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超敏反应与过敏

免疫效应原本用于清除病原体、毒素和异常细胞,但同一套抗体、补体、粒细胞和 T 细胞若在不合适的靶标、强度或时程中运行,也会成为组织损伤来源。超敏反应概括这类由免疫机制引起、对宿主有害的反应;它既可以针对环境抗原,也可以出现在自身免疫和同种异体免疫中。

过敏是由特定免疫机制介导的超敏反应,诱因通常是多数人在相同暴露下可以耐受的外源物质。花粉、食物或药物在特定个体和情境中引起相应免疫反应时成为过敏原。免疫球蛋白 E(immunoglobulin E,IgE)驱动许多过敏反应,T 细胞介导或多种机制并存的疾病也属于过敏范畴,例如接触性皮炎和部分食物、药物反应。1

超敏反应的四型框架

Gell–Coombs 分类把超敏反应分为四种机制:I 型由 IgE 装载的肥大细胞和嗜碱性粒细胞快速启动;II 型由针对细胞表面或细胞外基质固定抗原的免疫球蛋白 G(immunoglobulin G,IgG)或免疫球蛋白 M(immunoglobulin M,IgM)改变功能或招募效应;III 型由可溶性抗原—抗体复合物形成、清除和沉积失衡引起;IV 型由抗原特异性 T 细胞组织炎症或直接杀伤。编号说明主要执行者和靶抗原位置,严重程度与发作快慢还需另行判断。2

真实疾病可以在不同阶段使用多个模块。哮喘可同时包含 IgE—肥大细胞的即刻反应、嗜酸性粒细胞和 2 型细胞因子维持的晚期炎症以及上皮重塑;自身免疫病也可能同时具有细胞表面抗体、免疫复合物和 T 细胞效应。四型框架用于定位当下损伤的执行分子和细胞,同一疾病可随阶段呈现多种机制。

I 型反应的致敏与再暴露

IgE 致敏

过敏原从皮肤、呼吸道或消化道进入后,是否形成 IgE 应答取决于屏障状态、抗原剂量与蛋白酶活性、树突状细胞、既有微生物环境和宿主遗传背景。受损或被刺激的上皮可释放 TSLP、IL-25、IL-33 等警报因子,影响树突状细胞和 ILC2;抗原特异性 Th2/Tfh 细胞再以 IL-4、IL-13 和 CD40L 支持 B 细胞向 IgE 类别转换。这个启动阶段可以没有明显症状,却留下分泌 IgE 的浆细胞和可再次产生 IgE 的记忆克隆。3

分泌出的 IgE 以很高亲和力结合肥大细胞和嗜碱性粒细胞的 Fc\(\varepsilon\)RI,使这些细胞在抗原离开后仍保留对应识别面,这一状态称致敏。肥大细胞是皮肤、黏膜和血管周围的长期组织居民,嗜碱性粒细胞主要在血液循环并可被招募进组织;两者是共享 IgE—Fc\(\varepsilon\)RI 轴的不同细胞谱系。它们的谱系和位置见免疫细胞、组织与迁移

肥大细胞激活与介质释放

再次暴露时,多价过敏原同时结合邻近 IgE,使 Fc\(\varepsilon\)RI 聚集并经 Lyn、SYK 等信号启动 Ca\(^{2+}\) 上升和脱颗粒。组胺、类胰蛋白酶等预先储存的介质可在数分钟内释放;细胞随后新合成白三烯、前列腺素和多种细胞因子。血管扩张和通透性增加、感觉神经刺激、黏液分泌和平滑肌收缩在鼻、眼、皮肤、气道或肠道产生不同症状,局部结果取决于肥大细胞亚群、抗原入口和周围组织。4

早期反应之后,趋化因子与 IL-4、IL-5、IL-13 等信号可招募嗜酸性粒细胞、Th2 细胞、ILC2 和其他髓系细胞,形成数小时以后仍持续的晚期炎症。嗜酸性粒细胞可代谢部分介质并参与调节,也会释放主要碱性蛋白、嗜酸性粒细胞过氧化物酶、脂质介质和细胞因子,成为哮喘等疾病中损伤气道屏障的重要效应细胞。5

