Chức năng
Kháng thể là thành phần chính của hệ miễn dịch dịch thể. Immunoglobulin G (IgG) là loại kháng thể chính được tìm thấy trong máu và dịch ngoại bào, cho phép nó kiểm soát sự nhiễm trùng của các mô cơ thể. Bằng cách liên kết với nhiều loại mầm bệnh như vi rút, vi khuẩn và nấm, IgG bảo vệ cơ thể khỏi bị nhiễm trùng.
Nó thực hiện điều này thông qua một số cơ chế:
Sự gắn kết qua trung gian của IgG với mầm bệnh tạo nên sự cố định và liên kết chúng với nhau thông qua quá trình ngưng kết; Lớp phủ IgG trên bề mặt mầm bệnh (được gọi là quá trình opsonin hóa ) cho phép các đại thực bào nhận biết và tiêu hóa chúng, dẫn đến việc loại bỏ chính mầm bệnh;
- IgG kích hoạt tất cả các con đường cổ điển của hệ thống bổ thể , một chuỗi sản xuất protein miễn dịch dẫn đến loại bỏ mầm bệnh;
- IgG cũng liên kết và vô hiệu hóa các chất độc;
- IgG cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc gây độc qua trung gian tế bào phụ thuộc vào kháng thể (ADCC) và phân giải protein qua trung gian kháng thể nội bào , trong đó nó liên kết với TRIM21 (thụ thể có ái lực lớn nhất với IgG ở người) để hướng các virion đánh dấu đến proteasome trong bào tương;
- IgG cũng liên quan đến phản ứng quá mẫn loại II và loại III.
Các kháng thể IgG được tạo ra sau khi xảy ra sự chuyển đổi lớp và trưởng thành của phản ứng kháng thể, do đó chúng tham gia chủ yếu vào phản ứng miễn dịch thứ cấp.
IgG được tiết ra như một monomer có kích thước nhỏ cho phép nó dễ dàng đi đến các mô. Đây là isotype kháng thể duy nhất có các thụ thể để tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển qua nhau thai người, do đó cung cấp sự bảo vệ cho thai nhi trong tử cung. Cùng với IgA được tiết ra trong sữa mẹ, IgG được hấp thụ qua nhau thai cung cấp cho trẻ sơ sinh khả năng miễn dịch dịch thể trước khi hệ thống miễn dịch của chính trẻ phát triển. Sữa non chứa một tỷ lệ cao IgG, đặc biệt là sữa non của bò. Ở những người có khả năng miễn dịch trước với mầm bệnh, IgG xuất hiện khoảng 24-48 giờ sau khi kích thích kháng nguyên.
Vì vậy, trong sáu tháng đầu đời, trẻ sơ sinh có cùng kháng thể với mẹ và trẻ có thể tự bảo vệ mình trước mọi tác nhân gây bệnh mà mẹ gặp phải trong đời (dù chỉ qua tiêm chủng) cho đến khi các kháng thể này bị suy giảm. Nguồn cung cấp các globulin miễn dịch này rất quan trọng đối với trẻ sơ sinh, đối tượng rất nhạy cảm với các bệnh nhiễm trùng, đặc biệt là trong hệ hô hấp và tiêu hóa.
IgG cũng tham gia vào quá trình điều chỉnh các phản ứng dị ứng. Theo Finkelman, có hai con đường gây phản vệ toàn thân: kháng nguyên có thể gây phản vệ toàn thân ở chuột thông qua con đường cổ điển bằng cách liên kết ngang IgE gắn với thụ thể tế bào mast FcεRI, kích thích giải phóng cả histamine và yếu tố hoạt hóa tiểu cầu (PAF). Trong con đường thay thế, các kháng nguyên tạo phức với IgG, sau đó liên kết chéo với thụ thể FcγRIII của đại thực bào và chỉ kích thích giải phóng PAF.
Các kháng thể IgG có thể ngăn ngừa phản vệ qua trung gian IgE bằng cách ngăn chặn một kháng nguyên cụ thể trước khi nó liên kết với phức hợp IgE liên kết với tế bào mast. Do đó, các kháng thể IgG ngăn chặn phản vệ toàn thân do một lượng nhỏ kháng nguyên gây ra nhưng có thể làm trung gian cho phản vệ toàn thân do số lượng lớn hơn.
Cấu trúc
Kháng thể IgG là các protein hình cầu lớn với trọng lượng phân tử khoảng 150 kDa được tạo thành từ bốn chuỗi peptit. Nó chứa hai chuỗi nặng γ (gamma) giống hệt nhau khoảng 50 kDa và hai chuỗi nhẹ giống hệt nhau khoảng 25 kDa, do đó có cấu trúc bậc bốn tetrameric. Hai chuỗi nặng được liên kết với nhau và với mỗi chuỗi nhẹ bằng liên kết disulfide. Tetramer tạo thành có hai nửa giống nhau, hợp với nhau tạo thành hình dạng giống Y. Mỗi đầu của nhánh chứa một vị trí liên kết kháng nguyên giống hệt nhau. Các vùng và miền khác nhau của IgG điển hình được mô tả trong Hình 1. Các vùng Fc của IgG tại vị trí cao mang N-glycosyl hóa được bảo tồn tại asparagine 297 trong vùng không đổi của chuỗi nặng. N-glycans gắn vào vị trí này chủ yếu là cấu trúc bậc hai, lõi được fucosyl hóa thuộc loại phức tạp. Ngoài ra, một lượng nhỏ N-glycans này cũng mang lại dư lượng GlcNAc liên kết với α-2,6-acid sialic. Thành phần N-glycan trong IgG có liên quan đến một số bệnh tự miễn dịch, nhiễm trùng và chuyển hóa.
