第十一章 泌尿系统疾病
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泌尿系统包括肾脏、输尿管、膀胱和尿道。本系统疾病种类很多,依病因及病变发生部位可分为:①以肾小球损害为主的疾病;②以肾小管病变为主的疾病;③以肾间质病变为主的疾病;④以肾血管病变为主的疾病;⑤梗阻性肾脏疾病;⑥泌尿系统肿瘤;⑦先天性异常。其中肾脏疾病最为常见,特别是肾小球疾病,不仅常见,而且临床病理分类复杂,是重点内容,应充分理解肾小球疾病临床表现的病理学基础,并熟练掌握各型原发性肾小球疾病的临床病理特征。
第一节 肾脏的结构和功能
肾脏是人体的重要排泄器官,其主要功能是过滤形成尿并排出代谢废物,调节体内的电解质和酸碱平衡。肾脏具有内分泌功能,通过产生肾素、促红细胞生成素、前列腺素、1,25-二羟胆钙化醇等,参与调节血压、红细胞生成和钙的代谢。所以,肾的结构和功能异常,上述正常功能均可受到影响,出现一系列临床症状。
肾单位(nephron)是肾脏的基本结构和功能单位,由肾小球和其下属的近端肾小管、髓袢、远端肾小管组成。其中肾小球的结构和功能最复杂,通过毛细血管袢的过滤形成原尿,原尿流经肾小管时,通过吸收和浓缩,将原尿改造为终尿。肾小球(glomerulus)由两部分构成,即位于中央的血管球和位于周围的肾小囊(图11-1)。肾小囊(renal capsule or Bowman’s capsule)是肾小管盲端凹陷而成的双层囊,两层间的狭腔称为肾小囊腔(urinary space)。肾小囊的外层由单层扁平上皮构成,在肾小球尿极处与近端肾小管上皮相连。在血管极处,外层细胞反折延续成肾小囊内层,紧包在成簇的毛细血管袢的外面。血管球是一团蟠曲成球状的毛细血管。一条入球小动脉由血管极处进入肾小球后反复分支形成互相吻合的毛细血管袢,最后又在血管极处汇成一条出球小动脉。
电镜观察,肾小球毛细血管壁有三层结构,中间为基底膜,内侧衬以内皮细胞(endothelium),外侧被以上皮细胞(epithelium),即肾小囊内层上皮细胞。毛细血管袢之间有支持毛细血管的系膜(mesangium)。系膜区域有系膜细胞(mesangial cell)和系膜基质(mesangial matrix)充填在各叶毛细血管之间,构成毛细血管袢的轴心,在正常3μm的切片下,一个系膜区有1~2个系膜细胞。系膜基质是系膜细胞的产物,结构与基底膜致密层相似,但电子密度稍低(图11-2、图11-3)。
图11-2 肾小球超微结构示意图图11-3 肾小球超微结构
Ep:上皮细胞 Ca:毛细血管腔
M:系膜区 R:红细胞
肾小囊内层上皮细胞就是通常所说的肾小球上皮细胞,又称足细胞(podocyte),其形态特殊,胞体的一部分伸出并形成足状突起,紧贴在基底膜外侧。足突和足突之间有一裂隙,宽约25nm,称为裂孔(slit pore),裂孔上有厚约4~6nm的膜,称为裂孔膜(slitmembrane)。裂孔膜实际上是足细胞单位膜最外面的一层。许多疾病状态下,足突相互融合,裂孔消失。基底膜(glomerularbasement membrane)由三层构成,中间一层电子密度高,称致密层;内外两侧电子密度低,分别称为内、外疏松层(图11-4)。急速冷冻深度蚀刻电镜技术观察表明,基底膜致密层是由细纤维构成的网状构造,与上皮细胞和内皮细胞之间由垂直的架桥细纤维连接(图11-5)。
图11-4 肾小球超微结构 图11-5 肾小球基底膜网状构造
Fp:足突 Bm:基底膜 Ed:内皮细胞 Ep:上皮细胞 Bm:基底膜 Ed:内皮细胞
免疫复合物性肾小球肾炎时,内外疏松层常有免疫复合物沉积。正常基底膜厚约250nm,某些疾病时,其厚度可增加2倍以上。内皮细胞位于基底膜内侧,胞浆很薄且布满小孔,小孔无隔膜,孔径50~100nm。通常把有孔的内皮细胞、基底膜和上皮细胞的裂孔膜三层结构称为滤过膜(filtration membrane)或滤过屏障(filtrationbarrier)。另外,基底膜内外疏松层,特别是外疏松层,有大量主要由硫酸类肝素多糖蛋白(heparansulfate proteoglycan)构成的负电荷位点(图11-6),可阻止血中带负电荷的低分子物质通过基底膜,称之为电荷选择屏障(charge- selective barrier)。
第二节 肾小球疾病
肾小球疾病(glomerular disease)也称为肾小球肾炎(glomerulonephritis),是以肾小球损害为主的一组疾病,较为常见。主要临床表现为蛋白尿、血尿、水肿和高血压。肾小球疾病可为原发性或继发性,原发性肾小球疾病指原发于肾脏的独立性疾病,多数类型是抗原抗体反应引起的免疫性疾病。继发性肾小球疾病的肾病变或继发于其他疾病或作为全身性疾病的一部分,如狼疮性肾炎、紫癜性肾炎、糖尿病肾病等。
一、病因及发病机制
大量临床和实验研究表明,大部分肾小球疾病是Ⅲ型变态反应或免疫复合物沉积性变态反应引起的。
(一)循环免疫复合物沉积
免疫复合物(抗原-抗体复合物)在血循环中形成,它们随血液循环流经肾脏时,在肾小球内沉积下来,引起肾小球损伤。循环免疫复合物的抗原可为外源性也可为内源性,但均为非肾小球性(即不属于肾小球本身的组成成分)。外源性抗原(如细菌、病毒、异种蛋白、药物等)和内源性抗原(如DNA、甲状腺球蛋白、肿瘤抗原等)均可刺激机体产生相应抗体,抗原和抗体在血液循环中结合而形成循环免疫复合物。
人体血循环中的各种免疫复合物是否能在肾小球内沉积并引起肾小球损伤,取决于免疫复合物的大小、溶解度和携带电荷的种类等。通常认为,抗体明显多于抗原时,常形成大分子不溶性免疫复合物,这些免疫复合物常被吞噬细胞所清除,不引起肾小球损伤。相反,抗原明显多于抗体时,形成小分子可溶性免疫复合物,这些免疫复合物不能结合补体,且易通过肾小球滤出,也不引起肾小球损伤。只有当抗原稍多于抗体或抗原与抗体等量时,所形成的免疫复合物能在血液中保存较长时间,随血液循环流经肾小球时沉积下来,引起肾小球损伤。
(二)原位免疫复合物形成
肾小球本身的固有成分,在某种情况下成为抗原;或非肾小球抗原进入肾小球后与肾小球某一成分结合而形成植入性抗原,均可刺激机体产生相应抗体。抗原与抗体在肾小球局部结合,形成的免疫复合物称原位免疫复合物(in situ immune complex),并引起原位免疫复合物肾小球肾炎(insitu immune complex glomerulone nephritis)。
(1)肾小球固有成分 目前已知的可作为靶抗原的肾小球固有成分有如下几种:①可诱发抗GBM性肾小球肾炎和肺出血肾炎综合征的肾小球基底膜抗原包括:层粘连蛋白、胶原的α链和Ⅳ型胶原α3链的非胶原区(NCI)、蛋白聚糖、巢蛋白等;②β1整合素等上皮细胞抗原成分可诱发膜性肾小球肾炎;③可诱发系膜增生性肾小球肾炎的系膜抗原有系膜基质抗原、细胞表面抗原Thy1.1;④抗内皮细胞抗原有血管紧张素转换酶抗原。
(2)植入性抗原 非肾小球抗原进入机体,首先与肾小球某一固有成分结合,形成植入抗原,刺激机体产生相应抗体,抗原抗体在肾小球内原位结合形成免疫复合物引起损伤,引起肾小球肾炎。可引起肾小球肾炎的植入性抗原有:免疫球蛋白、细菌、病毒和寄生虫等感染的产物和某些药物等。
(三)细胞免疫在肾小球肾炎发生中的作用
多数类型的肾小球肾炎是抗体介导的免疫损伤引起的。但研究表明,某些肾小球肾炎的发生和进展与细胞免疫(cell-mediated immunity)密切相关。在人类和实验动物的肾小球肾炎均可见一些肾小球内存在激活的巨噬细胞、T细胞,这些细胞的产物在疾病的发生和进展中起作用;人类和实验动物肾小球肾炎的体内和体外实验表明,在引起肾小球肾炎的抗原的刺激下,淋巴细胞均可被激活;将淋巴细胞人为地去除后,肾小球的损伤可减轻或消退;将实验性肾小球肾炎动物个体的T细胞移植给另一个体可引起受者肾小球发生与供者相同的组织学改变。实验性新月体性肾小球肾炎,抗肾小球基底膜抗体可通过激活淋巴细胞亚型启动或促进肾小球损伤。在肾小球硬化过程中,淋巴细胞和巨噬细胞释放的淋巴因子和细胞因子刺激系膜细胞增生,使系膜基质增加,引起肾小球硬化。
(四)肾小球肾炎发生中的炎症介质
肾小球内免疫复合物形成或沉积仅是引起肾小球肾炎的致炎因子,真正的炎症形成尚需炎症介质(mediators of inflammation)参与。参与肾小球肾炎形成的重要炎症介质有:
