Luận văn Giới thiệu về nguồn gốc, ứng dụng và các phương pháp sản xuất protein y sinh học

LÔØI MÔÛ ÑAÀU -1- LÔØI MÔÛ ÑAÀU Cuøng vôùi glucid vaø lipid, protein ñoùng moät vai troø quan troïng trong söï toàn taïi, sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa moïi sinh vaät. Nhieàu nghieân cöùu ñaõ laøm saùng toû caùc tính chaát, chöùc naêng cuûa protein, töø ñoù môû ra khaû naêng öùng duïng roäng raõi protein trong dinh döôõng, coâng ngheä thöïc phaåm, saûn xuaát hoaù chaát, y hoïc, döôïc phaåm… Baûn luaän vaên naøy seõ ñi vaøo giôùi thieäu veà nguoàn goác, öùng duïng vaø caùc phöông phaùp saûn xuaát protein y sinh hoïc. CHÖÔNG 1: GIÔÙI THIEÄU -2- CHÖÔNG 1 : GIÔÙI THIEÄU 1.1. KHAÙI QUAÙT: Caùc phaân töû protein laø cô sôû cuûa söï ña daïng veà caáu truùc vaø chöùc naêng cuûa moïi sinh vaät trong töï nhieân. Chuùng coù caáu truùc phöùc taïp hôn raát nhieàu so vôùi glucid, lipid vaø caû nucleic acid. Caùc protein coù caáu truùc khoâng gian 3 chieàu phöùc taïp khi ôû daïng töï nhieân (native) vaø ôû daïng naøy môùi coù hoaït tính sinh hoïc. Protein laø coâng cuï phaân töû hieän thöïc hoùa thoâng tin di truyeàn chöùa treân nucleic acid [8]. Protein y sinh hoïc laø nhöõng protein maø ngoaøi giaù trò dinh döôõng, chuùng coøn coù moät soá aûnh höôûng ñaëc bieät ñeán chöùc naêng sinh lyù cuûa cô theå, töø ñoù coù theå öùng duïng roäng raõi trong y döôïc hoïc. Protein ñaõ ñöôïc con ngöôøi söû duïng töø laâu, nhöng vieäc thu nhaän chuùng deã daøng vôùi soá löôïng lôùn vaø nhieàu chuûng loaïi töøng laø thaùch thöùc cho caùc nhaø khoa hoïc. Ngaøy nay, vôùi söï phaùt trieån maïnh meõ cuûa kyõ thuaät di truyeàn, coâng ngheä protein ñang coù nhöõng böôùc tieán vöôït baäc vôùi nhieàu thaønh töïu ngoaïn muïc. 1.2. PHAÂN LOAÏI CAÙC DAÃN XUAÁT PROTEIN Y SINH HOÏC: 1.2.1. Theo caáu taïo hoùa hoïc:  Amino acid: laø ñôn vò caáu truùc cuûa protein. Chuùng laø nhöõng hôïp chaát höõu cô maïch thaúng hoaëc maïch voøng, trong phaân töû chöùa ít nhaát moät nhoùm amin vaø moät nhoùm carboxyl. Ña soá caùc protein ñeàu ñöôïc caáu taïo töø 20 L--amino acid vaø 2 amide töông öùng. Caùc amino acid coù hoaït tính sinh hoïc ñaëc bieät laø tyrosine (taêng chuyeån hoaù cô baûn, kích thích cho treû em lôùn taêng cöôøng haáp thu calci), lysine, valine, cysteine, histidine (taêng cöôøng khaû naêng haáp thu khoaùng).  Peptide: laø chuoãi amino acid lieân keát vôùi nhau baèng lieân keát peptide. Thöôøng moät maïch polypeptide coù khoaûng 40 ñeán 500 amino acid. Nhieàu peptide coù hoaït tính sinh hoïc nhö insulin, glucagons, oxytocin, enkephalin, bradykinin…  Protein: phaân töû protein coù theå coù 4 baäc caáu truùc nhö sau: - Caáu truùc baäc 1: trình töï caùc amino acid theo maïch thaúng. - Caáu truùc baäc 2: söï saép xeáp thích hôïp trong khoâng gian cuûa moät chuoãi polypeptide, taïo thaønh caáu truùc xoaén oác vaø gaáp neáp. - Caáu truùc baäc 3: caáu truùc khoâng gian 3 chieàu phöùc taïp coù daïng sôïi, cuoän hay khoái caàu. - Caáu truùc baäc 4: caùc “phaàn döôùi ñôn vò” coù caáu truùc baäc 3 lieân hôïp vôùi nhau baèng lieân keát phi ñoàng hoùa trò (lieân keát hydro, töông taùc tónh ñieän, CHÖÔNG 1: GIÔÙI THIEÄU -3- töông taùc kî nöôùc…). Caùc phaàn döôùi ñôn vò naøy coù theå gioáng nhau hoaëc khaùc nhau vaø söï saép xeáp cuûa chuùng khoâng baét buoäc phaûi ñoái xöùng. 1.2.2. Theo chöùc naêng sinh hoïc:  Hormone: laø nhöõng chaát höõu cô ñöôïc saûn xuaát vôùi moät löôïng raát nhoû bôûi caùc teá baøo noäi tieát, baøi tieát tröïc tieáp vaøo maùu vaø vaän chuyeån tôùi caùc boä phaän khaùc nhau cuûa cô theå, töø ñoù taïo ra nhöõng taùc duïng sinh hoïc. Chöùc naêng chuû yeáu cuûa heä noäi tieát laø kieåm soaùt caùc quaù trình chuyeån hoùa khaùc nhau cuûa cô theå dieãn ra trong teá baøo, quaù trình vaän chuyeån vaät chaát qua maøng teá baøo hay caùc daïng khaùc cuûa hoaït ñoäng teá baøo nhö phaùt trieån vaø baøi tieát. Heä noäi tieát thöïc hieän chöùc naêng naøy thoâng qua caùc saûn phaåm cuûa noù laø hormone. Caùc hormone coù baûn chaát hoùa hoïc protein thöôøng laø caùc hormone cuûa vuøng döôùi ñoài, tuyeán yeân, tuyeán tuî nhö insulin, hormone taêng tröôûng…  Khaùng theå: laø nhöõng globulin xuaát hieän trong maùu cuûa ñoäng vaät khi ñöa khaùng nguyeân vaøo cô theå vaø coù khaû naêng lieân keát ñaëc hieäu vôùi caùc khaùng nguyeân ñaõ kích thích sinh ra noù. Nhö vaäy, khaùng theå nhö nhöõng “lính gaùc” baûo veä, nhaän bieát vaät laï ñeå loaïi tröø chuùng ra khoûi cô theå. Trong maùu ngöôøi coù caùc loaïi khaùng theå IgG, IgA, IgM, IgE, IgD.  Enzyme: laø nhöõng protein ñaëc bieät coù chöùc naêng xuùc taùc caùc phaûn öùng. Haàu heát caùc phaûn öùng cuûa cô theå soáng töø ñôn giaûn nhö phaûn öùng hydrat hoùa, phaûn öùng khöû nhoùm carboxyl ñeán phöùc taïp nhö sao cheùp maõ di truyeàn… ñeàu do enzyme xuùc taùc. 1.2.3. Theo khaû naêng öùng duïng: - Ñieàu trò: insulin, hormone taêng tröôûng, insulin… - Chaån ñoaùn: khaùng theå ñôn doøng… - Phaân tích: glucose oxidase, cholesterol oxidase… - Thöïc phaåm chöùc naêng - Myõ phaåm: collagen. - Moät soá lónh vöïc khaùc Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -4- CHÖÔNG 2 : KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC 2.1. TRONG ÑIEÀU TRÒ: 2.1.1. Insulin: Beänh tieåu ñöôøng laø moät trong nhöõng caên beänh ñe doïa nghieâm troïng tôùi söùc khoeû cuûa con ngöôøi. Treân theá giôùi, con soá nhöõng ngöôøi maéc beänh tieåu ñöôøng öôùc tính khoaûng töø 151 trieäu ñeán 171 trieäu (naêm 2000), vaø döï kieán con soá naøy seõ laø 221 trieäu (naêm 2010), naêm 2030 seõ leân ñeán 366 trieäu ngöôøi. Vaø ñöông nhieân, vieäc gia taêng con soá nhöõng ngöôøi maéc beänh tieåu ñöôøng seõ keùo theo söï gia taêng caùc bieán chöùng cuûa caên beänh naøy nhö beänh tim maïch vaø ñoät quî, beänh thaän, muø, caùc vaán ñeà veà thaàn kinh, nhieãm truøng lôïi vaø hoaïi töû… Theo öôùc tính, soá ngöôøi töû vong treân theá giôùi do beänh tieåu ñöôøng trong naêm 2000 laø 2,9 trieäu vaø con soá naøy seõ coøn tieáp tuïc taêng. Ñieàu ñoù ñoøi hoûi phaûi tìm ra nhöõng höôùng tieáp caän môùi cho vieäc ngaên ngöøa vaø ñieàu trò caên beänh naøy. Coù 3 loaïi beänh tieåu ñöôøng laø tieåu ñöôøng type I, type II vaø tieåu ñöôøng thôøi kì thai ngheùn:  Tieåu ñöôøng type I (tieåu ñöôøng phuï thuoäc insulin), tröôùc ñaây ñöôïc goïi laø tieåu ñöôøng ôû tuoåi vò thaønh nieân, thöôøng ñöôïc phaùt hieän ôû treû em, thanh thieáu nieân. Trong loaïi tieåu ñöôøng naøy, caùc teá baøo beta cuûa tuyeán tuïy khoâng coøn saûn xuaát insulin nöõa bôûi vì heä mieãn dòch cuûa cô theå ñaõ taán coâng vaø huyû dieät chuùng.  Tieåu ñöôøng type II (tieåu ñöôøng khoâng phuï thuoäc insulin), tröôùc ñaây ñöôïc goïi laø tieåu ñöôøng taán coâng ôû ngöôøi lôùn, laø daïng phoå bieán nhaát. Con ngöôøi coù theå maéc beänh daïng naøy ôû baát kì löùa tuoåi naøo, thaäm chí khi môùi maáy thaùng tuoåi. Daïng tieåu ñöôøng naøy xaûy ra do cô theå khoâng söû duïng insulin moät caùch hieäu quaû, thöôøng baét ñaàu baèng söï roái loaïn tieát insulin (do taêng ñöôøng huyeát maõn tính, taêng noàng ñoä acid beùo töï do), ñeà khaùng insulin ngoaïi bieân (chuû yeáu ôû cô vaø gan) vaø gan taêng saûn xuaát glucose quaù möùc.  Tieåu ñöôøng ôû thôøi kì thai ngheùn xaûy ra ôû moät soá phuï nöõ trong nhöõng giai ñoaïn cuoái cuûa thai kì. Maëc duø daïng tieåu ñöôøng naøy thöôøng maát ñi sau khi ñöùa treû ñöôïc sinh ra, nhöng moät phuï nöõ töøng bò loaïi beänh naøy coù nhieàu khaû naêng hôn ñeå tieán trieån thaønh tieåu ñöôøng type II trong töông lai. Tieåu ñöôøng ôû thôøi kì thai ngheùn gaây ra bôûi hormone do mang thai, hay do söï thieáu huït cuûa insulin. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -5- Hình 2.1. Caáu truùc ñaûo Langerhans cuûa tuyeán tuïy (Pancreas) Haøm löôïng ñöôøng trong maùu ñöôïc duy trì ôû möùc bình thöôøng laø do söï caân baèng giöõa caùc yeáu toá laøm taêng löôïng ñöôøng trong maùu (nhö glucagon, cortisol, catecholamine…) vôùi caùc yeáu toá laøm giaûm löôïng ñöôøng trong maùu [2]. Haøm löôïng ñöôøng trong maùu taêng coù theå gaây ra söï baøi tieát ñöôøng qua nöôùc tieåu, keát quaû laø bò maát glucose, ñoù chính laø beänh tieåu ñöôøng. Insulin laø hormone duy nhaát coù theå laøm giaûm löôïng ñöôøng trong maùu baèng caùch:  Taêng tính thaám glucose qua maøng teá baøo, ñoàng thôøi cuõng laøm taêng söï thaåm thaáu cuûa caùc ion K+ vaø phosphate voâ cô, taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho söï phosphoryl hoùa vaø söû duïng glucose. Caàn chuù yù raèng, coù moät soá toå chöùc khoâng nhaïy caûm vôùi insulin, do vaäy ôû nhöõng toå chöùc naøy insulin khoâng laøm thay ñoåi noàng ñoä glucose trong teá baøo (nhö toå chöùc thaàn kinh, baïch caàu, phoåi, thaän vaø nhaát laø gan). ÔÛ gan, glucose thaám qua maøng teá baøo moät caùch töï do duø coù hay khoâng coù maët insulin.  Taùc duïng tröïc tieáp chuyeån glycogen synthetase töø daïng khoâng hoaït ñoäng thaønh daïng hoaït ñoäng, do ñoù taêng cöôøng quaù trình chuyeån glucose thaønh glycogen.  Kích thích söï toång hôïp glucosekinase ôû gan, öùc cheá toång hôïp moät soá enzyme xuùc taùc söï taân taïo ñöôøng nhö pyruvat carboxylase…  Giaûm taùc duïng cuûa glucose 6-phosphatase.  ÖÙc cheá phaân huûy lipid, cho neân taêng cöôøng ñoát chaùy glucose. Do ñoù, khi khaû naêng tieát hormone naøy giaûm ñi (do moät soá nguyeân nhaân) thì insulin khoâng cung caáp ñuû cho cô theå, töø ñoù gaây ra beänh tieåu ñöôøng. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -6- Insulin ngöôøi- coâng thöùc hoùa hoïc: C257H383N65O77S6 - laø moät polypeptide bao goàm moät chuoãi A vôùi 21 amino acid vaø moät chuoãi B vôùi 30 amino acid, coù moät caàu noái disulfide trong chuoãi A vaø 2 caàu noái disulfide noái giöõa hai chuoãi A, B. Gene maõ hoùa insulin naèm treân nhieãm saéc theå soá 11, vò trí locus 11p15.5. Khi con ngöôøi tieâu hoaù thöùc aên, insulin ban ñaàu ñöôïc toång hôïp ôû daïng preproinsulin (tieàn insulin) treân ribosome ôû teá baøo beta trong ñaûo Langerhans cuûa tuyeán tuïy. Preproinsulin laø moät phaân töû daïng thaúng bao goàm: moät peptide tín hieäu chöùa 24 amino acid (SP), chuoãi B, peptide C vôùi 31 amino acid (C) vaø chuoãi A noái vôùi nhau theo thöù töï SP-B-C-A. Khi vaän chuyeån qua löôùi noäi chaát, peptide tín hieäu bò phaân caét bôûi enzyme signal peptidase taïo ra proinsulin (B-C-A). Proinsulin hình thaønh caàu noái disulfide trong löôùi noäi chaát, taïo neân caáu truùc baäc ba, sau ñoù bò phaân caét bôûi enzyme carboxypeptidase taïi lieân keát giöõa peptide vôùi chuoãi A vaø chuoãi B. Keát quaû cuoái cuøng cuûa quaù trình phaân caét taïo thaønh insulin. Hình 2.2. Caáu truùc cuûa phaân töû insulin Hình 2.3. Quaù trình hình thaønh insulin Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -7- Trong naêm 2005, nhu caàu insulin trò beänh tieåu ñöôøng öôùc tính khoaûng 4.000 ñeán 5.000 kg vaø döï kieán naêm 2010 laø 16.000 kg. Nhu caàu insulin cuûa theá giôùi vöôït qua con soá vaøi taán/naêm vaø vì theá, nguoàn cung caáp insulin ñang thieáu huït. Töø thaäp nieân 1920 ñeán nhöõng naêm ñaàu cuûa thaäp nieân 1980, insulin ñöôïc taïo ra baèng caùch coâ laäp töø tuyeán tuïy cuûa ñoäng vaät nhö heo, boø. Tuy nhieân, insulin ngöôøi coù söï khaùc bieät trong thaønh phaàn amino acid so vôùi insulin boø (hai vò trí trong chuoãi A, moät vò trí trong chuoãi B) vaø insulin heo (moät vò trí trong chuoãi B). Vì theá gaây ra nhöõng taùc duïng khoâng mong muoán (nhö dò öùng) khi söû duïng insulin coù nguoàn goác töø heo hay boø. Ngoaøi ra, quaù trình saûn xuaát vaø tinh saïch insulin töø ñoäng vaät cuõng gaëp nhieàu khoù khaên. Sau ñoù, caùc phöông phaùp baùn toång hôïp insulin ngöôøi töø insulin heo vaø boø ñaõ ñöôïc phaùt trieån baèng caùch söû duïng phaûn öùng chuyeån peptide (transpeptidation) vôùi trypsin, nhöng vaãn khoâng ñem laïi hieäu quaû cao. Söï ra ñôøi cuûa kó thuaät taùi toå hôïp DNA ñaõ taïo neân moät cuoäc caùch maïng thaät söï trong vieäc saûn xuaát insulin. Naêm 1982, laàn ñaàu tieân Coâng ty Genetech (Mó) ñöa ra thò tröôøng saûn phaåm insulin saûn xuaát baèng kó thuaät di truyeàn. Ñaây cuõng laø laàn ñaàu tieân trong lòch söû, caùc nhaø nghieân cöùu öùng duïng coâng ngheä sinh hoïc vaøo döôïc phaåm thaønh coâng. Keå töø ñoù, insulin ñöôïc saûn xuaát chuû yeáu baèng phöông phaùp naøy, vôùi chi phí thaáp vaø hieäu quaû cao. 2.1.2. Hormone taêng tröôûng: Hormone taêng tröôûng cuûa caùc loaøi vaät ñeàu coù caáu truùc phaân töû töông töï