生殖免疫与生殖疾病课件.ppt
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- 生殖 免疫 疾病 课件
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1、生殖免疫与生殖疾病一、男性生殖免疫生物学的组织学基础男性生殖免疫生物学的组织学基础男性内生殖器由生殖腺(睾丸)、输精管道(附睾、输精管、射精管、男性尿道)、附属腺(精囊、前列腺和尿道球腺)组成。外生殖器为阴茎和阴囊,阴茎是男性的交接器官,阴囊容纳睾丸和附睾。男性生殖系统概观男性生殖免疫生物学的组织学基础睾丸产生精子和分泌男性激素,精子先贮存于附睾内,射精时经输精管和尿道排出体外。精囊、前列腺和尿道球腺的分泌物参与精液的形成,并供给精子营养,利于精子的活动。睾丸、附睾的结构及排精途径男性生殖免疫生物学的组织学基础生精小管与睾丸间质模式图生精细胞与支持细胞关系模式图精子发生示意图 睾丸功能内分泌调
2、节示意图男性生殖免疫生物学的组织学基础阴茎的海绵体阴茎中部的横断面男性生殖免疫生物学的组织学基础二、男性生殖系统的免疫学调节1.男性生殖系统的淋巴管及淋巴引流(一)睾丸和附睾的淋巴管及淋巴引流(二)精囊腺的淋巴管及淋巴引流(三)前列腺的淋巴管及淋巴引流(四)输精管的淋巴管及淋巴引流(五)阴茎的淋巴管及淋巴引流(六)阴囊的淋巴管及淋巴引流男性生殖系统的免疫学调节男性生殖系统的淋巴管及淋巴引流 睾丸的淋巴引流1.髂外淋巴结;2.髂总淋巴结;3.主动脉腔静脉淋巴结;4.腔静脉前淋巴结;5.腔静脉外侧淋巴 结;6.主动脉外侧淋巴结睾丸和附睾中均有毛细血管,其集合淋巴管沿睾丸动、静脉上行,通过腹股沟管至
3、盆腔,伴睾丸血管走行,越过输尿管的前方注入腰淋巴结群。右侧集合淋巴管主要注入腔静脉前淋巴结、外测淋巴结和后淋巴结。左侧主要注入主动脉左侧淋巴结。左、右两侧的部分淋巴结也可注入主动脉、腔静脉间淋巴结及主动脉前淋巴结。左侧睾丸的部分淋巴管也可注入骼总淋巴结。睾丸额附睾的淋巴管在行进中也可相互吻合。男性生殖系统的免疫学调节2.神经-生殖内分泌-免疫调节(一)神经系统与免疫系统的相互作用正常机体内存在激素、神经递质和神经肽对免疫系统的控制,免疫活动同样影响神经和内分泌活动,神经细胞和免疫细胞都可以合成并释放神经递质、激素和细胞因子,这些信号成为神经系统和免疫系统对话的共同生物语言。(1)神经纤维直接支
4、配免疫器官(2)神经系统和免疫系统具有共同生化语言(3)神经系统和免疫系统相互作用男性生殖系统的免疫学调节(二)神经-生殖内分泌-免疫间的相互调节神经-生殖内分泌-免疫间相互作用的分子基础是存在神经内分泌和免疫系统共同的一些化学信号分子及其受体,在3大系统的协同作用中发挥关键性作用。(1)免疫系统产生肽类生殖神经内分泌激素男性生殖系统的免疫学调节神经-生殖内分泌-免疫调节来源来源神经递质、肽类激素神经递质、肽类激素T细胞ACTH,PRL,TSH,GH,CG,EP,IGF-1,LHRH,5-HTB细胞ACTH,GH,EP,IGF-1巨噬细胞ACTH,GH,EP,IGF-1,P物质脾细胞LH,FS
5、H,CR胸腺细胞LHRH,CR注:ACTH:促肾上腺皮质激素,PRL:催乳素,TSH:促甲状腺激素,GH:生长激素,CG:绒毛膜促性腺激素,LH:促黄体素,FSH:促卵泡素,LHRH:促黄体素释放素,CRF:促肾上腺皮质激素释放因子,IGF:胰岛素样生长因子,5-TH:5-羟色胺。(2)免疫系统的神经内分泌激素受体 免疫系统细胞尤其淋巴细胞和巨噬细胞具有特异及高亲和力的生殖神经内分泌激素的结合位点,其免疫功能受神经内分泌激素的影响。(3)细胞因子免疫系统通过淋巴细胞及其他免疫细胞所释放的各种细胞因子,与其相应受体结合而发挥免疫调节作用。近年来发现,这些细胞因子还能调节神经内分泌系统的功能,而且
