Quá mẫn và bệnh thận

PGS.TS. Hà Hoàng Kiệm, BVQY 103, HVQY

1. Khái niệm

Quá mẫn hay còn gọi là phản ứng quá mẫn là hệ miễn dịch của một người nào đó quá mẫn cảm với một tác nhân nào đó gây ra phản ứng quá mức có hại, đôi khi gây tử vong thay vì phải bảo vệ.

Quá mẫn được chia làm 4 type dựa vào cơ chế và thời gian xảy ra phản ứng.

1.1. Quá mẫn type I

Quá mẫn type I còn gọi là quá mẫn tức thì (vì phản ứng xảy ra vài giây, vài phút sau khi dị nguyên xâm nhập) hay quá mẫn qua trung gian kháng thể IgE.

Phản ứng thường liên quan đến da (mày đay và chàm), niêm mạc như: mắt (viêm kết mạc), mũi họng (chảy nước mũi, viêm mũi), các mô phế quản phổi (hen) và đường tiêu hóa (viêm dạ dày ruột). Phản ứng có thể gây ra một loạt các triệu chứng từ khó chịu đến tử vong. Phản ứng thường diễn ra trong vòng 15 – 30 phút kể từ khi tiếp xúc với kháng nguyên, mặc dù đôi khi có thể khởi phát chậm (10 – 12 giờ).

– Pha cảm ứng:

Khởi đầu, dị nguyên xâm nhập vào da hoặc niêm mạc, các tế bào trình diện kháng nguyên (tế bào tua gai, đại thực bào, tế bào B) bắt giữ và thực bào các dị nguyên rồi theo con đường bạch huyết di chuyển tới hạch bạch huyết. Ở đây chúng trình diện kháng nguyên cho tế bào T hỗ trợ (Th hay TCD4+: Cluster of Diferenciation), các tế bào TCD4+ cư trú trong hạch. Tế bào TCD4+ khi tiếp xúc với kháng nguyên có sự tác động của một số cytokin như IL4, IL5, IL10 trôi nổi trong đó thì được hoạt hóa trở thành tế bào trưởng thành Th2. Th2 tiết ra một số interleukin trong đó có IL4. IL4 kích thích tế bào B sản xuất ra kháng thể IgE đặc hiệu cho kháng nguyên thay vì sản xuất ra IgM. Các IgE là các kháng thể ái tế bào, chúng bám dày đặc lên bề mặt tế bào Mast (dưỡng bào). Lúc này các tế bào Mast trở thành các chiến binh được trang bị đầy đủ sẵn sàng cho phản ứng. Việc sản sinh tế bào Th (TCD4+) liên quan đến di truyền nên dị ứng cũng xảy ra ở những cơ địa di truyền.

– Pha phản ứng:

Lần sau khi dị nguyên xâm nhập, tế bào Mast mà bề mặt của nó dày đặc các kháng thể IgE sẽ nhanh chóng gắn với kháng nguyên. Lúc này tế bào Mast tiết ra hàng loạt các chất trung gian viêm trong đó quan trọng là histamin. Histamin bám vào thụ thể H1, kích thích H1 gây giãn mạch, tăng tính thấm thành mạch, tăng tiết dịch nhầy, có thắt cơ trơn phế quản. Tế bào Mast còn tiết ra các yếu tố tiền viêm như IL4, IL5, IL10, leukotrien. Các yếu tố tiền viêm hấp dẫn các bạch cầu ái toan, bạch cầu ái kiềm, bạch cầu đa nhân, đại thực bào đến vùng có dị nguyên xâm nhập. Sinh thiết vùng phản ứng thấy chủ yếu xâm nhập tế bào Mast và tế bào ái toan. Các lekotrien như LTB4, LTC4 gây tác động giống histamin nhưng mạnh hơn gấp 10 lần, thu hút các bạch cầu đến ngay cả khi dị nguyên không còn nữa.

