白细胞 ( 淋巴细胞 ) 及其相关疾病 洪登礼 1
淋巴细胞及相关疾病 CMP LT-HSC ST-HSC LMPP 疾病 减少 : 感染增多 : 血液肿瘤 MEP GMP CLP MK/PLT E G M B T NK 血常规 : 有特异性的免疫功能 ( 针对特异性抗原 ) 2
内容 淋巴细胞的发育和调控 淋巴细胞减少的原因和机制 淋巴细胞增多的原因和机制 淋巴细胞恶性疾病淋巴细胞性白血病淋巴瘤多发性骨髓瘤治疗原则 ( 常用药物 ) 3
B 淋巴细胞 来源于骨髓 在骨髓内发育成熟 移行至外周淋巴组织 形成并分泌免疫球蛋白 执行特异性体液免疫应答 4
B 淋巴细胞发育分化的两个阶段 骨髓基质细胞是 B 细胞发育所必需的 5
B cell development and immuno-phenotypes HSC ELPC Pro-B Pre-B IM/M-B CD34 + CD38 CD19 CD34 + CD38 + CD19 + CD34 CD19 + IgM +/ CD34 + CD38 + CD34 CD38 + CD19 CD19 + 6
B-cell development is well regulated HSC ELPC Pro-B Pre-B IM/M-B HOXB4 TCF3 DNTT LEF1 PAX5 PAX5 BMI1 EBF1 PAX5 VPREB1 ETV6 (TEL) SPI1 VPREB1 IGLL1 RUNX1(AML1) IKZF1 RAG1/2 RAG1/2 PTEN IKZF1 MLL GFI1 7
B- 细胞分类 特性 B1 细胞 B2 细胞 分化来源 骨髓外 骨髓 分化标志 CD5 + CD5 - BCRV 区库多样性 有限 丰富 主要分布 黏膜腔 ( 胸腔和腹腔 ) 外周免疫器官 更新方式 自我更新 骨髓 Th 细胞辅助 不需要 需要 抗体首次产生时间 胚胎期 出生后 分泌 Ig 类型 IgM 各类 Ig 记忆性分化 有 无 8
B 细胞受体 (B cell receptor,bcr) 即膜表面免疫球蛋白 (mig), 是 B 细胞特异性识别和结合抗原决定簇的结构 (1)mIgM (2)mIgD (3)mIgG miga 和 mige 9
BCR 复合体 BCR (mig) 特异性识别抗原 B 细胞的主要标志, 表达 migm 和 migd Igα(CD79a) 传导 BCR 同抗原结合产生 Igβ(CD79b) 的活化信号 10
T 淋巴细胞 (T 细胞 ) 胸腺依赖性淋巴细胞 (thymus- dependent lymphocyte) 外周血 : 约占淋巴细胞总数的 65%~75% 胸导管 : 高达 95% 以上 来源于骨髓 在胸腺内发育成熟 移行至外周淋巴组织 执行特异性细胞免疫应答, 参与对 TD 抗原 (TD-Ag,thymus dependent Ag) 的体液免疫应答 11
The pathway of T cell development T cells...precursors are born in the bone marrow and educated in the thymus. 12
T 细胞发育的基本过程 双阴性细胞 (DN,CD4-CD8-) 表达 TCR CD3 双阳性细胞 (DP,CD4+CD8+) 阳性选择 ( 获得 MHC 限制性识别能力 ) 阴性选择 ( 获得自身耐受 ) 成熟的单阳性细胞 13
T 细胞的表面标志 T 细胞表面标志 : 存在于 T 细胞表面的膜分子 表面抗原 MHC 抗原 分化抗原 (CD3 CD4 CD8 CD2 CD28 等 ) 表面受体 TCR CKR 丝裂原受体 病毒受体等 鉴定和分离 T 细胞的重要依据 与其它细胞作用的分子基础 14
TCR (T cell receptor) TCRαβ 主要分布于外周血 TCRγδ 主要分布于皮肤和粘膜 肽链构成 : 膜外区 V 区和 C 区跨膜区胞浆区 15
TCR-CD3 复合体 16
CD4 + T 细胞约占 65% CD4 分子 组成 : 由单体肽链组成, 胞外部分含有 4 个 Ig 样的功能区 功能 : 协同受体 HIV 受体 17