6、神经内分泌系统也能以自分泌或旁分泌的形式产生这些细胞因子,调节局部的生殖内分泌功能。男性生殖系统的免疫学调节神经-生殖内分泌-免疫调节中枢神经系统神经递质生殖内分泌激素细胞因子生殖内分泌系统 免疫系统 1.中枢神经系统接受识别刺激,发出信号逐级传给下丘脑-垂体-性腺,释放各种神经内分泌激素及细胞因子,调节性腺轴的功能;同时这些激素和细胞因子也能参与免疫系统的相应受体结合,将来自中枢神经系统的信号传给免疫系统,产生免疫反应。2.免疫系统接受非识别性刺激,淋巴细胞合成释放各种细胞介质或其他有免疫活性的神经内分泌肽,并向神经-生殖内分泌系统传送信息,调节机体的生殖生理功能的稳定状态,以适应新生的变化
7、。(4)神经)神经-生殖内分泌生殖内分泌-免疫调节环路免疫调节环路男性生殖系统的免疫学调节神经-生殖内分泌-免疫调节3.男性附性腺的内分泌-免疫调节(一)附睾的内分泌调节(二)附睾的免疫调节(三)前列腺的内分泌调节男性生殖系统的免疫学调节(一)附睾的内分泌调节附睾是雄激素依赖器官,其各项功能都是激素通过与受体或受体结合蛋白相结合后,进行有关调控。调节因子包括:雌激素、催乳素、醛固酮、维生素A、维生素D等。(1)雄激素调控 雄激素主要维持附睾上皮的结构和功能,对附睾精子成熟起调控作用。(2)雌激素调控 雌激素对附睾结构功能的维持、附睾精子的成熟及睾丸精子的发生等均具有重要作用。(3)其他激素调控
8、 醛固醇参与调节附睾管腔的液体额离子流。催乳素可能参与调节附睾上皮的离子转运功能。男性生殖系统的免疫学调节男性附性腺的内分泌-免疫调节(二)附睾的免疫调节附睾属于黏膜免疫系统,含有低水平的IgG和大量的局部抗体sIgA,同时附睾上皮细胞间的紧密连接形成血-附睾屏障,将生精细胞和精子与机体循环分离,上述因素能阻止病原微生物和抗原进入睾丸和附睾,从而保护了睾丸和附睾的正常生理功能。附睾上皮还可以产生唾液酸覆盖精子抗原,保护精子免受自身抗体攻击。附睾及附性腺中还存在免疫细胞(微褶细胞、巨噬细胞、T细胞)行使免疫调节功能。男性生殖系统的免疫学调节男性附性腺的内分泌-免疫调节(三)前列腺的内分泌调节前列
9、腺的内分泌调节指从别的器官分泌的激素通过血液长距离运送到前列腺,对前列腺的生长及其他功能起调节作用。这些激素包括雄激素、雌激素、催乳素等。前列腺本身为雄激素依赖器官,含有大量雄激素搜提(AR),这些受体终身具有对雄激素的反应能力。持续的雄激素刺激可以维持前列腺生长及分泌功能,这些雄激素包括睾酮、由睾酮在前列腺内转化的更具有活性的双氢睾酮、雄烯二醇、雄烯二酮、脱氢雄甾酮等。男性生殖系统的免疫学调节男性附性腺的内分泌-免疫调节三、男性生殖功能的免疫调节1.精子发生的免疫生物学(一)睾丸与胸腺发育胚胎第8周,原T细胞进入胸腺,成为无T细胞标志的前T细胞。第10周,前T细胞分化为双阴性早期胸腺细胞,至
10、第20周又分化为双阳性的普通胸腺细胞。接着,通过阳性选择,MHC-I类分子与CD8共受体,MHC-II类分子与CD4共受体,从而消除了所有非已MC限制性的T细胞克隆。在离开胸腺前,再通过关键性的阴性选择,消除了所有针对自身抗原的T细胞克隆。胚胎第78周,生殖腺嵴的初级性索在睾丸决定因子(TDF)诱导下分化为睾丸索。睾丸索中的上皮细胞分化为支持细胞,原始生殖细胞(PGC)分化为精原细胞,睾丸索成为生精小管。此时的生精小管细胞产生的抗原都参与了免疫耐受形成。在青春期之前,精原细胞位于生精小管的中央,支持细胞位于外周。青春期始,精原细胞外移,抵达基底膜,并开始分化为精母细胞、精子细胞和精子,这些生精