Cơ chế của phản ứng liên quan đến việc sản xuất nhiều IgE, để đáp ứng với một số kháng nguyên (thường được gọi là chất gây dị ứng hay dị nguyên). Cơ chế chính xác tại sao một số người dễ bị quá mẫn typ I chưa được biết rõ ràng, nhưng có yếu tố di truyền, nếu cha hoặc mẹ bị dị ứng thì 50% con của họ cũng bị dị ứng. Những người như vậy có ưu tiên hơn cho việc sản xuất nhiều tế bào Th2 tiết ra IL-4, IL-5 và IL-13, do đó có lợi cho việc chuyển đổi lớp IgE. IgE có ái lực rất cao với thụ thể của nó (Fcε; CD23) trên bề mặt tế bào mast và tế bào bạch cầu ái kiềm.

Hình 1. Sơ đồ cơ chế quá mẫn type I

Phản ứng quá mẫn type I xảy ra rất nhanh trong vòng vài phút, vài chục phút sau khi tiếp xúc với dị nguyên. Vì thế type 1 được gọi là phản ứng quá mẫn tức thì. Có thể có dị ứng muộn sau một vài giờ.

Lâm sàng có hai dạng biểu hiện: dạng nhẹ được gọi là dị ứng, dạng nặng được gọi là shock phản vệ.

Dị ứng biểu hiện: mày đay trên da, viêm da cơ địa, eczema, viêm mũi dị ứng, viêm kết mạc, hen phế quản, dị ứng thực phẩm, phù mạch…

Shock phản vệ: khó thở dữ dội, tụt huyết áp, trụy tim mạch, tím tái, có thể tử vong.

Các xét nghiệm chẩn đoán quá mẫn tức thì bao gồm xét nghiệm da (chích và lẩy da), đo tổng lượng IgE và kháng thể IgE đặc hiệu chống lại các chất gây dị ứng nghi ngờ. IgE toàn phần và các kháng thể IgE đặc hiệu được đo bằng phương pháp xét nghiệm miễn dịch enzym (ELISA) sửa đổi. Nồng độ IgE tăng là dấu hiệu của tình trạng dị ứng, mặc dù IgE có thể tăng cao trong một số bệnh không phải bệnh dị ứng (ví dụ: u tủy, nhiễm giun sán, v.v.).

Điều trị: sử dụng kháng histamin với trường hợp nhẹ, với trường hợp nặng cần dùng corticoid hặc epinephrin (adrenalin). Cần theo dõi bệnh nhân vì đôi khi triệu chứng giảm xong lại trở nặng ngay.

1.2. Quá mẫn type II

Quá mẫn type II còn gọi là quá mẫn gây độc tế bào qua trung gian kháng thể.

Loại quá mẫn này thường nhằm vào một vài loại mô hay cơ quan cụ thể, trong khi quá mẫn type III cũng qua trung gian  phức hợp kháng nguyên – kháng thể nhưng không trực tiếp gây độc tế bào bởi kháng thể và tổn thương có tính hệ thống vì phức hợp kháng nguyên – kháng thể lưu hành trong máu.

Do lỗi của hệ miễn dịch, các tế bào B gây phản ứng tự thân lẽ ra phải được loại trừ trong quá trình trưởng thành ở tổ chức hạch, nhưng chúng lại tồn tại và trở nên bị kích hoạt sản xuất ra các kháng thể IgG với sự trợ giúp của tế bào TCD4+ (tế bào T hỗ trợ). Các kháng thể IgG gắn vào kháng nguyên trên bề mặt tế bào vật chủ.

Có hai loại kháng nguyên liên quan đến quá mẫn type II là:

– Kháng nguyên tự thân hay tự kháng nguyên là kháng nguyên của chính tế bào vật chủ. Ví dụ kháng nguyên là phân tử phosphlipase A2 receptor trên thành tế bào biểu mô cầu thận (tế bào podocyte) trong bệnh viêm cầu thận màng nguyên phát.

