HIV đánh bại hệ miễn dịch như thế nào?

HIV (tiếng Anh: human immunodeficiency virus) là một lentivirus (thuộc họ retrovirus) có khả năng gây hội chứng suy giảm miễn dịch mắc p...

HIV (tiếng Anh: human immunodeficiency virus) là một lentivirus (thuộc họ retrovirus) có khả năng gây hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải (AIDS), một tình trạng làm hệ miễn dịch của con người bị suy giảm cấp tiến. HIV lây nhiễm vào các tế bào miễn dịch của cơ thể con người là T-CD₄, đại thực bào. Khi số lượng các tế bào CD4+ giảm xuống dưới một mức giới hạn nào đó, sự miễn dịch qua trung gian tế bào bị vô hiệu và cơ thể dần dần yếu đi tạo điều kiện cho các nhiễm trùng cơ hội.

Cấu trúc của virus HIV

Về cấu trúc, HIV có dạng hình cầu, đường kính 100-120 nm gồm 3 lớp:

+ Lớp vỏ ngoài: Là một màng lipid kép, gắn trên màng này là các gai nhú, bản chất là các phân tử glycoprotein, phân tử này có hai phần là gp120 và gp41, các phân tử này có ái tính gắn rất cao với các phân tử CD4.

+ Lớp vỏ trong: Gồm 2 lớp protein có trọng lượng phân tử là 17 kilodalton (p17) và 24 kilodalton (p24).

 + Lớp lõi: Gồm bộ  gen chứa 3 gen cấu trúc:

·         Gen Gag (group specific antigen) là các gen mã hoá cho các kháng nguyên đặc hiệu của capsid của virus.

·         Gen Pol (polymerase) mã hoá cho các Enzym: reverve transcriptase (RT:Enzym sao mã ngược); protease và endonuclease (còn gọi kháng nguyên integrase).

·         Gen EnV (envelop) mã hoá cho glycoprotein lớp vỏ pepton của HIV.

HIV khác với nhiều loại virus ở chỗ có tính đột biến cao. 1 ngày khoảng 10 tỷ virus mới được tạo thành, cùng tỷ lệ đột biến cao khoảng 3x10^-5 trên mỗi nucleotide/chu kỳ sao chép và tính chất tái tổ hợp của sao chép ngược. Điều này tạo ra nhiều biến thể của HIV trong 1 ngày.

1. Quá trình nhiễm HIV.

Màu đỏ: Tải lượng virus HIV

Màu xanh: Số lượng tế bào T-CD4

Nhiễm HIV có 3 giai đoạn: giai đoạn nhiễm trùng cấp tính (còn gọi là nhiễm trùng tiên phát), giai đoạn tiềm ẩn và giai đoạn AIDS.

+ Giai đoạn cấp tính của nhiễm HIV là tăng virus trong máu. Virus nhân lên một cách nhanh chóng, dẫn đến có nhiều virus trong máu ngoại biên, có thể lên đến vài triệu hạt virus trong mỗi ml máu. Phản ứng này đi kèm với việc lượng tế bào T-CD₄ bị giảm đáng kể, dẫn đến biểu lộ các triệu chứng như sốt, bệnh lympho, viêm họng, lở loét miệng và thực quản, ban đỏ, mệt mỏi và đổ mồ hôi ban đêm… Giai đoạn này còn được gọi là hội chứng retrovirus cấp.

Hệ miễn dịch phản ứng lại bằng cách sản sinh ra các kháng thể, và hoạt hóa các tế bào T-CD₈ giết chết những tế bào bị nhiễm HIV. Hoạt động của T-CD₈ đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát lượng virus từ mức cao về mức ổn định, và phục hồi tạm thời số lượng tế bào T-CD₄.

+ Giai đoạn mạn tính: Lúc này, đáp ứng miễn dịch của bệnh nhân có thể kiểm soát số lượng virus trong máu. Các tế bào T-CD₈ tiêu diệt khoảng 10 triệu tế bào CD₄ nhiễm HIV trong 1 ngày, tuy nhiên số lượng này chỉ bằng 1/5 số lượng CD₄ nhiễm HIV. Có khoảng 10 tỷ virus HIV được tạo ra mỗi ngày, phần lớn bị bất hoạt bởi kháng thể hoặc không lây nhiễm được, chỉ có khoảng 10 triệu virus gây nhiễm mới cho tế bào T-CD₄. Theo thời gian, lượng tế bào T-CD₄ sụt giảm dần.

