组织学87:免疫系统7:淋巴器官2:周围淋巴器官2:淋巴结
淋巴结
淋巴结为主要的周围淋巴器官。鱼类、两栖类、爬行类和鸟类有丰富的淋巴细胞,但无淋巴结,它们的一些部位的结缔组织中可见淋巴组织样结构,与髓样组织相似。鸟类开始有较发达的淋巴组织,唯哺乳动物才有淋巴结,其结构因物种不同成有差异。
反刍动物出生时其淋巴组织及淋巴结已充分发育;啮齿类动物的淋巴组织及淋巴结需受抗原刺激才能发育完善;鲸类动物缺乏阑尾;平啄海豚属中的肛扁桃体(anal tonsil)发育特别好。
人的淋巴结也是受抗原刺激后才发育完善。一般呈卵圆形,直径数毫米对1厘米,位于淋巴回流通路上,以颈部、腋窝、腹股沟、盆腔、纵隔、腘窝及肠系膜等处较多见。人有300~500个淋巴结,总重量约100克。
淋巴结是淋巴的滤器及抗原引发免疫应答的重要场所。
人的淋巴结发生在胚胎第2个月。起初为含淋巴细胞的结缔组织突向膨大变扁的淋巴管,与17~19天大鼠胚胎淋巴结的发生所见相似(见下图)。膨大的淋巴管逐渐从一侧包围军含有较多淋巴细胞的结缔组织,形成淋巴结的原基,膨大的淋巴管逐渐变扁而宽大,逐渐形成被膜下淋巴窦。至第3个月,迁入其中的淋巴细胞逐渐增多,但尚无皮质与髓质之分。此时可见一些毛细血管和小淋巴管增生,高内皮的毛细血管后微静脉开始出现。碑结缔组织突入处逐渐形成门部,含有一些小血管和淋巴管;相对的一侧结缔组织逐渐密集形成被膜,迁入淋巴结原基内的淋巴细胞进一步增多,且分布不均,淋巴结原基逐渐增大。至出生前,皮质与髓质隐约可辨,但仍无淋巴小结和浆细胞。出生后淋巴结内的淋巴细胞增多,生长迅速,皮质和髓质逐渐明显。出生后数周,肠系膜淋巴结内才有浆细胞及初级淋巴小结,次级淋巴小结的出现决定于抗原刺激。
不同部位的淋巴结发生先后不一,出生后数月婴儿的淋巴结即与成人淋巴结结构相似,但功能尚不完备。
人的周围淋巴器官也有年龄性退变。扁桃体自青春期已开始退化,但青春期后淋巴结与脾的结构仍很发达,约60岁后各种淋巴器官退变明显。
大鼠淋巴结的组织发生
一、淋巴结的结构
淋巴结的大小、结构及内含细胞成分的变化与机体的免疫功能状态密切相关。
淋巴结受不同抗原刺激可发生不同的应答变化,各种结构相对增大或缩小(见下图),并与疾病相关。
处于不同状态下的淋巴结结构变化
⑴正常淋巴结⑵体液免疫应答,淋巴小结增多 、增大⑶细胞免疫应答,副皮质区扩大⑷慢性炎症,髓索内浆细胞增多⑸大量抗原侵入,巨噬细胞增多,淋巴窦扩大
如抗原刺激引起体液免疫应答时,淋巴小结明显增大、增多;引起细胞免疫应答时,副皮质区明显增大;淋巴回流区有慢性炎症时,常导致髓索内浆细胞大量增多;当大量抗原入侵急性期,可致淋巴窦扩张和窦内巨噬细胞大量增多。
(一)被膜(capsula)、小梁(trabecula)和网状组织
淋巴结表面为薄层致密结缔组织构成的被膜,内含少量平滑肌细胞。
海豹淋巴结和被膜和小梁由致密的胶原纤维和弹性纤维组成,富含成纤维细胞、肌成纤维细胞9myofibroblast)等。
淋巴结肿大时因被膜纤维绷紧,触摸时质地较硬。
被膜外周的疏松结缔组织常含较多的脂肪,解剖时小淋巴结易与脂肪组织混淆而被漏检。
数条输入淋巴管(afferent lymphatic vessel)常斜行穿越被膜与被膜下淋巴窦通连。管壁常见瓣膜,可防止淋巴反流。输入淋巴管内的淋巴含少量淋巴细胞,偶见红细胞或其他细胞。
淋巴结的一侧凹陷为门部(hilus),有较多疏松结缔组织及脂肪细胞,输出淋巴管(efferent lymphatic vessel)及小动脉、小静脉和神经经门部进出。
被膜和门部结缔组织伸入淋巴结内形成相互连接的小梁,构成淋巴结的粗支架,血管和神经的分支行于其内。由网状细胞与网状纤维组成的网状组织填充于小梁之间,网状细胞胞体较大,核大,圆形,异染色质较少,可见核仁,核周胞质内含少量粗面内质网、游离核糖体和线粒体(见下图)。
小鼠淋巴结电镜示网状细胞(↑)和淋巴细胞(L) ×5500
由胞体发出数个细长分支的胞质突起,相邻细胞的突起相互连接,突起间无桥粒等连接结构,构成细胞网架。基质的电子密度低,网状细胞与基质之间无基膜。网状纤维常被网状细胞的突起包裹(见图)。
小鼠淋巴结皮质 ×5500 ↓网状细胞突起内的胶原原纤维束,其余为淋巴细胞
正常情况下无裸露的网状纤维,故在淋巴结内,其网状组织内环境全由网状细胞构成,这与淋巴结内的微环境形成密切相关。网状细胞的突起之间很少见连接结构,网状细胞能产生基质和纤维,无吞噬能力,也不能转变为巨噬细胞。
可拉斯加鲑鱼的胸腺和鼠淋巴结的网状细胞内有溶酶体和少数颗粒,被认为是一种屏障细胞。胸膜内注入胶体金后,淋巴结窦内的网状细胞含胶体金粒比巨噬细胞多,注射4小时后出现在胸骨旁淋巴结网状细胞的溶酶体中。SEM,淋巴窦内的网状细胞与窦壁的内皮细胞相互连接,它们是同源的,但与淋巴结实质内的网状细胞相互分离,提示在早期淋巴结的窦内皮细胞与实质的网状细胞的分化有所不同。
淋巴结实质内有淋巴细胞、浆细胞、巨噬细胞、交错突细胞和滤泡树突状细胞以及肥大细胞等多种细胞,它们充填于网状细胞之间的网眼内。细胞的种类、数量和分布随机体免疫反应程度不同,变化很大。若无炎症发生,一般很少见到粒细胞。
(二)皮质
淋巴结皮质位于被膜与髓质之间,是淋巴结最主要的构成成分。一般可区分为浅层皮质、深层皮质和皮质淋巴窦。
1 皮质淋巴窦
皮质内的淋巴窦包括被膜下窦、小梁周窦和副皮质索之间的许多小的淋巴窦,它们相互连通,并与髓窦相通连。
(1)被膜下窦或被膜下淋巴窦(subcapsular sinus)
位于被膜下,为一宽敞的扁囊,包绕整个淋巴结,与小梁周窦相连通。淋巴窦壁由扁平的内皮细胞围成,窦壁外侧紧贴被膜,内侧紧贴淋巴组织。(见图)
被膜下淋巴窦结构
(2)小梁周窦(peritrabecular sinus)
数条输入淋巴管穿越被膜通入被膜下淋巴窦将淋巴液汇入窦内,但各在一定的流区。沿小梁周围的淋巴窦为小梁周窦,它们多为较短的盲管,只有位于深层皮质单位之间的少数小梁周窦与髓质淋巴窦直接相通,相通连的部分较窄,称窄通道(narrow channel)。
贴近淋巴组织一侧窦壁是由固定的巨噬细胞、扁平或星形的内皮细胞构成(Bloom);窦壁的细胞为网状细胞和固定的巨噬细胞(Leeson);窦壁的细胞是淋巴内皮细胞(Ham);窦壁细胞为网状内皮细胞(reticulaoendothelial cell)(Moe)。
淋巴窦壁由三组构成:内层为一层不连续的内皮;中间为基质和一些胶原原纤维束构成的间质;外层为网状细胞。(见下图)。
被膜下淋巴窦结构
巨噬细胞穿越细胞间隙,淋巴细胞穿越窦壁可能使内皮形成临时性穿壁通道(transmural passage)。
