Tương tác giữa virus và vật chủ
Khả năng kháng virus và phục hồi sau bệnh do virus phụ thuộc vào phản ứng tương tác giữa vật chủ và virus. Các yếu tố đề kháng với virus của vật chủ bao gồm:
- Kháng trực tiếp: Vật chủ tác động trực tiếp đến virus
- Kháng gián tiếp: Vật chủ tác động đến quá trình sinh sản của virus bằng cách tác động hay tiêu diệt các tế bào của cơ thể vật chủ bị nhiễm virus
Chức năng kháng virus có thể là kháng không đặc hiệu (không bị nhiễm hay hạn chế sự xâm nhập của virus) trong khi khả năng phòng vệ đặc hiệu do hệ thống miễn dịch cua cơ thể thực hiện. Cơ chế phòng vệ của vật chủ phụ thuộc vào các yếu tố như loại virus, lượng virus xập nhập và tấn công, đường xâm nhập.
Một số khái niệm về mối tương tác vật chủ virus[sửa]
1. Các hàng rào phòng vệ
1.1. Các yếu tố tự nhiên (vốn có) đươc coi như những trận tuyến đầu tiên của cơ thể chống lại sự tấn công của virus bao gồm:
- Da: Da được coi là một rào cản khó vượt qua đối với virus.
- Thiếu hụt các thụ quan (cơ quan thụ cảm hay cơ quan mẫn cảm virus: các receptor): Muốn xâm nhập được vào cơ thể trước hết virus phải kết hợp được với thụ quan đặc biệt trên các tế bào vật chủ. Mỗi một loại virus có một thụ quan đặc hiệu với nó. Thụ quan của virus HIV là CD4 trên các tế bào lympho T, của virus cúm A là Glycophorin ở nhiều loại tế bào khác nhau.
Chính vì vậy vật chủ của virus phải mang các thụ quan trên một hay nhiều loại tế bào trong cơ thể của nó. Nếu vật chủ không mang thụ quan với virus hay các tế bào của vật chủ thiếu một số thánh phần cần thiết cho sự nhân lên của virus thì sẽ có tính kháng tự nhiên đối với virus. Ví dụ: chuột nhắt không có thụ quan đối với virus bại liệt nên không bị nhiễm virus này. Tương tự, người có khả năng đề kháng (hay không mắc phải) nhiều bệnh do các virus động vật và thực vật.
- Màng nhầy: Lớp màng nhầy bao phủ biểu mô của nhiều cơ quan là bức thành ngăn cản sự xâm nhiễm của virus vào cơ thể. Màng nhầy có thể đơn thuần là một hàng rào ngăn cản hoặc có tác tác dụng ngăn không cho virus kết hợp được với các thụ quan của nó trên các tế bào của vật chủ và như vậy không cho virus cơ hội tìm thấy nơi cư trú của nó. Ví dụ, orthomoxovirus và paramyxovirus nhiễm vào vật chủ bằng cách kết hợp với thụ quan sialic acid (sialic acid receptor). Glycoprotein trên màng nhầy chứa sialic acid có khả năng cạnh tranh các thụ quan với virus nên có thể ngăn cản không cho virus kết hợp với các tế bào chủ.
- Các lông nhung: Các lông nhung trên bề mặt biểu mô (đặc biệt là lông nhung biểu mô đướng hô hấp) có thể giúp cơ thể hạn chế sự xâm nhiễm của virus. Nếu hệ thống lông nhung bị tổn thương do các loại thuốc hay do nhiễm trùng, sự nhiễm virus sẽ diễn ra mạnh hơn.
- Độ pH thấp trong dịch dạ dày làm bất hoạt virus. Tuy nhiên, các loại virus đường ruột (enterovirus) không chịu ảnh hưởng của dịch tiết dạ dày và có khả năng tồn tại cũng như nhân lên trong đường ruột của vật chủ.
- Các yếu tố thể dịch và tế bào (xem phần dưới)
1.2. Các phản ứng của cơ thể
- Sốt có thể giúp cơ thể ức chế sự nhân lên của virus. Một số virus giảm khả năng sản sinh các virion ở nhiệt độ trên 37 độ.