全身性过敏反应

当介质在全身快速释放并同时影响呼吸道、循环、皮肤或消化道时,可形成全身性过敏反应(anaphylaxis)。血管张力下降、毛细血管渗漏、支气管收缩和黏膜水肿可以迅速危及生命;严重反应可缺少皮肤表现,诊断需要结合其他器官表现。同一诱因的结局还受剂量、进入途径、运动、感染、药物和基础疾病等辅助因素影响,既往反应的轻重难以准确预测下一次严重程度。6

全身性过敏反应是临床急症,现行指南把肌内注射肾上腺素列为一线治疗;抗组胺药可以缓解部分皮肤症状,气道和循环危险则需要肾上腺素处理。效应机制与治疗靶点相互对应,休克时压力、流量和组织灌注的解耦见休克与器官功能障碍

II 型反应的抗体效应

II 型反应中的 IgG 或 IgM 结合细胞表面、基底膜或其他细胞外基质抗原。抗体包被细胞后可招募吞噬细胞的 Fc\(\gamma\) 受体、激活补体或让自然杀伤(NK)细胞执行抗体依赖的细胞毒;基质上的抗体则把中性粒细胞和补体反应固定在组织结构旁。输血不相容造成的红细胞清除、自身免疫性溶血和针对基底膜的炎症都可沿这些路线发生。7

II 型反应包括细胞清除、局部炎症和受体功能改变。Graves 病抗体持续激动 TSH 受体,重症肌无力抗体可阻断、促使内化或经补体损伤乙酰胆碱受体,Lambert–Eaton 肌无力综合征中的抗体则减少突触前电压门控 Ca\(^{2+}\) 通道功能。具体结局取决于表位位置、抗体亚类与 Fc 性质、靶分子的生理任务和所在组织。8

自身抗体、同种抗体和药物附着于细胞后诱导的抗体都可进入 II 型效应;固定靶标和执行方式是分类依据,抗原来源则是另一个维度。输血相容性及血细胞后果见生理栏目,自身耐受破坏的上游机制见免疫耐受与自身免疫

III 型反应的免疫复合物效应

可溶性抗原与 IgG/IgM 在血液或组织液中结合时会形成大小不断变化的免疫复合物。大复合物常较容易被补体、红细胞 CR1 和肝脾吞噬系统清除;抗原相对过量时形成的较小或中等复合物可在循环中停留。复合物大小、电荷、亲合力、局部生成和血流动力学共同影响它们在肾小球、滑膜、皮肤小血管或其他过滤与高压界面的滞留。9

沉积复合物激活经典补体途径,C3a、C5a 促进血管反应和中性粒细胞募集;白细胞以 Fc\(\gamma\) 受体抓住固定在基质上的复合物,却难以吞下整片组织,于是把蛋白酶、活性氧和其他颗粒成分释放到细胞外,造成血管炎和周围组织损伤。补体与 Fc 受体在这里连接抗体和先天效应。

局部注入抗原并在已有抗体背景下形成复合物,可产生 Arthus 反应;大量可溶性抗原持续进入循环则可能造成发热、皮疹、关节症状和肾脏受累等全身性血清病。旧式异种动物抗血清同时提供大量外来蛋白,初次或再次使用都可能形成相应抗体和免疫复合物;现代人源免疫球蛋白及单克隆制剂降低了部分风险,但具体反应仍由制剂、既有抗体和给药情境决定。10

IV 型反应的 T 细胞效应

IV 型反应以 T 细胞而非抗体作为最终执行者。致敏阶段,树突状细胞向初始 T 细胞呈递蛋白肽,或呈递小化学物与自身蛋白形成的半抗原复合物;扩增后的效应和记忆 T 细胞在再次暴露时回到组织。Th1 细胞的 IFN-\(\gamma\) 可激活巨噬细胞,Th17 相关因子可招募中性粒细胞,2 型 T 细胞可组织嗜酸性炎症,CD8 T 细胞则通过穿孔素—颗粒酶或死亡受体杀伤靶细胞。IV 型涵盖多种 T 细胞效应模块。11