– Kháng nguyên ngoại sinh từ bên ngoài xâm nhập vào và gắn lên bề mặt tế bào vật chủ. Ví dụ phân tử penicillin gắn lên màng tế bào hồng cầu, một IgG hoặc hiếm hơn là IgM bám vào phân tử penicillin tạo ra liên kết kháng nguyên – kháng thể (chúng ta chỉ gọi phức hợp kháng nguyên – kháng thể khi phức hợp miễn dịch này tự do, còn khi kháng thể gắn vào kháng nguyên trên tế bào thì không gọi là phức hợp miễn dịch). Hiện tượng này là bình thường và có tính chất bảo vệ nếu mục tiêu tấn công của kháng thể là vi sinh vật lạ, nhưng nếu mục tiêu là các tế bào vật chủ thì đây lại là vấn đề. Thiếu máu tan máu do thuốc, giảm bạch cầu hạt và giảm tiểu cầu là những ví dụ về kháng nguyên ngoại sinh gắn lên tế bào vật chủ.

Có 4 cơ chế gây độc tế bào trong quá mẫn type II:

– Khi kháng thể gắn vào kháng nguyên trên bề mặt tế bào nó hoạt hóa hệ bổ thể, kết quả các mảnh C3a, C4a, C5a của bổ thể hấp dẫn các bạch cầu trung tính tới. Các bạch cầu giải phóng ra các enzyme như peroxydase, myeloperoxydase, proteinase, tạo ra các phân tử có gốc oxy hóa, các phân tử này gây tổn thương màng tế bào.

– Hệ bổ thể được hoạt hóa tạo ra bổ thể tấn công màng (MAC), các bổ thể tấn công màng bám trên màng tế bào và tạo ra vô số các lỗ thủng trên màng, do chênh lệc áp xuất thẩm thấu giữa trong và ngoài tế bào, nước tràn vào tế bào qua các lỗ thủng và phá vỡ tế bào.

– Khi kháng thể gắn vào tế bào, chúng hoạt hóa hệ bổ thể, các mảnh C5b của bổ thể gắn vào màng tế bào gây hiện tượng opsonin hóa tế bào giúp các đại thực bào dễ dàng nhận diện và bám dính vào tế bào đích để thực bào, vì bề mặt các đại thực bào có sẵn các thụ cảm thể với C5b.

– Gây độc tế bào qua trung gian tế bào: phức hợp tế bào – kháng thể được tế bào giết tự nhiên NK dễ dàng nhận ra vì chúng có thụ cảm thể với Fc của kháng thể. Tế bào NK gắn vào phần Fc của kháng thể và tiết ra các hạt độc tố granzyme, perforin, các hạt độc tố tạo ra các lỗ thủng trên màng tế bào đích. Các lỗ này không chỉ cho dịch thấm vào mà còn cho các enzyme phân hủy protein như granzyme, granulysine xâm nhập vào trong tế bào và khởi động quá trình chết tế bào theo chương trình (chết rụng tế bào).

Có loại quá mẫn type II không gây độc tế bào mà gây rối loạn chức năng tế bào do phức hợp kháng thể – tế bào không gây chết tế bào mà làm thay đổi họat động chức năng của tế bào đích. Bệnh nhược cơ là một ví dụ, kháng thể kháng thụ thể acetylcholin gắn vào thụ thể acetylcholin ở màng sau xinap, cản trở quá trình dẫn truyền thần kinh gây ra nhược cơ. Bệnh cường giáp, kháng thể kích thích kháng thụ thể tuyến giáp gắn vào thụ thể tế bào tuyến giáp đã kích thích tế bào tăng tổng hợp hormon giáp gây ra bệnh Basedow.

Hình 2. Cơ chế bệnh nhược cơ (quá mẫn type II)

Thời gian phản ứng của quá mẫn type II là vài phút đến hàng giờ. Quá mẫn Typ II chủ yếu qua trung gian kháng thể của các lớp IgM hoặc IgG và bổ thể. Thực bào và tế bào K cũng đóng một vai trò quan trọng.

Sinh thiết mô tổn thương thấy chứa kháng thể, bổ thể và bạch cầu trung tính.

Các rối loạn liên quan đến quá mẫn type II bao gồm: Thải tạng ghép tối cấp, Coombs dương tính trong bệnh thiếu máu tan máu, viêm tuyến giáp Hashimoto, bệnh kháng màng nền cầu thận (Hội chứng Goodpasture), đái tháo đường type 1 (phá hủy tế bào beta đảo tụy là quá mẫn type II).

