บทที่ 1
                                   ความรู้เบืองต้นของระบบภูมคุ้มกัน
                                             ้              ิ

      ระบบภูมิคุมกันของมนุษย์มีอยูทวร่ างกาย เปรี ยบเหมือนกองทัพทหารที่ป้องกันประเทศ ประกอบด้วย
                 ้                   ่ ั่
ต่อมน้ าเหลือง (เป็ นที่อยูของเซลล์เม็ดเลือดขาว) คือ หน่วยทหาร และท่อน้ าเหลือง ที่ภายในจะเป็ น
                           ่
น้ าเหลือง และเซลล์เม็ดเลือดขาว เชื่อมต่อระหว่างต่อมน้ าเหลืองด้วยกันเอง และเชื่อมต่อเข้ากับเส้นเลือด คือ
เส้นทางเดินทัพของทหาร ม้าม ไขกระดูก ต่อมทอนซิล Payer's patch ที่อยูตามเยือบุทางเดินอาหาร เป็ นที่ต้ง
                                                                        ่     ่                          ั
ฐานทัพของทหาร
      สิ่งแปลกปลอมต่างๆรวมทั้งจุลชีพก่อโรคจะผ่านเข้าสู่ต่อมน้ าเหลืองจากตาแหน่งที่เข้าสู่ร่างกาย เข้าสู่
ต่อมน้ าเหลืองเฉพาะที่ และผ่านทางเส้นเลือดและท่อน้ าเหลืองกระจายไปทัวร่ างกาย
                                                                          ่

เซลล์ของระบบภูมคุ้มกัน ิ
      เซลล์ที่ทาหน้าที่ในระบบภูมิคุมกัน สร้างมาจาก stem cells ที่อยูในไขกระดูก แบ่งเป็ น
                                       ้                                ่
1) เซลล์ที่ทาหน้าที่กินสิ่งแปลกปลอม เช่น macrophage, monocyte, neutrophil
2) เซลล์ที่มี granule จานวนมาก ได้แก่ eosinophil, basophil และ
3) เซลล์เม็ดเลือดขาวขนาดเล็กที่เรี ยกว่า เซลล์ลิมโฟไซท์ (lymphocyte) ซึ่งแบ่งเป็ น 2 ชนิด คือ
    B cells และ T cells
          B cells ทาหน้าที่ผลิตภูมิคุมกันชนิดสารน้ าที่เรี ยกว่า แอนติบอดี โดยที่ B cell จะถูกกระตุนด้วย
                                     ้                                                             ้
แอนติเจน แล้วจึงเปลี่ยนเป็ น plasma cells เพื่อสร้างแอนติบอดีจาเพาะต่อแอนติเจนนั้น
          T cells ทาหน้าที่ดานการตอบสนองทางด้านเซลล์ เพื่อกาจัดสิ่งแปลกปลอมหรื อจุลชีพแบ่งเป็ น
                            ้
1) เซลล์ CD4 หรื อ helper T (Th) cells เป็ นเซลล์เม็ดเลือดขาวที่มีแอนติเจนชนิด CD4 บนผนังเซลล์ ทา
หน้าที่ส่งเสริ มเรี ยกเซลล์เม็ดเลือดขาวอื่น เช่น B cell ในการสร้างแอนติบอดีจาเพาะ และ T cells เพื่อการ
เปลี่ยนเป็ น cytotoxic T cells (CTL) ดังนั้น CD4+ T cells จึงมีความสาคัญมาก เพราะมีส่วนร่ วมในการทาให้
มีภูมิคุมกันทั้งแบบเซลล์และสารน้ า
        ้
2) เซลล์ CD8 หรื อ killer cells หรื อ suppressor cells เป็ นเซลล์เม็ดเลือดขาวที่มีแอนติเจนชนิด CD8 บนผนัง
เซลล์ ทาหน้าที่ทาลายเซลล์ที่ผดปกติหรื อที่ติดเชื้อจุลชีพ
                                 ิ
      เซลล์เม็ดเลือดขาวพวกนี้จะรู้ได้ว่าเซลล์ชนิดใดเป็ นสิ่งแปลกปลอม จากที่เซลล์ชนิดนั้นไม่มีโมเลกุลที่
ผิวเซลล์ HLA class I ชนิดเดียวกับเซลล์เม็ดเลือดขาวนั้น ส่วนสิ่งแปลกปลอมที่กระตุนระบบภูมิคุมกัน
                                                                                          ้          ้
เรี ยกว่า แอนติเจน (antigen) และตาแหน่งบนแอนติเจนที่จาเพาะในการกระตุนเรี ยกว่า epitope แบ่งเป็ น B-
