突出的自身免疫反应及其法医学意义
突出的自身免疫反应及其法医学意义
学鉴定工作中经常涉及,由于人的生理退变是该症的主导因素,加之法医鉴定过程中当事人的特殊心理作用,如何准确推断腰椎间盘突出的发生时间显得尤为重要。为此,本文主要对当前LDH免疫学机制的研究进展作一综述,希望能对腰椎间盘突出时间的推断有一定帮助。
LDH绝大多数是由于腰椎间盘退行性病变导致其结构组成改变,致使髓核突出产生下腰部及腿部疼痛等一系列症状。关于间盘突出后如何引起疼痛,一直存在争议。最初报道髓核机械压迫可引起神经根疼痛?,但研究证实机械压迫仅会产生麻木的感觉而不能导致疼痛。并且,有些病人虽无髓核突出征象却有严重的神经根症状旧J。对于这些质疑,免疫反应学说的发展有望能够对其做出满意的解答。
1 免疫反应学说
这一学说的主要理论基础是人的组织胚胎发生学说。Bobechko等∞o于1965年指出髓核组织具备自身抗原的基础:椎问盘自胚胎发育成熟后血管退化而无血供,被纤维环包裹而与血液循环隔绝。因此,如果髓核组织进入血液循环即可产生局部和全身的免疫炎症反应,进而导致根性炎症。无论是椎问盘突出还是退变,椎间盘纤维环出现裂隙后紧贴于椎间盘上的后纵韧带发生破裂,由于髓核中基质溶解增加,可使糖蛋白及连结蛋白裂解成高度异质性分子,进入硬膜外腔,极可能导致机体免疫反应HJ。
T细胞表面抗原有白细胞分化抗原,简称CD抗原。外周T细胞表面上可表达CD4或CD8的一种分子,借此可将外周T细胞分为不同的亚群。Geha等p1认为当退变或外伤导致椎间盘抗原成分进入血液循环后,即可通过抗原,T、B淋巴细胞之间的相互作用,产生自身免疫应答反应,表现为细胞免疫和体液免疫反应的异常。
1.1细胞免疫反应异常
王葵光等一的研究不仅进行了T细胞亚群的测定,而且还进行了T淋巴细胞转化实验。结果证明LDH症T细胞亚群的异常改变可分为T4/T8增高和T4/T8降低两种类型。作者分析其原因是由于侵入椎间盘组织血管中的巨噬细胞游走并吞噬椎间盘抗原,激活TH细胞,使之大量增殖并分化成为致敏的T淋巴细胞(TD细胞),此时TH/TS或TD/TS比值增高致使LDH症的一部分病人T4/T8增高。TH细胞的大量增殖亦可使Ts细胞活化、增殖,髑细胞可以抑制TH细胞增殖,结果TH/TS或TD/TS比值降低;进入效应阶段,TC细胞亦可活化增殖,结果TH/TC降低,这两种结果均使LDH症的一部分病人T4/T8降低。
Tc细胞可以改变椎间盘软骨细胞溶酶体膜的通透性,释放多种溶酶体酶,且不易受损,所以其活化和椎问盘的退变范围和速度密切相关。因此,椎间盘早期退变主要是T细胞介导的细胞免疫发挥作用,其形式有两种:TD细胞介导的迟发型超敏反应和TC细胞介导的细胞毒作用。
此外,王葵光等M1还对I璎胶原、H型胶原、糖蛋白及软骨终板基质对淋巴细胞的转化率进行了测定,结果表明4组淋巴细胞转化率明显高于空白对照组,且4组间无差别,证明正常椎间盘组织中的这4种成分均具有自身抗原性,且抗原性相近;另一方面也表明LDH症病人的淋巴细胞对这4种成分极度敏感,存在细胞免疫反应的异常,这种异常属于迟发型超敏反应,由迟发型T淋巴细胞(TD)介导。
王捷等。刊也对CD4+、CD8+T细胞亚群进行了测定,结果显示LDH症CIM+T/CD8+T比值降低有显著性统计学意义。宫良泰等[8]在对游离型LDH自然吸收进行研究时,发现CD3+细胞的表达增加,而正常髓核组织中未见此类细胞浸润。而且发现初始阶段其染色呈棕黄色,随时间推移密度呈递减趋势,与此同时,IsG阳性表达随时间延长,密度呈增高趋势,统计学分析有意义(P<0.05)。这些结果都说明:髓核突出进入机体血液环境后刺激机体,引起以巨噬细胞增生聚集、吞噬为主的细胞免疫,从而导致早期的细胞免疫应答,分解蛋白、胶原及纤维粘连蛋白。此时,对CD3抗体反应呈阳性。在T、B淋巴细胞和髓核抗原不断刺激下,机体产生炎症介质,诱导机体的体液免疫系统产生大量的IgG,进一步分解抗原,使抗IgG反应阳性。随着免疫反应进展,速发性细胞免疫反应减弱,乃至消失,而迟发性体液免疫反应则逐渐增强,直到抗原物质被完全消化分解。
1.2体液免疫反应异常
