CHAPTER

第四章 免疫病理

《病理学》

章节内容

7-1

第一节 组织损伤的免疫机制

由内源性或外源性抗原所致的细胞或体液介导的免疫应答导致的组织损伤称免疫损伤(immune injury)通常称之为变态反应(allergic reaction)或超敏反应( hypersensitivity reaction)。引起免疫性损伤的抗原可以是内源的或外源的,同种的或自体的,其中来自外环境的外源性抗原所致的过敏反应有些是可以预防的,如接触毒葛所致的接触性皮炎,接触花粉所致的枯草热等,均可通过避免接触抗原加以预防。部分同种抗原所致的过敏反应如输血反应,通过受、供血液的交叉配型亦可以避免。
变态反应按免疫机制的不同可分为四类,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型。

7-1-1

一、Ⅰ型变态反应

Ⅰ型变态反应又称过敏反应(anaphylaxis),因反应迅速,故又有速发型超敏反应(immediate hypersensitivity)之称。本型变态反应是通过抗原(致敏原)进入机体后与附着在肥大细胞和嗜碱性粒细胞上的IgE分子结合,并触发该细胞释放生物活性物质,引起平滑肌收缩、血管通透性增加、浆液分泌增加等临床表现和病理变化。
致敏原的种类繁多,常见的有①异种蛋白质:如异种动物血清、蜂毒、昆虫毒液、疫苗、寄生虫、食物、花粉、胰岛素等;②药物:如各种抗生素、有机碘、汞剂等。
【发病机制】
Ⅰ型变态反应在人类乃由IgE抗体所介导。致敏原刺激扁桃体、肠的集合淋巴结或呼吸道粘膜中的淋巴细胞、巨噬细胞、在TH细胞的协同作用下,产生IgE(在一般情况下,这一过程受TS细胞的抑制)。IgE的Fc片段与肥大细胞嗜碱性粒细胞的Fc受体相结合,造成了致敏状态。当机体再次接触相同的致敏原时,它们与附着于肥大细胞上之IgE相结合。多价抗原与二个以上领近的Ige 分子发生交联,激发了二个平行但又独立的过程,其一是肥大细胞的脱颗粒和颗粒中介质(原发性介质)的释放;另一是细胞膜中原位介质合成和释放(图4-1)。
1.原发性介质存在于肥大细胞的颗粒中,通过脱颗粒而释放,主要包括①组胺,可引起强烈的支气管平滑肌收缩,血管扩张、通透性增加,粘液分泌增加;②趋化因子(chemotactic factor, CF),其中嗜酸性粒细胞趋化因子(ECF-A)和中性粒细胞趋化因子(NCF)分别引起嗜酸性粒细胞和中性粒细胞浸润;③中性蛋白酶可裂解补体及激肽原而产生其他炎症介质。
binglixue057.jpgⅠ型变态反应中肥大细胞释放介质的机制
图4-1 Ⅰ型变态反应中肥大细胞释放介质的机制
2.继发性介质由激活的肥大细胞所产生,主要通过磷脂酶A2的激活,作用於膜磷脂而产生花生四烯酸,进而通过5-脂氧化酶和环氧化酶途径分别产生白细胞三烯(leucotrienes,LT)和前列腺素(prostaglandins,PG):①白细胞三烯是最强烈的血管活性和致痉物质,其效应较组胺高数千倍,而LTB4对中性、嗜酸性粒细胞及单核细胞有很强的趋化性;②前列腺素D2(PGD2)多产生于人肺肥大细胞,可引起强烈的支气管痉挛和粘液分泌增多;③血小板激活因子(platelet activating factor, PAF)可引起血小板聚集和组胺释放,该因子的产生也是磷脂A2激活所致,但并非花生四烯酸的代谢产物。此外肥大细胞尚可分泌多种细胞因子,其中如TNF-α对促进炎细胞浸润亦起重要作用。
Ⅰ型变态反应过程无补体参与,在一般情况下不破坏细胞,其致病作用主要是通过上述各生物活性物质引起。本型反应有局部性和全身性两类;:局部性反应常表现为局部组织水肿、嗜酸性粒细胞浸润、粘液分泌增加或支气管平滑肌痉挛等变化,如皮肤荨麻疹(食物过敏),过敏性鼻炎(枯草热)及哮喘等。而全身性过敏反应如抗血清、药物(如青霉素)的过敏性休克,可造成迅速死亡。死亡病例尸检时,可见喉头水肿,两肺出血水肿,有时伴急性肺气肿及右心扩张,血不凝固,其余内脏除淤血外,通常无特征性形态变化。

7-1-2

二、Ⅱ型变态反应

Ⅱ型变态反应又名细胞毒性抗体反应,是由抗体与靶细胞表面的抗原相结合而介导。抗原可以是细胞膜自身成分,也可以是吸附在细胞表面的外源性抗原或半抗原,可通过不同的机制而引起细胞损害。
1.补体介导的细胞毒反应(complement mediated cytotoxicity,CMC) 特异性抗体(IgM或IgG)与细胞表面的抗原相结合,固定并激活补体,直接引起细胞膜的损害与溶解,或通过抗体的Fc片段及C3b对巨噬细胞相应受体的亲和结合,由巨噬细胞所介导。此反应常累及血细胞(红细胞、白细胞、血小板)和细胞外组织如肾小球基底膜,引起细胞和组织损害。
临床上此类Ⅱ型变态反应常见于下列情况:①血型不符的输血反应,这是由于供者红细胞抗原与受者血清中的相应抗体相结合而导致红细胞的溶解;②新生儿溶血性贫血(胎儿有核红细胞增多症)是由于母体(Rh阴性)和胎儿(Rh阳性)抗原性差异所致,母体产生的抗Rh抗体(IgG)通过胎盘引起胎儿红细胞破坏,导致溶血;③自身免疫性溶血性贫血、粒细胞减少症、血小板减少性紫癜等疾病,它们是由于不明原因引起自身血细胞抗体形成而导致相应血细胞的破坏;④某些药物反应,药物作为半抗原与血细胞膜结合形成抗原,激发抗体形成,后者针对血细胞-药物复合物(抗原)而引起血细胞的破坏。
2.依赖抗体介导的细胞毒反应(antibody dependent cellular cytotoxity,ADCC) 在本反应中,靶细胞为低浓度的IgG抗体所包绕,IgG的Fc片段可与一些具有Fc受体的细胞(K细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞)相接触而引起靶细胞的溶解(图4-2),后者需要消耗能量但不涉及吞噬反应或补体的固定。ADCC反应主要与寄生虫或肿瘤细胞的消灭以及移植排斥有关。
binglixue058.jpg抗体依赖细胞介导细胞毒作用(ADCC)示意图
图4-2 抗体依赖细胞介导细胞毒作用(ADCC)示意图
3.抗体介导的细胞功能异常患者体内存在抗某种受体的自身抗体,抗体与靶细胞表面的特异性受体结合从而导致靶细胞的功能异常。由于不结合补体,因而不破坏靶细胞亦无炎症反应。例如重症肌无力(myasthenia gravis),是由于患者体内存在抗乙酰胆碱受体的自身抗体,此抗体可与骨骼肌运动终板突触后膜的乙酰胆碱受体结合,削弱神经肌冲动的传导而导致肌肉无力。

