參與炎癥應(yīng)答的細(xì)胞都可稱作炎癥細(xì)胞(inflammatorycell);其中有些是組織固定細(xì)胞,例如巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等;有些是循環(huán)細(xì)胞,例如淋巴細(xì)胞、粒細(xì)胞和血小板等。淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞雖然是免疫炎癥的中心細(xì)胞,但已在第四章詳細(xì)敘述;本節(jié)主要介紹其他炎癥細(xì)胞。
中性粒細(xì)胞(neutrophil)來源于骨髓,形成特征是具有分葉形或桿狀的核,胞漿內(nèi)含有大量既不嗜堿也不嗜酸的中性細(xì)顆粒。這些顆粒多是溶酶體,內(nèi)含髓過氧化酶、溶菌酶、堿性磷酸酶和酸性水解酶等豐富的酶類,與細(xì)胞的吞噬和消化功能有關(guān)。
中性粒細(xì)胞在血液中占白細(xì)胞總數(shù)的60%~70%,而在骨髓儲庫中約100倍于血液中的數(shù)量;中性粒細(xì)胞是短壽的終末細(xì)胞,釋放骨髓后在血流中僅數(shù)小時便移血管外,并在1~2天內(nèi)凋亡;因此骨髓造血能力的60%左右用來維持中性粒細(xì)胞的數(shù)量平衡。
中性粒細(xì)胞表面表達(dá)IgGFc受體,多是中親和力的FcγRⅡ和低親和力的FcγRⅢ,有時受細(xì)胞因子的誘導(dǎo)也可表達(dá)高親和力的FcRⅠ;還表達(dá)補體片段C3b和C4b以及某些特殊因子的受體。表面受體與相應(yīng)配體作用后,可以活化中性粒細(xì)胞某方面的特殊功能。
1.趨化運動活性中性粒細(xì)胞受到某些化學(xué)因子的作用以后,可以朝因子源方向移動,這種現(xiàn)象稱為趨化作用(chemotaxis),該化學(xué)物質(zhì)稱為趨化因子(chemotacticfactor)。中性粒細(xì)胞的趨化因子有兩類:一是自身組織損傷釋放的因子,例如膠原和纖維蛋白片段、補體活化產(chǎn)物及免疫細(xì)胞因子等;另一是微生物來源的含有N-早酰蛋氨酸殘基的多肽。
受趨化因子作用后,中性粒細(xì)胞表面的L-選擇素(selectin)數(shù)量增加,血管內(nèi)皮細(xì)胞開始表達(dá)P-或E-選擇素;這兩類選擇素結(jié)合可使細(xì)胞貼向血管壁,稱為著邊作用(margination);這時中性粒細(xì)胞迅速表達(dá)整合素(intergrin),例如MAC-1和LFA-1等,與內(nèi)皮細(xì)胞的配體結(jié)合可使中性粒細(xì)胞變扁,緊密粘貼內(nèi)皮細(xì)胞;繼而中性粒細(xì)胞變形移出血管外,以阿米巴運動的方式向趨化源移動。這種過程多發(fā)生在毛細(xì)血管微靜脈血流緩慢處。
2.吞噬殺傷效應(yīng)到達(dá)損傷感染部位后,中性粒細(xì)胞可對細(xì)菌、細(xì)胞碎片或其他顆粒表現(xiàn)活躍的吞噬作用;但如合識別這些目標(biāo)尚不明了,可能與被吞噬物表面的親水性有關(guān)。吞入的方式有以下幾種:①吞噬作用(phagocytosis),這是捕獲大型顆粒抗原的主要方式,例如對同種細(xì)胞、細(xì)菌等微生物,都可以吞噬,吞噬后在胞漿內(nèi)形成吞噬體;②胞飲作用(pinocytosis),與吞噬作用相似,只是針對微小顆粒;胞飲后在胞漿內(nèi)形成吞飲小泡;③受體介導(dǎo)的內(nèi)攝作用(receptormediatedendocytosis),可借助細(xì)胞表面的某些受體連接被吞噬物;例如對那些結(jié)合有IgG或補體片段的抗原顆粒,中性粒細(xì)胞可通過其表面受體增強吞噬活性,這種現(xiàn)象稱為吞噬調(diào)理作用(opsnization)。
