XYP进展

1变应性疾病新观念及研究进展上海第二医科大学附属仁济医院呼吸科许以平变应性疾病包括特应性皮炎、食物过敏、变应性哮喘等。对它的认识可追溯到十九世纪，1819年JohnBostock首先描述了枯草热，1873年CharlesBlokley认识到花粉是枯草热的致病因子，1921年Prausnitz和Kustner发现在过敏性疾病患者血清中存在着一种可转移至正常人组织使之过敏的致敏因子，直至1967年瑞典的Johansson和美国的Ishizaka都证实了此种致敏因子为IgE，为此后提出的肥大细胞——IgE轴的Ⅰ型变态反应是此病的发病机理奠定基础，即认为变应原进入体内与结合在肥大细胞表面的IgE抗体相互作用，通过一系列酶的激活释放介质引起靶组织功能改变。但此种假设不能完美解释临床上的一些现象，如处于缓解期的哮喘患者仍对非特异性刺激呈现气道高反应性。至八十年代由于纤维支气管镜广泛应用，经气道取组织活检发现粘膜层有大量炎症细胞浸润,进而提出慢性过敏性炎症的概念。近三十年来与过敏性疾病在世界范围内明显增加想比较，对其发病机理还了解不够。以下就几个主要问题作概述。一.流行病调查——随着工业化的发展发病率明显增高近年通过46个国家118个中心对60万名儿童喘息、鼻炎和湿疹发病率的国际研究显示喘息和鼻炎的发病率以澳大利亚和英国最高。14岁以下儿童哮喘的发病率为25%；湿疹为20%。而东欧和中国的发病率最低，也可观察到地理条件相似的爱沙尼亚和瑞典两个大学镇对吸入性过敏原过敏的发病率存在着明显差异，工业化的瑞典发病率高于爱沙尼亚。瑞士因为实行义务兵役制，入役时必需详细询问过敏史，1975-1978年（1955-1960年出生）入役者与1993年（1973年出生）入役者进行比较，可观察到哮喘的发病率从2%上升至6%；枯草热从5%上升至15%；特应性皮炎从0.8%上升至2.6%。二.发病机理变应性疾病的发病主要涉及变应原、抗体、细胞、受体和介质5个环节，其中细胞起着关键作用，它们有着不同的受体又能分泌多种介质（包括细胞因子）。当过敏原激发后在15-20分钟所发生的速发相反应主要与肥大细胞有关,而在激发后4-24小时所发生的迟发相反应则认为由嗜酸粒细胞（Eos）和嗜碱粒细胞（Bas）参与，这两个时相的反应均依赖于T淋巴细胞。(一)变应原变应原是引起过敏反应的原因，它属于抗原，但此种抗原能够选择性地激发辅助T淋巴细胞亚群中的Th2，并引起IgE的应答。变应原可以是整个分子具有过敏原性，也可以是大部分或小部分分子。有些物质由于结构简单、分子量小，本身并无免疫原性，称之为半抗原。半抗原需与载体结合后才具有变应原性，如青霉素的降解产物青霉素噻唑和青霉素烯酸为半抗原，当与人体内蛋白质结合才发挥完全抗原的作用。变应原具有活性的多肽区，即抗原决定簇，又称表位。这些表位可分为B淋巴细胞表位和T淋巴细胞表位两种。B细胞表位的特性：①由变应原表面的亲水性氨基酸残基组成，使该表位易于接近B细胞的抗原结合部位和游离的抗体分子；②B细胞表位可由连续性的或不连续性的氨基酸残基所组成。后者系抗原分子折叠后由多个构型性片段组合而成，因而，不连续性表位又称构型决定簇。可被IgE识别的抗原决定簇绝大多数属此类，当蛋白质的变性破坏了构型决定簇，会使变应原失活，因而烹调可能是消除食物性变应原的重要措施；③B细胞表位通常位于抗原表面的柔性区，其部位具有可动性，这一特点有利于表位和抗体结合部位呈现最佳的结构互补状态。T细胞表位的特性：①需经过抗原递呈细胞加工处理过的抗原片段；②先与MHC分子结合再提供给T细胞受体识别；③往往藏于蛋白质分子内。变应原诱发过敏性应答的剂量极小，例如豚草花粉变应原虽可引起某些个体严重的、危及生命的IgE抗体应答，但这种变应原每人每年所接触到的最大剂量估计不超过1μg。(二)抗体2参与过敏性疾病的抗体主要是IgE。IgE的产生涉及外周血成熟B细胞被活化、发生增殖、分化为能分泌免疫球蛋白型别的转换，从分泌IgM转换至分泌IgE，此种过程需两种信号。