Các xét nghiệm chẩn đoán bao gồm phát hiện kháng thể lưu hành chống lại các mô liên quan và sự có mặt của kháng thể và bổ thể trong tổn thương (sinh thiết) bằng phương pháp nhuộm miễn dịch huỳnh quang. Kiểu bắt màu thường mịn và dạng đường kẻ, chẳng hạn như thấy trong bệnh viêm thận Goodpasture (màng nền cầu thận và màng nền phế nang mao mạch phổi) và bệnh da bọng nước (protein gian bào da, phức hợp liên kết phụ thuộc Calci chính ở thượng bì).

Điều trị bằng các thuốc chống viêm và ức chế miễn dịch.

1.3. Quá mẫn type III

Quá mần type III còn gọi là quá mẫn qua trung gian phức hợp miễn dịch hay bệnh phức hợp miễn dịch.

Lưu ý chỉ các phức hợp tạo bởi kháng thể tự do gắn với kháng nguyên tự do mới được gọi là phức hợp miễn dịch, còn trường hợp kháng thể gắn lên kháng nguyên trên tế bào như quá mẫn type II thì không gọi là phức hợp miễn dịch.

Quá mẫn type III xảy ra khi phức hợp kháng nguyên – kháng thể hình thành và lưu hành trong máu rồi lắng đọng ở các thành mạch máu. Thông thường chúng lắng đọng ở các nơi có quá trình lọc máu như cầu thận, màng hoạt dịch khớp.

Khi dư thừa kháng nguyên thì phức hợp miễn dịch nhỏ, bổ thể không được kích hoạt, chúng ít khi gây ra phản ứng viêm. Khi dư thừa kháng thể thì phức hợp miễn dịch có kích thước lớn, chúng dễ dàng bị các đại thực bào bắt giữ và tiêu hủy, ít khi gây lắng đọng. Khi lượng kháng nguyên và kháng thể tương đương nhau hoặc dư thừa ít kháng nguyên thì thường gây lắng đọng.

Các phức hợp miễn dịch màng điện tích dương sẽ lắng đọng và bị giữ lại ở màng nền các mao mạch vì màng nền các mao mạch có lớp điện tích âm. Khi đã lắng đọng vào màng nền, các phức hợp miễn dịch khởi động phản ứng hoạt hóa bổ thể tạo ra các mảnh C3a, C4a, C5a và phức hợp tấn công màng. Các mảnh C3a, C4a, C5a gây tăng tính thấm mao mạch và hấp dẫn các tế bào bạch cầu tập trung đến vùng phức hợp miễn dịch lắng đọng gây ra phản ứng viêm. Ở quá mẫn type II, các C3a, C4a, C5a chỉ tạo ra với số lượng ít nên chỉ tác động tại chỗ, còn quá mẫn type III chúng được tạo ra với số lượng lớn nên hấp dẫn nhiều bạch cầu trung tính, đại thực bào đến và các bạch cầu này tiết ra các cytokin, các enzyme phân hủy và cả các gốc oxy hóa gây phá hủy thành mạch. Quá trình hoạt  hóa bổ thể còn tạo ra các phức hợp bổ thể tấn công màng gây tổn thương tế bào.

Những vị trí thường bị lắng đọng phức hợp miễn dịch và bị tổn thương do quá mẫn type III là cầu thận, màng hoạt dịch khớp (vì tạo ra chất hoạt dịch). Cơ chế là các phức hợp miễn dịch trong máu tới lắng đọng ở mô chứ không phải phản ứng kháng nguyên – kháng thể xảy ra tại các cơ quan tổn thương. Vì hoạt hóa số lượng lớn bổ thể nên một số bổ thể trong huyết thanh bị tiêu thụ với số lượng lớn gây giảm bổ thể trong máu, mức độ giảm bổ thể trong máu thường liên quan đến mức độ hoạt động của bệnh.