nhau, nhöng khoâng hoaøn toaøn gioáng nhau. Ñieàu ñaëc bieät laø hormone taêng tröôûng cuûa ngöôøi coù taùc duïng leân söï phaùt trieån cuûa chuoät; nhöng ngöôïc laïi, hormone taêng tröôûng cuûa ñoäng vaät nhö chuoät thì khoâng coù taùc duïng treân ngöôøi. Hormone taêng tröôûng cuûa ngöôøi (Human Growth Hormone-hGH) laø moät chuoãi 191 amino acid vôùi 2 caàu disulfide (giöõa amino acid 53 vaø 165, amino acid 182 vaø 189), coù phaân töû löôïng laø 22 kilodalton, ñöôïc tieát ra töø thuøy tröôùc cuûa tuyeán yeân [2]. Gene maõ hoùa hGH naèm treân nhieãm saéc theå soá 17, vò trí locus 17q22-17q24. Do caáu truùc phöùc taïp, hGH khoâng theå ñöôïc saûn xuaát baèng phöông phaùp toång hôïp hoaù hoïc bình thöôøng. Tröôùc naêm 1985, hGH phaûi ñöôïc trích ly töø tuyeán tieàn yeân cuûa xaùc ngöôøi ñeå chöõa trò cho treû em taêng tröôûng chaäm do khoâng theå ñieàu tieát hGH. Tuy nhieân, ñeán khoaûng ñaàu thaäp nieân 80, ngöôøi ta phaùt hieän ra moät soá treû em ñöôïc trò lieäu baèng hGH (laáy töø xaùc ngöôøi) bò nhieãm beänh Creutzfeldt-Jakob (moät beänh coù lieân heä ñeán beänh “boø ñieân” hay Mad Cow disease). Ñieàu naøy ñaõ gaây hoang mang trong giôùi y hoïc ñöông thôøi. May maén thay, cuøng luùc ñoù kó thuaät taùi toå hôïp DNA ñöôïc khaùm phaù; nhôø vaäy coâng ngheä sinh hoïc ñaõ ñöôïc aùp duïng ñeå gheùp gene maõ hoùa Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -8- hGH vaøo vi khuaån E. Coli. Töø ñoù, vieäc saûn xuaát hGH treân quy moâ lôùn ñöôïc baét ñaàu; vaø hGH trích ly töø xaùc ngöôøi khoâng coøn ñöôïc pheùp söû duïng nöõa. Hieän nay, hGH ñaõ ñöôïc Cô quan quaûn lyù thöïc phaåm vaø döôïc phaåm Hoa Kyø (FDA) cho pheùp söû duïng trong tröôøng hôïp treû em bò beänh chaäm lôùn hay ngöôøi lôùn khoâng coù khaû naêng ñieàu tieát hGH. Ñaây laø moät protein coù phaân töû löôïng cao neân khoâng theå ñöôïc baøo cheá thaønh thuoác vieân ñeå uoáng vì noù seõ bò phaân huûy bôûi acid vaø caùc enzyme (nhö pepsin) trong bao töû vaø cô quan tieâu hoaù. Do ñoù, ñeå söû duïng, beänh nhaân phaûi ñöôïc tieâm hoaëc truyeàn thuoác naøy thaúng vaøo ñöôøng maùu. Hình 2.4. Tuyeán yeân (Pituitary), vuøng döôùi ñoài (Hypothalamus) vaø vò trí cuûa chuùng ôû naõo boä Taêng tröôûng laø moät quy trình raát phöùc taïp vaø ñoøi hoûi söï tham gia moät caùch coù heä thoáng cuûa nhieàu yeáu toá khaùc nhau. Hai nhaø khoa hoïc Salmon vaø Daughaday cuûa tröôøng Ñaïi hoïc Washington ñaõ chöùng minh raèng cô cheá chính cuûa hGH trong quaù trình phaùt trieån cuûa cô theå laø kích thích gan vaø caùc moâ khaùc tieát ra IGF-I (Insulin-like Growth Factor–1). Chính IGF-I kích thích söï taêng tröôûng cuûa teá baøo xöông vaø teá baøo cô baép. Ngoaøi ra, hGH coøn coù taùc duïng tröïc tieáp leân moâ môõ, bieán môõ thaønh acid beùo töï do ñeå cung caáp naêng löôïng cho caùc teá baøo khaùc taêng tröôûng. Theâm vaøo ñoù, hGH coøn coù aûnh höôûng quan troïng ñeán quaù trình chuyeån hoùa cuûa protein, lipid vaø glucid. Vì vaäy, hGH coù aûnh höôûng quan troïng ñeán quaù trình phaùt trieån cuûa cô theå. Löôïng hGH trong maùu ñöôïc ñieàu hoøa bôûi hai kích thích toá ñoái nghòch: GHRF (Growth Hormone Releasing Factor) vaø GHIF (Growth Hormone Inhibitory Factor). Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -9- Hình 2.5. Caáu truùc hGH  Taùc duïng cuûa hGH ñoái vôùi treû em: ÔÛ treû em trong ñoä tuoåi ñang lôùn, hGH ñöôïc ñieàu tieát nhieàu laàn trong ngaøy, nhieàu nhaát laø vaøo ban ñeâm (trong khi nguû). Treû em khoâng tieát ñuû hGH seõ tröôûng thaønh chaäm vaø khoâng theå ñaït ñöôïc chieàu cao bình thöôøng. Neáu naëng, coù khi daãn ñeán hieän töôïng “ngöôøi luøn” (dwarfism). Trong nhöõng thí nghieäm laâm saøng ñöôïc baùo caùo treân caùc taïp chí khoa hoïc, caùc beù ôû Myõ sôùm ñöôïc chaån ñoaùn beänh vaø ñöôïc chöõa trò (neáu caàn) vaøo khoaûng luùc 9 tuoåi. Do ñoù, söï taêng tröôûng chieàu cao coù theå gia taêng töø 4,4 cm moät naêm ñeán 10 cm moät naêm. Sau taùm naêm trò lieäu caùc em trai trung bình ñaït ñöôïc möùc cao laø 172 cm vaø em gaùi laø 156 cm. Ñoái vôùi treû em chaäm lôùn nhöng vaãn coù khaû naêng ñieàu tieát hGH moät caùch bình thöôøng thì vieäc trò lieäu laø moät vaán ñeà phöùc taïp vì hieäu quaû cuûa hGH trong tröôøng hôïp naøy khoâng ñöôïc xaùc minh moät caùch roõ raøng. Do caùc haõng thuoác khoâng laøm thöû nghieäm laâm saøng moät caùch quy moâ neân caùc keát quaû chæ döïa treân baùo caùo cuûa moät soá baùc só: sau nhieàu naêm trò lieäu, caùc em naøy coù theå cuõng taêng tröôûng nhanh hôn veà Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -10- chieàu cao (khoaûng töø 5 ñeán 6 cm so vôùi treû em cuøng daùng daáp nhöng khoâng duøng hGH).  Taùc duïng cuûa hGH ñoái vôùi ngöôøi tröôûng thaønh: hGH cuõng ñöôïc chaáp thuaän cho ngöôøi tröôûng thaønh söû duïng trong tröôøng hôïp tuyeán tieàn yeân khoâng theå ñieàu tieát chaát naøy. Nhöõng beänh nhaân naøy thöôøng hay coù löôïng môõ cao trong maùu, maäp hôn bình thöôøng, löôïng moâ môõ gia taêng trong khi theå tích baép thòt giaûm xuoáng, xöông doøn vaø deã gaõy, vaø do ñoù coù nhieàu nguy bieán do beänh tim maïch gaây ra. Trong moät thí nghieäm laâm saøng, caùc nhaø nghieân cöùu ghi nhaän raèng: sau moät naêm chöõa trò baèng hGH, beänh nhaân phuïc hoài söùc khoûe gaàn ñeán möùc bình thöôøng (löôïng môõ trong maùu cuûa beänh nhaân thuyeân giaûm, löôïng môõ döôùi da vaø quanh buïng giaûm xuoáng 61%, theå tích cô baép gia taêng 11%, khaû naêng taäp theå duïc taêng töø 11% -19% vaø söùc maïnh cuûa cô baép taêng töø 7% -19%.)  Taùc duïng ñoái vôùi caùc baäc cao nieân: Chuùng ta bieát raèng cô theå ñieàu tieát hGH nhieàu nhaát ôû tuoåi daäy thì vaø sau ñoù giaûm daàn khi lôùn tuoåi. Tuy nhieân, do caùc haõng thuoác khoâng thöû nghieäm döôïc phaåm treân ngöôøi khoâng coù beänh, neân chöa coù döï ñoaùn chính thöùc vaø chaéc chaén veà taùc duïng laâu daøi cuûa hGH ñoái vôùi vieäc choáng laõo hoùa. Caùc cuoäc khaûo saùt caù nhaân ñöôïc thöïc hieän bôûi caùc chuyeân gia y teá treân caùc baäc cao nieân thöôøng coù giôùi haïn veà soá löôïng ngöôøi tham gia vaø thôøi gian theo doõi beänh lyù. Ví duï, vaøo naêm 1990, coâng trình thí nghieäm cuûa baùc só Daniel Rudman ñaõ ñöôïc aùp duïng treân 21 ngöôøi ñaøn oâng treân 60 tuoåi [11]. Trong soá naøy, 12 ngöôøi ñöôïc tieâm hGH 3 laàn moät tuaàn vaø 9 ngöôøi khaùc khoâng ñöôïc chích thuoác. Sau 6 thaùng theo doõi, nhöõng ngöôøi ñöôïc tieâm hGH ñeàu coù nhöõng daáu hieäu khaû quan: löôïng môõ döôùi da vaø buïng giaûm, löôïng thòt baép taêng vaø da ñaày ñaën hôn (troïng löôïng cô baép trong cô theå taêng 4-7 kg, troïng löôïng môõ trong cô theå giaûm 3-5 kg, maät ñoä cuûa xöông löng taêng 0,02 g/cm2...). Ngoaøi ra, beänh nhaân coøn cho bieát laø söùc khoeû ñaõ gia taêng vaø taâm lyù laïc quan hôn. OÂng Rudman keát luaän raèng taùc duïng cuûa hGH treân caùc baäc cao nieân raát ñaùng quan taâm vaø caàn ñöôïc nghieân cöùu theâm. Baøi baùo caùo naøy cuûa oâng ñaõ thu huùt söï chuù yù cuûa coäng ñoàng y hoïc treân theá giôùi vì hoï hy voïng raèng, cuoái cuøng chuùng ta ñaõ coù theå tìm ñöôïc moät “nguoàn nöôùc tröôøng sinh”. Nghieân cöùu treân ñaõ bò laïm duïng vì giôùi thöông maïi duøng noù laøm neàn taûng cho söï kinh doanh vaø quaûng baù vieäc söû duïng hGH ñeå choáng laõo hoaù. Tuy nhieân, nhöõng nghieân cöùu gaàn ñaây söû duïng caùc phöông phaùp chính xaùc vaø nghieâm ngaët hôn vôùi soá löôïng ngöôøi tham gia ñoâng hôn ñaõ keát luaän raèng aûnh höôûng cuûa hGH trong vieäc choáng laõo hoùa khoâng lôùn nhö ngöôøi ta töôûng. Theâm vaøo ñoù, hoï cuõng Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -11- ñaõ keát luaän laø theå duïc ñieàu ñoä coù taùc duïng toát ñoái vôùi cô baép (moät trong nhöõng tieâu chí ñeå ño löôøng söï khoûe maïnh) lôùn hôn vieäc söû duïng hGH (moãi ngöôøi söû duïng hGH ôû Mó coù theå toán 7.000-10.000 USD/naêm). Do nhöõng keát quaû treân chöa coù keát luaän chính xaùc neân vieäc nghieân cöùu veà aûnh höôûng cuûa hGH ñoái vôùi söï laõo hoùa vaø aûnh höôûng laâu daøi cuûa noù ñoái vôùi söùc khoûe cuûa caùc baäc cao nieân caàn ñöôïc thöïc hieän moät caùch quy moâ, nghieâm ngaët hôn. Ñieàu caàn bieát laø hGH cuõng coù nhöõng phaûn öùng phuï khoâng toát ñoái vôùi söùc khoûe bao goàm chöùng phuø chaân tay, trieäu chöùng vieâm khôùp, nhöùc ñaàu, ñau nhöùc cô, tieåu ñöôøng, cao huyeát aùp… vaø coù theå laøm gia taêng nguy cô bò ung thö. Theâm vaøo ñoù, neáu ngöôøi bình thöôøng söû duïng hGH thì cô theå seõ töï ñoäng ngöng ñieàu tieát hormone naøy; vaø chæ ñieàu tieát trôû laïi sau khi ngöng söû duïng thuoác moät thôøi gian (khoaûng vaøi thaùng). Nhieàu döôïc phaåm coù theå kích thích cô theå ñieàu tieát hGH, ví duï nhö arginine vaø lysine. Trong moät cuoäc thöû nghieäm ñöôïc thöïc hieän treân nhöõng ngöôøi phaùt trieån bình thöôøng, caùc nhaø nghieân cöùu nhaän thaáy raèng vôùi moät lieàu löôïng töông ñoái, 1200 mg arginine coù theå laøm gia taêng söï ñieàu tieát cuûa hGH leân gaáp ñoâi; 1200 mg lysine laøm taêng löôïng hGH trong maùu gaáp 3 laàn; toång hôïp cuûa hai lieàu löôïng treân coù theå laøm taêng löôïng hGH trong maùu gaáp taùm laàn. Tuy nhieân 2400 mg arginine laïi laøm giaûm löôïng ñieàu tieát cuûa hGH xuoáng thaáp hôn ba laàn. Toùm laïi, nhöõng amino acid naøy coù khaû naêng laøm cô theå ñieàu tieát ra hGH, nhöng phaûn öùng cuûa cô theå ñoái vôùi noù coøn tuøy thuoäc vaøo lieàu löôïng, söï phoái hôïp giöõa caùc amino acid cuõng nhö phaûn öùng cuûa cô theå moãi ngöôøi. 2.1.3. Kích toá sinh duïc: Kích toá sinh duïc (Gonadotropin Hormone) bao goàm 2 hormone: hormone kích thích nang tröùng (Follicle Stimulating Hormone-FSH) vaø hormone taïo hoaøng theå (Luteinizing Hormone-LH) ñöôïc tieát ra töø thuøy tröôùc cuûa tuyeán yeân. Chuùng ñeàu coù caáu taïo laø glycoprotein goàm 2 tieåu ñôn vò vaø , trong ñoù tính ñaëc hieäu cuûa moãi hormone laø ôû söï khaùc nhau veà caáu truùc chuoãi. FSH goàm 203 amino acid, LH goàm 215 amino acid, taùc duïng leân cô quan ñích laø buoàng tröùng vaø tinh hoaøn [3]:  Treân buoàng tröùng, FSH kích thích moät soá nang tröùng tröôûng thaønh, trong ñoù coù moät nang tröùng tröôûng thaønh nhanh nhaát, trôû thaønh nang tröùng chín vaø seõ phoùng tröùng. Coøn LH phoái hôïp vôùi FSH gaây ruïng tröùng vaø phaùt trieån hoaøng theå, kích thích baøi tieát progesterone vaø moät phaàn nhoû estrogene bôûi teá baøo nang tröùng. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -12- Cuøng vôùi söï baøi tieát naøy, LH taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho söï laøm toå cuûa tröùng trong töû cung.  Treân tinh hoaøn, FSH kích thích teá baøo Sertoli trong oáng sinh tinh, laøm cho caùc teá baøo naøy phaùt trieån vaø baøi tieát caùc chaát sinh tinh truøng. Chaát naøy cuøng vôùi hormone testosterone do teá baøo Leydig tieát ra coù taùc duïng dinh döôõng maïnh treân oáng sinh tinh, laøm cho caùc teá baøo maàm treân oáng sinh tinh tröôûng thaønh nhanh choùng, qua caùc giai ñoaïn trung gian ñeå trôû thaønh tinh truøng. Coøn LH kích thích caùc teá baøo keõ Leydig phaùt trieån vaø baøi tieát ra testosterone. Söï baøi tieát FSH vaø LH ñöôïc ñieàu hoøa bôûi yeáu toá giaûi phoùng Gn-RF (Gonadotropin Releasing Factor) cuûa vuøng döôùi ñoài cuøng noàng ñoä cuûa hormone sinh duïc nöõ progesterone vaø estrogene trong maùu. Gene maõ hoùa FSH naèm treân nhieãm saéc theå soá 11, vò trí locus 11p13. Gene maõ hoùa LH naèm treân nhieãm saéc theå soá 19, vò trí locus 19q13.3. Hình 2.6. Thöù töï amino acid trong phaân töû FSH Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -13- Hình 2.7. Thöù töï amino acid trong chuoãivaøcuûa LH Trong y hoïc, kích toá sinh duïc FSH vaø LH ñöôïc söû duïng ñeå kích thích buoàng tröùng khi thuï tinh trong oáng nghieäm (TTTON). Ñöùa beù TTTON ñaàu tieân ra ñôøi taïi Anh (1978) laø töø moät chu kyø töï nhieân, khoâng kích thích buoàng tröùng. Tuy nhieân, hieän nay TTTON vôùi chu kyø töï nhieân ít khi ñöôïc söû duïng do tæ leä thaønh coâng quaù thaáp. Vieäc aùp duïng caùc phaùc ñoà kích thích buoàng tröùng ñaõ laøm taêng ñaùng keå keát quaû thaønh coâng cuûa TTTON. Muïc ñích cuûa kích thích buoàng tröùng nhaèm taêng soá löôïng nang noaõn phaùt trieån ôû caû hai buoàng tröùng trong chu kyø ñieàu trò TTTON, soá noaõn vaø soá phoâi thu ñöôïc seõ nhieàu hôn. Töø ñoù coù theå chuyeån vaøo buoàng töû cung nhieàu hôn moät phoâi vaø Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -14- coù cô hoäi ñeå choïn löïa ñöôïc nhieàu phoâi chaát löôïng toát, coù khaû naêng laøm toå cao. Hôn nöõa, soá phoâi toát coøn laïi sau chuyeån phoâi cuõng coù theå tröõ laïnh vaø söû duïng laïi sau naøy, goùp phaàn gia taêng khaû naêng coù thai cho beänh nhaân vôùi moät laàn kích thích buoàng tröùng. Ngoaøi ra, söï kích thích buoàng tröùng phuø hôïp seõ taïo ñieàu kieän noäi maïc töû cung thuaän lôïi cho söï laøm toå cuûa phoâi. Tröôùc ñaây, kích toá sinh duïc ñöôïc chieát xuaát töø maùu vaø nöôùc tieåu cuûa nhöõng phuï nöõ ñang maõn kinh. Tuy nhieân, nöôùc tieåu ngöôøi thöôøng chöùa nhieàu caùc taïp chaát, khoâng theå loaïi ñöôïc hoaøn toaøn trong quaù trình chieát xuaát. Ngöôøi ta cuõng lo ngaïi söï taïp nhieãm trong nöôùc tieåu ngöôøi trong quaù trình thu thaäp, quaûn lyù vaø chieát xuaát gonadotropins. Ñoàng thôøi ñeå ñaûm baûo nguoàn cung caáp oån ñònh phuïc vuï nhu caàu söû duïng ngaøy caøng taêng, vaøo ñaàu nhöõng naêm 90, kích toá sinh duïc ngöôøi tinh khieát ñöôïc toång hôïp baèng kó thuaät taùi toå hôïp DNA ñaõ ñöôïc giôùi thieäu vaø ñöa vaøo söû duïng kích thích buoàng tröùng. 