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超敏反应:是机体对某些抗原初次应答后,再次接受相同抗原刺激时,发生的以组织细胞损伤或生理功能紊乱为主的特异性免疫应答,又称为变态反应。
引起超敏反应的抗原称之为变应原。变应原可通过多种途径进入机体,如呼吸道、消化道、皮肤接触及注射等。超敏反应的发生与变应原的性质、数量、纯度及进入机体的途径等因素有关。超敏反应的发生需要相同抗原的再次刺激,变应原第一次进入机体内刺激机体产生免疫应答,使机体处于致敏状态,此时无症状出现,当相同抗原再次进入致敏机体内,即发生超敏反应,表现出明显临床症状。多数超敏反应有明显的个体差异,即接触同一抗原,只有少数人发病,且发病人群中,临床表现亦各有差异。
根据超敏反应的发生机制和临床特点,将其分为四型:
Ⅰ型超敏反应,即速发型超敏反应;
Ⅱ型超敏反应,即细胞毒型或细胞溶解型超敏反应;
Ⅲ型超敏反应,即免疫复合物型或血管炎型超敏反应;
Ⅳ型超敏反应,即迟发型超敏反应。
一、Ⅰ型超敏反应
Ⅰ型超敏反应又称速发型超敏反应或过敏反应。其主要特点是:①反应发生快,消退也快;②由IgE抗体介导,参与细胞有肥大细胞和嗜碱性粒细胞;③常引起生理功能紊乱,几乎不发生严重组织细胞损伤;④具有明显个体差异和遗传倾向。
引起Ⅰ型超敏反应的变应原种类很多,常见的有异种动物血清、药物或化学物质(如青霉素、普鲁卡因)、动植物蛋白(如食物中的鱼、虾、蛋、乳、植物花粉、动物皮屑、尘螨等)、微生物和寄生虫(如真菌菌丝及孢子、绦虫的代谢产物等)。
(一)发生机制
Ⅰ型超敏反应的发生过程分为三个阶段(见图1)。

1.致敏阶段
变应原进入机体内,刺激机体产生IgE抗体,IgE在未结合抗原的情况下以其Fc段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的Fc受体结合,使机体处于对该变应原的致敏状态,此状态能维持半年至数年,如长期不接触变应原,致敏状态可逐渐消失。
2.效应阶段
当相同变应原再次进入机体时,通过与肥大细胞及嗜碱性粒细胞上相应的IgE结合,使细胞脱颗粒,释放生物活性介质。研究表明,变应原能与两个以上相邻的IgE搭桥联接,致使细胞膜上Fc受体因IgE桥联而移位、变构,引起细胞内一系列酶促反应,从而导致细胞膜通透性增加,嗜碱性颗粒排出,释放组织胺、嗜酸性粒细胞趋化因子、肝素、白三烯及血小板活化因子等活性介质。
生物活性介质作用于效应组织和器官,引起平滑肌收缩,毛细血管扩张、通透性增加,粘膜腺体分泌增加。
(二)常见的Ⅰ型超敏反应性疾病
1.过敏性休克
过敏性休克往往在接触变应原后数秒至数分钟内发生,反应强烈,表现为胸闷、气急、呼吸困难、面色苍白、脉细速、血压下降等一系列严重症状,如不及时抢救可因休克而死亡。常见的有药物和异种动物免疫血清导致的过敏性休克。
(1)药物过敏性休克
如青霉素、普鲁卡因、链霉素、头孢菌素、有机碘等药物可引起过敏性休克,但以青霉素过敏性休克最常见。青霉素是小分子半抗原,本身无免疫原性,但其降解产物青霉噻唑醛酸和青霉烯酸极易与人体组织蛋白结合而成为完全抗原,刺激机体产生IgE,使肥大细胞和嗜碱性粒细胞致敏;当机体再次注射青霉素时即可发生超敏反应。
青霉素在弱碱性溶液中易形成青霉烯酸,故临床上使用青霉素应临用前配制,放置两小时后不宜使用。值得注意的是,临床上经常发生初次注射青霉素引起的超敏反应,这可能与曾经用过被青霉素污染的注射器等医疗器械,或吸入空气中青霉菌孢子而使机体处于致敏状态有关。
(2)血清过敏性休克