CD4 分子 协同受体 1CD4 分子和 TCR 结合于同一 MHC-Ⅱ- 抗原肽复合物 CD4 分子与 MHC-Ⅱ 类分子结 合,TCR 与抗原肽结合 ; 2CD4 分子可提高 TCR 对 MHCⅡ 类分子提呈的抗原的敏感性, 增强 T 细胞与抗原提呈细胞 (APCs) 间的结合 ; 3 促进 TCR 识别抗原后的 TCR-CD3 复合物介导的信号转导作用 18
CD8 分子 CD8 + T 细胞约占 35% 由 α 链和 β 链或 α 链和 α 链组成, 含有一个 IgV 区样的功能区 协同受体 CD8 分子与 MHC-Ⅰ 类分子的 α3 功能区结合, 可增加 TCRαβ 对 MHC-Ⅰ 类分子递呈的抗原的敏感性 ; 促进 TCR 识别抗原后的 TCR-CD3 复合体介导的信号转导作用 19
( 三 )T 细胞亚群及其功能 TCR 二肽链组成 分类 αβt 细胞 γδt 细胞 CD4 和 CD8 表达 CD4T 细胞 CD8T 细胞 CTL T 细胞分泌的细胞因子谱 IFN-γ IL-2 TNF-β Th1 细胞 Th2 细胞 IL-4 IL-13 IL-5 Th3 细胞 IL-10 TGF-β 20
三 自然杀伤细胞 属淋巴细胞 ; 无特异性 TCR; 无须致敏即直接杀伤靶细胞 表面标记 :CD3- CD56+ CD16+ 表面受体 杀伤细胞活化受体 (KAR) 杀伤细胞抑制受体 (KIR) 主要生物学功能 : 抗感染与抗肿瘤 ; 免疫调节 21
DEVELOPMENT SITE 22
DEVELOPMENTAL STAGES 23
NK 细胞 KIR 和 KAR 的作用 24
内容 淋巴细胞的发育和调控 淋巴细胞减少的原因和机制 淋巴细胞增多的原因和机制 淋巴细胞恶性疾病淋巴细胞性白血病淋巴瘤多发性骨髓瘤治疗原则 ( 常用药物 ) 25
淋巴细胞正常范围 成人 :1000~4800/μl(1~4.8 10 9 /L) 儿童,2 岁以下 :3000~9500/μl, 6 岁, 达正常低值为 1500/μl 26
淋巴细胞减少 (lymphocytopenia) 淋巴细胞减少症 : 成人淋巴细胞总数 <1000/μl, 儿童 (2 岁以下 )<3000/μl 大多淋巴细胞减少症患者 T 细胞绝对数减少, 特别 是 CD4+ 细胞数减少 27
淋巴细胞减少症 ( 原因 ) 1. 遗传性因素 ( 先天性免疫缺陷 ) 2. 获得性 3. 特发性 CD4+ T 细胞减少 28
先天性免疫缺陷 1) 重症联合免疫缺陷病 (SCID) 2) 运动失调性毛细血管扩张症 3)Wiskott-Aldrich 综合征 4) 免疫缺陷伴肢体短小型侏儒症 5) 伴胸腺瘤的免疫缺陷 6) 伴免疫球蛋白减少的细胞免疫缺陷 7) 嘌呤核苷磷酸化酶缺陷 8) 免疫缺陷伴肝脏静脉闭塞性疾病 29
获得性淋巴细胞减少症 ( 原因 ) 1. 再生障碍性贫血 2. 感染性疾病 3. 医源性 4. 系统性疾病相关 5. 营养和饮食 30
获得性淋巴细胞减少症 ( 原因 ) 感染性疾病 ; 病毒性疾病 : 获得性免疫缺陷综合征 (HIV) 肝炎 流感 疱疹病毒感染等疾病 ; 细菌型疾病 : 结核 伤寒 肺炎 脓毒症等 疾病 31
获得性淋巴细胞减少症 ( 原因 ) 医源性 : 1 免疫抑制剂 : 抗淋巴细胞球蛋白治疗, 糖皮质激素等 ; 2 高剂量 Pu-VA 治疗 ; 3 肿瘤化疗 ; 4 血小板置换术后 ; 5 辐射 ; 6 大手术 ; 7 肾或骨髓移植 ; 8 胸导管引流 32
获得性淋巴细胞减少症 ( 原因 ) 系统性疾病相关 / 自身免疫性疾病 : 关节炎 系统性红斑狼疮 重症肌无力 全身性血管炎 类 白塞综合征等 营养和饮食 : 包括酗酒 锌缺乏等 33
淋巴细胞减少机制 生成减少 破坏 ( 消耗 ) 增多 34
