第四节　脾脏的胚胎发生

在种系发生过程中,脾脏是发生较早的器官之一。 在生物进化过程中,由于动物体系不同,脾的发生和发育有很大差异。 就是在人类,胎儿脾脏与成人脾脏在结构和功能上也有很大不同,了解胎脾有助于进一步了解脾脏的解剖学和组织学。 胎脾对胎儿的重要性远大于成人脾脏对人体的重要性与上述器官不同,脾脏起源于中胚层间充质细胞。 在胚胎早期约5 周末时,就以特有的形态存在于背侧胃系膜之中。 随着胃的发育与旋转,脾转向左上腹。 脾的被膜、结缔组织支架及脾实质均由间充质细胞分化形成。 脾的造血功能开始于胚胎早期,终止于胎儿晚期,其产生淋巴细胞与单核细胞的功能则维持终生。 脾内各种血细胞都起源于卵黄囊的造血干细胞[图1-3]。

一、脾脏的组织发生

脾起源于背侧胃系膜的间充质细胞,当人胚发育至第8 周(CRL 30mm)时,脾脏已发育成为一个由囊包着的网状组织,此时脾脏内间充质细胞已繁殖和分化,并借细胞突起而彼此相连,形成脾脏的原始被膜、小梁和实质中网状支架。 胎脾被膜表面是单层上皮,上皮呈扁平、立方或低柱状,上皮细胞内有大的膜泡状物,胞质中含有丰富的核糖体、糖原、脂滴,中等量的粗面内质网和线粒体,在细胞的侧面近基底部有细胞连接,上皮基膜发育良好。 说明被膜上皮与脾、胃系膜的间皮成分有所不同。

1.脾脏血管的发生

在人胚第8 周(CRL 30mm)时,间充质细胞间出现很多裂隙,形成原始毛细血管和血窦。 此时,虽尚未出现细小血管,但血管腔的薄壁已形成。 至人胚第9 周(CRL 41mm)时,细小血管已大量出现,并可认出动脉、静脉和毛细血管。 在人胚第10 周(CRL 53mm)时,动、静脉伴行出现,其中脾静脉来源于门静脉的分支,脾动脉发生的初期仅为包绕间叶组织鞘的内皮细胞管,然后逐渐形成脾血管系统。 动脉和毛细血管的管腔为裂隙状,内皮细胞为立方或扁平状,胞质内有丰富的核糖体和粗面内质网,细胞侧面有中间连接:毛细血管数量增多,血管开口于网孔之中,毛细血管只有一层内皮细胞,动脉的内皮外尚有1～2 层细胞。

2.脾脏实质细胞的发生与成熟

脾脏的实质细胞是成人脾中网状细胞的前驱细胞,即原始网状细胞,其形状虽不规则,但很少有分支。 在人胚胎第8 周(CRL 30mm)时,脾脏的实质细胞出现,细胞内有许多空泡和脂滴,且有丰富的核糖体和粗面内质网,此时的实质细胞与成纤维细胞类似,但成纤维细胞中的空泡较少,原始网状细胞的细胞间隙较窄。在人胚第9 周(CRL 41mm)时,原始网状细胞的突起开始发育,出现多个较短的突起。 至人胚第10 周(CRL 53mm)时,网状细胞的突起已变得细长,他们的突起互相联络成网,网间的间隙明显增宽,此时胞质中还有许多空泡。 细胞之间常有细胞连接,以中间连接为主。 位于中央的原始网状细胞构成的网较周边的更成熟。 网孔内有散在颗粒状物质和胶原纤维,此时,网状纤维已出现。

当人胚第8 周时,脾实质内很少有游离细胞,而至第9 周时,一些游离细胞出现在网状细胞形成的网孔中。 在第10 周时,网孔中已见有大量的红细胞、成红细胞、粒细胞、巨核细胞和巨噬细胞,分布不规则,其中以红细胞和吞噬衰老红细胞的巨噬细胞最多。 在人胚第12～13 周(CRL 77～93mm)时,脾脏内见到淋巴细胞。

