กลไกการสร้างภูมิคุ้มกันของร่างกาย

ร่างกายของมนุษย์มีกลไกการสร้างภูมิคุ้มกันเพื่อเป็นการต่อต้านเชื้อโรคหรือสร้างภูมิคุ้มกันให้แก่ร่างกายแบ่งเป็นได้ 2 ระบบ คือ

1. ระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด (Innate หรือ Natural immunity) และ
2. ระบบภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะที่เกิดขึ้นหลังจากได้รับสิ่งแปลกปลอม (Adaptive หรือ Acquired Immunity)

ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด (Innate immunity) 

หรือภูมิคุ้มกันชนิดไม่จำเพาะ เป็นด่านแรกในการต่อสู้และป้องกันเชื้อโรคที่เข้ามาในร่างกาย กลไกนี้ไม่จำเพาะเจาะจง (Specificity) กับเชื้อโรคชนิดใดชนิดหนึ่ง แต่ป้องกันโรคได้หลายชนิดและไม่มีความจดจำเชื้อโรค (Memory)

กลไกนี้จำแนกออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ได้แก่ การป้องกันด่านที่ 1 และการป้องกันด่านที่ 2

การป้องกันด่านที่ 1 จะเป็นการป้องกันที่บริเวณผิวหนังหรือเยื่อบุต่าง ๆ ประกอบด้วย 3 กลไก

1. กลไกทางกายภาพ เป็นกลไกที่กีดขวางไม่ให้เชื้อโรคเข้าสู่ร่างกายได้ เช่น ผิวหนัง เยื่อบุทางเดินหายใจ เยื่อบุทางเดินอาหาร รูขุมขน ต่อมเหงื่อและต่อมใต้ผิวหนังต่าง ๆ รวมทั้งจุลินทรีย์ประจำถิ่น
2. กลไกทางเคมี เป็นกลไกที่อาศัยสารเคมีที่ร่างกายสร้างขึ้นมาทำลายเชื้อโรค เช่น กรดในกระเพาะอาหาร สารคัดหลั่งชนิดต่าง ๆ จากต่อมต่าง ๆ กรดแลคติกและอิเลคโทรไลท์ในเหงื่อ
3. กลไกทางพันธุกรรม เป็นกลไกซึ่งทำให้เชื้อโรคบางชนิดไม่สามารถติดเชื้อในคนบางกลุ่มได้ เช่น คนไม่สามารถติดเชื้อไข้หวัดแมว และแมวไม่สามารถติดเชื้อคางทูมจากคนได้ หรือในคนที่เป็นโรค Sickle cell anemia จะมีความต้านทานต่อโรคมาลาเรีย

การป้องกันด่านที่ 2 เป็นการป้องกันโดยปฏิกิริยาทางเคมีระดับเซลล์

ซึ่งตอบสนองทันทีที่เชื้อโรคผ่านการป้องกันด่านแรกบุกรุกเข้าสู่ร่างกายได้ ร่างกายบริเวณนั้นจะเกิดปฏิกิริยาอักเสบ (Inflammatory response) โดยมีกระบวนการกระตุ้นให้เกิดการเคลื่อนย้ายเม็ดเลือดขาวจำพวก Neutrophillic granulocyte (phagocyte) ได้แก่ Macrophage, Dendritic cell, Neutrophils, Eosinophils และ Monocyte ออกจากเส้นเลือดไปสู่บริเวณที่มีสิ่งแปลกปลอมและจับกินเชื้อโรค (Phagocytosis) พร้อมกับกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะ ในขณะที่ Phagocyte กำจัดสิ่งแปลกปลอม จะมีการปล่อยสารเคมีเพื่อดึงดูดเม็ดเลือดขาวเข้ามาบริเวณนั้นเพื่อกำจัดเชื้อโรค ทำให้เนื้อเยื่อบริเวณนั้นมีลักษณะ ปวด บวม แดง ร้อน เรียกว่า การอักเสบ (Inflammation)

นอกจากนี้ กรณีที่เป็นการติดเชื้อไวรัสหรือแบคทีเรียบางชนิด ร่างกายจะสร้างอินเตอร์เฟอรอน ซึ่งเป็นสารที่มีความสำคัญในการขัดขวางการแบ่งตัวของไวรัส ช่วยป้องกันการติดเชื้อไวรัสได้

ภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะ(Adaptive or Acquired Immunity)

ภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะที่เกิดขึ้นหลังจากได้รับสิ่งแปลกปลอม (Adaptive or Acquired Immunity) หรือการป้องกันด่านที่ 3
ในกรณีการป้องกันทั้งสองด่านไม่สามารถกีดกันเชื้อโรคได้ ร่างกายจะตอบสนองต่อเชื้อโรคอย่างจำเพาะเจาะจงผ่านเม็ดเลือดขาว โดยมีเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันที่สำคัญคือ B lymphocyte ซึ่งจะสร้าง Antibody และ T lymphocyte ซึ่งจะสร้าง T cells ที่สามารถสร้างการตอบสนองที่หลากหลายทั้งต่อเชื้อในเซลล์และนอกเซลล์

การตอบสนองแบบ Adaptive มีคุณสมบัติในการจดจำเชื้อโรคได้ ทำให้การตอบสนองในครั้งหลังรวดเร็ว มีประสิทธิภาพดีและมีปริมาณมากกว่าการตอบสนองในครั้งแรก

ภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะแบ่งได้เป็น 2 ชนิด ได้แก่

• การตอบสนองโดยการใช้สารน้ำ Humoral Immune Response
• การตอบสนองชนิดพึ่งเซลล์ Cell Mediated Immune Response

การตอบสนองโดยการใช้สารน้ำ (Humoral Immune Response)

เป็นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่อาศัยสารน้ำ (Humor) คือแอนติบอดี ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในซีรั่ม

เซลล์ที่รับผิดชอบในเรื่องนี้ คือ เม็ดเลือดขาวชนิด B lymphocytes เมื่อแอนติเจนที่มีโครงสร้างพอเหมาะมาจับ B lymphocytes จะเพิ่มจำนวนและเปลี่ยนแปลงเป็น Plasma cell จากนั้น Plasma cell จะทำการหลั่งแอนติบอดีชนิดต่างๆ ที่จำเพาะกับแอนติเจนชนิดนั้นๆ ออกมา เรียกว่า อิมมูโนโกลบูลิน หรือย่อว่า Ig ซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 5 ชนิด คือ IgG, IgA, IgM, IgD และ IgE ภูมิต้านทานที่หลั่งออกมานี้ จะหมุนเวียนในร่างกายและทำหน้าที่ในการจับสิ่งแปลกปลอมที่มีลักษณะเหมือนแอนติเจน

นอกจากนี้ B lymphocytes ส่วนหนึ่ง ยังมีการเปลี่ยนไปเป็น Memory B cells เก็บความจำ เมื่อได้รับแอนติเจนตัวเดิมอีก Memory B cells จะเปลี่ยนไปเป็น Plasma cell หลั่งสารภูมิต้านทานต่าง ๆ ออกมาได้เร็วกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าครั้งแรก ซึ่งใช้เป็นหลักการของการให้วัคซีน

การตอบสนองชนิดพึ่งเซลล์ (Cell-Mediated Immune Response)

เป็นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่อาศัยเซลล์ เมื่อจุลินทรีย์เข้ามาภายในร่างกาย เซลล์ Macrophage จะกินจุลินทรีย์เข้าไปข้างในเซลล์และเปลี่ยนเป็น Antigen Presenting Cell เพื่อกระตุ้น HelperT cell ซึ่งจะสามารถหลั่งสาร Cytokine ต่างๆ ไปกระตุ้นเม็ดเลือดขาวทั้ง Macrophage และ Granulocytes ให้จับกินเชื้อโรคได้ดีขึ้น และ Cytokine บางตัวจะไปกระตุ้น B lymphocytes ที่รับรู้แอนติเจนเดียวกัน ให้มีการแบ่งตัวและเปลี่ยนแปลงไปเป็น Plasma cell สร้างแอนติบอดีที่จำเพาะกับแอนติเจนนั้น

นอกจากนี้ Helper T cell ที่ถูกกระตุ้นแล้วจะกลายเป็น Cytotoxic T lymphocyte ซึ่งทำหน้าที่สำคัญคือ ฆ่าเซลล์ที่มีจุลชีพอาศัยอยู่ (Infected cell) และจะทำงานร่วมกับ Natural Killer cell (NK cell) อีกด้วย

กลไกการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของร่างกาย – แอนติเจนและแอนติบอดี

รู้หรือไม่? ว่าแอนติเจนและแอนติบอดีคืออะไร?