临床上应用动物免疫血清如破伤风抗毒素、白喉抗毒素进行紧急预防或治疗时,有些患者可因曾经注射过相同的血清制剂已被致敏,而发生过敏性休克,重者可在短时间内死亡。
2.呼吸道过敏反应
常因吸入植物花粉、尘螨、动物皮屑等变应原后引起。支气管哮喘和过敏性鼻炎是临床常见的呼吸道过敏反应。
3.消化道过敏反应
少数人食入鱼、虾、蛋、乳等食物后,引起胃肠道平滑肌挛缩、蠕动增加、吸收障碍而出现恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状,引起过敏性胃肠炎。
4.皮肤过敏反应
有些人摄入或接触某些食物、药物、花粉或肠道内寄生虫感染时,可引起皮肤微血管扩张、通透性增加,出现荨麻疹、湿疹和血管神经性水肿。
(三)防治原则
1.查明变应原并避免接触
查明变应原,避免与之接触是预防Ⅰ型超敏反应发生最有效的方法。通过详细询问病人及家族过敏史往往能了解到病人对哪些药物过敏,确定变应原最常用的方法是皮肤试验(如青霉素皮试、抗毒素血清皮试)。皮肤试验通常是将容易引起过敏反应的药物、生物制品或其他可疑变应原稀释后(青霉素25U/ml、抗毒素1∶100、尘螨1∶100000、花粉1∶10000),取0.1ml在受试者前臂内侧作皮内注射,15~20分钟后观察结果。若局部皮肤出现红晕、风团直径者超过1cm,为皮试阳性。
2.脱敏疗法
(1)异种免疫血清脱敏疗法:在注射抗毒素血清时,如遇皮试阳性而又必须使用者,可采用小剂量、短间隔(20~30分钟)、多次注射的方法进行脱敏治疗。此方法机制可能是小剂量变应原注射引起肥大细胞只释放少量的生物活性物质,不足以引起临床症状。短时间内连续多次注射,逐渐消耗了体内已有的IgE,使机体处于暂时的脱敏状态,最终大量注入抗毒素血清就不致引起发病。但此种脱敏状态是暂时的,经一定时间后机体又可重新致敏,以后再用抗毒素血清时,仍需作皮肤试验。
(2)特异性变应原脱敏疗法:对已查明而难以避免接触的变应原如花粉、尘螨等,可采用小剂量间隔一周左右反复多次皮下注射相应变应原的方法进行脱敏治疗。其机制是通过改变变应原进入途径,反复刺激机体,诱导机体产生大量特异性IgG类抗体,阻止了再次侵入的变应原与肥大细胞上的IgE结合,因此称此IgG为封闭抗体。
3.药物治疗 许多药物可用于Ⅰ型超敏反应的治疗,它们作用于Ⅰ型超敏反应的各个环节,如下图。
(1)抑制生物活性介质合成与释放的药物:阿斯匹林(乙酰水杨酸)能抑制白三烯、前列腺素的生成;色甘酸二钠能稳定细胞膜,阻止胞浆内颗粒的释放。肾上腺素、异丙肾上腺素、前列腺素E、甲基黄嘌呤、氨茶碱可促使cAMP合成或抑制其分解,增加细胞浆内cAMP浓度,抑制嗜碱颗粒的释放。
(2)生物活性介质拮抗药:苯海拉明、扑尔敏、异丙嗪等抗组胺药物,可通过与组胺竞争结合效应器官细胞膜上组胺受体而发挥抗组胺作用。乙酰水杨酸为缓激肽拮抗剂。多根皮苷酊磷酸盐则对白三烯具有拮抗作用。
(3)改善效应器官反应性的药物:肾上腺素不仅可解除支气管平滑肌痉挛,还可使外周毛细血管收缩升高血压,因此在抢救过敏性休克时具有重要作用。葡萄糖酸钙、氯化钙、维生素C等除可解痉外,还能降低毛细血管通透性和减轻皮肤与粘膜的炎症反应。

二、Ⅱ型超敏反应
Ⅱ型超敏反应是由IgG或IgM类抗体与靶细胞表面相应抗原结合后,在补体、吞噬细胞和NK细胞参与作用下,引起的以细胞溶解或组织损伤为主的病理性免疫反应。
(一)发生机制(见图2)

正常组织细胞、改变的自身组织细胞和被抗原结合修饰的自身组织细胞,均可成为Ⅱ型超敏反应中被攻击杀伤的靶细胞。靶细胞表面的抗原主要包括:
①同种异型抗原:如ABO血型抗原、Rh血型抗原和HLA抗原;②吸附于细胞表面的药物半抗原:如青霉素、磺胺、奎尼丁、非那西丁等;③外源性抗原与正常组织细胞之间的共同抗原:如链球菌胞壁的成分与心脏瓣膜、关节组织之间的共同抗原;④由感染、药物和理化因素所致改变的自身抗原。
靶细胞抗原刺激机体产生抗体(多为IgG、IgM),这些抗体与靶细胞表面吸附的抗原或靶细胞本身的表面抗原相结合,有时也可以免疫复合物的形式粘附于细胞表面,通过以下三个途径损伤靶细胞:①激活补体使靶细胞破裂;②通过对吞噬细胞的调理作用使靶细胞被吞噬;③通过NK细胞的细胞毒作用(ADCC)破坏靶细胞。
(二)常见的Ⅱ型超敏反应性疾病
1.输血反应 多发生于ABO血型不符的输血。如将A型供血者的血误输给B型受血者,由于A型红细胞表面有A抗原,受者血清中有天然抗A抗体,两者结合后激活补体可使红细胞溶解破坏引起溶血反应。
2.新生儿溶血症 母子间Rh血型不符是引起新生儿溶血症的主要原因。血型为Rh- 母亲,如曾接受输血、人工流产或曾孕育过Rh+ 的胎儿,则机体受Rh抗原刺激,产生IgG类抗体,当体内产生Rh抗体的母亲妊娠再次妊娠,且胎儿为Rh+ 时,该抗体通过胎盘进入胎儿体内,引起流产或严重的新生儿溶血症。
3.自身免疫性溶血性贫血 服用甲基多巴类药物或某些病毒如流感病毒、EB病毒感染后,能使红细胞膜表面成分发生改变,从而刺激机体产生抗红细胞的自身抗体。这些抗体与自身改变的红细胞特异性结合,可引起自身免疫性溶血性贫血。
4.药物过敏性血细胞减少症 青霉素、异烟肼、磺胺、氯霉素和奎尼丁等药物进入体内能与血细胞膜表面蛋白结合获得免疫原性,刺激机体产生特异性抗体,这些抗体与相应抗原特异性结合,引起血细胞破坏,临床上可出现溶血性贫血、粒细胞减少症、血小板减少性紫癜。
5.甲状腺功能亢进 又称Graves病。是一种特殊的Ⅱ型超敏反应,即抗体刺激型超敏反应。该病患者体内可产生针对甲状腺细胞表面甲状腺刺激素(TSH)受体的自身抗体。该种抗体与甲状腺细胞表面TSH受体结合,可刺激甲状腺细胞合成分泌甲状腺素,引起甲状腺功能亢进。
三、Ⅲ型超敏反应
Ⅲ型超敏反应是由可溶性抗原、抗体特异性结合后形成的免疫复合物,沉积于局部或全身多处毛细血管基底膜后,激活补体,在血小板、嗜碱性粒细胞和中性粒细胞的参与下,引起以组织水肿、局部坏死和中性粒细胞浸润为主要特征的炎症反应和组织损伤,故又称为免疫复合物型或血管炎型超敏反应。
(一)发生机制(见图3)
1.中等大小免疫复合物的形成与沉积 可溶性抗原与相应IgG或IgM类抗体结合可溶性抗原抗体复合物,即免疫复合物。通常大分子免疫复合物可被体内单核-巨嗜细胞及时吞噬清除;小分子免疫复合物在循环中难以沉积,通过肾及时滤过排出体外,因此二者均无致病作用。一般而言,当抗原略多于抗体时才形成的中等大小可溶性免疫复合物并长期存在于循环中,可能沉积于毛细血管基底膜引起Ⅲ型超敏反应。
2.免疫复合物沉积后引起的组织损伤 免疫复合物沉积于管壁后即可激活补体系统。补体的一些成分使肥大细胞、嗜碱性粒细胞释放组胺等炎性介质,引起毛细血管通透性增加,渗出增多,造成水肿。补体的趋化成分能吸引大量中性粒细胞至免疫复合物沉积部位,聚集的中性粒细胞释放各种蛋白酶,包括蛋白水解酶、胶原酶、弹性纤维酶等,可水解血管及周围组织。免疫复合物和C3b可使血小板活化,产生血管活性胺类物质,导致血管扩张,通透性增强,进一步加重水肿;同时可使血小板聚集并通过激活凝血机制形成微血栓,引起局部组织缺血进而出血,从而加重局部组织细胞的损伤。

(二)常见的Ⅲ型超敏反应性疾病
1.局部免疫复合物病
(1)Arthus反应:是一种实验性局部Ⅲ型超敏反应。1903年Arthus将马血清反复注射于家兔皮下数周后,当再次注射马血清时,可在注射局部出现红肿、出血和坏死等剧烈炎症反应。这种现象被称为Arthus反应。
