树突状细胞在支气管哮喘发病机制中的作用

树突状细胞在支气管哮喘发病机制中的作用
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树突状细胞在支气管哮喘发病机制中的作用

2013-03-16 19:46 来源:国际呼吸杂志作者:娄月妍等

支气管哮喘(简称哮喘)是严重影响人们健康的常见病。此前对哮喘发病机制的认识主要停留在Th2细胞反应占优势以及由此导致的气道嗜酸粒细胞浸润上,但对免疫应答过程中的重要细胞——抗原递呈细胞在哮喘发病机制中的作用认识不足。作为重要的抗原递呈细胞,树突状细胞(dendritic cells,DC)在哮喘发病机制中的作用近年来逐渐得到重视。研究发现,DC对吸人性变应原的识别和捕获是哮喘发生、发展的第一步,也是激发Th2占优势的免疫应答以及后续过敏性炎症反应的前提。DC连接固有性免疫和适应性免疫,并且在适应性免疫中引起免疫应答或免疫耐受。因此,DC作为炎症反应的始动、维持及调节细胞之一,目前已成为哮喘发病机制研究中的又一热点。

1 DC的来源及生物学功能

DC是一种职业性的抗原递呈细胞,在免疫应答和免疫耐受中起着重要的作用。DC在细胞表面标志、组织定位和功能方面具有明显异质性。

1.1 DC的来源及亚群分类DC是一种骨髓源性细胞,某些亚群的DC与单核巨噬细胞系具有共同的祖细胞,其生长依赖于粒细胞集落刺激因子(G-CSF),在某些炎症条件下,还可以由单核细胞在粒细胞一巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)刺激下发育而来,这些DC为的表型为CD11c+ CD123-mDC;DC还可从直接由骨髓中的前体细胞分化产生,与T、B、NK细胞有着共同前体细胞,其生长依赖于flt3L的存在,IL-3(小鼠)或IL-7(人),表型特征为CD11CD123+,被称为浆细胞样DC(plasmacytoid DCs,pDCs)。髓样树突状细胞(mDC)表达Toll样受体TLR1、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR8和TLR10等;而pDC表达TLR7、TLR9,在一些病毒或细菌的刺激下,能够产生分泌大量的IFN-α。根据DC的成熟状态,还可将DC分为DC前体、未成熟DC、迁移期DC和成熟DC。

1.1.1脾脏中DC DC首次在小鼠的脾中发现,小鼠脾脏DC包括两个主要的亚群。这些亚群有上百个基因的表达不同,并且在抗原递呈方面具有专一性。一类为CDllc+CD8+的DC,最初位于T细胞区、边缘区。另一类为CD11c+ CD8-的DC,存在于红髓和衔接通道。这两类DC在活化后均迁移到T细胞区。CD11c+ CD8+的DC是捕获和交叉呈递凋亡细胞中抗原的主要细胞类型。而CD11c+CD8-33D1+DC 主要为MHC-Ⅱ递呈时处理抗原。

1.1.2淋巴结中DC淋巴结包含两类固有DC,这些DC属于CD11chiMHCⅡ+及来源于血液pre-DC前体细胞:CD8+ CD205+和CD8+ CD11b+ DC。这两类DC似乎和脾脏中的CD8+CD205+和CD8+33D1+ DC在细胞表面标志和功能方面相对应。另外,淋巴结中包含通过淋巴液以CCR-7依赖的方式从外周组织迁移而来的DC。这些迁移DC为CD11cintMHCⅡhi langerin+ CD40hi,迁移DC可以转移周围循环中的抗原给淋巴结固有CD8+ DC引起交叉呈递。

1.1.3非淋巴组织中DC皮肤真皮层包括两个DC亚群:CD103+ CD11b lo Langerin+和CD103-CD11bhiLangerin-DC。CD103+ CD11b lo Langerin+DC与病毒和自身抗原的免疫反应有关,而CD103-CD11bhiLangerin-DC的功能尚未明确。肠道中已鉴定出3个DC亚群,Peyer斑中的CD103+CD11b lo及黏膜固有层中的CD103-CD11bhi和CD103+CD11b+DC。其中,对CD103+ CD11b+ DC研究较为深入,这群细胞可以转移肠道致病菌至肠系膜淋巴结,和脾脏中CD8+CD205+DC的功能相似。肺、肝、肾中也存在这两类DC亚群,CD103+ CD11b+和CD103-CD11bhiDC。这些组织中的CD103+ CDllb+ DC和脾脏中CD8+ CD205+DC对应。

1.2 DC的生物学功能DC的主要生物学功能包括抗原的摄取和处理、抗原递呈和免疫激活、参与T细胞在胸腺中的分化发育、维持免疫记忆、诱导免疫耐受以及免疫调节等多个方面。

DC组成性表达MHC-Ⅱ类分子、共刺激分子、黏附分子参与抗原的递呈。人的DC表面分子包括CD11c、HLA-DR等,共刺激分子包括CD80、CD86、CD40L、CD2等。这些表面分子和共刺激分子在始发过敏性疾病的Th2炎性反应中有着重要的作用。DC也能分泌IL-1、IL-6、IL-12、TNF-α、IFN-α等细胞因子及多种趋化因子,参与机体的免疫调节。未成熟DC表面表达较少的MHC-Ⅱ类分子、共刺激分子和黏附分子,体外激发混合淋巴细胞反应(MLR)能力较弱,但表达较多的FcR和病原体受体,具有较强的摄取和加工处理抗原的能力。在摄取和处理抗原的过程中,未成熟DC逐渐发展为成熟DC,表面MHC-Ⅱ类分子、共刺激分子和黏附分子表达逐渐增加,体外激发MLR能力增强。成熟DC摄取和处理抗原的能力大大降低,而递呈抗原及激活T细胞的能力增强。DC提供T细胞激活所需要的第一信号和第二信号,并可诱导Th0细胞的分化。DC能够与T细胞结合,为T细胞提供MHCⅠ/肽、MHCⅡ/肽复合物的第一信号,使相应的CD4+、CD8+T 细胞的TCR占据量增加,有利于T细胞的激活。DC还为T细胞提供充足的第二信号,成熟DC表达高水平的CD80、CD86、CD40等分子。当同时具备了第一信号和第二信号之后,DC可以诱导Th0向不同的方向分化。