7-1-3

三、Ⅲ型变态反应

Ⅲ型变态反应又名免疫复合物介导的超敏反应(immune complex mediated hypersensitivity)。免疫复合物是抗原和抗体相结合的产物,在生理情况下它能及时被吞噬系统所清除。如免疫复合物是沉积于血管壁进而引起血管炎症,则导致疾病。引起人体免疫复合物疾病的抗原种类繁多,有微生物(细菌、病毒等)、寄生虫、异体蛋白(食物、血清等)、药物(青霉素、普鲁卡因酰胺等)、自身抗原(变性IgG、核酸等)、肿瘤抗原(肿瘤相关抗原、癌胚抗原等)及其他原因不明性抗原。至于抗体则限于能被补体固定的IgG和IgM,而非IgA、IgD或IgE。
免疫复合物沉积引起组织损伤的主要环节是固定并激活补体,产生生物活性介质,而导致组织损伤及炎症反应,包括:
1.补体激活 补体激活所产生的生物学效应有:①通过释放C3b促进吞噬作用;②提供趋化因子(C5b、C567),诱导中性粒细胞和单核细胞游走;③释放过敏毒素(C3a,C5a),增加血管通透性和引起平滑肌收缩;④攻击细胞膜造成细胞膜损伤甚至溶解(C5b~9复合体)。
2.血小板聚集和Ⅻ因子激活免疫复合物可引起血小板聚集和Ⅻ因子(Hageman factor)激活,两者均可促进炎症过程和微血栓形成,从而导致缺血和坏死。
3.炎症介质释放白细胞吞噬抗原抗体复合物后可释放多种炎症介质,包括前列腺素、扩张血管的肽类物质、阳性趋化物质以及多种溶解体酶,其中的蛋白酶能消化基底膜、胶原、弹力纤及软骨。此外,激活的中性粒细胞产生的氧自由基也可引起组织损害。
Ⅲ型变态反应因复合物沉积部位的不同,导致的免疫复合物病有局限性与全身性两类。
局限性免疫复合物沉积引起的变态反应又称Arthus 反应,是急性免疫复合物性血管炎所致的局部组织坏死,常发生在皮肤。实验性Arthus反应可采用具有循环抗体的免疫动物以相应的抗原作皮下注射来引起,当注射在皮下的抗原弥散到局部血管时,即可与血液中的抗体相结合而形成免疫复合物沉积于血管壁,激发炎症反应,表现为局部水肿、出血和坏死,血管壁纤维素样坏死明显,常伴有血栓形成,局部的缺血更加重了组织的损害。
全身性免疫复合物病又称血清病(serum sickness),乃因抗原抗体在循环中形成可溶性复合物在组织中沉积而致病。其中,一次大量免疫复合物形成并在多器官沉积,引起急性血清病;而反复持续沉积则引起慢性血清病。血清病常累及的部位是肾、心血管、关节滑膜、皮肤等血管丰富的组织。
急性血清病的临床表现根据免疫复合物的量和形成的速度而异。当大量异体蛋白注入含有大量相应抗体的血液时,迅速形成高浓度的免疫复合物,可导致虚脱。这是由于补体被激活,中性粒细胞释放溶酶体酶,血小板激肽的释放,以及凝血与纤溶系统被激活所致。临床表现与过敏性休克相似。经典的血清病是在首次注射异体蛋白7~10天(产生抗体)后出现,临床上表现为短暂的发热、皮肤荨麻疹、周围关节肿胀、淋巴结肿大和蛋白尿等,血清补体含量明显降低。免疫复合物沉积所致的血管病表现为管壁纤维素样坏死伴大量中性粒细胞浸润,免疫荧光或免疫电镜检查可证实管壁有抗体和补体存在。
慢性血清病是在持久抗原血症,免疫复合物形成和沉积所致。慢性免疫复合物病最常累及肾,引起膜性肾小球肾炎。

7-1-4

四、Ⅳ型变态反应

Ⅳ型变态反应又名迟发型超敏反应,是特异性致敏T细胞所介导,其中包括经典的迟发型超敏反应和细胞介导的细胞毒性反应,两者均系致敏T细胞接触特异性抗原而引起,分别受到MHC-Ⅱ类和MHC-Ⅰ类抗原的限止。在迟发型超敏反应中,有其他细胞的参与,其中巨噬细胞为主要的效应细胞。在细胞介导的细胞毒性反应中,致敏T细胞本身具有效应功能,可直接攻击靶细胞。Ⅳ型变态反应是各种细胞内感染,特别是结核杆菌、病毒、真菌和寄生虫感染所致的免疫反应。其他如化学物质所引起的接触性皮炎及移植排斥也属本型反应。
1.迟发型超敏反应迟发型超敏反应最经典的例子是结核菌素反应。结核菌素是结核菌的蛋白脂多糖成分。对先前已致敏的个体,皮内注射结核菌素,8~12小时后局部出现硬结。一般在1~3天达到高峰。镜下可见表皮和真皮浅部有多量单核细胞的聚集和多少不等的中性粒细胞浸润,血管通透性明显增高,间质中有较多纤维蛋白的沉积。
本反应的发生主要由CD4+T细胞介导,当机体再次接触特异性抗原时,致敏CD4+细胞受刺激,激活分裂并释放各种生物活性物质,名为淋巴因子(lymphokines),淋巴因子和其他细胞因子(cytokines)一样,通过三种方式产生效应,以促成迟发型超敏反应的发生,即①自分泌(autocrine)机制,CD4+细胞分泌的白介素2(IL-2)作用于CD4+细胞表面的IL-2受体而使CD4+细胞本身进一步激活、增生并分泌;②旁分泌(paracrine)机制,CD4+细胞分泌的干扰素(IFN-γ)等作用于邻近的巨噬细胞,将其激活、聚集并分泌单核因子如IL-1、PDGF等,导致肉芽肿性炎症的形成和发展;③内分泌(endocrine)机制,使远处或系统细胞产生效应,例如CD4+细胞等分泌的肿瘤坏死因子(TNF-α)和淋巴毒因子(lymphotoxin)可作用于血管内皮细胞,前者增加其前列环素的分泌,使血管扩张,后者使之表达淋巴细胞粘附分子(ELAM-1)有利于淋巴、单核细胞粘附并游出。
2.细胞毒反应 由CD8+T细胞所介导,此种淋巴细胞又名细胞毒性T细胞(CTL),其溶细胞作用是通过CTL表面的特异性受体对靶细胞表面抗原的识别、结合而受启动,通过细胞与细胞的直接接触,最终导致靶细胞膜的溶解和细胞的坏死。
因此总的说来,Ⅳ型变态反应病变的特点是以单个核细胞浸润为主的炎症和组织坏死。如果局部有些难以降解的抗原刺激持续存在,则在单个核细胞浸润的基础上,数周后可出现类上皮细胞结节,形成典型的肉芽肿。胞内寄生菌(如结核杆菌、麻风杆菌),某些真菌(如荚膜组织胞浆菌、新型隐球菌),某些寄生虫(如血吸虫卵的可溶性抗原)感染以及病素感染,器官移植排斥反应,肿瘤免疫等常出现明显的Ⅳ型变态反应。
需要指出的是免疫反应可通过上述四大类机制引起病变,但以一个疾病而言,由于抗原的特性,机体的反应情况以及病程发展的不同阶段,可以同时或先后出现不同类型的变态反应,将在以下几种疾病中进一步说明。

7-2

第二节 移植排斥反应

在同种异体组织、器官移植时,受者的免疫系统常对移植物产生排异反应(transplant rejection),这是一个十分复杂的免疫学现象,涉及细胞和抗体介导的多种免疫损伤机制,都是针对移植物中的人类主要组织兼容抗原HLA(human leucocyte antigen) 的反应,供者与受者HLA的差异程度决定了排异反应的轻或重。除单卵双生外,二个个体具有完全相同的HLA系统的组织配型几乎是不存在的,但选择供者与受者配型尽可能地接近,是异体组织器官移植成功的关键。
HLA系统是目前人类已知的最复杂的基因群—HLA复合体,或称MHC基因的编码产物。HLA复合体位于第六对染色体的短臂,是免疫遗传的调控中心。每个基因位点存在多种等位基因,导致HLA系统的高度多态性。HLA复合体的基因位点,从功能角度可分为三类。第一类:包含基因位点HLA-A·B·C,所有真核细胞均具有Ⅰ类基因位点。第二类即HLA-D(DR)位点,主要见于抗原递呈细胞、B细胞及T辅助细胞,此外,血管内皮细胞、纤维母细胞及肾小管上皮细胞等如果受到淋巴因子IFN-γ的诱导,亦可表达Ⅱ类抗原。第三类则属于编码补体C2、C4和B因子的基因位点。HLA分子的主要生理作用是将抗原递呈给T细胞,因而无论对诱导体液及细胞免疫反应均起重要作用。已知调控免疫反应的Ir(immune response)基因亦位于HLA-D区,所以Ⅱ类抗原的基因亦具有Ir基因的功能,调控免疫反应的幅度。因而可以认为与HLA直接相关的免疫病理现象是:移植排斥反应、对疾病的反应过度或反应不足。

