第一章-造血检验的基础理论 -1

第二篇造血基础理论第一章造血基础理论

第一节造血器官与造血第二节造血微环境第三节造血细胞第四节血细胞的生长发育第五节造血调控第六节细胞凋亡造血器官造血造血器官造血器官生成各种血细胞的过程称为造血（hematopoiesis，hemopoiesis）。

机体有完善的组织器官能够生成并支持造血细胞分化、发育、增殖和成熟，这些组织器官称之为造血器官(hematopoieticorgan)。

第一节造血器官与造血造血器官分为胚胎期造血器官出生后造血器官髓外造血骨髓造血淋巴器官造血一、胚胎期造血器官（一）中胚层造血（卵黄囊造血）

造血时间人胚第2周末～人胚第9周时止。造血特点1.血岛形成囊壁上的胚外中胚层的间质细胞在内胚层细胞的诱导下开始分化，这些具有自我更新能力的细胞，在卵黄囊壁上聚集成团，称为血岛（bloodisland）。血岛是人类最初的血管和造血的生发中心。

卵黄囊血岛形成示意图

2.人体唯一的血管内造血。

3.产生第一代巨幼红细胞，

主要有三种特殊Hb：Hb-Gower1

Hb-Gower2

Hb-Portland

同时产生少量HbF。

第六周后，中胚层造血逐渐被肝脏

造血代替。

造血特点（一）中胚层造血（卵黄囊造血）生理条件下，Hb有三种构象形式：脱氧Hb、氧合Hb和高铁Hb。Hb（四聚体）血红素原卟啉铁2条α链2条非α链珠蛋白：由4条多肽链组成生理性血红蛋白种类胚胎期：成人：THENORMALHUMANHEMOGLOBENSHemoglobinGlobinChainsMajorSourceEmbryoNeonateAdult%%%Gower1ζ2/ε2Yolksac5000Gower2α2/ε2Yolksac2500Porthlandζ2/γ2Yolksac2500HbFα2/Gγ2aLiver,spleen075＜1α2/Aγ2Hbaα2/β2Bonemarrow02597HbA2α2/δ2Bonemarrow0＜13

（二）肝脏造血造血时间人胚第6周～出生时。造血特点1.肝造血由卵黄囊血岛造血干细胞迁移至肝脏所致。产生第二代幼红细胞，主要合成胎儿血红蛋白（HbF）。胚胎第4个月后生成粒细胞，但不生成淋巴细胞。

（二）肝脏造血造血特点2.脾造血（人胚5周～出生后）首先产生红细胞，以后产生粒细胞，5个月可以形成淋巴细胞和单核细胞，出生后只产生淋巴细胞。3.胸腺造血（人胚6周～7周）形成淋巴细胞，也可产生少量红细胞和粒细胞。4.淋巴结造血（人胚7周～出生后）终生形成淋巴细胞和浆细胞。

（三）骨髓造血造血时间造血特点人胚14周～出生后。

出生后唯一产生粒、红、巨核细胞的场所，也可产生淋巴细胞、浆细胞和单核细胞。除产生HbF外，还可产生HbA和HbA2。人胚胎期造血器官及造血特点造血器官造血时间造血特点中胚层造血人胚2周末～9周人体唯一的血管内造血，可形成第一代巨幼红细胞，产生Hb-Gower1、Hb-Gower2和Hb-portland肝脏造血人胚6周～出生时形成第二代幼红细胞，4个月时可形成粒细胞脾脏造血人胚5周～出生后首先产生红细胞，以后产生粒细胞，5个月可以形成淋巴细胞和单核细胞，出生后只产生淋巴细胞胸腺造血人胚6周～7周形成淋巴细胞，也可以产生红细胞和粒细胞淋巴结造血人胚7周～出生后终生形成淋巴细胞和浆细胞骨髓造血人胚14周～出生后出生后唯一产生粒、红、巨核细胞的场所，也可产生淋巴细胞、浆细胞和单核细胞。除产生HbF外，还可产生HbA和HbA2

二、出生后造血器官骨髓造血根据造血器官不同出生后造血分为淋巴器官造血（一）骨髓造血

骨髓被封闭于坚硬的骨髓腔内中，肉眼观是一种海绵样、胶状的组织。健康成人骨髓约占体重的4.5％(3.4～5.9％)，平均重量为2800g(1600g～3700g）。骨髓按其组成和功能分为红骨髓和黄骨髓。骨髓分为红骨髓黄骨髓1.

有着活跃的造血功能。不同年龄的人群红骨髓的分布不同，5岁以下的儿童全身的骨髓腔内均为红骨髓，5～7岁后，长骨的骨髓中开始出现脂肪细胞。18岁时，红骨髓仅存在于扁骨、短骨及长管状骨的近心端，如颅骨、胸骨、脊椎骨、肋骨、髂骨以及肱骨和股骨的近心端。红骨髓占全部骨髓的50％左右。红骨髓

1.