1959年,Goldie[9]指出,髓核突出后,IsG、IgM与抗原形成抗原抗体复合物吸引了大量炎性细胞,造成自身免疫反应性炎症,可引起LDH病人腰背痛和坐骨神经痛¨?。在王葵光等帕1的报道中,LDH组血清IgG、IgM水平高于对照组,而其他抗体水平则无明显差异。这表明椎间盘组织的抗体主要是IgG和IgM。
Spiliopulu等?1研究显示,10位患者中有4人脑脊液(CSF)IsG含量增加,从5.3134.2mg%,而IsGcsF/IgGs×103也有增加;9名患者IgMNP/IgMs×103有明显增加,并有显著性统计学意义(P<0.001)。王捷¨1的研究则证实LDH症合并组(突出型,脱出型)血清IgG、IgM水平高于对照组,表明IgG、IgM为椎间盘组织主要抗体,并且c,水平升高,证明补体系统也参加了LDH症的自身免疫反应。国内诸多学者的实验结果表明:凸起组中血清IgG、IgM含量与对照组无显著性差异[7]。在其实验中,脑脊液IgG、IgM含量测定与对照组比较有显著性差异,分析原因有二:①凸起组体液免疫反应较弱,只有少量抗体进入外周血循环,故只产生局部的自身免疫反应。②有抗原物质或脱髓鞘物质进入脑脊液,进而引起脑脊液中免疫球蛋白增高。合并组纤维环破裂,大量抗原成分暴露,自身免疫反应强烈,生成抗体较多。故而合并组外周血清IgG、IgM显著增高。刘志伟[13]的研究亦证实自身免疫反应的程度与髓核暴露于机体免疫系统的程度呈正相关,髓核突出引起的临床疼痛程度则与自身免疫反应程度呈正相关。Koichiro等¨41测得在突出间盘组织中,抗原抗体复合物普遍存在,而在健康间盘中却不可见,且复合物仪存于细胞周围外周陷窝内,陷窝外基质内和细胞内部无或仅有极少复合物沉着。这可以说明髓核导致自身免疫反应,引起神经根毒性损伤作用与髓核中软骨样细胞的膜结合成分有关,而与髓核细胞的内部成分结构及基质成分无关。抗原抗体结合反应应该发生在髓核软骨样细胞膜上n引,外周陷窝内存在较多的细胞内分泌的物质,有较多的蛋白多糖和少量的胶原,自身抗原成分可能与这些物质有关。抗原抗体复合物的形成并不直接致病,它的致病作用取决于复合物活化补体的能力和一些释放炎症反应有关酶类和介质的细胞相互作用的能力。Takenake¨,在其建立的自身免疫性椎间盘炎的动物实验模型中,发现炎性椎间盘中存在着IgG和c,沉积,表明是髓核中的抗原抗体复合物引起补体连锁的活化。由于补体的趋化作用,中性粒细胞被带到复合物的沉积区,同时,由于补体的过敏毒素作用导致嗜碱性细胞和肥大细胞释放组织胺及血管活性物质引起髓核的新生血管化及加重炎性反应¨?。
此外,王葵光16证实在能够产生慢性腰腿痛的常见骨科疾病中,只有LDH症血清中IgG、IgM水平有明显增高,敝对慢性腰腿痛患者,在排除肝肾疾病及其他自身免疫疾病后,若血清IgG、IgM升高,可以诊断为LDH的游离型或破裂型。
2 腰椎间盘突出体液免疫异常的临床法医学意义
临床法医鉴定中,外伤性和退行性LDH的鉴别要点及难点主要集中在对LDH发生时间的推断j:。而纤维环的破裂与否是鉴别突出和膨H{等退行性变的关键所在。由于外力作用导致的纤维环的破裂时间也就是LDH的发生时问,影像学方面,除了部分急性纤维环破裂形态学表现比较明显可明确诊断外,大多数需要依靠HIZ等组织修复的一些间接指标来进行诊断。而这些都有可能通过纤维环破裂所继发的一系列体液免疫反应的异常来进行推断。
许多研究表明,LDH外周循环中的抗体表达与LDH的突出时间有一定相关性。Ahsan等¨8。观察到一峰腰背痛患者,在疼痛初期,其血清中无抗体产生,3周后则f{{现高糖蛋窝外基质内和细胞内部无或仅有极少复合物沉着。这可以说明髓核导致自身免疫反应,引起神经根毒性损伤作用与髓核中软骨样细胞的膜结合成分有关,而与髓核细胞的内部成分结构及基质成分无关。抗原抗体结合反应应该发生在髓核软骨样细胞膜上n引,外周陷窝内存在较多的细胞内分泌的物质,有较多的蛋白多糖和少量的胶原,自身抗原成分可能与这些物质有关。抗原抗体复合物的形成并不直接致病,它的致病作用取决于复合物活化补体的能力和一些释放炎症反应有关酶类和介质的细胞相互作用的能力。Takenake¨,在其建立的自身免疫性椎间盘炎的动物实验模型中,发现炎性椎间盘中存在着IgG和c,沉积,表明是髓核中的抗原抗体复合物引起补体连锁的活化。由于补体的趋化作用,中性粒细胞被带到复合物的沉积区,同时,由于补体的过敏毒素作用导致嗜碱性细胞和肥大细胞释放组织胺及血管活性物质引起髓核的新生血管化及加重炎性反应¨?。