11、细胞产生的抗原性物质均未参与胚胎期的免疫耐受形成过程,因此是很强的自身抗原。男性生殖功能的免疫调节(二)精子的免疫原性精子不仅有很多抗原,而且还具有很强的同种异体和自身免疫原性。用精子对男性本人或女性皮下注射均能引起强烈的抗精子免疫反应,产生的抗精子抗体能导致精子制动、精子凝集和细胞毒性等。激发抗精子免疫反应的抗原主要是精子特异性抗原。在精子发生过程中,细线前期初级精母细胞以后的各级生精细胞能表达一系列特有的精子抗原,它们分布在精子的膜表面、顶体、细胞质、核内以及鞭毛近端,鞭毛的尾尖部分也有,但相对较少影响精子功能。男性生殖功能的免疫调节精子发生的免疫生物学2.精子的免疫性防护因为精子有很强的
12、免疫原性,生精细胞和出睾丸后的精子受到了很好的免疫性防护。(一)血-睾屏障血-睾屏障是由支持细胞间的紧密连接所形成,其他结构如基膜和类肌细胞并不是屏障作用的形成者。注射大分子物质后,它们将被阻挡在紧密连接外而非基膜上。血-睾屏障位于精原细胞的下方和细线期初级精母细胞的上方,几乎无抗原性的细线前期初级精母细胞也位于血-睾屏障。外侧称为基底小室,内侧称为连腔小室。精子抗原被集中在连腔小室内,很难溢出。而间质的巨噬细胞和淋巴细胞不能进入连腔小室。男性生殖功能的免疫调节(二)睾丸特殊微环境睾丸间质内最大的两个免疫学特征是:特殊的淋巴细胞分布,睾丸间质内有大量巨噬细胞。此处巨噬细胞所要清除的屋子是漏出的
13、精子抗原,这些巨噬细胞在清除精子抗原的同时并未呈现免疫激活状态,而显示Ia阴性。其机制可能与局部的细胞因子有关。局部高浓度雄激素也可能是重要因素之一。高浓度雄激素对整个免疫系统都有抑制作用。男性生殖功能的免疫调节精子的免疫性防护(三)精子出睾丸后的防护精子进入附睾后,由于其所带电荷与附睾上皮相同,精子总位于小管中央。附睾上皮细胞间也有紧密连接,但屏障作用不强。附睾淋巴细胞有两个特征:CD8优势分布;单向移动通路。附睾上皮的大量分泌性物质可以吸附到精子表面,能覆盖精子表面抗原,其中部分覆盖物可能具有免疫抑制功能,成为精液免疫抑制因子(ISF)。另外,精子自身表达的MHC分子较少,这也是其在正常情
14、况下不易激发免疫反应的原因之一。男性生殖功能的免疫调节精子的免疫性防护3.精浆免疫抑制物质(一)精浆的免疫抑制功能精子的抗原性很强,但能在女性生殖道内运行并完成受精,其原因是有些因素阻止了局部免疫系统对精子抗原的免疫识别。参与其中的因素可能有多方面的,精浆免疫抑制物质起着非常重要的作用。(二)精浆免疫抑制物质1.精浆免疫抑制蛋白2.PGE2、IL-10和TGF-3.前列腺小体4.其他精浆免疫抑制物质男性生殖功能的免疫调节4.男性生殖道的免疫防御机制男性生殖道由附睾、输精管、射精管和尿道组成,具有促进精子成熟、营养和存储及运输精子的作用。男性生殖道作为男性生殖系统的重要组成部分,具有重要的自身免
15、疫防御功能。(一)睾丸与免疫豁免发育中的精母细胞、精子细胞、精子具有特异性的自身抗原。正常时这些自身抗原不会被免疫系统攻击,这是由于受睾丸特殊的微环境即免疫豁免区的保护。参与维持睾丸这个免疫豁免区的因素有很多,现发现由精曲小管界膜和支持细胞组成的血-睾屏障、支持细胞以及间质中的免疫细胞在免疫豁免中发挥主要作用。(1)血-睾屏障血-睾屏障使精母细胞、精子细胞、精子免受免疫系统的攻击及病原微生物的侵袭,从而起到了免疫屏障的作用。男性生殖功能的免疫调节(2)睾丸支持细胞在维持免疫豁免中的重要作用支持细胞分泌多种免疫调节因子高表达FasL的支持细胞导致Fas阳性T细胞凋亡 FasL与Fas所激发的细胞