红骨髓主要由结缔组织、血管、神经及造血实质细胞组成，由网状纤维和网状细胞构成立体网架，各发育阶段的血细胞位于网孔中。红骨髓内有丰富的血管系统，血窦是最突出的结构。血窦内是成熟的血细胞，血窦间充满各发育阶段的造血细胞。红骨髓

1.

骨髓中造血细胞的分布具有一定区域性。（1）红细胞造血岛位于血窦附近，随着细胞的成熟逐渐贴近血窦壁，并通过内皮细胞进入血窦；（2）粒细胞造血岛远离血窦，位于造血索中央，成熟后能够移向血窦，穿过血窦壁进入血流；（3）巨核细胞常紧贴于血窦壁上，将其伪足伸入血窦内，当血小板成熟后从巨核细胞的胞质分离出来直接释放进入血流。红骨髓

2.黄骨髓

骨髓中的造血细胞被脂肪细胞替代成为黄骨髓。黄骨髓在正常情况下不再参与造血，但仍保留造血的潜能。当机体需要时（如急性失血或溶血时）可重新恢复其造血功能。健康成人黄骨髓约占骨髓总量的50％。

（二）淋巴器官造血淋巴器官中枢淋巴器官周围淋巴器官骨髓胸腺脾淋巴结黏膜淋巴组织（扁桃体）

淋巴细胞聚集和免疫应答发生的场所淋巴细胞产生、增殖分化和成熟的场所（二）淋巴器官造血1.胸腺产生淋巴细胞和分泌可促进T细胞分化、发育和成熟的胸腺素。2.脾T、B淋巴细胞分化、成熟的主要场所之一，同时具有造血、储血、滤血和免疫反应等多种功能。3.淋巴结出生后，淋巴结只产生淋巴细胞和浆细胞。

（三）髓外造血

正常情况下，出生2个月后的婴儿，骨髓以外的组织如肝、脾、淋巴结等不再制造红细胞、粒细胞和血小板，但在某些病理情况下，如骨髓纤维化、骨髓增生性疾病以及某些恶性贫血时，这些组织又可重新恢复其造血功能，称为髓外造血（extramedullaryhematopoiesis）。髓外造血常见于儿童，外周血中常出现较多幼稚血细胞及细胞碎片，常可导致相应器官肿大。肝髓外造血

第二节造血微环境

造血细胞赖以生长发育的内环境称为造血微环境（hematopoietic

microenvironment，HIM）。造血微环境是由骨髓基质细胞（stromalcell）、微血管、神经、细胞外基质和基质细胞分泌的细胞因子等构成，是造血干细胞赖以生存的场所，也是造血细胞增殖、分化、发育和成熟的场所。定义第二节造血微环境造血微环境分为骨髓血管系统骨髓神经

骨髓基质细胞、细胞外基质及细胞因子

一、骨髓血管系统

骨髓的静脉窦与集合窦统称为骨髓血窦。血窦壁的特点是：完整的血窦壁由内皮细胞、颗粒状基底膜和外皮细胞构成，但只有内皮细胞层是完整的。绝大部分血窦壁仅由一层内皮细胞构成。骨髓血窦

一、骨髓血管系统

平时血窦的窦壁无孔，当血细胞通过时，可形成一个临时通道。造血活跃时，窦壁孔隙增多，有利于发育成熟的血细胞释放入血。内皮细胞转运细胞的孔道常达2μm～3μm,最大直径为6μm，因此，穿越的细胞必须具有变形性。

二、骨髓神经

脊神经骨髓神经血管扩展或收缩血细胞的释放分支调节调节三、骨髓基质细胞、细胞外基质及细胞因子1.骨髓基质细胞2.细胞外基质3.骨髓基质细胞分泌的细胞因子

1.骨髓基质细胞

骨髓基质细胞成纤维细胞内皮样细胞脂肪细胞

巨噬细胞基质干细胞营养造血细胞，并支持其增殖和分化；分泌造血调控因子。

2.细胞外基质

分泌骨髓基质细胞细胞外基质糖蛋白蛋白多糖胶原

2.细胞外基质作用的作用细胞外基质构成微环境中有活力的结构支架，给造血细胞以支撑、保护和营养作用。粘附作用：介导造血细胞与基质细胞及细胞外基质的相互识别、相互作用。介导造血细胞和多种细胞因子之间的粘附和信息传导。

3.细胞因子

骨髓基质细胞细胞因子产生调控改变造血干、祖细胞的分化、发育基质细胞的增殖分泌状态共同调节HSC归巢和增殖、分化

第三节造血细胞定义干细胞是指存在于胚胎直至成体的具有增殖、自我更新能力以及多向分化潜能的原始细胞。全能干细胞多能干细胞专能干细胞分类能形成完整个体受精卵、胚胎干细胞能分化多种组织细胞造血干细胞、神经干细胞、间质干细胞能分化一种类型细胞肝干细胞、肠上皮干细胞

一、造血干细胞（hematopoieticstemcell，HSC）

造血干细胞是具有高度自我更新和多向分化能力，在造血组织中含量极少，形态难以辩认的类似小淋巴细胞样的一群异质性的细胞群体。定义特征①高度的自我更新能力，也称自我维持。②多向分化能力，也称全能性。③不均一性，即多态性。电镜下的造血干细胞

Till实验第一只小鼠全部骨髓X线照射小鼠死亡

Till实验第二只小鼠部分骨髓在x线照射区外造血衰竭后逐渐恢复小鼠存活

Till实验第三只小鼠全部骨髓x线照射供体小鼠抽出骨髓或血液小鼠存活Till实验说明：

骨髓或血液中存在着造血细胞的祖先，我们把这些血细胞的祖先称为造血干细胞。

Till实验

一、造血干细胞表面标志有CD34+、CD38-等，其中最重要的是CD34抗原。CD34+

造血细胞是公认理想的造血干/祖细胞移植物。CD34+CD38-是造血干/祖细胞的表面标志。

二、造血祖细胞

（hematopoieticprogenitorcell，HPC）

定义

由造血干细胞分化而来，但部分或全部丧失自我更新能力的过渡性、增殖性细胞群。特征①一定的增殖能力②一定的分化能力③但与造血干细胞相比分化方向比较局限集落造血祖细胞造血干/祖细胞的部分特征特征造血干细胞早期/晚期造血祖细胞自我更新能力强弱/无体内重建造血能力长期短期/无CD33阴性阳性CD34阳性阳性/阴性CD38阴性阳性HLA-DR阴性阳性三、造血干/祖细胞的临床应用

公认的理想靶细胞胎肝干细胞移植

外周血干细胞移植脐血干细胞移植造血干细胞移植骨髓移植基因治疗

四、骨髓间质干细胞（mesenchymalstemcell，MSC）

MSC具有干细胞的共性，即具有多向分化潜能和自我更新能力，可在不同环境条件下被诱导分化成不同种类的细胞，如成骨细胞、脂肪细胞、心肌细胞和血管内皮细胞等。特征利用MSC进行组织工程学研究的优势①取材方便且对机体无害。②移植时不存在组织配型及免疫排斥问题。③在治疗创伤性疾病中具有应用价值。骨髓间质干细胞

第四节血细胞的生长发育HPC

所有血细胞均来源于造血干细胞，造血干细胞在造血微环境及细胞因子等诱导下，增殖分化为各系祖细胞，继续向下分化成为形态可辨认的各种原始细胞，经过幼稚阶段，最终进一步发育为具有特定功能的成熟阶段细胞，释放进入外周血发挥作用。HSC

variousseriesblastcellsImmaturecell

Maturecell

一、血细胞发育

血细胞的发育是一个连续的过程，经历了增殖、分化、成熟和释放等过程。1.增殖血细胞通过分裂使其数量增加的现象。血细胞主要通过有丝分裂方式增殖。

2.分化血细胞在发育过程中失去某些潜能，转变为具有新功能细胞的过程。

一、血细胞发育3.成熟细胞定向分化后通过增殖和演变，由原始细胞经幼稚细胞到成熟细胞的全过程。

一、血细胞发育4.释放成熟的终末细胞通过骨髓屏障进入血循环的过程。

一、血细胞发育二、血细胞生长发育过程

造血干细胞阶段造血祖细胞阶段原始及幼稚细胞阶段维持造血干细胞数量衡定；是分化为各系祖细胞的源泉。细胞数量放大的主要阶段，对维持血细胞的数量起重要作用。失去了自我更新能力和分化能力，在骨髓涂片中形态可以辨认。

三、血细胞的命名

骨髓造血细胞按所属系列分为六大系统：2.粒细胞系1.红细胞系3.巨核细胞系4.淋巴细胞系5.单核细胞系6.浆细胞系各系血细胞分化发育阶段及名称

第五节造血调控造血细胞的增殖、分化与成熟的调控是一个多因素、多水平的复杂的调控。基因调控微环境中细胞因子调控细胞因子受体调控细胞粘附分子调控细胞外基质调控细胞信号传递调控维持正常的造血平衡

一、造血的基因调控原癌基因c-mycrasc-ablbcl-2c-kit正信号，促进细胞的增殖抑癌基因p53WT1NF1PRBDCCRb负信号，抑制细胞的增殖1.2.信号转导的调控G蛋白偶联受