7-2-1

一、排斥反应的机制

移植排斥反应过程很复杂,既有细胞介导的又有的抗体介导的免疫反应参与作用。
1.T细胞介导的排斥反应 在人体和实验性组织、器官移植中证实,T细胞介导的迟发性超敏反应与细胞毒作用对移植物的排斥起着重要的作用。移植物中供体的淋巴细胞(过路淋巴细胞)、树突细胞等具有丰富的HLA-Ⅰ、Ⅱ抗原,是主要的致敏原,它们一旦被受体的淋巴细胞识别,即可引起以下系列变化(图4-3)。
(1)CD8+细胞毒性T细胞(CTL)前细胞:前细胞具有HLA-I受体,与HLA-i 抗原结合后可引起分化,成为成熟的CTL,溶解移植组织。
(2)CD4+T辅助细胞(TH):TH细胞能识别HLA-Ⅱ抗原并与之发生作用引起移植物中抗原递呈细胞释放白细胞介素I(IL-I),后者可促进TH细胞增生和释放IL-2,而IL-2可进而促进TH细胞增生并为CTL细胞的分化提供辅助信号。除了IL-2之外,TH细胞还能产生IL-4、IL-5、促进B细胞分化并产生抗移植物的抗体,参与移植排斥。此外与迟发变态反应相拌随的血管损害、组织缺血及巨噬细胞介导的破坏作用,也是移植物毁损的重要机制。
2.抗体介导的排斥反应 T细胞在移植排斥反应中无疑起着主要作用,但抗体也能介导排斥反应,其形式有二:①过敏排斥反应,发生在移植前循环中已有HLA抗体存在的受者。该抗体来自过支曾多次妊娠、接受输血、人工透析或感染过某些其表面抗原与供者HLA有交叉反应的细菌或病毒。在这种情况下,器官移植后立即可发生排斥反应(超急性排斥),此乃由于循环抗体(抗HLA)固定于移植物的血管内皮(表达HLA)发生Ⅱ型变态反应,引起血管内皮受损,导致血管壁的炎症、血栓形成和组织坏死;②在原先并无致敏的个体中,随着T细胞介导的排斥反应的形成,可同时有抗HLA抗体形成,此抗体在移植后接受免疫抑制治疗的患者中对激发晚期急性排斥反应颇为重要。免疫抑制药虽能一定程度上抑制T细胞反应,但抗体仍在继续形成,并能过补体介导的细胞毒(CMC)、依赖抗体介导的细胞毒(ADCC)及抗原抗体免疫复合物形成等方式,引起移植物损害。
binglixue059.gif组织不相容性移植物破坏过程示意图
图4-3 组织不相容性移植物破坏过程示意图

7-2-2

二、排斥反应的病变

移植排斥反应按形态变化及发病机制的不同有超急性排斥反应、急性排斥反应和慢性排斥反应三类。兹以肾移植中各类排斥反应的病理变化为例加以说明。类似的变化亦可见于其他组织、器官的移植。
1.超急性排斥反应 是受体对移植物的一种迅速而剧烈的反应,一般于移植后数分钟至24小时内出现.本型反应的发生与受体血循环中已先有供体特异性HLA抗体存在,或受体、供体ABO血型不符有关.这主要是由于循环抗体与移植物细胞表面HLA抗原相结合并激活补本系统,释放出多种生物活性物质,从而引起局部炎症、血管内皮细胞损害、血栓形成和组织损伤。本质上属Ⅱ型变态反应,但广泛分布的急性小动脉炎、血栓形成和因而引起的组织缺血性坏死,在形态上类似于Arthus反应。
移植肾肉眼观表现为色泽迅速由粉红色转变为暗红色,伴出血或梗死,出现花班状外观。体积明显肿大,质地柔软,无泌尿功能。镜下表现为广泛的急性小动脉炎伴血栓形成及缺血性坏死。受累的动脉壁有纤维素样坏死和中性粒细胞浸润,并有IgG、IgM、补体沉积;管腔中有纤维蛋白和细胞碎屑阻塞。肾小球肿大,肾小管上皮细胞发生缺血性坏死,间质水肿并有中性粒细胞浸润,有时还可有淋巴细胞和巨噬细胞浸润。
2.急性排斥反应 较常见,在未经治疗者此反应可发生在移植后数天之内;而经过免疫抑制治疗者,可在数月或数年后突然发生。此种排斥反应可以细胞免疫为主,也可以体液免疫为主,有时两者可同时参与作用。
(1)细胞型排斥反应:常发生在移植后几个月,临床上表现为骤然发生的移植肾功能衰竭。镜下可见肾间质明显水肿伴有大量细胞浸润,以单核细胞和淋巴细胞为主,并夹杂一些具有嗜酸性胞浆和水泡状胞核的转化淋巴细胞和浆细胞。免疫组化染色证实有大量CD4+、CD8+细胞存在。肾小球及肾小管周围毛细血管中有大量单核细胞,间质中浸润的淋巴细胞可侵袭肾小管壁,引起局部肾小管坏死(图4-4)。
binglixue060.jpg肾移植急性排斥反应
图4-4 肾移植急性排斥反应
肾间质水肿,肾小管上皮细胞变性,间质及毛细血管内有大量单核细胞
(2)血管型排斥反应:主要为抗体介导的排斥反应(CMC,ADCC和免疫复合物形成),往往在稍后出现,以突出的血管病变为特征。表现为肾细、小动脉的坏死性血管炎,可呈弥漫或局灶性分布。免疫荧光证实有免疫球蛋白、补体及纤维蛋白沉积,肾小球毛细血管袢亦可受累。纤维蛋白样坏死的血管壁内常有淋巴细胞、泡沫细胞及中性粒细胞浸润,腔内可有血小板凝集、血栓形成(图4-5)。后期的血管内膜纤维化,管腔狭窄。间质内常有不同程度淋巴细胞、巨噬细胞及浆细胞浸润。肉眼观,肾常明显肿大,呈暗红色并有出血点,有时可出现黄褐色的梗死灶,可伴有肾盂及肾盏出血(图4-6).临床上,移植肾出现功能减退,大剂量免疫抑制剂疗效不佳。
binglixue061.jpg肾移植急性排斥反应
图4-5 肾移植急性排斥反应
小叶间动脉呈纤维素样坏死,并有大单核细胞及中性白细胞浸润和血栓形成
binglixue062.jpg肾移植急性排斥反应
图4-6 肾移植急性排斥反应
肾肿胀,明显出血,肾盏及肾盂中充满血块
3.慢性排斥反应 慢性排斥是反复急性排斥的积累,其突出的病变是血管内膜纤维化,常累及小叶间弓形动脉。动脉内膜纤维化引起管腔严重狭窄(图4-7),导致肾缺血,表现为肾小球毛细管袢萎缩、纤维化、玻璃样变,肾小球萎缩,间质除纤维化外尚有中等量单核、淋巴细胞浸润。肉眼观,肾体积明显缩小,并有多少不等的瘢痕(“小瘢痕肾”)。包膜明显增厚并有粘连。患者肾功能呈进行性减退,其程度与间质纤维化和肾小球、肾小管萎缩的程度成正比。
binglixue063.jpg肾移植慢性排斥反应
图4-7 肾移植慢性排斥反应
小叶间动脉管壁纤维化,管腔闭塞,内膜有中等量单核细胞浸润,管周组织内也有类似的细胞浸润
4.移植物抗宿主反应 移植物抗宿主反应(graft versus host reaction,GVH)是免疫缺陷患者接受骨髓移植可发生的一种反应,。在此过程中,移植骨髓的部分干细胞分化成T细胞或B细胞,当其与宿主组织HLA相接触时可诱发:①CTL和淋巴因子形成,导致细胞介导免疫反应;②抗宿主HLA抗体形成,导致体液免疫反应,是GVH发生的主要机制。临床上,患者表现发热、体重减轻、剥脱性皮炎、肠吸收不良、肺炎及肝脾肿大等,其中些是由于感染所致。GVH的程度与供体和受体的HLA差别程度有关。本型反应多见于用骨髓移植治疗再生障碍性贫血、造血系统恶性肿瘤,特别是经细胞毒性药物或放射治疗后正常造血细胞和白血病细胞均被消灭的病例。

7-3

第三节 自身免疫性疾病

自身免病(autoimmune diseases)是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病。自从Donath 与Landsteiner提出此概念以来,许多疾病相继被列为自身免疫性疾病,值得提出的是,自身抗体的存在与自身免疫性疾病并非两个等同的概念,自身抗体可存在于无自身免疫性疾病的正常人特别是老年人,如抗甲状腺球蛋白、甲状腺上皮细胞、胃壁细胞、细胞核DNA抗体等。有时,受损或抗原性发生变化的组织可激发自身抗体的产生,如心肌缺血时,坏死的心肌可导致抗心肌自身抗体形成,但此抗本并无致病作用,是一种继发性免疫反应。因此,要确定自身免疫性疾病的存在一般需要根据:①有自身免疫反应的存在,②排除继发性免疫反应之可能,③排除其他病因的存在。