抗原呈递、T 细胞迁入和细胞募集通常使可见反应在数小时至数日后达到高峰,“迟发型”由此得名;机制判定还要识别实际参与的细胞和分子。结核菌素皮试利用记忆 T 细胞与单核细胞在皮内形成的局部反应来读取既往致敏,其结果反映细胞免疫反应,活动性结核病需要另行诊断。

过敏性接触性皮炎展示了完整的致敏—激发两阶段。镍盐、植物小分子或其他接触致敏物改变自身蛋白、MHC 配体或脂质呈递,皮肤树突状细胞启动相应 T 细胞;再次接触后,CD4、CD8 T 细胞和先天细胞共同造成湿疹样炎症。刺激性接触性皮炎则可由化学或物理损伤直接启动先天炎症,抗原特异性记忆参与前者而非后者;相似外观对应着不同机制。12

非 IgE 肥大细胞激活

补体片段、某些药物、神经肽和组织损伤信号可以通过 C3aR/C5aR、MRGPRX2 或其他受体直接激活肥大细胞,产生与 IgE 过敏相似的潮红、风团、支气管收缩或全身反应。这条路线可绕开过敏原特异性 IgE 和经典致敏阶段,仍可能发生严重介质释放。现代命名将其描述为非 IgE 介导的肥大细胞激活或非过敏性超敏反应,以准确反映真实症状和机制。13

非 IgE 反应还包括多条其他路线。T 细胞介导的接触过敏和部分食物、药物超敏仍是抗原特异性免疫反应;乳糖酶缺乏、药物正常药理作用或食物毒素造成的症状则由非适应性免疫机制产生。区分这些路线需要暴露时序、器官表现和有针对性的检测;阴性的特异性 IgE 结果只排除检测所覆盖的 IgE 致敏。

致敏证据与临床反应

皮肤点刺试验或血清过敏原特异性 IgE 说明受试者已经产生相应致敏,数值受到总 IgE、交叉反应糖链、相关蛋白家族和检测平台影响。致敏者在日常暴露时可能没有症状,临床过敏也可能由非 IgE 机制驱动;总 IgE 升高反映总体倾向,无法指出具体诱因。诊断需要先建立可信的暴露—症状关系,再选择针对候选过敏原的检测,必要时由专业人员在有救治条件下进行激发试验。14

斑贴试验把候选接触物在受控条件下留置于皮肤,主要读取延迟的 T 细胞反应,与点刺试验的即刻肥大细胞读出不同。两种阳性结果都需要结合临床相关性解释;免疫学致敏、一次检测阳性和需要长期回避某物是三个不同层次的结论。

特应性(atopy)描述对常见环境抗原形成 IgE 致敏和相关疾病的个体或家族倾向;它提高过敏性鼻炎、部分哮喘或特应性皮炎的概率,具体疾病还受其他条件影响。哮喘、荨麻疹和皮炎都包含免疫学不同的内型,需要以 IgE、T 细胞、嗜酸性粒细胞或非免疫因素的实际证据进一步分型。治疗若要精确作用于 IgE、IL-4/IL-13、IL-5、肥大细胞或其他节点,也必须先说明哪个机制真正维持当前疾病;具体测量证据见免疫检测,治疗机制见免疫干预

