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超敏反应（hypersensitivity）又称变态反应，指机体与抗原性物质在一定条件下相互作用，产生致敏淋巴细胞或特异性抗体，与再次进入的抗原结合，可导致机体生理功能紊乱和组织损害的病理性免疫应答。引起超敏反应的抗原性物质称变应原，可以是完全抗原（异种动物血清、组织细胞、微生物、寄生虫、植物花粉、兽类皮毛等），也可以是半抗原（如青霉素、磺胺、非那西汀等药物，或生漆等低分子物质）；可以是外源性的，也可以是内源性的。临床上由超敏反应导致的疾病统称为超敏反应性疾病或变态反应性疾病。其临床表现多种多样，可因变应原的性质、进入机体的途径、参与因素、发生机制和个体反应性的差异而不同。
超敏反应属于过高、过强的病理性免疫应答，其本质上仍具有免疫应答基本的发生过程与特点，如特异性、记忆性等。但非特异性免疫应答也参与超敏反应的发生和发展。1963年，Coombs和Gell根据超敏反应的发病机制和临床特点等，将超敏反应分为四种类型，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ型超敏反应，此种分类方法一直沿用至今。其中，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型必须有特异性抗体参与，而参与抗原及抗体的不同类型则作为这三型的分类依据，此三型均能通过血清被动转移。Ⅳ型由T细胞参与，无抗体参与，可经过致敏淋巴细胞被动转移。
迟发型超敏反应（delayed type hypersensitivity，DTH）即Ⅳ型超敏反应，是由特异性致敏效应T细胞再次与相同抗原结合后，出现局部或全身以单个核细胞（单核细胞、巨噬细胞、淋巴细胞）浸润和组织损伤为主要特征的炎症反应。该反应通常在接触抗原后24～72小时出现。与其他三种类型超敏反应不同的是 DTH是细胞介导的免疫反应，只能通过预先受到特殊抗原致敏的T淋巴细胞转移，而不能通过血清在动物之间转移，在超敏反应中还受到其受型细胞的辅助。临床上对胞内寄生菌如结核分枝杆菌、病毒、真菌感染的许多变态反应、对某些简单化学物质的接触性皮炎以及对移植组织器官的排斥反应中均可见DTH。
引起Ⅳ型超敏反应的抗原主要是胞内寄生菌、某些病毒、寄生虫和化学物质。参与的效应细胞主要有CD4 + Th1、CD8 + CTL。这些抗原经抗原提呈细胞加工处理后以抗原肽、MHC-Ⅱ/Ⅰ类分子复合物的形式表达于抗原提呈细胞的表面，使具有相应抗原受体的CD4 + Th1和CD8 + CTL活化。活化的细胞进一步增生分化为效应细胞，一部分效应细胞分化为记忆性细胞。CD4 + Th1效应细胞释放趋化因子、IFN-γ、TNF-β、IL-2等细胞因子，产生以单核细胞和淋巴细胞浸润为主的免疫损伤效应。趋化因子招募单核巨噬细胞聚集在抗原存在部位。IFN-γ激活单核巨噬细胞使之释放溶酶体等炎性介质引起组织损伤。TNF-β刺激巨噬细胞产生TNFα，TNFα对局部细胞产生细胞毒作用。CD8 + 效应性CTL在识别抗原性物质后，通过释放穿孔素和颗粒酶等介质导致靶细胞破坏；也通过Fas配体诱导靶细胞凋亡。
根据其发生的病理过程，可以分为以下两个阶段：
变应原刺激T细胞活化、增殖、分化，成为针对某一特定抗原的致敏T细胞，此阶段历时1～2周。
致敏的T细胞再次接触相同变应原后发生一系列反应：①Th1释放IFN-γ、TNF-β、IL2、趋化因子等一系列细胞因子，可导致血管通透性增加、渗出增多，并趋化大量淋巴细胞、单核/巨噬细胞及中性粒细胞聚集，致炎症局部形成以单个核细胞为主的细胞浸润，导致局部小血管栓塞，血管变性坏死。②CTL特异性识别靶细胞表面抗原，通过释放穿孔素引起靶细胞溶解，释放颗粒酶或表达FasL诱导靶细胞凋亡等。
结核分枝杆菌不产生内、外毒素及侵袭性酶类，主要依靠菌体成分，特别是胞壁中所含的大量脂质发挥致病作用。这可能与结核分枝杆菌感染后，在组织细胞内大量繁殖而诱发机体产生由T淋巴细胞介导的两种免疫应答反应相关，即细胞免疫和迟发型超敏反应。
机体对结核分枝杆菌产生免疫力的同时，结核分枝杆菌的蛋白质和蜡质D共同刺激T淋巴细胞，发生迟发型超敏反应。具体机制为：机体被致敏的T淋巴细胞再次遇到结核分枝杆菌时，即释放出淋巴因子，引起强烈的迟发型超敏反应，形成以单核细胞浸润为主的炎症反应，容易发生干酪样坏死，甚至液化形成空洞。