淋巴细胞生成减少 HSC/niche 受损, e.g. 1. aplastic anemia 2. 肿瘤骨髓转移 Bone CAR cell Osteoblast Dormant HSC Nestin + MSC Osteoclast Homeostatic HSC Sinusoid Bone marrow α-sma + macrophage Cycling HSC LEPR + stromal cell CD169 + macrophage 各种营养缺乏 MPP Endothelial cell 35
淋巴细胞破坏 ( 消耗 ) 增加 HIV 感染 :CD4 是受体, 破坏 CD4+ 细胞 ; 各种放疗化疗 ; Wiskott Aldrich 综合征 : 淋巴细胞骨架缺陷继发早熟 T 细胞破坏 ; 36
感染, 淋巴细胞减少的后果和处理 难控制 ; 发热 ; 肿瘤发生 HIV 常合并肿瘤 去除病因 ( 治疗原发病 ) 37
淋巴细胞增多症 (lymphocytosis) 定义 :p253 外周血淋巴细胞绝对值 > 4.0x10 9 /L 分类 : 原发性 继发性 38
原发性淋巴细胞增多症 淋巴细胞的内源性异常导致的淋巴细胞异常增殖 ; 也被称为淋巴系统增殖性疾病 1. 各种类型的淋巴细胞性白血病 ( 稍后介绍 ) 2. 意义未定的单克隆 B 淋巴细胞增多 : 仅有单克隆 B 细胞亚群扩增而无其他相关临床症状或体征的综合征, 因流式细胞术及分子诊断技术的出现而得以诊断 某些伴有单克隆 B 细胞亚群扩增的患者可能发展成为进行性肿瘤性淋巴组织增生疾病 3. 持续性多克隆 B 淋巴细胞增多 : 可能与遗传 LMPl 基因变异等有关, 且大多数患者为中青年女性常伴 HLA-DR7 阳性 39
继发性淋巴细胞增多症 可能与病毒 细菌毒紊释放导致淋巴细胞从外周血淋巴组织归巢能力下降 淋巴细胞再分布 肿瘤性胸腺上皮细胞释放胸腺激素过多等因素导致 1. 感染性疾病 ; 包括病毒感染, 如 EB 病毒 巨细胞病毒 人类免疫缺陷病毒 单纯疱疹病毒 水痘带状疱疹病毒 风疹病毒 腺病毒 肝炎病毒等 ; 细菌感染, 如百日咳杆菌 结核杆菌 布鲁菌等 ; 寄生虫感染, 如兔弓形虫等 2. 肿瘤性疾病 : 癌症 胸腺瘤等 3. 免疫系统疾病 : 类风湿关节炎 自身免疫性纯红再障等 4. 慢性炎症性疾病 : 如类肉瘤病 韦格纳肉芽肿病等 5. 应激性 : 哮喘 外科手术 急性心衰 感染性休克 心肌梗死或癫痫状态等 6. 其他 : 长期吸烟 超敏反应 脾切术后 药物诱导等 40
淋巴细胞增多症的临床意义 恶性疾病的发生 --- 41
内容 淋巴细胞的发育和调控 淋巴细胞减少的原因和机制 淋巴细胞增多的原因和机制 淋巴细胞恶性疾病淋巴细胞性白血病淋巴瘤多发性骨髓瘤治疗原则 ( 常用药物 ) 42
淋巴细胞白血病 (lymphoblastic leukemia ) 一组在造血细胞克隆性发生的恶性疾病, 淋巴 ( 祖 ) 细胞是主要的组成细胞 主要进犯骨髓, 也比较容易进犯其它组织或器官, 如淋巴结和中枢神经系统 分急性 (ALL) 和慢性 (CLL) 两大类 CLL 中国人相对少 ; 以 ALL 为例讲发病机制 诊断和治疗原则 43
Acute lymphoblastic leukemia,all ALL 是儿童最多见白血病类型, 但 70~80% 的儿童 ALL 能够被治愈, 主要 B-ALL; 成人 ALL 虽然发病率比 AML 低, 但长期无病生存率 (Disease-Free Survival, DFS) 仍相当低, 仅为 30~40% 44
儿童 ALL 出生前起源 ( prenatal origin) Greaves M 2003 More than 50% childhood leukemia is prenatal in origin How? 45
儿童 ALL 克隆性发生 HSC ELPC Pro-B Pre-B IM/M-B HOXB4 BMI1 ETV6 (TEL) RUNX1(AML1) PTEN IKZF1 MLL GFI1 TCF3 EBF1 SPI1 IKZF1 DNTT LEF1 PAX5 VPREB1 RAG1/2 PAX5 VPREB1 IGLL1 RAG1/2 PAX5 Translocation 等累及关键调控基因 46
