Mối liên hệ kháng nguyên

Phản ứng chéo kháng nguyên còn là vấn đề trong việc áp dụng những thử nghiệm chẩn đoán huyết thanh. Nhiều phản ứng chéo có thể liên quan đến kháng nguyên cùng giống, khác giống và giữa kháng nguyên vi khuẩn và kháng nguyên không phải của vi khuẩn. Phản ứng chéo có thể liên quan đến những cấu trúc phức tạp hoặc chỉ những quyết định kháng nguyên nhỏ.

Chẳng hạn, trong số những vi khuẩn Gram dương, teichoic acids là hơi tương đồng với những loài khác; thậm chí chúng có thể phản ứng chéo với kháng nguyên bề mặt tế bào động vật có vú như tế bào hồng cầu (22). Đối với vi khuẩn Gram âm, thường có phản ứng chéo giữa LPSs (23). Không có gì là lạ khi vi khuẩn có cấu trúc carbohydrate giống nhau và giống với mô động vật và thực vật, như kháng nguyên glycolipid của M. pneumoniae sử dụng trong thử nghiệm CF (24).

Mặc dù vậy, phản ứng chéo, không luôn luôn có nghĩa là thử nghiệm không có giá trị. Nếu những kháng nguyên có tương đồng một phần hoặc giống nhau một ít về đáp ứng kháng thể với những kháng nguyên khác, có thể sẽ khó giải thích khi đo được ở nồng độ pha loãng huyết thanh thấp mà không đo được ở độ pha loãng cao hơn. Cũng vậy, nhiều phản ứng chéo có thể là nhỏ so với đáp ứng nổi bật hơn thu được từ những kháng nguyên khác của cùng vi khuẩn.

Mong muốn chọn kháng nguyên cho những thử nghiệm chẩn đoán huyết thanh mà ít bị ảnh hưởng nhất với sự biến đổi giữa chủng này với chủng khác và áp lực của sự lựa chọn hoặc sự thay đổi ngẫu nhiên sau khi vào cơ thể ký chủ. Sự biến thể của kháng nguyên (The antigenic variation) vốn được chứng minh trong việc định type và nhóm. Chẳng hạn, nhiều nang polysaccharides của S. pneumoniae đặt ra vấn đề cho cả chẩn đoán huyết thanh và miễn dịch học thậm chí chúng là then chốt cho những yếu tố độc lực (25). Ngoại trừ những thay đổi hiện nay ở phòng xét nghiệm, có thể phát hiện trước chủng hiện tại và chủng lưu hành là khác nhau giữa vùng này và vùng khác. Điều này được thấy rõ trong sự đáp ứng khác nhau đo được ở một số bệnh nhân Châu Âu bị bệnh Lyme so với những bệnh nhân ở Bắc Mỹ (26).

Sự cấy chuyển thường xuyên trong phòng xét nghiệm những chủng sử dụng làm cơ chất kháng nguyên có thể dẫn tới làm giảm độc lực cũng như làm thay đổi đáng kể bản chất kháng nguyên của vi khuẩn (the antigenic make-up of the bacterium). Sự tạo ra một số kháng nguyên in vivo không nhất thiết phải bắt chước như trong phòng xét nghiệm. Sử dụng chủng gần “hoang dại” (wild-type) đối chiếu với chủng thường hay chủng đã đăng ký được ưa chuộng. Sử dụng chủng đã đăng ký có thể không ngăn cản thực sự đáp ứng miễn dịch tất cả hay là không (on an all-or-none basis), nhưng có thể đánh giá được đáp ứng miễn dịch một cách đáng kể (but it may blunt the appreciable response considerably).