3.白髓的组织结构发育

在人胚第10 周(CRL 53mm)时,可见有少量T 淋巴细胞和B 淋巴细胞,它们聚集在小动脉周围,呈小集落状,T 细胞来源于胸腺,B 细胞来源于骨髓。 人胚第11 周(CRL 66mm)时,动脉周围出现了更多的血细胞成分,以大单核细胞、血小板、红细胞和巨噬细胞多见,其中以巨噬细胞为主,它们共同构成了动脉周围淋巴鞘。 而在人胚第12～13 周(CRL 79～93mm)时,动脉周围淋巴鞘内可见成纤维细胞样的暗网状细胞,这些细胞的长突伸入淋巴细胞之间,并与淋巴细胞接触。 脾内网状细胞、巨噬细胞和交错突细胞对造血细胞有哺育作用。 此时亦可见淋巴细胞(主要为B 淋巴细胞)散落在这些暗网状细胞间。 当人胚第16 周(CRL 134mm)时,T 淋巴细胞开始取代B淋巴细胞,形成动脉周围淋巴鞘的主要成分。 在人胚第12 周时,在动脉周围可见交错突细胞,即指状突网状细胞,在人胚第16 周后,它仍主要分布于T细胞分布区,并参与构成动脉周围淋巴鞘。 Veldman(1970)提出,PALS 是由指状突网状细胞(interdigitating reticulum cell,IDC)和T 淋巴细胞组成,光镜下IDC 是个大型细胞,具有不规则的核和丰富的细胞质,在电镜下IDC 表面有许多突起,它与邻近IDC和T 细胞交错。 IDC 有T-6 膜抗原,细胞质为抗-S100 抗体所染色。 在人胚第24 周(CRL 230mm)时,B 淋巴细胞集落组成原始淋巴小结,即脾小结,而同时,树突状细胞也在原始淋巴小结中出现,但在边缘区缺乏树突状细胞。 由集落增生为脾小结时,B 细胞膜抗原的表达和B 细胞在分化成熟过程中的膜抗原均有明显改变。 T 细胞集落亦随胎龄增大,但T 细胞抗原染色都没有变化。 直至出生前淋巴小结内无生发中心发育。 生后第3 周开始出现生发中心,到生后1 年成熟。 但新近姚榛祥研究发现,胎脾36 周淋巴滤泡基本形成,已具有一定的免疫功能,38 周免疫球蛋白(IgA、IgM、IgD)接近正常值,具有相当的体液免疫功能。 因此,胎脾移植的胎龄应在38 周以上。

4.红髓的组织结构发育

它是由原始网状细胞构成的网孔以及其中的小动脉、小静脉和毛细血管组成,其中含有丰富的红细胞、巨噬细胞等。 在人胚第8～10 周(CRL 30～53mm)时出现脾窦,实质上是间叶原基的裂缝(一纵开口),没有内皮线,但它与毛细血管交通,人胚第12 周(CRL79mm)时,脾脏实质的网眼加大,其中含有许多的造血干细胞和巨噬细胞,这些细胞质嗜碱性的造血干细胞起源于卵黄囊血岛、肝脏或骨髓,经血液循环进入血窦周围的网状组织间隙内,将进一步分化成红细胞,白细胞和血小板的母细胞,脾脏的巨噬细胞亦来自骨髓。 此时血管发育很快,血供丰富;在人胚第13 周(CRL 93mm)后,红髓内出现了纤维细胞样的暗网状细胞和网状纤维。 当人胚第24 周(CRL 230mm)时,胎儿脾红髓、白髓结构及界限清楚。

5.边缘区的组织结构发育

当人胚第13 周(CRL93mm)时,在动脉周围淋巴鞘的周围可见边缘区,边缘区的周边紧贴红髓的脾索。 之后,边缘区内出现暗的分支状网状细胞。 超微结构研究证实,成熟的边缘区包含三部分:第一部分是脾小体周围的最内层,由中等大小的淋巴细胞组成,其胞质内含很多的游离核糖体,淋巴细胞之间存在少量的网状细胞。 第二部分是脾小体周围的外层,由网状细胞构成的网及鞘动脉或无鞘动脉组成,网眼中有中、小淋巴细胞、红细胞、粒细胞、血小板及少量的浆细胞。这层的边缘出现了静脉窦,与红髓无明显界线。 第三部分是与动脉周围淋巴鞘毗邻,结构同于脾小体周围的外层,但此部分的淋巴细胞和网状细胞有强的碱性磷酸酶活性。 而ATP 酶与5′-核苷酸酶活性则存在于边缘区的这三部分中。 有人报道,脾边缘区淋巴细胞的表面标志IgD、CD23、KiB3 均呈阴性,但碱性磷酸酶活性阳性。 这些细胞与淋巴结中淋巴小结边缘的淋巴细胞相似。