克隆性发生和发展 (two hits model) 2 AML1 2 TEL HSC/HPC 2 AML1 1 TEL-AML 1 TEL pre-lsc 2 AML1 1 TEL-AML 0 TEL LSC Hong et al. Science 2008; Ford A, et al. JCI 2009 47
TEL-AML1(TA) 形成后 IgM CD19+TA- CD19+TA Mature&immature + B cell pre- B CD34 Pro-B: CD19+CD34+IgM- Pre-B: CD19+CD34-IgM- M&IM B: CD19+CD34-IgM- pro- B 100 TA- TA+ N=6 % CD19+ B- cells 140 Pro-B P<0.01 N=7 Pre-B B-lineage differentiation arrest Fold expansion Expansion of B-cell progenitors TA - Pro-B TA + Pro-B TA+ Pre- LSC Hong D, et al Science 2008 48
克隆性演化 TEL-AML1 TEL 1F 2 AML1 1 TEL 2 PAX5 1% AML1 PAX5 Multi-color FISH 1F 2 AML1 0 TEL 2 PAX5 21% 1F 3 AML1 1 TEL 2 PAX5 4% 2F 3 AML1 1 TEL 2 PAX5 6% 1F 2 AML1 0 TEL 1 PAX5 14% 1F 3 AML1 1 TEL 1 PAX5 41% 6 个亚克隆, 演化关系提示肿瘤重建新模型 : Anderson K, et al Nature 2011 49 49
Branching Evolutionary model ( back-to-darwin ) Darwin thought 50
BCR-ABL1 + ALL T (9,22) 形成 BCR-ABL1 birth IKOROAS del 是一类预后差的 ALL 51
确诊和分型 : 诊断 细胞形态学 (Morphology) 免疫学 (Immunology) 细胞遗传学 (Cytogenetics) 分子生物学 (Molecular) ALL 患者骨髓细胞涂片, 可见大量异常淋巴祖细胞聚集 ( 20%) 52
免疫表型 B 细胞 ALL TdT HLA -DR CD 34 CD 19 CD 22 CD 79a CD 10 cy cy / slgh/l 频率 (%) Precursor-B-cell ALL Pro-B ALL + + + + + + - - - - 5-10 call + + - + + - + - - - 40-50 Pre-B ALL + + - + + - ± + - - 10 转化类型 Pre-B ALL Mature-Bcell ALL ± + - + + - - - - + 1 - + - + ± - - - + + 5 53
免疫表型 T 细胞 ALL T-lineage ALL cycd3 CD7 CD1a CD2 CD5 scd3 频率 (%) Pro-T ALL + + - - - - 5 Pre-T ALL + + - + + - Cortical-T ALL + + + + + - 10-15 Mature-T ALL + + - + + + 5-10 54
细胞遗传学异常和分子标志 RT-PCR 技术检测 ALL 中染色体异常标志 染色体异常 前体 B 细胞 ALL 分子标志 (mrna 或 DNA) 检测频率 (%)* 儿童 成人 T(9;22)(q34;q11) BCR-ABL (mrna) 5-8 30-35 T(1;19)(q23;q13) E2A-PBX1(mRNA) 5-8 3-4 T(4;11)(q21;q23) MLL-AF4(mRNA) 3-5 # 3-4 11q23 aberrations Aberrant MLL(mRNA) 5-6 # <5 T(12;23)(p13;q23) TEL-AML1(mRNA) -30 1-3 总计 40-45 40-45 * 这一百分率代表在前体 B 细胞 ALL 和 T 细胞 ALL 中的频率 # 在婴儿 ALL,t(4;11) 的发生频率为 50%,11q23 异常的频率为 70% 55
