病理学/肾小球肾炎

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肾小球肾炎(glomerulonephritis)是以肾小球损害为主的变态反应炎症,是一种比较常见的疾病临床表现主要有蛋白尿血尿水肿高血压等。早期症状常不明显,容易被忽略,发展到晚期可引起肾功能衰竭,严重威胁病人的健康和生命,是引起肾功能衰竭最常见的原因。肾小球肾炎可为原发性继发性。原发性肾小球肾炎指原发于肾的独立性疾病。病变主要累及肾。继发性肾小球肾炎的肾病变是其他疾病引起的,或肾病变是全身性疾病的一部分,如红斑狼疮肾炎过敏性紫癜性肾炎等。此外,血管病变如高血压、代谢疾病如糖尿病等都可引起肾小球病变。一般所称肾小球肾炎若不加说明常指原发性肾小球肾炎。部分继发性肾小球疾病在其他有关章节叙述。本节仅介绍原发性肾小球肾炎。

【病因和发病机制】

肾小球肾炎(简称肾炎)的病因和发病机制虽然尚水完全明了,但近年来的研究对阐明肾炎的病因和发病机制取得了很大进展。大量实验和临床研究证明肾炎的大多数类型都是抗原抗体反应引起的免疫性疾病。细胞免疫可能对某些肾炎的发病也有一定作用。

(一)引起肾小球肾炎的抗原

引起肾小球肾炎的抗原物质有些还不了解,已知的大致可分为内源性和外源性两大类。

1.内源性抗原

(1)肾小球本身的成分:肾小球基底膜的成分如层连蛋白和Goodpasture抗原(Ⅳ型胶原羧基端球状部的一种多肽),肾小球毛细血管上皮细胞的Heymann抗原(一种膜糖蛋白),内皮细胞膜抗原,系膜细胞膜抗原等。

(2)非肾小球抗原:核抗原DNA免疫球蛋白免疫复合物肿瘤抗原甲状腺球蛋白抗原等。

2.外源性抗原

(1)感染的产物:细菌链球菌葡萄球菌肺炎球菌,脑膜炎球菌,伤寒桿菌等。病毒乙型肝炎病毒麻疹病毒,EB病毒等。霉菌白色念珠菌等和寄生虫疟疾,Manson血吸虫,丝虫等。

(2)药物如青霉胺,金和汞制剂等。

(3)异种血清类毒素等。

各种不同的抗原物质引起的抗体反应和形成免疫复合物的方式和部位不同,与肾小球肾炎的发病和引起的病变类型有密切关系。

(二)肾小球肾炎的免疫发病机制

免疫复合物形成引起肾小球肾炎基本上有两种方式:①抗体与肾小球内固有的不溶性肾小球抗原或植入在肾小球内的非肾小球抗原,在肾小球原位结合形成免疫复合物;②血液循环内形成的可溶性抗原抗体复合物沉积于肾小球。

1.肾小球原位免疫复合物形成抗体与肾小球内固有的抗原成分或植入在肾小球内的抗原结合,在肾小球原位直接反应,形成免疫复合物,引起肾小球损伤。近年来的研究证明,肾小球原位免疫复合物形成在肾小球肾炎的发病中起主要作用。由于抗原性质不同所引起的抗体反应不同,可引起不同类型的肾炎。

(1)肾小球基底膜抗原:肾小球基底膜本身的成分为抗原,机体内产生抗自身肾小球基底膜抗体,这种自身抗体直接与肾小球基底膜结合形成免疫复合物(图12-3)。用免疫荧光法可见免疫复合物沿肾小球毛细血管基底膜沉积呈连续的线形荧光(图12-4)。肾小球基底膜抗原的性质可能是基底膜内Ⅳ型胶原羧基端非胶原区的一种多肽。关于机体产生抗自身肾小球基底膜抗体的原因目前还不完全明了。可能在感染或某些因素的作用下,基底膜的结构发生改变而具有抗原性,可刺激机体产生自身抗体。或某些细菌、病毒或其他物质与肾小球基底膜有共同抗原性,这些抗原刺激机体产生的抗体可与肾小球毛细血管基底膜起交叉反应。抗肾小球基底膜抗体引起的肾炎称为抗肾小球基底膜性肾炎,是一种自身免疫性疾病。这类肾炎在人类较少见,约占人类肾小球肾炎的5%。