แอนติเจน หมายถึง สิ่งแปลกปลอมเมื่อเข้าสู่ร่างกายแล้วกระตุ้นให้ร่างกายสร้างแอนติบอดี และแอนติเจนนั้นจะทำปฏิกิริยาจำเพาะกับแอนติบอดี ซึ่งวัคซีนก็ถือเป็นแอนติเจนอย่างหนึ่ง บางส่วนของแอนติเจนเท่านั้นที่กระตุ้นให้ร่างกายตอบสนองด้วยการสร้างแอนติบอดี ส่วนของแอนติเจนนี้เรียกว่า Antigenic determinant

แอนติบอดี เป็นสารจำพวกไกลโคโปรตีนที่ร่างกายสร้างขึ้นเพื่อตอบสนองการกระตุ้น
ของแอนติเจน แอนติบอดีนี้มีความจำเพาะเจาะจงกับแอนติเจนมาก เพราะจะทำปฏิกิริยากับแอนติเจนที่กระตุ้นให้ถูกสร้างขึ้นเท่านั้น การทำปฏิกิริยาของแอนติเจนกับแอนติบอดีนี้คล้ายกับตัวต่อจิ๊กซอว์ ซึ่งนอกจากร่องและเดือยจะเข้ากันได้พอดีแล้ว สีและลายบนตัวต่อจิ๊กซอว์ต้องตรงกันด้วย

กลไกการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของร่างกายแบ่งออกเป็น Primary and secondary response

เมื่อร่างกายได้รับแอนติเจน หรือวัคซีนเป็นครั้งแรก ระบบภูมิคุ้มกันจะตอบสนองโดยสร้างแอนติบอดี เรียกว่าเป็น Primary response ระยะเวลาตั้งแต่ได้รับแอนติเจนจนกระทั่งเริ่มมีแอนติบอดีที่ตรวจพบได้ในซีรั่ม เรียกว่า Lag period ซึ่งอาจใช้เวลาตั้งแต่ 1 ถึง 30 วัน หรือนานกว่านี้ ขึ้นอยู่กับปริมาณแอนติเจน ชนิดของแอนติเจนและทางที่แอนติเจนเข้าสู่ร่างกาย หลังจากผ่าน Lag period จะเป็นช่วงที่ร่างกายมีการสร้างแอนติบอดีปริมาณเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยส่วนใหญ่เป็น IgM ซึ่งจะอยู่ได้ระยะหนึ่งแล้วจะมีปริมาณลดต่ำลง อย่างไรก็ตามร่างกายได้จดจำแอนติเจนนี้ไว้แล้ว โดย Memory B cell ดังนั้น เมื่อได้รับแอนติเจนชนิดนี้อีก ร่างกายจะตอบสนองได้รวดเร็วและผลิตแอนติบอดีออกมามากกว่าครั้งแรกมาก แอนติบอดีที่เกิดขึ้นครั้งหลังนี้เรียกว่า Secondary  response ซึ่งจะอยู่นานและมีประสิทธิภาพมากกว่า และเป็นแอนติบอดีชนิด IgG มากกว่า IgM จึงใช้หลักการนี้ในการให้วัคซีนหลายครั้งเพื่อให้ร่างกายสร้างแอนติบอดีที่ก่อให้เกิดภูมิคุ้มกันโรคได้นานหลายปี

จากกลไกที่ร่างกายสามารถจดจำแอนติเจนที่ได้รับเข้าไปครั้งแรก ดังนั้น ถ้าเด็กมารับวัคซีนล่าช้ากว่ากำหนดไม่ว่าจะนานเท่าใด ไม่จำเป็นต้องเริ่มต้นใหม่ เพราะเซลล์ที่เคยถูกกระตุ้นไว้แล้วยังอยู่ และยังจำได้ จึงสามารถสร้างภูมิคุ้มกันได้ทันที

