hóa để khảo sát cấu trúc của thụ thể này. Nó có một cấu trúc bốn chuỗi, hai alpha và hai beta. Sau khi tạo được những kháng thể kháng các thành phần này, người ta đã dùng chúng để liên kết chéo các thụ thể và gây được sự mất hạt mà không cần đến IgE. Các lectin trong đó có PHA và Con A cũng có thể liên kết các IgE lại ở các vị trí các nhánh carbonhydrat và do đó có thể gây mất hạt mà không cần dị nguyên. Điều này giải thích các trường hợp một số cá thể bị mề đay do ăn dâu tây là loài quả chứa rất nhiều lectin.

Cũng như các cách cấu tạo cầu nối giữa các thụ thể Fcε, có nhiều hợp chất có khả năng mạnh trong việc làm mất hạt tế bào mast. Chất quan trọng nhất thường gặp trong cơ thể là các sản phẩm thoái hóa trong quá trình hoạt hóa bổ thể, mà cụ thể là C3a và C5a. Người ta thường gọi chúng là độc tố phản vệ (anaphylactoxin). Các độc tố phản vệ còn có tác dụng trên nhiều tế bào khác nhau như tế bào trung tính, tiểu cầu và đại thực bào. Ngoài ra, còn nhiều hóa chất có tác dụng trực tiếp lên tế bào mast để gây mất hạt như calcium inophore, ACTH tổng hợp, codein và mocphin tất cả các hợp chất này hoạt hóa tế bào mast bằng cách tạo dòng ion calci đi vào tế bào.

Dòng ion calci đi vào tế bào có hai tác dụng chính. Thứ nhất, làm cho các hạt di chuyển đến màng tế bào, hòa màng với màng tế bào và vỡ các hạt ra ngoài để giải phóng các chất trung gian đã được tổng hợp trong hạt. Thứ hai, tạo ra sự tổng hợp ngay các hóa chất trung gian mới từ acid arachidonic dẫn đến sự sản xuất các prostaglandin và leukotrien. Các hóa chất trung gian này có tác dụng lên các mô tại chỗ và lên phổi tạo ra triệu chứng co thắt phế quản, phù niêm mạc và tăng tiết đưa đến dị ứng.

Dị ứng atopy

Thuật ngữ atopy lần đầu tiên được Coca và Cooke (1923) sử dụng để mô tả bệnh cảnh lâm sàng của quá mẫn typ I bao gồm hen, chàm, sốt cỏ khô và mề đay ở những cá thể có người trong gia đình cũng hay mắc bệnh cảnh tương tự.

Người ta cho ràòng mô hình sốc phản vệ ở động vật có liên quan đến bệnh hen và sốt cỏ khô ở người, nhưng trong khi mô hình phản vệ này cho thành công trong 90% lần thí nghiệm thì ở người khi cho tiếp xúc lần thứ hai với dị nguyên chỉ có 5-10% là cho phản ứng quá mẫn. Do đó người ta cho rằng phản ứng quá mẫn typ I tức phản ứng dị ứng có liên quan chặt chẽ đến yếu tố di truyền mà điều này ít quan trọng ở động vật. Vì thế mà Coca và Cooke nghĩ rằng bệnh dị ứng ở người khác về cơ bản với phản ứng phản và ở động vật và họ gọi các bệnh dị ứng ở người là bệnh atopy. Hiện nay, thuật ngữ atopy được dùng như một thuật ngữ để chỉ một số bệnh có một số biểu hiện giống nhau như hen, chàm và viêm mũi dị ứng.

Những người đầu tiên mô tả cơ chế của phản ứng dị ứng tức quá mẫn typ I là Praunitz và Kustner (1921). Họ đã phát hiện trong huyết thanh bệnh nhân có một chất mà họ gọi là reagin, chất này có thể giúp để truyền thụ động phản ứng dị ứng sang cho cá thể khác qua đường da. Khoảng 45 năm sau, Ishizaka và cộng sự đã chứng minh chất reagin này là IgE.

Các thử nghiệm lâm sàng đối với dị ứng

Tính mẫn cảm thường được đánh giá dựa vào đáp ứng đối với kháng nguyên đưa vào nội bì. Sự sản xuất histamin và các hóa chất trung gian khác nhanh chóng tạo ra nốt phù nề và đỏ da, đạt tối đa trong vòng 30 phút và sau đó giảm dần. Vai trò của kháng thể IgE có thể chứng minh bằng phản ứng phản vệ thụ động da dùng huyết thanh người bệnh thử trên da người bình thường hoặc da khỉ. Đó là phản ứng Prausnitz-Kustner.

Càng ngày người ta càng thấy rõ rằng sau phản ứng phù và đỏ da tại chỗ là một phản ứng muộn khác có thể tồn tại đến 24 giờ; phản ứng này được đặc trưng bởi sự thâm nhiễm dày đặc của tế bào và phù nề nhiều hơn so với giai đoạn sớm. Người ta cho rằng hóa chất trung gian quan trọng trong phản ứng muộn là yếu tố hoá hướng động tế bào trung tính có trọng lượng phân tử cao. Chúng ta có thể thấy rõ biểu hiện của giai đoạn muộn này trong niêm mạc mũi, phế quản của những người bị dị ứng và đặc biệt là bệnh nhân hen.

Đối với việc định lượng IgE đặc hiệu, thử nghiệm hấp thụ dị ứng phóng xạ (Radioallergosorbent test, RAST) tỏ ra cũng tốt như phản ứng lẫy da (skin prick test) nhưng lại tiện lợi hơn vì không phải tiến hành trên bệnh nhân. Trong một số trường hợp, cho niêm mạc mũi thử thách với dị nguyên lại cho kết quả dương tính nhạy hơn hai phản ứng trên, điều này có lẽ là do khả năng tổng hợp tại chỗ của IgE.

Điều trị bệnh dị ứng

Nếu chúng ta theo dõi toàn bộ chuỗi phản ứng từ khi tiếp xúc với dị nguyên cho đến khi xuất hiện các biểu hiện atopy thì có thể thấy rằng có nhiều biện pháp nhằm ngăn chặn sự xuất hiện của bệnh này.

Hình. Điều trị bệnh dị ứng: các vị trí của phản vệ cục bộ và khả năng điều trị tương ứng.

Một biện pháp cũng thường được dùng đó là giải mẫn cảm bằng cách tiêm vào cơ thể lặp lại nhiều lần những liều nhỏ dị nguyên. Người ta giải thích mục đích của phương pháp này là nhằm, tạo ra sự sản xuất kháng thể “phong bế” IgE có chức năng chuyển hướng dị nguyên để khỏi tiếp xúc với IgE đã gắn trên các mô cơ thể. Ngoài ra, nếu tương tác tế bào thật sự quan trọng trong việc tổng hợp IgE thì việc tiêm dị nguyên liều nhỏ nhiều lần sẽ có lợi ở chỗ tạo ra các tế bào dung nạp và cả T ức chế đồng thời qua đó để không tạo đặc hiệu dị ứng (mà bản chất là phản ứng miễn dịch) đối với dị nguyên khi có tiếp xúc về sau.

Đối với các thuốc chống dị ứng, các loại như isoprenaline, sodium cromoglycate có tác dụng khá tốt vì chúng gắn vào những thụ thể tế bào mast giúp tế bào này khỏi bị tác động. Các triệu chứng dị ứng không phải luôn luôn khống chế được bằng các loại kháng histamin, nhất là khi bệnh nhân đang chịu tác động bởi phản ứng giai đoạn muộn và lúc đó thì các loại cocticoid có thể giúp ích.

Tính di truyền của phản ứng dị ứng

Những nghiên cứu đầu tiên vào những năm 1920 cho thấy rằng những cặp vợ chồng bị dị ứng thì có tỉ lệ sinh con bị dị ứng cao hơn. Tỉ lệ đẻ con bị mắc bệnh dị ứng ở những cặp vợ chồng này là 50%. Có ba cơ chế di truyền chính điều hòa phản ứng dị ứng:

Lượng IgE toàn phần: Nghiên cứu những gia đình với ít nhất một thành viên có mức IgE cao trong máu đã xác minh giả thuyết cho rằng mức IgE cao có liên quan với một gen trội.

Sự phối hợp với HLA: Người ta thấy tính đáp ứng với một dị nguyên nào đó có liên quan đến một HLA nhất định. Ví dụ, đa số bệnh nhân dị ứng với dị nguyên Ra3 lấy từ cỏ phấn hương (ragweed) có mang HLA-A2, với dị nguyên Ra5 của cỏ này là HLA-A3, B7.

Cơ địa tăng đáp ứng miễn dịch: Có những người có cơ địa tăng đáp ứng với khá nhiều loại kháng nguyên. Đây là cơ sở để phản ứng dị ứng dễ dàng xảy ra. Những người có cơ địa này về mặt di truyền được thấy là đa số mang HLA-B8, HLA-Dw3. Trong đó HLA-B8 rất thường gặp trong những dạng tăng tính phản ứng khác như trong các bệnh tự miễn chẳng hạn. Do đó, người ta cho rằng ở những bệnh nhân có phản ứng dị ứng có lẽ có giảm chức năng tế bào Ts (đơn clôn hoặc đa clôn) di truyền tương tự như trong bệnh tự miễn.