免疫学基础与病原生物学
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第一节 Ⅰ型超敏反应

一、Ⅰ型超敏反应的特点

Ⅰ型超敏反应又称速发型超敏反应,其特点有:①发作反应迅速,消退也迅速;②主要由IgE介导、补体不参与;③以生理功能紊乱为主,一般不引起组织细胞损伤;④有明显的个体差异和遗传倾向。

二、参与成分

(一)变应原

引起超敏反应的抗原称为变应原(过敏原),其种类繁多,主要有青霉素、磺胺、链霉素、植物花粉、真菌孢子、粉尘、皮屑、羽毛、螨、鱼、虾、贝、蟹、蛋、奶、食品添加剂、保鲜剂、寄生虫代谢产物、油漆、橡胶、塑料、化纤、医药、农药等。上述各种变应原可通过呼吸道、消化道、注射、皮肤接触等途径进入机体。同一变应原在不同个体中、不同条件下可引起不同类型超敏反应,如青霉素可引起Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型超敏反应,其中Ⅰ型最为常见。

(二)抗体

介导Ⅰ型超敏反应的抗体主要是IgE。IgE具有很强的亲细胞性,产生后迅速与肥大细胞和嗜碱性粒细胞膜表面的IgE的Fc受体(FcεRI)结合。

(三)效应细胞

肥大细胞、嗜碱性粒细胞的细胞膜表面有IgE的Fc受体,胞浆内有大量类似的嗜碱性颗粒,颗粒内含有多种生物活性介质。变应原与细胞膜表面的IgE的Fab结合后,可促使细胞脱颗粒释放多种介质,从而引起一系列临床表现。嗜酸性粒细胞则通过吞噬完整颗粒和分泌多种酶灭活生物活性介质,发挥重要的负反馈调节作用。

(四)生物活性介质

1.预先合成并储存于胞浆颗粒内的介质:如组胺、嗜酸性粒细胞趋化因子、激肽原酶等。

2.新合成的介质:如白三烯、前列腺素D2、血小板活化因子等。

3.各种介质的作用大致相同,但又各有其特点:如组胺释放快、发挥作用快,但维持时间短,对血管扩张作用强,是引起痒感的唯一介质;白三烯释放及发挥作用较缓慢,但维持时间长,其引起支气管平滑肌持续痉挛的效力比组胺大100~1000倍,是引起支气管哮喘的主要介质。

三、发生机制

Ⅰ型超敏反应的发生过程可分为三个阶段(图7-1)。

图7-1 Ⅰ型超敏反应的发生机制

(一)致敏阶段

变应原初次进入机体,刺激机体产生IgE, IgE通过Fc端结合于肥大细胞和嗜碱性粒细胞的细胞膜上的FcεRI,使机体处于致敏状态。机体受变应原刺激两周左右即可被致敏,此状态一般能持续数月以上。致敏期间如不再接触同种变应原,致敏状态可逐渐消失。

(二)发敏阶段

当相同变应原再次进入已致敏的机体,可迅速与肥大细胞或嗜碱性粒细胞表面的IgE的Fab段结合,二价或多价变应原能与两个以上相邻的IgE搭桥连接,胞膜上的FcεRI因IgE桥联而移位、变构,肥大细胞或嗜碱性粒细胞即被激活,从而导致胞膜通透性增加,胞浆内颗粒脱出,释放预先储存的介质组胺、嗜酸性粒细胞趋化因子、激肽原酶等;还可迅速合成释放新介质白三烯、血小板活化因子等。

(三)效应阶段

上述活性介质作用于效应器官和组织,引起以平滑肌收缩痉挛,毛细血管扩张、通透性增加,腺体分泌增加,局部嗜酸性粒细胞浸润为主的病理变化,出现以生理功能紊乱为主要表现的超敏反应。机体在早期并无器质性损害,如能及时解除变应原的刺激,给予对症处理,临床症状可迅速消退。Ⅰ型超敏反应除速发相反应外,尚可出现迟发相反应,多是再次接触变应原后数小时内发生,可持续1~2天以上。主要特征是反应之后出现炎细胞浸润,产生炎症因子,如白三烯、血小板活化因子、细胞因子和多种酶类等,引起持续性炎症反应,导致组织损伤。

嗜酸性粒细胞的重要负反馈调节作用:Ⅰ型超敏反应发作期间,患者体内嗜酸性粒细胞数量明显代偿性增高,且功能活跃,在嗜酸性粒细胞趋化因子作用下聚集到超敏反应发生部位发挥如下作用:①直接吞噬致敏靶细胞内脱出的颗粒;②释放组胺酶,灭活组胺;③释放芳基硫酸酯酶,灭活白三烯;④释放磷脂酶D,灭活血小板活化因子。

四、常见疾病

(一)过敏性休克

过敏性休克是最严重的Ⅰ型超敏反应性疾病,在患者再次接触变应原后数分钟之内发生,患者可出现胸闷、气急、呼吸困难、面色苍白、手足发凉、血压下降,意识障碍或昏迷等,严重者抢救不及时可导致死亡。初次注射青霉素也可发生过敏性休克,可能与以往使用过青霉素污染的医疗器械,接触过青霉素及其降解产物,或吸入空气中青真菌孢子等,使机体已处于致敏状态有关。

