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衛(wèi)生毒理學(xué)電子教材-第九章 外來化合物的免疫毒性作用及其試驗(yàn)方法:第一節(jié) 外來化合物對(duì)免疫功能的影響

衛(wèi)生毒理學(xué)電子教材第九章 外來化合物的免疫毒性作用及其試驗(yàn)方法:第一節(jié) 外來化合物對(duì)免疫功能的影響:◎<一、免疫毒理學(xué)概念>◎<二、影響免疫功能的外來化合物>◎<三、外來化合物對(duì)免疫系統(tǒng)作用的特點(diǎn)>◎<四、外來化合物對(duì)免疫功能影響的表現(xiàn)>※<一、免疫毒理學(xué)概念> 免疫毒理學(xué)(immunotoxico1ogy)是毒理學(xué)與免疫學(xué)間的邊緣學(xué)科,也是毒理學(xué)的一個(gè)新分支。它主要研究外來化合物和物理因素對(duì)人和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的不良影響及其機(jī)理。免疫毒理學(xué)是在免疫學(xué)和毒理學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,是一門十分年
< 一、免疫毒理學(xué)概念> 
<二、影響免疫功能的外來化合物>
<三、外來化合物對(duì)免疫系統(tǒng)作用的特點(diǎn)>
< 四、外來化合物對(duì)免疫功能影響的表現(xiàn)>
※< 一、免疫毒理學(xué)概念>

免疫毒理學(xué)(immunotoxico1ogy)是毒理學(xué)與免疫學(xué)間的邊緣學(xué)科,也是毒理學(xué)的一個(gè)新分支。它主要研究外來化合物和物理因素對(duì)人和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的不良影響及其機(jī)理。免疫毒理學(xué)是在免疫學(xué)和毒理學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,是一門十分年輕的學(xué)科。

很多外來化合物、各種化療藥物及物理因素都會(huì)引起免疫功能產(chǎn)生一定的變化,而且這種變化往往在其它毒性癥狀之前發(fā)生。因此研究外來化合物對(duì)免疫功能的影響,一方面可對(duì)它們的毒性作出全面的評(píng)價(jià),另外還可從免疫功能的檢查中尋求外來化合物對(duì)機(jī)體損傷的早期檢測(cè)指標(biāo)。

很多外來化合物是一些小分子的物質(zhì),特別是金屬,它們本身的分子量很小,不能引起免疫應(yīng)答,但在進(jìn)入機(jī)體的過程中能與某種蛋白結(jié)合形成完全抗原;抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。這些化學(xué)物質(zhì)所引起的毒性反應(yīng)并不一定遵循劑量—反應(yīng)關(guān)系。研究外來化合物對(duì)免疫功能的影響,有助于對(duì)其造成損害的臨床表現(xiàn)及病理過程有進(jìn)一步的了解。

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※<二、影響免疫功能的外來化合物>

 許多外來化合物(藥物、食品添加劑)及物理因素(電離輻射、微波、高溫)等,都會(huì)引起免疫功能改變。

1. 具有免疫抑制的外來化合物

(1)多鹵代芳香族:多氯聯(lián)苯(PCB)、多溴聯(lián)苯、四氯二苯對(duì)—二惡英、六氯苯等。

(2)多環(huán)芳烴類:苯蒽、7,12—二甲基苯蒽、三甲基膽蒽、苯并(a)芘等。

(3)有機(jī)氯和有機(jī)磷農(nóng)藥:  DDT、敵百蟲、甲基對(duì)硫磷等。

(4)金屬:、鎘、砷、汞、、銅、甲基汞等。

(5)其它:二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、氯乙烯、苯、苯乙烯等。

2. 引起自身免疫的外來化合物

(1)各種藥物:抗高血壓劑、抗心律失常劑、抗驚厥劑、抗菌劑。

(2)各種金屬:鋰、金、汞、鎘等。

(3)其它化學(xué)物:乙醇、氯乙烯、甲基膽蒽、苯尿噻唑等。

3. 引起過敏反應(yīng)的外來化合物

有抗氧化劑、抗生素(新霉素、先鋒霉素、青霉素等)、 氯胺T、  二異氰酸酯、二氯酚、乙二胺、甲醛、金屬(鉑、鎳、鈹、汞)等。

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※<三、外來化合物對(duì)免疫系統(tǒng)作用的特點(diǎn)>

1.  反應(yīng)的靈敏性

很多外來化合物對(duì)免疫系統(tǒng)造成不良反應(yīng)的劑量往往低于它們的一般毒性作用劑量。如小鼠長(zhǎng)期接觸低劑量的甲基汞、四乙基鉛和砷酸鈉在表現(xiàn)出明顯中毒反應(yīng)之前,卻出現(xiàn)免疫功能改變。又如原蘇聯(lián)學(xué)者研究大氣和水體中化學(xué)污染物的毒性時(shí),發(fā)現(xiàn)許多污染物引起變態(tài)反應(yīng)的濃度比出現(xiàn)一般毒性作用的濃度低若干數(shù)量級(jí)。 

2.反應(yīng)的復(fù)雜性

主要表現(xiàn)在免疫反應(yīng)的雙重性和作用的選擇性。一種外來化合物對(duì)機(jī)體可產(chǎn)生免疫增強(qiáng)或免疫抑制兩種效應(yīng),它取決于化學(xué)物質(zhì)劑量大小、進(jìn)入機(jī)體途徑以及檢測(cè)時(shí)間。如給抗原前給動(dòng)物腹腔注射鎘,可觀察到動(dòng)物抗體生成細(xì)胞(PFC)增加;但在給抗原后2天給鎘,則PFC明顯減少。氨基硫羰基咪唑啉酮在一定劑量下具有免疫抑制作用,但當(dāng)劑量加大時(shí)抑制作用反而不明顯。

很多外來化合物可選擇性地?fù)p傷免疫反應(yīng)的一個(gè)方面或是某個(gè)免疫細(xì)胞的亞類。例如皮質(zhì)類固醇損傷輔助T細(xì)胞,而環(huán)孢菌素對(duì)各類T細(xì)胞均有損傷作用。環(huán)磷酰胺主要對(duì)活化增殖的細(xì)胞有毒性,而且對(duì)B細(xì)胞的毒性比T細(xì)胞大。

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※< 四、外來化合物對(duì)免疫功能影響的表現(xiàn)>

   (一)使免疫功能受到抑制或免疫缺損

   &nb衛(wèi)生資格考試網(wǎng)sp;很多外來化合物可對(duì)機(jī)體的免疫功能產(chǎn)生抑制作用,包括體液免疫功能和細(xì)胞免疫功能,抑制程度取決于接觸的劑量。如苯并(a)芘、多氯聯(lián)苯(PCB)、多溴聯(lián)苯等。

   (二)改變宿主的防御機(jī)制、降低機(jī)體抵抗力

機(jī)體在接觸外來化合物后,可以改變其對(duì)細(xì)菌、病毒、寄生蟲以及可移植腫瘤和自發(fā)腫瘤的抵抗力,通常由于細(xì)胞介導(dǎo)免疫或體液免疫嚴(yán)重抑制而造成宿主對(duì)一些感染因子敏感性增加,抵抗力下降。

如動(dòng)物接觸臭氧、二氧化硫、二氧化氮、光化學(xué)煙霧、汽車廢氣、鉛塵、氧化鎳等外來化合物會(huì)造成肺部防御能力受損,表現(xiàn)在死亡率和殺死細(xì)菌率、細(xì)菌的繁殖及侵入血循環(huán)等方面的變化。

  (三)產(chǎn)生變態(tài)反應(yīng)

變態(tài)反應(yīng)是病理性免疫反應(yīng)。機(jī)體受抗原刺激后,產(chǎn)生異常的體液或細(xì)胞免疫反應(yīng)導(dǎo)致生理功能紊亂或組織損傷,稱為變態(tài)反應(yīng)。

引起變態(tài)反應(yīng)性病變的抗原物質(zhì)稱為變應(yīng)原或過敏原。變應(yīng)原可能是完全抗原,如異種血清蛋白質(zhì)、微生物、霉菌、植物、花粉、皮片、塵螨等;也可是半抗原,即許多分子量較小的外來化合物如三硝基氯苯、氯化苦、鎳和鉑等某些金屬、工業(yè)化學(xué)物氯乙烯等,它們本身沒有抗原性,但當(dāng)它們與某些蛋白質(zhì)結(jié)合后就能起到抗原作用,毒物與蛋白結(jié)合的能力與該物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)中的某些活性基團(tuán)有密切關(guān)系。

化學(xué)物質(zhì)引起的過敏反應(yīng)有以下幾個(gè)特點(diǎn):①反應(yīng)表現(xiàn)不同于該物質(zhì)的一般毒性反應(yīng),組織病變不同于該物質(zhì)的中毒變化,而是變態(tài)反應(yīng)性炎癥;②初次接觸某種化學(xué)物質(zhì)后經(jīng)過1~2周,再次接觸同一物質(zhì),反應(yīng)即可出現(xiàn);③不完全遵循毒理學(xué)的劑量—反應(yīng)規(guī)律,很小的劑量進(jìn)入機(jī)體即可致敏,再接觸小量即可出現(xiàn)癥狀。

根據(jù)過敏反應(yīng)出現(xiàn)的快慢和抗體是否存在,可將變態(tài)反應(yīng)分為四型:一型是抗原進(jìn)入機(jī)體后,反應(yīng)即刻出現(xiàn),稱為速發(fā)型變態(tài)反應(yīng);另一型是抗原進(jìn)入機(jī)體后1~2天反應(yīng)才出現(xiàn),稱為遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng),此種類型反應(yīng)與致敏的淋巴細(xì)胞有關(guān)。另外還有兩個(gè)中間型。

1.第Ⅰ型:速發(fā)型或反應(yīng)素型   Ⅰ型變態(tài)反應(yīng)是IgE介導(dǎo)的變態(tài)反應(yīng)。其發(fā)生過程是當(dāng)過敏體質(zhì)的機(jī)體,初次接觸過敏原后,可產(chǎn)生IgE 抗體,憑籍IgE Fc段,抗體結(jié)合于肥大細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞表面,使機(jī)體產(chǎn)生致敏狀態(tài),可維持半年至數(shù)年。當(dāng)致敏的機(jī)體再次接觸相同的過敏原時(shí),過敏原即與細(xì)胞表面的IgE 結(jié)合,使細(xì)胞脫顆粒,并釋放多種藥理活性物質(zhì),引起毛細(xì)血管擴(kuò)張、通透性增加、腺體分泌增多及平滑肌收縮為特點(diǎn)的病理變化。如果這種作用發(fā)生在支氣管則產(chǎn)生支氣管哮喘;如作用于皮膚可出現(xiàn)紅腫、尋麻疹等;如作用于胃腸道則出現(xiàn)嘔吐腹痛、腹瀉等癥狀。

    引起Ⅰ型變態(tài)反應(yīng)的過敏原很多,除bhskgw.cn/yishi/常見的花粉、霉菌、動(dòng)物皮片、灰塵和食物外,許多化學(xué)物質(zhì)如間苯二酚、甲醛、甲苯二氰酸酯、氯化苦、某些有機(jī)氯的化合物(如六六六、DDT)和鉑鹽、鎳鹽等金屬化合物。

2.第Ⅱ 型:細(xì)胞毒型或溶細(xì)胞型   Ⅱ 型變態(tài)反應(yīng)是抗體(IgG或IgM)引起帶抗原的組織細(xì)胞的損傷或功能障礙。IgG或IgM抗體與機(jī)體細(xì)胞(靶細(xì)胞)表面的抗原結(jié)合,通過活化補(bǔ)體、巨噬細(xì)胞吞噬或K細(xì)胞的抗體依賴細(xì)胞毒作用引起細(xì)胞的破壞死亡。

常見的靶細(xì)胞有紅細(xì)胞、粒細(xì)胞、血小板、腎小球血管基底膜、肝細(xì)胞、皮膚細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞以及一些內(nèi)分泌細(xì)胞等。長(zhǎng)期接觸鉛的工人以及慢性苯中毒患者和苯接觸工人可發(fā)生溶血性貧血、白細(xì)胞減少癥或血小板減少性紫癜。

 3.第Ⅲ型:免疫復(fù)合物型   Ⅲ型變態(tài)反應(yīng)是由于抗原抗體復(fù)合物在組織中沉積而引起的炎癥反應(yīng)。炎癥反應(yīng)涉及補(bǔ)體的活化和嗜中性粒細(xì)胞的浸潤(rùn),釋放出許多水解酶并造成組織損傷。

目前有資料表明,一些毒物如汞、鉛、鉍、鈾、金等化合物可使腎細(xì)胞發(fā)生改變,引起免疫反應(yīng),造成過敏性腎病綜合征。接觸高濃度氯乙烯工人也可以產(chǎn)生免疫復(fù)合物,這些免疫復(fù)合物可能是氯乙烯產(chǎn)生毒性反應(yīng)的機(jī)理。

有些超敏性肺炎如“農(nóng)民肺”也屬于這一類型;颊咚劳龊蠓谓M織免疫熒光研究表明,有免疫球蛋白的沉積和補(bǔ)體的沉積,因此可被視為免疫復(fù)合物病。根據(jù)不同的工作種類和不同的有機(jī)粉塵尚可發(fā)生一系列類似的肺部疾患,如“蔗糖肺” 、“蘑菇工人肺” 、“麥芽工人肺” 、“紙漿工人肺”等。臨床表現(xiàn)為咳喘,主要在小支氣管肺泡壁形成免疫復(fù)合物,吞噬細(xì)胞對(duì)復(fù)合物吞噬并有水解酶釋出,引起組織水腫、出血、壞死,形成肉芽腫。

4.第Ⅳ型:遲發(fā)型或細(xì)胞免疫型   Ⅳ型變態(tài)反應(yīng)是由免疫的TD細(xì)胞與特異抗原的反應(yīng)而引起組織損傷。表面具有特異性受體的致敏淋巴細(xì)胞再次與抗原相遇,引起細(xì)胞增殖,并釋放淋巴因子,吸引和激活非特異性的巨噬細(xì)胞。由于細(xì)胞的增殖和浸潤(rùn),可誘發(fā)遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)。

有許多化學(xué)物質(zhì)引起的遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng),表現(xiàn)為接觸性皮炎濕疹,這類職業(yè)性皮炎約占整個(gè)職業(yè)性皮炎的60%。引起這類皮膚病的化學(xué)物質(zhì)有鎳、鉻、砷、汞、松節(jié)油、潤(rùn)滑油、硝基萘及苯胺染料、甲醛、鞣酸、二硝基氯苯、重鉻酸鹽、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等。

這類皮炎發(fā)生的機(jī)理是這些化學(xué)物質(zhì)與表皮角質(zhì)蛋白結(jié)合后,皮膚脂質(zhì)作佐劑,使T淋巴細(xì)胞母細(xì)胞化,并在淋巴結(jié)和脾臟中增殖,這些致敏的淋巴細(xì)胞再回到血循環(huán)中,當(dāng)再次接觸相同致敏原,經(jīng)過24小時(shí)后,可發(fā)生急性皮炎,48至96小時(shí)達(dá)到高峰。臨床表現(xiàn)為局部皮膚發(fā)紅、出現(xiàn)硬結(jié)和水泡。轉(zhuǎn)為慢性時(shí),局部出現(xiàn)濕疹及明顯的苔癬樣變。

鈹病可出現(xiàn)慢性肺部肉芽腫、間質(zhì)性肺炎、過敏性皮炎。接觸少量鈹即可發(fā)病,其臨床表現(xiàn)與劑量無明顯關(guān)系。鈹中毒時(shí)可見血清丙種球蛋白含量增高,皮膚斑貼試驗(yàn)陽性,說明發(fā)生了遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)。

(四)產(chǎn)生自身免疫反應(yīng)

 自身免疫是指機(jī)體對(duì)自身組織成分或細(xì)胞抗原失去免疫耐受性,導(dǎo)致自身免疫效應(yīng)細(xì)胞和/或自身抗體產(chǎn)生,并造成自身損傷的病理過程。自身免疫病理反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)導(dǎo)致的疾病,即自身免疫病。自身免疫病的本質(zhì)屬于超敏反應(yīng),與超敏反應(yīng)的區(qū)別在于誘發(fā)自身免疫病的抗原來源于自身細(xì)胞或組織,并有明顯的遺傳傾向。

關(guān)于外來化合物引起自身免疫反應(yīng)和自身免疾病,其基本病理特征為化學(xué)物質(zhì)作為自身抗原,刺激機(jī)體免疫活性細(xì)胞,特別是輔助T細(xì)胞,進(jìn)而激活B細(xì)胞,產(chǎn)生一種或多種抗自身抗體,與靶部位的自身抗原結(jié)合,形成抗原抗體復(fù)合物,導(dǎo)致相應(yīng)的組織或器官發(fā)生結(jié)構(gòu)改變和功能障礙。如氯化汞引起的自身免疫性腎炎,可見染毒鼠血清IgE 和IgG濃度顯著升高,T細(xì)胞依賴性淋巴結(jié)(PLN)明顯增大,脾臟 IgG 分泌細(xì)胞增多,血清抗核抗體(ANA)、抗DNA抗體和抗腎小球基底膜(GBM)抗體陽性,病理切片可見腎小球基底膜和外周血管有線狀或顆粒狀免疫復(fù)合物沉積。

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