第一信号是指通过吸入、食入、注射或接触进入体内的抗原，被抗原递呈细胞通过吞饮摄入，在胞质内给予处理，直至抗原获得针对MHCⅡ类抗原的亲和力后，再将其返回至细胞膜表面与MHC抗原分子组成复合物，此复合物递呈给T细胞，经T细胞受体识别并与之结合，进而传递于B细胞表面的膜免疫球蛋白(即B细胞受体)，启动B细胞识别抗原的信号传递，称之为第一信号。此信号能诱导B细胞增加表达CD40。B细胞活化还需要第二信号，即T、B细胞间相互的作用。B细胞也可以作为抗原递呈细胞将多肽变应原递呈给CD4T细胞，为T细胞活化提供第一信号，活化的T细胞表达CD40L反过来与CD40结合成为B细胞活化的第二信号。此外，活化B细胞所表达的B7分子与T细胞的CD28结合为T细胞提供第二信号，活化T细胞分泌细胞因子尤其是IL-4，与B细胞表面的IL-4R结合，也为B细胞活化提供第二信号。在电镜下，可以观察到发生相互作用的T、B细胞靠得很近，这除了有利于上述多种表面分子(TCR-MHC、CD28-B7、CD40-CD40L)的结合，还有一个重要的作用是促使细胞因子高效分泌。Th2一旦靠近B细胞并获得激活信号之后，胞浆中的细胞支架蛋白和专司分泌功能的细胞器(高尔基器)可通过微管组织中心的重新排列集中到B细胞一侧，然后这些细胞器和胞膜融合，使细胞因子(主要是IL-4)释放到Th2和B细胞接触点附近，有力地提高了细胞间信号传递的效率，最终使B细胞发生有效的激活，开始增殖分化为浆细胞，分泌IgE。采用荧光或125I标记的抗人IgE骨髓瘤蛋白的抗体可观察到形成IgE的浆细胞主要分布在分泌器官表面，如扁桃体、气管、支气管淋巴结、纵隔障及肺引流淋巴结、肠系膜以及胃肠粘膜下淋巴组织。IgE是亲细胞性抗体，能藉助其Fc段与肥大细胞或嗜碱粒细胞表面的高亲和力IgE受体(FcεRⅠ)相结合，使机体对相应的变应原处于致敏状态。这种致敏状态可维持半年至数年，若无相同的变应原刺激，也可能逐渐消失。(三)细胞在过敏性炎症中，细胞起着关键作用，可分为以下几类：1.肥大细胞这是一种异质性细胞，成熟的组织肥大细胞可根据所含的类胰蛋白酶和胃促胰酶分为3种类型。Mct型仅含类胰蛋白酶；Mcc型仅含胃促胰酶；Mctc型同时含上述两种酶。Mct型多见于肺和粘膜中；Mctc型在皮肤和粘膜下层；Mcc型则多见于肠粘膜。从过敏性鼻炎患者鼻活检中可发现上皮层内和上皮下Mct型细胞增多，而Mctc型细胞数并未改变。提示Mct型细胞可能从血中移行至上皮，此型细胞可通过表面的高亲和力IgE受体（FCεRⅠ）结合IgE分子，并依赖T细胞能很好地应答特异性变应原。从过敏性鼻炎患者鼻甲所切下的标本，体外经变应原激发会脱颗粒产生组胺、白三烯（LTs主要是LTC4）和前列腺素（PGD2）、这些介质可引起急性相反应。类胰蛋白酶是一种分子量为134KDa的四链中性蛋白酶，它能激活内皮细胞和上皮细胞表面的蛋白酶激活受体（PAR-2）增加细胞因子的产生和增强粘附分子的表达，从而选择性地募集Eos和Bas。2.嗜碱粒细胞（Bas）嗜碱粒细胞除了与肥大细胞共有FCεRⅠ标志外，还有白细胞的抗原。FcrRⅡ、LFA-1和Mac-1标志而没有肥大细胞的标志，即针对干细胞因子（SCF）的C-kit受体。近年来已观察到用抗原作鼻腔激发后在迟发相反应时Bas伴随Eos浸润在鼻粘膜下层。从鼻洗涤液中也发现在抗原激发8小时组胺呈第2次增高，紧随的是TAME酯酶活性（主要是舒缓激肽释放酶）而无肥大细胞的产物PGD2，表明此时的介质由Bas所释放，也有报道从患严重哮喘而死亡的患者气道中可见到Bas增多，这些都证实它参与了过敏性炎症的发病。Lichtenstein和我们研究的结果表明哮喘患者外周血嗜碱粒细胞量和释放介质能力存在着异常，此种异常与气3道高反应性密切相关。3.嗜酸粒细胞（Eos）在过敏性炎症区最多见的是Eos。Eos在物理特性和功能上均呈异质性，可分为正常密度和低密度两种。低密度Eos属激活的Eos，会产生氧自由基和白三烯C4，并对靶细胞呈现明显的细胞毒性。