一、Ⅰ型超敏反应的发生机制
(一)参与反应的物质
1.变应原 变应原是指能够选择性诱导机体产生特异性IgE抗体的免疫应答,引起速发型超敏反应的抗原物质。临床常见的变应原有:①某些药物或化学物质,如青霉素、普鲁卡因、有机碘化合物等;②吸入性变应原,如花粉颗粒、尘螨及排泄物、真菌菌丝及孢子、昆虫毒液、动物皮毛等;③食入性变应原,如奶、蛋、鱼虾、蟹贝等食物蛋白或部分肽类物质;④异种动物免疫血清,如人工制备的抗毒素等。
2.抗体 正常人血清中的 IgE抗体含量很低,而在发生Ⅰ型超敏反应的患者体内,IgE抗体的含量则显著增高。IgE为亲细胞抗体,可通过其Fc段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的IgEFc受体(FcεRI)结合。
3.细胞 参与Ⅰ型超敏反应的效应细胞主要为肥大细胞和嗜碱性粒细胞,两种细胞表面均表达有高亲和力的FcεRI,胞质中含有嗜碱性颗粒,能释放或介导合成生物活性介质。
另外,嗜酸性粒细胞在Ⅰ型超敏反应中发挥负反馈调节作用。肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱颗粒,所释放的嗜酸性粒细胞趋化因子,引起嗜酸性粒细胞局部聚集。嗜酸性粒细胞可直接吞噬破坏肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱出的颗粒,也可通过释放酶类灭活生物活性介质,从而下调Ⅰ型超敏反应。某些因子如IL-5、CC亚家族趋化性细胞因子(如MCP-3)等可与嗜酸性粒细胞表面的相应受体结合,使嗜酸性粒细胞活化表达FcεRI,引发脱颗粒,参与Ⅰ型超敏反应晚期相的形成和维持。
4.生物活性介质 生物活性介质包括两类。①细胞内预存的介质:主要是组胺和激肽原酶,前者可使小血管扩张、血管壁通透性增加;平滑肌收缩;腺体分泌增加。后者可作用于血浆中的激肽原使之生成具有生物活性的激肽,刺激平滑肌收缩,使支气管痉挛;使毛细血管扩张,通透性增强;吸引嗜酸性粒细胞、中性粒细胞等向局部趋化。②新合成介质:是引起晚期相反应的主要介质,主要有白三烯(LTs)、前列腺素D2(PGD2)和血小板活化因子(PAF)。LTs能使支气管平滑肌强烈而持久地收缩,也可使毛细血管扩张、通透性增强和促进黏膜腺体分泌增加。PGD2的主要作用是刺激支气管平滑肌收缩,使血管扩张和通透性增加。PAF可凝聚和活化血小板使之释放组胺、5-羟色胺等血管活性胺类物质。
(二)发生过程
Ⅰ型超敏反应的发生过程分为3个阶段,即致敏阶段、发敏阶段和效应阶段(图11-1)。
图11-1 Ⅰ型超敏反应的发生机制
1.致敏阶段 变应原初次进入机体,诱导特异性B细胞产生IgE类抗体。IgE以其Fc段与肥大细胞或嗜碱性粒细胞表面相应的FcεRI结合,而使机体处于对该变应原的致敏状态。通常致敏状态可维持数月甚至更长时间,如长期不接触相应变应原,致敏状态可逐渐消失。
2.发敏阶段 处于致敏状态的机体再次接触相同变应原时,变应原与致敏的肥大细胞或致敏的嗜碱性粒细胞表面的IgE抗体特异性结合,使细胞活化脱颗粒,释放与合成活性介质。
3.效应阶段 活化细胞释放的生物活性介质作用于效应组织和器官引起损伤。根据效应发生的快慢和持续时间的长短,可分为即刻相反应和晚期相反应两种类型。
(1)即刻相反应 通常在接触变应原后数秒钟内发生,可持续数小时。该种反应主要由组胺等引起。
(2)晚期相反应 通常在接触变应原后6~12 h发生,可持续数天或更长时间。该种反应主要是由新合成的脂类介质如LTS、PAF等引起的。此外嗜酸性粒细胞及其产生的酶类物质和脂类介质,对晚期反应的形成和维持也起一定的作用。
(三)特点
Ⅰ型超敏反应的主要特点是:①发生快,消退亦快;②由IgE抗体介导;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背景。
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