淋巴窦腔内有许多突起的网状细胞,有人认为它是一种形态特殊的内皮细胞而称之为网状内皮细胞,其突起包裹胶原原纤维束和少量细小的弹性纤维,它们共同包埋于均质的基质中。(见图)
淋巴窦内的网状内皮细胞突起及其中的细胞间质
而窦外网状细胞突起所包裹的纤维中不含弹性纤维。淋巴窦内附有较多的巨噬细胞和一些淋巴细胞外,还有一种较少见的面纱细胞(veiled cell),它是表皮内的朗格汉斯细胞肥抗原刺激后携带抗原,以变形运动离开表皮比淋巴管和输入淋巴管迁入淋巴窦的。(见下图)
淋巴结T细胞和B细胞迁移途径
电镜下,细胞核形态很不规则,常有数个深凹,异染色质少,胞质电子密度低,细胞器少,仅有少量线粒体和小溶酶体。(见下图)
淋巴结被膜下窦内的面纱细胞 ×5500 V面纱细胞 ↓面纱细胞的薄膜样突起
面纱细胞进入淋巴结后转移至副皮质区,变成交错突细胞。面纱细胞为一种抗原转运细胞(antigen transport cell,ATC),在抗原激发小鼠数分子钟后,淋巴结内即可看到。抗原-抗体复合物多由巨噬细胞内吞,在2~3天内被迅速降解和清除。有些免疫复合物可由树突状细胞处理和转运;面纱细胞经输入淋巴管将抗原转运至淋巴小结,在面纱细胞转运抗原时,它在被膜下窦通过内皮间的小孔与淋巴小结中的滤泡(小结)树突状细胞(FDC)网,共同组成免疫复合物转运链,抗原信息沿此链发生一系列的传递。
2 浅层皮质(superficial cortex)或周围皮质(peripheral cortex)
紧贴被膜下窦的淋巴组织,主要由B细胞构成。
新生动物淋巴结内尚未出现淋巴小结时,此层厚薄较均匀;当许多淋巴小结形成后,膨大的淋巴小结突入副皮质区,使此层变得厚薄不一,可分为淋巴小结和小结间深层皮质。小结间深层属深层皮质,是以T细胞为主的T细胞和B细胞混合区。
小结间浅层皮质(internodular superficial cortex)或小结外区(extranodular zone):位于淋巴小结之间的浅部,仅数个淋巴细胞厚。相当于脾的边缘区。含有较多的处女型B细胞,少量DC和T细胞。此外的淋巴窦常较宽,是淋巴结内B细胞最早接触抗原的部位。此外的B细胞常分裂分化为分泌IgM的浆细胞。(见图)
淋巴结T细胞和B细胞迁移途径
淋巴小结(lymphotic nodule)或淋巴滤泡(lymphatic follicle):椭圆形或长圆形,直径一般为1~2mm,基部可突入深层皮质。淋巴小结内的网状纤维及毛细血管较稀疏。发育较好的淋巴小结的正中纵切面,可见着色较浅的球形生发中心(germinal center)。
生发中心又分为明区和暗区。
明区(light zone)较大,位于浅部,着色较淡,主要由中等大的B细胞构成,含有相当数量的辅助性T细胞(Th),还有一些滤泡树突状细胞和易染体巨噬细胞(见图)。
生发中心的细胞成分
暗区(dark zone)较小,着色较深,主要由胞质强嗜碱性的较大的B细胞构成,还有少量T细胞,主要为Th细胞。
生发中心周围有一层密集的小B细胞,它们多为记忆细胞,有的是浆细胞的前身;近被膜下窦最厚,称为小结帽(cap)或小结套层(follicular mentle);若经淋巴小结边缘切面,可见由密集小B细胞构成的圆形小结,常易被误为是初级淋巴小结。若经小结近中心的横切面上,则呈深色的环状,分不出明区和暗区。
(1)淋巴小结的发生
淋巴小结的发生主要是生发中心的形成。至少有4种细胞参与,即Th细胞、B细胞、FDC和巨噬细胞,其中主要是B细胞。
具有相同抗原结合决定簇的B细胞,在识别抗原并与Th细胞相互作用后而被激活,迁移到初级淋巴小结。
初期的淋巴小结较小,中心含有少量正在转化的B细胞,明区和暗区界限较模糊;小结中央区还有滤泡树突状细胞和少数散在的Th细胞。数天后,小结中央的B细胞经过指数增殖(exponential proliferation),形成一群细胞,位于小结底部的许多较大而幼稚的B细胞称为成中心细胞(centroblast),构成生发中心的暗区。这些细胞持续增殖,细胞周期6!7小时,几天后产生大量暂不分裂的中等大小的B细胞称中心细胞,大多位于生发中心的明区,此时明区才逐渐明显。
B细胞在分裂过程经超突变(supermutation),增殖形成许多记忆性B细胞及浆细胞前身,此时已发育为次级淋巴小结。
淋巴小结的形成和消失与抗原的刺激密切相关。
抗原聚集在FDC表面时,B细胞内吞免疫复合物被覆小体,成为高效的抗原呈递细胞。抗原初次刺激24~36小时后,可在淋巴小结浅层皮质处看到抗原的高度聚集(免疫荧光法)。
约在第4天,在初级淋巴小结内可见一群转化的大B细胞(成中心细胞);数天后淋巴小结增大,其中细胞分裂像增多,小结逐渐分化并出现明显的生发中心;第7天后,可区分明区和暗区,帽部的淋巴细胞增多变密集;给于第14天,淋巴小结发育达顶峰,如不断受抗原刺激,淋巴小结可维持数月或更长;如抗原被清除,抗体过剩,淋巴小结则在数周内逐渐退化。遭遇干净抗原时,生发中心反应迅速,明区和暗区迅速形成。
(2)淋巴小结的功能
生发中心的细胞类型较多,并随淋巴小结发育阶段不同有很大变化。主要成分是:
①淋巴细胞:
95%为B细胞,暗区为校转化的成中心细胞或称B免疫母细胞(B immunoblast):细胞核大而圆,异染色质较少,常见数个核仁。细胞经分裂及其BCR基因超突变后,转变为中等大的B细胞即中心细胞,它是生发中心内最多的细胞:核常有一深凹,胞质嗜碱性减弱。中心细胞的抗体特异性已各有差别,经选择后与抗原有高亲和力受体的细胞可保留生存并进一步分裂分化,形成的小淋巴细胞迁入帽部,早期大部分为浆细胞前身,它们能产生大量对抗原具有训亲和力的抗体,能更有效清除抗原,这对机体恢复健康是十分有利的。当淋巴小结开始形成时,游离的抗原较多。随着游离抗原减少,帽部内的记忆性B细胞比例逐渐增高,至后期几乎全部为记忆性B细胞。记忆性B细胞比处女型B细胞略大,是淋巴细胞再循环的主要成分。细胞表面的膜抗体(sIg)增多数倍,其中sIgD消失,出现sIgG或sIgA。每隔一短时间内就有一个记忆性B细胞活化,并分裂分化为一小群浆细胞,以维持血中某种特异性抗体的较高浓度。记忆性B细胞的产生提高了机体的免疫力。追踪有5%的T细胞,主要为Th细胞,它们可增殖,产生的淋巴因子(lymphokine)可调节B细胞的分裂分化,可能还参与对中心细胞的选择作用。
小结的生发中心是浆细胞和记忆性B细胞的出生地,也是T细胞依赖抗原诱导特异性B细胞迅速克隆表达的部位。