2 气道DC在哮喘发病机制中的作用

哮喘是一种主要由Th2细胞介导的气道炎症性疾病。DC通过对Th2细胞的始动作用在哮喘的起始阶段发挥重要作用。DC对吸人过敏原适应性免疫调节方面的重要作用已有所认识。DC不仅将过敏原转移到局部淋巴结,而且起着联系气道微环境和免疫系统的作用。

2.1气道DC的分布及表型DC存在于人的包括鼻、气管、支气管、肺泡和脏层胸膜的整个呼吸系统,在实验动物和人类中证实气道黏膜下有一个密集的DC网络。DC大量表达的HLA-Ⅱ类分子和其独特的形态学特征被作为鉴定DC的标志。Jahnsen等通过一小部分HLA-DR+细胞可以和CDlc单抗共染色的实验表明CD1c+可以用来定位支气管上皮组织中的DC。

2.2 气道DC在哮喘发病机制中的作用

2.2.1DC诱发Th1反应使Th1分化的关键细胞因子为IL-12,IL-12的主要来源是DC。接触细菌及其他强危险信号可以引起DC的成熟,促进DC调控的Th1分化。DC成熟以其胞吞作用的减弱、抗原递呈功能的增强、趋化因子受体的表达改变为特征,成熟后从外周黏膜区回到区域淋巴结并且免疫调节细胞因子包括IL-12表达增加。诱发DC成熟的信号多由DC和固有免疫系统其他细胞表达的TLR家族模式识别受体转导。强危险信号诱导DC产生大量的IL-12以促进Th1分化,使DC倾向于促进Th1免疫反应。成熟DC产生IL-12的最佳条件为DC表面的CD40和T细胞表达的配体CD40L结合,再联合IFN-γ的刺激。已证实表达编码p35和p40链mRNA的成熟呼吸道树突状细胞(respiratory tract dendritic cells,RTDC)在接触GM-CSF、TNF-α及CD40L后表达IL-12,这和它们的强促Th1活性相符合。

2.2.2DC诱发Th2反应目前认为分泌IL-4、IL-5、IL-9及IL-13的CD4+ Th2细胞构成哮喘的多种病理生理特性,包括气道炎症、黏液分泌和气道高反应性。DC不产生促Th2的细胞因子IL-4,但可能间接的始动Th2分化。活化的产生低水平IL-12的DC(IL-12lo DC)可能会促进Th2分化。因此,使IL-12lo DC成熟的环境信号可认为是特异性哮喘患者Th2偏倚的易感因素。已经发现几种可以使DC向IL-12lo/促Th2表型成熟的信号,包括低水平的内毒素、TLR2配体、糖皮质激素和多种G蛋白耦联受体激动剂。IL-12产生减少及活性降低是过敏性疾病患者促Th2反应的危险因素。但缺少IL-12时,T细胞不会自发的向Th2方向分化。因此,虽然认为减少DC产生IL-12的量是促Th2反应的一个危险因素,但激活DC始动Th2分化还存在着其他一些机制,可能包括分泌因子及接触依赖信号。

2.2.3DC诱导Treg的产生研究证实DC可以诱导T细胞向Treg方向分化。未成熟DC对间歇期和(或)初始T细胞的作用是有限的,诱导Treg的产生需要未成熟DC的反复刺激。在无炎症反应存在的体内稳定状态下,未成熟DC在体内循环并捕获抗原,经过胞吞作用,DC依然未成熟,但是它们依旧迁移到区域淋巴结,在此遇到初始T细胞,初始T细胞接受信号后,分化成Treg而非效应T细胞。Treg在抗炎症网络中起着重要的作用,且Treg在Th1/Th2平衡中起着非常重要的作用,DC可以通过诱导Treg的分化下调免疫反应。

2.2.4DC诱导Th17的产生Lewkowich等证实,可产生IL-23的肺部mDC可以使效应T细胞向Th17方向分化。早在2001年一些学者已注意到哮喘患者血清中IL-17(目前称为IL-17A)增加及气道组织中IL-17 mRNA的表达也增加,提出Th17在哮喘发病机制中的可能作用。2008年Th17细胞在哮喘患者的气道中成功定位。Th17产生IL-17A、IL-17F、IL-6、IL-22和TNF-α等细胞因子,并且可以作用于纤维母细胞、巨噬细胞、嗜酸粒细胞以及上皮细胞引起炎症介质及趋化囚子的释放,近来研究发现Th17与重症哮喘患者气道中性粒细胞的浸润有密切的关系。

3 DC在维持气道炎症中的作用

DC在呼吸道和肺组织中组成一个复杂的网络,在各种促炎症因子的作用下,被迅速募集到炎症部位。气道DC在哮喘患者受到抗原刺激产生的炎症反应中起着重要的作用。在哮喘动物模型的研究中发现,DC在过敏性气道炎症的始动和维持方面均有重要的作用。Lambrecht等利用气传OVA致敏的哮喘小鼠模型,引起气管周和血管周CD4依赖的嗜酸粒细胞炎症,以及肺部Th2细胞因子和IgE产物

的释放。在利用可以减少DC数量的更昔洛韦治疗OVA二次攻击致敏的胸苷激酶转基因小鼠时,发现Th2细胞因子相关的嗜酸粒细胞气道炎症几乎完全被抑制。证明DC在过敏性哮喘的发病机制中对气道炎症的发展和维持起着重要的作用。