1. 补体的激活 沉积的免疫复合物可以激活补体(complement)。激活的补体有多种生物学活性,主要的是:C5b~9形成的膜攻击复合物可使细胞溶解破坏。另外,在激活过程中产生多种蛋白水解片断和生物活性物质,引起炎症反应,如C3a、C4a和C5a可激发细胞释放组织胺等血管活性物质,使毛细血管通透性增加,C5a又是阳性趋化物质,可吸引白细胞。
2. 炎细胞及其产物 中性白细胞、巨噬细胞、淋巴细胞、自然杀伤细胞和血小板等可产生多种蛋白溶解酶、细胞、血管活性物质等,参与变质、渗出和增殖等炎症过程。
3. 肾小球固有细胞及其产物 肾小球固有细胞(系膜细胞、内皮细胞和上皮细胞)受刺激和活化后,可分泌多种介质,如多肽细胞因子(白介素1,6,8、上皮细胞生长因子、转化生长因子、血小板衍生生长因子、胰岛素样生长因子、集落刺激因子、肿瘤坏死因子等),生物活性酯、蛋白酶、胶原酶、凝血及纤溶因子、活性氧等,并可产生粘附糖蛋白和基质成分,促进增生和硬化。
二、临床表现
(一)尿的变化
1. 少尿或无尿 24h尿量少于400ml,称少尿(oliguria),少于100ml,称无尿(anuria)。当肾小球内细胞高度增生挤压毛细血管、肾小囊腔有形成分增多并形成新月体、肾小球结构破坏或硬化,均可造成肾小球滤过率下降,出现少尿或无尿。
2. 多尿、夜尿和等比重尿 24h尿量超过2500ml称多尿(polyuria)。见于大部分肾单位破坏,有效肾单位减少时,肾单位浓缩改造原尿功能下降,所以尿量增多、夜尿增多、尿比重恒定。
3. 血尿 尿沉渣检查,每10个高倍视野(400×)有1~2个以下红细胞为正常水平,每个视野超过1个红细胞则为血尿(hematuria)。尿中混有0.1%以上的血液,尿呈红色,称为肉眼血尿(gross hematuria),肉眼观尿未呈红色,光镜下才见有血尿,称为镜下血尿(microscopic hematuria)。肾小球来源的血尿是由于毛细血管壁严重损伤和断裂造成的,由于通过裂口时的挤压和肾小管中的渗透压的影响,红细胞变成奇形怪状,与非肾性血尿不同。
4. 蛋白尿 尿中蛋白量大于150mg/日为蛋白尿(proteinuria),大于3.5g/日则提示肾小球有严重损伤。尿蛋白如为白蛋白等低分子蛋白构成,说明肾小球对蛋白呈选择性滤过,因而称之为选择性蛋白尿(selective proteinuria),提示肾小球的电荷和大小选择屏障损伤较轻;如尿蛋白中含有球蛋白等大分子蛋白,称之为非选择性蛋白尿(non-selective proteinuria),提示肾小球的选择屏障损伤较重。蛋白尿是由于肾小球毛细血管通透性增高造成的。
5. 管型尿 管型(cast)由蛋白质、细胞或细胞碎片等在肾小管内凝聚而成,为肾小管铸型。管型的基质均为肾小管来源的Tamm-Horsfall蛋白,但所含其他成分不同,形态和性质不一。管型包括:透明管型(白蛋白构成),颗粒管型(细胞碎片构成),上皮细胞管型,红细胞管型,白细胞管型,脂肪管型等。正常情况下,尿内可见少量透明管型,但如有大量透明管型或见其他管型,则称为管型尿,表明肾小球或肾小管有病变。肾小球病变时,透明管型和颗粒管型多见。
(二)系统性改变
1. 肾性水肿 肾性水肿(renal edema)是血浆渗透压下降和水钠潴留的结果,可表现为颜面水肿、腹水、胸水等。见于尿蛋白长期大量流失或肾脏水调节功能下降。
2. 肾性高血压 由于肾脏功能异常导致的高血压,称肾性高血压(renal hypertension)。各种肾小球内皮细胞和系膜细胞严重增生、肾小球结构破坏和硬化,肾小球毛细血管挤压闭塞乃至消失,导致肾小球缺血,肾素分泌增多,出现肾性高血压。另外,由于肾功能异常,体内水钠潴留,导致有效循环血量增多,也可出现肾性高血压。
3. 血肌酐值 肌酐(creatinine)主要从肾小球排出,血中肌酐值不受肾外因素影响,与肾小球滤过值密切相关,因而血肌酐浓度是了解肾功能损伤程度极为有用的指标。正常值0.7~0.2mg/dl,大于2.5mg/dl则为肾功能不全。
4. 肾性贫血和肾性骨病 肾性贫血(renal anemia)和肾性骨病(renal osteopathia) 肾功能严重受损时,促红细胞生成素减少,电解质紊乱,钙磷代谢失调,从而导致贫血、骨质疏松。
(三)肾小球肾炎的临床综合征
根据上述表现结合其他检查结果、临床经过等,将肾小球肾炎的临床表现分以下8个综合征:
1. 急性肾炎综合征 急性肾炎综合征(acute nephritis syndrome)简称急性肾炎。急性起病,主要表现为血尿、蛋白尿、少尿、常伴高血压和轻度水肿。主要病理类型是毛细血管内增生性肾小球肾炎。
2. 快速进行性肾炎综合征 快速进行性肾炎综合征(rapidly progressive nephritis syndrome)简称快速进行性肾炎。起病或急或缓,表现为血尿、蛋白尿、贫血,快速进展至肾功能衰竭。病理类型主要是新月体性肾小球肾炎。
3. 慢性肾炎综合征 慢性肾炎综合征(chronic nephritis syndrome)简称慢性肾炎。临床上所谓慢性肾炎是指蛋白尿、血尿、水肿、高血压等肾小球肾炎症状迁延不愈超过半年以上者,多缓慢发展,最终发展为肾功能不全。多种病理学类型的原发性肾小球肾炎均可表现为慢性肾炎。
4. 肾病综合征 肾病综合征(nephrotic syndrome) 临床表现为大量蛋白尿、低蛋白血症、高度水肿和高脂血症。引起肾病综合征的病理学类型很多,主要有膜性肾小球肾炎、膜增生性肾小球肾炎、系膜增生性肾小球肾炎、微小病变性肾小球肾炎和局灶性节段性肾小球硬化。
5. 反复发作性或持续性血尿 反复发作性或持续性血尿(recurrent or continuous haematuria):起病或急或缓,常表现为肉眼血尿或镜下血尿,一般无肾小球肾炎的其他症状。病理学类型主要是IgA肾病。
6. 隐匿性肾炎综合征 隐匿性肾炎综合征(occult nephritis syndrome) 患者无症状,仅有镜下血尿或蛋白尿。病理类型主要是系膜增生性肾小球肾炎。
7. 肾功能衰竭 肾功能衰竭(renal failure) 患者血肌酐和尿素氮升高,高血压,少尿、无尿或多尿,根据病程和临床表现,分为急性和慢性肾功能衰竭。肾小球肾炎的主要病理类型,包括新月体肾小球肾炎、硬化性肾小球肾炎、严重的毛细血管内增生性肾小球肾炎、膜增生性肾小球肾炎和系膜增生性肾小球肾炎都可导致肾功能衰竭。
8. 尿毒症 尿毒症(uremia)是严重的肾功能衰竭导致的自身中毒状态。由于体内毒性物质的刺激和水电解质失衡,使多系统出现病变,如毒性物质刺激使毛细血管通透性增加,导致脑水肿、心肌水肿、胃肠道水肿以及各部位水肿和积液。毒性物质刺激引起化学性炎,出现纤维素性小叶性肺炎、纤维素性心包炎、胸膜炎、腹膜炎、肠炎等。电解质紊乱和代谢紊乱导致肾性贫血和肾性骨病。
三、基本病变和病理学分类
(一)基本病变
1. 变质性变化 肾小球肾炎时,由于各种蛋白溶解酶和细胞因子的作用,导致基底膜通透性增加,肾小球固有细胞变性,乃至纤维素样坏死。
2. 渗出性变化 肾小球肾炎时常有白细胞渗出,主要是中性白细胞和单核细胞,偶见少许嗜酸性白细胞。渗出的中性白细胞释放蛋白水解酶,破坏内皮细胞、上皮细胞及基底膜。此外,红细胞也可漏出,其数量多少不等,大量漏出可见肉眼血尿;小量漏出时仅见镜下血尿。肾小球内有时可见纤维素渗出。渗出的液体成分多随尿排出,所以形态学表现不明显。
3. 增生性变化 肾小球内细胞数目增多是多种肾小球肾炎的特征之一。主要是肾小球固有细胞的增生。可表现为以系膜细胞和内皮细胞增生为主的毛细血管内细胞增生和以肾小囊上皮细胞增生为主的毛细血管外细胞增生,后者常形成新月体。肾小球肾炎的后期,系膜基质增多,导致肾小球硬化。
(二)病理学分类
近年来随着肾脏病理学的发展,对肾小球疾病的病理学分类已趋一致。病理学分类的原则:①病变肾小球的分布特点;②肾小球内增生细胞的种类和分布特点。
表1 原发性肾小球疾病分类