淋巴小结内的Th细胞主要分布在明区和小结帽交界处,形成一窄带。给动物注入蛋白类抗原,一周后,许多特异性Th细胞迁移至小结内。在初次免疫应答中,小结内的Th细胞可增殖,部分Th细胞可转移至其他周围淋巴器官的淋巴小结内,扩大和增强免疫应答。Th细胞也常在免疫应答后期发生凋亡,保持T细胞的自身稳定性。
生发中心的B细胞依赖T细胞发生超突变,若小结内T细胞减少,生发中心的最佳微环境受影响,不能很好进行细胞间协作及促进记忆性B细胞增殖,生发中心反应减弱。
B细胞有两个选择阶段:
一是在中枢淋巴器官骨髓见,不依赖抗原刺激而产生生发中心。生发中心内的成中心细胞增殖,B细胞表面的抗原受体(抗体)发生超突变,其中少数与特异性抗原发生高亲和力的结合是一种正选择(阳性选择),可使体液免疫效应增强,重组酶活化基因(recombinase activating genes,RAGs),最终可下调正选择。
生发中心内还可能有一种负选择(阴性选择)机制,即微量的多种多样的自身可溶抗原进入生发中心,与超突变的B细胞抗原受体相结合,引起这些细胞凋亡,使机体对自身抗原的免疫耐受性增强,不易产生抗自身抗体,形成自身耐受(self-tolerance);若负选择机制发生障碍,可发生抗自身抗体病。
形成免疫耐受的机制有两种:
一是细胞克隆排除学说(clonal deletion theory):免疫耐受的形成是因为与抗原相应的淋巴细胞克隆被排除,即胚胎期体细胞突变频繁,体内已具有分别与各种抗原相应的特异性淋巴细胞克隆,胚胎期这些淋巴细胞与抗原相遇后即遭破坏或抑制,成为禁忌克隆,出生后不与自身抗原反应,对在胚胎期接触过的外来抗原形成耐受。
二是细胞克隆流产学说:B细胞在不同分化𡴑对抗原的反应能力不同,如果B细胞在发育不同阶段受阻则形成耐受。
感染后的机体有多种细胞产生IL-6,作为对细胞因子有抑制作用的IL-6和IL-6调节急性期蛋白(APPs),可预防并减轻急性炎症反应,也能起免疫抑制作用(immunosuppressive effect)。免疫反应中,成中心细胞的生存依赖其暗区的微环境,一旦离开此区便去凋亡。
可用细胞培养法培育产生的中心细胞的细胞系,形成具有表型的记忆性B细胞,但人权内存活走过24小时的记忆细胞都是从生发中心产生的。
②易染体巨噬细胞(tingible body macrophage):
主要位于生发中心明区。能大量吞噬已凋亡的B细胞。故胞质内的溶酶体常含有被吞噬的变性的淋巴细胞核(异染体),甚至可见淋巴细胞的轮廓。
生发中心内B细胞分裂过程中,发生超突变的中心细胞经选择后少数被保留,其余的均凋亡而被巨噬细胞吞噬清除。感染我免疫缺陷病毒(HIV)后,淋巴结内的淋巴细胞凋亡程度高出正常人的3~4倍。
小鼠淋巴结生发中心 ×5500 1易染体巨噬细胞2易染体3淋巴细胞
③滤泡树突状细胞(follicular dendtritic cell,FDC)或小结树突状细胞:
滤泡树突状细胞约占生发中心细胞总数2%,主要位于明区,分布均匀,在初级淋巴小结中即有FDC。
小鼠出生后10天淋巴结内无此种细胞,其出现与淋巴小结的发育密切相关。
FDC的来源:
一种认为是由淋巴结内的幼稚的抗原呈递细胞发育分化形成;
另一种认为由迁入的幼稚的抗原呈递细胞发育分化而成。
FDC多突起,相互连接成网。早期细胞有10多个细长的突起,突起可长达10㎛以上,表面呈棘样,无MHC-Ⅱ类抗原,有大量Fc受体和C3受体,借此可聚集大量抗原-抗体复合物。
FDC虽不直接处理和参与呈递抗原,但FDC突起上形成许多串珠状的免疫复合物被覆小体。
约于抗原刺激后3天,小体不断从突起末端断离分散,发育成熟后脱落下来,形成具有抗原活性的免疫复合物被覆小体(immune complex coated body,iccosome)。(见图)
淋巴结受抗原刺激后生发中心内小淋巴细胞形态变化乡免疫复合物被覆小体形成
A抗原转运细胞(1分钟~5小时)B丝状突滤泡树突状细胞(第1~3周)C盘旋滤泡树突状细胞(T引3~14天)D中间型滤泡树突状细胞E串珠状滤泡树突状细胞(第3~5天)虚线圈示生发中心
滤泡树突状细胞转运免疫复合物的过程
小体直径0.3~0.4㎛,可被邻近的B细胞内吞。B细胞吞噬被覆小体后有处理抗原并将其呈递给Th细胞,活化的Th细胞分泌的淋巴因子可调控B细胞的分裂分化,并诱导其超突变。
FDC在B细胞的活化和调节抗体的合成中起重要作用,B细胞为生发中心内最活跃的抗原呈递细胞并与Th细胞相互激活而进行增殖。
FDC以其独特的形态和强大的免疫激活力而被确认为一种特殊类型的抗原呈递细胞。当抗原再次入侵发生二次免疫应答时,先与抗体结合,形成抗原-抗体复合物,并在数分钟内被FDC捕获。在初次免疫反应时,血液中的游离抗原很少与FDC结合,直到产生抗体后才能被FDC大量捕获。FDC不仅向B细胞提供特异性抗原信息,也提供能增进B细胞反应的非特异性刺激信号。
由于FDC是以免疫复合物被覆小体的形式给B细胞递交抗原,并沿着抗原-FDC免疫复合物被覆小体-B细胞轴的线路进行转运,使生发中心内的B细胞急剧增殖,发生超突变。与抗原亲和性强的B细胞发育成熟,并开始产生大量高亲和性的抗体或形成记忆性B细胞。FDC在引发和维持二次体液免疫应答中起关键性作用。该反应取决于抗原转运入淋巴小结内。抗原、B细胞与T细胞间的相互协同作用是在FDC网构成的微环境中进行的。如以抗原免疫的小鼠,1分钟后用免疫电镜术测出FDC表面的免疫复合物,产证明在该细胞的丝状树突状的表面能长期保留抗原抗体复合物,形成FDC抗原保留网(Ag-retaining reticulum,ARR),在体液免疫应答反应减退时,生发中心内的抗原长期保留,FDC的突起呈毛线球样缠绕,细胞保持功能静止状态(见下图),可保留抗原长达数月至数年。
淋巴结受抗原刺激后生发中心内滤泡树突状细胞形态变化和免疫复合物被覆小体形成
A 抗原转运细胞(1分钟至5小时) B 丝状突滤泡树突状细胞(第1~3)
C 盘旋滤泡树突状细胞(第3~14天) D 中间型滤泡树突状细胞
E 串珠状滤泡树突状细胞(第3~5天) 虚线圈示生发中心
滤泡树突状细胞转运免疫复合物的过程
FDC在调节和长期保持体液免疫中起重要作用,只有功能活跃的FDC才能形成免疫复合物被覆小体,使体液免疫应答增强。淋巴结中的DC存在多亚群、多起源与多功能特性。
有人将DC称为健康与疾病状态下的免疫哨兵(sentinel)。
除FDC00外,易染体巨噬细胞增多也可促使小结明区出现。如用结扎或胶封闭输入淋巴管,局部淋巴结内的淋巴细胞10天内全部消失。消退中的淋巴小结暗区较大,淋巴细胞少而稀疏,生发中心内几乎不见细胞分裂像,帽部的淋巴细胞逐渐减少或消失,但可见许多有突起的胞质嗜酸的大细胞,可能是退化中的FDC。这种小结常称为空竭的淋巴小结(bu/rnt out lymphatic nodule),其生发中心完全消失或轻度纤维化,留下小的瘢痕样结构。