4 结语

DC是哮喘发生、发展中的重要因素,在哮喘的发病机制中发挥着重要的作用。DC作为重要的专职抗原递呈细胞始动Th2反应,引发和维持过敏性炎症级联反应,诱导各种Th细胞的产生。因此,研究哮喘发病起点的抗原递呈细胞尤其是DC,对明确哮喘的发病机制可能有重要的作用,并可能为哮喘的治疗提供指导作用。

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《内科学》第9版-呼吸系统疾病第四章支气管哮喘

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顼?土 ?:貧? . 电:牛―礴”潛貝倒器揪冠舞塾珞 :责峰 ?宀' ^kkyx2OI8 第四章支气管哮喘 ^kkyx2018 支气管哮喘 ( bronchial asthma ) 简称哮喘,是一种以慢性气道炎症和气道高反应性为特征的异质 性 疾病。主要特征包括气道慢性炎症,气道对多种刺激因素呈现的高反应性 , 多变的可逆性气流受 限,以 及随病程延长而导致的一系列气道结构的改变,即气道重构。临床表现为反复发作的喘息、气 急、胸闷 或咳嗽等症状,常在夜间及凌晨发作或加重,多数病人可自行缓解或经治疗后缓解。根据全 球和我国哮 喘防治指南提供的资料,经过长期规范化治疗和管理 ,80%以上的病人可以达到哮喘的临 床控制。 【流行病学】 哮喘是世界上最常见的慢性疾病之一,全球约有 3 亿、我国约有 3000 万哮喘病人。各国哮喘患 病 率从 1% -18%不等,我国成人哮喘的患病率为 1.24%,且呈逐年上升趋势。一般认为发达国家哮 喘患病率 高于发展中国家,城市高于农村。哮喘病死率在 (1.6-36.7)/10万, 多与哮喘长期控制不 佳、最后一次发 作时治疗不及时有关,其中大部分是可预防的。我国已成为全球哮喘病死率最高的国 家之一。 【病因和发病机制】 (― ) 病因 哮喘是一种复杂的 、具有多基因遗传倾向的疾病 ,其发病具有家族集聚现象 , 亲缘关系越近 ,患病 率 越高。近年来,点阵单核昔酸多态性基因分型技术,也称全基因组关联研究 (GWAS )的发展给哮喘 的 易感基因研究带来了革命性的突破 。目前采用 GWAS 鉴定了多个哮喘易感基因 ,如 YLK40JL6R 、PDE4DJL33 等。具有哮喘易感基因的人群发病与否受环境因素的影响较大,深入研究基因 - 环境相 互作用将有助于 揭示哮喘发病的遗传机制。 环境因素包括变应原性因素,如室内变应原 (尘購、家养宠物、蟬螂) 、室外变应原 (花粉、草粉) 、 职业性变应原(油漆、活性染料)、食物(鱼、虾、蛋类、牛奶)、药物(阿司匹林、抗生素)和非变应 原性因 素,如大气污染、吸烟、运动、肥胖等。 (二)发病机制 哮喘的发病机制尚未完全阐明,目前可概括为气道免疫 - 炎症机制、神经调节机制及其相互作用 。 1-气道免疫 - 炎症机制 ( 1) 气道炎症形成机制 : 气道慢性炎症反应是由多种炎症细胞、炎症介质和细胞因子共同参与、 相 互作用的结果。 外源性变应原通过吸入、食入或接触等途径进入机体后 , 被抗原提呈细胞内吞并激活 T 细胞。一 方 因子如组胺、白三烯、前列腺素、活性神经肽、嗜酸性粒细胞趋化因子、转 成了一个与炎症细胞相互作用的复杂网络 , 导致气道慢性炎症。近年来认识 中不仅发挥着终末效应细胞的作用,还具有免疫调节作用。 Thl7 细胞在 面, 活化的辅助性 Th2细胞产生白介素 IL )如 IL-4JL-5 和 IL-13 等激活 B 淋巴细胞并合成特异性 IgE,后者 结合于肥大细胞和嗜碱性粒细胞等表面的 交联,使该细胞合成并释放多种活性介质 IgE 受体 。若变应原再次进入体内 ,可与结合在 细胞表面的 IgE , 导 致气道平滑肌收缩、黏液分泌增加和炎 症细胞浸润 , 产生哮 喘的临床症状,这是一个典型的变态反应过程。另一方面 , 活化的辅助性 Th2 细 胞分泌的 IL 等细胞因子 可直接激活肥大细胞、嗜酸性粒细胞及巨噬细胞等 , 并使之聚集在气道。这 些细胞进一步分泌多种炎症 化生长因子 (TGF )等,构 到嗜酸性粒细胞在哮喘发病

浅谈支气管哮喘的发病机制(一)

