病原生物与免疫学(第4版)(全国高等学历继续教育“十三五”(临床专科)规划教材)
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第一节 Ⅰ型超敏反应

Ⅰ型超敏反应是主要由特异性IgE 抗体介导的超敏反应。 主要特征是:①通常再次接触变应原后反应发生快、消退亦快,故又称为速发型超敏反应(immediate hypersensitivity);②一般只导致机体出现功能紊乱,而不发生严重组织细胞损伤(反复发生的晚期相反应例外);③具有明显个体差异和遗传背景,对变应原易产生IgE 抗体应答的超敏患者,称为特应性个体(atopic individual)。
一、参与的主要成分
1.变应原
引起Ⅰ型超敏反应的变应原种类繁多,其分子量多为10 ~40kD。 常见的有:花粉颗粒、尘螨或其排泄物、真菌菌丝及孢子、动物皮屑或羽毛、昆虫毒液、异种血清以及牛奶、鸡蛋、鱼虾、蟹贝等食物蛋白或部分肽类成分,某些小分子半抗原物质如一些药物或化学物质。 另外,尘螨、细菌、蜂毒中的某些酶类也是导致某些患者致敏的变应原。 变应原不同进入机体的途径可不同,包括吸入、食入、注射、接触、叮咬等。 吸入性变应原在低剂量(5~10ng/d)时易诱发反应,而食入性变应原在高剂量(10 ~100g/d)时才易诱发反应。
2.IgE 及其受体
引起Ⅰ型超敏反应的特异性IgE 抗体称为变应素(allergin)。 正常人血清中IgE 含量很低。 IgE 为亲细胞性抗体,不结合抗原就可通过其Fc 段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的IgE FcR(FcεR Ⅰ)结合,而使机体处于致敏状态。 CD4 +Th2 细胞及其分泌的IL-4 是诱导变应原特异性B 细胞增殖分化产生IgE 抗体的重要因素。
3.参与反应的细胞
主要包括肥大细胞和嗜碱性粒细胞,二者表面均表达高亲和性IgE FcR(FcεRⅠ),胞质内含相似的嗜碱性颗粒。 嗜酸性粒细胞主要参与晚期相反应。
4.参与反应的生物活性介质
肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱颗粒释放细胞内预合成的介质,即原发介质,包括组胺、激肽原酶等;同时释放细胞内新合成的介质,即继发介质,包括前列腺素D 2、白三烯、血小板活化因子等脂类介质。
二、发生机制
Ⅰ型超敏反应的发生机制贯穿于整个发生过程中,可分为致敏、激发和效应三个阶段(图8-1)。 亦可将激发和效应阶段并称为发敏阶段。
图8-1 Ⅰ型超敏反应发生机制示意图
1.致敏阶段
指变应原进入体内,诱发产生IgE 并结合到肥大细胞和嗜碱性粒细胞膜上,形成致敏肥大细胞和致敏嗜碱性粒细胞的过程。 此时机体对该变应原处于致敏状态。 致敏状态可维持数月,这期间如不接触相同变应原,致敏状态则逐渐消失。
2.激发阶段
指相同变应原再次进入机体,通过与致敏肥大细胞和致敏嗜碱性粒细胞表面的IgE 结合,使之释放活性介质的阶段。 主要步骤为:多价变应原与致敏细胞表面两个或两个以上相邻的IgE 结合,使膜表面FcεRⅠ交联,诱导致敏细胞脱颗粒释放原发介质及合成释放继发介质。 各种活性介质的生物学作用不尽相同,但总的可概括为:使小静脉和毛细血管扩张、通透性增强;刺激支气管、胃肠道等平滑肌收缩;促进黏膜腺体分泌增强。
3.效应阶段
指活性介质作用于靶组织和器官,引起局部或全身发生反应的阶段。 根据效应发生的快慢和持续时间的长短,可分为即刻/早期相反应(immediate reaction)和晚期相反应(late-phase reaction)两种类型。 前者通常在接触变应原后数秒钟内发生,可持续数小时;后者发生在变应原刺激后6~12 小时,可持续数天。 反复发生的晚期相反应可致组织损伤,表现为器质性病变。
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卫生假说