3 深层皮质(deep cortex)或副皮质区(paracortex,paracortical zone)或第三皮质(tertiary cortex)
在HE染色切片上常中无明显境界的弥散的组织,主要含T细胞,故称胸腺依赖区(thymus dependent area)。
Belisle和Sainte-Marie等认为副皮质区占淋巴结体积的10~70%,以连续切片重塑法研究大鼠、小鼠、豚鼠、羊、犬及人等的淋巴结,证明副皮质区由具有一定结构的深层皮质单位(deep cortex unit)构成。每个深层皮质单位如半个球体,较平坦的一面朝向浅层皮质,淋巴小结嵌入其中;另一侧半圆的凸面,朝向髓质蒋与髓质相连。(见下二图)
淋巴结深层皮质单位结构
淋巴结深层皮质单位复合体
小的深层皮质单位半径0.2~0.5mm,大的1~1.5mm。单位的数量与淋巴结大小成正比。大鼠的纵隔淋巴结与腘淋巴结较小,仅有一个单位;颈淋巴结和腹股沟淋巴结较大,常有2~4个单位。每个深层皮质单位的中心正对一条输入淋巴管。若两条输入淋巴管的入口比较靠近,则其下的两个深层皮质单位常融合为一个较大的深层皮质单位复合体(deep cortex unit complex)(见图)
淋巴结深层皮质单位复合体
复合体的大小及复合程度各不相同,最大的复合体可由6个皮质单位融合而成。
每个深层皮质单位可分为中央区和周围区两部分。
(1)中央区(central zone)
由密集的T细胞构成,占整个单位的大部。
新生去胸腺动物或裸鼠缺乏T细胞,中央区内细胞空竭,故此区是真正的胸腺依赖区。
中央区内的网状纤维和毛细血管比周围区稀少。故在镀银标本上两区的境界明显。
中央区的边缘有少量毛细血管后微静脉,无淋巴窦。
在细胞免疫应答时中央区迅速增大,出现许多免疫母细胞和细胞分裂像。
(2)周围区(peripheral zone)
一薄层稀疏的弥散淋巴组织。此区网状纤维密集呈环形包围整个中央区,含有T细胞和B细胞,呈混合分布。周围区内有密集的毛细血管网和许多高内皮微静脉,它是血内淋巴细胞进入淋巴组织的重要通道,故此区内细胞流动性很大。
周围区内还可见许多小盲淋巴窦(small blind sinus)或皮质单位淋巴窦(cortex unit sinus),它们是髓窦的起始部,淋巴流动缓慢,其中含有较多的淋巴细胞,是淋巴细胞进入髓窦的重要通道。
深层皮质单位的大小与细胞免疫状态密切相关。
深层皮质单位内有一些交错突细胞和巨噬细胞。
交错突细胞(interdigitating cell)是一种树突状抗原呈递细胞,是形成副皮质区微环境的重要成分,其突起较多且有分支,突起常相互交错。细胞表面有大量易与Th细胞CD4相结合的MHC-Ⅱ抗原,故细胞周围多见Th细胞。交错突细胞交错突细胞外形很不规则,有深凹,异染色质很少,胞质电子密度低,细胞器不发达,故易识别。(见下图)
小鼠淋巴结电镜示交错突细胞(1)和淋巴细胞(2) ×5500
交错突细胞激活T细胞的能力是巨噬细胞和B细胞的100倍以上。
巨噬细胞和B细胞不能激活处女型T细胞,只有交错突细胞有此功能。这是它们之间最显著的区别。
在机体对某种抗原的初次免疫应答启动过程中,交错突细胞具有不可替代的作用。
淋巴组织内有多种树突状细胞,它们与免疫功能密切相关。巨噬细胞和树突状细胞总称为辅佐细胞(accessory cell),它们之间既有共同的特征又各具特点。
淋巴结的胸腺依赖区内有分布广泛的高内皮微静脉(HEV)。汉无抗原刺激时,血液内的淋巴细胞在HEV处穿越血管壁,呈现随机征集淋巴细胞进入淋巴组织,且数量较少。当输入淋巴管中的抗原进入被膜下淋巴窦,将影响淋巴结相关部位的HEV结构,即出现特异性征集淋巴细胞进入淋巴组织。B细胞穿出HEV后,可从副皮质区的周围区迁移至淋巴小结内。
系统性红斑狼疮是一种自身免疫病,其免疫系统不正常表现为产生大量无用的T细胞聚集于淋巴结中,导致淋巴结病(lymphadenopathy),这些T细胞虽具有活化T细胞的一般特征,但缺乏CD4和CD8,且表达TCR水平很低。
Gretz等(1977)研究认为深层皮质单位内并不是均质的,其中还有副皮质索、副皮质坶周淋巴窦、微静脉周通道和引水小管等微细结构。这些结构在光镜下难辨,且与深层皮质单位原有的一些描述有许多矛盾之处。
副皮质索(paracortical cord)呈长索条状,有分支(见下图),起始于淋巴小结的基部或小结间区,环绕副皮质索的淋巴间隙是副皮质索周淋巴窦,有完整的扁平内皮细胞包在索外即窦腔的衬里。
淋巴结副皮质索横切面
S环绕副皮质索的副皮质淋巴窦 H HEV
副皮质索是深层皮质的基本功能单位,宽100~150㎛,长800~1500㎛,中心有一条高内皮微静脉。每条索厚度由中心的血管基膜至淋巴窦内皮有5~10个淋巴细胞。副皮质索在皮、髓质交界处合并与较宽大的髓索相连。(见下二图)
淋巴结副皮质索横切面
S环绕副皮质索的副皮质淋巴窦 H HEV
淋巴结副皮质区的结构功能单位——副皮质索
A示副皮质索起始于淋巴小结(F)基部或淋巴小结之间,副皮质索之间为索周淋巴窦(PS),副皮质索汇合与髓索连接
B示环绕HEV的纤维性网状细胞网(FRCN) C HEV横切,周细胞样的FRCN环绕高内皮 D示FRCN网横断面
副皮质索周淋巴窦(pericortical cord sinus)或副皮质淋巴窦(paracortical sinus):
一些互相通连的小淋巴窦,宽1~3个淋巴细胞。窦壁由一层连续的扁平内皮围成。窦内常有淋巴细胞,故光镜下不易辨认。电镜下需仔细观察才能分辨。
微静脉通道(perivenular channel,PVC)是HEV内皮与环绕其周围的周围细胞之间的潜在裂隙,包括副皮质索内的小通道(channel)及走廊(corridor)两种成分。
小通道约宽4㎛,一侧以内皮下基膜为界或位于裂开的基膜之间;
走廊宽10~25㎛,位于副皮质索内,为网状细胞突起及纤维小梁之间的空隙,其间充满组织液和淋巴细胞。淋巴细胞从HEV内皮下间隙沿小通道迁移至走廊,淋巴液则经PVC渗入HEV腔。血管周小通道的形成取决于通道壁与基膜间是否有连接,HEV的基膜通常是可裂开的或双重的,紧靠内皮的裂隙即为小通道。小通道较窄,其中正在通过的淋巴细胞常呈扁圆形。
小通道外侧的间隙即走廊,此处较宽,可见较圆的淋巴细胞。
引水导管(conduit)由纤维性网状细胞扁平仠相互连接围成的小管,内含10
~100条平行的胶原原纤维束与较多的基质网状纤维(见下图)。
淋巴结副皮质区的结构功能单位——副皮质索
