第一篇 临床过敏疾病学总论
第一章 过敏性疾病的基本病理与病理生理
第一节 对过敏反应及其相关术语的一点认识
一、变态反应和超敏反应
1906年,Von Piguet提出了 “allergy” 一词。其概念为机体对抗原刺激产生的一种“改 变了反应性”的状态。这种状态可能是保护性的,即产生了免疫力(immunity);也可能 是破坏性的,即产生了超敏反应(hypersensitivity或supersensitivity)。因此,我们的前辈 将“allergy”翻译为变态反应。
现在,allergy —词已经被许多人用为“超敏反应”的同义词,用来描述“免疫系统” 对外源性抗原或过敏原性物质产生的超常反应。这是不正确的。因为“免疫系统”的作用 是产生免疫力,而超敏反应也可由自身抗原所诱发,如自身免疫性甲状腺炎。这种混淆 的主要原因是没有将“变态反应”和“变态反应性疾病”的概念搞清。如果将“变态反应” 维持Von Piguet的原意,而将“超敏反应”用作“变态反应性疾病”的同义词,这些概念 问题就澄清了(Kay 2001)。
二、allergy和过敏反应
目前,allergy —词常被用作免疫球蛋白E介导的超敏反应(IgE-mediated hypersen- sitivity)的同义词,而IgE介导的超敏反应在国内大致上相当于人们常说的过敏反应,即 I型,速发型超敏反应。从这个意义上讲,变态反应一词随着科学的发展已经逐渐失去 了它本身的含义,理应由免疫力、超敏反应、过敏反应所代替,包括以下几个方面。
1)机体对各种抗原的刺激产生的对自身有利的保护性反应称为免疫力。
2)机体对各种抗原的刺激产生的破坏性免疫反应称为超敏反应,而由超敏反应所引 起的疾病称为超敏性疾病。
3)机体对各种过敏原的刺激产生的破坏性免疫反应称为过敏反应(I型,速发型超 敏反应),而由过敏反应所引起的疾病称为过敏性疾病。其主要包括过敏性鼻炎、过敏性 哮喘、过敏性皮炎、过敏性结膜炎、重症过敏、食物和药物过敏反应等。
由于各型超敏反应的发生机制不同,这样的分类便于人们对这些疾病的理解。
三、伪过敏反应和类过敏反应
(一)伪过敏反应
伪过敏反应(pseudo-allergic reaction)是指某些物质既非抗原也非半抗原,进入人体后可不经过潜伏期、无抗原-抗体结合过程、直接刺激肥大细胞/嗜碱性粒细胞或激活 补体系统间接引起细胞释放生物活性介质,迅速出现与I型超敏反应相同的临床表现。 不同研究发现,该反应发生率从0.1%至75%不等,远高于I型超敏反应(Bemardini et al. 2001)。其主要作用于皮肤、心血管系统、呼吸系统和胃肠系统,引起相应的症状和 病理改变(Ring et al. 2004),如红斑、荨麻瘆、水肿、低血压、循环衰竭、呼吸困难、 喉痉挛、恶心、呕吐和腹痛等。上述症状可在给药时即刻发生,也可延长至几小时后出 现。症状的多少、程度和持续时间取决于反应的范围及其严重程度,轻者只有表皮反应, 持续数小时后缓解,重者可发生休克甚至心跳停止。该临床征象非免疫介导,发病机制 中无免疫致敏过程(Ring et al. 2010)。
(二)类过敏反应
类过敏反应(allergy-like reaction)由某些能直接刺激肥大细胞/嗜碱性粒细胞脱颗粒 的物质引起。例如,尼古丁和乙醇能诱发肥大细胞脱颗粒,从而加重胃黏膜损伤(Wong and Ogle 1995);补体C3a能通过诱导肥大细胞脱颗粒增加气道平滑肌收缩(Thangam et al. 2005)。此外,某些药物成分如可待因能在30 min内激活人肥大细胞(Sheen et al. 2007),有机化合物如钙离子载体(calcium ionophore)能在6 min内激活肥大细胞(He et al. 1998)和嗜碱性粒细胞(Gibbs et al. 2002) ; iV-formyl-Met-Leu-Phe (N-甲酰甲硫氨酰- 亮氨酰-苯丙氨酸,fMLP)也能高效地激活嗜碱性粒细胞(Gibbs et al. 2002),导致机体 出现类似于过敏的反应,即类过敏反应。由于这类反应是非IgE介导的,因此按照目前 对过敏反应的概念不能称其为过敏反应。