(2)类Arthus反应:可见于胰岛素依赖型糖尿病患者。局部反复注射胰岛素,注射部位会出现出血、红肿、坏死,数日后可逐渐恢复。
2.全身免疫复合物病
(1)血清病:初次大剂量注射动物免疫血清1~2周后,出现发热、皮疹、关节疼痛,淋巴结肿大和一过性蛋白尿。这是由于患者体内抗动物免疫血清抗体出现时,动物免疫血清尚未排除,仍然存在,二者形成中等大小的免疫复合物沉积在毛细血管壁所致。血清病具有自限性,停止注射动物免疫血清后症状可自行消退。近年来因动物免疫血清精制浓缩,用量减少,血清病发病率降低。在使用大剂量青霉素、磺胺等药物时,也会出现类似血清病样反应。
(2)链球菌感染后的肾小球肾炎:一般发生在A族溶血性链球菌感染2~3周后。链球菌可溶性抗原与特异性抗体结合形成中等大小复合物沉积于肾小球基底膜,可使肾损伤而引起肾小球肾炎。葡萄球菌、肺炎球菌、乙型肝炎病毒或疟原虫感染后,也能继发肾小球肾炎。
(3)类风湿性关节炎:病因尚未完全查明,可能与病毒或支原体的持续感染有关。目前认为,上述病原体或其代谢产物使体内IgG分子发生变性,从而刺激机体产生抗变性IgG的自身抗体。这种自身抗体以IgM为主,也可以是IgG或IgA类抗体,临床称之为类风湿因子(RF)。当自身变性IgG与类风湿因子结合形成免疫复合物时,反复沉积于小关节滑膜,即可以起类风湿性关节炎。
四、Ⅳ型超敏反应
Ⅳ型超敏反应是由效应T细胞再次接触相同抗原后,引起的以单个核细胞浸润和组织细胞损伤为主要特征的炎症反应。由于反应在再次接触相同抗原以后24~72小时才发生炎症反应,故又称迟发型超敏反应,此型超敏反应与抗体、补体无关,而与效应T细胞、吞噬细胞及其产生的细胞因子或细胞毒性介质有关。
引起Ⅳ型超敏反应的变应原主要有①胞内寄生菌、病毒、真菌、寄生虫等微生物;②药物、塑料、染料、油漆、农药等化学物质。
(一)发生机制(如图4)

抗原进入机体经抗原提呈细胞(APC)加工处理后成抗原肽-MHC分子复合物,供给具有特异性抗原受体的T细胞识别,并使之活化、分化为效应T细胞,效应T细胞包括CD4+Th1细胞和CD8+CTL。效应CD4+Th1细胞再次与相应抗原接触时,可释放IFN-γ、TNF-β、IL-2等细胞因子,在抗原存在部位形成以单个核细胞和淋巴细胞浸润为主的炎症反应;同时,效应CD8+CTL与具有相应抗原的靶细胞相互作用,通过释放穿孔素和颗粒酶等介质,使靶细胞溶解或凋亡,或通过其表面表达的FasL与靶细胞表面表达的Fas结合,导致靶细胞发生凋亡
Ⅳ型超敏反应的发生机制实质上与T细胞介导的细胞免疫应答基本相同,当细胞免疫反应正常时可起到免疫保护作用,若反应过于强烈,超出正常范围,可造成机体组织损伤。
(二)常见的Ⅳ型超敏反应性疾病
1.传染性迟发型超敏反应
胞内寄生菌、病毒和某些真菌感染可使机体发生Ⅳ型超敏反应。由于该种超敏反应是在感染过程中发生的,故称传染性迟发型超敏反应。结核病人肺空洞形成、干酪样坏死和麻风病人皮肤肉芽肿形成均与迟发型超敏反应有关。
结核菌素试验(OT试验)为典型的实验性传染性迟发型超敏反应。
2.接触性皮炎
某些药物(如磺胺、青霉素)、化妆品、染料、油漆及农药等,与皮肤角蛋白结合成完全抗原,刺激机体产生致敏的T淋巴细胞。这些物质再次进入机体时发生以皮肤损伤为主要特征的Ⅳ型超敏反应,患者局部皮肤出现红肿、水疱、皮疹,严重者可发生剥脱性皮炎。
3.移植排斥反应
在进行组织或器官移植时,若供者与受者之间的组织相容性抗原(HLA)不同,受者产生针对供者移植物的移植排斥反应,常于移植后2~3周发生。