肾小球肾炎原位免疫复合物形成机制示意图


图12-3 肾小球肾炎原位免疫复合物形成机制示意图

左图:抗肾小球基底膜性肾小球肾炎 右图:非肾小球基底膜性抗原包括其他肾小球抗原或植入性抗原在肾小球内与抗体结合

○抗原,Y抗体,Gj6wpbbu.gif抗原抗体复合物

抗肾小球基底膜性肾炎


图12-4 抗肾小球基底膜性肾炎

免疫复合物沿肾小球毛细血管基底膜沉积,呈连续的线形荧光免疫荧光染色FITC-IgG

(2)其他肾小球抗原:除肾小球基底膜外,肾小球内其他抗原成分如系膜细胞膜抗原Thy-1和上皮细胞的Heymann抗原等也可引起肾小球原位免疫复合物形成。典型的代表为实验性大鼠的Heymann肾炎。用肾小管刷状缘抗原免疫大鼠后,大鼠体内产生抗肾小管刷状缘抗体,并引起肾小球肾炎。目前已知这种刷状缘抗原即Heymann抗原,是一种分子量为330kD的糖蛋白(gp330),主要位于近曲小管刷状缘和肾小球。肾小球的gp330由脏层上皮细胞合成,合成后集中在上皮细胞足突底部表面与毛细血管基底膜相邻处。抗体与足突底部的gp330抗原结合,在毛细血管表面形成多数小丘状免疫复合物,免疫荧光染色呈不连续的颗粒状荧光(图12-5)。电子显微镜下可见肾小球毛细血管基底膜表面上皮细胞下有多数小堆状电子致密物沉积。

膜性肾小球肾炎


图12-5 膜性肾小球肾炎

免疫复合物沉积在肾小球毛细血管表面,呈不连续的颗粒状荧光免疫荧光染色FITC-IgG

(3)植入性抗原:非肾小球抗原可与肾小球内的成分结合,形成植入性抗原而引起抗体形成。抗体与植入抗原在肾小球内原位结合形成免疫复合物引起肾小球肾炎。

可形成肾小球植入抗原的非肾小球抗原可为内源性或外源性。例如带正电荷的非肾小球抗原或抗体,可与肾小球内带负电荷的成分如基底膜表面的硫酸类肝素多糖蛋白或系膜细胞表面的阴离子结合形成植入抗原。免疫球蛋白,聚合的IgG等大分子物质常在系膜内沉积与系膜结合形成植入抗原。此外,细菌的产物如甲组链球菌产生的endostreptosin、病毒、寄生虫等感染产物和某些药物都可能与肾小球内的成分结合形成植入抗原。大多数植入抗原引起的肾小球肾炎,用免疫荧光法检查可见免疫复合物在肾小球内呈不连续的颗粒状荧光(图12-3右)。

2.循环免疫复合物沉积引起循环免疫复合物的抗原为非肾小球性,即不属于肾小球的组成成分。这些抗原可以是外源性的,如感染产物、异种蛋白、药物等。也可以是内源性的,如DNA、甲状腺球蛋白及肿瘤抗原等。这些抗原在机体内产生的相应抗体,对肾小球的成分无免疫特异性。抗原抗体在血液循环内结合,形成抗原抗体复合物。这些抗原抗体复合物随血液流经肾时,在肾小球内沉积引起肾小球损伤。应用电子显微镜可见肾小球内有电子致密物质沉积。用免疫荧光法检查可见免疫复合物在肾小球内呈颗粒状荧光(图12-6)。