浅谈支气管哮喘的发病机制(一) 【论文关键词】哮喘;发病机制;多种细胞 【论文摘要】支气管哮喘(bronchialasthma,简称哮喘)是由多种细胞特别是肥大细胞、嗜酸性粒细胞和T淋巴细胞参与的慢性气道炎症,与多基因遗传有关,同时受遗传因素和环境因素的双重影响。长期以来的研究结果认为,它是气道慢性炎症性疾病,但确切的病因及发病机制仍不清楚。近年来随着生物学、遗传学、免疫学等方面研究的飞速发展,人们提出了许多新论点和观念,本文就哮喘发病机制的研究进行了综述。 哮喘常见的症状和体征有:反复发作喘息、气急、胸闷或咳嗽,广泛的呼气相为主的哮鸣音,呼气延长。以下将从气道炎症学说、气道神经调节机制、遗传机制、呼吸道病毒感染角度、神经信号转导机制和气道重构研究进展等方面对哮喘的发病机制作一综述。 1气道炎症形成机制 1.1肥大细胞(MC): MC被认为在哮喘发病中起着关键作用,可是最近证明MC在接触变应原后的迟发哮喘反应(LAR)和气道高反应性(AHR)的发生中作用甚微。 1.2嗜酸性粒细胞(EOS): 哮喘患者气道的EOS浸润是其特征之一。现已证实嗜酸粒细胞表面(主要是低密度嗜酸粒细胞)有大量的低亲合力IgE受体(FcεRЦ),可通过IgE介导激活而释放气道上皮毒性物质、炎性介质、细胞因子和活性氧参与气道变应性炎症的调节。 1.3T-淋巴细胞 目前研究显示,T细胞免疫耐受的丢失以及TH1/TH2失衡是哮喘发病的关键因素。而黏膜发生的抗炎机制主要包括1)变应原激活诱导的T细胞耐受,这又涉及产生IL-10的变应原特异性CD4+调节T细胞的生成和抗原特异性T细胞的删除;2)TH1/TH2的平衡:GATA-3是一种选择性在TH2表达的转录因子,与IL-5启动子的转录激活区结合而诱导IL-5的转录激活。而Tbet也是一种重要的转录因子,在控制T细胞介导的黏膜免疫炎症中起关键性作用,其缺陷可导致T细胞依赖性的,伴有IL-13和IL-4释放增加的AHR。因此,GATA-3/Tbet的平衡决定了T细胞在黏膜表面的命运,决定了TH1/TH2平衡的稳定性。 2气道的神经一受体调节机制 2.1肾上腺能胆碱能神经一受体失衡机制 β2受体功能低下和迷走神经功能亢进或同时伴有α-肾上腺素能神经的反应性增加,可使支气管平滑肌收缩,腺体分泌增多,哮喘发作。 2.2非肾上腺能非胆碱能神经功能失调与神经源性炎症

哮喘的发病机制

支气管哮喘的发病机制非常复杂,迄今为止未完全明了。不同类型的哮喘发病机制不尽相同,也可以交互重叠。同一类型的哮喘发病机制亦同亦异。多年来的大量研究提出的众多学说,分别从不同的角度揭示了哮喘的发病机制。新建立的气道炎症学说已被广泛接受,但并不能完全解释各种类型哮喘的发病机制。因而,哮喘更可能是由多种机制引起的一种共同反应。 第一节气道炎症学说 Laennec(1883年)提出了哮喘是一种气道结构上的病变,而非气道功能异常性疾病。Osler(1892年)进一步指出哮喘是小气道的一种特殊炎症。然而,在过去的一个多世纪中,“炎症”概念在哮喘发病过程中的地位并未被人们所重视,哮喘病一直被看作是一种气道平滑肌功能异常(发作性和可逆性的气道平滑肌痉挛)性疾病。近十多年来,人们开始注意到以下现象:①哮喘患者痰和血中嗜酸细胞增多;②死于哮喘的患者气道内充满嗜酸细胞、中性粒细胞和脱落的上皮;③哮喘患者的气道阻塞并非完全可逆,约70%的哮喘病人即使在临床缓解期,仍存在有小气道功能异常。但是,无法将上述观察与哮喘病的临床特点和病理生理学特点(气道高反应性)联系起来。近年来,通过纤维支气管镜、电子显微镜对哮喘病人支气管粘膜活检的病理学研究,以及支气管肺泡灌洗液( BALF)的细胞学和免疫生化学研究结果发现,哮喘患者不仅在发作期气道内存在炎症细胞(嗜酸性细胞和中性粒细胞等)浸润和炎症介质的增多,在缓解期也存在着类似的现象,只是程度不同而已。因此,认为哮喘仅仅是气道平滑肌痉挛(功能性改变)引起的气道阻塞疾病的传统观念,不能准确反映哮喘的发病机制,从而提出了“哮喘是一种气道慢性炎症性疾病”的新概念。 气道炎症学说认为:哮喘是一种涉及多种炎性细胞及炎症介质相互作用的一种慢性气道炎症疾病。①气道炎症是各型各期哮喘的共同病理学特征。气道炎症表现为:气道上皮损伤及脱落,以嗜酸性细胞为主的多种炎性细胞浸润,气道微血管扩张,通透性增高和渗出物增多,气道腔内炎症介质(如组胺、白三烯、血小板活化因子、前列腺素和多种炎性生物趋化因子等)增多。②以嗜酸性细胞为主的多种炎性细胞(包括肥大细胞、嗜碱性粒细胞、嗜中性粒细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、血小板、血管内皮细胞和气道上皮细胞等)介导r气道炎症过程。肥大细胞和嗜碱性粒细胞是气道炎症反应的始动细胞。③炎性细胞释放出的化学介质和趋化因子以及其它一些炎症介质引起支气管收缩、气道分泌亢进、血浆渗出、气道高反应性以及气道结构改变(气道平滑肌及胶原纤维增殖、气道重塑)。④哮喘气道炎症中各种细胞的功能、生长及分化、细胞间的相互作用受各种细胞因子的调控。细胞因子是细胞间重要的信息传递者,并决定炎症反应的类型和持续时间。⑤气道炎症是气道高反应性(哮喘病理生理学特征)的病理基础。 一、炎性细胞及炎症介质 (一)炎性细胞 1.肥大细胞和嗜碱细胞肥大细胞和嗜碱细胞是气道炎症反应的始动细胞,其释放的组胺、白三烯等炎症介质不仅引起速发相哮喘反应( IAR),也导致了更为重要的非特异性慢性炎症过程,即迟发相哮喘反应( LAR)。多年来,肥大细胞被认为在哮喘发病中起关键作用。但近年的一些研究证明肥大细胞可能仅在接触变应原的IAR的发生中起重要作用,而在LAR和气道高反应性(BHR)的发生中作用较少或尚不清楚。

