HAPTENS: LỊCH SỬ, CHỨC NĂNG, ĐẶC ĐIỂM, PHẢN ỨNG MIỄN DỊCH - SINH HỌC - 2026

Một hapten là một phân tử phi protein không kháng nguyên, trọng lượng phân tử thấp, có khả năng tạo ra phản ứng miễn dịch chỉ khi nó liên kết với protein hoặc carbohydrate “chất vận chuyển hoặc chất mang phân tử”. Cần lưu ý rằng nhiều tác giả mô tả nó như một “kháng nguyên rất nhỏ”.

Một số phân tử hoặc kháng nguyên được định nghĩa trong một số văn bản là bất kỳ chất nào có khả năng liên kết với độ đặc hiệu cao với kháng thể do tế bào B sản xuất hoặc với thụ thể trên màng tế bào T, là các tế bào lympho chịu trách nhiệm miễn dịch dịch thể và tế bào. , tương ứng.

Phức hợp kháng nguyên-kháng thể (Nguồn: Alejandro Porto qua Wikimedia Commons)

Kháng nguyên có thể là các phân tử thuộc bất kỳ loại nào, chẳng hạn như protein, chất chuyển hóa, đường, lipid và các dẫn xuất của chúng, hormone, thuốc, axit nucleic, v.v.

Tuy nhiên, chỉ những đại phân tử lớn mới có các đặc tính kháng nguyên có khả năng kích hoạt các phản ứng của tế bào lympho cần thiết cho việc sản xuất kháng thể.

Bất kỳ chất nào lạ với sinh vật đều có thể được coi là kháng nguyên, tuy nhiên, thuật ngữ 'chất sinh miễn dịch' thường được sử dụng để chỉ những kháng nguyên kích hoạt hiệu quả phản ứng của các tế bào lympho B sản xuất kháng thể.

Do đó, hapten là một kháng nguyên không sinh miễn dịch, đòi hỏi sự liên kết của nó với một đại phân tử để kích hoạt các phản ứng miễn dịch đặc trưng của một chất miễn dịch.

Đặc trưng

Vì hệ thống miễn dịch là "vũ khí" chính để bảo vệ chống lại sự lây nhiễm của các loại mầm bệnh khác nhau và chống lại bất kỳ vật thể hoặc chất lạ nào, trong số nhiều thứ khác, cơ thể con người phải đầu tư rất nhiều công sức và sức lực cho hoạt động của mình. .

Tuy nhiên, trong suốt cuộc đời, một người thường xuyên tiếp xúc với những gì có thể được coi là nhiều kháng nguyên, hệ thống miễn dịch có khả năng "quyết định" loại phân tử nào sẽ phản ứng và loại phân tử nào cần bỏ qua.

Một trong những cơ chế mà hệ thống miễn dịch sử dụng để quyết định có phản ứng với một kháng nguyên nhất định hay không là kích thước của nó. Do đó, như đã thảo luận ở trên, chỉ các phân tử "lớn" như protein, phospholipid, carbohydrate phức tạp và axit nucleic mới có chức năng như các chất miễn dịch thực sự.

Haptens, vì chúng là những phân tử rất nhỏ, trừ khi chúng được liên hợp với một số loại đại phân tử, không có chức năng sinh miễn dịch. Tuy nhiên, các học giả trong ngành y học được gọi là miễn dịch học coi haptens là "công cụ" miễn dịch học.

Lý do cho tuyên bố trước đó là do một số nhà nghiên cứu dành riêng cho nhiệm vụ liên hợp một số haptens với các phân tử lớn hơn khác, có chức năng trong việc “vận chuyển” và khiến chúng sinh ra miễn dịch, để đạt được điều đó cá nhân tạo ra các kháng thể cụ thể chống lại một hapten cụ thể.

Phân tử tạo ra từ sự kết hợp giữa hapten và phân tử mang được gọi là 'hệ thống' hoặc 'phức hợp chất mang hapten' và các cá thể tiếp xúc với hệ thống này (thực sự sinh miễn dịch) tạo ra kháng thể với khả năng liên kết đặc biệt với các phân tử này trong Hình thức miễn phí.

Tiện ích thực tế

Vì vậy, một trong những chức năng chính của hệ thống chất mang hapten là kích thích sản xuất các kháng thể, thường được sử dụng để phát triển các xét nghiệm phân tích khác nhau, vì vậy chúng rất hữu ích trên quan điểm nghiên cứu và chẩn đoán. .

Ví dụ, một động vật thí nghiệm tiếp xúc với hapten kết hợp với protein sẽ tạo ra kháng thể chống lại hapten, chống lại các epitop hoặc các yếu tố quyết định kháng nguyên của phân tử chất mang, và chống lại các vị trí được hình thành tại điểm nối giữa hapten và chất vận chuyển của nó.