肾小球肾炎循环免疫复合物沉积机制示意图


图12-6 肾小球肾炎循环免疫复合物沉积机制示意图

○抗原;Y抗体;Gj6wpbbu.gif抗原抗体复合物

抗原、抗体和免疫复合物在肾小球内沉积的部位与免疫复合物的大小,抗原、抗体和免疫复合物的电荷有关。含大量阳离子的抗原容易通过肾小球基底膜,在基底膜外侧上皮细胞下形成免疫复合物。含大量阴离子的大分子物质不易通过基底膜,往往在内皮细胞下沉积,或被吞噬清除,不引起肾炎。接近中性的分子形成的免疫复合物往往容易沉积于系膜内。此外,抗原和抗体的性质,肾小球的结构和形态,如电荷、通透性、血液动力学以及系膜细胞和单核巨噬细胞的功能等都与免疫复合物形成的部位和所引起的肾组织病变类型有密切关系。

以上引起肾炎的两种途径,即肾小球原位免疫复合物形成和循环免疫复合物形成并非完全互不相关。两者既可单独进行,也可共同作用引起肾小球肾炎。两种发病机制引起的肾炎都可表现为急性或慢性过程,病变也都可有轻有重。这一方面与抗原和抗体的性质、数量、免疫复合物沉积的量和持续的时间有关。另方面也取决于机体的免疫状态和反应性等内在因素。

关于细胞免疫在肾小球肾炎发生中的作用,由于有些病人或实验性肾炎组织中无免疫复合物,但可见巨噬细胞淋巴细胞反应,故有人认为,这些肾炎的发生可能与T细胞介导的细胞免疫有关。近年来有实验证明,T细胞可不依赖抗体引起肾炎。

(三)引起肾小球肾炎的介质

免疫复合物在肾小球内沉积后,可通过不同的机制引起肾小球损伤。引起肾小球损伤的主要介质包括抗体、补体中性粒细胞、单核巨噬细胞、血小板、系膜细胞和凝血系统等。

1.抗体通过各种方式沉积在肾小球内的抗体可以在没有补体或炎症细胞的参与下,单独引起肾小球损伤。实验证明豚鼠的一种抗肾小球基底膜抗体和有些不固定补体的抗肾小球上皮细胞膜单克隆抗体,可作用于上皮细胞膜引起上皮细胞的改变,使上皮细胞与基底膜脱离或损伤基底膜引起肾炎。

2.补体免疫复合物结合并激活补体。活化补体可通过两种方式:①吸引中性粒细胞和②补体的末端成分(C5b~9)引起肾小球损伤。

补体成分C3a,C5a具有过敏毒素作用使血管通透性增加。C3a,C5a和C567具有化学趋向性可吸引中性粒细胞。C3b可增强粒细胞吞噬作用和促进免疫吸附。中性粒细胞粘附于血管壁,释放炎症介质尤其是蛋白酶和氧代谢活性产物破坏毛细血管内皮细胞和基底膜。

补体的末端成分(C5b~9)形成膜攻击复合物可在没有中性粒细胞参与下引起肾小球损伤。C5b~9可刺激肾小球脏层上皮细胞产生氧代谢活性产物和蛋白酶等炎症介质损伤基底膜,并可刺激系膜细胞产生蛋白酶、氧自由基白细胞介素-1和前列腺素等引起肾小球损伤。

3.中性粒细胞中性粒细胞除通过补体成分的化学趋向性作用在肾小球聚集引起炎症外,有些细胞损伤后释放的血小板活化因子血小板源性生长因子白细胞三烯B4等也具有吸引中性白细胞的作用。

4.单核细胞和巨噬细胞有些肾炎时肾小球内有多数单核细胞浸润。活化的单核细胞可产生多种生物活性物质如蛋白酶、白细胞三烯、前列腺素、IL-1、血小板源性生长因子和凝血因子等与肾小球炎症的发生和发展有关。

5.血小板有些肾炎时通过补体的作用,血小板在肾小球内集聚释放血栓素A2,血小板活化因子,花生四烯酸代谢产物和生长因子等可促进白细胞释放蛋白分解酶和促使系膜细胞增生引起肾小球炎症。