细胞遗传学异常和分子标志 RT-PCR 技术检测 ALL 中染色体异常标志 染色体异常 T-ALL 分子标志 (mrna 或 DNA) 检测频率 (%)* 儿童 成人 TAL1 deletion SIL-TAL1(DNA/mRNA) 10-25 5-10 T(8;14)(q24;q11) T(11;14)(p15;q11) T(11;14)(p13;q11) T(1;14)(p34;q11) T(10;14)(q24;q11) c-myc-tcra/d(dna) LMO1-TCRD(DNA) LMO2-TCRD(DNA) TAL1-TCRD(DNA) HOX11-TCRD(DNA) 5-10 5-10 总计 25-30 10-15 * 这一百分率代表在前体 B 细胞 ALL 和 T 细胞 ALL 中的频率 56
In summary ALL 诊断容易 准确分型不容易 -omics 与精准医学 57
淋巴瘤 是起源于淋巴组织的恶性肿瘤, 可以发生在有淋巴细胞发表的任何部位 组织学可见淋巴细胞和组织细胞的肿瘤性增生 按肿瘤细胞特征 起病方式 结外受累 病程进展, 分 HD 和 NHL 两大类 58
发病情况 在我国常见恶性肿瘤中占第八位 每年发病 2~4/10 万人口 发病年龄有两个高峰,20~30 和 60 岁左右 男女之比为 2.42~3.7:1 我国淋巴瘤发病年龄较年青, NHL 多于 HD 59
病理及分类 诊断恶性淋巴瘤组织学依据 : 1 淋巴结正常结构破坏 2 淋巴结包膜浸润 3 细胞呈异型性 60
1 霍奇金病 (HD) 组织学特点为细胞成分复杂 包括肿瘤细胞及 各种炎症细胞, 具有诊断意义的巨细胞双核者称 为 Reed 一 Sternberg 氏 ( R-S) 细胞, 也称镜影 细胞, 即 HD 真正的肿瘤细胞 单个核者, 称为霍 奇金细胞 其它成分如淋巴细胞 中性粒细胞 嗜酸性粒细胞 浆细胞 组织细胞及胶元纤维均 属组织反应 61
62
病理组织学分型 1. 结节性淋巴细胞为主霍奇金淋巴瘤 (NLPHL) 2. 经典的霍奇金淋巴瘤 (CHL) 结节性硬化型霍奇金淋巴瘤 (NSHL) 混合细胞性霍奇金淋巴瘤 (MCHL) 富淋巴细胞典型霍奇金淋巴瘤 (LRCHL) 淋巴细胞消减型霍奇金淋巴瘤 (LDCHL) 63
NHL 分类 参见 WHO(2008) 造血与淋巴组织肿瘤分类 根据肿瘤生长速度,NHL 又可分为 3 种类型, 即生长缓慢的惰性淋巴瘤 生长较快的侵袭性淋巴瘤和生长非常迅速的高度侵袭性淋巴瘤 64
全身播散疾病 ; 多发性骨髓瘤 (MM) 浆细胞呈恶性克隆性增生 65
临床特点 破坏骨髓功能致贫血 出血 ; 浆细胞肿瘤周围微环境产生的细胞因子诱发骨破坏 高血钙 软组织肿瘤 ; 骨髓瘤细胞分泌单克隆免疫球蛋白 : 免疫功能低下 感染 ; 高粘滞综合征 ; 肾功能减退 淀粉样变 ; 晚期致骨髓衰竭, 浆细胞白血病, 脏器转移 ; 66
发病机理 细胞起源 基因异常 骨髓的微环境 骨溶解机理 总体说不清楚 67
血液肿瘤治疗原则 多药联合 ; 间歇性多疗程 ; 靶向治疗 ; 靶向 niche; 免疫治疗 ; 个体化治疗 ( 精准医学 ) 68
A therapy-induced niche is first reported Highlighted by: Nature Reviews Cancer, Cancer Discovery, Nature-SciBX 69
Highlights 70
医学干细胞研究组欢迎你! Email to me: dlhong@sjtu.edu.cn 洪登礼 Science 319: 336 Cancer Cell 25: 778 71
谢谢! 72