6.被膜与小梁的组织结构发育

在人胚第11周(CRL 66mm)时,脾脏被膜由间皮细胞和2～3 层纤维细胞组成。 在人胚13 ～ 20 周(CRL 93 ～185mm)时,被膜和小梁的纤维组织渐渐增多,出现了平滑肌细胞,当人胚第17～20 周(CRL 137 ～185mm)时,可见小梁、小梁动脉和小梁静脉。

此外,在人的胎脾发育过程中,电镜下在白髓周围、脾窦基膜下和脾小梁内可见到肌成纤维细胞,其胞质中存在微丝、发达的高尔基复合体和丰富的粗面内质网,推测它们在淋巴细胞的排出中有一定作用。

二、胎脾造血结构发生

在人胚第6～7 周(CRL 13～20mm)时,在脾的间质细胞之间存在有造血干细胞、幼红细胞和幼巨核细胞。 人胚第9 周(CRL 41mm)时,干细胞从卵黄囊血岛、肝和骨髓经血液循环进入血窦周围的网状组织间隙内,再经分裂、分化成红细胞,但未见不同的未分化阶段,说明造血功能尚不成熟。 在人胚第11～19 周(CRL 66～173mm)时,脾脏造血功能日趋活跃,结构上主要为髓样器官。 在人胚第3～5 月(CRL 179～185mm)时,脾的造血功能旺盛,不仅有窦外造血灶,且可见窦内造血;内皮细胞由扁平菱形变为杆状。 巨噬细胞常与造血细胞接触,可见巨噬细胞吞噬血细胞现象。 这种现象在造血前期也可见到,提示脾的破血功能早于造血。 人胚第20 周后其造血功能逐渐由骨髓取代,已经很少产生粒细胞,但造红细胞功能持续到出生之前,造淋巴细胞的功能保持终生,这时脾脏转为淋巴器官。

总之,胎脾在5 个月以前造血功能旺盛,好像骨髓组织一样,脾组织中红、白髓界限并不十分清楚,至5 个月后造血功能渐渐萎缩,而红、白髓界限逐渐明确。 至胎儿出生后,随着抗原的刺激,才出现典型的淋巴小结。 另外,仅在一些病理条件下,如粒细胞白血病时,脾脏的红髓可出现髓样化生,此时,脾脏组织内可生长发育红细胞、粒细胞和血小板。 这样,脾脏的红髓又成为一个类似红骨髓的构造,称为髓外造血。

三、出生后胎脾的变化

胎儿出生时脾脏很大,其重量比例是一生中最大的时候。 国内有作者对人胚第9～40 周的496 例脾脏作了观察,得出胎龄(X)与脾重的关系(Y)为:男性,Y=0.000 153X4,女性,Y=0.000 173X4.875,并且得出体重与脾重相关的结论。 与体重作对照,人胚第21～24 周时,脾重开始加速增长,而在人胚第29～36 周时达高峰,人胚第37～40 周时脾重开始下降。 另有观察表明,脾重量从25 周开始增加,出生时脾重减少4g,生后又开始增长,到生后4 周,达到了出生前水平,并认为脾重下降仅与出生时血液排出有关。

脾脏虽然是一个免疫器官,但在出生时淋巴滤泡很少,也没有生发中心。 在出生后第3 周才出现生发中心。 随着抗原刺激增加,在出生一年之后,脾脏的白髓滤泡和生发中心已成熟,此时脾脏的组织学与成人相似。 虽然胎儿出生后在正常情况不会出现骨髓样组织,但是淋巴细胞和单核细胞的发育一直持续维持终生。 人脾组织随年龄的变化,主要表现在白髓中,到10 岁左右,白髓发育到极点,其体积约占脾的10.8%,此后逐渐减少,到50 岁时,又稍增加,65 岁以后,白髓体积逐渐缩小,脾小结甚至可完全消失,而小梁内的结缔组织则明显增生,整个脾呈现萎缩状态。

(杨传民　张桓瑜)

参考文献

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