7-3-1

一、自身免疫性疾病的发病机制

自身免疫病的确切发病机制不明,可能与下列因素有关:
1.免疫耐受的丢失 对特异性抗原不产生免疫应答的状态称免疫耐受。通常机体对自身抗原是耐受的,下列情况可导致失耐受:
(1)抗原性质变异:机体对于原本耐受的自身抗原,由于物理、化学药物、微生物等因素的是影响而发生变性、降解,暴露了新的抗原决定簇。例如变性的γ-球蛋白因暴露新的抗原决定簇而获得抗原性,从而诱发自身抗体(类风湿因子)。或通过修饰原本耐受抗原的截体部分,从而回避了TH细胞的耐受,导致免疫应答。这是由于大部分的自身抗原属于一种半抗原和载体的复合体,其中B细胞识别的是半抗原的决定簇,T细胞识别的是载体的决定簇,引起免疫应答时二种信号缺一不可,而一般机体对自身抗原的耐受性往往只是限于T细胞,如载体的抗原决定簇经过修饰,即可为T细胞识别,而具有对该抗原发生反应潜能的B细胞一旦获得TH的信号,就会分化、增殖,产生大量自身抗体。
(2)交叉免疫反应:与机体某些组织抗原成分相同的外来抗原称为共同抗原。由共同抗原刺激机体产生的共同抗体,可与有关组织发生交叉免疫反应,引起免疫损伤。例如A组B型溶血性链球菌细胞壁的M蛋白与人体心肌纤维的肌膜有共同抗原,链球菌感染后,抗链球菌抗体可与心肌纤维发生交叉反应,引起损害,导致风湿性心肌炎。
2.免疫反应调节异常 TH细胞和T抑制细胞(TS)对自身反应性B细胞的调控作用十分重要,当Ts细胞功能过低或TH细胞功能过度时,则可有多量自身抗体形成。已知在NZB/WF1小鼠中随着鼠龄的增长Ts细胞明显减少,由于Ts细胞功能的过早降低,出现过量自身抗体,诱发与人类系统性红斑狼疮(SLE)类似的自身免疫性疾病。
3.遗传因素 自身免疫病与遗传因素有较密切的关系,下列事实可说明这一情况:①很多自身免疫病如SLE、自身免疫性溶血性贫血、自身免疫性甲状腺炎等均具有家族史。②有些自身免疫病与HLA抗原表达的类型有联系,例如人类强直性脊柱炎与HLA-B27关系密切,已有报道将HLA-B27基因转至大鼠,转基因大鼠即可诱发强直性脊柱炎。
4.病毒因素 病毒与自身免疫病的关系已在小鼠的自发性自身免疫病中得到一些证明,例如NZB小鼠的多种组织中有C型病毒及其抗原的存在,在病变肾小球沉积的免疫复合物中也有此类抗原的存在。病毒诱发自身免疫病的机制尚未完全清楚,可能是通过改变自身抗原载本的决定簇而回避了T细胞的耐受作用;也可能作为B细胞的佐剂(如EBV)促进自身抗体形成;或感染、灭活Ts细胞,使自身反应B细胞失去控制,产生大量自身抗体。此外,有些病毒基因可整合到宿主细胞的DNA中,从而引起体细胞变异(不能被识别)而引起自身免疫反应。
自身免疫性疾病往往具有以下共同特点:①患者有明显的家族倾向性,不少与HLA抗原尤其是与D/DR基因位点相关,女性多于男性;②血液中存在高滴度自身抗体和(或)能与自身组织成分起反应的致敏淋巴细胞;③疾病常呈现反复发作和慢性迁延的过程;④病因大多不明,少数由药物(免疫性溶血性贫血、血小板减少性紫癜)、外伤(交感性眼炎)等所致;⑤可在实验动物中复制出类似人类自身免疫病的模型。