顆粒被吞入后,由細(xì)胞膜將其包繞形成一個吞噬體,吞噬體與溶酶體融合形成吞噬溶酶體(phagolysosome),這時溶酶體酶就會活化,通過一系列的代謝機(jī)制將吞入的微生物殺死并進(jìn)行降解。完成這一過程后細(xì)胞本身也衰老死亡。
3.抗感染和應(yīng)用激作用當(dāng)機(jī)體遭受急性損傷或休膿性細(xì)菌感染時,會有大量的中性粒細(xì)胞向受體部位集中;同時骨髓的儲備庫釋放和造血功能增強;機(jī)體表現(xiàn)為外周血中性粒細(xì)胞顯著增加;局部死亡的白細(xì)胞和受累細(xì)胞液化形成膿汁。
中性粒細(xì)胞以其龐大的數(shù)量和迅速的行動發(fā)揮抗感染和創(chuàng)傷修復(fù)的作用,當(dāng)中性粒細(xì)胞缺陷時,機(jī)體容易發(fā)生化膿菌感染和創(chuàng)傷修復(fù)緩慢。
圖8-1中性粒細(xì)胞趨化作用和吞噬作用示意圖
上圖:趨化著邊作用;下圖:吞噬消化作用
肥大細(xì)胞(mastcell)和嗜堿性粒細(xì)胞(basophil)雖在來源、性質(zhì)和分布方面都m.52667788.cn/sanji/不相同,但它們在表面特征和活性方面非常相似,都是IgE介導(dǎo)型炎癥的主要效應(yīng)細(xì)胞。
(一)肥大細(xì)胞
肥大細(xì)胞的形態(tài)呈多樣性,通常為圓形或者橢圓形,直徑大約10~15μm,表面有許多放射狀突起;細(xì)胞核呈圓形,位于細(xì)胞中央;胞漿內(nèi)充滿很多特異性顆粒,用堿性染料(如甲苯胺藍(lán))染色時呈紫紅色。顆料內(nèi)含有大量的組胺、肝素、TNFα和其他炎癥介質(zhì),還含有超氧化岐化酶、過氧化物酶和許多酸性水解酶等。
肥大細(xì)胞來源于骨髓干細(xì)胞,在祖細(xì)胞時期便遷移至外周組織中,就地發(fā)育成熟。肥大細(xì)胞在全身各處沿神經(jīng)和血管附近分布,尤其多見于結(jié)締組織和粘膜中。粘膜中的肥大細(xì)胞成熟與胸腺的誘導(dǎo)相關(guān),顆粒中含組胺較少;結(jié)締組織中的肥大細(xì)胞是胸腺非依賴性的,顆粒中含有大量的組胺。
肥大細(xì)胞的突出特點是表面有大量的高親和性IgE受體(FcεRⅠ)。FcεRⅠ含有4條多肽鏈(α、β、2γ),暴露于細(xì)胞外的是鏈,與IgE的Fc有較強的結(jié)合力;兩條鏈伸向胞漿內(nèi)部,在結(jié)構(gòu)和功能上都象CD3分子的ζ鏈;β鏈在細(xì)胞膜中將α和γ連接起來。通過FcR,肥大細(xì)胞可從循環(huán)中吸附大量的IgE分子在細(xì)胞表面,作為相應(yīng)抗原的特異性受體。
(二)嗜堿性粒細(xì)胞
嗜堿性粒細(xì)胞是外周血顆粒性白的一個類型。細(xì)胞呈圓形,直徑約5~7μm,在粒細(xì)胞中形態(tài)較小,細(xì)胞數(shù)也少,約占血中有核細(xì)胞總數(shù)的1%。嗜堿性粒細(xì)胞在骨髓內(nèi)發(fā)育成熟,成熟細(xì)胞存在于血液中,只有在發(fā)生炎癥時受趨化因子誘導(dǎo)才遷移出血管外。