Các phản ứng quá mẫn type III thường gặp là: bệnh huyết thanh, lupus ban đỏ hệ thống (SLE), viêm khớp dạng thấp (RA), chứng viêm mạch leukocytoclastic, cryoglobulinemia, viêm phổi quá mẫn, và một số loại viêm cầu thận như các bệnh cầu thận nguyên phát, bệnh thận do lupus ban đỏ hệ thống. Phản ứng quá mẫn type III tiến triển từ 4 đến 10 ngày sau khi tiếp xúc với kháng nguyên, và nếu tiếp xúc với kháng nguyên tiếp tục, có thể trở thành mạn tính.

Chẩn đoán cần sinh thiết mô để tìm lắng đọng của globulin miễn dịch và bổ thể bằng nhuộm miễn dịch huỳnh quang. Các chất lắng đọng thấy được khi nhuộm miễn dịch huỳnh quang ở bệnh nhân quá mẫn type III là dạng hạt (trái ngược với dạng đường kẻ ở Typ II như trong hội chứng Goodpasture). Xét nghiệm tìm sự có mặt của các phức hợp miễn dịch trong huyết thanh bằng đo độ đục qua trung gian polyethylene glycol (phép đo độ mờ) của xét nghiệm gắn C1q vào tế bào Raji được sử dụng để phát hiện các phức hợp miễn dịch. Xét nghiệm nồng độ bổ thể trong huyết tương giúp thêm cho chẩn đoán và theo dõi đợt hoạt động cũng như kết quả điều trị bệnh.

Xét nghiệm bổ thể trong huyết tương bệnh nhân một số bệnh cầu thận: Bệnh viêm cầu thận cấp sau nhiễm liên cầu thận là phản ứng quá mẫn type III, thấy C3 và CH50 giảm, C4 bình thường. Lupus ban đỏ hệ thống là quá mẫn type III (có cả quá mẫn type II) thấy giảm cả C3 và C4. Bệnh viêm cầu thận màng tăng sinh type 1, thấy giảm cả C3 và C4. Bệnh viêm cầu thận màng tăng sinh type 2 và 3 thấy giảm C3 còn C4 bình thường.

1.4. Quá mẫn type IV

Quá mẫn type IV còn gọi là quá mẫn độc tế bào qua trung gian tế bào T hay quá mẫn muộn.

Quá mẫn Typ IV liên quan đến cơ chế bệnh sinh của nhiều bệnh tự miễn và truyền nhiễm (bệnh lao, bệnh phong, bệnh da do nấm blastomycosis, bệnh histoplasmosis, toxoplasmosis, leishmaniasis, v.v.) và u hạt do nhiễm khuẩn và kháng nguyên lạ. Một dạng khác của quá mẫn muộn là viêm da tiếp xúc (cây sơn, hóa chất, kim loại nặng, v.v.) trong đó tổn thương sẩn nhiều hơn.

TCD4+ (Th): Tế bào T hỗ trợ chúng tiết cytokin để điều khiển và phối hợp hoạt động giữa các tế bào miễn dịch.

TCD8+: Tế bào T độc tế bào, chúng nhắm vào các mục tiêu cụ thể.

Ban đầu tế bào TCD8+ chưa gắn với kháng nguyên, chúng còn ở dạng thơ ấu. Khi kháng nguyên xâm nhập vào cơ thể được các tế bào trình diện kháng nguyên (tế bào tua gai, đại thực bào, tế bào B) bắt giữ và thực bào rồi theo hệ bạch huyết về hạch bạch huyết. Tại hạch bạch huyết chúng trình diện kháng nguyên cho tế bào TCD4+. TCD4+ sau khi kết nối với kháng nguyên trên bề mặt tế bào trình diện kháng nguyên thì sản xuất ra protein CD28. Protein CD28 bám dính vào protein B7 trên bề mặt tế bào trình diện kháng nguyên. Khi protein B7 gắn vào protein CD28 thì tế bào trình diện kháng nguyên tiết ra IL12 kích thích TCD4+  trở thành tế bào Th2 (TCD4+ đã trưởng thành), chúng có thể tiết ra IL2 có tác dụng kích hoạt các tế bào TCD4+ khác sinh sôi và tiết ra TNFγ có tác dụng kích hoạt đại thực bào. Đại thực bào tiết ra các men ly giải lysomomal enzyme, các chất gây oxy hóa cùng với bổ thể gây tổn thương mô. Các tế bào trình diện kháng nguyên tiết ra các yếu tố tiền viêm như IL1, IL6 hấp dẫn các tế bào bạch cầu tập trung vào vùng viêm ngày càng nhiều gây ra sẩn cục, ửng đỏ, sốt.