1.轻微肾小球病变 (minimal change disease) 2.局灶性节段性肾小球肾炎(focal segmental glomerulonephritis) 3.局灶性节段性肾小球硬化(focal segmental glomerulosclerosis) 4.弥漫性肾小球肾炎(diffuse glomerulonephritis) (1) 膜性肾小球肾炎(membranous glomerulonephritis) (2) 增生性肾小球肾炎(proliferative glomerulonephritis) 系膜增生性肾小球肾炎(mesangial proliferative glomerulonephritis) 毛细血管内增生性肾小球肾炎(endocapillary proliferative glomerulonephritis) 膜增生性肾小球炎(membranoproliferative glomerulonephritis) 新月体性肾小球肾炎(crescentic glomerulonephritis) (3) 硬化性肾小球肾炎(sclerosing glomerulonephritis) 5.IgA 肾病(IgA nephropathy) 6.未分类肾小球肾炎(unclassified glomerulonephritis) |
肾小球的病变根据其分布特点描述为弥漫性、局灶性、球性和节段性。弥漫性和局灶性是指受病变累及的肾小球占全部肾小球的比例而言,几乎所有(50%以上)肾小球被病变累及,称弥漫性(diffuse);仅部分肾小球有病变,称局灶性(focal)。球性和节段性是指病变对一个肾小球侵犯的程度而言,病变累及整个或几乎整个肾小球,称球性(global);病变仅累及肾小球的一部分,称节段性(segmental)。原发性肾小球疾病分类见表1。
四、原发性肾小球疾病
原发性肾小球疾病(primary glomerular diseases)多数是变态反应引起的以增生为主的炎症。少数(如膜性肾小球肾炎,轻微肾小球病变)并无明显炎症变化。
(一)轻微肾小球病变
轻微肾小球病变(minimal change disease)也称轻微病变性肾小球肾炎(minimalchange glomerulonephritis),是一种常见的肾小球疾病,病理特点是光镜下肾小球无明显变化,电镜下肾小球上皮细胞足突融合,临床特点是大量蛋白尿或肾病综合征。好发于儿童和青少年。
病理变化 光镜下肾小球无病变或仅见局灶节段性轻度异常。近端肾小管上皮细胞内可见脂滴空泡,故又称脂性肾病(lipoid nephrosis)。
免疫荧光 肾小球内无免疫球蛋白和补体沉积。
电镜下肾小球基底膜和系膜无显著变化,肾小球内无电子致密沉积物,主要变化是肾小球上皮细胞足突融合(图11-7),故有人称之为足突病(footprocess disease)。
临床表现与预后 临床上表现为肾病综合征。蛋白尿发生的形态学基础尚不明了,通常认为与肾小球基底膜所带的负电荷减少有关。负电荷减少有利于带负电荷的血浆蛋白通过毛细血管壁漏出。肾小球无明显炎症,病变轻微,故一般无血尿及高血压,肾功能无损害。糖皮质激素治疗效果好。
(二)局灶性节段性肾小球病变
1. 局灶性增生性肾小球肾炎 局灶性增生性肾小球肾炎(focal proliferative glomerulonephritis)强调了肾小球病变的分布状态,即病变肾小球占全部肾小球的50%以下,多数病例在30%以下。近年来,原发性局灶性肾小球肾炎逐渐减少,而继发性局灶性肾小球肾炎日渐增多,见于系统性红斑狼疮、过敏性紫癜、细菌性心内膜炎等。
病理变化 光镜下肾小球表现为局灶性节段性系膜增生,纤维素样坏死,或硬化。增生性病变轻微且可自发消退,极少数情况下形成节段性瘢痕。坏死性病变,初期多为节段性毛细血管纤维素样坏死,血栓形成,并可刺激肾小囊壁上皮细胞增生,形成新月体,最后导致节段性瘢痕形成和肾小囊粘连,而肾小球其他部分结构保存良好。这种硬化性病变为非进行性,通常不影响肾功能。
免疫荧光 IgG和补体C3在肾小球系膜沉积,纤维素样坏死区有纤维素沉积。
电镜下系膜细胞和基质增多,部分可见系膜区有电子致密沉积物。
临床表现 临床表现较轻,主要为肉眼或镜下血尿并可见红细胞管型,蛋白尿通常较轻。表现为隐匿性肾炎或血尿。
2. 局灶性节段性肾小球硬化 局灶性节段性肾小球硬化症(focalsegmental glomerulo-
sclerosis)以部分肾小球发生节段性硬化为特征,是局灶性肾小球肾炎的特殊类型。
病理变化 光镜下部分肾小球,特别是位于皮髓质交界处的肾小球呈节段性玻璃样硬化,即PAS阳性物质沉积(图11-8)。有时可见硬化区周围上皮细胞增生并与肾小囊粘连。
免疫荧光 肾小球硬化区可见IgM和C3沉积。
电镜下肾小球基底膜厚薄不均,上皮细胞足突融合。系膜基质增多,伴电子致密物沉积。
临床表现 表现为肾病综合征,伴血尿和高血压,对糖皮质激素治疗不敏感。病变为进行性,约半数在5年内发展至肾功能衰竭。
(三)膜性肾小球肾炎
膜性肾小球肾炎(membranous glomerulonephritis),简称膜性肾炎,又称膜性肾病(membranous nephropathy)。由于本型缺乏渗出、增生等炎症表现,故称膜性肾病似更合适。中老年人多见,40岁以上为发病高峰期。
病理变化 光镜下弥漫性基底膜增厚,上皮下免疫复合物沉积(用Masson染色呈红色),免疫复合物之间新生的基底膜样物质形成钉状突起(spike)(镀银染色呈黑色)(图11-9)。初期毛细血管管腔无显著变化,后期基底膜显著增厚,毛细血管管腔变狭窄。
图11-9(PASM染色) 膜性肾小球肾炎 图11-10 膜性肾小球肾炎超微结构变化
光镜下观察,可见基底膜弥漫性增厚,并有钉状突起形成 电镜下观察,基底膜样物质增多,
并向上皮侧突出, 形成钉状突起并分隔上皮
下电子致密沉积物
免疫荧光 IgG、C3沿毛细血管壁呈颗粒状沉积,偶见IgM的沉积。
电镜下观察,以上皮下电子致密物沉积和电子致密物之间新生基底膜样物质形成钉状突起为特征(图11-10),不同时期表现不同,可分为4期(图11-11):Ⅰ期:上皮下可见散在小型电子致密物,上皮细胞足突融合,基底膜无明显变化。Ⅱ期:上皮下电子致密物较Ⅰ期增多,分布均匀,致密物之间出现新生的基底膜样物质,并形成钉状突起,分隔致密物,基底膜增厚。Ⅲ期:基底膜内可见电子致密物,基底膜样物质进一步增多,包绕电子致密物,基底膜进一步增厚。 Ⅳ期:上述各期的电子致密物部分溶解消失,不规则增厚的基底膜呈虫蚀状。有的患者同时可见两期病变特点,以其中一期病变占优势。
临床表现 基底膜严重损伤,通透性明显增高,大量血浆蛋白(包括大分子蛋白)由肾小球滤过,引起严重的非选择性蛋白尿,表现为肾病综合征。约半数患者发病后十年左右进展至慢性肾功能衰竭。
(四)系膜增生性肾小球肾炎
系膜增生性肾小球肾炎(mesangial proliferative glomerulonphritis)以弥漫性系膜细胞增生为特征,通常伴系膜基质增多,晚期病例系膜硬化显著。
病理变化 光镜下弥漫性系膜细胞增生伴系膜基质增多,使系膜区域加宽。毛细血管壁无明显变化。有时伴有局灶性节段性肾小球硬化。
免疫荧光 IgG和C3在系膜区沉积。有时可见IgM沉积。
电镜下 系膜细胞和系膜基质增生,伴低密度电子致密物沉积。
临床表现 主要表现为隐匿性肾炎综合征。部分表现蛋白尿甚至肾病综合征。重度系膜增生者,可损伤肾功能,继续发展可导致系膜硬化和肾小球硬化。
(五)毛细血管内增生性肾小球肾炎
毛细血管内增生性肾小球肾炎(endocapillary proliferative glomeru- lonephritis),多在扁桃体炎等上呼吸道感染1~2周后发病,其发病与感染,尤其是A组乙型溶血性链球菌感染有关,所以又叫感染后或链球菌感染后肾小球肾炎(post-infectious or post-streptococcal glomerulonephritis)。多见于儿童青少年。
病理变化 肉眼观察,肾脏肿大,充血、被膜紧张、表面光滑、色较红,故称大红肾(图11-12)。光镜下,弥漫性肾小球肿胀,细胞数目显著增多(hypercellular)是其主要特征(图11-13)。系膜细胞、内皮细胞明显增生肿胀为主,早期尚可见多少不等的中性白细胞和单核细胞浸润。增生的细胞使毛细血管管腔狭窄、甚至闭塞,从而导致肾小球缺血。少数严重病例可见肾小球壁层和脏层上皮细胞增生,壁层细胞的增生形成新月体,易引起肾小球纤维化,如数量少,对功能影响不大。如病变广泛可发展为新月体性肾炎。