树突状细胞研究进展 (带参考文献)

树突状细胞研究进展 摘要:树突状细胞(dendritic cells ,DC)是目前已知的功能最强的专职性抗原呈递细胞(APC),1973年Steiman和Cohn首次从脾脏中分离出一类与粒细胞、巨噬细胞、和淋巴细胞形态和功能都不相同的白细胞,因其细胞膜向外伸出,形成与神经细胞轴突相似的膜性树突状突起,故命名为树突状细胞。DC膜表面高度表达MHC的I类和MHCⅡ类分子以及其他多种与免疫应答有关的细胞因子,DC能有效摄取、加工、提呈抗原,并能显著刺激初始型T淋巴细胞的增殖分化和成熟,并在免疫应答中起着重要作用,本文就DC的免疫应答研究进展作一综述。 关键词:树突状细胞结构功能免疫激活免疫耐受 近年来随着免疫学与分子生物学的最新进展,人们认识到树突状细胞是机体抗原提呈细胞中最主要的和最有效的成分,在调控机体细胞免疫中起重要的作用。树突状细胞是开启免疫反应的始动细胞,也是机体免疫应答反应过程中的关键环节。因此对DC的生物学特征研究越来越受到人们的关注。 1 DC的生物学特征 1.1 DC的来源 在研究中人们发现DC的来源主要起源于两种途径:1)骨髓来源的DC,大多数DC 来源于骨髓,由骨髓CD34+细胞分化而来,数量较少仅占外周血单核细胞的1%以下。骨髓CD34+具有双潜能,由M-CSF可诱生为巨噬细胞,而由Ⅵ-CSF/TNF-α可诱生为DC。骨髓来源的DC 分布广泛,外周血中存在有骨髓来源的DC前体细胞,DC前体细胞进入外周血后进一步分化成熟。2)淋巴组织来源的DC,是胸腺中分离的前体细胞发育而来,表达低水平的CD34,无其他T细胞标志,主要分布于胸腺髓质T细胞居留区,这类细胞可能与自身及外来抗原的免疫耐受有关。 1.2 DC的形态特征及表面标志 不同发育阶段的DC具有不同的形态特征,谢遵江等在体外培养小鼠骨髓树突状细胞的观察研究中,在无菌条件下提取小鼠骨髓细胞进行分化增殖,在光镜下观察。培养7天后可见,细胞体积增大,周边刺突十分明显,突起较粗大,分支较明显,细胞形态似星形或梭形,细胞核明显,细胞聚集生长。培养14天后,大多数细胞出现悬浮生长,呈现典型的树突状细胞形态,培养的树突状细胞比淋巴细胞大,直径在10 ~ 20μm之间,细胞呈星形或梭形,形似“海星”。细胞核清晰可见,细胞表面突起增多,细长,分支较多,呈蔓状分布于细胞表面,形似树枝状。 1.3 DC的亚群 DC的亚群的分化过程仍在进一步的研究中,根据分化途径的不同可分为髓系DC(MDC) 和淋巴系DC(LDC) 髓系DC的分化发育分为3个阶段:前体阶段、未成熟期、成熟期。正常情况下绝大多数体内DC(主要位于非淋巴组织)处于非成熟状态,未成熟的DC表达低水平的协同刺激分子和粘附分子,不能激活T细胞产生免疫应答,但具有极强的摄取和加工处理抗原的能力。在外源性抗原、炎症刺激因素等共同影响下,它们能从非淋巴组织进入次级淋巴组织并逐渐成熟。DC的成熟过程和迁移过程是同时发生的。进人次级淋巴组织后,在适当的刺激因素下,DC 逐渐成熟。成熟的DC表达高水平MHC-I、MHC-Ⅱ类分子、协同刺激分子、粘附分子等,并能分泌IL-12、IL-l、IL-6、IL-8、TNFα等细胞因子。这些因子对激活T细胞并使其增殖分化是必不可少的,而成熟的DC几乎不再有吞噬能力。总之,DC在迁移成熟的过程中最显著的变化是摄取抗原能力逐渐下降,而呈递抗原能力逐渐增强。淋巴系DC与T、B 细胞具有共同的前体细胞,主要存在于胸腺及T 细胞丰富的淋巴结区。CD40L 刺激LDC后可促使CD8+ T 细胞分

