Bạch cầu đơn nhân là gì? Các công bố khoa học liên quan

Giới thiệu về bạch cầu đơn nhân

Bạch cầu đơn nhân (monocyte) là một nhóm tế bào miễn dịch thuộc dòng bạch cầu hạt không điển hình, chiếm khoảng 2–10% tổng số bạch cầu lưu hành trong máu ngoại vi. Đây là một trong những loại tế bào lớn nhất trong máu, có khả năng di chuyển mạnh mẽ từ máu đến mô, nơi chúng đảm nhận nhiều vai trò sinh học khác nhau. Nhờ vào cấu trúc đặc biệt và chức năng đa dạng, bạch cầu đơn nhân là mắt xích quan trọng trong mối liên hệ giữa miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích ứng.

Bạch cầu đơn nhân được phát hiện lần đầu tiên vào cuối thế kỷ XIX nhờ kính hiển vi quang học. Các nghiên cứu hiện đại cho thấy chúng không chỉ hoạt động như các tế bào thực bào, mà còn đóng vai trò trong việc điều hòa quá trình viêm và sửa chữa mô tổn thương. Đặc điểm này khiến chúng trở thành chủ đề nghiên cứu quan trọng trong miễn dịch học, huyết học và y học lâm sàng.

Bảng tóm tắt đặc điểm cơ bản của bạch cầu đơn nhân:

Thông số	Đặc điểm
Tỷ lệ trong máu	2–10% bạch cầu ngoại vi
Kích thước	12–20 µm (lớn nhất trong các loại bạch cầu)
Nhân	Hình hạt đậu hoặc móng ngựa, không chia thùy
Thời gian lưu hành	1–3 ngày trong máu trước khi đi vào mô

Đặc điểm hình thái và phân loại

Bạch cầu đơn nhân dễ dàng nhận biết dưới kính hiển vi nhờ vào hình dạng nhân đặc trưng. Nhân thường lớn, chiếm khoảng một nửa diện tích tế bào, hình cong nhẹ giống hạt đậu, không chia thùy như bạch cầu trung tính. Bào tương rộng, bắt màu bazơ nhạt, đôi khi chứa không bào nhỏ hoặc hạt mịn. Nhờ đặc điểm này, chúng được phân biệt với lympho bào – loại có nhân tròn chiếm hầu hết diện tích tế bào.

Sự phát triển của miễn dịch học phân tử cho phép phân loại bạch cầu đơn nhân thành nhiều nhóm nhỏ hơn dựa trên marker bề mặt. Trong đó, marker CD14 và CD16 được sử dụng phổ biến. Sự biểu hiện khác nhau của hai marker này phản ánh sự khác biệt về chức năng và vai trò trong cơ thể.

• Monocyte cổ điển (CD14++ CD16−): chiếm 80–90% tổng số, là nhóm thực bào mạnh nhất.
• Monocyte trung gian (CD14++ CD16+): sản xuất nhiều cytokine tiền viêm như TNF-α và IL-1β.
• Monocyte không cổ điển (CD14+ CD16++): tuần tra thành mạch, tham gia duy trì cân bằng nội mô.

Bảng phân loại bạch cầu đơn nhân theo đặc điểm miễn dịch học:

Loại	Biểu hiện bề mặt	Chức năng chính
Cổ điển	CD14++ CD16−	Thực bào, di chuyển vào mô
Trung gian	CD14++ CD16+	Tiết cytokine viêm, trình diện kháng nguyên
Không cổ điển	CD14+ CD16++	Tuần tra nội mạch, sửa chữa mô

Nguồn gốc và quá trình biệt hóa

Bạch cầu đơn nhân bắt nguồn từ tế bào gốc tạo máu vạn năng (hematopoietic stem cell – HSC) trong tủy xương. Dưới ảnh hưởng của các yếu tố tăng trưởng như GM-CSF (Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor) và M-CSF (Macrophage Colony-Stimulating Factor), HSC dần biệt hóa theo dòng tủy, tạo thành tiền thân monocyte, rồi monoblast, promonocyte và cuối cùng là bạch cầu đơn nhân trưởng thành.

Sau khi trưởng thành, bạch cầu đơn nhân rời tủy xương và lưu hành trong máu khoảng 1–3 ngày. Sau đó, chúng xuyên mạch và di chuyển đến các mô, nơi có thể biệt hóa thành đại thực bào hoặc tế bào tua. Quá trình này phụ thuộc nhiều vào tín hiệu vi môi trường. Ví dụ, sự hiện diện của GM-CSF và IL-4 thúc đẩy sự biệt hóa thành tế bào tua, trong khi M-CSF hỗ trợ phát triển thành đại thực bào.