间质充血、水肿,少量淋巴细胞和中性白细胞浸润。肾小管上皮细胞可有水变性、脂肪变性及玻璃样变等。管腔内常含有各种管型,如透明管型、红细胞管型、白细胞管型等。
图11-12 毛细血管内增生性图11-13 毛细血管内增生性肾小球肾炎
肾小球肾炎(大红肾) 肾小球内细胞数量明显增多,毛细血管腔狭窄
免疫荧光 可见免疫球蛋白IgG和补体C3呈粗颗粒状沉积于肾小球毛细血管壁。
电镜下除证实肾小球内增生的细胞主要是系膜细胞和内皮细胞,渗出的细胞是中性粒细胞等外,可见基底膜外侧或上皮下有高密度、大团块电子致密物沉积。沉积物从基底膜向外侧形成驼峰状突起(hump)(图11-14)。
临床表现 表现为急性肾炎综合征。多数预后较好。
(六)膜增生性肾小球肾炎
膜增生性肾小球肾炎(membranoproliferative glomerulonephritis)的病变特点是既有基底膜的增厚,又有系膜的增生。有两个亚型,Ⅰ型多见(90%),也称为系膜毛细血管性肾小球肾炎(mesangiocapillaryglomerulonephritis),Ⅱ型少见(10%),也称为致密沉积物病(dense deposit disease)。有些病人持续性血清补体降低,又称为低补体血性肾小球肾炎(hypocomplementic glomerulonephritis)。
病理变化 光镜下,Ⅰ型典型的病变是,弥漫性系膜细胞和系膜基质重度增生,沿内皮细胞和基底膜之间长入或插入(mesangial interposition),使毛细血管壁增厚,镀银染色或PAS染色基底膜呈双层(double contour)或多层状改变(图11-15),这是由于系膜基质插入造成的。由于系膜细胞和系膜基质重度增生,系膜区域扩大导致肾小球呈明显的分叶状。Ⅱ型膜增生性肾小球肾炎也呈现这些病变,但与Ⅰ型相比,系膜增生轻,肾小球分叶状结构不明显。
免疫荧光 Ⅰ型膜增生性肾小球肾炎显示IgG和补体C3呈颗粒状和团块状沉积于毛细血管壁和系膜区。Ⅱ型膜增生性肾小球肾炎显示大量补体C3沉积于毛细血管壁和系膜区。
图11-15 膜增生性肾小球肾炎(PASM染色) 图11-16 Ⅱ型膜增生性肾小球肾炎超微结构特征
系膜增生并插入内皮细胞和基底膜之间, 高电子密度沉积物沿基底膜呈带状沉积
毛细血管壁呈分层状
电镜下系膜细胞和系膜基质增生伴系膜插入,即增生的系膜细胞和系膜基质插入到基底膜和内皮细胞之间。系膜基质和基底膜形态相似,因而看上去似有两层或多层基底膜,这就是光镜下所见的双层或多层的形态,一层是原有基底膜,另几层是插入到内皮细胞和基底膜之间的系膜基质。肾小球内可见电子致密物。Ⅰ型大量电子致密物位于基底膜内皮侧及系膜区域,少量见于上皮下;Ⅱ型 电子致密物的电子密度较Ⅰ型明显高,沿基底膜致密层呈带状分布(图11-16)。
临床表现 两型膜增生性肾小球肾炎临床表现相似,均多见于青少年,女性稍多于男性。可仅表现为无症状性血尿,但多为肾病综合征或慢性肾炎综合征,呈慢性进行性,50%~70%的病例在10年内进展至慢性肾功能衰竭。Ⅱ型膜增生性肾小球肾炎在行肾移植后有复发倾向。
(七)新月体性肾小球肾炎
新月体性肾小球肾炎(crescentic glomerulonephritis)的病理学特征是大量肾小球内新月体形成,故名。又因主要病变位于肾小球毛细血管丛之外而称为毛细血管外增生性肾小球肾炎(extracapillary glomerulonephritis)。根据病因分为5型:Ⅰ型,抗基底膜型,患者血内有GBM抗体;Ⅱ型,免疫复合物介导型,病变肾小球内有免疫复合物沉积;Ⅲ型,血管炎型,患者血内有中性白细胞胞浆抗体(ANCA);Ⅳ型,抗基底膜和血管炎混合型,患者血内ANCA和抗GBM抗体均阳性;Ⅴ型,特发型,所有抗体均阴性。
病理变化 光镜下病变肾小球毛细血管袢严重损伤,毛细血管壁断裂,血液流入肾小囊并凝固,导致肾小囊上皮细胞增生,形成新月体(图11-17)。有新月体的肾小球呈弥漫性,超过全部肾小球的50%。早期,构成新月体的主要成分是增生的肾小囊上皮细胞,其间混有单核巨噬细胞、中性粒细胞和纤维蛋白。此种以细胞成分为主的新月体,称为细胞性新月体(cellular crescent)。进而上述细胞转化为成纤维细胞,并产生胶原纤维,形成细胞和纤维共存的细胞纤维性新月体(fibrous crescent)。后期,细胞成分完全被纤维组织代替,形成纤维性或硬化性新月体。肾小管萎缩,肾间质纤维化。
免疫荧光 Ⅰ型和Ⅳ型新月体性肾小球肾炎显示IgG和C3沿肾小球毛细血管壁呈线状沉积;Ⅱ型新月体性肾小球肾炎可见不同的免疫球蛋白和C3在肾小球不同部位沉积;Ⅲ型和Ⅴ型新月体性肾小球肾炎IgG和C3阴性。
电镜下:肾小球基底膜不规则增厚,有时可见基底膜断裂缺损,新月体形成。Ⅱ型新月体性肾小球肾炎可见电子致密物沉积。
临床表现 临床表现为快速进行性肾炎综合征,所以也称快速进行性肾小球肾炎(rapidly progressive glomerulonephritis) 。虽然,血浆交换、激素治疗、细胞毒药物治疗可以使患者的肾病变有所逆转,但是本病的预后不好,最终需要肾透析和肾移植治疗。
附:肺出血肾炎综合症(Goodpasture’s syndrome)
是一种罕见的自身免疫性疾病,发生于青年男性。致敏机制不清,通常认为是一种抗肾小球基底膜病(anti-glomerularbasement membrane disease, 简称 anti-GBM disease),自身抗基底膜抗体(通常为IgG型)结合至肾小球基底膜,激活补体引起基底膜严重损伤。抗基底膜抗体的靶抗原(Goodpasture antigen)是基底膜Ⅳ型胶原上的一个位点。该自身抗体也可结合至肺泡毛细血管基底膜,引起肺毛细血管出血。典型的病例,可见大部分肾小球内有新月体形成,电镜下常可发现肾小球毛细血管基底膜的破裂,周围红细胞和纤维蛋白聚集,免疫荧光检查可见免疫球蛋白和补体沿肾小球毛细血管基底膜沉积,呈连续性线性荧光。临床表现为复发性血尿,轻度蛋白尿,高血压,偶有肾炎综合征;咯血。通常发展为快速进行性肾小球肾炎,晚期大量肾小球受累,进展为快速进行性肾功能衰竭,未经治疗的患者,预后差,血浆交换可改善预后。
(八)IgA肾病
IgA肾病(IgA nephropathy, Berger’s disease)是世界范围内常见病,是肾功能衰竭的主要原因之一。临床特征是,青年和儿童多见,复发性血尿,血尿发生时常伴上呼吸道感染,轻度蛋白尿,极少有肾病综合征,可有高血压,血清IgA水平升高。病因不清,但发病有地区分布不同,亚洲和太平洋地区发病率最高。血清IgA水平升高可能与病毒感染及食物蛋白相关。由于血清IgA水平升高, IgA伴有C3大量沉积于肾小球系膜区,特别是旁系膜区(系膜和基底膜之间的交界区),激活补体,刺激系膜细胞轻度增生,之后系膜基质增多,最终致节段性硬化。
组织学检查,病变程度参差不齐,但免疫组织化学发现系膜区大量IgA沉积为其特征(图11-18)。轻者,轻度局灶性系膜增生,其他肾小球仅见系膜内IgA 和C3沉积,电镜下,相应地可见系膜区,特别是旁系膜区电子致密沉积物(图11-19),预后好。重者,似系膜毛细血管性肾小球肾炎,弥漫型增生,并有节段性坏死,肾功能迅速恶化,预后不良。IgA肾病有的可见肾间质活动性炎症,如有间质纤维化则预后不良。儿童患者预后较好,成人较差。此外不利的预后因素还有持续高度蛋白尿和高血压。
图11-18 IgA 肾病 图11-19 IgA 肾病超微结构
免疫荧光染色示系膜区IgA 沉积 示系膜区和旁系膜区致密沉积物
(九)硬化性肾小球肾炎
硬化性肾小球肾炎(sclerosing glomerulonephritis)不是一个独立的肾小球肾炎病理类型,而是许多类型肾小球肾炎的终末阶段。病变特点是大量肾小球硬化,肾小管萎缩、消失,间质纤维化。起始病变的类型多不能辩认。