7-3-2

二、自身免疫性疾病的类型和举例

自身免疫性疾病可分为二大类:
(一)器官特异性自身免疫病
组织器官的病理损害和功能障碍仅限于抗体或致敏淋巴细胞所针对的某一器官。主要有慢性淋巴性甲状腺炎、甲状腺功能亢进、胰岛素依赖型糖尿病、重症肌无力、慢性溃疡性结肠炎、恶性贫血伴慢性萎缩性胃炎、肺出血肾炎综合征(goodpasture syndrome)、寻常天疱疮、类天疱疮、原发性胆汁性肝硬变、多发性脑脊髓硬化症、急性特发性多神经炎等,其中常见者将分别于各系统疾病中叙述。
(二)系统性自身免疫病
由于抗原抗体复合物广泛沉积于血管壁等原因导致全身多器官损害,称系统性自身疫病。习惯上又称之为胶原病或结缔组织病,这是由于免疫损伤导致血管壁及间质的纤维素样坏死性炎及随后产生多器官的胶原纤维增生所致。事实上无论从超微结构及生化代谢看,胶原纤维大多并无原发性改变,以下简述几种常见的系统性自身免疫病。
1.系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus, SLE) 是一种比较常见的系统性自身免疫病,具有以抗核抗体为主的多种自身抗体和广泛的小动脉病变及多系统的受累。临床表现主要有发热,皮损(如面部蝶形红斑)及关节、肾、肝、心浆膜等损害,以及全血细胞的减少。多见于年轻妇女,男女比为1:6~9,病程迁延反复,预后差。
病因与发病机制 本病的病因和发病机制不明,目前的研究主要集中在以下三个方面。
(1)免疫因素:患者体内有多种自身抗体形成,提示B细胞活动亢进是本病的发病基础。周围血中B细胞体外培养实验结果发现其增殖能力较正常强8~10倍。
(2)遗传因素:遗传因素与本病的关系表现为:①在纯合子双胎中有很高(69%)的一致性,②SLE患者家属成员中发病的可能性明显增加,③北美白人中SLe 与HLA DR2、DR3有关。这可能是由于位于HLA D区的免疫反应基因(Ir)对抗原(包括自身抗原)所激发的免疫反应的程度有调节作用的缘故。
(3)其他:非遗传因素在启动自身免疫反应中亦起着一定的作用。这些因素包括:①药物:盐酸肼苯哒嗪(hydralazine)、普鲁卡因酰胺(procainamide)等可引起SLE样反应。但停药后常可自愈;②病毒:在实验动物NZB和NZB/WF1小鼠中的自发性SLE样病中发现C型病毒感染,在肾小球中可检出病毒抗原-抗体复合物。但在SLE病中病毒因素尚未能充分得到证实;③性激素对SLE的发生有重要影响,其中雄激素似有保护作用,而雌激素则似有助长作用,故患者以女性为多,特别多发生在生育年龄,病情在月经和妊娠期加重。
自身抗体及组织损害机制本病患者体内有多种自身抗体,95%以上病人抗核抗体阳性,可出现抗DNA(双股、单股)、抗组蛋白、抗RNA-非组蛋白、抗核糖核蛋白(主要为Smith抗原)、抗粒细胞、抗血小板、抗平滑肌等抗体,其中抗双股DNA和抗Smith抗原具相对特异性,阳性率分别为60%和30%,而在其他结缔组织病的阳性率,均低于5%。
抗核抗体并无细胞毒性,但能攻击变性或胞膜受损的粒细胞,一旦它与细胞核接触,即可使胞核肿胀,呈均质状一片,并被挤出胞体,形成狼疮(LE)小体,LE小体对中性粒细胞、巨噬细胞有趋化性(图4-8),在补体存在时可促进细胞的吞噬作用。吞噬了LE小体的细胞为狼疮细胞(图4-9)。在组织中,LE小体呈圆或椭圆形,HE染色时苏木素着色而蓝染,故又称苏木素小体,主要见於肾小球或肾间质。一般仅在20%的患者可检见苏木素小体,为诊断SLE的特征性依据。
SLE的组织损害与自身抗体的存在有关,多数内脏病变是免疫复合物所介导(Ⅲ型变态反应),其中主要为DNA-抗DNA复合物所致的血管和肾小球病变,其次为特异性抗红细胞、粒细胞、血小板自身抗体经Ⅱ型变态反应导致相应血细胞的损害和溶解,引起全贫血。
病变急性坏死性小动脉、细动脉炎是本病的基础病变,几乎存在于所有患者并累及全身各器官。活动期病变以纤维素样坏死为主。慢性期血管壁纤维化明显,管腔狭窄,血管周围有淋巴细胞浸润伴水肿及基质增加。有时血管外膜纤维母细胞增生明显,胶原纤维增多,形成洋葱皮样结构,以脾中央动脉的变化最为突出。应用免疫组织化学方法可证实受累的血管壁中有免疫球蛋白、补体、纤维蛋白、DNA等存在,提示有抗原-抗体复合物机制的参与。
(1)肾:肾功能衰竭是SLE的主要死亡原因。SLE病人几乎均有不同程度的肾损害,约60%病便以狼疮性肾炎为主要表现.常见的类型有系膜增生型(10%~15%)、局灶增生型(10%~15%)、弥漫增生型(40%~50%)和膜型(10%~20%)。各型狼疮性肾炎的病变,类同于相应的原发性肾小球肾炎,各型病变间常有交叉,因此肾小球的病变呈多样性,晚期可出现典型的硬化性肾炎的表现。肾炎病变的发生主要基于肾小球中免疫复合物的沉积,可位于系膜区、内皮下和上皮下。其中弥漫增生型狼疮性肾炎中内皮下大量免疫复合物的沉积,是SLE急性期的特征性病变。在弥漫增生型及膜型病例中,约半数病例在间质及肾小管基膜上亦有免疫复合物沉积,因此肾小球病变和间质的炎症反应在狼疮性肾炎中十分明显(图4-10)。苏木素小体的出现有明确的诊断意义。
binglixue064.jpg红斑性狼疮花形细胞簇
图4-8 红斑性狼疮花形细胞簇
游离的LE小体被多个粒细胞包围,形成花形细胞族(采自 Dubois)
binglixue065.jpg狼疮细胞
图4-9 狼疮细胞
胞浆内吞噬了两个LE小体,胞核被挤在一边
binglixue066.jpg狼疮性肾小球肾炎
图4-10 狼疮性肾小球肾炎
肾小球毛细血管丛节段性纤维素样坏死,伴系膜细胞增生;间质炎细胞浸润
(2)皮肤:约40%的SLE病人有明显皮肤损害,以面部蝶形红斑最为典型,亦可累及躯干和四肢。镜下,表皮常有萎缩、角化过度、毛囊角质栓形成、基底细胞液化,表皮和真皮交界处水肿,基度膜、小动脉壁和真皮的胶原纤维可发生纤维素样坏死,血管周围常有淋巴细胞浸润。免疫荧光证实真皮与表皮交界处有IgG、IgM及C3的沉积,形成颗粒或团块状的荧光带即“狼疮带”,可能是坏死上皮细胞释出之抗原与血循环中弥散出来的抗核抗体等自身抗体形成的免疫复合物。狼疮带的出现对本病有诊断意义。
(3)心:大约半数病例有心脏受累,心瓣膜非细菌性疣赘性心内膜炎(nonbacterial verrucous endocarditis或Libman-Sach endocarditis)最为典型,敖生物常累及二尖瓣或三尖瓣,其特点为:大小自1mm至3~4mm,数目单个或多个不等,分布极不规则,可累及瓣膜之前后面或心腔之内膜或腱索(图4-11)。镜下,赘生物由纤维蛋白和坏死碎屑及炎症细胞构成,根部基质发生纤维素样坏死,伴炎细胞浸润,后期发生机化。
binglixue067.jpg红斑性狼疮的心瓣膜疣状心内膜炎
图4-11 红斑性狼疮的心瓣膜疣状心内膜炎
二尖瓣上有疣状赘生物形成
(4)关节:90%以上的病例有不同程度的关节受累。滑膜充血水肿,有较多单个核细胞浸润。于紧接上皮浅表部位的结缔组织可出现灶性纤维素样坏死,但很少侵犯关节软骨等深部组织,因此极少引起关节畸形。
(5)肝:约25%的病例可出现肝损害,称狼疮性肝炎。可表现为汇管区及汇管区周围的单个核细胞浸润及附近肝细胞的碎屑状坏死等慢性活动性肝炎的典型病变。亦可仅有少量散在分布的小灶性坏死等轻微病变。
(6)脾:体积略增大,包膜增厚,滤泡增生颇常见。红髓中有多量浆细胞,内含IgG、IgM,最突出的变化是小动脉周围纤维化,形成洋葱皮样结构(图4-12)。
binglixue068.jpg红斑性狼疮之脾病变
图4-12 红斑性狼疮之脾病变
脾小体中央细动脉壁呈洋葱皮样结构
(7)淋巴结:全身淋巴结均有不同程度的肿大,窦内皮增生。其中较多的浆细胞,小血管变化与脾所见相同。
2.口眼干燥综合征 口眼干燥综合症(Sjǒgren syndrome)临床上表现为眼干、口干等特征,乃唾液腺、泪腺受免疫损伤所致。本病可单独存在,也可与其他自身免疫病同时存在,后者最常见的是类风湿性关节炎、SLE等。病变主要累及唾液腺及泪腺,其他外分泌腺包括呼吸道、消化道腺体也可受累。
唾液腺的组织学病变主要表现为腺管周围大量炎细胞浸润,主要是淋巴细胞和浆细胞,有时可形成淋巴滤泡并有生发中心形成。伴腺管上皮增生,引起管腔阻塞。病变晚期腺泡萎缩、纤维化,为脂肪组织所替代。个别病例浸润的淋巴细胞形成淋巴瘤样结构。由于唾液腺的破坏而引起口腔粘膜干裂及溃疡形成。
泪腺的类似病变可导致角膜上皮干燥、炎症及溃疡形成。呼吸道、消化道受累可导致相应的鼻炎、喉炎、支气管炎、肺炎及萎缩性胃炎。在肾可发生间质性肾炎,肾小管周围大量单个核细胞浸润,导致肾小管萎缩、纤维化,因肾小管功能损害而引起肾小管性酸中毒、磷酸盐尿等颇常见。
淋巴结肿大并有增生性变化,核分裂多,故又名假性淋巴瘤。值得提出的是本病患者发生恶生淋巴瘤的机会较正常人高40倍。
发病机制 本病的发病机制尚不清楚。由于常伴发SLE和类风湿性关节炎,提示本病的发生与免疫性损伤有关。患者B细胞功能过度,表现为多克隆高球蛋白血症和类风湿因子(RF)、抗核抗体、冷球蛋白及抗唾液腺抗体的形成。近年来并发现两种特征性抗核糖核蛋白成分的自身抗体,分别命名为抗SS-B和SS-A,在本病有很高的阳性率(60%、70%),对本病的诊断有参考价值。病灶处有大量B及T细胞浸润,后者大部分为T辅助细胞,也有一部分为T杀伤细胞,提示亦有细胞免疫机制的参与。
3.类风湿性关节炎 详见骨关节疾病章。
4.硬皮病 硬皮病(scleroderma)又名进行性系统性硬化症(progressive systemic sclerosis),以全身许多器官间质过度纤维化为其特征。95%以上的患者均有皮肤受累的表现;但横纹肌及许多器官(消化道、肺、肾、心等)受累是本病主要损害所在,病变严重者可导致器官功能衰竭,威胁生命。
病因和发病机制本病病因不明,其发病可能与以下因素有关:
(1)胶原合成增加:体外培养证实,患者纤维母细胞合成胶原的能力明显高于正常人,合成超过降解,导致大量胶原纤维的积集;
(2)Ⅳ型变态反应:在皮肤病变中有T细胞浸润,所分泌的淋巴因子及其刺激巨噬细胞分泌的因子可刺激纤维母细胞大量合成胶原;
(3)自身抗体:50%患者有轻度高丙种球蛋白血症及多种自身抗体,包括RF,抗平滑肌抗体,抗核抗体等,可能由于抗原抗体免疫复合物的沉积或内皮细胞毒的作用,造成小血管内皮细胞损伤、血栓形成、管壁纤维化、管腔狭窄,导致组织缺氧而引起纤维间质增生。
【病变】
(1)皮肤:病变由指端开始,向心性发展,累及前臂、肩、颈、脸,使关节活动受限。早期受累的皮肤发生水肿,质韧。镜下,主要表现为小血管周围淋巴细胞浸润,毛细血管内皮细胞肿胀、基膜增厚、管腔部分阻塞,间质水肿,胶原纤维肿胀,嗜酸性增强。随着病变的发展,真皮中胶原纤维明显增加,并与皮下组织紧密结合,表皮萎缩变平,黑色素增加,钉突和附属器萎缩消失,小血管增厚、玻璃样变。晚期手指细而呈爪状、关节活动受限,有时指端坏死甚或脱落,面部无表情呈假面具状。
(2)消化道:约有1/2患者消化道受累,粘膜上皮萎缩,固有层、粘膜下层、肌层为大量胶原纤维所取代,血管周单个核细胞浸润。病变以食管下2/3段最严重,管腔狭窄,缺乏弹性。小肠、结肠也可受累。临床上出现吞咽困难、消化不良等症状。
(3)肾:叶间小动脉病变最为突出,表现为内膜粘液样变性,伴内皮细胞增生及随后的管壁纤维化、管腔明显狭窄,部分病例并有细动脉纤维素样坏死。临床上可出现高血压,与恶性高血压肾病变难以区别。约50%患者死于肾功能衰竭。
(4)肺:弥漫性间质纤维化,肺泡扩张、胞泡隔断裂,形成囊样空腔,本病是造成蜂窝肺的重要原因之一。
5.结节性多动脉炎 结节性多动脉炎(polyarteritis nodosa)是全身动脉系统的疾病,表现为中小动脉壁的坏死性炎症。患者以青年人为多,有时也可发生在儿童及老人、男女之比为2~3:1。
病变各系统或器官的中小动脉均可受累,其中以肾(85%)、心(75%)、肝(65%)、消化道(50%)最为常见。此外,胰、睾丸、骨骼肌、神经系统和皮肤也可受累。
病变多呈节段性,以血管分叉处最为常见。内眼观,病灶处形成直径约2~4mm的灰白色小结节,结节之间的血管壁外观正常。镜下,急性期表现为急性坏死炎症,病变从内膜和中膜内层开始,扩展至管壁全层及外膜周围,纤维素样坏死颇为显著,伴炎细胞浸润(图4-13)尤以嗜酸性及中性粒细胞为多,继而有血栓形成。以后的进展是纤维增生,管壁呈结节性增厚,管腔机化阻塞和明显的动脉周围纤维化。值得注意的是早期炎性坏死变化及后期胶原化可同时存在。病变的主要后果是缺血性损害和梗死形成。
binglixue069.jpg结节性多动脉炎
图4-13 结节性多动脉炎
两个动脉壁的各层都有炎性细胞浸润,外膜尤为显著。中膜发生纤维素样坏死
本病病变分布广泛,临床表现变异多端,患者常有低热、乏力、粒细胞增多以及多系统受累的症状,如血尿、肾功能衰竭、高血压、腹痛、腹泻、黑粪及周围神经炎等。病程快慢不一,经免疫抑制治疗,55%患者可存活。
病因与发病机制 病因和发病机制不明,动物实验提示,体液因素在本病的发生中起着重要作用。免疫荧光技术证实,人结节性多动脉炎血管壁中有免疫球蛋白和补体,有些还有HBsAg,约50%患者血清HBsAg或抗HBs阳性。
6.Wegener肉芽肿病 Wegener肉芽肿病是一种少见病,具有以下特点:①小血管急性坏死性脉管炎,可累有各器官的血管,以呼吸道、肾、脾最常受累。表现为小动脉、小静脉管壁的纤维素样坏死,伴弥漫性中性和嗜酸性粒细胞浸润;②呼吸道肉芽肿性坏死性病变,可累及口、鼻腔、鼻旁窦、喉、气管、支气管和肺。病变为由大量积集的单核巨噬细胞、淋巴细胞以及少量多核巨细胞、类上皮细胞、纤维母细胞组成的肉芽肿,中央可陷于成片凝固性坏死。肉眼常形成明显的肿块,表面则因坏死溃破而有溃疡形成;③坏死性肾小球肾炎,表现为在局灶性或弥漫增生性肾小球肾炎的基础上,有节段性毛细血管袢的纤维素样坏死,血栓形成,如未经治疗可发展为快速进行性肾炎,病程凶险,出现进行性肾功能衰竭。
本病的病因不明,由于有明显的血管炎,并于局部可检得免疫球蛋白和补体,提示其发病与Ⅲ型变态反应有关。但呼吸道出现的肉芽肿和坏死性病变,又提示可能与Ⅳ型变态反应有关,临床上应用细胞毒药物大多能使本病缓解。