Trong suốt giai đoạn mạn tính, HIV hoạt động trong các hạch bạch huyết, làm cho các hạch này thường bị sưng do phản ứng với một số lượng lớn virus bị kẹt trong mạng lưới các tế bào tua hình nang. Các mô giàu tế bào T-CD₄ xung quanh cũng có thể bị nhiễm bệnh, các hạt virus tích tụ cả trong các tế bào bị nhiễm và ở dạng virus tự do.

+ Giai đoạn AIDS: Theo thời gian, HIV làm cạn dần các tế bào T-CD₄ dẫn đến làm giảm sự miễn dịch qua trung gian tế bào. Khi số lượng tế bào T-CD₄ giảm xuống dưới 200 tế bào/1 µL máu, xuất hiện nhiễm trùng cơ hội. Thông thường người bệnh sẽ chết các bệnh nhiễm trùng cơ hội và ung thư, trước khi HIV tấn công vào các tế bào thần kinh.

2. Lây nhiễm trong cơ thể.

HIV có thể lây nhiễm nhiều tế bào miễn dịch như T-CD4+, đại thực bào, tế bào thần kinh đệm… Ngoài cách lây truyền cổ điển, tức là virus dạng tự do bám vào thụ thể tế bào rồi xâm nhập, HIV còn có thể lây nhiễm trực tiếp từ tế bào sang tế bào (cell to cell) thông qua nhiều cơ chế như trình diện kháng nguyên… Cơ chế lây truyền trực tiếp từ tế bào sang tế bào được cho là hiệu quả hơn nhiều so với cách lây truyền cổ điển.

Lây truyền trực tiếp từ tế bào sang tế bào được coi là đặc biệt quan trọng trong các mô bạch huyết nơi tập trung các tế bào T-CD₄. Điều này cũng gia tăng tốc độ và hiệu quả của việc lây lan virus.

Cách lây lan cổ điển của virus

3. HIV đánh bại miễn dịch như thế nào?

Hoạt động của T-CD₈ đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát lượng virus. Khi tế bào T-CD₄ nhiễm virus HIV, các protein thành tố của HIV bị chia thành nhiều mảnh nhỏ và xuất hiện trên bề mặt ngoài cùng của tế bào. Những “epitopes” này sẽ gắn với các phân tử human leukocyte antigen (HLA) lớp I và hoạt động như một “đèn báo” của tế bào T-CD₈, cho biết tế bào này đã bị nhiễm bệnh và cần phải bị tiêu diệt.

Tế bào T-CD₄ đóng vai trò trung tâm của hầu hết các đáp ứng miễn dịch nên nhiễm HIV có ảnh hưởng rất lớn lên hệ thống miễn dịch. HIV làm ly giải các tế bào T-CD₄ hoặc bất hoạt chức năng của các tế bào này, khiến tế bào T-CD₄ không phát huy được vai trò “nhạc trưởng” hỗ trợ các tế bào có thẩm quyền miễn dịch khác thực thi vai trò bảo vệ hữu hiệu.

Do đó, quá trình tương tác và trình diện kháng nguyên không được thực hiện hiệu quả. Thậm chí, HIV còn lợi dụng quá trình này để lây truyền trực tiếp từ tế bào sang tế bào. T-CD₄ không được hoạt hóa, không nhận diện được kháng nguyên vì thế không sản xuất cytokin để hoạt hóa tế bào miễn dịch khác.

Hậu quả là các tế bào lympho B được hoạt hóa sản xuất kháng thể yếu, các tế bào T-CD₈ bị giảm khả năng phân chia và không hoạt động đủ mạnh để tiêu diệt toàn bộ số lượng tế bào nhiễm virus, các tế bào miễn dịch không đặc hiệu như Đại thực bào, bạch cầu đa nhân… cũng không được hoạt hóa đầy đủ và hóa ứng động chính xác. Nói chung, T-CD₄ bị giảm số lượng và chất lượng nên hệ miễn dịch bị suy yếu.

Có những người bị nhiễm HIV nhưng vẫn kiểm soát được tải lượng HIV cũng như duy trì số lượng T-CD₄ trong nhiều năm là do các tế bào miễn dịch T-CD₈ của họ có khả năng nhân lên rất nhanh khi gặp HIV. Chúng trực tiếp tiêu diệt các tế bào nhiễm virus, đồng thời sản sinh các protein đặc biệt giúp ức chế sự phân chia virus. Vì thế tải lượng virus thấp, lượng T-CD₄ bị tiêu diệt cân bằng với lượng T-CD₄ được sinh ra.

ĐK