Phân lớp
Có bốn phân lớp IgG (IgG1, 2, 3, và 4) ở người, được đặt tên theo mức độ phong phú của chúng trong huyết thanh (IgG1 là loại có nhiều nhất).
Lưu ý: Ái lực của IgG với các thụ thể Fc trên các tế bào thực bào là đặc trưng cho các loài riêng lẻ mà từ đó kháng thể chia thành lớp. Cấu trúc của các vùng bản lề (vùng 6 trong sơ đồ) góp phần tạo nên các đặc tính sinh học độc đáo của mỗi phân lớp IgG. Mặc dù có khoảng 95% sự giống nhau giữa các vùng Fc của chúng, nhưng cấu trúc của các vùng bản lề là tương đối khác nhau.
Do các đặc tính đối lập của các phân lớp IgG (có thể cà không thể sửa chữa; liên kết và không liên kết FcR), và thực tế là phản ứng miễn dịch với hầu hết các kháng nguyên bao gồm sự kết hợp của cả bốn phân lớp, thật khó để hiểu cách các phân lớp IgG có thể làm việc cùng nhau để tạo ra khả năng miễn dịch bảo vệ. Năm 2013, Mô hình tạm thời về chức năng IgE và IgG của người đã được đề xuất. Mô hình này gợi ý rằng IgG3 (và IgE) xuất hiện sớm trong một phản ứng. IgG3, mặc dù có ái lực tương đối thấp, cho phép hệ thống phòng thủ qua trung gian IgG tham gia vào hệ thống phòng thủ qua trung gian IgM trong việc loại bỏ các kháng nguyên ngoại lai. Sau đó, IgG1 và IgG2 có ái lực cao hơn được tạo ra. Sự cân bằng tương đối của các phân lớp này, trong bất kỳ phức hợp miễn dịch nào hình thành, giúp xác định sức mạnh của các quá trình viêm xảy ra sau đó. Cuối cùng, nếu kháng nguyên vẫn tồn tại, IgG4 có ái lực cao được tạo ra, giúp giảm viêm bằng cách giúp ngăn chặn các quá trình qua trung gian FcR.
Khả năng tương đối của các phân lớp IgG khác nhau trong việc sửa chữa bổ thể có thể giải thích nguyên nhân của một số phản ứng kháng thể chống người hiến tặng lại gây hại cho mảnh ghép sau khi cấy ghép nội tạng.
Trong một mô hình chuột bị thiếu máu qua trung gian tự kháng thể bằng cách sử dụng biến thể chuyển đổi isotype IgG của một tự kháng thể kháng hồng cầu, người ta thấy rằng IgG2a của chuột vượt trội hơn IgG1 trong việc kích hoạt bổ thể. Hơn nữa, người ta thấy rằng isotype IgG2a có thể tương tác rất hiệu quả với FcgammaR. Do đó, liều lượng IgG1 cao hơn 20 lần, liên quan đến tự kháng thể IgG2a, cần có để gây ra bệnh lý qua trung gian tự kháng thể. Điều quan trọng cần nhớ là IgG1 của chuột và IgG1 của người không nhất thiết phải giống nhau về chức năng, và việc suy luận về chức năng kháng thể của người từ các nghiên cứu trên chuột phải được thực hiện hết sức cẩn thận. Tuy nhiên, điều vẫn đúng là cả kháng thể của người và chuột đều có những khả năng khác nhau để sửa chữa bổ thể và liên kết với các thụ thể Fc.
Vai trò trong chẩn đoán
Việc đo lượng immunoglobulin G có thể là một công cụ chẩn đoán cho một số bệnh nhất định, chẳng hạn như viêm gan tự miễn dịch, nếu được chỉ định bởi các triệu chứng nhất định. Về mặt lâm sàng, mức độ kháng thể IgG đo được thường được coi là dấu hiệu cho thấy tình trạng miễn dịch của một cá nhân đối với các tác nhân gây bệnh cụ thể. Một ví dụ phổ biến của thực hành này là các bảng hiệu giá được rút ra để chứng minh khả năng miễn dịch huyết thanh đối với bệnh sởi, quai bị và rubella (MMR), vi rút viêm gan B và varicella (thủy đậu), giữa những người khác nhau.
Xét nghiệm IgG không được chỉ định để chẩn đoán dị ứng.
Xem thêm :