病理变化 两侧肾脏对称性固缩,表面呈微小颗粒状(图11-20),故称之为颗粒性固缩肾(granular nephrosclerosis)。切面观,皮质变薄,皮髓质分界不清。光镜下大量肾小球硬化(图11-21)、玻璃样变(超过全部肾小球的50%)。肾小球中央部分变为无细胞、嗜伊红、PAS阳性之玻璃样小体,周围部分纤维化。少数肾小球结构残存。硬化肾小球所属肾小管萎缩、消失、使玻璃样变的肾小球相互靠拢集中。残留肾单位常呈代偿性肥大,肾小球体积增大,肾小管扩张。间质纤维组织增生并有大量淋巴细胞、浆细胞浸润。间质内小动脉硬化,管壁增厚,管腔狭窄。
免疫荧光和电镜下:多无特异性发现。
临床表现 慢性肾功能衰竭,最后发展为尿毒症。
图11-20硬化性肾小球肾炎 图11-21 硬化性肾小球肾炎
大量肾小球硬化,玻璃样变,肾小管萎缩,
间质纤维组织增生,慢性炎细胞浸润
五、继发性肾小球疾病
继发性肾小球疾病(secondary glomerular diseases)种类繁多,其特点是:肾小球病变仅作为全身性疾病的一个构成部分。伴发肾小球疾病的全身性疾病可以是免疫复合物引起的疾病,如系统性红斑狼疮、过敏性紫癜、感染性心内膜炎等,可以是代谢性疾病,如糖尿病、肾淀粉样变、多发性骨髓瘤等,也可以是血管性疾病,如结节性多动脉炎、Wegener氏肉芽肿、溶血性尿毒症综合症等。选择较常见的举例如下:
(一)狼疮性肾炎
系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus)是一种多见于青年女性的自身免疫性疾病,病变可累及皮肤、关节、浆膜、心脏和肺脏等,伴肾小球内免疫复合物沉积引起的肾损伤,称之为狼疮性肾炎(lupus nephritis)。系统性红斑狼疮患者合并有显性肾炎(有肾炎临床表现)者约50%~60%,但肾活检材料几乎100%可见肾小球病变。显性狼疮性肾炎临床表现多样,可见血尿、蛋白尿、急性肾炎综合征或肾病综合征,严重者可致肾功能衰竭。患者血中可查出各种自身抗体和免疫复合物,血清补体水平降低。
病理变化 光镜下病变多样化,从极轻微到极严重,程度各异,原发性肾小球肾炎的几乎各种类型均可见到。可分为6种病理类型:①正常肾小球:临床诊断为系统性红斑狼疮,尚未累及肾脏;②系膜型:以系膜细胞和系膜基质轻度增生为特征。与原发性轻度系膜增生性肾小球肾炎相似;③局灶型:以肾小球局灶性节段性增生、坏死或硬化为特征。与原发性局灶性肾小球肾炎相似;④弥漫增生型;病变几乎累及所有肾小球,与原发性毛细血管内增生性肾小球肾炎、膜增生性肾小球肾炎、重度系膜增生性肾小球肾炎和新月体性肾小球肾炎相似;⑤膜型:与原发性膜性肾小球肾炎相似;⑥硬化型:与原发性硬化性肾小球肾炎相似。
所以,狼疮性肾炎的病理表现较复杂,包含了所有的原发性肾小球肾炎的病理类型,但是由于系统性红斑狼疮病程迁延,自身抗原复杂,所以与相应的原发性肾小球肾炎相似,具有多样性和不典型性,如原发性膜性肾小球肾炎病变仅表现GBM弥漫性增厚,而膜型狼疮性肾炎除大多数肾小球为基底膜增厚外,总混有一些局灶增生或硬化的病变在其中;而且在基底膜增厚的同时,总伴有系膜细胞和系膜基质增生。
免疫荧光 多种免疫球蛋白(IgG、IgA、IgM)和补体(C3、C1q、C4)、多部位沉积(系膜区、毛细血管壁、肾小管基底膜和小动脉基底膜等),是狼疮性肾炎的特点。
电镜下除相应的各种细胞和基底膜病变外,可见大块高密度的电子致密物多部位沉积(基底膜的上皮下、内皮下、基底膜内、系膜区、肾小囊壁、肾小管基底膜和小动脉壁等)。
临床表现 临床表现多种多样,包括血尿、蛋白尿、急性肾炎综合征、肾病综合征、慢性肾炎综合征和肾功能衰竭等。不同病理类型决定于病变的活动程度,弥漫增生型和局灶型意味着病变活动。
(二)紫癜性肾炎
过敏性紫癜(Henoch-Schonlein purpura)多见于儿童,但成年人也有发病,通常男孩多于女孩。其特征性皮肤病变多为臀部,下肢紫斑或大片皮下出血,并可累及胃肠道(呕血、咯血、便血和腹痛)和关节(关节痛)。过敏性紫癜患者并发的肾小球病变称之为紫癜性肾炎(purpura nephritis)。
病理变化 光镜下肾小球病变可表现为:①轻度或重度系膜细胞增生型;②局灶坏死、增生和硬化型;③毛细血管内增生型;④膜增生型;⑤新月体型;⑥硬化型。不结合临床表现和免疫病理学检查,仅根据光镜观察,紫癜性肾炎和相应的原发性肾小球肾炎无区别。
免疫荧光 IgA和补体C3在肾小球系膜区团块状沉积。有时伴有IgG和IgM在系膜区沉积,但不如IgA的强度高。
电镜下系膜区可见高密度电子致密物沉积,有时可延续到内皮下。
临床表现 依病理类型不同,可表现为血尿、蛋白尿、急性肾炎综合征、肾病综合征、慢性肾炎综合征、肾功能衰竭等。
(三)糖尿病肾病(diabetic nephropathy)(见内分泌系统疾病)
第三节 肾小管和肾间质疾病
肾小管和肾间质性疾病(Diseases of the tubules and interstitium)是一组病变主要累及肾小管上皮细胞和肾间质的疾病,肾功能不全有相当一部分是肾小管和肾间质疾病引起的。由于肾小管的主要功能是吸收、分泌和排泄,肾小管受损,尿量和尿比重的变化更为明显。临床表现:急性肾功能衰竭(acute renal failure),尿量减少,少尿甚至无尿,造成水钠潴留和高钾血症,前者可引起肺水肿和心功能不全,后者可引起心律失常和心肌受损;尿浓缩功能下降,无论尿量多少,尿比重均下降,随着肾小管功能的改善尿比重上升,尿比重可作为监测肾小管病变状态的一个重要指标;细菌尿(bacteriuria),新鲜尿尿沉渣镜检,每个视野20个以上定为细菌尿,伴有中性白细胞,呈脓状的,称为脓尿(pyuria)。肾小管性蛋白尿,低分子蛋白,如β2微球蛋白,大部分在近曲肾小管重吸收,(健康人从尿中的排出量为100μg/日),肾小管损伤时,从尿中的排出量增加,形成肾小管性蛋白尿。
一.急性肾小管坏死
急性肾小管坏死(acute tubular necrosis)是急性肾缺血(ischaemic)或中毒(toxic)引起的肾小管上皮细胞广泛变性坏死,是引起急性肾功能不全的原因之一。临床表现为急性肾功能不全,但经恰当的治疗可完全恢复。
病因及发病机制 引起广泛的肾小管变性坏死的最常见原因是急性肾循环障碍,中毒性肾症也可发生急性肾小管坏死,有时循环障碍和毒性损伤共同引起肾小管坏死。1)急性肾缺血,多种原因可引起急性肾缺血而发生急性肾小管坏死,外伤、烧伤、感染、手术、造影、产科疾病等引起的休克。休克时,极低的血压造成周围器官血流灌注不足,肾小管缺血而发生变性坏死。手术后的急性肾功能不全其原因不仅因为手术引起的休克,组织破坏引起的血管内凝血,也是造成肾缺血的原因。2)中毒,可引起急性肾小管坏死的肾毒性物质有多种,包括重金属、有机溶剂、乙二醇类、医用药物、碘化摄影对照基质、酚类、农用杀虫剂。
病理变化 急性肾缺血引起的急性肾小管坏死,肾脏苍白肿胀。镜下,各段肾小管均出现上皮细胞损伤,细胞低平并见空泡变性,凝固性坏死,部分崩解脱落,肾小管腔内可见细胞碎片。肾间质水肿,少许炎细胞浸润。远曲肾小管和集合管管腔内可见由细胞碎片和蛋白构成的管型。中毒引起的急性肾小管坏死,肾肿胀,红。光镜下,肾小管上皮细胞浆内常有大量空泡。上皮细胞损伤特征性地限于近曲小管,远曲小管病变不明显,与缺血引起的急性肾小管坏死形成鲜明对照。恢复期可见肾小管上皮细胞再生、修复,细胞扁平,并出现核分裂像。
临床表现 广泛的肾小管坏死引起急性肾功能不全,临床经过可分为三期:少尿期(oliguric phase),初期由于肾小管上皮细胞坏死肿胀,引起肾小管阻塞,并伴有继发性的肾小动脉收缩,肾小球血流量减少,滤过率降低,尿量减少,严重的患者24小时尿量甚至少于100ml。此期由于高钾血症极易诱发心律不齐,对患者的生命构成严重威胁;多尿期 (polyuric phase) 发病后1-3周,肾小管上皮细胞再生修复,阻塞肾小管管腔的坏死物质部分被吞噬细胞吞噬,部分形成管型后从尿中排出,肾小管管腔逐渐再通,肾小球血流增加。然而再生的肾小管上皮细胞尚未完全分化成熟,再吸收功能不健全,即浓缩功能尚差,因而出现多尿。此期,大量钾从尿中排出,形成低钾血症,与上一期形成鲜明对照;恢复期 (recovery phase)肾小管上皮细胞分化成熟,肾功能恢复。
二.肾盂肾炎
(一)急性肾盂肾炎
急性肾盂肾炎(acute pyelonephritis)是化脓菌感染引起的肾盂、肾小管和肾间质的急性化脓性炎症(acute suppurative inflammation)。发生于任何年龄, 女性多见,发病率为男性的9-10倍。
