肺塵埃沉著?。╬neumoconiosis)簡(jiǎn)稱(chēng)塵肺,是長(zhǎng)期吸入有害粉塵在肺內(nèi)沉著,引起以粉塵結(jié)節(jié)和肺纖維化為主要病變的常見(jiàn)職業(yè)病。臨床常伴有慢性支氣管炎、肺氣腫和肺功能障礙。按沉著粉塵的性質(zhì)將其分為無(wú)機(jī)和有機(jī)塵肺兩大類(lèi)。國(guó)內(nèi)最常見(jiàn)的無(wú)機(jī)塵肺主要有硅肺、石棉肺和煤礦工人肺塵埃沉著病。有機(jī)塵肺是吸入各種具有抗原性的有機(jī)塵埃,如含真菌孢子的植物粉塵、細(xì)菌產(chǎn)物和動(dòng)物蛋白等所誘發(fā)的肺組織變態(tài)反應(yīng)性炎癥,如農(nóng)民肺、蔗塵肺、皮毛塵肺等。
肺硅沉著?。╯ilicosis),簡(jiǎn)稱(chēng)硅肺(曾稱(chēng)矽肺),是長(zhǎng)期吸入含游離二氧化硅(SiO2)粉塵沉著于肺組織所引起的一種常見(jiàn)職業(yè)病。長(zhǎng)期從事開(kāi)礦、采石、坑道作業(yè)及在石英粉廠、玻璃廠、耐火材料廠、陶瓷廠生產(chǎn)作業(yè)的工人易患本病?;颊叨嘣诮佑|硅塵10~15年后發(fā)病,病程進(jìn)展緩慢,即使脫離硅塵接觸后,肺部病變?nèi)岳^續(xù)發(fā)展。晚期重癥病例呼吸功能?chē)?yán)重受損,常并發(fā)肺源性心臟病和肺結(jié)核病。
吸入空氣中游離二氧化硅粉塵是硅肺發(fā)病的主要原因。發(fā)病與否與吸入二氧化硅的數(shù)量、形狀及其顆粒大小密切相關(guān)。當(dāng)吸入硅塵數(shù)量超出正常肺的清除能力或肺清除能力受呼吸道疾病的影響降低時(shí)均能使硅塵沉積于肺內(nèi)。現(xiàn)有研究表明雖然不同形狀的二氧化硅結(jié)晶都可致病,但以四面體的石英結(jié)晶致纖維化的作用最強(qiáng)。硅塵顆粒的大小是致病的又一決定因素,一般認(rèn)為硅塵顆粒>5μm者經(jīng)過(guò)上呼吸道時(shí)易附著于黏膜表面,大多被黏液-纖毛排送系統(tǒng)清除出體外;而<5μm者則可被吸入肺內(nèi)直達(dá)肺泡并被聚集于肺泡間隔或支氣管周?chē)木奘杉?xì)胞吞噬,形成早期硅肺的細(xì)胞性結(jié)節(jié)。硅塵顆粒越小致病力越強(qiáng),其中以1~2μm者致病性最強(qiáng)。間質(zhì)內(nèi)部分吞噬了硅塵的巨噬細(xì)胞也可穿過(guò)淋巴管壁隨淋巴回流至肺門(mén)淋巴結(jié),引起淋巴結(jié)的同樣病變。
硅塵顆粒引起硅肺的發(fā)病機(jī)制目前認(rèn)為主要與SiO2的性質(zhì)和巨噬細(xì)胞有關(guān)。當(dāng)吸入肺組織的硅塵被巨噬細(xì)胞吞入后,SiO2與水聚合形成硅酸,一種強(qiáng)的成氫鍵化合物,其羥基與吞噬溶酶體膜上的磷脂或脂蛋白上的氫原子形成氫鍵,使溶酶體膜通透性升高或破裂;被激活的巨噬細(xì)胞形成的氧自由基也可以直接損傷細(xì)胞質(zhì)膜。溶酶體破裂后釋放的多種溶酶體酶導(dǎo)致巨噬細(xì)胞崩解自溶,同時(shí)釋放出硅塵,游離的硅塵又可被其他巨噬細(xì)胞再吞噬。另外,崩解的和已被激活的巨噬細(xì)胞均可釋放多種細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì),如巨噬細(xì)胞生長(zhǎng)因子(MDGF)、白細(xì)胞介素(IL)、纖維連接蛋白(FN)和腫瘤壞死因子(TNF)等引起肺組織的炎癥反應(yīng)、成纖維細(xì)胞增生和膠原沉積,導(dǎo)致肺纖維化。反復(fù)吸入并沉積在肺內(nèi)的硅塵,特別是因巨噬細(xì)胞破裂再釋放出的硅塵使肺部病變不斷發(fā)展和加重。即便患者在脫離硅塵作業(yè)環(huán)境后,肺部疾病仍會(huì)繼續(xù)發(fā)展。
免疫因素在硅肺的發(fā)病中也可能發(fā)揮作用,現(xiàn)有證據(jù)表明玻璃樣變的硅結(jié)節(jié)內(nèi)含較多的免疫球蛋白,患者血清中也出現(xiàn)IgG、IgM及抗核抗體等的異常,但確切機(jī)制尚未明了。
硅肺的基本病變是硅結(jié)節(jié)(silicotic nodule)的形成和肺組織的彌漫性纖維化。
1. 硅結(jié)節(jié)