第7章 支气管哮喘

第七章支气管哮喘 支气管哮喘(bronchial asthma,简称哮喘)是由多种细胞(如嗜酸性粒细胞、肥大细胞、T淋巴细胞、中性粒细胞、气道上皮细胞等)和细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病。这种慢性炎症与气道高反应性相关,通常出现广泛多变的可逆性气流受限,并引起反复发作性的喘息、气急、胸闷或咳嗽等症状,常在夜间和(或)清晨发作、加剧,多数患者可自行缓解或经治疗缓解。支气管哮喘如诊治不及时,随病程的延长可产生气道不可逆性缩窄和气道重塑。而当哮喘得到控制后,多数患者很少出现哮喘发作,严重哮喘发作则更少见。来自全球哮喘负担的数据表明,尽管从患者和社会的角度来看,控制哮喘的花费似乎很高,但不正确的治疗可导致哮喘反复发作,治疗费用将会更高。因此,合理的防治至关重要。为此,世界各国的哮喘防治专家共同起草,并不断更新了全球哮喘防治倡议( Global Initiative for Asthma, GINA)。GINA目前已成为防治哮喘的重要指南。 【流行病学】 全球约有1.6亿患者。各国患病率不等,国际儿童哮喘和变应性疾病研究显示13-14岁儿童的哮喘患病率为0-30%,我国五大城市的资料显示同龄儿童的哮喘患病率为3%-5%。一般认为儿童患病率高于青壮年,老年人群的患病率有增高的趋势。成人男女患病率大致相同,发达国家高于发展中国家,城市高于农村。约4O%的患者有家族史。 【病因和发病机制】 (一)病因 哮喘的病因还不十分清楚,患者个体过敏体质及外界环境的影响是发病的危险因素。哮喘与多基因遗传有关,同时受遗传因素和环境因素的双重影响。 许多调查资料表明,哮喘患者亲属患病率高于群体患病率,并且亲缘关系越近,患病率越高;患者病情越严重,其亲属患病率也越高。目前,哮喘的相关基因尚未完全明确,但有研究表明存在有与气道高反应性、IgE调节和特应性反应相关的基因,这些基因在哮喘的发病中起着重要作用。 环境因素中主要包括某些激发因素,如尘螨、花粉、真菌、动物毛屑、二氧化硫、氨气等各种特异和非特异性吸入物;感染,如细菌、病毒、原虫、寄生虫等;食物,如鱼、虾、蟹、蛋类、牛奶等;药物,如普萘洛尔(心得安)、阿司匹林等;气候变化、运动、妊娠等都可能是哮喘的激发因素。 (二)发病机制 哮喘的发病机制不完全清楚,可概括为免疫-炎症反应、神经机制和气道高反应性及其相互作用。 1.免疫-炎症机制免疫系统在功能上分为体液(抗体)介导的和细胞介导的免疫,均参与哮喘的发病。 (1)抗原通过抗原递呈细胞激活T细胞,活化的辅助性T细胞(主要是Th2 细胞)产生白细胞介素(IL)-4、IL-5、IL-10和IL-13等进一步激活B淋巴细胞,后者合成特异性IgE,并结合于肥大细胞和嗜碱性粒细胞等细胞表面的IgE受体。若变应原再次进入体内,可与结合在细胞的IgE交联,使该细胞合成并释放多种活性介质导致平滑肌收缩、粘液分泌增加、血管通透性增高和炎症细胞浸润等。炎症细胞在介质的作用下又可分泌多种介质,使气道病变加重,炎症浸润增加,产生哮喘的临床症状,这是一个典型的变态反应过程。

支气管哮喘的发病机制

毕 业 论 文 支气管哮喘的免疫发病机制

【摘要】本篇综述主要根据近几年来对支气管哮喘免疫发病机制的研究,探讨参与哮喘发作的多种免疫机制及最新的研究进展。如比较肯定的THI/TH2失衡学说,以及还有待于补充和完善的调节性体细胞学说,树突状细胞学说等。通过对多种免疫机制的认识,给临床治疗哮喘提供新的思路。 【关键词】THI/TH2失恒调节性体细胞树突状细胞细胞因子网络 支气管哮喘 支气管哮喘是一种由多种细胞(包括气道的炎症细胞和结构细胞)和细胞组分介导的慢性气道炎症性疾病。这种慢性炎症与气道高反应性相关,并可引起喘息,气急,胸闷,咳嗽等症状的反复发作,症状在夜间和清晨尤其明显。哮喘是一种严重危害人体健康的慢性疾病,全球哮喘约有3亿【1】。揭示哮喘的发病机制,对于哮喘的控制和治疗有重要的现实意义。目前公认哮喘属于1型超敏反应,近几年来,在这个基础上,产生了大量的从免疫学方面揭示哮喘发病机制的实验性研究,并获得了较为突出的成果。本文将立足于哮喘的免疫发病机制,综述近几年来最新的研究成果。 1Th1/Th2失衡学说 Th1细胞和Th2细胞相互调节对维持特异性免疫功能平衡至为重要。Th1细胞主要介导细胞免疫和炎症反应,抗病毒和抗胞内寄生菌感染,参与移植物排斥;Th2细胞主要涉及B细胞增殖,抗体产生和超敏反应。Th1细胞和Th2细胞相互制约可以有效进行调节并维持免疫平衡。Th1细胞主要分泌IL-2、INF-γ和TNF-β。IL-2的主要活性是支持T细胞的分化和生长,促进CTL细胞、NK细胞和巨噬细胞分化。INF-γ是最典型的Th1型细胞因子,其主要作用有活化巨噬细胞,使之产生IL-12,IL-12又作用于Th1细胞、NK细胞和CTL细胞。此外,INF-γ还促进MHC抗原的表达,增加抗原的递

流式细胞仪检测外周血树突状细胞

流式细胞仪检测外周血树突状细胞 分析CD123+(抗IL-3受体α链)和CD11c+树突状细胞亚群 概述 树突状细胞(DC)的主要功能是吸收抗原,进行加工,并向T淋巴细胞呈递。其它抗原呈递细胞也有此功能,如B淋巴细胞和单核细胞。但是,与其它细胞不同的是,DC细胞具有诱导初发免疫反应的独特功能,例如,可以活化处女T细胞(Naive T cell)。DC细胞存在于外周淋巴组织中,已在血液和非淋巴器官中发现了不同类型的DC细胞,并被认为是淋巴组织中细胞的前体。 由于血液和组织中DC细胞含量少,且缺乏特异的DC标记物,所以DC细胞的研究非常困难。因此,关于DC细胞的了解主要来自于通过密度梯度离心、培养、和/或阴性选择富集后的DC细胞的研究。这些过程利用了DC细胞的密度和黏附特征,和在一定细胞因子条件下的选择性生长,或缺乏淋巴细胞、单核细胞和粒细胞的系列标记物的表达。但是,这些方法中DC细胞的产率和纯度较低,且费时费力。而且,这些操作可以影响细胞的功能,并且无法做DC细胞含量的定量分析。 最近的报告发现在活化DC细胞和血液或淋巴细胞分离培养的DC细胞表面CD83和CMRF-44高表达。CD83和CMRF-44可以作为DC细胞的活化标志物,但在体内或未处理的细胞上没有特征性表达,或表达水平很低。在对新鲜分离的DC细胞的研究中,发现IL-3Rα在淋巴器官的DC细胞上有特异表达。从人类外周淋巴组织中分离的单个核细胞中主要是此类DC细胞。IL-3Rα(CD123)抗体可以用来进行免疫磁珠分选,从外周淋巴组织制备的单个核细胞样本中,将CD123+ DC细胞进行200倍富集。CD123抗体还可以用来做免疫组化分析,特异识别滤泡外T细胞富集区的CD123+ DC。在外周血中也有CD123+ DC细胞,与以前所说的CD11c- DC细胞和CD33dimCD14-CD16- DC细胞是同一类细胞。 由于缺乏DC特异性标记物,目前仍然不清楚DC是否是自成一系的一类细胞。DC细胞既可以由成熟的外周血单核细胞生成,也可以由未分离的CD34+干祖细胞经GM-CSF和TNF-α培养得到。使用CD123抗体,发现有一群CD34+ DC 样幼稚细胞。这群细胞与CD34+干祖细胞的区别是可以发育成Langerhan细胞样DC。因此,根据CD123强染,可以识别出一类人类DC细胞,它是不同组织间DC细胞的连接桥梁。