近年来,Ⅰ型超敏反应发生与环境因素的关系备受关注,并提出了“卫生假说”(hygiene hypothesis)。早已观察到,发达国家Ⅰ型敏反应性疾病发病率高达20%~37%,而发展中国家仅2%~10%,提示环境卫生和个人卫生水平与超敏反应性疾病的发生呈负相关,并据此提出了“卫生假说”。 机制可能与Th1/Th2 失衡有关。 若儿童期经常暴露于病原体环境中,可逐渐强化Th1 应答,有助于形成Th1/Th2 平衡状态;但在缺乏病原体的环境中,儿童体内难以启动Th1 应答,从而持续存在Th2 偏移,导致易患Ⅰ型超敏反应性疾病。
三、临床常见的Ⅰ型超敏反应性疾病
1.全身性过敏反应
常见的是药物过敏性休克与血清过敏性休克。
(1)药物过敏性休克:
以青霉素引发最为常见,头孢菌素、链霉素、普鲁卡因等也可引起。 药物的降解产物或自身作为半抗原在体内与血浆蛋白等结合成完全抗原,诱导产生IgE。 少数人在初次注射青霉素时就可发生,这可能与其曾经使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:
发生于机体再次使用同种动物免疫血清进行治疗或紧急预防时。 免疫血清经过胃蛋白酶处理精制提纯后,降低了此病的发生率。
(3)其他原因所致的过敏性休克:
蜂毒、食物等也可导致过敏性休克。
2.呼吸道过敏反应
常因吸入花粉、尘螨、毛屑等或呼吸道病原生物感染(此时病原生物成分作为变应原)引起。 以过敏性鼻炎和过敏性哮喘最为常见。 过敏性哮喘常有早期相和晚期相反应两种类型。
3.皮肤过敏反应
主要包括荨麻疹、特应性皮炎(湿疹)和血管神经性水肿。 可经吸入、食入、注射、接触、叮咬等途径,由花粉、食物、药物、病原生物或冷热刺激等很多因素引起。
4.消化道过敏反应
少数人可因进食牛奶、鸡蛋、鱼虾、蟹贝等高蛋白食物发生过敏性胃肠炎,严重者也可发生过敏性休克。
四、Ⅰ型超敏反应的防治原则
1.查明变应原并避免接触
是预防Ⅰ型超敏反应发生的最有效方法。 临床检测变应原最常用的方法是直接皮肤试验。 如青霉素皮肤试验、动物免疫血清皮肤试验、植物花粉等变应原的刺皮试验。 其原理为皮内注射少量变应原,若机体处于致敏状态,皮下结缔组织中的致敏肥大细胞,释放活性介质,15~20 分钟内出现直径大于1cm 的红肿,即为阳性反应。
2.特异性脱敏疗法和减敏疗法
①脱敏治疗:见于异种免疫血清如抗毒素皮试阳性但又必须使用时,可采用小剂量、短间隔(20~30 分钟)多次注射抗毒素的方法进行脱敏治疗。 原理是分期分批地使体内致敏肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱敏,以致最终全部解除致敏状态,此时大剂量注射抗毒素就不会发生超敏反应。 但此种脱敏是暂时的,一定时间后机体又可重新被致敏。 ②减敏治疗:适宜对已查明而难以避免接触的变应原,可采用小剂量、间隔较长时间(1 周左右)、反复多次皮下注射变应原的方法进行特异性变应原的减敏治疗。 其原理可能是改变变应原进入机体的途径,诱导产生IgG,降低IgE 的产生;IgG 可与变应原结合,起封闭抗体的作用,阻止变应原与致敏细胞表面的IgE 结合。
3.药物防治
①抑制生物活性介质合成和释放的药物,主要有阿司匹林、色甘酸钠、肾上腺素、异丙肾上腺素和氨茶碱等。 ②生物活性介质拮抗药,主要有苯海拉明、氯苯那敏、异丙嗪、阿司匹林和孟鲁司特钠等。 ③改善效应器官反应性的药物,主要有肾上腺素、葡萄糖酸钙、氯化钙和维生素C 等。
患者,女,27 岁。 因鼻痒、打喷嚏、呼吸困难和胸部压迫感一天而就诊于某医院急诊科。 体检显示在呼气和吸气过程中均有弥散的哮鸣音。 急诊室内呼吸量测定显示呼气流速峰值降低。 询问病史,患者提到6个月前,开始养了一只宠物猫,从那时起,患者与宠物猫不仅生活在一起,而且宠物猫就睡在患者的卧室内。 医生诊断为急性哮喘,与患者暴露于猫变应原有关。 医生为其开了口服抗过敏药物,并建议减少与猫的接触。
思考
1.Ⅰ型超敏反应的主要特征是什么? 参与Ⅰ型超敏反应的主要成分有哪些?
2.简述Ⅰ型超敏反应的防治原则。
理论与实践

Ⅰ型超敏反应的免疫新疗法

多数Ⅰ型超敏反应的免疫新疗法还不成熟,尚在探索之中。 ①针对IgE 分子上与FcεRⅠ结合部位的人源化单抗,能与游离的IgE 结合,阻止IgE 与致敏细胞表面的FcεRⅠ结合,已用于某些哮喘的治疗。 ②调整Th1/Th2 状态:将起佐剂作用的IL-12 等分子与变应原共同免疫机体、用重组可溶性IL-4 受体(sIL-4R)或抗IL-4 单抗与IL-4 结合,均可使Th2 型应答向Th1 型逆转,减少IgE 抗体的产生。