病因及发病机制 肾盂肾炎主要由细菌感染引起,致病菌多为革兰氏阴性细菌,大肠杆菌最多见,占85%,其他细菌包括变形杆菌、产气杆菌、葡萄球菌等。感染途径:
血源性感染(haematogenous spread), 细菌从身体某处感染灶侵入血流,随血流到达肾,引起急性肾盂肾炎。肾血供丰富,因而,严重的全身性感染,如细菌性心内膜炎患者发生的菌血症等,细菌易播散至肾。病原菌多为葡萄球菌,两侧肾同时受累。
上行性感染(ascending infection), 肾盂肾炎多是上行性感染引起的。尿道炎或膀胱炎时,细菌沿输尿管或输尿管周围的淋巴管上行到肾盂,引起肾盂、肾小管和肾间质的炎症。病原菌多为革兰氏阴性菌,病变可累及一侧或两侧肾。
正常情况下,排尿对泌尿道有冲洗自净作用,膀胱粘膜的白细胞及产生的抗体具有抗菌作用,细菌不易在泌尿道繁殖,膀胱内尿液呈无菌状态。只有当防御机制削弱时,细菌才可乘虚而入,感染泌尿道,引起急性肾盂肾炎。泌尿道结石、前列腺肥大、妊娠子宫和肿瘤的压迫等引起的尿道阻塞(obstruction ofurinary tract),可致尿流不畅、尿液潴留,有利于细菌感染、繁殖;膀胱三角区解剖结构异常、下尿道梗阻、膀胱功能紊乱等引起的膀胱输尿管返流(vesicouretericreflux)是导致细菌由膀胱到达输尿管和肾盂的重要途径;导尿、膀胱镜检查及其他尿道手术引起的泌尿道损伤(urethral trauma)为细菌感染提供了条件。此外,女性发病率明显高于男性与下列因素相关:女性尿道短,易发生上行性感染;妊娠子宫压迫输尿管,黄体酮使输尿管张力降低,均可引起尿液潴留;男性前列腺液含有抗菌物质。
病理变化 肾脏肿大,充血,质软。表面散在大小不等的黄白色脓肿(图11-22A),脓肿周围是紫红色的充血带。切面见脓肿不规则地分布于肾皮质和髓质各处,并见黄色条纹状病灶由髓质向皮质延伸,或呈楔型分布。肾盂粘膜充血,水肿,表面有脓性渗出物覆盖,有时可见小出血点。镜下,主要病变为肾间质的化脓性炎症和肾小管上皮细胞的坏死、崩解(图11-22B)。间质水肿,大量中性白细胞浸润,形成脓肿或条索状化脓病灶。脓肿和化脓灶破坏肾小管,管腔内可见大量中性白细胞和脓细胞。肾小球通常无病变,严重的病例大量肾组织坏死可破坏肾小球。肾盂粘膜充血水肿,大量中性白细胞浸润。上行性感染和血源性感染病理变化特点不同,前者肾盂炎症明显,从肾乳头部向皮质形成索状或不规则脓肿。后者主要在皮质内形成小脓肿。
图11-22 急性肾盂肾炎
A:肾表面散在黄白色小脓肿
B:肾皮质内大量中性白细胞浸润并破坏肾小管,形成脓肿
合并症 糖尿病或有尿路阻塞的病人易合并肾乳头坏死(renal papillarynecrosis),严重的炎症引起肾髓质血供障碍,特别是为肾乳头部供血的直小动脉内有炎性血栓形成者,肾乳头发生缺血、坏死,为凝固性坏死;伴有输尿管高位完全阻塞者,由于脓性液体不能排出,壅滞于肾盂肾盏内,形成肾盂积脓(pyonephrosis),如不及时治疗,最终,肾组织大部被破坏,整个肾变成充满脓液的囊腔;化脓性炎侵破肾被膜,扩展至肾周围组织,可形成肾周围脓肿(perinephricabscess)。由于抗菌素的应用,合并症已少见。
临床表现 发病急骤,发热,寒战,中性白细胞增多等全身症状明显。肾肿大,被膜紧张引起腰痛。化脓性病灶破入肾小管,中性白细胞、脓细胞和细菌等从尿中排出,因而尿中可查出脓细胞、细菌和白细胞,有的形成白细胞管型。上行性感染引起者由于泌尿道炎症对膀胱和尿道粘膜的刺激,还出现尿频、尿急、尿痛等膀胱刺激症。急性肾盂肾炎,及时彻底治疗多可痊愈,如治疗不彻底或尿路阻塞未解除,易反复发作而转为慢性。
(二)慢性肾盂肾炎
急性肾盂肾炎反复发作可逐渐进展为慢性肾盂肾炎(chronic pyelonephritis);但有的病人临床上急性肾盂肾炎的表现不明显,隐性进展至慢性阶段;甚至有的难以明确细菌感染及尿路阻塞,不能证明与细菌感染有直接关系,推测这部分慢性肾盂肾炎的发病是细菌感染后,迟发性出现抗肾小管成分的细胞性自身免疫异常引起的。
病理变化 病变可为单侧或双侧性,如为双侧性,两侧不对称,病变肾体积缩小,变硬,表面高低不平,有不规则凹陷性瘢痕(图11-23)。切面可见,肾被膜增厚,皮髓质界限不清,肾乳头萎缩,肾盂肾盏变形,肾盂粘膜增厚,粗糙。镜下,病变呈不规则灶状分布,肾间质大量淋巴细胞和巨噬细胞浸润,淋巴滤泡形成,间质纤维化。部分肾小管萎缩,基底膜增厚,进而肾小管坏死、消失。部分肾单位代偿性肥大,肾小管扩张,管腔内充满红染的胶样管型(图11-24),形似甲状腺滤泡,称为甲状腺样变(thyroid like appearance)。活动期可见中性白细胞浸润及脓肿。早期,肾小球病变较轻,仅可见肾小球周围纤维化 (periglomerular fibrosis)。末期,包括肾小球在内的肾单位整体荒废,肾小球发生萎缩、纤维化、玻璃样变。动脉内膜高度增厚,管腔狭窄。
图11-23 慢性肾盂肾炎 图11-24 慢性肾盂肾炎
肾体积变小,表面有凹陷性瘢痕 部分肾小管萎缩,间质大量慢性炎细胞浸润,
部分肾小管扩张,管腔内充满红染的胶样管型
临床表现
慢性肾盂肾炎病程较长,常反复发作。有腰疼、发热、脓尿、菌尿等。由于肾小管病变较肾小球病变出现早且重,肾小管功能障碍出现早而明显。肾小管浓缩功能降低,多尿、夜尿症状显著,蛋白尿较轻。电解质丧失过多,可出现缺钾、缺钠和酸中毒。晚期肾小球广泛硬化,致肾缺血而引起高血压。最后可出现肾功能衰竭。
三.肾小管间质性肾炎
肾小管间质性肾炎(tubulointerstitial nephritis)是一组病因不同但具有共同的形态改变和临床特征的疾病。病因多种多样,以药物特别是止痛药和抗生素过敏最为常见,其他如物理性因素(如放射线、泌尿道阻塞等),重金属中毒(如铅、金、汞等),代谢性因素(如尿酸盐),肿瘤性因素(如骨髓瘤)等也可引起肾小管间质性肾炎。发病机制不清,病理变化主要是肾小管和间质结缔组织内以T淋巴细胞为主的炎细胞浸润。
(一)急性肾小管间质性肾炎
病理变化特征是肾间质水肿伴淋巴细胞和嗜酸性白细胞浸润(lymphocytic and eosinophilicinfiltration),偶有巨噬细胞和上皮样细胞出现,形成肉芽肿。肾小管上皮细胞变性、坏死。通常在接触致病原后2-3周出现临床症状,表现为发热、血尿、蛋白尿、血中尿素升高,一些病例出现急性肾功能衰竭。致病原清除后,可完全恢复。
(二)慢性肾小管间质性肾炎
病理变化特征是肾间质纤维化(interstitial fibrosis)、慢性炎细胞浸润和肾小管萎缩,晚期肾小球发生继发性硬化。典型的病例表现为慢性肾功能衰竭,间质纤维化的程度与肾功能不全的程度密切相关。常很难确定致病因素。慢性肾功能衰竭是不可逆性的。
第四节 泌尿系统肿瘤
一.肾细胞癌
肾细胞癌(renal cell carcinoma ) 是成年人原发性肾肿瘤中最常见的类型,占肾肿瘤的70~80%,占肾恶性肿瘤的90%。多见于60岁左右的人群,男性多于女性。多以无症状性血尿为始发症状,渐出现腰痛并能触及肿物。初诊时肿瘤限于肾内的患者,术后五年生存率可达70%以上,但侵及肾静脉或扩散至肾周围www.med126.com/zhuyuan/脂肪组织的患者,五年生存率仅5~20%。肾细胞癌来源于肾小管上皮细胞,吸烟者比不吸烟者发病率高,尚未证实有其他与发病相关的因素。
病理变化
肿瘤多为单发,球形,见于肾的两极,尤以上极多见,常致肾脏变形。肿瘤常有假包膜形成,因而与周围肾组织界限清楚。切面见肿瘤多为实性,少数为囊性,灰黄(癌细胞胞浆内含有大量脂质)或灰白色,常有出血(红褐色)、坏死(灰白)和纤维化(白色)区相间,呈现出多彩颜色。
光镜下,癌细胞多排列成腺泡状,也见腺管状或乳头状,多为实性癌巢,少数呈囊状。癌巢之间的间质富于毛细血管,纤维成分少。透明细胞型(clear cell type)最多见,有些为颗粒细胞型(granular celltype),少数为透明细胞颗粒细胞混合型,偶见未分化型。透明细胞型(图11-25),癌细胞呈多角形,胞浆透明, 细胞核小而深染,也称透明细胞癌(clearcell carcinoma )。癌细胞排列成腺管状或腺泡状。胞浆透明是由于胞浆内含有大量脂质,另外,胞浆内含丰富的糖原也可能与胞浆的透明相关。间质内几乎无纤维组织,富于血管。颗粒细胞型,癌细胞呈立方形或多角形,胞浆呈伊红色颗粒状,腺管状结构明确,癌细胞呈立方型。间质由毛细血管构成。癌细胞胞浆富于细胞器特别是线粒体,因而HE染色呈细颗粒状。较透明细胞型癌细胞核异型性显著,细胞排列也较乱,恶性度高,予后较差。未分化型(undifferentiated type) 癌细胞呈梭形或不规则形,似肉瘤。