แต่ในทางตรงกันข้ามถ้าให้วัคซีนใกล้กันเกินไป อาจทำให้เกิดภูมิคุ้มกันในระดับต่ำกว่าที่ควรจะเป็น เพราะระดับแอนติบอดีในร่างกายที่เกิดจากการได้รับวัคซีนครั้งแรกยังคงสูงอยู่ จึงเข้าไปจับกับแอนติเจนในวัคซีนที่ได้รับเข้าไปใหม่ เกิดภาวะ Neutralization ทำให้แอนติเจนนั้นสูญเสียประสิทธิภาพในการกระตุ้นภูมิคุ้มกัน

ชนิดของการสร้างเสริมภูมิคุ้มกันโรค

การสร้างเสริมภูมิคุ้มกันโรคทำได้ 2 วิธี หลักๆ คือ

1. การกระตุ้นให้ร่างกายสร้างภูมิคุ้มกันขึ้นเอง (Active immunization)
   หมายถึงการให้แอนติเจนเพื่อกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายให้มีการสร้างภูมิคุ้มกันต่อโรค หรือแอนติเจนชนิดนั้น ซึ่งเกิดขึ้นได้ 2 กรณี คือ
   • การเกิดภูมิคุ้มกันภายหลังการติดเชื้อตามธรรมชาติ (Active naturally acquired immunity) คือ เมื่อร่างกายได้รับเชื้อโรคตามธรรมชาติแล้วสร้างภูมิคุ้มกันต่อโรคชนิดนั้น เช่น โรคหัดหลังหายจากการติดเชื้อตามธรรมชาติแล้ว ภูมิคุ้มกันที่ร่างกายสร้างขึ้นจะคงอยู่ได้นานตลอดชีวิต
   • การเกิดภูมิคุ้มกันภายหลังการให้วัคซีน (Active artificially acquired immunity) คือ การให้วัคซีน หรือ ท็อกซอยด์ (Toxoid) เพื่อป้องกันการเกิดโรค เช่น การให้วัคซีนบีซีจี (BCG) ตั้งแต่แรกเกิดเพื่อป้องกันวัณโรค ซึ่งเป็นวัคซีนที่ทำจากเชื้อที่มีชีวิตอยู่แต่ทำให้อ่อนฤทธิ์ลง แล้วไม่สามารถทำให้เกิดโรคได้แต่จะไปกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันให้สร้างภูมิคุ้มกันที่สามารถป้องกันการติดเชื้อโรคชนิดนั้นได้
2. การให้ภูมิคุ้มกันต่อโรคโดยตรงเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดโรค (Passive immunization)
   หมายถึงการให้แอนติบอดีเพื่อให้เกิดภูมิคุ้มกันต่อโรคชนิดนั้น ซึ่งเกิดขึ้นได้ 2 กรณี คือ
   • การเกิดภูมิคุ้มกันจากการได้รับภูมิคุ้มกันโดยตรง (Passive naturally acquired immunity) โดยที่ร่างกายไม่ได้สร้างเอง เช่น ภูมิคุ้มกันบางชนิดจะผ่านรกจากแม่ไปสู่ลูกได้ หรือภูมิคุ้มกันจะถ่ายทอดผ่านทาง Colostrum ที่อยู่ในน้ำนมแม่ ซึ่งภูมิคุ้มกันเหล่านี้จะมีผลคุ้มครองได้ในระยะแรกๆ ของชีวิตแล้วก็หมดไป
   • การเกิดภูมิคุ้มกันจากการได้รับแอนติบอดีหรือภูมิคุ้มกันสำเร็จรูป (Passive artificially acquired immunity) คือ ได้รับซีรั่ม หรือ Gamma globulin จากคนหรือสัตว์ที่มีภูมิคุ้มกันอยู่แล้ว เช่น การฉีด Equine Rabies Immunoglobulin (ERIG) ให้กับผู้ที่ถูกสุนัขบ้ากัด หรือการฉีด Antivenom ให้กับผู้ที่ถูกงูพิษกัด

ขอขอบคุณที่มาของข้อมูล : สถาบันวัคซีนแห่งชาติ, คณะพยาบาลศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์(ศูนย์รังสิต)
http://guruvaccine.com/