已知Eos所具有的细胞毒性由Eos颗粒蛋白所致，包括主要碱性蛋白（MBP）（它占了50%以上的Eos颗粒重量）、Eos阳离子蛋白（ECP）、Eos衍生的神经毒素（EDN）和独特的Eos过氧化酶（EPO），前两种在体外具有强的杀蠕虫活性，且对细胞也有毒性。ECP、EPO和MBP均能使体外培养的呼吸道上皮细胞纤毛停动和脱落，类似哮喘上皮的病理变化。ECP的作用较BMP强10倍，这些都表明EOS是过敏性炎症最主要的效应细胞。4.T淋巴细胞自从八十年代以来随着分子生物学和免疫学技术的发展已发现了几十种含量极微参与过敏性炎症调控的细胞因子，并籍助基因敲除和转基因技术通过动物模型研究T细胞在复杂的过敏性疾病发病机理中的地位逐步有所了解。Takeda等以卵白蛋白（OVA）作为致敏原在C57BL/6小鼠建立了过敏性哮喘的模型。此种模型具有三个病理的特征：肺组织Eos浸润、循环中IgE升高和气道高反应性。采用基因敲除技术造成肥大细胞缺失的小鼠当再次吸入OVA使之致敏时气道反应性及气道内Eos浸润程度与致敏同窝野生小鼠无明显差异。Mehlhop等用曲霉菌（Aspergillces）提取液对敲除IgE基因小鼠进行致敏并再次吸入所诱导出的气道炎症及对乙酰甲胆碱的反应性与致敏野生小鼠也无明显差异，这些实验表明IgE/肥大细胞轴在过敏原诱发的气道炎症和气道高反应中并不起决定作用。CorryDB等发现T、B细胞缺少伴重组酶激活基因缺失（RAGC‐/-1）的小鼠在过敏原激发后不产生过敏性炎症及气道高反应性。单独用CD4+T细胞便足以恢复过敏原诱发的气道高反应性，产生过敏性炎症，但由于B细胞仍缺失因此其IgE的反应性不能恢复。因而提出CD4+T（Th）细胞是产生过敏性炎症的关键因素。在小鼠可将Th分为Th1和Th2两个亚型，在人类目前还无公认的标记可鉴定Th1和Th2，只能根据它所分泌的细胞因子谱来区分。Th1主要分泌IFN-r,TNF-β和IL-2,参与迟缓型超敏反应和清除胞内寄生虫、病毒的细胞免疫反应。Th2主要产生IL-4、IL-5、IL-9和IL-13等与过敏性炎症有关。IL-4是关键的细胞因子，它除了可使Th2分化成熟外，还促使B细胞异型转换合成IgE。IL-5可选择性地作用于Eos，促使其最后分化、激活，抑制其凋亡，使之持续存在于过敏性组织处。近年来研究发现IL-9和IL-13也在过敏性疾病中起重要作用。Temann等发现在选择性表达IL-9的转基因小鼠可产生Eos和淋巴细胞浸润，肥大细胞数增多以及粘液分泌增加。吸入乙酰甲胆碱可诱发气道高反应性。Ehn等观察到选择性表达IL-13的转基因小鼠产生了明显的气道单个核细胞和Eos浸润的炎症反应，气道纤维化，Eos趋化素（eotaxin）生成及气道高反应性，综上所述在过敏性疾病发病中Th2起着攸关重要作用。(四)受体1.IgE受体：在肥大细胞和嗜碱粒细胞膜上存在着高亲和力IgE受体，称为FcεRⅠ，它由四条肽链组成即α链、β链以及两条由二硫键结合的γ链。α链的胞膜外区带有两个Ig超家属结构，具有识别IgEFc段的特异性。β链为一跨膜的结构，分子的N端和C端皆在胞膜内，两条γ链则以同源二聚体的形式存在。β链和γ链(主要是γ链)参与细胞活化信号的胞内转导。2.IgE受体“搭桥”所产生的启动信号：当再次进入体内的一个多价的变应原分子与细胞膜上相邻的两个特异性IgE分子α相结合，连接如“搭桥”状，从而使相邻的IgE受体也呈“桥联”状态。引起这些及其相关跨膜分子的聚合，进而使酪氨酸蛋白激酶因相互磷酸化而激活。4藉助于磷酯酰肌醇途径和丝裂原活化蛋白激酶两条信号传递途径，不仅激活各种转录因子，最终使肥大细胞激活和增殖，同时还启动脂类介质的代谢分泌和通过肌球蛋白细胞结构的重排，使肥大细胞脱颗粒，释放多种介质。近年来还发现，在嗜酸粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞和血小板上还存在FcεRⅡ(C