1.药物过敏性休克 以青霉素过敏性休克最常见。青霉素降解产物青霉烯酸或青霉噻唑等半抗原与组织蛋白结合后获得免疫原性,可刺激机体产生特异性的IgE,诱发过敏性休克。青霉素在弱碱性溶液中易形成青霉烯酸,因此提高青霉素制剂质量、临用前配制青霉素溶液是预防青霉素过敏性休克的有效措施。其他药物如头孢菌素、普鲁卡因、链霉素、氨基比林等也可引起过敏性休克。

2.血清过敏性休克 临床上给患者再次注射破伤风抗毒素、白喉抗毒素等动物免疫血清紧急预防和治疗破伤风、白喉等疾病时,可引起过敏性休克,称为血清过敏症。

(二)呼吸道过敏反应

以过敏性哮喘和过敏性鼻炎最常见。少数人再次吸入花粉、真菌孢子、尘螨、动物毛屑等变应原后,可引起过敏性哮喘或过敏性鼻炎等过敏反应。临床上的过敏性哮喘有速发相与迟发相两类。

(三)消化道过敏反应

少数人进食蛋、乳、鱼、虾、蟹等食物后,可出现恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状,称为过敏性胃肠炎。

(四)皮肤过敏反应

药物、食物、花粉、肠道寄生虫或冷热刺激均可引起皮肤过敏症,主要表现为荨麻疹、湿疹(特应性皮炎)和血管神经性水肿等。

五、防治原则

(一)询问过敏史,查明变应原,避免与之接触

查明变应原,避免与之接触是预防Ⅰ型超敏反应最有效的方法,临床上检测变应原最常用的方法是皮肤试验。但是有些变应原却难以回避,如花粉、尘螨、冷空气等,可进行特异性脱敏和减敏治疗。为避免过敏反应,临床上规定使用青霉素、头孢菌素、普鲁卡因、链霉素、破伤风抗毒素等药物之前必须做皮试。

(二)特异性的脱敏和减敏疗法

1.特异性脱敏疗法 对必须使用免疫血清进行治疗而又过敏的患者,可采用小剂量、短间隔(20~30min)、多次注射的方法,以避免发生过敏反应,称为脱敏治疗。其原理可能是小剂量变应原进入体内,可使少量的致敏靶细胞脱颗粒,释放少量生物活性介质,但不足以引起明显临床症状。短时间内小剂量多次注射抗毒血清可使体内靶细胞表面的IgE大部分甚至全部被消耗,从而达到脱敏的目的,之后再大量注射抗毒素时就不会引起过敏反应。但这种脱敏作用是暂时的,较短时间后机体可重新恢复致敏状态。此外,对已查明Rh血型不符合的孕妇,在初次分娩72h内给母亲注射Rh抗体,可及时清除进入母亲体内的Rh+红细胞,阻断Rh+红细胞对母亲的致敏。

2.特异性减敏疗法 对一些已查明却难以避免接触的变应原(如花粉、尘螨等),可采用小剂量、长间隔(一周左右)、逐渐增量、多次皮下注射变应原的方法,达到减敏的目的。其作用机制可能与改变变应原进入机体的途径、诱导机体产生能与IgE竞争变应原的特异性IgG有关。这种IgG类抗体通过与再次进入机体的相应变应原结合,可影响或阻断变应原与靶细胞的相互作用,因此又称为封闭性抗体。

(三)抗过敏药物治疗

针对超敏反应的发生机制,用药物选择性地阻断或干扰超敏反应发生过程中的某些环节,抑制或减轻超敏反应。

1.抑制生物活性介质释放的药物 如色甘酸二钠、肾上腺素、氨茶碱等,可通过稳定肥大细胞膜,提高细胞内cAMP浓度,抑制生物活性介质释放。

2.拮抗生物活性介质作用的药物 如苯海拉明、扑尔敏、异丙嗪等,通过与组胺竞争结合效应器官细胞膜上的组胺受体而发挥抗组胺作用。

3.改善效应器官反应性的药物 如肾上腺素、葡萄糖酸钙、维生素C等可解除痉挛、减少腺体分泌、收缩血管升高血压、降低毛细血管通透性。发生严重超敏反应时使用糖皮质激素等免疫抑制剂可缓解症状。

临床链接

青霉素过敏的预防

1.青霉素过敏反应在临床上较为常见。极少数青霉素过敏患者在抢救前就已死亡,但大多数的青霉素过敏患者通过有效的救治可以很快康复。在做皮试前医生应详细询问患者有无青霉素过敏史,有严重青霉素过敏史者不能注射,少数患者注射皮试用量的青霉素也可以引起严重反应。有其他药物过敏史者慎用青霉素。

2.青霉素皮试液应新鲜配制,皮试前备好急救药,如0.1%盐酸肾上腺素等和注射器材,以便及时抢救。青霉素注射器材一定要专用,患者注射后观察20~30min无反应后再离开。

3.注射前皮试:常用的青霉素皮试液每毫升内含药100~1000U,用0.1mL做皮内试验(即皮内注入10~100U青霉素),15~20min后无硬结肿块表示皮试阴性,可以注射;如局部出现红肿并有伪足,直径大于5mm,则为阳性反应,不能注射。凡首次用药,停药1~2天后再注射以及更换青霉素产地、批号、规格时,均须按常规做过敏试验。皮试阳性者应禁用青霉素。