此外,王葵光16证实在能够产生慢性腰腿痛的常见骨科疾病中,只有LDH症血清中IgG、IgM水平有明显增高,敝对慢性腰腿痛患者,在排除肝肾疾病及其他自身免疫疾病后,若血清IgG、IgM升高,可以诊断为LDH的游离型或破裂型。
2 腰椎间盘突出体液免疫异常的临床法医学意义
临床法医鉴定中,外伤性和退行性LDH的鉴别要点及难点主要集中在对LDH发生时间的推断j:。而纤维环的破裂与否是鉴别突出和膨H{等退行性变的关键所在。由于外力作用导致的纤维环的破裂时间也就是LDH的发生时问,影像学方面,除了部分急性纤维环破裂形态学表现比较明显可明确诊断外,大多数需要依靠HIZ等组织修复的一些间接指标来进行诊断。而这些都有可能通过纤维环破裂所继发的一系列体液免疫反应的异常来进行推断。
许多研究表明,LDH外周循环中的抗体表达与LDH的突出时间有一定相关性。Ahsan等¨8。观察到一峰腰背痛患者,在疼痛初期,其血清中无抗体产生,3周后则f{{现高糖蛋白滴定度。作者建议这种现象可作为椎间盘破裂的证据。Spiliopulu等Ⅲ1的研究中,患者病程在l周到3个月之内,故其IgM水平的显著增加可以解释为近期局部免疫炎症反应。国内学者的类似研究中,患者平均病程1.5年,由于ISM半衰期短,故免疫球蛋白以IsG为高¨?。
纤维环破裂,髓核暴露,抗原释放。早期体液免疫主要与急性期反应的IgM有关,而lgM的半衰期短,故LDH发牛时间较长时,体液中IgM的表达水平降低,而IsG的表达逐渐增强,所以LDH慢性期,表现为以IsG升高为主的免疫反应。由于突出髓核的长期持续刺激,IgM、IgG的表达将会先后升高,达到一定峰值后,先后同落并维持一定水平。这两种免疫球蛋白随着LDH时间的延长而发生的表达变化,与LDH突出时间之间有着密切的相关性,对突出时间的推断有重大意义。
椎间盘突出早期,以IgM表达为主,IgG表达极为低下,此时二者比值随时间变化呈逐渐增大趋势;而随着突出时间的延长,急性期以后,IsM表达开始逐渐降低,而IgG表达开始增加,二者比值慢慢减小;当IgG表达达到峰值时,二者比值将会更小。并且,随着免疫反应水平的稳定,二者比值最终会稳定在某一数值左右。因此,利用这个变化规律,就可能根据其外周血中IgM、IsG的比值,以及外伤时间和鉴定时间之间的跨度,确定本次外伤与被鉴定人LDH之间的因果关系,从而为后续的损伤及伤残鉴定做出一个前提性的结论。
【参考文献】
[1]Rydevik B,Brown M D,Lundborg G.Pathoanatomy andpathophysiology of nerve root compression[J].Spine,1984。9:715.
[2]赵平.腰椎管内突出椎间盘组织结构力学意义的临床探讨:22例多节段及39例单节段腰椎间盘突出症患者临床资料的比较分析[J].中国中医骨伤科杂志,1994,2(6):1014.
[3]Bobeehko G.Auto.immune response to nucleus pulposus inthe rabbit[J].J Bone Joint Surg,1965,47(B):574.
[4]Doita M,Kanatani T,Harada T,et a1.Immunohistologiestudy of the reputured intervertebral disc of the lumbar[J].Spine,1996,21(2):235.
[5]Geha R S.Cellular abnormality in patients with elevatedserum IgE levels[J].Allery Clin Immunol,1986,78:995.
[6]王葵光,胡有谷.腰椎间盘突出症的自身免疫状态[J].中华骨科杂志,1994,14(5):