16、凋亡参与了几项重要的效应作用:介导CTL和NK杀伤病毒感染的靶细胞或肿瘤细胞;通过激活诱导的细胞凋亡来调节淋巴细胞介导的特异性免疫应答;诱导免疫豁免。类型类型功能功能胰岛素样生长因子(IGFs)抑制淋巴细胞增殖白细胞介素-1(IL-1)刺激髓样淋巴细胞的增殖,诱导IL-2受体,IL-2和其他淋巴因子的表达,胸腺细胞的增殖,淋巴细胞、单核细胞、中性粒细胞的趋化抑制素(inhibin)刺激胸腺细胞分裂活化素(activin)抑制胸腺细胞分裂转化生长因子(TGF-)抑制B细胞分化为浆细胞,抑制NK细胞功能,抑制IL-2的产生和下调T细胞上的IL-2受体转铁蛋白(transferrin)替代血清,使有
17、丝分裂原刺激的T细胞在体外生长促性腺激素释放激素(GnRH)诱导外周淋巴细胞产生L样因子层粘连蛋白(Laminin)增加巨噬细胞的吞噬能力男性生殖功能的免疫调节男性生殖道的免疫防御机制(二)附睾的免疫功能(1)附睾的分泌功能附睾上皮细胞合成和分泌的蛋白质直接参与了附睾管腔内精子成熟微环境的形成和精子质膜的变化过程,同时也具有一定免疫功能。(2)血-附睾屏障附睾的免疫功能是以血-附睾屏障和免疫屏障为特征的。附睾上皮细胞通过主细胞间的紧密连接构成血-附睾屏障。血-附睾屏障能有效阻止大分子和阻止血清蛋白等漏入附睾腔内,以免发生自身免疫反应。附睾还具有免疫屏障功能,其基本依据是上皮组织中的免疫细胞主要
18、由巨噬细胞和T细胞组成,分布于整个附睾,预测它们在雄性生殖道的免疫屏障中,起保护附睾上皮组织和睾丸腔内精子不受病原体感染的防卫作用。男性生殖功能的免疫调节男性生殖道的免疫防御机制四、抗精子免疫性不孕症1.抗精子免疫性不孕症病因正常人精液中含有前列腺素E及其他糖蛋白,具有免疫抑制作用;精液沉淀素具有抗补体活性。这些免疫抑制因素在正常情况下可抑制女方免疫活性细胞针对精子抗原的免疫应答,诱导免疫耐受。针对精子表面包被的精浆抗原所产生的抗体对正常精子到达受精部位尚具有免疫保护作用。男性机体免疫系统的发生与成熟先于精子发生与成熟,免疫系统可将精子抗原视为“异物”,产生免疫应答。然而血-睾屏障起着隔绝精子
19、细胞暴露于免疫活性细胞的作用,因此精子不易刺激自身机体产生免疫应答。若血-睾屏障发育不完善,生殖系统损伤,炎症致生殖阻塞或物理等因素致血-睾屏障受损,较多精子抗原外溢,将刺激机体产生自身抗精子免疫。男性同性恋者血清精子抗体发生率高达76%,提示精子对自身机体或同种机体确实具有抗原性。抗精子免疫性不孕症Omu等研究发现,精液中白细胞增加的不孕症患者,46.2%精液中存在致病微生物,且精子参数明显下降:如精子数下降,精子前行活动下降,精子形态异常,精子无力,精子膜完整性欠缺,并产生了精子抗体。精浆中TNF-与IL-4呈反比例关系。白细胞增加及含病原体的精液中TNF-水平上升,IL-4在正常生育组水
20、平偏高。白细胞增加的精液中精子抗体发生率增加,抗氧化物、超氧化物歧化酶及锌含量下降。因此,精液中白细胞增加通过降低氧化物浓度、TH1型免疫效应增加而损伤精子功能。抗精子免疫性不孕症抗精子免疫性不孕症病因2.抗精子免疫性不孕的发病机制 精子抗体一旦产生,严重影响生育功能,其主要发病机制如下:(1)抗精子顶体的抗体可干预精子获能或头粒反应。Harrison等研究显示,精浆中或血清中精子抗体能使头粒过早丢失。这种头粒过早丢失主要由生殖道局部免疫,特别是IgG类精子抗体所介导。由于头粒过早丢失,则不能发生正常生理性头粒反应而至不孕。(2)细胞毒抗体在补体协同作用下,致使精子膜受损,从而介导精子死亡。抗