儿童结核病大多为初次感染，机体尚未建立结核分枝杆菌的免疫和超敏反应，可发生急性全身粟粒型结核和结核性脑膜炎。成年人结核病大多为复发或再次感染，此时机体已建立了细菌的免疫和超敏反应性，常表现为慢性局限性结核，不引起全身粟粒型结核和结核性脑膜炎，但局部病症较重，形成结核结节，发生纤维化或干酪样坏死。
在结核分枝杆菌感染时，细胞免疫与迟发型超敏反应同时存在，这种现象可用科赫现象（koch's phenomenon）说明：①在健康豚鼠皮下首次皮下注射一定量结核分枝杆菌，10～14天后注射部位缓慢出现溃烂，深而不易愈合，邻近淋巴结肿大，最后细菌扩散至全身而死亡，此时结核菌素测试为阴性，临床上呈原发感染的特点。②用相同剂量的结核分枝杆菌皮下注射曾感染并已康复的豚鼠，在2～3天内迅速发生浅表性溃疡，继而较快愈合，无淋巴结肿大，无播散和死亡，结核菌素测试为阳性。③在康复的豚鼠皮下注射大量结核分枝杆菌，引起注射局部及全身严重的迟发型超敏反应，甚至导致动物死亡。上述三种现象表明：首次感染出现的炎症反应偏重于病理过程，说明机体尚未建立抗结核免疫力，再次感染发生的炎症反应侧重于免疫预防。溃疡浅而易愈合，细菌不扩散，说明机体对结核分枝杆菌已具有一定的细胞免疫力，而溃疡迅速形成，则说明在产生免疫的同时有迟发型超敏反应的参与，表现出对机体有利的一面；用过量的结核分枝杆菌进行再次感染，则引起剧烈的迟发型超敏反应，表现出迟发型超敏反应对机体不利的一面。人类的原发性肺结核、原发后肺结核、严重而恶化的肺结核，相当于科赫现象的3种情况。
近年来研究表明，结核分枝杆菌诱导机体产生免疫和超敏反应的物质成分不同。超敏反应主要由结核菌素蛋白和蜡质D共同引起，而免疫则主要是由结核分枝杆菌核糖体RNA（rRNA）引起。两者由不同抗原成分激活不同的T细胞亚群释放出不同的淋巴因子所致，是独立存在又相互影响的两种反应。
结核菌素试验是应用结核菌素进行皮肤试验，测定机体对结核分枝杆菌能否引起超敏反应的一种试验。
机体感染结核分枝杆菌后，产生免疫力的同时也会发生迟发型超敏反应。将一定量的结核菌素注入皮内，如受试者曾感染结核分枝杆菌，则在注射部位出现迟发型超敏反应，判为阳性；未感染结核分枝杆菌的则为阴性。此法可用于检测可疑患者是否曾感染过结核分枝杆菌，接种卡介苗后是否阳转以及检测机体细胞免疫功能。
结核菌素试剂有两种，一种为旧结核菌素（old tuberculin，OT），为含有结核分枝杆菌的甘油肉汤培养物加热过滤液，主要成分是结核蛋白，也含有结核分枝杆菌生长过程中产生的其他代谢产物和培养基成分。系将结核分枝杆菌接种于甘油肉汤培养基，培养4～8周后加热浓缩过滤制成。稀释2000倍，每0.1ml含5单位。另一种为纯蛋白衍化物（purified protein derivative，PPD），是OT经三氯醋酸沉淀后的纯化物。PPD有两种，即PDC和BCG-PPI，前者是人结核分枝杆菌提取，后者由卡介苗制成，每0.1ml含5单位。
目前多采用PPD法。规范试验方法是取PPDC和 BCG-PPD各5单位分别注入两前臂皮内（目前仍有沿用单侧注射PPD的方法），48～72小时后，红肿硬结直径小于5mm者为阴性反应，≥5mm者为阳性，≥15mm为强阳性，对临床诊断有意义。两侧红肿中，若PPD-C侧红肿大于BCG-PPD侧为感染。反之，BCG-PPD侧大于PPD-C侧，可能是卡介苗接种所致。
阴性反应表明受试者可能未感染过结核分枝杆菌或未接种过卡介苗。但应考虑以下情况：①感染初期，超敏反应尚未产生，因结核分枝杆菌感染后需4周以上才能出现超敏反应；②老年人；③严重结核病如全身粟粒型结核和结核性脑膜炎患者机体无反应能力；④获得性细胞免疫低下，如麻疹、艾滋病或肿瘤等用过免疫抑制剂者。为排除假阴性，国内有些机构加用无菌植物血凝（PHA）针剂，0.1ml含10μg作皮试。若24小时红肿大于PHA皮丘者为细胞免疫正常，若无反应或反应不超过PHA皮丘者为免疫低下。阳性反应表明机体已感染结核分枝杆菌或卡介苗接种成功，对结核分枝杆菌有迟发型超敏反应，并说明有特异性免疫力。强阳性反应则表明可能患活动性肺结核，尤其是婴儿。
（张国良）