TCD8+ có thụ thể với phân tử MHC1 (phức hợp tương thích mô chính loại 1). Tất cả các tế bào có nhân trong cơ thể đều có phân tử MHC1. Khi các vi sinh vật xâm nhập vào trong các tế bào có nhân, tế bào sẽ trình diện kháng nguyên qua phân tử MHC1. TCD8+ sẽ sử dụng thụ thể của nó liên kết với kháng nguyên trên phân tử MHC1 của tế bào bị vi sinh vật xâm nhập và phóng thích ra các hạt độc tố (granzyme) và perforin. Các enzyme và protein này sẽ xuyên thủng và tạo các lỗ trên màng tế bào đích. Các lỗ này cho phép các enzyme phân hủy vào tế bào và kích hoạt quá trình tế bào chết theo chương trình (chết rụng tế bào).

Hình 3. Hai kiểu tổn thương mô trong quá mẫn type IV.

Các rối loạn liên quan đến phản ứng loại IV bao gồm hội chứng Stevens-Johnson, hoại tử thượng bì nhiễm độc (SJS/TEN), phát ban do thuốc với tăng bạch cầu ái toan và các triệu chứng toàn thân (DRESS), viêm da tiếp xúc (ví dụ: cây sơn), viêm phổi kẽ quá mẫn bán cấp và mạn tính, thải ghép đồng loại cấp tính và mạn tính , đáp ứng miễn dịch với bệnh lao và nhiều dạng quá mẫn với thuốc.

Các xét nghiệm chẩn đoán in vivo bao gồm phản ứng muộn trên da (ví dụ: xét nghiệm Montoux) và xét nghiệm miếng dán (đối với viêm da tiếp xúc). Các xét nghiệm in vitro đối với quá mẫn muộn bao gồm đáp ứng phân bào, độc tính tế bào lympho và sản xuất IL-2.

Điều trị: sử dụng Corticosteroid và các chất ức chế miễn dịch khác.

2. Bệnh thận liên quan với các type quá mẫn

– Thải thận ghép tối cấp liên quan với phản ứng quá mẫn type II.

– Một số bệnh cầu thận liên quan với quá mẫn type II: Hội chứng Goodpastrue (kháng nguyên là protein trong màng nền cầu thận và màng nền phế nang mao mạch phổi), bệnh cầu thận màng nguyên phát (kháng nguyên là phân tử phospholipase A2 Receptor có trong thành phần màng của chân các tế bào podocyte).

– Các bệnh cầu thận nguyên phát liên quan đến quá mẫn type III (quá mẫn qua trung gian phức hợp kháng nguyên – kháng thể): viêm cầu thận cấp sau nhiễm liên cầu khuẩn, viêm cầu thận màng tăng sinh, viêm cầu thận gian mạch mao mạch, viêm cầu thận hình liềm ngoài mao mạch (viêm cầu thận tiến triển nhanh)…

– Bệnh thận do lupus ban đỏ hệ thống liên quan với cả quá mẫn type III (phức hợp kháng nguyên – kháng thể kháng các thành phần nhân và các thành phần trong bào tương của tế bào lưu hành trong máu và lắng đọng ở cầu thận) và quá mẫn type II (người ta đã tìm thấy histon gắn lên tế bào cầu thận là mục tiêu của kháng thể kháng histon và phản ứng quá mẫn type II xảy ra).

– Thải thận ghép đồng loại cấp tính và mạn tính liên quan đến quá mẫn type IV.