7-4

第四节 免疫缺陷病

免疫缺陷病(immunodeficiency diseases)是一组由于免疫系统发育不全或遭受损害所致的免疫功能缺陷引起的疾病。有二种类型:①原发性免疫缺陷病,又称先天性免疫缺陷病,与遗传有关,多发生在婴幼儿。②继发性免疫缺陷病,又称获得性免疫缺陷病,可发生在任何年龄,多因严重感染,尤其是直接侵犯免疫系统的感染、恶性肿瘤、应用免疫抑制剂、放射治疗和化疗等原因引起。
免疫缺陷病的临床表现因其性质不同而异,体液免疫缺陷的患者产生抗体的能力低下,因而发生连绵不断的细菌感染。淋巴组织中无生发中心,也无浆细胞存在。血清免疫球蛋白定量测定有助于这类疾病的诊断。细胞免疫缺陷在临床上可表现为严重的病毒、真菌、胞内寄生菌(如结核杆菌等)及某些原虫的感染。患者的淋巴结、脾及扁桃体等淋巴样组织发育不良或萎缩,胸腺依赖区和周围血中淋巴细胞减少,功能下降,迟发性变态反应微弱或缺如。免疫缺陷患者除表现难以控制的感染外,自身免疫病及恶性肿瘤的发病率也明显增高。