近年来,应用较多的伪过敏反应与类过敏反应虽然命名不同,但意义相近,实为 同一概念(Bernardini et al. 2001 ; Idee et al. 2005)。类过敏反应和I型超敏反应均与肥大 细胞或嗜碱性粒细胞脱颗粒释放组胺等生物活性介质有关,但两者的发生机制不同。食 品、添加剂及药物是类过敏反应的主要诱因,其诊断特征为机体对可疑物质缺少特异性 的IgE反应,患者血清IgE浓度不升高,其治疗类似于对过敏性疾病的治疗(抗组胺药物、 类固醇、P2受体激动剂、肾上腺素)(Bernardini et al. 2001)。需注意,与过敏反应不同 的是,皮试(skin test)或体外过敏诊断无法检测出该反应(Bernardini et al. 2001),因此 对病史的了解及进行激发试验非常重要,常用的检测指标有过敏原诱导的嗜碱性粒细胞 激发试验、肥大细胞脱颗粒试验、肥大细胞释放的活性物质测定、补体总活性与补体C3 和C4测定、血清IgE测定等。
四、特应性
特应性(atopy) —词派生于希腊文字atopia (奇怪)。Caca和Cooke于1923年首次用此词来描述一种对普通过敏原产生速发型超敏反应的倾向。特应性体质仅存在于某些 敏感人群中,其他人则无此体质。具有特应性体质的人体内IgE水平比其他人明显增高, 目前认为这可能与遗传有关。
现在,国际上尚缺乏公认的对特应性的精确定义和识别特应性的方法。英国大部分 医师应用这一术语来描述所有在皮肤划痕试验时对常见空气中的过敏原产生阳性瘆块和 皮肤潮红,而不管他们是否有临床症状。其他人则认为,特应性者应当被定义为那些有 明显特异反应性相关疾病(如过敏性鼻炎、支气管哮喘或特应性皮炎)的患者。事实上, 下列情况使特应性的定义变得更加复杂化,首先,患上述疾病的患者的皮试结果可以呈 阴性,血清IgE抗体浓度可以在正常范围内(如内源性支气管哮喘);其次,血清中特异 性IgE抗体的水平与疾病(如特应性皮炎)过程之间可以无明确关系;再次,据估计每个 人都可能在任何一次被蠕虫感染时产生抗原特异性IgE*后,很多对蜜蜂和黄蜂毒素产 生IgE介导的过敏反应的患者为非特应性,即对常见环境过敏原提取物的皮试为阴性。
(何韶衡)
第二节 过敏性疾病对人类的危害
过敏性疾病是人类重大疾病之一。其患病率目前估计占世界人口的30%以上,而且 正以每年大于1%的速度增加,以儿童患者的患病率上升*为明显。世界变态反应组织 对30个国家过敏性疾病的流行病学调查结果显示:在这些国家的总人口中,22%的人患 有过敏性疾病,如过敏性鼻炎、哮喘、结膜炎、湿瘆、食物过敏、药物过敏等。美国约 有四五千万人有过敏问题,其中3950万人患有季节性过敏性鼻炎。据世界卫生组织估计, 全球约有3亿哮喘患者,其中50%来自发展中国家,并呈逐年上升趋势,每年有超过18 万人死于哮喘,大约有4亿人患有过敏性鼻炎(Pawankar et al. 2012)。在过去的几十年, 过敏性疾病的发生率在全球有显著和迅速的增加趋势,西方国家比发展中国家多,城市 比农村地区多。研究还表明,过敏性疾病多发生在移居到西方的移民中,西化进程可影 响过敏性疾病的发生率。1994~2000年,在意大利米兰的一家医院接受治疗的非欧洲人 移民中,有84%在到欧洲之前从来没有过过敏症状(Tedeschi et al. 2003)。英国的一项关 于移民的数据研究揭露了一个重要的暴露史:在5岁前移民到英国的南亚人比5岁之后移 民的哮喘患病率高(16% vs 6.5%) (Kuehni et al. 2007)。