6.系膜细胞 在免疫复合物、补体、C5b~9、内毒素和生长因子等作用下,系膜细胞增生并被活化。活化的系膜细胞可产生许多炎症介质如蛋白酶,氧代谢活性产物,IL-1及生长因子等可不依赖中性粒细胞引起肾小球炎症。

7.凝血系统内皮细胞损伤,基底膜胶原暴露激活Ⅻ因子。活化的Ⅻ因子可激活凝血系统、激肽系统及纤维蛋白溶酶系统引起炎症。此外,内皮细胞和单核巨噬细胞产生的促凝血因子可促使渗入肾球囊纤维蛋白原凝集,刺激细胞增生,与肾小球病变的发展,尤其是新月体的形成有重要关系。

【肾小球肾炎的分类】

肾小球肾炎的命名和分类方法很多,分类的基础和依据各不相同,意见也不完全一致。近三十余年来通过开展肾穿刺活检,对肾炎的病理变化和病变发展过程的认识有了很大提高。肾炎的病理变化与临床发展有密切联系,肾小球肾炎的病理分类对临床治疗和预后有很大帮助,已在各国普遍应用。本节主要根据1982年WHO美国J.Churg教授主持制定的肾小球疾病的病理分类,介绍原发性肾小球肾炎的主要类型(表12-1)及其特点和病理变化。

表12-1 原发性肾小球肾炎的分类

1.肾小球轻微病变
2.局灶性/节段性肾小球硬化
3.局灶性/节段性肾小球肾炎
4.弥漫性肾小球肾炎
(1)膜性肾小球肾炎(膜性肾病
(2)系膜增生性肾小球肾炎
(3)毛细血管内增生性肾小球肾炎
(4)膜性增生性肾小球肾炎(系膜毛细血管性肾小球肾炎)Ⅰ型及Ⅲ型
(5)致密沉积物性肾小球肾炎(致密沉积物病;膜性增生性肾小球肾炎Ⅱ型)
(6)新月体性(毛细血管外增生性)肾小球肾炎
5.未分类肾小球肾炎

根据肾炎时肾组织病变的范围可将肾小球肾炎分为局灶性和弥漫性。病变累及肾组织中全部或绝大部分肾小球者称为弥漫性肾小球肾炎;病变仅累及少数或部分肾小球者称为局灶性肾小球肾炎。根据肾小球的病变情况,每个肾小球的病变可分为球性和节段性。整个肾小球皆受累者称为球性,病变仅累及肾小球的一部分或少数毛细血管袢者称为节段性。

肾小球肾炎的病变类型较多,临床表现也不相同。肾炎的病变类型与临床表现虽有密切关系,但不完全平行。相似的症状可由不同的病变引起,相似的病变也可引起不同的症状。此外,肾炎的临床表现尚与病变的严重程度、发病机制、持续时间、发病急缓等都有关系。一般可将肾炎的临床表现大致分为以下几个类型。

(1)急性肾炎综合征:起病急,常突然出现血尿、程度不同的蛋白尿、少尿、水肿、高血压,肾小球滤过率降低。

(2)快速进行性肾炎综合征:突然或逐渐出现血尿、少尿、蛋白尿、贫血,快速进展为肾功能衰竭。

(3)复发性或持续性血尿:起病缓慢或急骤,常表现为肉眼或镜下血尿,可伴有轻度蛋白尿。一般没有其他肾炎症状。

(4)慢性肾炎综合征:起病缓慢,逐渐发展为慢性肾功能不全,可伴有蛋白尿、血尿和高血压。

(5)肾病综合征:表现为大量蛋白尿、严重水肿、低蛋白血症,并常有高脂血症

肾小球肾炎的分类比较复杂,为了便于理解,现根据各型肾炎的病变特点简介如下。

参考

32 泌尿系统疾病 | 弥漫性毛细血管内增生性肾小球肾炎 32
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