Tính chất này của hệ thống chất mang hoặc chất vận chuyển hapten rất hữu ích để nghiên cứu tác động miễn dịch của các biến thể nhỏ trong cấu trúc của kháng nguyên đối với tính đặc hiệu của đáp ứng miễn dịch.

nét đặc trưng

Haptens được đặc trưng chủ yếu bởi kích thước của chúng và thực tế là chúng nói chung là các phân tử hữu cơ phi protein. Dưới đây là danh sách ngắn các đặc điểm chính của các phân tử này:

- Hợp chất hóa học phân tử lượng thấp (nhỏ hơn 5 kDa). Chúng thậm chí có thể là những nhóm chức năng rất nhỏ.

Hapten-chất mang phức hợp. Phần hapten trong hình ảnh này là một nhóm dinitrophenyl (Nguồn: MantOs qua Wikimedia Commons)

- Chúng là các phân tử có tính đặc hiệu kháng nguyên, nhưng không có khả năng sinh miễn dịch, hoặc cũng giống như vậy, chúng không kích hoạt sản xuất kháng thể, nhưng chúng có thể được chúng nhận biết cụ thể ở các sinh vật được miễn dịch với phức hợp chất mang hapten.

- Chỉ được gắn vào một phân tử "chất mang" hoặc "chất vận chuyển" (từ Tiếng Anh là Carrier), chúng có được tính sinh miễn dịch như là kháng nguyên, vì chúng được hệ thống miễn dịch công nhận.

- Chúng là đơn giá trị theo quan điểm kháng nguyên, nghĩa là số lượng các yếu tố quyết định kháng nguyên chức năng mà haptens có, có khả năng liên kết với một kháng thể, chỉ là một (không giống như một kháng nguyên tự nhiên, là đa hóa trị).

Các phản ứng miễn dịch liên quan đến haptens và một chút lịch sử

Phần lớn kiến ​​thức hiện tại liên quan đến quá trình trình bày kháng nguyên của tế bào lympho B, cũng như vai trò của các tế bào này trong sự phát triển các đáp ứng miễn dịch dịch thể, bắt nguồn từ các nghiên cứu khác nhau trong đó muốn quan sát phản ứng kháng thể ở một sinh vật được miễn dịch. với một tổ hợp vận chuyển hapten.

Karl Landsteiner, từ năm 1920 đến năm 1930, đã dành công sức nghiên cứu của mình để tạo ra một hệ thống được xác định về mặt hóa học để nghiên cứu sự liên kết của các kháng thể riêng lẻ, sử dụng để làm cho động vật được miễn dịch với liên hợp chất mang hapten và so sánh huyết thanh của chúng với huyết thanh của những động vật khác. được miễn dịch với các haptens tương tự kết hợp với các phân tử khác nhau.

Các thí nghiệm so sánh của ông nhằm xác định liệu có phản ứng chéo (mà cùng một loại kháng thể nhận ra nhiều hơn một kháng nguyên) giữa các kháng thể được tạo ra để đáp ứng với các phức hợp chất mang hapten khác nhau hay không, nhờ đó ông có thể phân tích những sửa đổi nào đã ngăn chặn hoặc cho phép những phản ứng này.

Công trình của Landsteiner đã tìm cách đưa ra tính đặc hiệu của hệ thống miễn dịch đối với các biến thể cấu trúc nhỏ trong các yếu tố quyết định khả năng sinh miễn dịch của kháng nguyên, cũng như sự đa dạng lớn của các epitop mà hệ thống này có khả năng nhận ra.

Đặc điểm của các phản ứng do phức chất mang hapten gây ra

Từ các nghiên cứu của Landsteiner và các nhà nghiên cứu khác trong khu vực, có thể nhận ra một số đặc điểm cụ thể của các phản ứng miễn dịch do tiêm chủng với phức hợp protein mang hapten.

- Các đáp ứng miễn dịch đòi hỏi sự tham gia của các tế bào lympho B cụ thể cho từng hapten và các tế bào lympho T trợ giúp cụ thể cho phần protein của chất vận chuyển.

- Việc kích thích phản ứng chỉ có thể xảy ra khi hapten liên kết vật lý với protein mang của nó.

- Tương tác kháng thể-kháng nguyên bị hạn chế bởi các phân tử của hệ thống phức hợp tương hợp mô chính lớp II.

Sau đó, trong lịch sử miễn dịch học, người ta nhận ra rằng những đặc điểm này cũng là đặc trưng của phản ứng kháng thể với bất kỳ kháng nguyên protein nào.

Người giới thiệu

1. Abbas, AK, Lichtman, AH, & Pillai, S. (2014). Sách điện tử miễn dịch học tế bào và phân tử. Khoa học sức khỏe Elsevier.
2. Diễn viên, JK (2019). Miễn dịch học giới thiệu, thứ 2: Các khái niệm cơ bản cho các ứng dụng liên ngành. Báo chí Học thuật.
3. Kennedy, M. (2011). Miễn dịch học cho hình nộm - một đánh giá không đau về các khái niệm cơ bản (Kỷ yếu).
4. Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Các nguyên tắc của Lehninger về hóa sinh. Macmillan.
5. Owen, JA, Punt, J., & Stranford, SA (2013). Miễn dịch học Kuby (trang 692). New York: WH Freeman.