                                                                                  ้
cell epitope กระตุน B-cell เพื่อสร้างแอนติบอดีจาเพาะ และ T-cell epitope กระตุน T-cell
                     ้                                                               ้
แอนติบอดี
      แอนติบอดี หรื อ อิมมูโนโกลบูลิน (immunoglobulin) เป็ นโปรตีนที่มีรูปร่ างคล้ายตัว Y เปรี ยบเหมือน
รถยนต์ ที่จะเปลี่ยนสีและรู ปร่ าง ตามลักษณะของเชื้อโรคที่จาเพาะนั้นๆ โดยที่ส่วนยอดของตัว Y จะมีความ
หลากหลายมากไม่เหมือนกันในแอนติบอดีจาเพาะต่อแอนติเจนแต่ละชนิด เรี ยกว่า variable region เป็ น
ตาแหน่งที่จบกับแอนติเจน ส่วนที่โคนตัว Y ของโมเลกุลแอนติบอดีจะบ่งบอกถึงชนิดของแอนติบอดีว่าเป็ น
             ั
class ไหน เช่น IgG, IgA, IgM, IgD, IgE เรี ยกว่า constant region แอนติบอดีกระจายอยูตามท่อน้ าเหลือง
                                                                                          ่
และเส้นเลือด แอนติบอดีจะจับกับสิ่งแปลกปลอม หรื อจุลชีพที่เข้ามาในร่ างกาย เพื่อการทาลายจุลชีพนั้นๆ
แอนติบอดีชนิด secretory IgA จะอยูตามช่องเยือบุต่างๆ ในน้ าตา น้ าลาย สารหลังในช่องทางเดินอาหาร
                                      ่          ่                               ่
ทางเดินหายใจ ท่อปัสสาวะ ช่องคลอด เป็ นต้น เพื่อยับยั้งไม่ให้จุลชีพ หรื อสิ่งแปลกปลอมผ่านเข้าร่ างกาย
ทางเยือบุ
       ่
Cytokines
      เป็ นโปรตีนที่สร้างจากเซลล์ในระบบภูมิคุมกัน เพื่อสื่อสารกันระหว่างเซลล์ cytokines ที่สร้างจาก T-
                                                   ้
และ B- cells ที่เรี ยกว่า lymphokines ได้แก่ interleukin (IL)และ interferon ส่วนที่สร้างจาก monocytes และ
macrophage เรี ยกว่า monokines โดย cytokines ที่หลังออกมาอาจทาหน้าที่เรี ยกเซลล์เม็ดเลือดขาวให้มา
                                                       ่
รวมกันที่ตาแหน่งที่มีสิ่งแปลกปลอม กระตุนการเพิ่มจานวนเซลล์ ทาให้เซลล์ในระบบภูมิคุมกันมีการ
                                              ้                                             ้
เปลี่ยนแปลง และ ทาลายเซลล์
ระบบ Complement
    เป็ นระบบที่ประกอบด้วยการทางานอย่างต่อเนื่องของโปรตีนหลายชนิด เพื่อช่วยแอนติบอดีในการ
ทาลายแบคทีเรี ย โดยที่โปรตีนเหล่านี้อยูในกระแสเลือดในรู ปของ inactive form ปฏิกิริยา complement เริ่ ม
                                       ่
จาก โปรตีน C1 ถูกกระตุนด้วยแอนติบอดีที่จบกับแอนติเจนเป็ น antigen-antibody complex แล้วจึงมีการ
                        ้                  ั
กระตุนโปรตีนในระบบอย่างต่อเนื่อง จนทาให้เซลล์เสียสมดุลของภายในเซลล์ ด้วยการเกิดรู ที่ผวเซลล์
     ้                                                                                    ิ
เซลล์จึงถูกทาลาย

Major histocompatibility complex (MHC)
      Peter Gorer เป็ นผูกล่าวถึง MHC ครั้งแรกในปี ค.ศ. 1936
                         ้
เกี่ยวกับแอนติเจนที่ผวเซลล์เม็ดเลือดแดงของหนู ต่อมามีการศึกษาต่อว่าแอนติเจนในกลุ่มนี้เกี่ยวข้องกับ