21、精子尾干的抗体直接抑制精子活力及前行性活动。(3)精子抗体的Fc段与宫颈黏液中一种糖蛋白结合,干扰精子通过排卵期宫颈黏液。抗精子免疫性不孕症(4)精子抗体的调理作用,通过巨噬细胞膜表面的Fc受体,增强生殖道局部巨噬细胞对精子抗原的吞噬作用。巨噬细胞对精子抗原的加工处理,更增加了精子抗体的产生机会,从而造成免疫性不孕症的恶性循环。(5)抗精子头部赤道附近成分的精子抗体,将妨碍精子与卵透明带及卵细胞膜的相互识别和结合,从而抑制受精造成不孕。虽然精子抗体可造成生殖生物学功能的以上障碍,然而,Nakagawa等观察到精子抗体阳性患者的着床率非但不下降,反而有所上升,尤其在年龄较大的生育期妇女更是如此。
22、因此,抗精子的体液及细胞免疫可能增强子宫内膜对孕卵及囊胚的可接受性。抗精子免疫性不孕症抗精子免疫性不孕的发病机制五、反复自然流产的免疫学1.反复自然流产的免疫流行病学评价在所有反复自然流产病因中,封闭抗体缺乏占了病因构成的大部分,而且可能是原发性流产和继发性流产的共同病因。(1)原发性流产的免疫病因组成在原发性流产中,封闭抗体缺乏占31.4%;透明带抗体阳性占20.4%;磷脂抗体阳性占8.5%;ABO血型抗体阳性占8.4%;尚有31.3%的患者原因不明。(2)继发性流产的免疫病因组成封闭抗体独特型-抗独特型抗体网络紊乱占39.4%;磷脂抗体阳性占31.3%;ABO血型抗体阳性占22.4%;6.
23、8%的患者原因不明。在反复自然流产病例中,原发性流产129例,继发性流产16例,原发性流产占反复自然流产病例总数的89.0%。因此,占原发性流产病因组成比例较重的封闭抗体缺乏及透明带抗体异常增高引起临床足够重视。反复自然流产的免疫学2.反复自然流产的免疫病因分类(1)母-胎同种免疫识别低下型这种类型主要呈现封闭抗体缺乏,是反复自然流产的主要病因类型,原发性流产常表现为封闭抗体及封闭抗体的独特型抗体共同缺乏;而继发性流产仅表现为封闭抗体的抗独特型抗体缺乏。此种类型宜采用白细胞免疫疗法及静脉免疫球蛋白被动免疫疗法,旨在促使建立封闭抗体的独特型-抗独特型网络。由于免疫抑制剂将抑制封闭抗体产生,因而削
24、弱对胚胎的免疫保护作用,不适于这种类型的治疗。(2)母-胎免疫识别过度型包括自身免疫异常型(如透明带抗体、磷脂抗体等)及同种免疫异常型(母-胎 ABO血型不合)两类。治疗以免疫抑制剂为主,进而降低母体对胎儿-胎盘单位的损伤作用。禁用像白细胞免疫等免疫增强疗法,否则会导致母体对胚胎抗原的免疫过度识别,加速对胚胎的免疫排斥反应。(3)母-胎免疫识别紊乱型小部分反复自然流产患者一方面表现为封闭抗体缺乏,显示母-胎同种免疫识别低下;另一方面亦表现出自身免疫及同种免疫损伤作用异常增高。这一类型在临床上十分棘手,有待探索以诱导母体对胚胎免疫耐受为主导的治疗方案。反复自然流产的免疫学3.反复自然流产的免疫发
25、病机制(1)母-胎同种免疫识别低下型反复自然流产的免疫发病机制封闭抗体生物学作用的靶标抗原是主要表达于滋养层细胞的TLX抗原。封闭抗体缺乏时反复自然流产的主要病因已得到普遍承认。然而,有关封闭抗体缺乏导致反复自然流产的发病机制的研究尚不够完善。(2)母-胎免疫识别过度型反复自然流产的免疫发病机制磷脂抗体是引起反复自然流产的重要因素之一。磷脂成分与2-糖蛋白结合,暴露了其与磷脂抗体作用的抗原位点。磷脂抗体与之结合后,可介导血小板与血管内皮细胞黏着,从而促使血栓形成。随着胎盘血管血栓形成的加重,引起胎盘梗死导致流产。ABO血型抗体是反复自然流产的另一因素。异常增高的血型抗体,或作用于滋养层细胞,或
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