A示副皮质索起始于淋巴小结(F)基部或淋巴小结之间,副皮质索之间为索周淋巴窦(PS),副皮质索汇合与髓索连接
B示环绕HEV的纤维性网状细胞网(FRCN) C HEV横切,周细胞样的FRCN环绕高内皮 D示FRCN网横断面
小管内基质较丰富,含水量多,有类似毛细管的引水作用。引水导管内的液体沿网状纤维流动,流向毛细血管后微静脉方向。网状细胞突起包绕形成的引水导管是闭合的管道,有时有小开口与走廊相通,使走廊内的信息分子能进入小管。引水导管不仅具有毛细管的作用,还能迅速传递淋巴中的信息分子,如抗原物质及淋巴因子等,能以比渗透扩散数十倍的速率将输入淋巴管中的信息传送给高内皮,使内皮细胞的功能发生变化。如将少量辣根过氧化物酶注入淋巴结皮质的淋巴内,它们可迅速沿引水导管抵达高内皮微静脉的基部,从淋巴窦到达HEV基部仅需一分钟,这可能与淋巴结功能有重要关联。
小鼠淋巴结 示从输入淋巴管迁入的树突状细胞 MHCⅡ 免疫组化染色 ×200
猫淋巴结 HE ×2.5 ↑门部
淋巴结局部 1被膜2淋巴小结 3副皮质区 4髓索 5髓窦
猫淋巴结浅层皮质 HE ×33
↓ 输入淋巴管 ※被膜下(淋巴)窦 D淋巴小结暗区 L明区 C小结帽
淋巴结副皮质区的高内皮微静脉
淋巴小结 1暗区 2明区 3小结帽
被膜下窦
三、髓质
位于淋巴结近中央部和靠近门部。在无明显皮质之处,髓质可靠近被膜下淋巴窦。
髓质由髓索和髓窦组成。(见下二图)
小鼠淋巴结电镜示网状细胞(↑)和淋巴细胞(L) ×5500
淋巴结髓索和髓窦
(一)髓索(medullary cord)
髓索为索条状淋巴组织,相互连接成网状。
髓索内主要有B细胞和浆细胞,还有巨噬细胞、肥大细胞、嗜酸性粒细胞等。
髓索和髓窦相间排列,故髓索周围均有扁平的内皮细胞被覆。
髓索内毛细血管很丰富,其中都含有一条由扁平内皮构成的中央微静脉(central venule)。从血管注入的标记淋巴细胞能穿越中央微静脉的扁平内皮细胞进入髓索,故它是血内淋巴细胞进入淋巴结淋巴组织的另一条重要通道。
髓索内还常见少量红细胞,在静脉回流受阻时髓索红细胞增多,并常渗入髓窦。
(二)髓窦(medullary sinus)即髓质淋巴窦:
髓窦即髓质淋巴窦,其窦壁与被膜下淋巴窦或皮质淋巴窦相同,由连续的内皮、细胞间质及外膜网状细胞三层组成。(见下图)
淋巴结髓索与髓窦 ×5500 1淋巴细胞2内皮细胞3外膜网状细胞4淋巴窦腔5浆细胞
髓窦的窦腔不规则,较宽大,腔内含有较多的网状内皮细胞和巨噬细胞,具有较强的滤过功能。
髓窦与副皮质索周淋巴窦相通,但表现常有不同。
髓窦内的淋巴细胞大多来自深层皮质单位周围区的小盲淋巴窦,也可由髓索渗入,故含有较多的B细胞。髓窦与门部的输出淋巴管通连,也与邻近的被膜下窦或小梁周窦相通。
淋巴结髓质 1髓索 2髓窦
淋巴结髓索和髓窦
二、淋巴结的淋巴通路
淋巴由输入淋巴管通入被膜下淋巴窦,经小梁周窦、皮质淋巴窦通入髓窦,再经门部的输出淋巴管出淋巴结。
小梁周窦因受深层皮质单位的阻挡一般不能直接与髓窦相通;只有深层皮质单位之间的一些小型开口即窄通道或小结外窄窦(narrow extrafollicular sinua)可通连髓窦与被膜下淋巴窦(见下图)。
淋巴结深层皮质单位复合体
副皮质区内含大量副皮质索及其间的副皮质索周淋巴窦,使淋巴通路又接近Maximow的传统观点,但更为复杂、精细。输入淋巴管将淋巴输至被膜下淋巴窦,此后即由中心向四周缓慢弥漫;经小梁周窦进入更分散更细小的副皮质索𡔮窦,此处的少量淋巴渗入淋巴组织,并有许多信息分子经引水导管快速到达高内皮微静脉。大量淋巴则经窄通道进入髓窦。经淋巴组织渗透的淋巴可经小盲淋巴窦入髓窦,小盲淋巴窦可能属副皮质索周窦终末较大的部分。
总之,不同淋巴结的淋巴流可因淋巴结收集抗原与滤过淋巴的功能不同而异。
淋巴结内的淋巴流动很慢,局部注射墨汁后3小时,才见墨汁颗粒缓慢从被膜下淋巴窦进入小结间窄通道及其附近的髓窦内,墨汁颗粒于24小时内大多被巨噬细胞吞噬。髓窦的巨噬细胞内可见大量墨汁颗粒,部分含颗粒的细胞由髓窦移向门部,仅有少量墨汁颗粒进入浅层皮质的淋巴组织内,深层皮质淋巴组织及小盲淋巴窦内几乎无墨汁颗粒。
淋巴结内的淋巴流速与其中所含的抗原物质多少有关。含抗原物质少时流速快,含抗原物质越多则流速越慢,此时巨噬细胞大量增多,淋巴窦扩大,但几乎视觉阈限 大量巨噬细胞阻塞。
淋巴流速减缓可提高巨噬细胞的吞噬清除率,也更有利于识别与处理抗原。
副皮质索内毛细管样引水导管的发现表明,对抗原及某些信息分子的传递可能有更快速的通道。
正常淋巴结对细菌的滤过清除率哒99.5%,但对病毒及癌细胞的清除率较低。
清除率随机体免疫功能状态及病原体的毒性等因素有很大变化。

(三)高内皮微静脉(high endotheliak venule,HEV)或毛细血管后微静脉
人的次级淋巴器官除脾以外,淋巴结、扁桃体、咽部的腺样增殖体(adenoid)、阑尾以及小肠集合淋巴小结和支气管相关淋巴组织等淋巴组织中也发现HEV样血管,淋巴细胞再循环时有利于进入这些部位,在慢性炎症性疾病中起重要作用。
组员人的毛细血管后微静脉通常内衬扁平内皮,一般情况下只有淋巴组织才有高内皮微静脉。高内皮微静脉细胞为立方形或柱状,使HEV在单位面积内的细胞间隙大量增多,有利于淋巴细胞穿越。内皮细胞与基膜之间存在内皮下隙(subendothelial space),内皮下隙内可见数量不等的淋巴细胞;HEV内皮细胞基底面有丝状胞质突起伸入内皮下隙内,约数微米之长,突起形成一缠绕的网附于基膜上或环绕淋巴细胞。
HEV是淋巴细胞由血液进入淋巴组织的重要通道,使淋巴细胞在体内不断再循环,通过淋巴细胞再循环,使全身各处的淋巴组织和淋巴器官相互沟通和协作,有利于识别和清除抗原,并构成完整的免疫系统。
淋巴细胞离开淋巴组织后再度返回淋巴组织的现象称为归巢(homing)。
分析250个高内皮微静脉(HEV)的横切面,其最大的外径可达82㎛,平均由3.6~18个内皮细胞围成。内皮细胞呈立方形或高立方形,使在单位面积内的内皮细胞数量及细胞间隙内数量增多,显著扩大了淋巴穿越的面积。此段血管壁常有淋巴细胞穿越,内皮细胞排列不整齐。(见下图)
小鼠淋巴结副皮质区内的高内皮微静脉和扁平内皮的集合微静脉 ×1000
1高内皮微静脉2集合微静脉 3交错突细胞 4 穿越中的淋巴细胞
