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第三章 造血检验的基础理论

出生后造血主要靠骨髓。 在正常情况下骨髓是唯一能产生红细胞、
粒细胞和血小板的场所,也生成淋巴细胞
和单核细胞。
脾和淋巴结为终生制造淋巴细胞的器官。
1.骨髓
骨髓是位于骨髓腔内的海绵样胶状组织,有 红骨髓和黄骨髓之分。 婴幼儿的骨髓几乎都参与造血,即全为红骨 髓。 大约从5岁开始,长骨的髓腔内出现脂肪细 胞,随年龄增长,长骨远端的红骨髓逐渐被 脂肪组织代替转化为黄骨髓。
分化能力有限。分化成巨幼样原始红细胞, 无粒细胞和巨核细胞。 原始血细胞随血液迁移至肝、脾、骨髓和 淋巴组织继续增殖、分化为干细胞。
胚胎 2个月后,卵黄囊逐渐退化、萎缩,被
肝、脾取代其造血功能。
2.肝造血期
始于胚胎第6周,是卵黄囊血岛的造血干
细胞移植到肝脏的结果,以造红细胞为主, 后期可生成粒细胞。 肝脏是胚胎3~6个月的造血中心,持续至 第7个月时,逐渐被骨髓造血替代。
造血干细胞又称多能干细胞,由中胚层细胞 分化而来,是各种血细胞的始祖,具有高度 自我更新、多向分化和增殖能力,并且在造 血组织中含量极少,其形态酷似小淋巴样细 胞而难以辨认。 在体内造血干细胞多数处于Go期。
造血干细胞可增殖分化为髓系干细胞和淋巴 干细胞。
1.造血干细胞的基本特征 (1)自我更新:即细胞通过有丝分裂产生的
目前造血干细胞的表面标记尚未确定。
3.骨髓造血期
自胚胎第14周骨髓开始造血,5个月以后成
为胚胎期的造血中心。
骨髓中的造血干细胞来源于肝、脾的种植,
可维持终生。 胚胎期的骨髓主要生成红细胞、粒细胞和巨
核细胞,也生成淋巴细胞和单核细胞。
胚胎期造血的三个时期是不能截然分开, 而是此消彼长,互为交错。
二 出生后造血器官
到18岁以后,红骨髓只限于颅骨、脊椎骨 、肋骨、胸骨、髂骨以及长骨的近心端。 因此,在作骨髓穿刺或活检时,成人可选择
的部位是髂骨、脊椎棘突、胸骨等处,
胫骨粗隆则只适用于2岁以下的幼儿。
成人的红骨髓和黄骨髓约各占50%,但黄骨
髓仍有造血潜能,当机体需要时又转变为红
骨髓而参与造血。
2.淋巴器官
胎肝造血的规律:
造血细胞分布在肝窦、肝细胞索之间。
胎肝造血以幼稚红细胞为主,HbF
胎肝造血细胞的密度随妊娠日期的不同 而变化。证明肝造血在第15周以前为上 升期,15~30周为旺盛期,24周以后为 减退时期,至出生前停止。 故肝造血为第二代造血。
脾造血 始于胚胎第3个月,主要生成红细胞 、粒细胞,第5个月时产生淋巴细胞、单核细 胞,而红细胞和粒细胞的产生逐渐减少。至 出生时,脾已成为产生淋巴细胞的器官。 胸腺 在胚胎期主要产生淋巴细胞和少量红 细胞、粒细胞,胚胎后期成为诱导和分化T淋 巴细胞的器官。 淋巴结 在胚胎早期可产生红细胞,但时间 很短,在胚胎4个月以后,成为终生制造淋巴 细胞和浆细胞的器官。
2.造血干细胞检测 单个细胞在生物体内有能力长期重建造血是 判断该细胞为造血干细胞的“金标准”。
由于造血干细胞的数量极少,且形态上不能
区别,也没有造血干细胞的表面标志,目前
还没有建立体外直接测定造血干细胞的方法

(1)脾集落测试法
1961年Till等首先采用体内试验小鼠脾集落形成间 接证明了造血干细胞的存在: 将受体小鼠以致死剂量射线照射后,破坏全部造 血细胞,动物因造血功能衰竭而死亡;如输以供 体骨髓或血液,小鼠能存活,并在受体小鼠脾中 形成红系、粒系、巨核系细胞组成的结节即脾集 落,经证实所有这些细胞都是由单个细胞增殖分 化而来,即脾集落形成单位(CFU-S); 如将脾结节细胞静脉注射给受体小鼠,该小鼠也 能存活。证实了骨髓或血液中存在血液细胞的祖 先细胞。
利用自动细胞分选系统分选出单个CD34+细胞亚 群细胞----CD34+CD38+及CD34+CD38—,在无 血清体系中加入各种细胞因子(如SCF、IL-3、 IL-6、GM-CSF及Epo)刺激,结果表明, CD34+ CD38—单个细胞可形成原代集落,并可向 红系、粒系、巨噬系、巨核系等 细胞分化。 证明了CD34+CD38—细胞的性能接近于造血干细 胞,同时也证明了造血干细胞具有多向分化的能 力。
(3)淋巴结(lymph node)
淋巴结的外周部分为皮质,B细胞在淋巴 结皮质区滤泡中央增殖、发育; 皮质深层和滤泡间隙为副皮质区,富含由 胸腺迁移而来的T细胞,又称胸腺依赖区; 淋巴结中央部分为髓质,髓质区的B细胞 、浆细胞及巨噬细胞集结构成髓索
3.髓外造血 正常情况下,胎儿出生2个月以后,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。
人胸腺髓质,然后释放入血并迁移到外周
淋巴器官的胸腺依赖区成为胸腺依赖淋巴 细胞即T细胞。青春期后,胸腺逐渐退化, 被脂肪组织取代。