支气管哮喘的发病机制

支气管哮喘的发病机制 【篇一:支气管哮喘的发病机制】 支气管哮喘是由于过敏反应或其他因素引起支气管弥漫性痉挛,出 现发作性伴有哮鸣音的呼气性呼吸困难等典型症状的一种慢性疾病,也可视为慢性阻塞性支气管炎的一种特殊类型。 本病的病因较复杂,发病机制还未完全明了。目前一般认为,本病 是在支气管反应性增高的基础上由于变应原或其他因素激发介质释放,引起支气管平滑肌痉挛性收缩所致。至于支气管反应性增高, 则可能是与遗传有关的支气管-肾上腺素受体封闭或敏感性降低所致。-肾上腺素受体(腺苷环化酶)受刺激时,腺苷环化酶被激活,使细 胞内atp形成camp,从而抑制介质的形成和释放,使支气管舒张。 当 -肾上腺素受体封闭或敏感性丧失时,支气管受刺激后易发生支气 管痉挛。关于发病机制,目前公认的是本病属Ⅰ型变态反应。激发 Ⅰ型变态反应性哮喘的变应原较多,如花粉、屋尘、尘螨、动物皮屑、霉菌、某些食品、药物、某些工业粉尘及气体等。当抗原进入 机体后,诱发b细胞产生较多的ige,并结合到靶细胞(气道粘膜内 的肥大细胞)上,当再次接触同种抗原时,抗原与ige发生桥联反应,催化肥大细胞膜上的花生四稀酸代谢过程,通过环氧化酶途径生成 前列腺素和血栓素a2(txa2);通过脂质氧化酶途径生成白细胞三 稀(lts),肥大细胞脱颗粒后还能释放组胺、5-羟色胺及嗜酸性粒 细胞趋化肽等介质,引起弥漫性支气管平滑肌痉挛,粘液分泌增多 以及管壁上嗜酸性粒细胞浸润。医学教.育网搜集整理其他因素,如 呼吸道感染、寒冷空气、刺激性气体和精 【篇二:支气管哮喘的发病机制】 某些环境因素作用遗传易感个体,通过t细胞调控的免疫介质释放机 制(细胞因子,炎症介质)作用于气道产生炎症及气道高反应性;同时 气道结构细胞特别是气道上皮细胞与上皮下基质及免疫细胞的相互 作用以及气道神经调节的异常均加重了气道高反应性,也直接或间 接加重了气道炎症,在环境因素的进一步作用下,使炎症加重,气 道平滑肌收缩,而出现症状性哮喘。 1、免疫学机制 免疫系统在功能上可分为抗体介导和细胞介导的免疫过程,均参与 炎症的发展,b淋巴细胞产生和分泌特异性抗体,而t淋巴细胞,除

支气管哮喘发病机制

支气管哮喘发病机制 1气道炎症形成机制 1.1肥大细胞(MC): MC被认为在哮喘发病中起着关键作用,可是最近证明MC在接触变应原后的迟发哮喘反应(LAR)和气道高反应性(AHR)的发生中作用甚微。 1.2嗜酸性粒细胞(EOS): 哮喘患者气道的EOS浸润是其特征之一。现已证实嗜酸粒细胞表面(主要是低密度嗜酸粒细胞)有大量的低亲合力IgE受体(FcεRЦ),可通过IgE介导激活而释放气道上皮毒性物质、炎性介质、细胞因子和活性氧参与气道变应性炎症的调节。 1.3T-淋巴细胞 目前研究显示,T细胞免疫耐受的丢失以及TH1/TH2失衡是哮喘发病的关键因素。而黏膜发生的抗炎机制主要包括1)变应原激活诱导的T细胞耐受,这又涉及产生IL-10的变应原特异性CD4+调节T细胞的生成和抗原特异性T细胞的删除;2)TH1/TH2的平衡:GATA-3是一种选择性在TH2表达的转录因子,与IL-5启动子的转录激活区结合而诱导IL-5的转录激活。而Tbet也是一种重要的转录因子,在控制T细胞介导的黏膜免疫炎症中起关键性作用,其缺陷可导致T细胞依赖性的,伴有IL-13和IL-4释放增加的AHR。因此,GATA-3/Tbet的平衡决定了T细胞在黏膜表面的命运,决定了TH1/TH2平衡的稳定性。 2气道的神经一受体调节机制 2.1肾上腺能胆碱能神经一受体失衡机制 β2受体功能低下和迷走神经功能亢进或同时伴有α-肾上腺素能神经的反应性增加,可使支气管平滑肌收缩,腺体分泌增多,哮喘发作。 2.2非肾上腺能非胆碱能神经功能失调与神经源性炎症 非肾上腺素能非胆碱能(non-adrenergicnon-cholinergic,NANC)神经系统可分为抑制性NANC神经系统(i-NANC)及兴奋性NANC神经系统(e-NANC) 2.2.1i-NANC功能i-NANC可能是人类唯一的舒张支气管的神经,其神经递质为VIP和NO。VIP是对人类气道的一种强力松弛剂,这种肽如被炎症细胞释放的