Bảng tóm tắt quá trình biệt hóa:

Giai đoạn	Tế bào	Đặc điểm
1	Tế bào gốc tạo máu (HSC)	Khả năng biệt hóa đa dòng
2	Tiền thân dòng tủy	Chuyên biệt hóa theo dòng bạch cầu hạt và đơn nhân
3	Monoblast → Promonocyte	Tế bào non trong tủy xương
4	Bạch cầu đơn nhân trưởng thành	Xuất hiện trong máu, tồn tại 1–3 ngày
5	Đại thực bào hoặc tế bào tua	Định cư tại mô, thực hiện chức năng miễn dịch

Chức năng sinh học

Bạch cầu đơn nhân đảm nhận nhiều vai trò thiết yếu trong hệ miễn dịch. Chúng không chỉ là tế bào thực bào, mà còn đóng vai trò trung gian trong mối liên hệ giữa miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích ứng. Nhờ khả năng tiết cytokine và biệt hóa thành các loại tế bào miễn dịch khác, chúng góp phần quan trọng trong điều hòa đáp ứng miễn dịch của cơ thể.

Chức năng quan trọng đầu tiên là thực bào. Bạch cầu đơn nhân có khả năng nhận diện, bao vây và tiêu hóa vi sinh vật hoặc mảnh vụn tế bào thông qua hệ thống thụ thể PRR (Pattern Recognition Receptors), trong đó có TLR (Toll-like Receptors). Sau khi thực bào, chúng tiết enzyme và gốc oxy hóa để tiêu diệt tác nhân gây bệnh.

Bên cạnh thực bào, bạch cầu đơn nhân còn có khả năng tiết ra nhiều loại cytokine như TNF-α, IL-1β, IL-6, giúp khuếch đại phản ứng viêm. Đồng thời, khi biệt hóa thành tế bào tua, chúng tham gia trình diện kháng nguyên cho tế bào lympho T, khởi động miễn dịch thích ứng. Vai trò trong sửa chữa mô cũng không kém phần quan trọng, thông qua việc tiết yếu tố tăng trưởng và kích thích tân mạch.

• Thực bào và loại bỏ vi sinh vật.
• Tiết cytokine tiền viêm và kháng viêm.
• Trình diện kháng nguyên cho lympho T.
• Tham gia vào liền thương và sửa chữa mô.

Bảng chức năng chính của bạch cầu đơn nhân:

Chức năng	Vai trò
Thực bào	Tiêu diệt vi khuẩn, virus, mảnh vụn tế bào
Điều hòa miễn dịch	Tiết cytokine, kiểm soát viêm
Trình diện kháng nguyên	Kích hoạt tế bào lympho T
Tái tạo mô	Liền thương, tái cấu trúc mạch máu

Cơ chế hoạt động miễn dịch

Bạch cầu đơn nhân là những tế bào có khả năng phản ứng nhanh với tín hiệu viêm nhờ sự biểu hiện của nhiều thụ thể nhận diện mẫu (PRRs). Trong máu, chúng tuần hoàn và sẵn sàng đáp ứng với các chemokine như CCL2, CX3CL1 khi mô bị tổn thương. Khi nhận tín hiệu, chúng bám dính vào tế bào nội mô thông qua các phân tử kết dính như ICAM-1, VCAM-1, rồi xuyên mạch bằng quá trình diapedesis.

Sau khi di chuyển vào mô, bạch cầu đơn nhân thực hiện chức năng thực bào, tiêu diệt vi khuẩn hoặc virus nhờ các enzyme lysosome và các gốc oxy phản ứng (ROS). Đồng thời, chúng tiết ra nhiều cytokine tiền viêm như TNF-α, IL-1β, IL-6, thu hút thêm các tế bào miễn dịch khác. Điều này không chỉ hạn chế sự lan truyền của mầm bệnh mà còn khởi động miễn dịch thích ứng thông qua việc trình diện kháng nguyên cho tế bào T.

Chu trình cơ bản của bạch cầu đơn nhân trong phản ứng miễn dịch có thể tóm gọn như sau:

• Nhận tín hiệu chemokine tại vùng viêm.
• Bám dính và xuyên mạch vào mô tổn thương.
• Thực bào mầm bệnh và tế bào hoại tử.
• Tiết cytokine, điều phối phản ứng miễn dịch.
• Biệt hóa thành đại thực bào hoặc tế bào tua để kéo dài đáp ứng.

Ý nghĩa lâm sàng

Bạch cầu đơn nhân có vai trò chẩn đoán và tiên lượng trong nhiều bệnh lý. Tăng monocyte trong máu (monocytosis) có thể gặp trong các bệnh nhiễm trùng mạn tính như lao, viêm nội tâm mạc nhiễm khuẩn, hoặc bệnh ác tính huyết học như bệnh bạch cầu tủy mạn. Ngoài ra, sự tăng monocyte cũng được quan sát trong các bệnh viêm tự miễn như lupus ban đỏ hệ thống và viêm khớp dạng thấp.

Ngược lại, giảm monocyte (monocytopenia) thường xuất hiện trong suy tủy, hóa trị, nhiễm trùng nặng hoặc hội chứng rối loạn miễn dịch bẩm sinh. Điều này làm suy giảm khả năng chống nhiễm trùng, khiến bệnh nhân dễ mắc các bệnh cơ hội.