2.1.4. Oxytocin: Ñaây laø hormone coù maët ôû thuøy sau tuyeán yeân. Tuyeán yeân sau coøn goïi laø yeân thaàn kinh, bao goàm caùc teá baøo yeân, nhöng chuùng khoâng baøi tieát caùc hormone yeân sau maø chæ coù vai troø trôï giuùp nhöõng taän cuøng thaàn kinh cuûa caùc sôïi töø vuøng döôùi ñoài ñi xuoáng [3]. Oxytocin ñöôïc taïo thaønh chuû yeáu töø nhaân caïnh naõo thaát vaø moät ít töø nhaân treân thò cuûa vuøng döôùi ñoài, ñöôïc vaän chuyeån ôû daïng keát hôïp vôùi moät protein mang laø neurophysin. Khi xung ñoäng thaàn kinh daãn truyeàn xuoáng doïc theo sôïi töø nhaân caïnh naõo thaát vaø nhaân treân thò, oxytocin ñöôïc giaûi phoùng tröïc tieáp töø nhöõng haït baøi tieát trong taän cuøng thaàn kinh vaø ñöôïc haáp thu vaøo mao maïch beân caïnh. Caû hai, neurophysin vaø oxytocin ñöôïc baøi tieát cuøng nhau, nhöng vì chuùng chæ gaén keát loûng leûo vôùi nhau neân oxytocin seõ taùch ra ngay. Coøn neurophysin khoâng coù chöùc naêng sau khi rôøi taän cuøng thaàn kinh, neân chuùng seõ bò thoaùi hoùa. Gene maõ hoùa oxytocin naèm treân nhieãm saéc theå soá 20, vò trí locus 20p13. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -15- Hình 2.8. Söï lieân quan vuøng döôùi ñoài vôùi tuyeán yeân sau Oxytocin laø peptide coù 9 amino acid: Hình 2.9. Caáu taïo phaân töû oxytocin Oxytocin coù taùc duïng gaây co cô trôn daï con, nhaát laø trong luùc coù thai, ñaëc bieät maïnh laø trong luùc chuyeån daï. Nhieàu thí nghieäm chöùng toû raèng hormone naøy chòu traùch nhieäm moät phaàn trong cô cheá ñeû:  ÔÛ con vaät bò caét tuyeán yeân, thôøi gian ñeû keùo daøi.  Löôïng oxytocin huyeát töông taêng leân trong khi ñeû, ñaëc bieät laø trong thôøi ñieåm tröôùc khi thai ñöôïc ñaåy ra ngoaøi. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -16-  Söï kích thích coå daï con ôû ngöôøi coù thai taïo ra nhöõng daáu hieäu thaàn kinh, noù seõ ñöôïc ñöa leân vuøng döôùi ñoài, gaây taêng baøi tieát oxytocin. Oxytocin laøm taêng söï chuyeån daï baèng 2 caùch: taùc ñoäng tröïc tieáp leân cô trôn töû cung laøm co thaét; kích thích taïo ra prostaglandins ôû maøng ruïng, prostaglandins coù taùc duïng taêng co thaét leân cô töû cung voán ñang chòu taùc ñoäng cuûa oxytocin. Oxytocin ñöôïc duøng ñeå gaây chuyeån daï trong nhöõng tröôøng hôïp caàn laáy thai ra maø chöa chuyeån daï (phaù thai, thai cheát löu), hoã trôï chuyeån daï trong tröôøng hôïp côn co töû cung yeáu vaø thöa, phoøng vaø ñieàu trò baêng huyeát sau ñeû (do oxytocin laøm co maïch cô töû cung, khi co laøm cho caùc maïch maùu xen keõ giöõa caùc thôù cô keïp chaët laïi neân caàm maùu). 2.1.5. Cytokine: Nhieàu hoaït ñoäng cuûa heä mieãn dòch trong maïng töông taùc ñeå hình thaønh vaø ñieàu hoøa moät ñaùp öùng mieãn dòch ñöôïc thöïc hieän thoâng qua moät taäp hôïp nhöõng yeáu toá hoøa tan ñöôïc goïi chung döôùi caùi teân cytokine [4]. Trong khoaûng 3 thaäp nieân gaàn ñaây, caùc nhaø khoa hoïc ñaõ taäp trung raát nhieàu trí tueä vaø coâng söùc ñeå tìm hieåu cô cheá hoaït ñoäng cuûa cytokine cuøng caùc tieàm naêng söû duïng chuùng trong y hoïc. Thöïc ra, cytokine khoâng nhöõng aûnh höôûng leân heä mieãn dòch maø coøn taùc ñoäng leân nhieàu quaù trình sinh hoïc khaùc cuûa cô theå nhö söï lieàn veát thöông, quaù trình taïo maùu, söï hình thaønh maïch maùu môùi… Caùc nghieân cöùu öùng duïng cytokine taäp trung theo caùc höôùng sau:  Duøng cytokine ñeå kích thích caùc hoaït ñoäng sinh lyù cuûa cô theå: erythropoietin trong ñieàu trò thieáu maùu, caùc yeáu toá kích thích taïo khuaån laïc trong ñieàu trò giaûm baïch caàu.  Duøng cytokine trong ñieàu trò nhieãm virus, ñieån hình laø ñieàu trò vieâm gan baèng interferon.  Duøng cytokine trong ñieàu trò beänh ung thö. Ñaây coù theå xem laø öùng duïng quan troïng nhaát cuûa cytokine. Ung thö (Cancer) laø moät nhoùm caùc beänh lieân quan ñeán vieäc phaân chia teá baøo moät caùch voâ toå chöùc vaø nhöõng teá baøo ñoù coù khaû naêng xaâm laán nhöõng moâ khaùc baèng caùch phaùt trieån tröïc tieáp vaøo moâ laân caän hoaëc di chuyeån ñeán nôi xa (di caên). Nguyeân nhaân gaây ung thö laø söï sai hoûng cuûa DNA, taïo neân caùc ñoät bieán ôû caùc gene thieát yeáu ñieàu khieån quaù trình phaân baøo cuõng nhö caùc cô cheá quan troïng khaùc. Moät hoaëc nhieàu ñoät bieán ñöôïc tích luõy laïi seõ gaây ra söï taêng sinh khoâng kieåm soaùt vaø taïo thaønh khoái u. Khoái u (tumor) laø moät khoái moâ baát thöôøng, coù theå aùc tính Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -17- (malignant), töùc ung thö hoaëc laønh tính (benign), töùc khoâng ung thö. Chæ nhöõng khoái u aùc tính thì môùi xaâm laán moâ khaùc vaø di caên. Khaùi nieäm aùc tính hay laønh tính ôû ñaây neân hieåu veà maët giaûi phaãu beänh hoïc nhieàu hôn laø veà khaû naêng gaây cheát ngöôøi. Thaät vaäy, moät ngöôøi coù theå soáng nhieàu naêm vôùi moät ung thö haéc toá da, trong khi moät khoái u "laønh tính" trong hoäp soï coù theå cheøn eùp naõo gaây taøn pheá hoaëc töû vong. Hình 2.10. Cô cheá sinh ung thö Ung thö coù theå gaây ra nhieàu trieäu chöùng khaùc nhau phuï thuoäc vaøo vò trí, ñaëc ñieåm vaø khaû naêng di caên cuûa khoái u. Neáu khoâng ñöôïc chöõa trò sôùm, haàu heát caùc loaïi ung thö coù theå gaây töû vong. ÔÛ Myõ vaø caùc nöôùc phaùt trieån khaùc, ung thö chieám khoaûng 25% tröôøng hôïp cheát do moïi nguyeân nhaân. Theo thoáng keâ haøng naêm, khoaûng 0,5% daân soá theá giôùi ñöôïc chaån ñoaùn ung thö. Haàu heát caùc beänh ung thö coù theå chöõa trò vaø nhieàu beänh coù theå chöõa laønh, neáu ñöôïc phaùt hieän vaø ñieàu trò sôùm. Ngaøy nay, treân 100 caùc yeáu toá khaùc nhau trong nhoùm cytokine ñaõ ñöôïc bieát ñeán. Nhöõng ñaëc ñieåm toång quaùt cuûa cytokine coù theå toùm taét nhö sau:  Baûn chaát laø caùc peptide hay glycoprotein coù troïng löôïng phaân töû töông ñoái thaáp, khoaûng töø 6 ñeán 80 kilodalton.  Hoaït tính raát cao, noàng ñoä coù taùc duïng sinh hoïc vaøo khoaûng 10-10 ñeán 10-15M. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -18-  Cô cheá hoaït ñoäng nhôø lieân keát vôùi caùc thuï theå ñaëc hieäu coù treân beà maët caùc teá baøo nhieàu loaïi thuoäc heä mieãn dòch hay caùc teá baøo khaùc.  Coù thôøi gian baùn huûy raát ngaén, bôûi vaäy chuû yeáu chuùng chæ coù taùc duïng taïi choã vaø theo caùch cuûa moät paracrine hay autocrine (töùc laø taùc ñoäng leân caùc teá baøo laân caän hay leân chính teá baøo saûn xuaát ra chuùng). Chæ moät vaøi cytokine coù taùc duïng xa nhö TGF-, EPO, SCF, M-SCF.  Taùc duïng chuû yeáu leân söï taêng tröôûng, bieät hoùa, di ñoäng vaø chöùc naêng cuûa caùc teá baøo ñích.  Moät cytokine coù theå caûm öùng ñeå saûn xuaát ra caùc cytokine khaùc vaø ngöôïc laïi. Hieäu quaû sinh hoïc cuûa moät nhoùm cytokine coù theå hieäp ñoàng ñoäc laäp hay ñoái laäp vôùi nhau khoâng nhöõng do söï coù maët cuûa chuùng maø coøn phuï thuoäc noàng ñoä, trình töï cuûa töøng cytokine cuõng nhö traïng thaùi cuûa teá baøo ñích. Nhöõng ñaëc ñieåm treân cho thaáy vieäc ñieàu phoái hoaït ñoäng cuûa teá baøo thoâng qua caùc cytokine laø raát phöùc taïp. Ñeå hieåu roõ vaø ñieàu khieån ñöôïc hoaït ñoäng cuûa caùc cytokine laø coâng vieäc voâ cuøng khoù khaên, coøn caàn nhieàu thôøi gian. Phaàn lôùn caùc gene cuûa cytokine ñaõ ñöôïc taùi toå hôïp thaønh coâng, do ñoù chuùng ta coù theå saûn xuaát chuùng baèng coâng ngheä di truyeàn vôùi soá löôïng lôùn ñeå deã daøng nghieân cöùu vaø thöû nghieäm. Baûng 2.1 giôùi thieäu toång quaùt moät soá cytokine ñaõ ñöôïc nghieân cöùu töông ñoái nhieàu. Baûng 2.1. Moät soá cytokine chính vaø hoaït tính cuûa chuùng NGUOÀN PHAÙT SINH CAÙC TAÙC DUÏNG CHÍNH IFN vaø Ñaïi thöïc baøo, baïch caàu ña nhaân trung tính vaø moät soá teá baøo khaùc - Taùc duïng choáng sieâu vi. - Taêng bieåu hieän khaùng nguyeân phuø hôïp moâ lôùp I. - Hoaït hoùa ñaïi thöïc baøo vaø teá baøo NK. IFN Teá baøo TH1 hoaït taùc vaø teá baøo NK hoaït taùc - Taêng bieåu hieän khaùng nguyeân phuø hôïp moâ lôùp I, II. - Hoaït taùc ñaïi thöïc baøo, teá baøo NK, baïch caàu ña nhaân trung tính. - Thuùc ñaåy mieãn dòch teá baøo. - Haïn cheá mieãn dòch dòch theå. IL-1 vaø Ñôn nhaân thöïc baøo - Ñoàng kích thích caùc ñôn nhaân thöïc baøo, teá baøo T, laøm taêng sinh teá baøo B vaø saûn xuaát khaùng theå. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -19- - Kích thích saûn xuaát protein pha caáp, hoaït hoùa thöïc baøo. - Gaây vieâm vaø soát. IL-2 Teá baøo TH1 hoaït hoùa, teá baøo Tc, NK - Taêng sinh teá baøo T ñaõ hoaït taùc. - Taêng chöùc naêng teá baøo Tc, NK. - Taêng sinh teá baøo B vaø saûn xuaát IgG2. - Taêng bieåu loä IL-2R. IL-3 Teá baøo T - Taêng tröôûng caùc tieàn thaân teá baøo taïo huyeát. IL-4 Teá baøo Th2, teá baøo phì - Taêng sinh teá baøo B, saûn xuaát IgE bieåu loä khaùng nguyeân phuø hôïp moâ lôùp II. - Taêng sinh vaø taêng hoaït tính teá baøo TH2, Tc. - Taêng tröôûng vaø taêng hoaït tính teá baøo öa kieàm, öa acid vaø teá baøo phì. IL-5 Teá baøo TH2, teá baøo phì - Taêng tröôûng vaø taêng chöùc naêng teá baøo öa acid. IL-6 Teá baøo TH2 ñaõ hoaït taùc, ñôn nhaân thöïc baøo - Taùc duïng hieäp ñoàng vôùi IL-1 vaø TNF. - Kích thích saûn xuaát protein ôû pha caáp. - Taêng sinh teá baøo B vaø saûn xuaát khaùng theå. IL-7 Teá baøo ñeäm tuûy xöông vaø teá baøo tuyeán öùc - Taïo teá baøo doøng lympho. - Taêng chöùc naêng teá baøo Tc. IL-8 Ñôn nhaân thöïc baøo - Hoùa öùng ñoäng baïch caàu trung tính, teá baøo T. IL-9 Teá baøo T nuoâi caáy - Taùc duïng taïo teá baøo maùu vaø teá baøo tuyeán öùc. IL-10 Teá baøo TH2, TCD 8, B, ñaïi thöïc baøo hoaït taùc - ÖÙc cheá saûn xuaát cytokine cuûa teá baøo TH1, NK, ñôn nhaân thöïc baøo, taêng sinh vaø taêng saûn xuaát khaùng theå töø teá baøo B. - Traán aùp ñaùp öùng mieãn dòch teá baøo. - Taêng tröôûng teá baøo phì. IL-11 Teá baøo ñeäm - Hieäp ñoàng trong taùc duïng taïo huyeát vaø taïo tieåu caàu. IL-12 Teá baøo B, ñôn nhaân thöïc baøo - Taêng sinh vaø taêng hoaït tính teá baøo Tc vaø teá baøo NK ñaõ hoaït taùc. - Saûn xuaát IFN. - Caûm öùng teá baøo TH1 vaø öùc cheá teá baøo TH2. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -20- IL-13 Teá baøo TH2 - Taùc duïng töông töï IL-4. TNF Ñaïi thöïc baøo hoaït taùc vaø moät soá teá baøo khaùc - Taùc duïng töông töï IL-1. - Huyeát khoái vaø hoaïi töû khoái u. TNF Teá baøo TH1 hoaït taùc - Taùc duïng töông töï IL-1. - Huyeát khoái vaø hoaïi töû khoái u. Hình 2.11. Nguoàn goác caùc teá baøo mieãn dòch 2.1.5.1. Caùc interferon (IFN): IFN ñöôïc phaùt hieän vaøo naêm 1957 do hoaït tính ngaên caûn söï nhaân leân cuûa caùc sieâu vi ôû caùc teá baøo môùi bò nhieãm. Ngaøy nay, ngöôøi ta bieát raèng IFN laø moät gia ñình coù nhieàu loaïi phaân töû khaùc nhau, khoâng nhöõng coù taùc ñoäng leân söï nhaân leân cuûa virus maø coøn ngaên caûn söï taêng sinh cuûa moät soá teá baøo (keå caû teá baøo ung thö) vaø ñieàu bieán ñaùp öùng mieãn dòch. Caên cöù vaøo ñaëc ñieåm toång quaùt, IFN chia laøm 2 type: IFN type I (chuû yeáu coù hoaït tính choáng sieâu vi) vaø IFN type II (chuû yeáu coù hoaït tính bieán ñieäu mieãn dòch). 2.1.5.1.1. IFN type I: IFN type I coù 2 daïng chính laø IFN, IFN.  IFN ñöôïc baøi tieát chuû yeáu töø baïch caàu, coù phaân töû löôïng khoaûng 18-20 kilodalton. Coù 13 daïng IFNñaõ ñöôïc nghieân cöùu, goàm töø 156-166 amino acid. Gene maõ hoùa IFNnaèm treân nhieãm saéc theå soá 9, vò trí locus 9p22. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -21-  IFNñöôïc tieát chuû yeáu töø nguyeân baøo sôïi (fibroblast), coù phaân töû löôïng khoaûng 22,5 kilodalton, goàm khoaûng 166 amino acid. Gene maõ hoùa IFNcuõng naèm treân nhieãm saéc theå soá 9, vò trí locus 9p22. Hình 2.12. Phaân töû INFvaø IFN Hình 2.13. Thöù töï amino acid trong moät soá phaân töû INF Caû 2 daïng cuûa IFN type I coù chung moät loaïi thuï theå, caùc thuï theå naøy ñöôïc bieåu loä treân haàu heát caùc loaïi teá baøo. Khi IFN type I lieân keát vôùi thuï theå treân beà maët teá baøo seõ daãn ñeán gia taêng bieåu loä cuûa nhieàu gene, trong ñoù coù gene cuûa nhoùm phuø hôïp moâ lôùp I. Söï bieåu loä nhieàu caùc phaân töû khaùng nguyeân phuø hôïp moâ lôùp I ñaõ laøm taêng hieäu quaû trình dieän khaùng nguyeân laï (virus, vi khuaån) cho lympho baøo TCD8+. Keát quaû cuoái cuøng laø taêng söï tieâu dieät teá baøo bò nhieãm sieâu vi qua cô cheá gaây ñoäc teá Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -22- baøo cuûa lympho TCD8+. Hôn nöõa, IFN type I coøn caûm öùng ñeå teá baøo saûn xuaát ra 2 loaïi enzyme:  Proteine kinase ñaëc hieäu hoaït ñoäng baèng caùch phosphoryl hoùa yeáu toá eIF2 (eukaryotic initiation factor 2) cuûa boä maùy dòch maõ teá baøo, do ñoù laøm ngöøng söï toång hôïp protein.  Oligoadenylate synthetase gaén vaøo vaø hoaït hoùa men endoribonuclease, nhôø ñoù phaân caét caùc RNA maïch ñôn. Chính nhôø caûm öùng taïo 2 enzyme treân neân IFN type I coù taùc duïng öùc cheá khoâng ñaëc hieäu ñoái vôùi söï nhaân leân cuûa caùc sieâu vi. Ngoaøi ra, IFN type I coøn laøm ngöng söï taêng tröôûng nhöng khoâng laøm cheát moät soá teá baøo aùc tính vaø coù taùc duïng leân quaù trình bieät hoùa cuûa nhieàu loaïi teá baøo. Do ñoù, IFN type I ñöôïc öùng duïng chuû yeáu trong ñieàu trò vieâm gan sieâu vi B vaø C maõn tính. Beänh vieâm gan coù nghóa ñôn giaûn laø gan bò söng do sieâu vi, hoùa chaát ñoäc haïi, thuoác uoáng hoaëc thuoác chích, hoaëc nhöõng yeáu toá khaùc. Vieâm gan maõn tính coù theå daãn ñeán caùc bieán chöùng xô gan, suy gan vaø ung thö gan. Hình 2.14. Tieân löôïng vieâm gan sieâu vi B Vieâm gan sieâu vi B vaø C laø daïng beänh vieâm gan do virus vieâm gan B (Hepatitis B Virus), virus vieâm gan C (Hepatitis C Virus) gaây ra, truyeàn nhieãm theo ñöôøng maùu vaø sinh duïc. Virus vieâm gan B laø DNA virus, sôïi ñoâi, coù voû, thuoäc hoï Hepadnaviridae. Virus vieâm gan C laø virus sôïi ñôn RNA, coù voû, thuoäc hoï Flavivirus. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -23- Hình 2.15. Virus vieâm gan B vaø vieâm gan C Hieän nay, hôn 3% daân soá theá giôùi bò nhieãm virus vieâm gan sieâu vi C vaø hôn 2 tyû ngöôøi bò nhieãm virus vieâm gan sieâu vi B. Tính rieâng taïi Vieät Nam, soá ngöôøi ñang nhieãm virus vieâm gan sieâu vi B vaø vieâm gan sieâu vi C chieám ñeán hôn 25% daân soá. Hôn theá nöõa, theo ñaùnh giaù cuûa caùc nhaø kinh teá thì thò tröôøng cuûa döôïc phaåm ñieàu trò vieâm gan C taêng töø 2,2 tæ USD naêm 2005 leân 4,4 tæ USD vaøo naêm 2010 vaø 8,8 tæ USD vaøo naêm 2015. Töø ñoù coù theå thaáy nhu caàu interferon, voán ñöôïc xem laø loaïi thuoác cô baûn vaø duy nhaát ñöôïc söû duïng roäng raõi trong ñieàu trò beänh vieâm gan sieâu vi B vaø vieâm gan sieâu vi C, laø raát cao. Chæ trong naêm 2005, toång doanh thu cuûa ngaønh döôïc theá giôùi cho saûn phaåm interferon alpha laø 2,1 tyû USD vaø interferon beta laø khoaûng 3,8 tyû USD. Ngoaøi ra, moät soá beänh ung thö nhö ung thö teá baøo haéc toá, ung thö xöông… cuõng ñaõ ñöôïc thöû nghieäm laâm saøng ñieàu trò vôùi IFN type I ñôn thuaàn hoaëc phoái hôïp vôùi caùc cytokine khaùc. 2.1.5.1.2. IFN type II: Hieän chæ bieát 1 daïng cuûa IFN type II laø IFNcoù caáu truùc vaø chöùc naêng khaùc IFN type I. IFNcoù phaân töû löôïng khoaûng 18 kilodalton vaø coù thuï theå rieâng bieåu loä treân nhieàu loaïi teá baøo. Gene maõ hoùa IFNnaèm treân nhieãm saéc theå soá 12, vò trí locus 12q15. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -24- Hình 2.16. Phaân töû IFN IFNñöôïc saûn xuaát töø lympho baøo: haàu heát teá baøo TCD8+, moät soá teá baøo TCD4+ vaø teá baøo NK. Caùc loaïi teá baøo naøy chæ saûn xuaát ra khi ñöôïc hoaït taùc (chuû yeáu trong quaù trình hình thaønh ñaùp öùng mieãn dòch). Taùc duïng sinh hoïc chính cuûa IFNbao goàm:  Laøm taêng bieåu loä khaùng nguyeân phuø hôïp moâ lôùp I vaø do ñoù (cuõng nhö vôùi IFN type I) caùc teá baøo trình dieän khaùng nguyeân cho cô cheá gaây ñoäc teá baøo cuûa lympho TCD8+ hieäu quaû hôn.  Laøm taêng bieåu loä khaùng nguyeân phuø hôïp moâ lôùp II khoâng nhöõng ôû caùc teá baøo coù chöùc naêng trình dieän khaùng nguyeân “chuyeân nghieäp” maø caû ôû moät soá teá baøo bình thöôøng khoâng bieåu loä khaùng nguyeân moâ lôùp II nhö teá baøo noäi maïc, teá baøo toå chöùc lieân keát. Vì theá caùc teá baøo “khoâng chuyeân nghieäp” naøy cuõng tham gia trình dieän khaùng nguyeân cho lympho TCD4+ laøm khueách ñaïi ñaùp öùng mieãn dòch taïi choã. Ngoaøi ra, IFNlaø cytokine coù khaû naêng hoaït taùc maïnh nhaát ñoái vôùi caùc ñaïi thöïc baøo: laøm cho khaû naêng dieät khuaån cuûa ñaïi thöïc baøo taêng leân, ñoàng thôøi ñaïi thöïc baøo cuõng ñöôïc caûm öùng ñeå saûn xuaát ra caùc cytokine khaùc nhö IL-1, IL-6, IL-8 vaø TNF. IFNcoøn hoaït taùc caùc teá baøo NK, baïch caàu ña nhaân trung tính. Vôùi teá baøo noäi maïc, IFNlaøm cho caùc teá baøo naøy bieåu loä caùc phaân töû baùm dính ñeå baïch caàu ña nhaân trung tính, lympho baøo deã baùm vaøo roài thoaùt maïch. Vôùi lympho baøo, IFNkhoâng laøm taêng sinh nhöng giuùp teá baøo B bieät hoùa vaø thuùc ñaåy hoaït tính gaây ñoäc teá baøo cuûa lympho TCD8+ . Rieâng ñoái vôùi lympho baøo TCD4+ IFNthuùc ñaåy hoaït tính cuûa nhoùm teá baøo TH1 laøm taêng ñaùp öùng mieãn dòch teá baøo, nhöng laïi öùc cheá nhoùm teá baøo TH2 laøm giaûm ñaùp öùng mieãn dòch dòch theå, do ñoù haïn cheá ñaùp öùng quaù maãn töùc thì type I. Vì vaäy, gaàn ñaây IFNñöôïc thöû nghieäm Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -25- nhaèm ñieàu bieán mieãn dòch: haïn cheá ñaùp öùng mieãn dòch dòch theå, taêng cöôøng ñaùp öùng mieãn dòch teá baøo. IFNkhoâng coù taùc duïng choáng ung thö khi söû duïng ñôn thuaàn. Noù ñang ñöôïc nghieân cöùu ñeå söû duïng phoái hôïp vôùi caùc loaïi thuoác sinh hoïc khaùc. Hieän taïi, IFN môùi ñöôïc duøng trong beänh daïng u haït (granulomatous disease) maõn tính do coù taùc duïng phoøng ngöøa laøm giaûm khaû naêng nhieãm truøng naëng. 2.1.5.2. Caùc interleukin (IL): 2.1.5.2.1. IL-1: IL-1 ñöôïc saûn xuaát töø nhieàu loaïi teá baøo coù nhaân nhö caùc ñôn nhaân thöïc baøo, lympho B, teá baøo NK, nguyeân baøo sôïi, teá baøo noäi maïc… Coù 2 daïng IL-1 laø IL-1vaø IL-1. Hai daïng IL-1 naøy laø caùc polypeptide coù 151 vaø 153 amino acid. Veà caáu truùc, chuoãi amino acid cuûa 2 daïng chæ töông ñoàng vôùi nhau khoaûng 26%, tuy nhieân chuùng laïi gioáng nhau veà hoaït tính sinh hoïc vaø coù cuøng thuï theå. Phaàn lôùn caùc teá baøo chæ toång hôïp IL-1 khi coù caùc kích thích töø ngoaøi nhö lipopolysaccharid, caùc haït silicat… Gene maõ hoùa IL-1 naèm treân nhieãm saéc theå soá 2, vò trí locus 2q13. Hình 2.17. Phaân töû IL-1vaø IL-1 IL-1 ñoùng vai troø quan troïng trong quaù trình vieâm, gaây soát vaø giaûi phoùng caùc protein pha caáp (acute phase protein), söûa chöõa toå chöùc sau khi toån thöông. IL-1 coøn coù caùc tính chaát kích thích mieãn dòch giuùp hoaït hoùa teá baøo lympho T vaø saûn xuaát caùc cytokine khaùc. Ngoaøi ra, noù coù taùc duïng kích thích vaø hieäp ñoàng vôùi caùc yeáu toá taêng tröôûng cuûa heä taïo maùu nhö yeáu toá kích thích doøng baïch caàu haït, yeáu toá kích thích doøng baïch caàu ñôn nhaân. Treân thöïc nghieäm, IL-1 toû ra laø yeáu toá baûo veä ñoäng vaät choáng laïi taùc duïng suy tuûy cuûa hoùa chaát vaø tia xaï [5]. Bôûi caùc taùc duïng noùi treân, IL-1 ñöôïc nghieân cöùu thöû nghieäm laøm laønh veát thöông, hoã trôï cho caùc vaccine vaø duøng phoái hôïp vôùi hoùa chaát, tia xaï trong ñieàu trò ung thö. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -26- 2.1.5.2.2. IL-2: IL-2 tröôùc ñaây ñöôïc goïi laø yeáu toá taêng tröôûng teá baøo T, ñöôïc saûn xuaát töø caùc teá baøo T ñöôïc hoaït taùc. Ñaây laø moät cytokine coù taàm quan troïng ñaëc bieät, coù phaïm vi aûnh höôûng roäng lôùn leân heä thoáng mieãn dòch neân ñöôïc taäp trung nghieân cöùu nhieàu. IL-2 laø moät polypeptide goàm 133 amino acid, coù phaân töû löôïng laø 15,4 kilodalton. Bình thöôøng lympho T khoâng saûn xuaát IL-2 nhöng khi chuùng ñöôïc hoaït taùc bôûi khaùng nguyeân ñaëc hieäu trình dieän qua phaân töû nhoùm phuø hôïp moâ keøm vôùi ñoàng kích thích khaùc hoaëc ñöôïc hoaït taùc bôûi caùc chaát gaây phaân baøo ña doøng (polyclonal mitogens) thì IL-2 ñöôïc saûn xuaát vaø tieát ra ngoaøi. Ñænh cuûa söï saûn xuaát ñaït ñöôïc khoaûng 12 giôø sau roài giaûm ñi nhanh choùng. Quaàn theå lympho saûn xuaát IL- 2 chuû yeáu laø TCD4+, nhöng TCD8+ vaø teá baøo NK cuõng coù theå saûn xuaát moät löôïng nhoû IL-2. Gene maõ hoùa IL-2 naèm treân nhieãm saéc theå soá 4, vò trí locus 4q27. Hình 2.18. Phaân töû IL-2 Taùc ñoäng cuûa IL-2 leân teá baøo T vaø caùc teá baøo khaùc:  Teá baøo TCD4+ khi ñöôïc hoaït taùc seõ saûn xuaát IL-2, ñoàng thôøi bieåu loä leân beà maët thuï theå cuûa IL-2. Khi coù söï keát hôïp giöõa IL-2 vaø thuï theå aùi löïc cao cuûa noù thì hoaït tính protein tyrosin kinase taêng leân töùc thì, daãn ñeán söï hoaït taùc vaø taêng sinh teá baøo. Caùc teá baøo TCD8+ töï noù khoâng saûn xuaát ñuû IL-2 ñeå töï hoaït taùc maø caàn coù theâm IL-2 töø teá baøo TCD4+.  Khi ñöôïc hoaït taùc, teá baøo NK taêng hoaït tính gaây ñoäc teá baøo.  Taêng sinh vaø bieät hoùa teá baøo B ñeå saûn xuaát ra khaùng theå, hoaït taùc caùc ñôn nhaân thöïc baøo, thuùc ñaåy khaû naêng dieät khuaån vaø gaây ñoäc teá baøo.  Taùc ñoäng leân caùc teá baøo treân ñeå saûn xuaát caùc cytokine khaùc nhö TNF, TNF, IFN, IL-3, IL-4… Vôùi caùc taùc ñoäng treân, IL-2 ñöôïc söû duïng ñôn thuaàn trong ñieàu trò ung thö hoaëc keát hôïp vôùi caùc vaccine choáng ung thö. Treân caùc thöû nghieäm laâm saøng, IL-2 Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -27- khi duøng ñôn thuaàn coù taùc duïng choáng ung thö bieåu moâ teá baøo thaän vaø ung thö haéc toá. Taùc duïng choáng u cao nhaát khi ñieàu trò IL-2 lieàu cao. 2.1.5.2.3. IL-6: IL-6 ñöôïc saûn xuaát töø nhieàu loaïi teá baøo nhö nguyeân baøo sôïi, ñôn nhaân thöïc baøo, lympho baøo, teá baøo bieåu moâ… Noù coù taùc duïng leân söï tröôûng thaønh cuûa lympho baøo B (neân coøn goïi laø yeáu toá taêng tröôûng töông baøo), leân söï bieät hoùa cuûa lympho T gaây ñoäc. IL-6 laø cytokine chính caûm öùng teá baøo gan saûn xuaát ra caùc protein pha caáp nhö C reactive protein, haptoglobin, fibrinogen… Gene maõ hoùa IL-6 naèm treân nhieãm saéc theå soá 7, vò trí locus 7p15.3. Cuõng nhö IL-1 vaø TNF, IL-6 laø moät chaát gaây soát noäi sinh, coù taùc duïng hieäp löïc vôùi 2 cytokine treân. Hình 2.19. Phaân töû IL-6 Ngoaøi ra, caùc interleukin khaùc cuõng ñang ñöôïc nghieân cöùu söû duïng ñôn thuaàn hoaëc phoái hôïp vôùi caùc thuoác khaùc trong ñieàu trò ung thö. 2.1.5.3. Yeáu toá hoaïi töû khoái u (Tumor Necrosis Factor-TNF): IL-1 vaø TNF laø 2 cytokine coù caáu truùc khaùc bieät nhau vaø coù thuï theå rieâng, song veà taùc duïng sinh hoïc laïi gioáng nhau ôû nhieàu ñieåm. Coù theå thaáy söï gioáng nhau naøy qua baûng 2.2 sau. Baûng 2.2. Taùc ñoäng cuûa IL-1 vaø TNF leân moät soá teá baøo ñích Teá baøo ñích Taùc duïng IL-1 TNF Lympho T  Ñoàng kích thích hoaït taùc.  Caûm öùng taïo thuï theå IL-2.  Caûm öùng taïo cytokine. + + + + + + Lympho B  Thuùc ñaåy taêng sinh. + + Ñôn nhaân thöïc baøo  Hoùa öùng ñoäng.  Hoaït taùc tieàm naêng gaây ñoäc teá baøo. - + + + Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -28-  Caûm öùng taïo prostaglandin, IL-1, IL-6, GM-CSF. + + Baïch caàu trung tính  Hoaït taùc taïo cytokine. + + Teá baøo noäi maïc  Taêng bieåu loä phaân töû ICAM-1.  Caûm öùng taïo cytokine vaø bieåu loä nhoùm phuø hôïp moâ lôùp I.  