参考资料与延伸阅读

  • Murphy K, Weaver C, Berg LJ. Janeway's Immunobiology. 10th ed. W. W. Norton, 2022.
  • Ogulur I, Mitamura Y, Yazici D, et al. Type 2 immunity in allergic diseases. Cellular & Molecular Immunology. 2025;22:211–242.
  • Gould HJ, Sutton BJ. IgE in allergy and asthma today. Nature Reviews Immunology. 2008;8:205–217.
  • Galli SJ, Tsai M. IgE and mast cells in allergic disease. Nature Medicine. 2012;18:693–704.
  • Dispenza MC. Classification of hypersensitivity reactions. Allergy and Asthma Proceedings. 2019;40:470–473.
  • Scheinman PL, Vocanson M, Thyssen JP, et al. Contact dermatitis. Nature Reviews Disease Primers. 2021;7:38.
  • Cardona V, Ansotegui IJ, Ebisawa M, et al. World Allergy Organization anaphylaxis guidance 2020. World Allergy Organization Journal. 2020;13:100472.

  1. 超敏反应、过敏、非过敏性超敏反应和特应性的现代术语边界,参见 EAACI Nomenclature of allergic diseases and hypersensitivity reactions。 

  2. I–IV 型的抗体、免疫复合物与 T 细胞效应框架,参见 NCBI Bookshelf Allergy and Hypersensitivity及 Dispenza Classification of hypersensitivity reactions。 

  3. 上皮警报、树突状细胞、ILC2、Th2/Tfh、IL-4/IL-13 与 IgE 类别转换的协作,参见 Ogulur 等 Type 2 immunity in allergic diseases;IgE 类别转换的一般分子边界见B 细胞与抗体应答。 

  4. IgE—Fc\(\varepsilon\)RI 高亲和结合、受体交联和肥大细胞介质输出,参见 Gould 与 Sutton IgE in allergy and asthma today及 Galli、Tsai IgE and mast cells in allergic disease。 

  5. 嗜酸性粒细胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞、ILC2 和 2 型细胞因子在过敏性组织炎症中的分工,参见 Ogulur 等的综述。 

  6. 全身性过敏反应可累及多个器官且不要求皮肤表现,肌内肾上腺素为一线治疗,参见 Cardona 等 World Allergy Organization anaphylaxis guidance 2020。 

  7. 固定细胞或基质抗原上的 IgG/IgM 通过吞噬、补体、Fc 受体和细胞毒造成损伤,参见 NCBI Bookshelf Allergy and Hypersensitivity;Fc\(\gamma\) 受体的激活/抑制平衡见 Nimmerjahn、Ravetch Fc\(\gamma\) receptors as regulators of immune responses。 

  8. 受体激动、阻断与细胞清除等自身抗体效应的比较,参见 NCBI Bookshelf Autoimmune responses are directed against self antigens;神经肌接头和甲状腺例证同时连接相应器官生理。 

  9. 免疫复合物大小、清除、沉积与 Fc\(\gamma\) 受体炎症的关系,参见 Hogarth、Pietersz Fc receptor-targeted therapies及 Coxon 等 Immune complex-induced apoptosis and concurrent immune complex clearance。 

  10. Arthus 反应、血清病和 III 型超敏的教材性机制,参见 NCBI Bookshelf Allergy and Hypersensitivity;被动抗体制剂的一般边界见免疫记忆与疫苗。 

  11. Th1/Th17/2 型细胞因子、巨噬细胞、粒细胞与 CD8 杀伤构成多种 T 细胞介导超敏,参见 Dispenza 的分类综述;T 细胞一般效应装置见T 细胞激活与效应。 

  12. 接触物的先天启动、树突状细胞呈递、CD4/CD8 T 细胞与先天细胞协作,以及过敏性和刺激性接触性皮炎的边界,参见 Scheinman 等 Contact dermatitis及 Kaplan 等 Early immune events in allergic contact dermatitis。 

  13. 非 IgE 肥大细胞激活和现代超敏反应术语,参见 EAACI 的命名立场文件;C3a/C5a 与肥大细胞的接口见补体系统。 

  14. 皮试和血清特异性 IgE 证明致敏,诊断还需暴露病史并在疑难时采用医学监督下的激发试验,参见 EAACI Guidelines on the diagnosis of IgE-mediated food allergy。 

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