播散途径
肿瘤逐渐生长,可直接侵入肾盂,肾盏,甚至输尿管。癌细胞穿破肾被膜,可侵犯肾上腺和肾周围脂肪组织。此外,肾细胞癌常侵入肾静脉,有的在静脉腔内形成条索向下腔静脉延伸,甚至达右心房。癌组织血管丰富,早期即可发生血路转移,最常转移到肺、骨髓和对侧肾脏。淋巴道转移常首先到肾门及主动脉旁淋巴结。
二.肾母细胞瘤
肾母细胞瘤(nephroblastoma, Wilms’tumour)来源于肾胚基,是典型的胎儿型肿瘤。在小儿恶性肿瘤中,发病率仅次于白血病和神经母细胞瘤。1~4岁为发病高峰,成人罕见。患者90%小于7岁,50%小于3岁。男女发病率无差别。肾母细胞瘤患者可伴发各种先天性畸形,最常见的有先天性无虹膜、生殖泌尿器畸形、精神神经发育迟缓等。最常见的临床表现为腹部肿块、血尿、高血压,腹痛和肠梗阻也可为首发症状。肿瘤生长迅速,相当数量的病例初诊时,肾的大部分已被肿瘤占据或已经转移到肺。目前由于手术和放疗或化疗的并用,病人的预后得到了很大的改善。
病理变化
肿瘤体积大,灰白色,瘤组织常突破肾被膜侵及肾周围脂肪组织,甚至扩散至肠系膜根部。切面隆起,实性或囊性,色彩多样,与肿瘤的成分有关。部分质硬,灰白色,部分质软,粘液样,部分可见透明软骨样组织,并有钙化、出血和坏死灶。镜下,肿瘤组织有三种成分:未分化的肾母细胞(nephroblasticcells),体积小,呈梭形,胞浆少,核染色深,肉瘤样,弥漫分布;在弥漫性分布的未分化梭形细胞中,可见由肾母细胞分化而来的未成熟的肾小球和肾小管样结构;不同分化程度的横纹肌及平滑肌、胶原纤维、软骨、骨和脂肪组织等间叶组织(mesenchymaltissues),这些间叶组织的分化程度与预后密切相关。
根据肿瘤所含成分比例的不同,可分为三型,未分化肾母细胞占优势的为肾母细胞型(nephroblastic type);肾小球和肾小管样结构占优势的为上皮型(epitheloid type);横纹肌等间叶组织占优势的为间叶型(mesenchymaltype)。
三.移行细胞癌
肾盂、输尿管、膀胱粘膜上皮及尿道的部分上皮均为移行上皮,最常发生的肿瘤为移行细胞癌。鳞癌和腺癌也偶有发生。移行细胞癌多发生在膀胱,有多中心性发生倾向,提示致癌因子可能在尿中。发病相关因素包括吸烟和接触化学性致癌物(纺织、印刷所用的染料,橡胶、电缆、塑料工业所用的试剂等)。
男性多于女性(男性是女性的3倍),高龄人群(60-70岁)多发。始发症状,血尿占70%~90%,其中60%~70%为无症状性血尿。部分病例是在门诊检查时无意中发现的。未侵及粘膜下的浅表性膀胱癌预后较好,五年生存率60%~100%。但浸润性膀胱癌进展迅速,五年生存率仅25~60%。血行转移多及肺、肝和骨,淋巴道转移多见于腹膜后和主动脉周围的淋巴结。
病理变化
移行细胞癌的好发部位为膀胱侧壁和三角区近输尿管开口处,单发或多发,大小不等(数mm~数cm)。呈乳头状、息肉状或扁平的突起状,并向深层浸润。切面灰白,可有坏死等改变。根据细胞分化程度可将移行细胞癌分为三级。Ⅰ级:呈乳头状生长。癌细胞具有明显的极性,多层(可超过7层),似移行上皮,细胞仅见轻微异型性,核异型和核分裂像罕见;Ⅱ级,肿瘤细胞增生达7层以上,仍保留乳头状增生的形态,但细胞的极性部分紊乱,从基底部向表层分化倾向不明了,可见大且深染的异型核(图11-26),茎部和粘膜下浸润;Ⅲ级,癌细胞呈巢状分布,乳头状增生倾向不明显,癌细胞异型性明显,核大,大小不一,深染,核分裂像多,癌巢中央细胞坏死明显,肿瘤边缘常侵及粘膜下层和肌层。预后受组织学分级,有无血管、淋巴管浸润,膀胱壁内的浸润深度,有无转移等因素影响。
易混概念
1.膜(membrane)与系膜(mesangium)
膜通常指肾小球基底膜,位于肾小球毛细血管内皮细胞和上皮细胞之间,分为致密层和内、外透明层;系膜充填在肾小球毛细血管之间,由系膜细胞和系膜基质构成。
2.血尿(haematuria)和血红蛋白尿(haemoglobinuria)
血尿指尿中出现红细胞,提示肾小球有严重损伤或泌尿道肿瘤、创伤;血红蛋白尿见于血管内凝血,可在泌尿系统无任何病变的情况下发生。
3.局灶性(focal)、节段性(segmental)、球性(global)和弥漫性(diffuse) 区别这些概念对于诊断和预后极为重要,局灶性指仅少部分肾小球有病变,弥漫性指所有或大部分肾小球有病变;节段性指病变仅累及某一肾小球的一个或几个节段,球性指病变累及整个肾小球。
4.膜性肾小球肾炎和膜增生性肾小球肾炎
膜性肾小球肾炎是以肾小球基底膜显著增厚为特征,无渗出和增生等炎症现象的肾小球疾病;膜增生性肾小球肾炎是既有肾小球基底膜明显增厚又有系膜重度增生的肾小球疾病。
5.慢性肾炎和硬化性肾小球肾炎
慢性肾炎,临床上是指病情迁延,病变缓慢进展,最终发展为慢性肾衰竭的一组肾小球疾病;慢性肾炎发展至终末阶段即为硬化性肾小球肾炎。
A variety of diseases occur in thekidneys and urinary tract. According to aetiology and location, they may beclassified as: glomerular disease, tubulo-interstitial disorder, vasculardamage, obstructive disease, congenital disease, tumor and so on. Glomerulardisease is the most importamt and common.
Minimal change disease affects allages, but is much more common and is the commonest cause of nephrotic syndromein children. The pathological feature is that no significant abnormalities canbe detected in glomeruli by lightmicroscopy and immunofluorescence techniques. The loss of epithelial footprocesses is evident only by electron microscopy. Tubular epithelium may show accumulation of lipid, givingrise to the alternative name of lipoid nephrosis. Nephrotic syndrome responsiveto steroid therapy is the classical presentation. The prognosis in children isgood.
Membranous nephropathy affectsall age groups, but adults are affected more commonly. Males are affected morethan females. Capillary wall thickening without proliferation or inflammationis present in all glomeruli. Light microscopy reveals characteristic spikes onthe thickened capillary wall by PASM staining. Electron microscopy reveals theimmune complexes deposited on the epithelial side of the basement membrane andnew basement membrane around immune complex deposits. There are fourpathological stages. The clinical feature is heavy proteinuria or nephrotic syndrome.Membranous nephropathy is one of the most important causes of the nephroticsyndrome in adults. About 50% of the patients develop chronic renal failureover a period of about 10 years.