Caûm öùng phaân baøo vaø taïo vi maïch moâ. + + + + + + ÔÛ ngöôøi coù 2 daïng TNF coù caáu truùc khaùc nhau laø TNFvaø TNF. TNF ñöôïc saûn xuaát chuû yeáu töø caùc ñôn nhaân thöïc baøo ñöôïc hoaït taùc, coøn TNFñöôïc saûn xuaát töø caùc lympho T ñöôïc hoaït taùc. TNFvaø TNFñöôïc maõ hoùa bôûi 2 gene khaùc nhau song ñeàu naèm trong vuøng gene cuûa nhoùm phuø hôïp moâ chính (ôû ngöôøi laø phöùc hôïp gene HLA). Caû 2 daïng TNF coù chung moät thuï theå neân taùc duïng sinh hoïc cuõng gioáng nhau. Vì theá, khi noùi ñeán TNF, ngöôøi ta thöôøng ngaàm hieåu laø TNF. Hình 2.20. Phaân töû TNF TNFcoù khoaûng 212 amino acid. Gene maõ hoùa TNFnaèm treân nhieãm saéc theå soá 6, vò trí locus 6p21.3. TNFcoù theå gaây ñoäc tröïc tieáp cho moät soá teá baøo, laøm xuaát huyeát vaø hoaïi töû khoái u. TNFkhoâng coù hoaït tính choáng ung thö, coù leõ do caùc ñoäc tính, chuû yeáu laø haï huyeát aùp, ñaõ laøm giôùi haïn lieàu. Gaàn ñaây, TNF ñöôïc söû duïng thaønh coâng trong ñieàu trò ung thö haéc toá taùi phaùt ôû da. 2.1.5.4. Yeáu toá kích thích taïo khuaån laïc (Colony Stimulating Factor-CSF): Ñaây laø caùc cytokine kích thích caùc teá baøo maàm ña naêng hay caùc teá baøo haäu dueä taïo ra nhieàu doøng teá baøo vôùi soá löôïng lôùn nhö hoàng caàu, tieåu caàu, baïch caàu haït trung tính, baïch caàu öa acid, baïch caàu öa kieàm. Vì theá CSF coøn goïi laø yeáu toá taêng Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -29- tröôûng heä taïo maùu. Döïa vaøo ñaëc ñieåm kích thích doøng teá baøo naøo maø yeáu toá ñoù coù teân goïi töông öùng. Taát caû caùc yeáu toá kích thích taïo khuaån laïc CSF ñeàu coù thuï theå töông öùng treân caùc teá baøo ñích rieâng bieät, song keát quaû taùc ñoäng cuoái cuøng laïi truøng laëp vôùi nhau treân nhieàu phöông dieän. 2.1.5.4.1. Erythropoietin (EPO): Ñaây laø moät glycoprotein coù phaân töû löôïng 38 kilodalton, ñöôïc saûn xuaát 90% ôû thaän, coøn laïi ôû gan vaø caùc moâ khaùc. Gene maõ hoùa erythropoietin naèm treân nhieãm saéc theå soá 7, vò trí locus 7q22.1. Khi cô theå thieáu maùu hay thieáu oxy, noù kích thích phöùc hôïp caän tieåu caàu baøi tieát erythrogenin. Erythrogenin hoaït ñoäng nhö moät enzyme, taùc duïng leân moät globulin coù saün trong huyeát töông do gan saûn xuaát ñeå taïo thaønh chaát kích thích sinh hoàng caàu erythropoietin. Chaát naøy theo maùu ñeán tuûy xöông, taùc ñoäng treân nhöõng teá baøo goác nhaïy vôùi erythropoietin trong tuûy xöông, bieán teá baøo naøy thaønh tieàn thaân doøng hoàng caàu. Roài teá baøo naøy traûi qua nhieàu giai ñoaïn trung gian ñeå chuyeån thaønh hoàng caàu tröôûng thaønh ra maùu ngoaïi bieân. Yeáu toá naøy coù theå laøm giaûm nhu caàu truyeàn maùu, ñöôïc nghieân cöùu vôùi caùc yeáu toá khaùc trong caùc tình traïng suy tuûy. Hình 2.21. Phaân töû EPO Ngaøy nay, ngöôøi ta coù theå saûn xuaát erythropoietin ngöôøi baèng kó thuaät taùi toå hôïp DNA. Ñaây laø moät cuoäc caùch maïng lôùn ñeå kieåm soaùt tình traïng thieáu maùu ôû nhöõng ngöôøi suy thaän maïn ñang chuaån bò ñöôïc gheùp thaän. 2.1.5.4.2. Yeáu toá kích thích doøng baïch caàu:  GM-CSF (Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor): ñöôïc saûn xuaát bôûi caùc teá baøo lympho T, teá baøo noäi maïc, teá baøo sôïi, teá baøo bieåu moâ tuyeán öùc. Noù kích thích taïo baïch caàu haït vaø baïch caàu ñôn nhaân. Gene maõ hoùa GM-CSF naèm treân nhieãm saéc theå soá 5, vò trí locus 5q31.1. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -30-  G-CSF (Gralulocyte Colony Stimulating Factor): ñöôïc saûn xuaát bôûi baïch caàu ñôn nhaân, ñaïi thöïc baøo, teá baøo noäi maïc, teá baøo sôïi. Noù kích thích taïo baïch caàu haït. Gene maõ hoùa G-CSF naèm treân nhieãm saéc theå soá 17, vò trí locus 17q11.2.  M-CSF (Macrophage Colony Stimulating Factor): ñöôïc saûn xuaát bôûi baïch caàu ñôn nhaân, ñaïi thöïc baøo, teá baøo noäi maïc, teá baøo sôïi, coát baøo. Noù kích thích taïo baïch caàu ñôn nhaân. Gene maõ hoùa M-CSF naèm treân nhieãm saéc theå soá 1, vò trí locus 1p21. Yeáu toá kích thích doøng baïch caàu giöõ vai troø quan troïng trong thöïc tieãn ñieàu trò thoâng qua caùc taùc ñoäng:  Kích thích teá baøo goác chaïy ra maùu ngoaïi vi, laøm taêng thu hoaïch caùc teá baøo naøy trong moãi laàn gaïn loïc, do vaäy laøm giaûm soá laàn gaïn vaø giaûm thôøi gian caàn thieát ñeå laáy ñuû teá baøo goác ngoaïi vi. Teá baøo goác naøy seõ ñöôïc gheùp vaøo cô theå ngöôøi nhaèm phuïc hoài toå chöùc taïo maùu sau khi ñieàu trò ung thö baèng hoùa chaát lieàu cao.  Kích thích sinh baïch caàu haït trong tröôøng hôïp giaûm sinh baïch caàu .  Kích thích sinh baïch caàu sau khi gheùp tuûy vaø hoùa trò baèng caùc thuoác ñoäc teá baøo. Hình 2.22. Phaân töû GM-CSF vaø G-CSF 2.1.5.4.3. Thrombopoietin (TPO): Ñaây laø yeáu toá kích thích taïo tieåu caàu. Thrompoietin coù phaân töû löôïng 35 kilodalton, ñöôïc saûn xuaát bôûi teá baøo gan, teá baøo oáng thaän, ngoaøi ra chuùng coøn ñöôïc taïo ra ôû tuûy xöông, laùch, cô. ÔÛ ngöôøi, thrompoietin ñöôïc saûn xuaát chuû yeáu ôû gan. Gene maõ hoùa TPO naèm treân nhieãm saéc theå soá 3, vò trí locus 3q27. Khi xô gan, soá löôïng TPO giaûm raát thaáp hoaëc khoâng tìm thaáy, ñöa ñeán tình traïng giaûm tieåu caàu. Yeáu toá naøy ñaõ ñöôïc phaân laäp vaø ñöa vaøo caùc thöû nghieäm laâm saøng ñeå ngaên ngöøa, ñieàu trò giaûm tieåu caàu. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -31- Hình 2.23. Thöù töï amino acid trong phaân töû EPO vaø TPO 2.1.5.4.4. Caùc yeáu toá khaùc:  IL-3 cuõng ñöôïc xem laø “CSF ña naêng” (multi CSF) vì noù coù khaû naêng kích thích saûn sinh moïi doøng teá baøo töø teá baøo maàm ña naêng. Caùc taùc duïng cuûa IL-3 vaø GM-CSF treân caùc teá baøo naøy coù theå taêng leân nhôø IL-1 vaø IL-6. Trong töông lai coù theå phoái hôïp caùc chaát treân ñeå taêng hieäu quaû ñieàu trò.  SCF (Stem Cell Factor) laø moät yeáu toá môùi ñöôïc phaùt hieän gaàn ñaây. Noù coù taùc duïng maïnh nhaát so vôùi caùc CSF treân caû doøng teá baøo tuûy vaø teá baøo lympho, nhôø vaäy maø laøm taêng moïi loaïi teá baøo coù nguoàn goác töø tuûy xöông. 2.1.6. Khaùng theå: Khaùng theå (Antibody) laø caùc phaân töû immunoglobulin (coù baûn chaát glycoprotein), do caùc teá baøo lympho B cuõng nhö caùc töông baøo (bieät hoùa töø lympho B) tieát ra ñeå heä mieãn dòch nhaän bieát vaø voâ hieäu hoùa caùc taùc nhaân laï, chaúng haïn caùc vi khuaån hoaëc virus. Moãi khaùng theå chæ coù theå nhaän dieän moät epitope khaùng nguyeân duy nhaát [4]. 2.1.6.1. Caáu truùc ñieån hình: Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -32- Phaân töû khaùng theå caáu taïo töø 4 chuoãi polypeptide, goàm hai chuoãi naëng vaø hai chuoãi nheï lieân keát vôùi nhau bôûi caùc caàu noái disulfide. Moät phaàn caáu truùc cuûa caùc chuoãi laø coá ñònh nhöng phaàn ñaàu cuûa hai "caùnh tay" chöõ Y laïi bieán ñoåi giöõa caùc khaùng theå khaùc nhau, ñeå taïo neân caùc vò trí keát hôïp coù khaû naêng phaûn öùng ñaëc hieäu vôùi caùc khaùng nguyeân töông öùng. Ñieàu naøy töông töï nhö moät enzyme tieáp xuùc vôùi cô chaát cuûa noù. Coù theå taïm so saùnh söï ñaëc hieäu cuûa phaûn öùng khaùng theå-khaùng nguyeân vôùi oå khoùa vaø chìa khoùa. Phaân töû khaùng theå cuûa ngöôøi chæ coù 2 loaïi chuoãi nheï laø vaø ; trong khi coù tôùi 5 loaïi chuoãi naëng laø , ,, vaø . Chính söï khaùc nhau veà chuoãi naëng laøm cho caùc lôùp khaùng theå (isotype) coù söï khaùc nhau veà thuoäc tính sinh hoïc. Ngoaøi ra, caàn chuù yù laø moãi moät phaân töû khaùng theå bao giôø cuõng chæ goàm 2 chuoãi naëng gioáng nhau vaø 2 chuoãi nheï gioáng nhau. Hình 2.24. Caáu truùc 1 phaân töû khaùng theå Caùc caàu noái disulfide trong phaân töû khaùng theå phaân boá caùch nhau töông ñoái ñeàu (khoaûng 100-110 amino acid), laøm cho chuoãi polypeptide cuoän laïi thaønh buùi, goïi laø domain. Caùc domain haèng ñònh (constant) ñaëc tröng bôûi caùc chuoãi amino acid khaù gioáng nhau giöõa caùc khaùng theå. Domain haèng ñònh cuûa chuoãi nheï kyù hieäu laø CL. Caùc chuoãi naëng chöùa 3 hoaëc 4 domain haèng ñònh, tuøy theo lôùp khaùng theå CH1, CH2, CH3 vaø CH4. Caùc domain haèng ñònh khoâng coù vai troø nhaän dieän khaùng nguyeân, chuùng laøm nhieäm vuï caàu noái vôùi caùc teá baøo mieãn dòch cuõng nhö caùc boå theå. Do ñoù, phaàn "chaân" cuûa chöõ Y coøn ñöôïc goïi laø Fc (fragment cristallisable- phaàn hoaït ñoäng sinh hoïc cuûa khaùng theå) Caùc domain bieán thieân (variable) naèm ôû hai ñaàu "caùnh tay" cuûa chöõ Y. Söï keát hôïp giöõa 1 domain bieán thieân treân chuoãi naëng (VH) vaø 1 domain bieán thieân treân Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -33- chuoãi nheï (VL) taïo neân vò trí nhaän dieän khaùng nguyeân (coøn goïi laø paratope). Nhö vaäy, moãi immunoglobulin coù hai vò trí gaén khaùng nguyeân. Hai "caùnh tay" cuûa chöõ Y coøn goïi laø Fab (fragment antigen binding- phaàn nhaän bieát khaùng nguyeân). Domain khaùng nguyeân nôi gaén vaøo khaùng theå goïi laø epitope. Caùc domain sôû dó goïi laø bieán thieân vì chuùng khaùc nhau raát nhieàu giöõa caùc khaùng theå. Chính söï bieán thieân ña daïng naøy giuùp cho heä thoáng caùc khaùng theå nhaän bieát ñöôïc nhieàu loaïi taùc nhaân gaây beänh khaùc nhau. Hình 2.25. Sô ñoà caùc domain cuûa 1 phaân töû khaùng theå 2.1.6.2. Tính ñaëc hieäu cuûa phaûn öùng khaùng theå-khaùng nguyeân: Paul Erhlich, vaøo ñaàu theá kyû 20, ñaõ ñeà xuaát raèng caùc khaùng theå ñöôïc saûn xuaát saün trong cô theå, ñoäc laäp vôùi moïi kích thích tö ø beân ngoaøi. Vai troø cuûa khaùng nguyeân laø ñaåy maïnh söï saûn xuaát khaùng theå ñaëc hieäu töông öùng. Moâ hình cuûa Erhlich ñaõ ñöôïc chöùng minh laø ñuùng maëc duø ôû thôøi cuûa oâng ngöôøi ta chöa phaân bieät ñöôïc 2 loaïi lympho B vaø lympho T. Cô theå ñaõ chuaån bò saün khaùng theå cho haàu nhö moïi "keû xaâm nhaäp" tieàm naêng. Trong quaù trình phaùt trieån vaø bieät hoùa caùc teá baøo lympho B, coù söï taùi toå hôïp caùc gene maõ hoùa immunoglobulin. Trong moãi teá baøo lympho B, toå hôïp gene cuûa phaàn bieán thieân chæ xaûy ra 1 laàn seõ giöõ nguyeân ñeán heát ñôøi soáng cuûa teá baøo ñoù. Neáu vöôït qua ñöôïc caùc cô cheá choïn loïc, lympho B seõ tieáp tuïc soáng:  Lympho B seõ toàn taïi ôû daïng naive cho ñeán khi gaëp khaùng nguyeân töông öùng.  Neáu khoâng gaëp khaùng nguyeân, lympho B hoaït ñoäng caàm chöøng döôùi daïng naive ñeán heát ñôøi cuûa noù.  Khi gaëp khaùng nguyeân ñaëc hieäu, vôùi söï trôï giuùp cuûa lympho TH1 qua caùc cytokine, lympho B seõ phaân chia thaønh doøng. Moät soá bieät hoùa thaønh töông baøo nhaèm saûn xuaát khaùng theå haøng loaït, moät soá khaùc seõ trôû thaønh teá baøo lympho B ghi nhôù vaø tieáp tuïc phaân baøo, duy trì söï toàn taïi cuûa doøng teá baøo ñoù trong cô theå. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -34- Caùc teá baøo B ghi nhôù naøy seõ giuùp cô theå khi tieáp xuùc laïi vôùi khaùng nguyeân töông öùng seõ coù ñaùp öùng nhanh, maïnh vaø hieäu quaû hôn. Öu ñieåm naøy cuûa ñaùp öùng mieãn dòch ñaëc hieäu laø nguyeân taéc cuûa vieäc ngöøa beänh baèng vaccine. Lieân keát giöõa khaùng theå vaø khaùng nguyeân, töông töï nhö giöõa enzyme vaø cô chaát, coù tính thuaän nghòch. Lieân keát maïnh hay yeáu tuøy vaøo soá löôïng lieân keát, ñoä ñaëc hieäu giöõa vuøng nhaän dieän khaùng nguyeân treân khaùng theå vaø caáu truùc epitope töông öùng. AÙi löïc cuûa khaùng theå ñoái vôùi khaùng nguyeân laø hôïp löïc cuûa caùc löïc lieân keát yeáu khoâng ñoàng hoùa trò (lieân keát hydro, lieân keát tónh ñieän, lieân keát Van der Waals, lieân keát kî nöôùc). Caùc löïc lieân keát yeáu naøy chæ coù taùc duïng trong moät baùn kính nhoû, do ñoù söï ñaëc hieäu (hay tính chaát boå sung) trong caáu truùc khoâng gian 3 chieàu cuûa 2 vuøng phaân töû coù vai troø quyeát ñònh ñoái vôùi aùi löïc cuûa khaùng theå vôùi khaùng nguyeân. Moät khaùng theå nhaát ñònh coù theå keát hôïp vôùi moät hay nhieàu epitope coù caáu hình khoâng gian töông töï ôû moät möùc ñoä naøo ñoù vaø ngöôïc laïi, moät epitope cuõng coù theå keát hôïp vôùi moät hay nhieàu vò trí keát hôïp khaùng nguyeân cuûa caùc phaân töû khaùng theå khaùc nhau. Tuy nhieân trong nhöõng tröôøng hôïp nhö vaäy, löïc lieân keát giöõa chuùng thay ñoåi tuøy theo caáu hình boå tuùc cuûa chuùng phuø hôïp vôùi nhau cao hay thaáp. Caáu hình boå tuùc caøng phuø hôïp cao thì löïc lieân keát caøng maïnh vaø ngöôïc laïi. 2.1.6.3. Vai troø cuûa khaùng theå: Trong moät ñaùp öùng mieãn dòch, khaùng theå coù 3 chöùc naêng chính: gaén vôùi khaùng nguyeân, kích hoaït heä thoáng boå theå vaø huy ñoäng caùc teá baøo mieãn dòch. 2.1.6.3.1. Lieân keát vôùi khaùng nguyeân: Caùc immunoglobulin coù khaû naêng nhaän dieän vaø gaén moät caùch ñaëc hieäu vôùi 1 khaùng nguyeân töông öùng nhôø caùc domain bieán thieân. Moät thí duï ñeå mieâu taû lôïi ích cuûa khaùng theå laø trong phaûn öùng choáng ñoäc toá vi khuaån. Khaùng theå gaén vaøo vaø qua ñoù trung hoøa ñoäc toá, ngaên ngöøa söï baùm dính cuûa caùc ñoäc toá treân leân caùc thuï theå teá baøo. Nhôø vaäy, teá baøo cô theå traùnh ñöôïc caùc roái loaïn do caùc ñoäc toá ñoù gaây ra. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -35- Hình 2.26. Cô cheá choáng ñoäc toá cuûa khaùng theå Töông töï nhö vaäy, nhieàu virus vaø vi khuaån chæ gaây beänh khi baùm ñöôïc vaøo caùc teá baøo cô theå. Vi khuaån söû duïng caùc phaân töû baùm dính laø adhesine, coøn virus sôû höõu caùc protein coá ñònh treân lôùp voû ngoaøi. Caùc khaùng theå khaùng-adhesine vaø khaùng- protein capside virus seõ ngaên chaën caùc vi sinh vaät naøy gaén vaøo caùc teá baøo ñích cuûa chuùng. 2.1.6.3.2. Hoaït hoùa boå theå: Moät trong nhöõng cô cheá baûo veä cô theå cuûa khaùng theå laø vieäc hoaït hoùa doøng boå theå. Boå theå laø taäp hôïp caùc protein huyeát töông khi ñöôïc hoaït hoùa seõ tieâu dieät caùc vi khuaån xaâm haïi baèng caùch ñuïc thuûng maøng teá baøo vi khuaån, taïo ñieàu kieän cho hieän töôïng thöïc baøo, hieän töôïng mieãn dòch keát dính, hoaït tính phaûn veä toá vaø phoùng thích caùc phaân töû hoùa höôùng ñoäng. 2.1.6.3.3. Hoaït hoùa caùc teá baøo mieãn dòch: Sau khi gaén vaøo khaùng nguyeân ôû ñaàu bieán thieân (Fab), khaùng theå coù theå lieân keát vôùi caùc teá baøo mieãn dòch ôû ñaàu haèng ñònh (Fc). Nhöõng töông taùc naøy coù taàm quan troïng ñaëc bieät trong ñaùp öùng mieãn dòch. Nhö vaäy, caùc khaùng theå gaén vôùi moät vi khuaån coù theå lieân keát vôùi moät ñaïi thöïc baøo vaø khôûi ñoäng hieän töôïng thöïc baøo. Caùc teá baøo NK coù theå thöïc hieän chöùc naêng ñoäc teá baøo vaø ly giaûi caùc vi khuaån bò opsonine hoùa bôûi caùc khaùng theå. 2.1.6.4. Caùc lôùp khaùng theå (isotype): Caùc khaùng theå ñöôïc phaân thaønh 5 lôùp hay isotype, tuøy theo caáu taïo cuûa caùc domain haèng ñònh cuûa caùc chuoãi naëng. Ngoaøi ra, caùc dò bieät tinh teá hôn cuõng toàn taïi beân trong moät soá lôùp khaùng theå. ÔÛ ngöôøi, coù 4 loaïi IgG (IgG1, IgG2, IgG3 vaø IgG4) vaø 2 loaïi IgA (IgA1 vaø IgA2). Ñeå tieâu dieät taùc nhaân gaây beänh bò gaén khaùng theå, nhieàu baïch caàu söû duïng caùc FcR (thuï theå cuûa Fc) beà maët töông öùng vôùi töøng lôùp IgG, IgA, IgM, IgE vaø IgD. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -36- Baûng 2.3. Caùc thuoäc tính cô baûn cuûa caùc lôùp khaùng theå IgG IgA IgM IgE IgD Chuoãi naëng      Phaân töû löôïng (kilodalton) 150 160 900 200 180 Chuoãi phuï 0 J vaø S J 0 0 Tæ leä trong toång immunoglobulin (%) 80 13 6 < 1 < 1 Phaân boá Noäi maïch, dòch moâ Noäi maïch, dòch tieát Noäi maïch Baïch caàu öa kieàm, teá baøo phì Beà maët lympho B Qua nhau thai ++ 0 0 0 0 Coù trong söõa + ++ 0 0 0 Hoaït hoùa boå theå + 0 +++ 0 0 Gaén leân thuï theå Fc ++ 0 0 ++ 0 Khaû naêng ngöng keát + + +++ 0 0 Hoaït tính choáng sieâu vi +++ +++ ++ 0 0 Hoaït tính choáng vi khuaån +++ ++ +++ 0 0 Hoaït tính choáng ñoäc toá +++ 0 0 0 0 Hoaït tính gaây dò öùng + 0 0 +++ 0 2.1.6.4.1. IgG: Ñaây laø moät monomer phoå bieán nhaát trong huyeát töông, dòch gian baøo, dòch naõo tuûy… , coù 4 döôùi lôùp IgG1 (66%), IgG2 (23%), IgG3 (7%), IgG4 (4%). IgG laø isotype duy nhaát coù theå xuyeân qua nhau thai, qua ñoù baûo veä treû trong nhöõng tuaàn leã ñaàu tieân sau khi sinh khi heä mieãn dòch cuûa treû chöa phaùt trieån. Caùc chöùc naêng sinh hoïc cuûa IgG: Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -37-  Ngöng keát caùc khaùng nguyeân ña hoùa trò ôû daïng haït hoaëc gaây keát tuûa caùc khaùng nguyeân ôû daïng hoøa tan, nhôø ñoù giuùp thöïc baøo thaâu toùm caùc khaùng nguyeân hoøa tan höõu hieäu hôn.  Khi IgG lieân keát vôùi epitope ôû phaàn Fab thì phaàn Fc trôû thaønh coù khaû naêng opsonine hoùa. Luùc naøy, phaàn Fc gaén vaøo thuï theå Fc treân beà maët ñôn nhaân thöïc baøo, baïch caàu trung tính, nhôø ñoù caùc khaùng nguyeân bò thöïc baøo hieäu quaû hôn.  Gaây ñoäc teá baøo phuï thuoäc khaùng theå (Antibody Dependent Cell Mediated Cytotoxicity-ADCC): vi sinh vaät hay teá baøo ung thö coù epitope ñaëc hieäu vôùi khaùng theå lôùp IgG seõ ñöôïc phaàn Fab nhaän dieän, phaàn Fc seõ ñöôïc caùc teá baøo NK coù thuï theå Fc nhaän bieát. Teá baøo NK seõ cho caùc tín hieäu gaây huûy dieät vi sinh vaät hay teá baøo ung thö. Khaùc vôùi hieän töôïng opsonine hoùa, trong cô cheá ADCC khoâng xaûy ra hieän töôïng thöïc baøo.  Hoaït hoùa boå theå (tröø döôùi lôùp IgG4).  Trung hoøa ñoäc toá baèng caùch phong toûa vò trí hoaït ñoäng, gaây baát hoaït vaø do ñoù ñoäc toá trôû neân voâ haïi. IgG laø lôùp khaùng theå coù khaû naêng toát nhaát trong vieäc trung hoøa moät soá ñoäc toá nhö noïc raén, noïc boø caïp, ñoäc toá uoán vaùn, baïch haàu…  Baát ñoäng vi khuaån do khaùng theå ñaëc hieäu vôùi caùc roi hay loâng cuûa vi khuaån. Ngoaøi ra IgG coøn coù theå phong toûa vieäc baùm cuûa sieâu vi leân caùc thuï theå ñaëc hieäu. Töø ñoù haïn cheá söï xaâm nhaäp vaø taïo ñieàu kieän tieâu dieät vi khuaån baèng caùc cô cheá khaùc. 2.1.6.4.2. IgA: IgA coù chuû yeáu trong caùc dòch tieát nhö nöôùc boït, dòch nhaày, moà hoâi, dòch vò, söõa…, coù 2 daïng laø IgA1 (90%) vaø IgA2 (10%). Khaùc vôùi IgA1, caùc chuoãi naëng vaø nheï cuûa IgA2 khoâng noái vôùi nhau baèng caùc caàu disulfide maø baèng caùc lieân keát khoâng ñoàng hoùa trò. Trong huyeát töông, IgA chuû yeáu ôû daïng monomer vaø chöùc naêng cuûa chuùng chöa ñöôïc bieát roõ. Trong dòch tieát, noù ôû daïng dimer nhôø söï noái keát bôûi chuoãi J (laø moät chuoãi polypeptide coù phaân töû löôïng 15 kilodalton, giaøu cysteine, do töông baøo tieát ra) vaø chuoãi S (secretory component, coù phaân töû löôïng 70 kilodalton, ñöôïc saûn xuaát töø caùc teá baøo nieâm maïc). Chuoãi S coù chöùc naêng gaén vaø vaän chuyeån IgA vaøo loøng cuøng vôùi dòch tieát, ñoàng thôøi baûo veä phaân töû IgA khoâng bò phaân huûy bôûi caùc men coù trong dòch tieát. Ngoaøi ra IgA coøn toàn taïi döôùi daïng trimer vaø tetramer. Ñaây laø lôùp khaùng theå coù vai troø chính trong vieäc baûo veä beà maët nieâm maïc. Ví duï, tröïc khuaån taû chæ baùm vaøo thuï theå ôû nieâm maïc ruoät vaø giaûi phoùng ñoäc toá chöù Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -38- khoâng thaâm nhaäp vaøo teá baøo. Khaùng theå ñaëc hieäu lôùp IgA baûo veä baèng caùch phong toûa ñaëc hieäu leân caáu truùc cuûa tröïc khuaån taû laøm chuùng maát khaû naêng baùm. IgA khoâng hoaït hoùa boå theå nhöng vôùi söï coù maët cuûa lysozyme coù theå dieät moät soá vi khuaån gram aâm. Ngoaøi ra, IgA coù theå ngaên caûn söï xaâm nhaäp cuûa sieâu vi vaøo caùc teá baøo ñích cuõng nhö coù khaû naêng ngöng keát virus xaâm nhaäp qua ñöôøng nieâm maïc. 2.1.6.4.3. IgM: Bình thöôøng trong huyeát töông IgM ôû daïng pentamer nhôø caùc caàu noái disulfide giöõa caùc chuoãi naëng vaø moät chuoãi J. Vì laø moät phaân töû lôùn neân IgM khoâng coù khaû naêng xuyeân thaám, noù haàu nhö chæ coù maët trong loøng maïch. Veà lyù thuyeát, do coù 5 ñôn vò phaân töû neân IgM coù 10 vò trí keát hôïp khaùng nguyeân nhöng treân thöïc teá, do vò trí khoâng gian chæ cho pheùp toái ña 5 vò trí keát hôïp khaùng nguyeân maø thoâi. ÔÛ caùc teá baøo doøng maàm, maûng gene maõ hoùa vuøng haèng ñònh cuûa chuoãi naëng ñöôïc giaûi maõ tröôùc caùc maûng khaùc. Do ñoù, IgM laø immunoglobulin ñaàu tieân ñöôïc saûn xuaát bôûi teá baøo B tröôûng thaønh. Chöùc naêng chính cuûa IgM:  Laø lôùp khaùng nguyeân coù khaû naêng ngöng keát maïnh nhaát do coù nhieàu hoùa trò, cho pheùp taïo neân caùc caàu noái giöõa caùc epitope ôû xa nhau, thuoäc caùc khaùng nguyeân khaùc nhau cuõng nhö caùc khaùng nguyeân coù caáu taïo epitope laëp laïi (caùc polysaccharide).  Ngöng keát toá töï nhieân cuûa nhoùm maùu ABO. IgM ñöôïc goïi laø khaùng theå töï nhieân vì noù toàn taïi trong maùu ngay caû khi khoâng coù baèng chöùng veà söï tieáp xuùc vôùi khaùng nguyeân. Moät ngöôøi thuoäc nhoùm maùu O seõ coù saün trong huyeát töông khaùng theå thuoäc lôùp IgM choáng khaùng nguyeân nhoùm maùu A vaø B…  Do ôû daïng pentamer neân chæ moät IgM vôùi toái thieåu 2 phaàn Fab keát hôïp vôùi epitope töông öùng laø ñaõ coù theå hoaït hoùa boå theå. Vì theá, IgM laø lôùp khaùng theå coù khaû naêng hoaït hoùa boå theå maïnh nhaát, coù hieäu quaû cao trong vieäc gaây ly giaûi vi khuaån hay teá baøo ñích thoâng qua boå theå.  Khaû naêng trung hoøa ñoäc toá, phong toûa vi khuaån hay virus khoâng hieäu quaû. 2.1.6.4.4. IgE: IgE coù caáu truùc monomer, deã bò huûy bôûi nhieät. Chuoãi naëng coù thuï theå aùi löïc cao treân beà maët baïch caàu öa kieàm vaø teá baøo phì, do ñoù chuùng coù maët thöôøng tröïc treân teá baøo naøy. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -39- IgE thöôøng taêng cao trong tröôøng hôïp nhieãm kyù sinh truøng nhö giun ñuõa. Tuy nhieân IgE laø khaùng theå chính trong beänh lyù quaù maãn type I hay dò öùng. Khi gaëp khaùng nguyeân töông öùng coù theå lieân keát cheùo, IgE seõ hoaït taùc teá baøo, giaûi phoùng caùc hoùa chaát trung gian nhö histamine, heparine… taïo ra tình traïng quaù maãn. 2.1.6.4.5. IgD: IgD laø loaïi immunoglobulin monomer chieám chöa ñaày 1% treân maøng teá baøo lympho B. Chöùc naêng cuûa IgD chöa ñöôïc hieåu bieát ñaày ñuû, noù thöôøng bieåu hieän ñoàng thôøi vôùi IgM vaø ñöôïc xem nhö moät chæ daáu (marker) cuûa teá baøo B tröôûng thaønh nhöng chöa tieáp xuùc khaùng nguyeân. Coù leõ noù tham gia vaøo cô cheá bieät hoùa cuûa teá baøo B thaønh töông baøo vaø teá baøo B ghi nhôù. Hình 2.27. Caáu truùc caùc lôùp khaùng theå 2.1.6.5. Söï toång hôïp khaùng theå: Caùc taùc nhaân gaây beänh laø muoân hình vaïn traïng, do ñoù soá löôïng caùc khaùng nguyeân maø cô theå coù theå gaëp phaûi laø raát lôùn. Moãi lympho B laïi chæ coù theå saûn xuaát 1 loaïi khaùng theå ñaëc hieäu ñoái vôùi 1 epitope khaùng nguyeân nhaát ñònh, do ñoù caàn phaûi coù haøng trieäu lympho B khaùc nhau. Soá löôïng naøy vöôït quaù soá löôïng gene cuûa con ngöôøi. Vaäy caùch hieåu coå xöa veà moät gene saûn xuaát moät khaùng theå khoâng coøn ñöùng vöõng. Naêm 1976, Susumu Tonegawa ñaõ khaùm phaù raèng cô theå duøng cô cheá taùi toå hôïp gene ñeå taïo ra soá khaùng theå ñaëc hieäu khoång loà noùi treân. Tonegawa ñaõ ñöôïc trao giaûi Nobel veà Y hoïc vaø Sinh hoïc naêm 1987 cho khaùm phaù naøy. Heä mieãn dòch ngöôøi coù khaû naêng saûn xuaát ra treân 1012 loaïi khaùng theå ñaëc hieäu khaùc nhau. Coù nhieàu gene maõ hoùa cho phaàn bieán thieân (V) cuûa immunoglobulin, chuùng taùi toå hôïp vôùi nhau moät caùch ngaãu nhieân ñeå taïo ra soá saûn phaåm lôùn hôn nhieàu so vôùi soá gen voán coù. Trong moãi teá baøo lympho B, chæ moät toå Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -40- hôïp duy nhaát cuûa phaàn haèng ñònh moãi chuoãi (naëng vaø nheï) ñöôïc thaønh laäp vaø khoâng thay ñoåi suoát cuoäc ñôøi noù. 2.1.6.5.1. Toå chöùc, taùi toå hôïp vaø giaûi maõ caùc gene chuoãi naëng: Phaàn haèng ñònh C cuûa chuoãi naëng ñöôïc maõ hoùa bôûi 1 trong soá 9 gene tuøy theo lôùp (isotype) khaùng theå: µ cho IgM; 1 - 4 cho IgG1 - IgG4; 1, 2 cho IgA1 vaø IgA2;cho IgD vaøcho IgE. Caùc gene maõ hoùa chuoãi naëng cuûa khaùng theå naèm treân nhieãm saéc theå soá 14. ÔÛ nhöõng teá baøo maàm, chuùng saép xeáp thaønh 4 vuøng taùch bieät: caùc amino acid (aa) 1 - 95 cuûa phaàn bieán thieân (V) ñöôïc maõ hoùa bôûi chöøng 51 gene V (variable); tieáp theo, caùc aa 96 - 101 do khoaûng 27 gene D (diversity) maõ hoùa; caùc aa 102 - 110 ñöôïc maõ hoùa bôûi 6 gene J (joining); cuoái cuøng laø gene maõ hoùa phaàn haèng ñònh C. Moãi gene V ñeàu coù moät chuoãi L (leader). Trong quaù trình tröôûng thaønh cuûa teá baøo lympho B, moät gene D seõ lieân keát vôùi moät gen J baèng caùch caét boû ñoaïn DNA trung gian giöõa chuùng. Sau ñoù, moät gene V cuøng vôùi ñoaïn L töông öùng cuûa noù ñöôïc gaén vaøo ñoaïn DJ keå treân (taùi toå hôïp VDJ). Gen VDJ môùi toå hôïp vaø gene Cñöôïc giaûi maõ taïo ra protein VDJ-C. Chuoãi L sau ñoù ñöôïc caét ra, protein luùc naøy chính laø chuoãi naëng cuûa IgM. Vaäy rieâng caùc gene treân NST 14 ñaõ coù khaû naêng taïo ra 8262 chuoãi naëng khaùc nhau (51V × 27D × 6J). Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -41- Hình 2.28. Quaù trình taùi toå hôïp, giaûi maõ caùc gene chuoãi naëng 2.1.6.5.2. Toå chöùc, taùi toå hôïp vaø giaûi maõ caùc gene chuoãi nheï : Caùc gene cuûa chuoãi nheï thuoäc nhieãm saéc theå soá 2. Taïi phaàn bieán thieân (V), caùc amino acid (aa) 1 - 95 ñöôïc maõ hoùa bôûi 40 gene VL vaø caùc aa töø 96 - 110 bôûi 5 gene JL. Chæ 1 gene Cmaõ hoùa cho phaàn haèng ñònh cuûa chuoãi nheï naøy. Nhö vaäy, söï toå hôïp ngaãu nhieân cuûa moät gene VLvôùi moät gene JLcoù theå taïo ra 200 chuoãi nheï khaùc nhau (40 × 5). 