                       ิ
กลุ่มแอนติเจนที่สาคัญกับการรับหรื อ
ต่อต้านการเปลี่ยนอวัยวะ ที่เรี ยกว่า histocompatibility antigens และเรี ยกชื่อว่า
histocompatibility-2 (H-2) จนกระทังในช่วงปลายทศวรรษ 1960 จึงพบความเกี่ยวข้องแอนติเจนนี้กบการ
                                      ่                                                          ั
ตอบสนองของระบบภูมิคุมกัน    ้
และแบ่งเป็ นสองชนิดตามตาแหน่งบนยีน เป็ น class I และ class II
      ในมนุษย์มีการพบว่า human leukocyte antigen (HLA) system นั้นเป็ นกลุ่มของยีนที่สร้างแอนติเจน
เหมือน MHC genes ในหนู โดยที่ class I คือ HLA-A, -B, -C และ class II คือ HLA-DP, DQ และDR
แอนติเจนทั้งสอง classes ถูกสร้างอยูที่ผวเซลล์ เกี่ยวข้องกับแอนติเจนที่แสดงว่าเซลล์น้ นเป็ นเซลล์ของ
                                        ่ ิ                                          ั
ตัวเอง ปกติแอนติเจน MHC class I จะพบเพียง 1% ของโปรตีนที่อยูที่ผวเซลล์ทวไป แต่จะเพิ่มปริ มาณมาก
                                                                    ่ ิ           ั่
ขึ้นเมื่อถูกกระตุนด้วย cytokines บางชนิด เช่น interferon gamma สาหรับ Class II MHC อยูที่ผวเซลล์เฉพาะ
                 ้                                                                        ่ ิ
เช่น dendritic cells, macrophage, B cells, activated T-cells

Natural killer หรือ NK cells
      อินเตอร์เฟอรอน (Interferon) ที่ถกสร้างขึ้นจากเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัส กระตุนให้เซลล์ NK เพิ่มจานวน ซึ่ง
                                       ู                                      ้
จะไปทาลายเซลล์ติดเชื้อไวรัสแบบไม่จาเพาะ โดยไวรัสทาให้โมเลกุล MHC1 ที่ผวเซลล์ลดลง เซลล์ NK จะ
                                                                                ิ
ทาลายเซลล์น้ นแต่ไม่ทาลายเซลล์ที่มีโมเลกุล MHC1 เป็ นปกติ นอกจากนี้เซลล์ติดเชื้อไวรัสที่มีแอนติบอดี
                ั
มาจับที่ผวเซลล์ตรงที่มีส่วน epitopes ของไวรัสปรากฎอยู่ จะทาให้เซลล์ NK และ CTL มาทาลายเซลล์น้ น
           ิ                                                                                         ั
ได้ เรี ยกว่า Antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC)

บทที่ 1เรื่องภูมิคุ้มกัน

  • 1.
    บทที่ 1 ความรู้เบืองต้นของระบบภูมคุ้มกัน ้ ิ ระบบภูมิคุมกันของมนุษย์มีอยูทวร่ างกาย เปรี ยบเหมือนกองทัพทหารที่ป้องกันประเทศ ประกอบด้วย ้ ่ ั่ ต่อมน้ าเหลือง (เป็ นที่อยูของเซลล์เม็ดเลือดขาว) คือ หน่วยทหาร และท่อน้ าเหลือง ที่ภายในจะเป็ น ่ น้ าเหลือง และเซลล์เม็ดเลือดขาว เชื่อมต่อระหว่างต่อมน้ าเหลืองด้วยกันเอง และเชื่อมต่อเข้ากับเส้นเลือด คือ เส้นทางเดินทัพของทหาร ม้าม ไขกระดูก ต่อมทอนซิล Payer's patch ที่อยูตามเยือบุทางเดินอาหาร เป็ นที่ต้ง ่ ่ ั ฐานทัพของทหาร สิ่งแปลกปลอมต่างๆรวมทั้งจุลชีพก่อโรคจะผ่านเข้าสู่ต่อมน้ าเหลืองจากตาแหน่งที่เข้าสู่ร่างกาย เข้าสู่ ต่อมน้ าเหลืองเฉพาะที่ และผ่านทางเส้นเลือดและท่อน้ าเหลืองกระจายไปทัวร่ างกาย ่ เซลล์ของระบบภูมคุ้มกัน ิ เซลล์ที่ทาหน้าที่ในระบบภูมิคุมกัน สร้างมาจาก stem cells ที่อยูในไขกระดูก แบ่งเป็ น ้ ่ 1) เซลล์ที่ทาหน้าที่กินสิ่งแปลกปลอม เช่น macrophage, monocyte, neutrophil 2) เซลล์ที่มี granule จานวนมาก ได้แก่ eosinophil, basophil และ 3) เซลล์เม็ดเลือดขาวขนาดเล็กที่เรี ยกว่า เซลล์ลิมโฟไซท์ (lymphocyte) ซึ่งแบ่งเป็ น 2 ชนิด คือ B cells และ T cells B cells ทาหน้าที่ผลิตภูมิคุมกันชนิดสารน้ าที่เรี ยกว่า แอนติบอดี โดยที่ B cell จะถูกกระตุนด้วย ้ ้ แอนติเจน แล้วจึงเปลี่ยนเป็ น plasma cells เพื่อสร้างแอนติบอดีจาเพาะต่อแอนติเจนนั้น T cells ทาหน้าที่ดานการตอบสนองทางด้านเซลล์ เพื่อกาจัดสิ่งแปลกปลอมหรื อจุลชีพแบ่งเป็ น ้ 1) เซลล์ CD4 หรื อ helper T (Th) cells เป็ นเซลล์เม็ดเลือดขาวที่มีแอนติเจนชนิด CD4 บนผนังเซลล์ ทา หน้าที่ส่งเสริ มเรี ยกเซลล์เม็ดเลือดขาวอื่น เช่น B cell ในการสร้างแอนติบอดีจาเพาะ และ T cells เพื่อการ เปลี่ยนเป็ น cytotoxic T cells (CTL) ดังนั้น CD4+ T cells จึงมีความสาคัญมาก เพราะมีส่วนร่ วมในการทาให้ มีภูมิคุมกันทั้งแบบเซลล์และสารน้ า ้ 2) เซลล์ CD8 หรื อ killer cells หรื อ suppressor cells เป็ นเซลล์เม็ดเลือดขาวที่มีแอนติเจนชนิด CD8 บนผนัง เซลล์ ทาหน้าที่ทาลายเซลล์ที่ผดปกติหรื อที่ติดเชื้อจุลชีพ ิ เซลล์เม็ดเลือดขาวพวกนี้จะรู้ได้ว่าเซลล์ชนิดใดเป็ นสิ่งแปลกปลอม จากที่เซลล์ชนิดนั้นไม่มีโมเลกุลที่ ผิวเซลล์ HLA class I ชนิดเดียวกับเซลล์เม็ดเลือดขาวนั้น ส่วนสิ่งแปลกปลอมที่กระตุนระบบภูมิคุมกัน ้ ้ เรี ยกว่า แอนติเจน (antigen) และตาแหน่งบนแอนติเจนที่จาเพาะในการกระตุนเรี ยกว่า epitope แบ่งเป็ น B- ้ cell epitope กระตุน B-cell เพื่อสร้างแอนติบอดีจาเพาะ และ T-cell epitope กระตุน T-cell ้ ้
  • 2.
    แอนติบอดี แอนติบอดี หรื อ อิมมูโนโกลบูลิน (immunoglobulin) เป็ นโปรตีนที่มีรูปร่ างคล้ายตัว Y เปรี ยบเหมือน รถยนต์ ที่จะเปลี่ยนสีและรู ปร่ าง ตามลักษณะของเชื้อโรคที่จาเพาะนั้นๆ โดยที่ส่วนยอดของตัว Y จะมีความ หลากหลายมากไม่เหมือนกันในแอนติบอดีจาเพาะต่อแอนติเจนแต่ละชนิด เรี ยกว่า variable region เป็ น ตาแหน่งที่จบกับแอนติเจน ส่วนที่โคนตัว Y ของโมเลกุลแอนติบอดีจะบ่งบอกถึงชนิดของแอนติบอดีว่าเป็ น ั class ไหน เช่น IgG, IgA, IgM, IgD, IgE เรี ยกว่า constant region แอนติบอดีกระจายอยูตามท่อน้ าเหลือง ่ และเส้นเลือด แอนติบอดีจะจับกับสิ่งแปลกปลอม หรื อจุลชีพที่เข้ามาในร่ างกาย เพื่อการทาลายจุลชีพนั้นๆ แอนติบอดีชนิด secretory IgA จะอยูตามช่องเยือบุต่างๆ ในน้ าตา น้ าลาย สารหลังในช่องทางเดินอาหาร ่ ่ ่ ทางเดินหายใจ ท่อปัสสาวะ ช่องคลอด เป็ นต้น เพื่อยับยั้งไม่ให้จุลชีพ หรื อสิ่งแปลกปลอมผ่านเข้าร่ างกาย ทางเยือบุ ่ Cytokines เป็ นโปรตีนที่สร้างจากเซลล์ในระบบภูมิคุมกัน เพื่อสื่อสารกันระหว่างเซลล์ cytokines ที่สร้างจาก T- ้ และ B- cells ที่เรี ยกว่า lymphokines ได้แก่ interleukin (IL)และ interferon ส่วนที่สร้างจาก monocytes และ macrophage เรี ยกว่า monokines โดย cytokines ที่หลังออกมาอาจทาหน้าที่เรี ยกเซลล์เม็ดเลือดขาวให้มา ่ รวมกันที่ตาแหน่งที่มีสิ่งแปลกปลอม กระตุนการเพิ่มจานวนเซลล์ ทาให้เซลล์ในระบบภูมิคุมกันมีการ ้ ้ เปลี่ยนแปลง และ ทาลายเซลล์
  • 3.