Endocapillaryproliferative glomerulonephritis is caused by the depositionof immune complexes in glomeruli, with a preceding infection, especially β- haemolytic streptococcal infection. Light microscopyreveals that all of the glomeruli are hypercellular and the increase incellularity is due to the proliferation and swelling of mesangial andendothelial cells, together with a variable infiltration of polymorphonuclearleucocytes. Ultrastructurally, electron dense deposits on the side ofepithelial cells of the basement membrane, referred to as humps, are the mainfeature. Clinical manifestation is acute nephritic syndrome.
Membranoproliferativeglomerulonephritis(MPGN) is a diffuse , globalpattern of glomerulonephritis with features of both proliferation and membranethickenwww.med126.com/pharm/ing. Primary MPGN is subdivided into two types, according to clinical and pathological features. Type Ⅰ MPGN is characterized by subepithelial immune complexdeposits, proliferation of mesangial cells and reduplication of the basementmembrane. The feature of Type Ⅱ MPGNis dense continuous lineardeposition of C3 by immunofluorescence technique. Ultrastructurally, largeelectron-dense ribbon-like deposits are seen in the basement membrane and thealternative name –dense deposit disease- is preferable.The two types have many clinical similarities and majority of patients presentwith nephrotic syndrome, but some have haematuria.
Crescentic glomerulonephritis isa manifestation of severe glomerular injury characterized by the presence ofcrescents composed of epithelial cells and macrophages within the Bowman’s space.The crescents are seen in the majority of the glomeruli and eventually compress the glomeruli, resulting in glomerular ischaemia.The salient clinical feature is rapidly progressive renal failure. The prognosisis poor.
IgAdisease is one ofthe common causes of renal failure throughout the world. There is ageographical localization, with the highest incidence in the Asia-Pacific area.Serum IgA level is increased and IgA with C3 is deposited in the mesangium andthe junction between the mesangium and basement membrane. A wide spectrum of changesis seen histologically.
Sclerosingglomerulonephritis may be caused by many types ofglomerular diseases at theirend-stage. Histologically, there is diffuse glomerular hyalinization withtubular atrophy and interstitial fibrosis. Affected kidneys are small and contracted, withgranular appearance of externalsurface. The patients present with chronic renal failure.
复习思考题
1. 肾小球疾病的免疫发病机制?
2. 蛋白尿和肾病综合征发生的病理形态学基础是什么?
3. 血尿和肾炎综合征发生的病理形态学基础是什么?
4. 列举肾小球病变的分布形式。
5. 肾小球疾病的常见临床综合征有哪几个?根据本章所学内容思考各种综合征发生的病理学基础。
6. 肾病综合征主要见于哪几型肾小球疾病?
7. 增生性肾小球肾炎有哪几个类型?
8. 各型原发性肾小球肾炎的临床、光镜下和电镜特征?
9. 急性肾盂肾炎有哪几个感染途径?有哪些临床病理特征?可发生哪些合并症?
10. 慢性肾盂肾炎肉眼和镜下特征? 比较慢性肾盂肾炎和硬化性肾小球肾炎的病理特征。
主要参考文献
1. Churg J,Bernstein J, Glassock RJ: Renal Disease, Classification and atlas of glomerular disease, 2nd ed. Igaku-shoin Tokyo, 1995.
2. Churg J, Cotran RS, Sinniah R, ed al:Renal disease, Classification and atlas oftubulo-interstitial disease. Igaku-shoin Tokyo, 1985.
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