7-4-1

一、原发性免疫缺陷病

原发性免疫缺陷病是一组少见病,与遗传相关,常发生在婴幼儿,出现反复感染,严重威胁生命。因其中有些可能获得有效的治疗,故及时诊断仍很重要。按免疫缺陷性质的不同,可分为体液免疫缺陷为主、细胞免疫缺陷为主以及两者兼有的联合性免疫缺陷三大类。此外,补体缺陷、吞噬细胞缺陷等非特异性免疫缺陷也属于本组。我国各类原发性免疫缺陷病的确切发病率尚不清楚,其相对发病百分率大致为体液免疫缺陷占50%,细胞免疫缺陷10%,联合免疫缺陷30%,吞噬细胞功能缺陷6%,补体缺陷4%。
1.体液免疫(B细胞)缺陷为主的疾病表现为免球蛋白的减少或缺乏,包括:
(1)原发性丙种球蛋白缺乏症:有两种类型:①Bruton型,较常见,为婴儿性联丙种球蛋白缺乏病,与X染色体隐性遗传有关,仅发生于男孩,于出生半年以后开始发病;②常染色体隐性遗传型,男女均可受累,也可见于年人。本病的特点在于:血中B细胞明显减少甚至缺如,血清免疫球蛋白(IgM、IgG、IgA)减少或缺乏,骨髓中前B细胞发育停滞。全身淋巴结、扁桃体等淋巴组织生发中心发育不全或呈原始状态;脾和淋巴结的非胸腺依赖区淋巴细胞稀少;全身各处浆细胞缺如。T细胞系统及细胞免疫反应正常。
由于免疫缺陷,患儿常发生反复细菌感染,特别易受流感嗜血杆菌、酿脓链球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎球菌等感染,可引起中耳炎、鼻窦炎、支气管炎、肺炎、脑膜炎或败血症而致死。注射丙种球蛋白,能控制感染,但由于无法提高呼吸道等粘膜处的SlgA,因此鼻部、肺部的感染极易复发。
(2)孤立性IgA缺乏症:本病是最常见的先天性免疫缺陷病,患者的血清IgA和粘膜表面分泌型IgA(SlgA)均缺乏。可以是家族性或获得性,前者通过常染色体隐性或显性遗传。患者多无症状,有些可有反复鼻窦或肺部感染及慢性腹泻、哮喘等表现。自身免疫、过敏性疾病的发病率也较高。血清Iga 低下(<5mg/dl)为确诊本病的重要依据。
本病的发病与IgA B细胞的分化障碍有关。患者Iga B细胞的数量正常,但多数为不成熟表型,在体外仅少数能转化为IgA细胞。
约有50%的本病患者血清中含IgA自身抗体。因此应避免注射含IgA的血制品,如错误地给予IgA或输血治疗,可引起过敏性休克。
(3)普通易变免疫缺陷病:普通易变免疫缺陷病(common variable immunodeficiency)是相当常见而未明确了解的一组综合征。男女均可受累,发病年龄在15~35岁不等,可为先天性或获得性。其免疫缺陷累及范围可随病期而变化,起病时表现为低丙种球蛋白血症,随着病情进展可并发细胞免疫缺陷。其特点是:①低丙种球蛋白血症,免疫球蛋白总量和IgG均减少;②2/3患者血循环中B细胞数量正常,但不能分化为浆细胞;淋巴结、脾、消化管淋巴组织中B细胞增生明显,但缺乏浆细胞。部分病例有T辅助细胞减少、T抑制细胞过多;部分病例有抗T细胞B细胞的自身抗体;或巨噬细胞功能障碍;③患者主要表现为呼吸道、消化道的持续慢性炎症,自身免疫病的发病率也较高。
2.细胞免疫(T细胞)缺陷为主的疾病单纯T细胞免疫缺陷较为少见,一般常同时伴有不同程度的体液免疫缺陷,这是由于正常抗体形成需要T、B细胞的协作。T细胞免疫缺陷病的发生与胸腺发育不良有关,故又称胸腺发育不良或Di George综合征。本病与胚胎期第Ⅲ、Ⅳ对咽囊发育缺陷有关,因此,患者常同时有胸腺和甲状旁腺缺如或发育不全,先天性心血管异常(主动脉缩窄、主动脉弓右位畸形等)和其他脸、耳畸形。周围血循环中T细胞减少或缺乏,淋巴组织中浆细胞数量正常,但皮质旁胸腺依赖区及脾细动脉鞘周围淋巴细胞明显减少。常在出生后即发病,主要表现为各种严重的病毒或真菌感染,呈反复慢性经过。近年来应用胸腺素(thymosin)或胚胎胸腺上皮移植治疗,获得一定疗效。
3.联合性免疫缺陷病
(1)重症联合性免疫缺陷病:本病是一种体液免疫、细胞免疫同时有严重缺陷的疾病,一般T细胞免疫缺陷更为突出。患者血循环中淋巴细胞数明显减少,成熟的T细胞缺如,可出现少数表达CD2抗原的幼稚的T细胞。免疫功能如,无同种异体排斥反应和迟发型过敏反应,也无抗体形成。本病的基本缺陷尚不清楚,可能与干细胞分化为T、B细胞发生障碍或胸腺及法氏囊相应结构的发育异常有关。病变主要表现为淋巴结、扁桃体及阑尾中淋巴组织不发育;胸腺停留在6~8周胎儿的状态,其中无淋巴细胞或胸腺小体,血管细小。患儿由于存在体液和细胞免疫的联合缺陷,对各种病原生物都易感,临床上常发生反复肺部感染、口腔念珠菌感染、慢性腹泻、败血症等。在治疗方面可选用正常骨髓干细胞移植或同胞兄妹骨髓移植。但供体骨髓中T细胞介导的移埴物抗宿主反应(GVH)往往是造成治疗失败的严重问题。
约有25%~50%的重症联合免疫缺陷病例,主要与先天性缺乏腺苷脱氨酶(adenosine deaminase,ADA)有关。一则严重影响细胞DNA包括淋巴细胞DNA的合成代谢,同时由于三磷酸脱氧腺苷在淋巴细胞的堆积,后者对淋巴细胞尤其是T细胞具有一定的毒性作用,从而造成淋巴细胞在增补、分化及功能方面的障碍。测定病人红细胞的ADA有助于诊断本病。给病儿输入含有ADA活性的红细胞可一定程度地改善其免疫功能状态。
(2)伴血小板减少和湿疹的免疫缺陷病:本病又称Wiscott-Aidrich综合征,是一种X染色体隐性遗传性免疫缺陷病,多见于男孩,临床表现为湿疹、血小板减少及反复感染。免疫缺陷早期表现为对多糖类抗原的体液免疫应答不全,患儿对肺炎球菌和其他带多糖荚膜的细菌特别易感。随着年龄增长,逐渐出现细胞免疫缺陷,易患病毒和卡氏肺孢子虫感染。因血小板功能下降而常伴明显的出血倾向。血中IgM明显减少,IgG正常,在有些患者IgA、IgE可升高,淋巴细胞数通常正常。各种疾苗接种后,抗体形成反应微弱,T细胞功能欠佳,迟发型变态反应不良,患者中恶性淋巴瘤发病率较高。骨髓移植对有些患有一定疗效。
(3)伴共济失调和毛细血管扩张症的免疫缺陷病:本病是常染色体隐性遗传性疾病,常累及幼儿,兼有T、B细胞免疫缺陷。一般2岁开始起病,临床特点包括小脑性共济失调,眼结膜和皮肤毛细血管扩张,反复鼻窦及肺部感染等。过去认为本病是一种神经系统疾病,目前已知除神经系统外,血管、内分泌及免疫系统均可受累,40%患者显示选择性IgA缺陷。
患者胸腺发育不良,淋巴细胞和胸腺小体均严重缺乏,皮质髓质界限模糊。淋巴结无滤泡形成,浆细胞也少见。关于本病出现多系统异常的机制,尚无一致的见解,可能与DNA修复功能障碍有关,患者并发恶性淋巴瘤的机率甚高。
4.吞噬细胞功能障碍 本病表现为吞噬细胞数量减少、游走功能障碍、吞噬能力虽正常,但由于胞内缺乏各种消化病原的酶而丧失了杀灭和消化病原的能力。患者对致病与非致病微生物均易感,因而易发生反复感染,其中慢性肉芽肿病是一种X染色体隐性遗传性疾病,一般在2岁左右起病,表现为颈淋巴结、皮肤、肺、骨髓等处慢性化脓性炎或肉芽肿性炎、肝、脾肿大。
5.补体缺陷 补体在炎症及免疫反应中起着重要作用,常见的补体缺陷有①C3缺乏或C3抑制物缺乏,后者使C3过度消耗同样使血清中C3水平下降,导致反复细菌感染。②C1抑制物缺陷,C1抑制物是血清中的一种糖蛋白,除对Cis有抑制作用外,尚可抑制纤溶酶原、激肽等炎症介质的激活,因此C1抑制物的缺陷,可导致血管通透性增加、组织水肿,即所谓的遗传性血管水肿。