Bảng tóm tắt ý nghĩa lâm sàng:

Tình trạng	Nguyên nhân thường gặp	Hệ quả lâm sàng
Tăng monocyte	Lao, viêm mạn, bạch cầu tủy mạn	Tăng phản ứng viêm, nguy cơ bệnh ác tính
Giảm monocyte	Suy tủy, hóa trị, nhiễm trùng nặng	Suy giảm miễn dịch, dễ nhiễm trùng cơ hội

Bạch cầu đơn nhân và bệnh truyền nhiễm

Bạch cầu đơn nhân và các tế bào hậu duệ của chúng là mục tiêu xâm nhập của nhiều vi sinh vật. Virus HIV có thể gắn vào thụ thể CD4 và CCR5 trên bề mặt monocyte và đại thực bào, từ đó duy trì một ổ chứa virus lâu dài và khó loại bỏ. Điều này giải thích tại sao HIV vẫn tồn tại ngay cả khi bệnh nhân được điều trị bằng thuốc kháng virus kết hợp (ART).

Vi khuẩn lao Mycobacterium tuberculosis cũng sống sót và nhân lên trong đại thực bào biệt hóa từ monocyte. Chúng có khả năng ức chế sự hợp nhất giữa lysosome và phagosome, tránh bị tiêu diệt. Điều này dẫn đến tình trạng lao tiềm ẩn, nơi vi khuẩn tồn tại lâu dài trong cơ thể mà không gây triệu chứng rõ rệt.

Một số ký sinh trùng như Leishmania spp. lợi dụng monocyte để nhân lên, gây bệnh leishmaniasis. Nghiên cứu vai trò của monocyte trong bệnh truyền nhiễm có ý nghĩa chiến lược trong việc phát triển vắc-xin và liệu pháp miễn dịch nhắm trúng đích.

Bạch cầu đơn nhân trong liệu pháp miễn dịch

Khả năng biệt hóa thành tế bào tua khiến monocyte trở thành công cụ tiềm năng trong liệu pháp miễn dịch chống ung thư. Tế bào tua được tạo ra từ monocyte có thể được “nạp” kháng nguyên khối u, sau đó tiêm lại vào cơ thể để kích hoạt tế bào T nhận diện và tiêu diệt tế bào ung thư. Đây là nguyên lý của vắc-xin tế bào đuôi gai (dendritic cell vaccine), đang được thử nghiệm lâm sàng trong nhiều loại ung thư.

Bên cạnh đó, monocyte và đại thực bào đóng vai trò quan trọng trong viêm mạn tính, ví dụ xơ vữa động mạch. Do đó, một số nghiên cứu tập trung phát triển thuốc sinh học nhằm ức chế tín hiệu CCL2–CCR2 để giảm sự huy động monocyte đến mảng xơ vữa. Kết quả bước đầu cho thấy khả năng cải thiện tình trạng viêm và ngăn ngừa tiến triển bệnh tim mạch.

Các chiến lược điều trị khác cũng bao gồm điều hòa hoạt động monocyte để giảm bão cytokine trong bệnh lý nặng như COVID-19, hoặc tăng cường chức năng thực bào trong điều trị nhiễm trùng mạn tính.

Kết luận

Bạch cầu đơn nhân là những tế bào có vai trò trung tâm trong hệ miễn dịch, đảm nhận chức năng đa dạng từ thực bào, trình diện kháng nguyên, điều hòa viêm cho đến sửa chữa mô. Sự thay đổi số lượng hoặc chức năng của chúng liên quan chặt chẽ đến nhiều bệnh lý truyền nhiễm, miễn dịch và ác tính huyết học. Việc hiểu rõ đặc điểm và hoạt động của bạch cầu đơn nhân không chỉ giúp cải thiện chẩn đoán và tiên lượng mà còn mở ra nhiều hướng điều trị mới trong y học hiện đại, đặc biệt trong lĩnh vực liệu pháp miễn dịch và kiểm soát viêm mạn tính.

Tài liệu tham khảo

1. Geissmann, F., Manz, M. G., Jung, S., Sieweke, M. H., Merad, M., & Ley, K. (2010). Development of monocytes, macrophages, and dendritic cells. Science, 327(5966), 656–661. DOI
2. Ziegler-Heitbrock, L. (2010). The CD14+ CD16+ blood monocytes: their role in infection and inflammation. Journal of Leukocyte Biology, 81(3), 584–592. DOI
3. Jakubzick, C. V., Randolph, G. J., & Henson, P. M. (2017). Monocyte differentiation and antigen-presenting functions. Nature Reviews Immunology, 17(6), 349–362. DOI
4. Shi, C., & Pamer, E. G. (2011). Monocyte recruitment during infection and inflammation. Nature Reviews Immunology, 11(11), 762–774. DOI
5. Guilliams, M., Mildner, A., & Yona, S. (2018). Developmental and functional heterogeneity of monocytes. Immunity, 49(4), 595–613. DOI