随着生活水平的提高和环境的改 善,近年来我国过敏性疾病的发生率也有明显上升的趋势(陈萍,2000)。以过敏性哮喘 (哮喘)为例,我国曾做过三次大规模的哮喘患病率调查,结果发现,儿童哮喘的患病 率以每年50%的速度在增加。英国现有520万哮喘患者:110万儿童(占儿童总人口的 1/10)和410万成人(占成人总人口的1/12)中,平均每年有1400人死于哮喘。根据美国 健康调查统计报告,2002年,美国约有3080万哮喘患者:2190万成人和890万0~17 岁的少年儿童。美国每年因哮喘住院的人数近50万(Mehal et al. 2014)。2004年世界哮 喘日主题报告“哮喘的全球负担”(Global Burden of Asthma Report )指出,在过去的20 年内,哮喘的患病率在亚太地区的一些国家中上升了近5倍,值得关注。近年来我国对 全国的大规模调查结果显示,儿童哮喘患病率比10年前明显增加,仅小儿哮喘患者就 达1000万之多,其中过敏为主要诱因(全国儿童哮喘防治协作组2003)。我国主要城市 儿童哮喘的患病率为3.02%,较10年前上升了 52.8% (全国儿科哮喘协作组和中国疾病 预防控制中心环境与健康相关产品安全所2013)。在大多数工业国家,哮喘患者的数量 大大增加,哮喘患病率高达10%~15% (Tsukagoshi et al. 2013)。全球哮喘的患病率为 15%~20% (Moraes et al. 2018)。一项涉及全球56个国家的国际儿童哮喘和过敏性疾病研究(International Study of Asthma and Allergies in Childhood, ISAAC)发现,在患病率较高的西方国家,先前的增长已经达到了一个稳定的水平,而在包括拉丁美洲在内的 中度至重度症状患病率的国家,患病率还在继续增长,之前患病率较低的国家(如我国), 患病率也有一定程度的增加(Asher et al. 2006)。2007年5月召开的有40多个国家参加 的哮喘日会议报道,全球有近3亿人受哮喘的危害,因此必须引起全球的重视和开展广 泛的合作。此外,与癌症和心脑血管疾病不同,哮喘对人类社会和经济的影响是不能简 单地以其死亡率来衡量的,而是要从这种疾病的发作频度来衡量其给人类造成的经济负 担。由于哮喘多发生在年轻人群中,其对人类社会和经济的影响就更严重。世界卫生组 织认为,过敏性疾病造成的社会负担超过了艾滋病与肺结核的总和,而仅以英国的哮喘 为例,经济负担就超过了每年88.9亿英镑。全球仅抗变态反应(过敏)药物这一项支出 估计超过80亿美元。正是由于认识到这种疾病的危害性和潜在的巨大市场,世界各发达 国家均对此类疾病的研究加大了投资,如欧洲共同体公布了在2003~2006年的FP6计 划中仅对食物过敏一项就投入了约20亿欧元的研究经费。
如何解释这种快速增长的趋势呢?除遗传因素外,环境因子在此起着主要作用。“卫 生学假说”认为,在幼年接触各类有害抗原可以帮助其防止过敏和自体免疫疾病的发生, 20世纪大规模卫生条件的改进及疫苗的开发与抗生素的发展直接导致了过敏反应的增加 (Oboki et al. 2008; Lambrecht and Hammad 2017)。另外,接触尘螨(地毺、空调的使用) 的机会增加也是一个诱因。
(何韶衡 张慧云)
第三节 过敏性疾病的基本病理过程
机体对各种过敏原的刺激产生的破坏性免疫反应为过敏反应,即I型超敏反应,又 称速发型超敏反应(immediate hypersensitivity)或过敏症(anaphylaxis),而由过敏反应所 引起的疾病为过敏性疾病。传统的观点认为,过敏反应是IgE依赖性免疫反应。当过敏 原进入气道后,即被抗原递呈细
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