病理生理学理论基础:哮喘的发病机制概述

哮喘的发病机制如下: 与以下因素相互作用有关: (一)变态反应 变应原进入特应症患者体内后,刺激T淋巴细胞,并传递给B淋巴细胞合成特异性IgE,IgE结合于肥大细胞、嗜碱粒细胞表面的受体。变应原再次进入体内后,与IgE交联,使这些细胞释放多种活性介质,引起平滑肌收缩,黏液分泌增加,血管通透性增加,炎症细胞浸润。 根据变应原吸入后哮喘发生的时间,可将变态反应分为以下三种类型: (1)速发型哮喘反应:吸入变应原的同时发生反应,15~30分钟达高峰,两小时后逐渐恢复正常。 (2)迟发型哮喘反应:6小时左右发病,持续时间长,可达数天。临床症状重,常呈持续性哮喘表现,肺功能损害严重而持久。发病机制与变态反应和气道炎症有关。 (3)双相型哮喘反应。 (二)气道炎症 气道慢性炎症是哮喘的本质。表现为多种炎症细胞特别是肥大细胞、嗜酸性粒细胞和T 淋巴细胞等在气道的浸润和聚集,并分泌多种炎性介质和细胞因子。根据介质产生的先后可分为:①快速释放性介质:组胺;②继发产生性介质:前列腺素、白三烯、血小板活化因子等。 肥大细胞可释放组胺、嗜酸性粒细胞趋化因子、中性粒细胞趋化因子、白三烯,其中白三烯是很强的支气管收缩剂,使黏液分泌增多,血管通透性增加。肺泡巨噬细胞释放血栓素、前列腺素、血小板活化因子。各种生长因子促进气道的增殖与重建。粘附分子介导白细胞的迁移。 (三)气道高反应性 表现为气道对各种刺激因子出现过强或过早的收缩反应,是哮喘发展的另一个重要因素。气道炎症是导致气道高反应性的重要机制之一。气道高反应性常有家族聚集倾向,受遗传因素影响,为哮喘患者共同的病理生理特征。 (四)神经机制 支气管受复杂的自主神经支配:支气管平滑肌主要受肾上腺素受体(β2:兴奋时舒张)和胆碱能受体(M3:兴奋时收缩)。哮喘与β肾上腺素受体低下和迷走神经张力亢进有关,并可能有α肾上腺素神经的反应性增加。

树突状细胞的分离纯化与鉴定

树突状细胞的分离纯化与鉴定 自从Stciman首次发现树突状细胞(dendritic cell ,DC) 以来, 人们对DC的认识随着它的分离与纯化技术的改进而逐步深入, 认识的深入又进一步促进了DC分离与纯化技术的提高。现已能够从大多数组织中得到高纯度的、各具特异性的DC。DC的纯化方法包括两大类: (1) 物理方法: ①根据细胞的黏附性进行分离, 有黏附分离法、尼龙毛分离法、羰基碳分离法, 各种淋巴细胞的黏附能力依次为巨噬细胞> DC = 抗体产生细胞> B细胞> T细胞; ②根据细胞的大小比重进行分离, 包括聚蔗糖2泛影葡胺( Ficoll2 Paque) 密度梯度离心、Percoll非连续性/ 连续性密度梯度离心、E花环沉淀分离; (2) 免疫分选: 包括淘洗法( Pan2 ning) 、流式细胞术(fluid cytometry ,FCM) 、磁性细胞分离术 (MACS) 。以下就不同组织DC的分离作一综述。 1 从外周血直接分离DC 首先分离外周血单个核细胞( PBMC) 。常用方法有: (1) Ficoll不连续密度梯度离心, 将人外周抗凝血稀释置于 Ficoll2Paque淋巴细胞分离液上离心, 速度(170 g~1 000 g)和时间(20~45 min) 因各个实验室而异, 分离液与血浆之间的界面层细胞即是PBMC; (2) Percoll连续/ 不连续密度梯度离心: 方法基本与密度梯度离心相同, 可在Ficoll不连续密度梯度离心的基础上进一步纯化DC。玫瑰花沉淀法大体上可将PBMC 分为ER+ 和ER 2细胞,其中ER+ 主要是T细胞。Nijman采用磁珠阴性选择法, 即用与抗CD14、CD15、CD16、CD19、CD56单抗相连的磁珠分别去除ER2细胞中的单核细胞、B 细胞、NK细胞和粒细胞, 所得的“新鲜DC”(f2DC) 纯度经流式细胞术(FACS) 检测达到85 %~90 %。如果将ER2细胞培养36 h再加2次各40 min贴壁培养去除黏附细胞, 将未黏附细胞置于1415 %甲泛葡胺上离心去除B细胞、NK细胞, 可得到90 %~95 %纯度的“培养DC” (c2DC) 。f2DC和c2DC分别具有未成熟 DC和成熟DC的典型特征。 Young的一种方法是用Percoll分离液先分离PBMC中的单核细胞, 或玫瑰花法得到的经短暂培养去除黏附细胞的ER2细胞; 另一种方法是先用玫瑰花节法分离出ER2细胞, 培养36 h去除单核细胞和黏附细胞, 两种方法最后将所得细胞经Percoll密度梯度离心, 高密度部分富含B细胞, 低密度部分DC纯度为40 %~80 %Thomas则用L亮胺酰2L亮胺酸2甲基酯(LLME) 处理ER2细胞以杀死去除单核细胞和有细胞毒作用的细胞, 再经14-15 %

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