    ระบบ Complement เป็ นระบบที่ประกอบด้วยการทางานอย่างต่อเนื่องของโปรตีนหลายชนิด เพื่อช่วยแอนติบอดีในการ ทาลายแบคทีเรี ย โดยที่โปรตีนเหล่านี้อยูในกระแสเลือดในรู ปของ inactive form ปฏิกิริยา complement เริ่ ม ่ จาก โปรตีน C1 ถูกกระตุนด้วยแอนติบอดีที่จบกับแอนติเจนเป็ น antigen-antibody complex แล้วจึงมีการ ้ ั กระตุนโปรตีนในระบบอย่างต่อเนื่อง จนทาให้เซลล์เสียสมดุลของภายในเซลล์ ด้วยการเกิดรู ที่ผวเซลล์ ้ ิ เซลล์จึงถูกทาลาย Major histocompatibility complex (MHC) Peter Gorer เป็ นผูกล่าวถึง MHC ครั้งแรกในปี ค.ศ. 1936 ้ เกี่ยวกับแอนติเจนที่ผวเซลล์เม็ดเลือดแดงของหนู ต่อมามีการศึกษาต่อว่าแอนติเจนในกลุ่มนี้เกี่ยวข้องกับ ิ กลุ่มแอนติเจนที่สาคัญกับการรับหรื อ ต่อต้านการเปลี่ยนอวัยวะ ที่เรี ยกว่า histocompatibility antigens และเรี ยกชื่อว่า histocompatibility-2 (H-2) จนกระทังในช่วงปลายทศวรรษ 1960 จึงพบความเกี่ยวข้องแอนติเจนนี้กบการ ่ ั ตอบสนองของระบบภูมิคุมกัน ้ และแบ่งเป็ นสองชนิดตามตาแหน่งบนยีน เป็ น class I และ class II ในมนุษย์มีการพบว่า human leukocyte antigen (HLA) system นั้นเป็ นกลุ่มของยีนที่สร้างแอนติเจน เหมือน MHC genes ในหนู โดยที่ class I คือ HLA-A, -B, -C และ class II คือ HLA-DP, DQ และDR แอนติเจนทั้งสอง classes ถูกสร้างอยูที่ผวเซลล์ เกี่ยวข้องกับแอนติเจนที่แสดงว่าเซลล์น้ นเป็ นเซลล์ของ ่ ิ ั ตัวเอง ปกติแอนติเจน MHC class I จะพบเพียง 1% ของโปรตีนที่อยูที่ผวเซลล์ทวไป แต่จะเพิ่มปริ มาณมาก ่ ิ ั่ ขึ้นเมื่อถูกกระตุนด้วย cytokines บางชนิด เช่น interferon gamma สาหรับ Class II MHC อยูที่ผวเซลล์เฉพาะ ้ ่ ิ เช่น dendritic cells, macrophage, B cells, activated T-cells Natural killer หรือ NK cells อินเตอร์เฟอรอน (Interferon) ที่ถกสร้างขึ้นจากเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัส กระตุนให้เซลล์ NK เพิ่มจานวน ซึ่ง ู ้ จะไปทาลายเซลล์ติดเชื้อไวรัสแบบไม่จาเพาะ โดยไวรัสทาให้โมเลกุล MHC1 ที่ผวเซลล์ลดลง เซลล์ NK จะ ิ ทาลายเซลล์น้ นแต่ไม่ทาลายเซลล์ที่มีโมเลกุล MHC1 เป็ นปกติ นอกจากนี้เซลล์ติดเชื้อไวรัสที่มีแอนติบอดี ั มาจับที่ผวเซลล์ตรงที่มีส่วน epitopes ของไวรัสปรากฎอยู่ จะทาให้เซลล์ NK และ CTL มาทาลายเซลล์น้ น ิ ั ได้ เรี ยกว่า Antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC)