造血系統

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造血系統是指機體內製造血液的整個系統,由造血器官和造血細胞組成。主要包括卵黃囊肝臟、脾、腎、胸腺淋巴結和骨髓。正常人體血細胞是在骨髓及淋巴組織生成。 造血細胞均發生於胚胎的中胚層,隨胚胎髮育過程,造血中心轉移

造血系統造血系統

定義

  造血系統是指機體內製造血液的整個系統,由造血器官和造血細胞組成。

造血器官簡介

  正常人體血細胞是在骨髓及淋巴組織內生成。 造血細胞均發生於胚胎的中胚層,隨胚胎髮育過程,造血中心轉移,出生前的造血分為三個階段:①卵黃囊造血期始於人胚第3周,停止於第9周。卵黃囊壁上的血島是最初的造血中心。②肝造血期肝臟造血始於人胚第6周,至第4-5個月達高峰,以紅、粒細胞造血為主,不生成淋巴細胞。此階段還有脾、腎、胸腺和淋巴結等參與造血。脾臟自第5個月有淋巴細胞形成,至出生時成為淋巴細胞的器官。6-7周的人胚已有胸腺,並開始有淋巴細胞形成,胸腺中的淋巴幹細胞也來源於卵黃囊和骨髓。③骨髓造血期開始於人胚第4個月,第5個月以後始成為造血中心,從此肝脾造血漸減退,骨髓造血功能迅速增加,成為紅細胞、粒細胞和巨核細胞的主要生成器官,同時也生成淋巴細胞和單核細胞。淋巴結參與紅細胞生成時間很短,從人胚第4個月以後成為終生造淋巴細胞和漿細胞的器官,其多能幹細胞來自胚胎肝臟和骨髓,淋巴幹細胞還來自於胸腺。   剛出生時全身骨髓普遍造血,5歲以後由四肢遠側呈向心性退縮,正常成人紅骨髓主要見於全身扁平骨,肱骨股骨近端骨髓中尚殘留有紅骨髓組織,其餘為黃骨髓。黃骨髓平時無造血功能,但在生理需要時,黃骨髓、肝、脾、甚至淋巴結可恢復造血功能,稱為髓外造血(extramedullary hemopoiesis)。

造血細胞生成,調控與破壞

  通過脾集落的研究方法證實,現已公認各種血細胞均起源於共同的骨髓造血幹細胞(hemopoietic stem cell),自我更新與多向分化是造血幹細胞的兩大特徵。血細胞的發育共分為5個階段:①初級多能幹細胞(plu ripotent stem cell),為最原始未分化幹細胞;②次級多能幹細胞(mu ltipotent stem cell),部分分化,如CFU-S,淋巴性幹細胞;③定向組細胞(commited progenitor cell),自我複製能力有限或消失,僅具有一系或2系分化潛能;④前體細胞(prec u rsor cell),如骨髓中形態已可辯認的各系幼稚細胞;⑤各系血細胞,成熟血細胞。   血細胞生成除需要造血幹細胞外,尚需有正常造血微環境及正、負造血調控因子存在。造血組織中的非造血細胞成分,包括微血管系統、神經成分、網狀細胞、基質及其他結締組織,統稱為造血微環境。造血微環境可直接與造血細胞接觸或釋放某些因子,影響或誘導造血細胞的生成。   調控造血功能的體液因子,包括刺激各種祖細胞增殖的正調控因子,如促紅細胞生成素(erythropoietin),集落形成刺激因子(colony-stimulating factor CSF)及白細胞介素3(IL-3)等,同時亦有各系的負調控因子,二者互相制約,維持體內造血功能的恆定,血細胞的起源與分化   紅細胞的生存時間為100-120天,因此體內每天約有1/120紅細胞被破壞,6.25g血紅蛋白分解,同時又有相應量的紅細胞及血紅蛋白生成,以保持動態平衡。紅細胞的生理性破壞主要是由於衰老所致。紅細胞衰老時,細胞內已糖激酶磷酸葡萄糖異構酶等逐漸失去活力,ATP酶含量亦漸降低,因而導致依賴於能量代謝的過程產生障礙,此外磷酸已糖旁路的衰竭也導致血紅蛋白結構和功能的改變。衰老的紅細胞滲透脆性增加,可變形性減小,變成球形。衰老的紅細胞10%在血管內破壞,但絕大部分在血管外破壞,其中脾臟起重要作用,衰老而變形性小的紅細胞在脾循環中被阻留並被單核巨噬細胞所吞噬。肝臟也是破壞衰老紅細胞的重要場所之一。其它器官的單核-巨噬細胞也有清除異常紅細胞的能力,但效率較小。   由於骨髓造血的代償能力為正常造血的6-8倍,當紅細胞的生存時間短至10天(正常的1/12),每天約有75g血紅蛋白破壞,此時紅細胞破壞超過了骨髓的代償程度,而出現貧血。由於脾臟是識別、破壞異常紅細胞主要器官,因此臨床上採用脾切除治療某些溶血性貧血。   粒細胞在骨髓中成熟后即XX血液中,在循環中停留時間短,半存留期為6-7小時,然後XX組織內再重往血管內,成熟中性粒細胞存活期為9天。主要被單核-巨噬細胞破壞,亦可隨各器官的分泌物排出體外。   單核細胞在骨髓中成熟后立即XX循環,其半衰期為71小時,以後XX組織成為組織巨噬細胞。   淋巴細胞可分為短壽及長壽兩群,前者存活4-5天,後者經數月或數年未分裂而存活。二者功能上的意義還不清楚。淋巴細胞可在靜脈-淋巴間進行循環,在其壽期內可往返循環達數百次之多。   血小板壽命為7-10天,衰老的血小板為單核巨噬系統所清除。血小板與粒細胞不同,在骨髓中並無儲備,如血小板被大量破壞,則恢復較慢,至少3-5天始能恢復正常,這正是巨核細胞成熟至產生血小板所需要的時間。   因此,當骨髓功能發生嚴重障礙時,首先出現的癥狀為粒細胞缺乏所致的感染,隨之為血小板減少所致的出血傾向,最後出現貧血,而淋巴細胞減少所致的免疫功能低下則十分隱襲而且遲緩。

造血系統血液病分類

造血幹細胞病

  (一)再生障礙性貧血   (二)骨髓增生疾病(myeloproliferative diseases)如骨髓纖維化慢性粒細胞白血病真性紅細胞增多症原發性血小板增多。   (三)骨髓增生異常綜合征(myelodysplastic syndrome)如難治性貧血、環形鐵粒細胞性難治性貧血、慢性粒單細胞白血病等。   (四)陣發性睡眠性血戲蛋白尿

紅細胞病

  (一)貧血 如紅細胞生成和成熟障礙、DNA合成障礙、血紅蛋白合成障礙、紅細胞破壞過多、紅細胞丟失過多等。   (二)紅細胞增多症 真性紅細胞增多症、繼發性紅細胞增多症。

白細胞疾病

  (一)白細胞減少 各種原因所致的白細胞減少及粒細胞缺乏。   (二)白細胞增多 中性粒細胞增多症嗜酸性粒細胞增多症傳染性單核細胞和傳染性淋巴細胞增多症。   (三)白細胞質的異常 粒細胞功能異常、白血病、淋巴瘤骨髓瘤惡性組織細胞病。

出血性疾病

  (一)血管壁異常 過敏性紫癜毛細血管擴張症。   (二)血小板疾病   1.血小板減少 原發及繼發血小板減少症。   2.血小板增多 原發及繼發血小板增多症。   3.血小板質的異常 遺傳性血小板功能缺陷,如血小板無力症巨大血小板綜合征等。繼發性血小板功能缺陷,如尿毒症。   (三)凝血功能障礙   1.凝血功能低下 各種原因所致的凝血因子減少(血友病維生素k缺乏)、血漿中抗凝物質增加。   2.凝血功能亢進 DIC早期,血栓性疾病。

血液病的診斷

病史採集

  血液病的常見癥狀有貧血、出血傾向發熱或易感染,腫塊、肝、脾、淋巴結腫大骨痛等。對每一患者應了解這些癥狀的有無及特點。還應詢問有無藥物毒物接觸史,營養飲食習慣手術史,月經孕產史及家族史。

體格檢查

  皮膚粘膜顏色、出血點,皮膚結節斑塊黃疸,舌XX、淺表淋巴結,胸骨壓痛,肝脾有無腫大,腹部有無腫塊等。

實驗室檢查

  (一)血常規血小板計數,為最基本的化驗檢查。   (二)網積紅細胞計數,以了解骨髓增生情況。各種紅細胞平均指數的測定,對貧血患者進行形態學分類,有助於尋找貧血的原因。   (三)骨髓檢查 包括骨髓穿刺塗片及骨髓活體組織檢查,對某些血液病有確診價值(如白血病、骨髓瘤、骨髓纖維化等)及參考價值(如增生性貧血)。   (四)出血性疾病 出血時間凝血時間凝血酶原時間白陶土部分凝血活酶時間、纖維蛋白原定量為基本的檢查。尚可做血塊回縮試驗、血小板聚集和粘附試驗以了解血小板功能。   (五)溶血性疾病檢查 常用的試驗有遊離血紅蛋白測定、血漿結合珠蛋白測定、Rous/試驗、尿潛血(血管內溶血);酸溶血試驗、蔗糖水試驗(PNH);滲透脆性試驗(先天性球成形紅細胞增多症);高鐵血紅蛋白還原試驗(G6PD酶缺乏);抗人球蛋白試驗(自身免疫性溶貧)等以確定溶血原因。   (六)細胞化學染色 對診斷急性白血病的類型有價值,如過氧化酶鹼性磷酸酶、非特異性酯酶等。   (七)活體組織檢查 如淋巴結或浸潤包塊的活檢對診斷淋巴瘤或惡性血液病的浸潤有診斷價值。   (八)生化及免疫學檢查 自身免疫性血液病及淋巴系統常有免疫球蛋白的異常及細胞免疫功能的異常。近年來已應用單克隆抗體對急性白血病進行免疫學分型。   (九)器械檢查 如超聲波、CT對縱膈腹膜后淋巴瘤的診斷。   (十)放XX性核素 應用於紅細胞壽命、紅細胞破壞部位測定,骨髓顯像、淋巴瘤顯像等。

血液學進展

  近10年來,由於免疫學、生物化學細胞遺傳學及分子生物學等基礎學科的進步,以及與血液病學的相互滲透,血液學也隨之發生了突飛猛進的進展。

造血與調控

  造血幹細胞是生成血細胞的原始細胞。研究造血幹細胞增殖、分化與調控的目的在於闡明血細胞的生成機理,併為血液病的發病機理。診斷及治療提供科學依據。採用天然的染色體作為細胞遺傳標誌,結合造血幹細胞研究中的脾結節生成細胞是一類多能造血幹細胞。骨髓、胎肝及外周血均可形成脾結節,證明其中均含有造血幹細胞。且在臨床上已應用骨髓、胎肝及外周血中的造血幹細胞移植治療急性白血病取得成功。目前正致力於提取純化造血幹細胞和開展體外造血幹細胞培養擴增技術。   血細胞是在造血組織這一特定環境中由少數造血幹細胞通過不斷的增殖、分化而生成。在造血組織中造血微環境,尤其是間質細胞對造血幹細胞的發育起重要作用,通過細胞與細胞間直接接觸,以及間質細胞及其他細胞釋放因子,調控血細胞的增殖活動。其中一些多肽因子受到重視,有正負增殖調控因子。目前已有基因工程產品,且陸續應用於臨床。   造血增殖正調控因子應用骨髓細胞體外培養技術,證實培養液中存在負責刺激血細胞生長因子,稱集落刺激因子(Colony-stimulating factor CSF)。   CSF-1:又稱M-CSF,在骨髓細胞體外瓊脂培養中可以誘導生成巨噬細胞組成的集落。   G-CSF:可以刺激骨髓細胞生成由粒系細胞組成的集落,已用於治療①各種粒細胞減少症;②與抗生素聯合治療嚴重感染;③治療MDS.   GM-CSF:刺激骨髓細胞生成由粒與巨噬細胞組成的集落。已用於治療①同G-CSF;②造血功能障礙,如再障、MDS;③抗腫瘤,通過單核巨噬細胞作用。   除以上三種CSF外,還有一些造血因子是在研究T、B細胞分化中發現的,即白細胞介素(Interlukine IL),目前已知IL1-IL10,其中IL-3可以刺激骨髓細胞形成混合集落,具有多向性造血刺激作用,可治療造血功能障礙性疾病。   Epo(促紅細胞生成素)是較早的基因重組產品,目前臨床已用於治療腎性貧血慢性炎症性貧血和腫瘤性貧血,取得良好效果。   1990年美國發現造血幹細胞因子(SCF)、且已有重組產品。SCF、GM-CSF、G-CSF、IL-3、Epo等在刺激血細胞生成中有協同作用。   在造血增殖負調控因子中有T細胞源、巨噬細胞源、LAK細胞源CIA(Colony inhibiting activity),其中以對干擾素(IFN)及腫瘤壞死因子(TNF)研究較多。

IL-2/LAK細胞在腫瘤繼承免疫治療中的應用

  繼承免疫是指給腫瘤患者整體輸入具有抗瘤活性的因子和/或細胞,直接或間接地導致腫瘤消退。   IL-2是由TH細胞分泌的一種淋巴因子,屬糖蛋白,具有廣泛的免疫活性:①刺激T細胞增殖分化;②刺激產生CTL;③促進多種細胞因子分泌;④刺激NK細胞增殖分化,增強NK活性;⑤促進B細胞增殖分化;⑥刺激產生LAK細胞,即淋巴細胞在IL-2刺激下,經3-6天體外培養可成為一種對新鮮腫瘤細胞具有強烈殺傷作用的細胞,稱為淋巴因子激活的殺傷細胞(LAK細胞)。LAK細胞可殺傷自體同種異體新鮮腫瘤細胞,對正常細胞無殺傷作用。聯合應用IL-2和LAK細胞可取得更好的抗腫瘤效果,IL-2可使輸入的LAK細胞在體內繼續增殖。LAK細胞數量與IL-2劑量療效直接相關,臨床上已用於各種實體瘤的治療取得良好效果;亦有少數報道治療急性白血病,亦可和化療聯合併用。治療中存在的問題是rh IL-2比較昂貴、毒性大、獲得大量LAK細胞亦較困難。   1986年人們發現實體腫瘤組織中分離到的腫瘤浸潤淋巴細胞(tumor intiltration lymphocyte ,TIL)在體外經IL-2激活后可大量擴增並具有較LAK細胞強的殺瘤活性,且並用較小劑量的IL-2即可有明顯的作用。

單克隆抗體在血液學領域中的應用

  (一)研究紅細胞及其相關抗原 ①可代替目前以抗血清作為血型鑒定的方法,如已獲得高親和力和特異性的抗A和抗B單抗;②研究血型抗原的多態性,發現新抗原,如發現Rh陽性D抗原就有7種變異;③從細胞膜上分離抗原,進行生化分型;④研究血型抗原的肽譜。   (二)HLA抗系統的研究 HLA抗原在移植免疫和某些疾病發病中有十分重要的作用。抗HLA單抗用於;①取代目前HLA定型的試劑;②發現新抗原;③分離HLA抗原進行生化分析;④研究HLA抗原功能及其與疾病發生及預后關係。   (三)在血液病診斷中的應用   1.急性白血病 在實踐中已發現FAB分類的不足及認識不統一。1986年提出形態學、免疫學及細胞遺傳學,即MIC的分類診斷。在免疫學診斷中,目前應用CD系列McAb對急性白血病進行免疫分型。ALL的免疫分型進展迅速,1983年以前ALL一般分為T-ALL、B-ALL、Pre-B-ALL、NuII-ALL和普通型急淋(C-ALL),其中C-ALL和Pre-B-ALL預后最好,N-ALL、T-ALL次之,B-ALL最差。隨著McAb進展,又將ALL分為T-ALL及非T-ALL兩大類,後者又分為6個亞型:Ⅰ型表達DR+;Ⅱ型:DR+,B4+;Ⅲ型:DR+、B4+、CALLA+;Ⅳ型;DR+、B4+、CALLA+、B1+;Ⅴ型:Cu重鏈陽性;Ⅵ型:SmIg陽性,McAb在AML上進展緩慢,尚未見到對每一FAB亞型特異免疫表型,但也有某些相關性,如用抗血小板McAbⅡb/Ⅲa和純紅細胞抗體(Glycophorina),可分別對M7和M6有肯定性診斷價值。   2.出血性疾病 通過抗血小板單抗發現了血小板膜糖蛋白(GP)的性質與血小板反應的關係,闡明了一些血小板誘聚劑的受體。發現了巨大血小板症和血小板無力症分別與血小板表面GpIb和GpⅡb/Ⅲa的缺陷有關。利用GpⅡb/ⅢaMcAb進一步證實了GpⅡb/Ⅲa是纖維蛋白原的受體,在活化血小板中是VWF和纖維連接蛋白的受體,后二者在血小板粘附於血管內皮下起重要作用。纖維蛋白原、VWF和纖維連接蛋白屬粘附蛋白,與GpⅡb/Ⅲa是粘附蛋白受體超家系成員之一。   3.了解造血細胞的個體發育過程與細胞惡變之間的關係,對淋巴細胞亞群的分化過程和激活狀態的研究已取得很大的成績。   (四)在血液病治療中的應用   1.探索造血幹細胞表面標記,分離和濃縮造血幹細胞,代替骨髓移植。   2.應用於骨髓移植 用抗T-細胞McAb清除異基因供髓者骨髓中免疫活性細胞減輕GVHD.在ABMT中清除自身骨髓中的殘留白血病細胞以減少複發。   3.治療急性白血病或淋巴留 單獨應用特異的McAb 或將McAb與同位素毒素或細胞毒藥物偶合成「生物導彈」。   4.血栓導向診斷與治療 常用的McAb有抗纖維蛋白和抗活化血小板單杭,將其與同位素(111In、99mTC、128I和131I等)標記后使成為血栓導向顯像劑,陽性率可高達95%。將上述McAb與溶栓藥物偶聯成為單杭導向溶栓劑,特異性及療效均較好。   5.再障 根據原發再障發病機理,應用抗IL-2受體McAb進行治療。   單抗在治療中應用還處於早期階段,取得確切療效,尚需克服許多困難。

急性白血症治療進展

  當前白血病的治療仍以化療為主,其策略是在實施個體化治療前提下,給予聯合、大劑量強烈誘導和早期強化治療。近幾年突出的進展是新葯問世,主要有蒽環類,包括阿克拉霉素(Aclarubicin),4-去甲氧柔紅黴素(Idarubicin),表阿霉素(Epirubicin),長春花鹼酰胺(vendestine),胺苯吖啶(Amsacrine AMSA),去氧肋間型霉素(Pentostatin),VP16(Etopside)及VM26(Teniposide),米托蒽醌(Mitoxantrone)等。   骨髓移植 骨髓移植(BMT)的研究發展迅速,據國際骨髓移植登記組至1988年底資料,已進行異基因BMT二萬餘例,治療病種20余種,70%以上是白血症,第一次完全緩解(CR1)的AML患者,移植后五年生存率為50±5%,複發率為20±5%,相當年齡組化療患者3年生存率為25-40%,提示BMT優於化療。兒童CR1ALL化療優於BMT,但高危及雜合白血病除外,成人CR1ALL化療與BMT療效相當,對CR2ALL則BMT優於化療。   ABMT治療急性白血病已1300余例,目前研究的熱點是探索有效的預處理方案,有效的體外凈化骨髓方法以及微小殘留病的檢測。   誘導分化治療 近年來取得很大進展。   (一)誘導分化使腫瘤消失 使腫瘤幹細胞分化超過增殖,經一定時間后腫瘤幹細胞庫漸趨衰竭。腫瘤細胞分化為一種新表型,對體液因子的調控恢復正常,即使腫瘤不能完全消失,其體積亦可明顯縮小。   (二)防止腫瘤重新生長及預防轉移。   (三)使增生異常的細胞向正常途徑分化,如治療MDS,粘膜白斑病等。   (四)作為化療或放療的一種輔助治療。   國內應用全反式維甲酸治療急性早幼粒細胞型白血病,CR率達88.2%.此外臨床應用的誘導分化劑有1.25二羥D3、小劑量Ara-c、三尖杉酯礆、干擾素、集落刺激因子等。

癌基因與白血病

  近年來通過分子遺傳學研究證實,人類腫瘤與癌基因密切相關。癌基因是一類具有轉化正常細胞潛能的DNa 序列。癌基因有兩類:存在於逆轉錄病毒中能使細胞惡性轉化的核苷酸序列稱為病毒癌基因(V-Onc),後者僅在細胞周期的一定時間呈低水平表達,參與細胞增殖、分化的調控。白血病的發生是由於某些癌基因被活化的結果,幾乎所有的白血病患者均有C-myc或Ha-ras基因表達,急粒亦可表達N-ras,在疾病活動期表達增高。基因活化一般通過三種途徑:①點突變原癌基因在編碼順序的特定位置上,一個核苷酸發生突變,使相應一個氨基酸發生變化;②擴增:某些癌基因在原來染色體上複製多個烤貝,結果基因產物增加,導致細胞功能異常;③易位:癌基因從原正常位置轉移到其他染色體上,使其靜止的癌基因變為活化的癌基因。   癌基因臨床應用前景 ①闡明白血病發病機理;②早期診斷在MDS時隨著病 情向白血病方向轉化,c-myc表達水平進行性增高;③判斷預后c-myc表達水平與化療緩解間有關,高表達者化療不敏感或易複發;④基因治療將Onc特異的反義鏈RNA導入白血病細胞內,選擇性阻斷其相應的mRNA蛋白翻譯過程,從而逆轉白血病細胞,或者將某些位於白血病細胞膜表面的Onc蛋白產物作為靶抗原與偶聯有抗癌藥物的McAb特異結合,進行導向治療。