Gây nhiễm khuẩn ở động vật thí nghiệm hoặc chích vacxin thường được sử dụng để tiên đoán sớm những kháng nguyên chính liên quan đến nhiễm khuẩn ở người. Trong nhiều tình huống, nhiều nghiên cứu quả thực xác định những kháng nguyên chính chia sẻ với nhau, nhưng không phải tất cả các trường hợp. Một số kháng nguyên không nhất thiết tạo ra cùng kiểu hoặc giống mọi thứ ở người so với thực nghiệm trên động vật nhiễm khuẩn. Điều này không có gì làm ngạc nhiên từ khi có khá nhiều nhiễm khuẩn chỉ nhiễm tiên phát ở người mà không có ở động vật và ngược lại.

Sự phát triển các kháng thể đơn dòng không bỏ qua nhiều hạn chế do chúng thường có nguồn gốc từ chuột và khi có sự khác biệt lớn về đáp ứng miễn dịch giữa chuột và người.

Do đó tiêu chuẩn thực sự cho những nghiên cứu trong phòng xét nghiệm mà đáp ứng miễn dịch ở động vật chỉ là nền tảng để thực hiện trong một lĩnh vực rắc rối nếu không có lợi ích từ những sự thấu hiểu một số phần phản ứng.

Nhiều kháng nguyên vi khuẩn có thể khởi động cho đáp ứng miễn dịch sau quá trình nhiễm tự nhiên hay sau khi tiêm ngừa vắc-xin phòng bệnh. Những kháng nguyên ‘bảo vệ’ đó có khả năng làm nền tảng cho những thử nghiệm chẩn đoán huyết thanh. Còn đáp ứng với những kháng nguyên bảo vệ không luôn luôn bằng với đáp ứng thể dịch tối đa mà có thể thích hợp nhất cho mục đích chẩn đoán huyết thanh. Thực vậy, có thể khó đạt được đáp ứng với kháng nguyên bảo vệ mà cho phép tác nhân bị nhiễm lại.

Việc xác định trạng thái kháng thể “dương tính”, nếu đặc hiệu, là trước tiên trong biểu hiện đáp ứng miễn dịch với vi khuẩn. Vi khuẩn có thể gây ra nhiễm khuẩn xâm lấn, nhiễm khuẩn bề mặt đơn giản chỉ là vi khuẩn thường trú. Trách nhiệm của nhiều kháng thể có thể thay đổi. Kháng thể có thể chỉ nhận ra một thành phần kháng nguyên, nhưng thực tế sự kết hợp kháng nguyên-kháng thể có thể không xảy ra. Quả thật, một số kháng nguyên nhận biết có thể ở bên trong và chỉ giải phóng ra khi tế bào bị vỡ để trình diện với hệ miễn dịch trong quá trình nhiễm khuẩn hay thực bào. Mặt khác, kháng thể có thể hoạt hóa những thành phần khác của hàng rào bảo vệ ký chủ tới mức độ mà sự tiêu diệt qua trung gian kháng thể gián tiếp kết quả là tạo ra sự cố định và hoạt hóa bổ thể. Cũng vậy, sự opsonin hóa vi khuẩn sau khi kháng thể kết hợp sẽ tạo điều kiện cho những hoạt tính của những tế bào thực bào. Do đó những phương pháp đo lường kháng thể có thể bao gồm hay không khả năng tương tác của nhiều kháng thể. Kháng thể đo được bằng phương pháp EIA bao gồm cả 2 dạng hoạt động và không hoạt động, trong khi thử nghiệm trung hòa chọn lọc những kháng thể hoạt động bởi hoạt động kháng khuẩn của nó. Do đó không thể coi tình trạng ‘dương tính’ có nghĩa là sự bảo vệ đầy đủ hoặc một phần. Thực tế, nhiều nhiễm khuẩn có thể tái lại dù có nhiễm khuẩn trước đây và có lượng kháng thể lưu hành dồi dào. Hơn nữa, khác với kháng thể trung hòa lưu hành có khả năng ức chế hoàn toàn hay một phần vi khuẩn trong máu, không đảm bảo rằng lượng nhiều trong máu sẽ bảo vệ cho nhiều nơi, như niêm mạc và trong não.

Do đó, liên quan giữa chẩn đoán huyết thanh và sự bảo vệ phải xác định là tách bạch.