(2)脾 脾切面大部分呈暗红色,称红髓,其中散 布着许多灰白色小结节,为白髓。 白髓是淋巴细胞的聚集处,在中央小动脉 周围淋巴鞘,主要是T细胞,是脾的胸腺依 赖区; 白髓中的脾小结位于脾动脉周围淋巴鞘内 一侧,内有生发中心,主要由B细胞构成。 脾具有造血、储血及免疫等多种功能,是T 、B细胞分化成熟的主要场所之一。
不同造血功能的骨髓其微血管的结构不同 造血功能旺盛时,骨髓血窦很丰富,窦壁孔隙 增多; 造血功能低下的骨髓,骨髓血窦减少,无造血 功能的黄骨髓中,微血管呈毛细管状。
骨髓的微血管系统通过调节物质与能量的交换 、血细胞的释放、组织内的酸碱度、氧和二氧 化碳分压等影响造血细胞的增殖和分化。
分为中枢淋巴器官和周围淋巴器官。
中枢淋巴器官主要包括胸腺和骨髓,主导 淋巴细胞的产生、增殖、分化和成熟。 周围淋巴器官主要包括淋巴结、脾、粘膜 相关淋巴组织等,是淋巴细胞聚集和免疫
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应答发生的场所。
(1)胸腺(thymus)
来自骨髓的淋巴干细胞经增殖和在胸腺素
的作用下,诱导分化为免疫活性细胞,进
两个子代细胞与亲代细胞具有相同的特征。
是维持其数量平衡的基础,亦称自我维持。
高度的自我更新能力是造血干细胞基本的生
物学特征之一。 不对称有丝分裂
(2)多向分化:分化为各系造血祖细胞 红细胞、粒细胞(中性、嗜酸性、嗜碱性 )、单核细胞、血小板、T淋巴细胞、B淋 巴细胞及自然杀伤细胞等的祖细胞。 分化是不可逆的,造血干细胞一旦定向分 化为某种祖细胞,就不可能再变成其他的 祖细胞。
第一节 造血器官
造血器官:能够生成并支持造血细胞分化、发育、 成熟的组织器官。即生成血液的器官
起源于中胚层,主要包括骨髓、胸腺、淋 巴结、 肝脏和脾脏等
其造血过程分为胚胎期造血和出生后造血
一 胚胎期造血器官
人类的血液细胞首先在卵黄囊中形成,肝、 脾、胸腺和骨髓均参与造血
根据发育过程中造血中心的转移,胚胎期造
20世纪80年代出现了一系列体外检测造血
干细胞的试验方法,但只能部分证实造血
干细胞自我更新和多向分化两个特征,
如混合集落(CFU-Mix )培养,
高增殖潜能细胞(HPP-CFC)培养, 原始细胞集落形成细胞(CFU-Blast )培养
,长期培养起始细胞(LTC-IC )检测等。
(2)单克隆抗体法
多能干细胞(HSC、MSC) 专能干细胞(肝干细胞)
(一)造血干细胞
造血干细胞(hematopoietic stem cell, HSC)的概念于20世纪初就有人提出,但 当时的含义不甚明确,研究内容模糊不清 ,直至发现了脾集落形成单位之后,造血 干细胞在六七十年代引起了人们的关注。 随着新技术的发展,造血干细胞在临床应 用等方面潜在的巨大价值被逐步发现,目 前已成为生命科学研究领域的热门课题。
第一节 造血器官 第二节 造血微环境 第三节 造血干(祖)细胞及骨髓间质干细 胞 第四节 血细胞的发育与成熟 第五节 造血的调控
第二节 造血微环境
造血微环境(hematopoietic microenvironment)是指造血细胞生长、 发育的内环境。
由微血管系统、末梢神经、基质细胞及基质 细胞分泌的细胞因子等组成,不仅是造血细 胞的支架,还可通过细胞之间的相互作用和 释放的细胞因子影响造血活动。
基质细胞还分泌多种细胞因子, 如白细胞介素、FLT-3配基、干细胞因子、 粒一巨噬细胞集落刺激因子、粒细胞集落刺 激因子、巨噬细胞集落刺激因子等, 这些细胞因子不仅直接作用于造血细胞,而 且作用于基质细胞,改变基质细胞的增殖和 分泌状况,诱导其它细胞因子的生成。 对造血细胞的增殖、分化和发育成熟起重要 的调控作用。
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第一节 造血器官 第二节 造血微环境 第三节 造血干(祖)细胞及骨髓间质干细 胞 第四节 血细胞的发育与成熟 第五节 造血的调控
第三节造血干(祖)细胞及骨髓间质 干细胞
干细胞(stem cell)可以在造血微环境中 增殖、分化为各类血细胞的细胞,是具有 自我复制和多向分化能力的细胞。 分类 发育阶段:胚胎干细胞、成体(组织)干细胞 分化潜能:全能干细胞(胚胎干细胞)
第三章 造血检验的基础理论
造血(hematopoiesis)是指血细胞的
生成过程。
造血干细胞在造血微环境中增殖、分化
为各类血细胞。 造血系统通过造血器官、造血干细胞、
造血调控因子等组成的复杂网络来维持
血液细胞的动态平衡的系统。
第一节 造血器官 第二节 造血微环境 第三节 造血干(祖)细胞及骨髓间质干细 胞 第四节 血细胞的发育与成熟 第五节 造血的调控
(一)骨髓微血管系统
骨髓微血管系统是造血微环境的重要组成部 分,其功能在于向造血组织输送营养物质,排 出代谢废物,从而有利于造血细胞的更新。
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