- pH thấp ức chế virus nhân lên
- Các yếu tố dịch thể và các cấu phần của tế bào (xem phần sau)
Các yếu tố dịch thể và tế bào[sửa]
1. Yếu tố không đặc hiệu: Nhiều yếu tố miễn dịch không đặc hiệu có khả năng giúp cơ thể kháng lại virus. Một số yếu tố "có sẵn" trong khi một số yếu tố so sự xâm nhiễm của virus tạo ra.
1.1. Interferon (IFN):
IFN được Issacs và Lindemann phát hiện cách đây hơn 40 khi quan sát thấy dịch ly tâm từ các tế bào nhiễm virus chứa một loại protein có khả năng ức chế sự xâm nhập của virus vào các tế bào khác. Protein này không tác dụng trực tiếp đến virus mà tác động đến các tế bào khác của vật chủ giúp chúng có khả năng kháng lịa virus.
IFN là một trong phương thức kháng lại virus sớm vì nó được sản sinh ngay sau khi virus xâm nhập và xuất hiện trưc tất cả mọi chức năng phòng vệ khác của cơ thể như kháng thể, tế bào T. Thời gian sản sinh IFN phu thuộc vào lượng virus xâm nhập.
- Phân loại và đặc điểm của IFN
Có ba loại IFN là IFN-alpha, IFN-beta và IFN-gamma. IFN-alpha và IFN-beta còn được gọi là IFN loại I và IFN-gamma còn được gọi là IFN loại II. Có khoảng 20 phân loại IFN- alpha trong khi IFN-beta và IFN-gamma chỉ có một loại duy nhất.
Các IFN có những đặc điểm khác nhau về tính bền vững ở độ pH khác nhau, hoạt tính khi có sự hiện diện của SDS. Hiện tại các IFN được xác định và phân biệt bằng các kháng thể đặc hiệu đối với chúng.
- Những yếu tố tác động của IFN: Tế bào bình thường không chứa hoặc không tiết IFN vì các gene mã hóa cho chúng không được sao mã và dịch mã. Quá trình dịch mã tổng hợp IFN protein chỉ sảy ra sau khi tế bào tiếp xúc với các yếu tố kích thích tương ứng. Các yếu tố kích thích tổng hợp IFN-alpha và beta gồm có nhiễm virus, RNA mạch kép (như poly inosinic acid, LPS và những thành phần từ một số loại vi khuẩn. Trong số các loại virus, các RNA virus có tác dụng kích thích sản xuất IFN mạnh hơn các DNA virus (trừ poxvirus). Các yếu tố kích thích tổng hợp IFN-gamma gồm các mitogen và antigen (ví dụ như các yếu tố kích thích lympho bào).
- Các sự kiện sảy ra trong quá trình kích thích tổng hợp IFN:
Các gene của IFN không biểu hiện trong các tế bào nguyên vẹn do các protein ức chế trong tế bào ở trạng thái kết hợp tại vùng khởi sự phía đầu 5' (upstream) của gene mã hóa IFN và ức chế quá trình sao mã. Thêm vào đó, quá trình sao mã của gene cần có sự hiện diện của các protein hoạt hóa (activator proteins) (các activator protein kết hợp với vùng khởi sự để bắt đầu quá trình sao mã).
Các yếu tố kích thích tônge hợp IFN phát huy tác dụng bằng cách:
+ Làm ngừng tổng hợp các protein ức chế sao mã hoặc
+ Làm tăng tổng hợp protein hoạt hóa từ đó kích thích sao mã các gene của IFN cho ra đời các RNA thông tin (mRNA) và IFN protein. IFN sẽ kết hơp với các thụ quan (các receptor) trên các tế bào lân cận làm cho các tế bào này chuyển thành trạng thái kháng lại virus
Sau khi các yếu tố kích thích mất đi, các gene bị bất hoạt trở lại.
- Khi có sự kích thích của IFN: Sự kết hợp IFN - receptor dẫn đến quá trình sao mã và dịch mã của một nhóm các gene tônge hợp các protein kháng virus. Tế bào có khả năng kháng virus đến khi các protein này không còn tác dụng (quá trình này thường kéo dài đến vài ngày). Trạng thái kháng virus trong của các tê bào được xử lý với IFN là kết quả của quá trình tổng hợp hai enzyme từ quá trình ức chế tổng hợp protein. Một protein ảnh hưởng gián tiếp đến quá trình tổng hợp protein bằng cách làm đứt đoạn các mRNA của virus trong khi protein kia phát huy ảnh hưởng trực tiếp bằng cách ức chế quá trình kếo dài chuỗi amino acid.
Một enzyme có tên gọi 2'5' Oligo A synthetase có tác dụng biến đổi ATP thành một polymer duy nhất (2'5' Oligo A) chứa liên kết 2'-5' phophodiester. RNA mạch kép cần thiết cho hoạt động của enzyme này. 2'5' Oligo A sẽ hoạt ghóa RNAse L để RNAse "bẻ gãy" các mRNA của virus. Protein thứ hai là một enzyme có tác dụng phosphoryl hóa (protein kinase) sẽ tự động phosphoryl hóa và hoạt hóa để phát huy tác dụng phosphoryl hóa yếu tố nối dài elF-e (elongation factor elF-2) và làm bất hoạt yếu tố này. Với tác động của hai enzyme này, quá trình tồng hợp protein bị ức chế và chính tế bào nhiễm virus có thể bị tiêu diệt do protein của nó không được tổng, đồng thời quá trình nhiễm virus cũng dừng lại. Các tế bào không bị nhiễm virus không bị ảnh hưởng bởi các IFN vì hai enzyme trên không được tổng hợp.
Một số loại virus có khả năng kháng lại tác dụng của IFN như adenovirus (vì chúng có thể sản xuất một RNA chống lại tác dụng của protein kinase bằng các RNA mạch kép từ đó làm giảm tác dụng kháng virus của IFN).
- Những tác dụng khác củ IFN: IFN không chỉ kích thích sản sinh các protein kháng virus mà còn có những ảnh hưởng khác đến tế bào.
IFN có khả năng kích thích quá trình hình thành đáp ứng miễn dịch thông qua tác động của chúng đến các phân tử MHC (Class I và Class II).
IFN-alpha, beta và gamma làm tăng tác động của các phân tử MHC thuộc Class I ở tất cả các tế bào, làm tăng cường khả năng nhận biết của tế bào Tc (Tc có khả năng tiêu diệt những tế bào nhiễm virus)
IFN-gamma còn làm tăng cường tác dụng của Class II MHC trên các tế bào trình diện kháng nguyên dẫn đến tăng khả năng trình diện kháng nguyên virus với tế bào trợ gíp CD4+T. Hơn nữa, IFN-gamma có thể hoạt hóa tế bào NK (NK cells) - những tế bào có khả năng tiêu diệt những tế bào nhiễm virus.
IFN hoạt hóa tính kháng virus của các đại thực bào.
IFN hạn chế sự phân chia tế bào vì vậy còn được sử dụng trong điều trị một số khối u cá tính.
- Ứng dụng lâm sàng của IFN: IFN được sử dụng trong điều trị các bệnh do virus và một số bệnh khác:
Điều trị bệnh do virus:
IFN-alpha và beta: Điều trị viêm gan B, viêm gan C, herpes zoster, papilloma virus, rhino virus, warts, lepromatous leprosy, leshmaniasis.
IFN-gamma: toxoplasmosis, chronic granulomatous diease (CGD)
Điều trị ung thư: Hairly cell leukemia, chronic myelocytis leukemia, T cell lymphoma, kaposi's sarcoma, endocrine pancreatic neopplasma, non-Hopgkin's lymphomas
Tuy vậy, những ảnh hưởng phụ của IFN làm hạn chế khả năng ứng dụng chúng trong điều trị
| quay lại trang tìm hiểu về virus và cơ chế gây bệnh |
| xem phần tiếp theo |