嗜堿性粒細(xì)胞與肥大有許多相同的特性,例如胞漿內(nèi)含有豐富的嗜堿性顆粒,細(xì)胞表面表達(dá)FcRⅠ,與抗原結(jié)合后可使細(xì)胞活化,釋放顆粒和炎癥介質(zhì)等。兩種細(xì)胞的比較見表8-1。
表8-1肥大細(xì)胞與嗜堿性粒細(xì)胞特性比較
肥大細(xì)胞 | 堿性粒細(xì)胞 | |
細(xì)胞直徑 | 10~15μm | 5~7μm |
細(xì)胞核 | 圓形或卵圓形 | 兩葉或多葉 |
細(xì)胞外形 | 光滑有窄突起 | 偶有短寬突起 |
主要分布 | 粘膜和結(jié)締組織 | 血液 |
細(xì)胞壽命 | 數(shù)周~數(shù)月 | 數(shù)日 |
增殖能力 | 增殖 | 不增殖 |
顆粒顆粒內(nèi)含物 | 組胺、肝素、硫酸軟骨素、中蛋性白酶 | 組胺、硫酸軟骨素、中性蛋白酶 |
釋放介質(zhì) | TNFα、PAF、LTC4、PGD2 | LTC4、TNFα |
嗜酸性粒細(xì)胞(eosinophil)是直徑約10~15μm的圓形細(xì)胞,因其富含嗜酸性顆粒而得名。細(xì)胞的嗜酸性顆粒中含有多種酶類,如過氧化物酶、酸性磷酸酶、組胺酶、芳基硫酸酯酶、磷脂酶D、血纖維蛋白溶酶等;還含有較多的堿性組蛋白,因此使顆粒呈嗜酸性。嗜酸性粒細(xì)胞來源于骨髓,愛GM-CSF、IL-2和IL-3的誘導(dǎo)發(fā)育成熟。該細(xì)胞的壽命很短,在骨髓有2~6天的成熟期,在循環(huán)中的半壽期約6~12h,在結(jié)締組織中可存活數(shù)日。
血循環(huán)中的嗜酸性粒細(xì)胞約占白細(xì)胞總數(shù)的3%,但這個數(shù)字只占嗜酸性粒細(xì)胞總數(shù)的一小部分。估計在骨髓和其他結(jié)締組織中的成熟嗜酸性粒細(xì)胞約200倍和500倍于循環(huán)中的同類細(xì)胞。IgE型超敏反應(yīng)和寄生蟲病時嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量增多;并且可受趨化因子的作用向局部組織中集聚。
嗜酸性粒細(xì)胞表達(dá)低親和性IgE受體FcεRⅡ,在正常血清IgE水平時有與IgE結(jié)合;約10%~30%的細(xì)胞表達(dá)FcγRⅢ或FcγRⅡ(表8-2);約40%50%的細(xì)胞表達(dá)補體受體。這些受體與帶相應(yīng)配體的抗原結(jié)合可使細(xì)胞活化,GM-CSF、IL-1、IL-2、IL-5和TNFα等細(xì)胞因子也可使細(xì)胞直接活化。活化的嗜酸性粒細(xì)胞主要表現(xiàn)下列生物活性:
表8-2炎癥細(xì)胞的免疫球蛋白受體
受體 | 中性粒細(xì)胞 | 單核細(xì)胞 | 肥大細(xì)胞 | 嗜堿粒性細(xì)胞 | 嗜酸性粒細(xì)胞 | 血小板 |
IgG | ||||||
IgG1 | + | + | - | ? | + | + |
IgG2 | + | + | - | - | ? | + |
IgG3 | + | + | - | - | ? | + |
IgG4 | + | + | - | - | ? | + |
IgM | - | - | - | - | - | - |
IgA | + | + | - | - | ? | - |
IgD | - | - | - | - | + | - |
IgE | - | + | + | + | + | + |
FcRⅠ | - | - | + | + | - | - |
FcRⅡ | - | + | ? | ? | + | + |