高内皮微静脉细胞胞质丰富,细胞器较发达,胞质内高尔基复合体常位于近细胞间隙附近或朝向横穿的淋巴细胞,多泡体常分布在高尔基复合体附后,还可见线粒体、游离核糖体和RER。内皮细胞增大时这些细胞器随之增多,非特异性酯酶、琥珀酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、ATP酶和酸性磷酸酶含量增多。高内皮细胞核比一般内皮的大,呈椭圆形或不规则圆形,异染色质较少,有明显核仁。淋巴细胞穿越时先贴附于内皮表面,然后在表面移动,调整部位,内皮细胞接受到信息开放细胞连接,淋巴细胞随即通过细胞连接进入内皮下隙,连接迅速恢复后,淋巴细胞继而横穿基膜经血管周小通道进入淋巴组织(见图)。
淋巴细胞穿越高内皮微静脉
1淋巴细胞在内皮表面滚动 2淋巴细胞穿越内皮间隙 3淋巴细胞位于内皮下间隙内 4淋巴细胞穿越基膜
淋巴液和一些细胞因子由外经HEV入血内,与淋巴细胞穿越的方向相反。
贴附的淋巴细胞可被内皮细胞完整吞入,形成一个大的内吞泡,淋巴细胞质膜与大泡质膜不相贴,大沟移向内皮细胞基底面,最后从基部以胞吐方式将淋巴细胞释放,淋巴细胞再穿越基膜和网状纤维间隙,进入淋巴组织间隙内。(见下二图)
淋巴细胞穿越高内皮微静脉
小鼠淋巴细胞副皮质区区高内皮微静脉 ×3500 1内皮细胞2穿越中的淋巴细胞3外膜网状细胞
淋巴细胞穿越内皮时可变形,常有局部拉长的体态。T、B细胞迁出血管后,各自向淋巴结相应部位迁移。淋巴结连续切片可见,一个内皮下隙同常有2~6个淋巴细胞,最多有12~30个淋巴细胞。内皮下隙是特异性细胞相互协作的重要部位。可将内皮下隙视为一种微环境。
常规淋巴结切片上,HEV管壁较厚,管腔较小,其中常无红细胞,有数个淋巴细胞。在腔大的HEV中,常见含有脱颗粒的肥大细胞,可能是由于肥大细胞脱颗粒而使HEV管腔变大。
HEV结构受局部微环境的调控。
当结扎淋巴结输入淋巴管或输入淋巴管内抗原物质消失时,相关HEV的高内皮逐渐变成扁平内皮,同时丧失其转运淋巴细胞的能力。用胶封闭输入淋巴管,也出现同样的结果。淋巴中含有调节HEV表型与功能的因子。抗原可能参与对HEV的调节。
细胞因子主要由T细胞、B细胞、NK细胞及单核细胞和巨噬细胞产生,中性粒细胞能合成和释放参与免疫调节的细胞因子,其主要功能是在细胞间相互作用,调节并提高效应细胞的功能,控制炎症反应。血管内皮细胞既是细胞因子的靶细胞,又能产生细胞因子,影响其邻近的细胞。
内皮细胞增殖主要位于扁平内皮与HEV高内皮移行处,也可见高内皮细胞有丝分裂象。使单位面积内的内皮细胞数量增多,管腔面凹凸不平,管腔的表面积增大,细胞间连接增多,出现内皮下间隙。
HEV高度有选择从血液征集某些特异性淋巴细胞,先是抗原刺激HEV内皮细胞,在一系列细胞因子作用下,内皮细胞增多,某种效应细胞可穿越HEV进入该抗原侵入的淋巴组织。如特异性淋巴细胞是随机游走,则免疫应答被耽搁,延误时间,消费能量,而且效果甚微。
淋巴细胞穿越HEV的机制有三:
①淋巴细胞表面有多种高内皮的内皮粘着分子(endothelial adhesion molecule),与HEV内皮细胞结合,淋巴细胞在内皮细胞表面缓慢滚动;
②内皮细胞分泌的分子使淋巴细胞黏着;
③淋巴细胞陷入内皮细胞之间,紧密连接开放,淋巴细胞穿过细胞间隙,上方的紧密连接重新形成,淋巴细胞逐渐进入内皮下间隙。它们可在此停留一段时间,完成细胞间的相互协作,亲和成熟,再横穿基膜进入淋巴组织。
一个淋巴结每秒钟约有1.4×104个淋巴细胞从血液进入淋巴组织,在HEV中流动的淋巴细胞约有¼可与内皮细胞结合而外迁。内皮下间隙可能就是前述的微静脉周通道。
HEV主要分布在深层皮质单位周围区,少数可出现在邻近深层皮质的髓索部分。当受抗原刺激后,内皮增高,穿越内皮的淋巴细胞增多,高内皮特征明显,此时在切片上的HEV较易辨认。
不同亚群的淋巴细胞经HEV归巢时能选择特定的淋巴组织或淋巴器官,如B细胞较易进入肠道黏膜的淋巴组织,T细胞较易进入淋巴结。效应性T、B细胞能有选择地抵达病灶区。将肠黏膜内的标记淋巴细胞注入血管,大部分细胞仍返回肠黏膜。
淋巴细胞表面有黏着分子(adhesion molecule)或归巢受体(homing receptor)。一个T细胞至少能表达20种黏着分子,细胞归巢中至少与6~8种黏着分子有关,抗体和神经递质可能参与此过程。
用单抗及亲和纯化法确定淋巴细胞表面有多种亲高内皮的黏着分子,若用单抗先结合这些分子,则淋巴细胞与高内皮 黏着率下降90%。
淋巴细胞表面的IFA-1抗原对其黏着有辅助作用。
MECA-79分子位于高内皮细胞表面,能黏着淋巴细胞。
在急性炎症区的淋巴组织内未见内皮增高现象,但在慢性炎症区及细胞介导的过敏性反应区的淋巴组织内,均出现类似的高内皮微静脉。
在突发性婴儿死亡病例中,其声门部可见典型的淋巴滤泡,淋巴组织内有HEV,附近有淋巴细胞浸润,可见淋巴细胞穿越喉黏膜上皮的现象,说明在某些因子刺激或诱导下可致内皮细胞发生变化,有利于效应淋巴细胞进入病灶。
已知IL-1、肿瘤坏死因子(TNF)、干扰素-γ(IFN-γ)和脂多糖(LPS)等对内皮细胞变化有一定的诱导作用。但IFN-γ诱导内皮细胞产生的黏着分子仅对淋巴细胞有效。IFN-γ能抑制Th2细胞的发育。
四、淋巴细胞再循环(recirculation of lymphocyte)
Gowons(1957)发现淋巴细胞可从血液进入淋巴组织,开始认识到体内 有淋巴细胞再循环现象。淋巴细胞通过血液循环赌注全身,它们可通过高内皮微静脉进入淋巴组织,也可通过开放的血管末端(如脾)进入淋巴组织,还可经一般扁平内皮的微静脉进入黏膜结缔组织;它们可通过淋巴管道再返回血流。
淋巴细胞再循环
脾内的再循环淋巴细胞数量最多,几乎占据50%。
大鼠淋巴细胞再循环可达8×107个/小时,人可达2.5×1011个/天。
人淋巴细胞再循环
若切除脾,淋巴细胞在血内停留的时间相对延长。人血中约有1010个淋巴细胞,每个淋巴细胞在血内停留时间约为25±6分钟,人胸导管每天约有3×1010个淋巴细胞回流入血,仅占回流入血淋巴细胞总数的6%左右,其余大部分淋巴细胞经脾血窦回流入血内。还有许多效应细胞进入组织后不再返回。
参加淋巴细胞再循环的细胞主要存在于淋巴器官和淋巴组织人,总称为淋巴细胞再循环库(lymphocyte recirculation pool),其数量约为血内淋巴细胞数十倍。
血液内的淋巴细胞是一个成分复杂的混合群体,各类淋巴细胞及其比例随机体的免疫应答状态而不断变化参加再循环最频繁的是记忆性T细胞和记忆性B细胞。
T细胞再循环比B细胞快,T细胞经淋巴结再循环一次需18~24小时,B细胞约需30小时。T细胞经脾再循环一次需2~8小时,B细胞则略长,主要是因为B细胞穿越内皮比T细胞慢。
浆细胞前身、效应性T细胞、 NK细胞等不参加再循环,它们经血流进入其他组织或病灶附近,经短暂的效应期后死亡。处女型T细胞及B细胞很少参加再循环。
感染人类免疫缺陷病毒(HIV)的患者,通常用测定其血液内的CD4+T细胞数量来判断疾病的进展和预后。
健康人血中和CD4+T细胞仅占其总数的2%,其余主要保留在脾和淋巴系统中。
感染HIV人的血中CD4+T细胞数量明显下降,可能是春耕某种原因使血中的CD4+T细胞进入淋巴组织,而非CD4+T细胞问题的耗尽。
五、淋巴结的神经分布
过去认为淋巴结内伴随血管而行的神经纤维主要支配血管平滑肌,淋巴组织内无神经分布。
Feltwn及Novotny等应用免疫电镜术研究发现,许多淋巴器官及淋巴组织内有细小的神经纤维离开血管,分布于淋巴组织内。它们对邻近多种细胞的功能活动有一定的调节作用。
Panundo等(1998)观察了16~69岁患者的36个淋巴结,证实淋巴结内交感神经的存在与分布,看到酪氨酸羟化酶(TH)阳性纤维从门部进入小梁,血管外膜中的肾上腺素能纤维离开血管分支进入附近的淋巴组织。有些神经纤维在抵达淋巴小结微动脉(follicular arteriole)前消失。
在豚鼠淋巴小结内未发现神经肽(NP)Y阳性纤维,说明淋巴小结内确无神经纤维分布。
自主神经纤维分布于淋巴组织内,提示神经系统与免疫系在功能上的密切联系。
无髓神经纤维束伴随动脉从门部进入淋巴结,经分支后可分两组:
一组较粗,呈圆束形,离血管较远;
另一组较细,呈扁带状,紧贴动脉中膜。
它们的分支除一部分终止于血管平滑肌外,在许多细小的神经纤维终止于副皮质区、小结间皮质浅层和部分髓索内。
淋巴结去甲肾上腺素能神经分布
淋巴组织内的神经纤维均很细(直径小于0.2㎛),故光镜下难分辨。
神经纤维的神经膜消失后,轴突呈串珠状膨大,膨大内可见许多大小不一的突触小泡,直径26~80nm,小泡清亮或有致密核芯。膨大的轴突邻近淋巴细胞、巨噬细胞、浆细胞和网状细胞等,其间距仅20~150nm,比神经末梢与平滑肌细胞之间的间距(100~800nm)还要小。轴突膨大与淋巴细胞贴近处,淋巴细胞膜局部略增厚,,但未见突触样结构,髓索内可见浆细胞围绕神经末梢分布的现象。淋巴细胞及浆细胞表面具有许多神经递质受体,是神经对淋巴细胞及浆细胞的功能活动可能有调节作用。
切除动物的交感神经后,淋巴结内的体液免疫应答和迟发性过敏反应的细胞免疫应答均有所增强,说明交感神经对上述应答有一定抑制作用。
淋巴结内还有一些薄髓鞘的有髓神经纤维,其轴突的电子密度低,含有较多的线粒体、神经丝束、糖原,但无突触小泡,可能为感觉神经纤维。其轴突末梢与淋巴细胞邻近,未内分布于血管壁。
用牛白蛋白作抗原刺激鼠腋淋巴结后4个月,光镜下发现淋巴结髓质内的神经纤维密度增大(Novotny,1994),认为为由原有轴突的生长分支现象;电镜下,在抗原刺激10天后,淋巴结无髓神经纤维内含小泡的轴突开放区面积增大(见下图),所谓开放区即轴突缺乏神经膜包裹的裸露面。轴突内的小泡可经此处释放神经递质而影响邻近细胞。含有小泡的轴突开放区增多与面积增大的程度,均与其调控邻近的细胞有关。可见免疫反应中自主神经也受刺激并发挥其调节作用。邻近轴突开放区的细胞(距离开放区1000nm内),主要是网状细胞,其次是巨噬细胞与淋巴细胞,表明神经对淋巴细胞的调控可能是通过网状细胞和巨噬细胞,先使局部的微环境发生某些变化,再影响到淋巴细胞。在正常的生理刺激及免疫反应过程中,自主神经系统与免疫系统之间功能的相互作用,表现出有很大的可塑性。
淋巴结内神经纤维电镜示3个图轴突开放区 S神经膜细胞 A轴突 右侧的轴突开放区面积大,邻近网状细胞突起(R)
Novotny(1995)等对老龄动物的研究发现,淋巴细胞髓质内轴突开放区总面积增大,与浆细胞相邻的开放区显著增大,鼠腋窝淋巴结研究显示神经纤维的数量随年龄增长而增加,神经纤维呈串珠状(varicosities)的增多,老龄动物神经终末开放区数量与所含小泡的百分比无明显变化,但开放区的小泡与增多的浆细胞的关系变得密切。
六、淋巴结与免疫应答
健康人的淋巴结在无外来抗原刺激时较小且柔软,其中的淋巴小结少而小,生发中心不明显或无,皮质区较薄且均匀,高内皮微静脉较小,穿越的淋巴细胞不多,髓索内很少见到浆细胞。
抗原进入淋巴结内引发免疫应答,抗原可随淋巴或面纱细胞从输入淋巴管进入。免疫应答的过程、方式、强弱可因抗原的性质和数量不同而有很大差异。
首次接触抗原而发生的免疫反应称初次免疫应答(primary immune response)。
接触抗原后3~14天,血液中首先出现特异性抗体IgM高峰,持续数天后产生大量IgG;若抗原受到抑制,数周后抗体分泌即减少或停止,记忆细胞增多。
淋巴结出现免疫应答的早期特征是毛细血管后微静脉内皮细胞增高,管径增大,从血管渗出的淋巴细胞增多,转化的大淋巴细胞及有丝分裂象大量增多。
第二次接触该抗原产生的免疫应答称二次(次级)免疫应答(secondary immune response)或回忆性应答(anamnestic response)。与初次免疫应答相比,其潜伏期较短,抗体产生量多,持续时间长,抗体与抗原的亲和力更高。
当体液免疫应答时,许多次级淋巴小结形成与扩大,生发中心明显,小结帽的小淋巴细胞排列密集。从淋巴小结迁出的幼浆细胞和记忆B细胞增多,随后,髓索内的成熟浆细胞数量增多。(见下图)从门部输出的幼浆细胞和记忆B细胞及抗体量增多。
处于不同状态下的淋巴结构变化
⑴正常淋巴结⑵体液免疫应答,淋巴小结增多 、增大⑶细胞免疫应答,副皮质区扩大⑷慢性炎症,髓索内浆细胞增多⑸大量抗原侵入,巨噬细胞增多,淋巴窦扩大
当淋巴结发生细胞免疫应答时,副皮质区迅速扩大,其中出现许多新转化的大淋巴细胞及有丝分裂象。副皮质区内细胞密集。正常淋巴结内T细胞占大多数(约70%)。当细胞免疫应答时,T细胞进一步增多,副皮质区极度扩大,淋巴小结与髓索相对稀少。从输出淋巴管输出大量效应T细胞和记忆T细胞。许多抗原可同时引进细胞免疫和体液免疫应答,此时淋巴结内各种结构十分发达。当抗原清除后,免疫应答的高峰消失,淋巴结内的结构又逐渐缩小并消退,恢复到接近健康的状态。
免疫系统的老化涉及到免疫细胞的平衡。老年人一方面免疫细胞不断被激活,细胞大量克隆;另一方面,免疫细胞大量凋亡,两者此起彼伏,不断变化,有利于机体免疫力的维持。
健康人一生中,各种细胞的数量大体上不断达到新的平衡。
老年人免疫功能衰退包括两个重要因素:
①功能低下的免疫细胞增多;
②对自身潜在反应的淋巴细胞增多。
老年人淋巴组织中的生发中心减少,可能进一步加剧免疫功能的衰退。这与老年人体液免疫功能下降及反应减弱密切相关。
22个月以上的小鼠生发中心可减少60~90%,生发中心的减少是随年龄增长而逐渐发展的,可能是因为:
①老年人生发中心的免疫细胞相互协作不健全,如FDC胞质内缺少颗粒,溶酶体减少,细胞吞噬作用减弱;
②老年人生发中心反应缓慢,可能是因为运输抗原以淋巴小结的相关机制不健全以及抗原保留网(ARR)减少与损伤;老年人的B细胞对葡萄球菌刺激的反应比年轻人低50%或更甚,给老年人补充B细胞或IL-2、IL-4和B细胞生长因子(B-cell growth factor,BCGF),可恢复部分B细胞的功能;
③老年人的T细胞数量明显减少,对各种刺激反应减弱,表明 T细胞的内部结构发生变化;
④老年人个体产生的抗体明显减少,浆细胞数量减少,保护性血清抗体效价维持时间较短,所产生的抗体与抗原的亲和力明显低于年轻人;
⑤机体产生抗自身抗体概率增大。
小结:
淋巴结
1.淋巴结的结构
人体有500~600个淋巴结,其大小和结构与机体的免疫功能状态密切相关。
淋巴结表面有薄层致密结缔组织构成的被膜,数条输入淋巴管(afferent lymphatic vessel)穿越被膜,与
被膜下淋巴窦相通连。淋巴结的一侧凹陷,为门部,有血管和输出淋巴管(efferent lymphatic vessel)。
被膜和门部的结缔组织伸入淋巴结实质,形成相互连接的小梁(trabecula),构成淋巴结的粗支架,血管走行于内。小梁之间为淋巴组织和淋巴窦。淋巴结实质分为皮质和髓质两部分,二者无明显界限 。
(1) 皮质:位于被膜下方,由浅层皮质、副皮质区及皮质淋巴窦构成。
浅层皮质(superfacial cortex)含淋巴小结及小结之间的弥散淋巴组织,为B淋巴细胞区。
副皮质区(paracortex zone)位于皮质深层,为较大片的弥散淋巴组织,其淋巴细胞主要为Th细
胞;新生动物切除胸腺后,此区即不发育,故又称胸腺依赖区(thymus dependent area)。该区还有较多
的交错突细胞、巨噬细胞和少量B淋巴细胞等。副皮质区有许多高内皮微静脉,其内皮细胞的细胞质
丰富,核较大,异染色质少,染色浅,核仁明显。血液流经此段时,约10%的淋巴细胞穿越内
皮进入副皮质区,其中B淋巴细胞再迁移到淋巴小结,因此高内皮微静脉是淋巴结内淋巴细胞再循环
的重要部位。在细胞免疫应答时,副皮质区的细胞分裂相增多,区域范围迅速扩大。
弥散淋巴组织(diffuse lymphoid tissue) 无明确的界限,组织中除一般的毛细血管和毛细淋巴
管外,还常见直径约30~50μm的高内皮微静脉(high endothelial venule,HE V ),即 毛细血管后微静脉,
其内皮细胞为柱状,能分泌黏附分子以利于淋巴细胞穿越,是淋巴细胞从血液进入淋巴组织的重要通
道。抗原刺激可使弥散淋巴组织扩大,并出现淋巴小结。
淋巴小结(lymphoid nodule)又 称 淋巴滤泡(lymphoid follicle),为直径 1~2mm 的球形小体,
界限较明确。淋巴小结受抗原刺激后增大,并产生生发中心(germinal center)。无生发中心的淋巴小
结较小,称初级淋巴小结,有生发中心的称次
级淋巴小结。
生发中心可分为深部的暗区(dark zone)
和浅部的明区(light zone)。暗区较小,主要由
B淋巴细胞和Th细胞组成,由于细胞较大,嗜
碱性较强,故暗区着色深;明区较大,除B淋
巴细胞和Th细胞外,还多见滤泡树突状细胞
和巨噬细胞。生发中心的周边有一层密集的
小淋巴细胞,着色较深、形似新月,尤以顶部最厚 ,称小结帽(cap)。
生发中心的形成过程如下:初始B细胞或记忆B细胞识别
抗原并与Th细胞相互作用后,迁移到初级淋巴小结并分裂增
殖,成为大而幼稚的生发中心母细胞(centroblast),它们紧密聚
集构成暗区。这些细胞继续增殖分化,生成体积较小的生发中
心细胞(centrocyte),后者排列不紧密,其间夹杂较多的滤泡树
突状细胞,构成明区。部分B淋巴细胞经过不断分化发育,形
成体积较小的幼浆细胞及记忆B细胞。幼浆细胞将迁移至附
近的弥散淋巴组织,或进入淋巴后迁移至机体其他部位的淋巴
组织或结缔组织,转化为浆细胞,分泌抗体。不发生分裂增殖
的B淋巴细胞被推向外侧,形成小结帽。
次级淋巴小结的发育一般在接触抗原后2周达高峰。淋
巴小结增大、增多是体液免疫应答的重要标志,抗原被清除后
淋巴小结又逐渐消失。
滤泡树突状细胞(follicular dendritic cell,FDC)与一般的树
突状细胞在来源和功能上有很大差别。FDC虽然也有很多树
枝状突起,但它们并非源于骨髓细胞,也不表达MHC-Ⅱ类分子,其细胞表面有丰富的抗体受体,可与
抗原结合成抗原-抗体复合物。
皮质淋巴窦(cortical sinus)包括被膜下方和小梁周围的淋巴窦,分别称被膜下窦和小梁周窦,二
者相互通连。被膜下窦为一宽敞的扁囊,包绕整个淋巴结实质,其被膜侧有数条输入淋巴管通入。小梁周窦末端常为盲端,仅部分与髓质淋巴窦直接相通。淋巴窦壁由扁平的内皮细胞衬里,
内皮外有薄层基质、少量网状纤维及一层扁平的网状细胞。淋巴窦内有呈星状的内皮细胞支撑窦腔,
有巨噬细胞附着于内皮细胞。淋巴在窦内缓慢流动,有利于巨噬细胞清除抗原。淋巴内的各种细胞
(如面纱细胞)和淋巴液不断穿过或渗过内皮,进入皮质淋巴组织;而淋巴组织中的细胞、抗体等成分
也不断进入淋巴,这样淋巴组织便成为一种动态的结构,有利于免疫应答。
(2) 髓质:由髓索和其间的髓窦组成。
髓索(medullary cord)是相互连接的索条状淋巴组织,也可见高内皮微静脉,主要含T淋巴细胞、B淋巴细胞、巨噬细胞和大量浆细胞。
髓窦(medullary sinus)与
皮质淋巴窦的结构相同,但较宽大,腔内的巨噬细胞较多,故有较强的滤过功能。
2. 淋巴结内的淋巴通路
淋巴从输入淋巴管进入被膜下窦和小梁周窦,部分渗入皮质淋巴组
织,然后渗入髓窦;部分经小梁周窦直接流入髓窦,继而汇入输出淋巴管。淋巴流经一个淋巴结需数
小时,含抗原越多则流速越慢。淋巴经滤过后,其中绝大部分细菌等抗原被清除。淋巴组织中的细胞
和产生的抗体等也不断进入淋巴,因此输出的淋巴常较输入的淋巴含更多的淋巴细胞和抗体。
3. 淋巴结的功能
(1) 滤过淋巴:进入淋巴结的淋巴常带有细菌、病毒、毒素等抗原物质,在缓慢地流经淋巴结时,
它们可被巨噬细胞清除。正常淋巴结对细菌的清除率可达99.5%。
(2) 免疫应答:抗原进入淋巴结后,巨噬细胞和交错突细胞可捕获和处理抗原,并呈递给具有相
应抗原受体的初始T细胞或记忆T细胞,引起T淋巴细胞增殖,副皮质区明显扩大,效应T细胞输出
增多,引发细胞免疫。B淋巴细胞接触抗原后,在Th细胞的辅助下于浅层皮质增殖分化,淋巴小结增
多增大,髓索中浆细胞增多,输出淋巴管内的抗体含量明显上升。淋巴结内细胞免疫应答和体液免疫
应答常同时发生。