7-4-2

二、 继发性免疫缺陷病

许多疾病可伴发继发性免疫缺陷病,包括感染(风疹、麻疹、麻风、结核病、巨细胞病毒感染、球孢子菌感染等)、恶性肿瘤(何杰金病、急性及慢性白血病、骨髓瘤等)、自身免疫性疾病(SLE、类风湿性关节炎等)、蛋白丧失(肾病综合征、蛋白丧失肠病)、免疫球蛋白合成不足、淋巴细胞丢失(因药物、系统感染等)以及某些其他疾病(如糖尿病、肝硬变、亚急性硬化性全脑炎)和免疫抑制治疗等。继发性免疫缺陷病可以是暂时性的,当原发疾病得到治疗后,免疫缺陷可恢复正常;也可以是持久性的。继发性免疫缺陷常由多因素参与引起,例如癌肿伴发的继发性免疫缺陷病可由于肿瘤、抗癌治疗和营养不良等因素所致。
继发性免疫缺陷病较原发性者更为常见,但无特征性的病理变化。本病的重要性在于机会性感染所引起的严重后果。因此及时的诊断和治疗十分重要。本节着重途述发病率日增而死亡率极高的获得性免疫缺陷综合征(艾滋病)。
获得性免疫缺陷综合征(acquired immunodeficiency syndrome,AIDS)自1981年首先由美国疾病控制中心报道以来,不仅在美国而且在全球日益蔓延。根据1993年8月世界卫生组织的调查估计,目前世界上已有1400万人携带HIV,死亡人数达200万,其中70%是中非和东非人。本病的特点为T细胞免疫缺陷伴机会性感染和(或)继发性肿瘤。临床表现为发热、乏力、体重下降、腹泻、全身淋巴结肿大及神经系统症状。50%患者有肺部机会性卡氏肺孢子虫(pneumocystis carinii)感染,其他机会性病原有曲霉、白色念珠菌、隐球菌,巨细胞病毒(cytomegalovirus)、疱疹病毒(herpes virus )和弓形虫(toxoplasma)等。此外,约有1/3患者有多发性Kaposi肉瘤、淋巴瘤等。病情险恶,死亡率高。流行病学调查发现,本病的发生与以下危险因素有关:①男性同性恋,约占70%;②静脉注射毒品约占17%;③接受血制品而获得感染者约占1%;④双亲都具有上述危险因素的婴儿以及与高危险人有异性性接触者,等等。
【病因和发病机制】
本病的病因是人类免疫缺陷病毒(HIV)。许多事实证实该病毒与AIDS的关系密切,表现为:在患者的淋巴样细胞和体液(精液、唾液及脑脊液)中可分离出HIV;抗HIV抗体几乎在90%的患者中可被检出,与正常人群中1%的检出率相比有显著的差别;此外,与HIV有交叉反应的STLV-Ⅲ在猕猴中能引起AIDS样病。
AIDS病的主要传染途径为:①性交接触感染,最为常见;②应用污染的针头作静脉注射;③输血和血制品的应用;④母体病毒经胎盘感染胎儿或通过哺乳、粘膜接触等方式感染婴儿。
HIV选择性地侵犯和破坏TH细胞是AIDS发病的症结所在,由于HIV与TH细胞表面的CD4分子高度亲和,因而CD4分子可认为是HIV的受体乃入侵门户。HIV为一种C型逆转录病毒,分核心及包壳二大部分,包壳的糖蛋白gp120和ap41可先后与TH细胞膜上的CD4分子结合而进入TH细胞。在细胞内,病毒基因经逆转录而产生前病毒DNA,后者一经整合到宿主细胞的DNA,即可转录出完整的病毒颗粒,大量病毒颗粒在CD4+细胞膜处通过出芽而释放,并导致该细胞的溶解和死亡。由于TH细胞是调节整个免疫系统的枢纽细胞,TH细胞的消减必然影响到IL-2、γ-干扰素以及激活巨噬细胞、B细胞等有关的多种淋巴因子的分泌,将进一步影响TH细胞及其他免疫活性细胞的功能,包括:①TH细胞克隆增生和混合淋巴细胞反应降低,淋巴因子减少,对可溶性抗原的反应也减弱;②Ts(Tc)细胞克隆增生降低,特异性细胞毒反应减少;③NK细胞杀灭肿瘤细胞的功能降低;④B细胞在特异性抗原刺激下不产生正常的抗体反应,而原因不明的激活和分化引起高丙种球蛋白血症;⑤巨噬细胞对一般信号无反应,溶解肿瘤细胞、杀灭胞内寄生菌、真菌、原虫的功能减弱(图4-14)。
近年来发现HIV尚可感染组织中的单核巨噬细胞。由于巨噬细胞表面亦有少量CD4分子存在,因此其感染方式可通过HIV的gp120与CD4分子结合;更主要是通过抗HIV的凋理,经巨噬细胞的Fc受体吞噬HIV而使细胞受染。在巨噬细胞内复制的病毒,通常贮藏于胞浆内,不像TH细胞那样在胞膜上大量出芽,因而巨噬细胞不会迅速死亡,反可作为“地下工厂”及运载工具将病毒运至其他部位。例如已经发现,在脑组织,以小胶质细胞内含的HIV最多,但可能来自巨噬细胞的运送。受HIV感染后的巨噬细胞,其递呈抗原及分泌单核因子等功能亦将受到抑制。
综合以上后果,导致严重免疫缺陷,构成了AIDS发病的中心环节。此外遗传素质对本病的发生也可能有一定影响,ADIS患者中HLA-DR5抗原阳性率较高。
binglixue070.jpgHIV侵犯TH细胞后免疫调节障碍示意图
图4-14 HIV侵犯TH细胞后免疫调节障碍示意图
【病变】
病变可归纳为全身淋巴样组织的变化,机会性感染和恶性肿瘤三个方面。
1.淋巴样组织的变化早期及中期,淋巴结肿大。镜下,最初有淋巴滤泡明显增生,生发中心活跃,髓质出现较多浆细胞。随后滤泡的外套层淋巴细胞减少或消失,小血管增生,并有纤维蛋白样物质或玻璃样物质沉积,生发中心被零落分割。副皮质区的淋巴细胞(CD4+细胞)进行性减少,代之以浆细胞浸润。晚期的淋巴结病变,往往尸检时才能看到,呈现一片荒芜,淋巴细胞,包括T、B细胞几乎均消失殆尽,无淋巴滤泡及副皮质区之分,仅有一些巨噬细胞和浆细胞残留(图4-15)。有时特殊染色可显现大量分枝杆菌、真菌等病原微生物,却很少见到肉芽肿形成等细胞免疫反应性病变。
AIDS病人的脾呈轻度肿大,镜下有淤血,T、B细胞均减少,淋巴滤泡及淋巴鞘缺如。死于感染的病例,脾内常有较多中性粒细胞及一些吞噬病原微生物的巨噬细胞。扁桃体、小肠、阑尾和结肠内的淋巴样组织均萎缩,淋巴细胞明显减少。胸腺的组织与同龄人相比,呈现过早萎缩,淋巴细胞减少、胸腺小体钙化。
2.继发性感染多发性机会感染是本病另一特点,感染的范围广泛,可累及各器官,其中以中枢神经系统、肺、消化道的疾病最为常见。病原种类繁多,一般可有二种以上感染同时存在。由于严重的免疫缺陷,感染所致之炎症反应往往轻而不典型。如肺部结核菌感染,很少形成典型的肉芽肿性病变,而病灶中的结核杆菌却甚多。
约有半数病例有卡氏肺孢子虫感染,因之对诊断本病有一定参考价值。病变区肺间质及肺泡腔内有较多巨噬细胞及浆细胞浸润,其特征性变化是肺泡腔内出现由大量免疫球蛋白及原虫组成的伊红色泡沫样渗出物。
约70%的病例有中枢神经系统受累,其中继发性机会感染有播散性弓形虫或新型隐球菌(cryptococcus neoformans)感染所致的脑炎或脑膜炎;巨细胞病毒和乳多空病毒(papovavirus)所致的进行性多灶性白质脑病等。由HIV直接引起的疾病有脑膜炎、亚急性脑病、痴呆等。这一情况提示,除淋巴细胞、巨噬细胞外,神经系统也是HIV感染的靶组织。
3.恶性肿瘤 约有30%患者可发生Kaposi肉瘤。该肿瘤为血管内皮起源,广泛累及皮肤、粘膜及内脏,以下肢最为多见。肉眼观肿瘤呈暗蓝色或紫棕色结节。镜下显示成片梭形肿瘤细胞,构成毛细血管样空隙,其中可见红细胞。与典型的Kaposi肉瘤不同之处在于其多灶性生长和进行性临床过程。其他常见的伴发肿瘤包括未分化性非何杰金淋巴瘤、何杰金和Burkitt淋巴瘤等,脑原发性淋巴瘤也很常见。
【临床病理联系】
临床上将AIDS的病程分为三个阶段:①早期或称急性期,感染病毒3~6周后可出现咽痛、发热、肌肉酸痛等一些非特异性表现。病毒在体内复制,但由于患者尚有较好的免疫反应能力,2~3周后这种急性感染症状可自行缓解;②中期或称慢性期,机体的免疫功能与病毒之间处于相互抗衡阶段,在某些病例此期可长达数年或不再进入末期。此期病毒复制持续于低水平,临床可以无明显症状或出现明显的全身淋巴结肿大,常伴发热、乏力、皮疹等;③后期或称危险期,机体免疫功能全面崩溃,病人持续发热、乏力、消瘦、腹泻,并出现神经系统症状,明显的机会感染及恶性肿瘤,血液化验可见淋巴细胞明显减少(<30%),CD4+细胞减少尤为显著,CD4+细胞与CD8+细胞之比可由原来的2下降至0.5以下,细胞免疫反应丧失殆尽。
本病的预后差,死亡率达100%,致病原因虽已清楚,但制备有效的疫苗尚有待时日,其困难在于HIV在不同的患者有惊人的多型性,目前又无理想的治疗药物,因此大力开展预防,对防止AIDS流行至关重要。
binglixue071.jpgAIDS淋巴结
图4-15 AIDS淋巴结
淋巴细胞明显减少,无淋巴滤泡及副皮质区之分