1.趨化與吞噬作用嗜酸性粒細(xì)胞的趨化因子包括過敏反應(yīng)中產(chǎn)生的ECF-A、補體活化過程中產(chǎn)生的ECF-C和T細(xì)胞來源的ECF-L等;受趨化因子作用后,嗜酸性粒細(xì)胞在體外對細(xì)菌、真菌和抗原抗體復(fù)合物等的吞噬能力已經(jīng)得到證明,但在體內(nèi)的吞噬作用尚需更確實的證據(jù)。
2.過敏反應(yīng)調(diào)節(jié)作用嗜酸性粒細(xì)胞參與IgE型超敏反應(yīng)的調(diào)節(jié)作用。當(dāng)肥大細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞的表面IgE與相應(yīng)抗原結(jié)合誘發(fā)過敏反應(yīng)時,會產(chǎn)生ECF-A吸引嗜酸性粒細(xì)胞聚集,并釋放組胺酶分解組胺,釋放芳基硫酸酯酶分解白三烯,消除過度的炎癥反應(yīng)。這樣,嗜酸性粒細(xì)胞與肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞之間形成一個反饋的調(diào)節(jié)機(jī)制,在過敏反應(yīng)強烈時嗜酸性粒細(xì)胞的這種調(diào)節(jié)作用更加明顯。
3.對寄生蟲感染的應(yīng)答機(jī)體受寄生蟲感染后,可產(chǎn)生相應(yīng)的抗體,抗體與抗原結(jié)合可激活補體,形成ECF-C;另一方面,寄生蟲抗原又使T細(xì)胞致敏,產(chǎn)生ECF-L。這些趨化因子可吸引許多嗜酸性粒細(xì)胞到寄生蟲感染部位,并釋放過氧酶等物質(zhì),對寄生蟲發(fā)揮毒性殺傷作用。
4.纖維蛋白溶解作用嗜酸性粒細(xì)胞能釋放纖維蛋白溶酶;還可釋放磷脂酶D,分解能引起血栓形成的血小板激活因子;因此,嗜酸性粒細(xì)胞參與防止血管內(nèi)凝血,消除已形成的纖維蛋白。
血小板(platelet)是骨髓內(nèi)巨核細(xì)胞脫離的細(xì)胞質(zhì)片段,形狀不規(guī)則,內(nèi)含三種類型的顆粒(致密顆粒、α顆粒和溶酶體顆粒)。血小板在血液中的平均壽命約10天,其主要功能是使血液凝固;也能夠生成、儲存和釋放生物活性介質(zhì),如在花生四烯酸代謝產(chǎn)物(PGG2、PGH2和促血栓素A2)、生長因子、生物活性胺及中性和酸性水解酶等。
血小板表面有IgGFc受體,也有低親和性IgEFc受體(FcεRⅡ)。FcεRⅡ可使血小板與IgE包被的寄生蟲結(jié)合,并釋放細(xì)胞毒性產(chǎn)物,例如過氧化氫或其他氧化代謝產(chǎn)物;抗原與IgE結(jié)合也可通過FcεRⅡ誘導(dǎo)血小板激活因子生成。
內(nèi)皮細(xì)胞(endothelialcell)通過促進(jìn)和調(diào)節(jié)循環(huán)的炎癥細(xì)胞而參與炎癥應(yīng)答。內(nèi)皮細(xì)胞可以受細(xì)胞因子(如ILm.52667788.cn/yishi/-1、IFNγ、TNF)或其他免疫應(yīng)答主物的作用而活化,增加對單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和其他循環(huán)細(xì)胞的粘附作用;活化的內(nèi)皮細(xì)胞有時表達(dá)MHCⅡ類分子,表現(xiàn)原遞呈功能;也可分泌IL-1和GM-CSF,調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答。