2.1.6.5.3. Toå chöùc, taùi toå hôïp vaø giaûi maõ caùc gene chuoãi nheï : Caùc gene cuûa chuoãi nheï thuoäc nhieãm saéc theå soá 22. Töông töï chuoãi nheï , phaàn bieán thieân (V) cuûa chuoãi nheï  cuõng ñöôïc maõ hoùa bôûi caùc gene VL vaø caùc gene JL. Soá löôïng caùc gene chöa ñöôïc thoáng keâ ñaày ñuû, ngoaøi ra coøn coù nhieàu gene Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -42- Ccoù ñoaïn gene L ñi tröôùc. Öôùc tính, toå hôïp caùc genecoù theå taïo ra 116 chuoãi nheï khaùc nhau. Trong tröôøng hôïp bình thöôøng, söï taùi toå hôïp gene caùc chuoãi naëng coù theå taïo ra 2,6 × 106 khaùng theå khaùc nhau (8262H × (200L+ 116L)). Tuy nhieân, soá loaïi khaùng theå coù theå taïo ra theo lyù thuyeát coù theå cao hôn (1012), nhôø caùc cô cheá boå sung sau:  Caùc ñoät bieán trong quaù trình tröôûng thaønh (tröôùc khi coù söï toå hôïp gene) cuûa teá baøo lympho.  Nhöõng loãi trong quaù trình toå hôïp gene V, D, J.  Caùc ñoät bieán xaûy ra trong quaù trình toå hôïp gene. 2.1.6.6. ÖÙng duïng cuûa khaùng theå: Trong y hoïc vaø sinh hoïc, khaùng theå ñôn doøng (monoclonal antibody) ñöôïc söû duïng phoå bieán nhaát. Veà baûn chaát, khaùng theå ñôn doøng laø taäp hôïp caùc phaân töû khaùng theå ñoàng nhaát veà maët caáu truùc vaø tính chaát ñöôïc taïo bôûi moät doøng töông baøo. Caùc khaùng theå ñôn doøng chæ nhaän bieát moät epitope treân moät khaùng nguyeân cho saün. Hình 2.29. Khaùng theå ñôn doøng lieân keát vôùi 1 epitope ñaëc hieäu Tröôùc ñaây, vieäc saûn xuaát khaùng theå ñôn doøng raát khoù khaên do ñôøi soáng ngaén nguûi cuûa caùc töông baøo. Khaùng theå chæ thu ñöôïc baèng caùch tieâm moät khaùng nguyeân cuï theå vaøo moät ñoäng vaät roài chieát laáy khaùng theå trong maùu. Phöông phaùp naøy raát toán keùm nhöng chæ thu ñöôïc löôïng khaùng theå raát ít, khoâng thuaàn nhaát vaø bò oâ nhieãm. Moät tieán boä to lôùn ñaõ ñaït ñöôïc vaøo naêm 1975 bôûi Cesar Milstein vaø Georges Kohler vôùi kyõ thuaät hybridoma (teá baøo lai giöõa 1 lympho B coù khaû naêng saûn xuaát khaùng theå vôùi 1 teá baøo ung thö coù ñôøi soáng khaù daøi), cho pheùp saûn xuaát khaùng theå ñôn doøng vôùi soá löôïng lôùn, chaát löôïng toát. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -43- 2.1.6.6.1. ÖÙng duïng khi caáy gheùp cô quan trong cô theå ngöôøi: Khi coù moät cô quan, boä phaän ñöôïc gheùp vaøo cô theå khoâng coù cuøng khaùng nguyeân töông hôïp toå chöùc HLA, caùc ñaïi thöïc baøo cuûa cô theå nhaän ra. Chuùng thöïc baøo teá baøo laï vaø trình dieän khaùng nguyeân vôùi lympho T. Khi moät teá baøo lympho T bò kích thích bôûi khaùng nguyeân töông öùng, noù seõ phình to ra vaø phaân chia raát nhanh ñeå taïo ra moät loaït caùc teá baøo gioáng nhau veà maët di truyeàn goïi laø moät clone (doøng). Caùc teá baøo trong clone saûn sinh ra khaùng theå nhöng khaùng theå vaãn coøn dính treân beà maët teá baøo, khoâng ñöôïc giaûi phoùng ra. Thay vaøo ñoù, caùc teá baøo T (luùc naøy ñöôïc goïi laø “teá baøo T gieát”) di chuyeån ñeán khu vöïc gheùp, tieâu dieät caùc teá baøo laï. Ñoù laø cô cheá loaïi maûnh gheùp [6]. Baûn chaát cuûa phöông phaùp laø ngöôøi ta söû duïng khaùng theå ñôn doøng choáng laïi thuï theå ñaëc hieäu IL-2R, TCR cuûa teá baøo lympho T, qua ñoù öùc cheá söï hoaït hoùa lympho T nhaèm loaïi boû phaûn öùng thaûi loaïi khi gheùp caùc cô quan cuûa ngöôøi vôùi nhau. Naêm 1985, caùc nhaø khoa hoïc Phaùp ñaõ thöïc hieän vieäc truyeàn khaùng theå khaùng nhoùmcuûa khaùng theå baïch caàu ngöôøi (HPLA-1-CD-18) cho 7 beänh nhaân maéc beänh suy giaûm mieãn dòch baåm sinh nhaèm taïo ñieàu kieän cho vieäc gheùp tuûy cho hoï töø ngöôøi cho khoâng töông hôïp. Keát quaû coù 5 beänh nhaân ñaõ soáng soùt. Ngaøy nay, khaùng theå ñôn doøng ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc phaãu thuaät caáy gheùp cô quan, ñaëc bieät laø gheùp thaän. Nhöõng beänh nhaân ñaàu tieân ñöôïc gheùp thaän ôû Vieät Nam hieän vaãn duøng thuoác khaùng theå ñôn doøng ñeå traùnh nguy cô thaän gheùp bò ñaøo thaûi. 2.1.6.6.2. ÖÙng duïng trong ñieàu trò ung thö: Caùc khaùng theå ñôn doøng gaén vôùi caùc khaùng nguyeân treân beà maët teá baøo u coù theå phaù huûy teá baøo u qua moät soá cô cheá bao goàm hoaït hoùa boå theå vaø gaây ñoäc teá baøo qua trung gian teá baøo phuï thuoäc khaùng theå (ADCC) [5]. Ngoaøi ra, khaùng theå ñôn doøng coøn coù theå söû duïng nhö nhöõng phöông tieän chuyeân chôû caùc ñoàng vò phoùng xaï, caùc chaát ñoäc hoaëc thuoác ñeán khoái u trong khi laïi giaûm ñöôïc söï tieáp xuùc vôùi toaøn thaân. Baûn chaát cuûa vaán ñeà laø ngöôøi ta lôïi duïng khaû naêng caùc phaân töû khaùng theå gaén raát ñaëc hieäu vôùi teá baøo ôû vò trí xaùc ñònh naøo ñoù cuûa cô theå (trong ñoù coù teá baøo ung thö) ñeå ñònh höôùng thuoác chöõa beänh. Nhö vaäy seõ taêng hieäu quaû chöõa trò leân nhieàu laàn. Cho ñeán nay, moät soá thaønh töïu ban ñaàu trong lónh vöïc naøy ñaõ ñaït ñöôïc, tuy nhieân vaãn coøn nhieàu vaán ñeà phaûi nghieân cöùu giaûi quyeát. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -44- Hình 2.30. ÖÙng duïng cuûa khaùng theå ñôn doøng trong ñieàu trò ung thö Baûng 2.4. Moät soá cheá phaåm khaùng theå ñôn doøng ñöôïc FDA cho pheùp löu haønh Cheá phaåm Teân thöông maïi Naêm löu haønh Ñích taùc ñoäng Ñieàu trò Adalimumab Humira 2002 TNF Beänh vieâm (lieân quan ñeán suy giaûm mieãn dòch baåm sinh) Alemtuzumab Campath 2001 CD52 Beänh baïch caàu lympho maïn Basiliximab Simulect 1998 IL-2R Phaûn öùng thaûi loaïi khi gheùp cô quan Daclizumab Zenapax 1997 IL-2R Phaûn öùng thaûi loaïi khi gheùp cô quan Efalizumab Raptiva 2002 CD11a Beänh vaûy neán Ibritumomab tiuxetan Zevalin 2002 CD20 U lympho khoâng Hodgkin Infliximab Remicade 1998 TNF Beänh vieâm (lieân quan ñeán suy giaûm mieãn dòch baåm sinh) Muromonab- CD3 Orthoclone OKT3 1986 TCR CD3 Phaûn öùng thaûi loaïi khi gheùp cô quan Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -45- Gemtuzumab ozogamicin Mylotarg 2000 CD33 Beänh baïch caàu tuûy caáp Rituximab Rituxan, Mabthera 1997 CD20 U lympho khoâng Hodgkin Tositumomab Bexxar 2003 CD20 U lympho khoâng Hodgkin Trastuzumab Herceptin 1998 HER-2/neu Ung thö vuù 2.1.7. Caùc chaát lieân quan ñeán quaù trình ñoâng maùu: 2.1.7.1. Yeáu toá VIII: Ñoâng maùu laø hieän töôïng thay ñoåi tính chaát hoùa lyù cuûa maùu töø traïng thaùi loûng sang traïng thaùi gel do sôïi fibrin ôû theå khoâng hoøa tan taïo thaønh moät maïng löôùi laøm cöùng caùc thaønh phaàn cuûa maùu, bieåu hieän baèng söï taïo thaønh cuïc maùu [3]. Söï chuyeån traïng thaùi naøy xaûy ra bôûi moät quaù trình bieán ñoåi caùc protein trong maùu vaø töï xuùc taùc, ñöôïc ñieàu khieån bôûi nhieàu chaát bao goàm caùc chaát gaây ñoâng maùu vaø caùc chaát öùc cheá chuùng. Yeáu toá ñoâng maùu hoaït hoùa tröôùc seõ hoaït hoùa yeáu toá tieáp theo. Ñoâng maùu laø haäu quaû cuûa söï hoaït hoùa con ñöôøng ñoâng maùu noäi sinh hoaëc ngoaïi sinh. Heä thoáng noäi sinh ñöôïc hoaït hoùa khi maùu ñeán tieáp xuùc vôùi thaønh maïch bò toån thöông; heä thoáng ngoaïi sinh ñöôïc hoaït hoùa khi maùu tieáp xuùc vôùi tinh chaát cuûa moâ, xaûy ra nhanh hôn nhieàu so vôùi noäi sinh. Böôùc cuoái cuøng cuûa caû 2 ñöôøng laø hoaït hoùa yeáu toá X ñeå sau ñoù prothrombin thrombin, fibrinogen fibrin vaø cuïc maùu ñoâng ñöôïc hình thaønh. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -46- Hình 2.31. Sô ñoà quaù trình ñoâng maùu Yeáu toá VIII (Anti-Hemophilic A -Yeáu toá choáng huyeát höõu A) ñöôïc saûn xuaát baèng coâng ngheä taùi toå hôïp DNA duøng trong ñieàu trò beänh Hemophilia. Hemophilia laø beänh di truyeàn maùu khoù ñoâng coù lieân quan ñeán giôùi tính, mang tính laën, xaûy ra ôû phaùi nam. 90% tröôøng hôïp saûn xuaát khoâng ñuû yeáu toá VIII, 10% ôû daïng khieám khuyeát. Tæ leä yeáu toá VIII bình thöôøng trong tuaàn hoaøn cho bieát möùc ñoä traàm troïng cuûa beänh. 5-10% laø nheï, 1-5% laø trung bình, döôùi 1% laø daïng naëng. ÔÛ daïng nheï vaø vöøa khoâng coù bieåu hieän chaûy maùu tröø khi coù veát thöông. Ngöôïc laïi, trong theå naëng luùc nhoû ñaõ coù bieåu hieän chaûy maùu nhö khi nhoå raêng, caét da qui ñaàu, coù theå coù chaûy maùu ôû moâ meàm nhö ñuøi, goái, coå chaân, xuaát huyeát tieâu hoùa. Neáu coù chaûy maùu, phaûi truyeàn yeáu toá VIII ngay. Yeáu toá VIII laø moät phaân töû phöùc taïp goàm 3 thaønh phaàn:  Ñoaïn glycoprotein goàm 216 amino acid laø phaàn chöùc naêng ñöôïc saûn xuaát bôûi gan vaø teá baøo noäi moâ. Gene maõ hoùa ñoaïn protein naøy naèm treân nhieãm saéc theå giôùi tính X, vò trí locus Xq28.  Yeáu toá Von Willebrand ñöôïc toång hôïp bôûi teá baøo noäi moâ vaø caùc maãu tieåu caàu, gaén vaøo vaø laøm beàn vöõng yeáu toá VIII trong tuaàn hoaøn vaø caàn thieát ñeå tieåu caàu baùm dính. Phaân töû Von Willebrand monomer laø moät protein goàm coù 2050 amino acid, chia laøm nhieàu vuøng domain ñaëc hieäu, trong ñoù vuøng domain Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -47- D’/D3 hình thaønh lieân keát vôùi yeáu toá VIII. Gene maõ hoùa yeáu toá naøy naèm treân nhieãm saéc theå soá 12, vò trí locus 12p13.31.  Khaùng nguyeân cuûa yeáu toá VIII. Chöùc naêng cuûa noù trong ñoâng maùu chöa ñöôïc roõ. 2.1.7.2. Chaát hoaït hoùa plasminogen tPA (Tissue Type Plasminogen Activator): Söï tan cuïc maùu xaûy ra moät thôøi gian ngaén sau khi cuïc maùu ñoâng ñöôïc thaønh laäp ñeå taùi laäp doøng maùu vaø söï söûa chöõa moâ ñöôïc tieán haønh. Quaù trình laøm tan cuïc maùu goïi laø söï tieâu sôïi huyeát (fibrinolysis). Cuõng nhö khi ñoâng maùu, tan cuïc maùu cuõng tuaàn töï töøng böôùc ñöôïc kieåm soaùt bôûi caùc chaát hoaït hoùa vaø öùc cheá [3]. Plasminogen laø tieàn enzyme cho quaù trình tieâu sôïi huyeát. Bình thöôøng plasminogen coù saün trong maùu döôùi daïng khoâng hoaït ñoäng, noù ñöôïc chuyeån sang daïng hoaït ñoäng plasmin bôûi caùc chaát hoaït hoùa plasminogen. Plasmin seõ tieâu hoùa sôïi fibrin cuõng nhö vaøi yeáu toá ñoâng maùu nhö fibrinogen, yeáu toá V, VIII. Plasmin löu haønh nhanh choùng bò baát hoaït bôûi2 plasmin inhibitor, do ñoù giôùi haïn tieâu sôïi huyeát chæ coù taïi choã maø khoâng lan traøn ôû taát caû heä tuaàn hoaøn. Hình 2.32. Sô ñoà tieâu sôïi huyeát Tissue type plasminogen activator (tPA) laø chaát hoaït hoùa sinh lyù ñöôïc saûn xuaát ôû gan, huyeát töông, teá baøo noäi maïc maïch maùu, coù phaân töû löôïng khoaûng 68 kilodalton. Ñaây laø moät daïng serine protease duøng ñieàu trò beänh nhoài maùu cô tim. Treân theá giôùi moãi naêm coù 2,5 trieäu ngöôøi cheát do beänh nhoài maùu cô tim, trong ñoù 25% cheát trong giai ñoaïn caáp tính cuûa beänh. Trong voøng naêm sau ñoù cheát theâm 5-10% nöõa. Nguyeân nhaân chính gaây ra nhoài maùu cô tim laø do maùu ñoâng hình thaønh laøm taéc ngheõn ñoäng maïch vaønh nuoâi quaû tim, khi maûng xô vöõa bò nöùt, vôõ ra (thöôøng xaûy ra treân neàn cuûa beänh caûnh ñoäng maïch vaønh bò heïp do môõ tuï trong thaønh maïch maùu vaø xô vöõa töø tröôùc). Ngoaøi ra, tình traïng co thaét maïch vaønh cuõng coù theå laøm ngöøng treä doøng maùu daãn ñeán nuoâi cô tim. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -48- Hình 2.33. Caáu truùc phaân töû tPA 2.2. TRONG CHAÅN ÑOAÙN: Hieän nay, phöông phaùp phaân tích söû duïng khaùng theå ñôn doøng ñang nhanh choùng thay theá caùc phöông phaùp phaân tích mieãn dòch vaø huyeát thanh truyeàn thoáng trong chaån ñoaùn phaùt hieän ung thö. Baûn chaát cuûa vaán ñeà laø khi coù söï hình thaønh khoái u, trong maùu seõ xuaát hieän moät soá taùc nhaân ñaùnh daáu. Ngöôøi ta seõ söû duïng khaùng theå ñôn doøng trong phaân tích mieãn dòch ñònh löôïng khaùng nguyeân töông öùng nhaèm phaùt hieän trieäu chöùng ung thö. Treân cô sôû ñoù, caùc phöông phaùp chaån ñoaùn keá tieáp thaâm nhaäp hôn vaø coù tính xaùc thöïc hôn ñöôïc thöïc hieän ñeå xaùc nhaän chaån ñoaùn, nhôø vaäy ñöa ra höôùng ñieàu trò thích hôïp. Vieäc chöõa trò sôùm beänh ung thö mang laïi tæ leä thaønh coâng raát cao [5,6]. Phöông phaùp phaân tích mieãn dòch söû duïng khaùng theå ñôn doøng coù ñoä nhaïy raát cao do phaûn öùng ñaëc hieäu giöõa khaùng nguyeân-khaùng theå. Trong phöông phaùp phaân Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -49- tích mieãn dòch phoùng xaï RIA (Radio Immuno Assay), RAST (Radio Allergo Sorbent Test) vaø RIST (Radio Immuno Sorbent Test), haøm löôïng khaùng nguyeân ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch ño ñoä phoùng xaï (ñeám ñoàng vò phoùng xaï) cuûa phöùc khaùng nguyeân- khaùng theå. Coøn trong phöông phaùp ELISA (Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay), ngöôøi ta xaùc ñònh haøm löôïng khaùng nguyeân baèng caùch ño ñoä maøu do phöùc khaùng nguyeân-khaùng theå taïo ra nhôø enzyme ñaëc hieäu gaén treân noù. Hình 2.34. Nguyeân taéc tieán haønh phöông phaùp RIA Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -50- Hình 2.35. Nguyeân taéc tieán haønh phöông phaùp ELISA Sau ñaây laø moät soá khaùng nguyeân tieâu bieåu cuûa moät soá daïng ung thö: 2.2.1. PSA vaø ung thö tieàn lieät tuyeán: Ung thö tuyeán tieàn lieät laø loaïi ung thö coù tæ leä maéc cao nhaát ôû Myõ vaø laø nguyeân nhaân gaây töû vong ñöùng haøng thöù hai trong caùc beänh ung thö ôû nam (chieám tæ leä 10%, sau ung thö phoåi). Beänh thöôøng gaëp ôû ngöôøi treân 50 tuoåi. Theo khuyeán caùo cuûa Toå chöùc Y teá Theá giôùi (WHO), ñeå chaån ñoaùn ung thö tuyeán tieàn lieät sôùm, haøng naêm neân tieán haønh thaêm khaùm tröïc traøng baèng tay keát hôïp vôùi ñònh löôïng PSA ôû ñaøn oâng 50 tuoåi trôû leân. Neáu ung thö tuyeán tieàn lieät ñöôïc tieán haønh phaãu thuaät tröôùc khi di caên thì tæ leä khoûi beänh töø 85-90% vaø thôøi gian soáng trung bình laø 15 naêm thay vì 3 naêm. PSA (Prostate Specific Antigen) laø khaùng nguyeân ñaëc hieäu cuûa tuyeán tieàn lieät ñöôïc tìm thaáy vaøo naêm 1971 trong tinh dòch ngöôøi. Naêm 1980, ngöôøi ta ñaõ ñònh löôïng ñöôïc PSA trong huyeát thanh vaø cho ñeán naêm 1988 PSA môùi ñöôïc söû duïng roäng raõi treân laâm saøng. PSA laø protein mang tính khaùng nguyeân ñöôïc caùc teá baøo bieåu moâ tuyeán tieàn lieät naèm thaønh chuøm nang tieát ra, ñöôïc baøi tieát vaøo caùc oáng vi quaûn tuyeán, sau ñoù phaàn lôùn tieát vaøo tinh dòch qua oáng daãn tinh, coøn laïi tieát vaøo huyeát thanh vaø dòch Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -51- baïch huyeát maø cô cheá vaãn chöa roõ raøng. Gene kieåm soaùt vieäc toång hôïp PSA naèm treân nhieãm saéc theå soá 19, vò trí locus 19q13.3. Veà caáu taïo, PSA laø glycoprotein, coù phaân töû löôïng 34 kilodalton, phaàn protein laø moät chuoãi coù 240 amino acid, phaàn glucid laø 4 chuoãi hydratcarbon chieám 17% vaø quyeát ñònh tính khaùng nguyeân cuûa PSA. Cuõng gioáng nhö caùc khaùng nguyeân phaân laäp ôû tuùi tinh, PSA laø enzyme doøng serine protease coù nhieäm vuï laøm loaõng tinh dòch khi xuaát tinh vaø bieán ñoåi caùc peptide nhoû nhö seminogene, fibronectine cuûa tinh dòch. ÔÛ cô theå bình thöôøng, PSA ñöôïc tieát vaøo huyeát thanh moät löôïng raát nhoû, thôøi gian baùn huûy laø 2,5 ngaøy. Khi coù beänh veà tieàn lieät tuyeán nhö ung thö, u phì ñaïi…, PSA ñöôïc tieát ra raát nhieàu vaø noàng ñoä cuûa chuùng trong huyeát thanh taêng leân cao. Noàng ñoä PSA chæ taêng nheï trong caùc tröôøng hôïp u phì ñaïi tuyeán tieàn lieät, nhoài maùu tuyeán tieàn lieät, vieâm tuyeán tieàn lieät… Theo Stamey vaø Partin (1990), noàng ñoä PSA coù lieân quan tröïc tieáp ñeán theå tích cuûa khoái u: neáu noàng ñoä PSA <15ng/mL, beänh ôû giai ñoaïn coøn trong bao xô; noàng ñoä >75 ng/mL, khoái u nhieàu khaû naêng lan toûa ra ngoaøi bao xô. Noàng ñoä >10 ng/mL, beänh chöa coù xaâm laán haïch, neáu noàng ñoä >50 ng/mL, bao xô bò xaâm laán tôùi 78%, tuùi tinh hoaøn bò xaâm laán tôùi 90% vaø caùc haïch bò xaâm laán 60%. Theo Smith (1993), nhöõng beänh nhaân ñaõ phaãu thuaät caét boû toaøn boä tuyeán tieàn lieät neáu ñònh löôïng PSA coù noàng ñoä 10 ng/mL tieân löôïng beänh coøn döông tính 24%, neáu noàng ñoä 10 ng/mL beänh coøn döông tính tôùi 61%. Noàng ñoä PSA taêng sôùm hôn khi chöa coù bieåu hieän laâm saøng, vì vaäy ñònh löôïng PSA raát coù yù nghóa trong vieäc chaån ñoaùn sôùm ung thö tieàn lieät tuyeán, chaån ñoaùn phaân bieät giöõa beänh aùc tính vaø laønh tính cuûa tuyeán tieàn lieät. Khi coù daáu hieäu ung thö tieàn lieät tuyeán thì xeùt nghieäm ñònh löôïng PSA coù theå coi nhö chuaån vaøng. 2.2.2. AFP vaø ung thö gan: ÔÛ Myõ coù hôn 16.000 ngöôøi bò ung thö gan moãi naêm. Nguyeân nhaân chính xaùc cuûa ung thö gan chöa ñöôïc bieát roõ, nhöng vieâm gan maõn tính vaø xô gan laø yeáu toá nguy cô ung thö gan. Treân 80% ung thö gan laø ung thö teá baøo gan nguyeân phaùt, baét ñaàu xaûy ra töø teá baøo gan. Ung thö naøy xaûy ra ôû nam gaáp ñoâi nöõ vaø thöôøng gaëp ôû tuoåi treân 50. Ngoaøi ra coøn coù ung thö di caên gan. Ung thö naøy xuaát phaùt töø teá baøo cuûa caùc phaàn khaùc cuûa cô theå lan ñeán gan. AFP (-fetoprotein) laø moät loaïi protein huyeát thanh maùu coù chuû yeáu ôû thai nhi. Noù ñöôïc tieát ra töø tuùi noaõn hoaøng, daï daøy, gan cuûa thai nhi. Trong baøo thai, AFP giöõ nhieäm vuï lieân keát vôùi hormone progesterone vaø estrogene. Chöùc naêng sinh Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -52- döôõng cuûa töû cung ñöôïc duy trì trong suoát thôøi kì mang thai nhôø 2 hormone naøy. ÔÛ ngöôøi tröôûng thaønh bình thöôøng, AFP khoâng giöõ vai troø naøo, do ñoù noàng ñoä AFP trong maùu raát thaáp. Gene maõ hoùa AFP naèm treân nhieãm saéc theå soá 4, vò trí locus 4q11. Veà caáu taïo, AFP laø moät glycoprotein coù 590 amino acid. Baèng phöông phaùp RIA, ngöôøi ta phaùt hieän haøm löôïng protein naøy taêng cao ôû 50-70% beänh nhaân ung thö gan. Do ñoù, noàng ñoä AFP trong maùu ñöôïc söû duïng laøm yeáu toá chaån ñoaùn ung thö gan. 2.2.3. hCG vaø ung thö tinh hoaøn: Ung thö tinh hoaøn chieám khoaûng 10% trong toång soá caùc loaïi ung thö ôû nam. Theo ghi nhaän ung thö ôû Haø Noäi, tæ leä maéc ung thö tinh hoaøn laø 0,8/100.000 ngöôøi. Ñaây laø beänh ung thö coù khaû naêng chöõa trò cao. tính chung cho caùc giai ñoaïn, ngöôøi ta coù theå chöõa khoûi 90% soá beänh nhaân, ôû giai ñoaïn lan traøn cuûa beänh cuõng coù khaû naêng chöõa khoûi 80%. hCG (Human Chorionic Gonadotropin) laø moät glycoprotein coù khoaûng 244 amino acid, phaân töû löôïng 36,4 kilodalton. Noù ñöôïc taïo ra bôûi laù nuoâi hôïp baøo. Töông töï caùc hormone cuûa tuyeán yeân, noù ñöôïc caáu taïo töø 2 tieåu ñôn vò vaø . Chuoãi goàm 92 amino acid, coù caáu taïo raát gioáng chuoãi cuûa LH vaø FSH. Tính ñaëc hieäu cuûa hCG ñöôïc quyeát ñònh bôûi caáu truùc chuoãi . Gene maõ hoùa chuoãinaèm treân nhieãm saéc theå soá 19, vò trí locus 19q13.33. Taùc duïng chuû yeáu cuûa hCG laø kích thích quaù trình taïo theå vaøng ôû nang tröùng sau khi phoùng noaõn (laøm phaùt trieån maïch maùu, laøm phì ñaïi teá baøo, laøm tích tuï lipid) vaø duy trì theå vaøng. Saùu ngaøy sau khi thuï tinh, löôïng hCG trong maùu coù theå phaùt hieän ñöôïc baèng phöông phaùp RIA. Söï hieän dieän cuûa chaát naøy ôû nöôùc tieåu sôùm trong thai kì laø cô sôû cho caùc xeùt nghieäm chaån ñoaùn thai. Baèng caùc xeùt nghieäm naøy, ngöôøi ta coù theå chaån ñoaùn thai ñöôïc sôùm nhaát laø 14 ngaøy sau khi thuï tinh. hCG khoâng phaûi chæ tieát ra khi coù thai. Nhôø phöông phaùp RIA, ngöôøi ta cuõng phaùt hieän noàng ñoä hCG taêng cao ôû beänh nhaân ung thö tinh hoaøn. Vì theá, hCG ñöôïc duøng nhö moät chaát ñaùnh daáu u tinh hoaøn. Noàng ñoä caùc chaát ñaùnh daáu u noùi treân khoâng phaûi luoân luoân töông xöùng vôùi söï phaùt trieån cuûa khoái u. Vaãn coù nhöõng tröôøng hôïp beänh nhaân ung thö coù noàng ñoä caùc chaát ñaùnh daáu u ôû möùc bình thöôøng. Maët khaùc, xeùt nghieäm caùc chaát treân coù theå phaùt hieän nhöõng ung thö nhoû maø seõ khoâng bao giôø trôû neân ñe doïa ñeán tính maïng, nhöng khi ñaõ chaån ñoaùn seõ daãn ñeán ñieàu trò. Tình traïng naøy goïi laø chaån ñoaùn quaù Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -53- möùc, ñöa con ngöôøi ñoái dieän vôùi nguy cô caùc bieán chöùng cuûa ñieàu trò khoâng caàn thieát nhö phaãu thuaät hay xaï trò. Do ñoù, sau khi phaùt hieän noàng ñoä caùc chaát ñaùnh daáu cao neân tieán haønh tieáp caùc bieän phaùp sieâu aâm, chuïp caét lôùp ñieän toaùn, chuïp coäng höôûng töø, sinh thieát ñeå ñöa ra phöông phaùp ñieàu trò thích hôïp nhaát. Baûng 2.5. Noàng ñoä caùc chaát ñaùnh daáu u trong maùu Chaát ñaùnh daáu Ñôn vò Noàng ñoä bình thöôøng Noàng ñoä gia taêng vöøa phaûi Noàng ñoä nguy cô PSA ng/mL < 4 4-10 10-1.000 AFP ng/mL < 15 15-200 200-10.000 hCG ng/mL < 5 5-10 10-100.000 2.3. TRONG PHAÂN TÍCH: Tính ñaëc hieäu cao cuûa enzyme laø moät trong nhöõng khaùc bieät chuû yeáu giöõa enzyme vôùi caùc chaát xuùc taùc khaùc. Moãi enzyme chæ coù khaû naêng xuùc taùc cho söï chuyeån hoùa moät hay moät soá chaát nhaát ñònh theo moät kieåu phaûn öùng nhaát ñònh. Tính ñaëc hieäu naøy coù lieân quan ñeán caáu truùc khoâng gian 3 chieàu cuûa enzyme. Vieäc töông taùc giöõa enzyme vaø cô chaát chæ xaûy ra khi moät cô chaát naøo ñoù töông taùc vôùi enzyme töông öùng veà caáu truùc khoâng gian (nhö hình daïng hay vò trí caùc nhoùm tích ñieän) vaø laáp ñaày beà maët cuûa enzyme ñoù. Ngöôøi ta lôïi duïng tính chaát naøy cuûa enzyme trong caùc thí nghieäm phaân tích hoùa sinh [1,7,9]. Hieän nay con ngöôøi ñaõ phaùt hieän ñöôïc 2.000 loaïi enzyme khaùc nhau nhöng chæ coù khoaûng 140 loaïi coù theå thöông maïi ñöôïc. Naêm 1997 toaøn boä thò tröôøng ñaõ ñaït khoaûng 150 trieäu USD. Caùc loaïi enzyme sau ñöôïc saûn xuaát vôùi soá löôïng lôùn duøng trong phaân tích: glucose oxidase, cholesterol oxidase, alcohol dehydrogenase. 3 enzyme naøy ñeàu thuoäc lôùp oxidoreductase, xuùc taùc cho phaûn öùng oxi hoùa-khöû. 2.3.1. Glucose oxidase: Glucose oxidase (EC 1.1.3.4) ñöôïc thu nhaän töø naám moác Aspergillus niger, Penicillium notatum, Penicillium chrysogenum, Penicillium vitale, khi coù maët oxy seõ chuyeån glucose thaønh acid gluconic vaø H2O2. Ñaây laø moät flavoprotein (protein phöùc taïp), trong ñoù phaàn protein lieân keát vôùi 2 phaân töû coenzyme flavin adenine dinucleotide (FAD). Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -54- Hình 2.36. Caáu taïo FAD Hình 2.37. Caáu truùc glucose oxidase Enzyme naøy coù tính ñaëc hieäu cao, chæ oxi hoùa -D-glucose thaønh acid gluconic neân ñöôïc söû duïng ñeå xaùc ñònh glucose trong caùc hoãn hôïp ñöôøng phöùc taïp vaø trong caùc heä thoáng sinh hoïc. Nguyeân taéc cuûa phöông phaùp döïa treân phöông trình phaûn öùng sau: Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -55- H2O2 + Chaát tieáp nhaän sinh maøu  peroxydase Chaát tieáp nhaän sinh maøu daïng oxy hoaù (coù maøu xanh) Chaát tieáp nhaän sinh maøu coù theå duøng laø: hoaëc Orthotoluidin Orthodiazine Ñeå xaùc ñònh glucose trong dòch sinh hoïc moät caùch nhanh choùng, ngöôøi ta coù theå duøng giaáy chæ thò (kieåu giaáy pH taåm dung dòch 2 enzyme). Sau ñoù nhuùng giaáy vaøo dòch sinh hoïc (nöôùc tieåu), neáu coù chöùa glucose thì sau 1-2 phuùt seõ xuaát hieän maøu xanh. Ñoái vôùi beänh nhaân tieåu ñöôøng, ñeå ñònh löôïng chính xaùc haøm löôïng glucose trong maùu coù theå söû duïng biosensor. Biosensor laø thieát bò phaân tích döïa treân caùc töông taùc sinh hoïc ñeå cho keát quaû veà maët ñònh tính vaø ñònh löôïng. Moät biosensor bao goàm 2 thaønh phaàn chuû yeáu: bioreceptor (thuï theå sinh hoïc) vaø transducer (chaát chuyeån tieáp). Bioreceptor laø phaân töû sinh hoïc nhaän bieát ñöôïc nhaân toá ñích (muïc tieâu) vaø söï nhaän bieát ñoù ñöôïc nhaân toá chuyeån tieáp bieán thaønh tín hieäu coù theå ño ñöôïc. Söï keát hôïp naøy giuùp ño ñöôïc nhaân toá ñích caàn phaân tích maø khoâng caàn caùc chaát phaûn öùng. Noàng ñoä glucose trong maùu coù theå ño tröïc tieáp nhôø biosensor baèng caùch nhuùng ñaàu doø vaøo maãu caàn ño. Ñieàu naøy thuaän lôïi hôn nhieàu so vôùi vieäc xeùt nghieäm qua nhieàu böôùc vaø moãi böôùc phaûi söû duïng moät chaát phaûn öùng. Caùch ño ñôn giaûn vaø nhanh choùng laø öu ñieåm chính cuûa biosensor. Hình 2.38. Heä thoáng biosensor Trong biosensor ñònh löôïng glucose, enzyme glucose oxidase ñöôïc söû duïng nhö moät bioreceptor. Ñeå ño noàng ñoä glucose coù theå söû duïng 3 transducer khaùc nhau:  Oxygen sensor chuyeån noàng ñoä O2 thaønh doøng ñieän. Chöông 2: KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA PROTEIN Y SINH HOÏC -56-  pH sensor chuyeån söï bieán thieân pH (do saûn phaåm laø acid gluconic) thaønh bieán ñoåi ñieän theá.  Peroxide sensor chuyeån noàng ñoä H2O2 thaønh doøng ñieän. 2.3.2. Cholesterol oxidase: Cholesterol oxidase (EC 1.1.3.6) ñöôïc thu nhaän töø vi khuaån Rhodococcus equi, Nocardia rhodocrous, Brevibacterium steolicum. Ñaây cuõng laø moät flavoprotein vôùi coenzyme laø FAD. Hình 2.39. Caáu truùc cholesterol oxidase Enzyme mang tính ñaëc hieäu cao, oxi hoùa cholesterol thaønh cholest-4-en-3- one. Töông töï glucose oxidase,