硅結(jié)節(jié)為境界清楚的圓形或橢圓形結(jié)節(jié),直徑3~5mm,色灰白,觸之有沙礫感。硅結(jié)節(jié)形成的早期階段是由吞噬硅塵的巨細(xì)胞聚集形成的細(xì)胞性結(jié)節(jié)。隨病程進(jìn)展,結(jié)節(jié)內(nèi)成纖維細(xì)胞增生,結(jié)節(jié)發(fā)生纖維化遂形成纖維性結(jié)節(jié)。其內(nèi)膠原纖維呈同心圓或旋渦狀排列(圖8-14),部分結(jié)節(jié)中膠原纖維發(fā)生玻璃樣變。結(jié)節(jié)中央??梢?jiàn)到管壁增厚,管腔狹窄的小血管。相鄰的硅結(jié)節(jié)可以融合形成大的結(jié)節(jié)狀病灶,其中央常因缺血、缺氧發(fā)生壞死和液化,形成硅肺性空洞(silicotic cavity)。偏光顯微鏡可觀察到硅結(jié)節(jié)和病變肺組織內(nèi)的硅塵顆粒。肺門(mén)淋巴結(jié)內(nèi)也可有硅結(jié)節(jié)形成,致淋巴結(jié)腫大變硬。
圖示纖維性硅結(jié)節(jié),主要由玻璃樣變的膠原纖維呈漩渦狀排列構(gòu)成
2. 肺組織彌漫性纖維化
病變肺組織內(nèi)除見(jiàn)硅結(jié)節(jié)外,尚可見(jiàn)范圍不等的彌漫性纖維化病灶,鏡下為致密的玻璃樣變膠原纖維。晚期病例纖維化肺組織可達(dá)全肺2/3以上。胸膜也可因彌漫性纖維化而廣泛增厚,厚度可達(dá)1~2cm。
硅肺的分期和病變特點(diǎn)
根據(jù)肺內(nèi)硅結(jié)節(jié)的數(shù)量、大小、分布范圍及肺纖維化程度,將硅肺分為三期:
Ⅰ期硅肺:主要表現(xiàn)為肺門(mén)淋巴結(jié)腫大,有硅結(jié)節(jié)形成和纖維化改變,肺組織內(nèi)硅結(jié)節(jié)數(shù)量較少,主要分布于雙肺中、下葉近肺門(mén)處,結(jié)節(jié)直徑一般為1~3mm。X線檢查肺門(mén)陰影增大,密度增強(qiáng),肺野內(nèi)可見(jiàn)少量類(lèi)圓形或不規(guī)則形小陰影。肺的重量、體積和硬度無(wú)明顯改變。胸膜可有硅結(jié)節(jié)形成,但增厚不明顯。
Ⅱ期硅肺:硅結(jié)節(jié)數(shù)量增多,體積增大,伴有較明顯的肺纖維化。結(jié)節(jié)性病變散布于雙肺,但仍以中、下肺葉近肺門(mén)部密度較高,總的病變范圍不超過(guò)全肺的1/3。X線檢查肺野內(nèi)見(jiàn)較多直徑小于1cm的陰影,分布范圍較廣。肺的重量和硬度增加,體積增大,胸膜也增厚。
Ⅲ期硅肺(重癥硅肺):硅結(jié)節(jié)密度增大并與肺纖維化融合成團(tuán)塊,病灶周肺組織常有肺氣腫或肺不張。X線檢查肺內(nèi)可出現(xiàn)直徑超過(guò)2cm的大陰影。肺門(mén)淋巴結(jié)腫大,密度高,可見(jiàn)蛋殼樣鈣化。肺重量和硬度明顯增加,新鮮肺標(biāo)本可豎立(圖8-15),入水可下沉。切開(kāi)時(shí)阻力大,有砂礫感,大團(tuán)塊病灶的中央可見(jiàn)硅肺空洞。
Ⅲ期硅肺,肺體積縮小,重量和硬度明顯增加,新鮮時(shí)可豎立,中上部可見(jiàn)肺空洞,胸膜彌漫纖維化
1. 肺結(jié)核病
硅肺患者易并發(fā)結(jié)核病,稱(chēng)硅肺結(jié)核病(silicotuberculosis)??赡苁怯捎诓∽兘M織對(duì)結(jié)核桿菌的防御能力降低。硅肺病變愈嚴(yán)重,肺結(jié)核并發(fā)率愈高,Ⅲ期硅肺患者并發(fā)率可高達(dá)70%以上。硅肺病灶與結(jié)核病灶可以單獨(dú)分開(kāi)存在,也可以混合存在。此類(lèi)患者結(jié)核病變的發(fā)展速度和累及范圍均比單純肺結(jié)核病者更快、更廣,也更易形成空洞,導(dǎo)致大出血而死亡。
2. 慢性肺源性心臟病
約有60%~75%的晚期硅肺患者并發(fā)慢性肺源性心臟病。肺組織彌漫性纖維化使肺毛細(xì)血管床減少,肺小動(dòng)脈閉塞性脈管炎及缺氧引起的肺小動(dòng)脈痙攣等均可導(dǎo)致肺循環(huán)阻力增大,肺動(dòng)脈壓升高,最終發(fā)展為慢性肺源性心臟病。患者可因右心衰竭而死亡。
3. 肺部感染和阻塞性肺氣腫
患者抵抗力低下,呼吸道防御功能減弱,易繼發(fā)嚴(yán)重的細(xì)菌和病毒感染,導(dǎo)致死亡。晚期硅肺患者常合并不同程度的阻塞性肺氣腫,也可出現(xiàn)肺大皰,若破裂則形成自發(fā)性氣胸。
肺石棉沉著病也稱(chēng)石棉肺(asbestosis),是長(zhǎng)期吸入石棉粉塵引起的以肺組織和胸膜纖維化為主要病變的職業(yè)病?;颊咧饕獮殚L(zhǎng)期從事石棉礦開(kāi)采、選礦、運(yùn)輸、石棉加工及成品制作的工人?;颊咧饕R床表現(xiàn)為咳嗽、咳痰、氣急和胸痛等。晚期出現(xiàn)肺功能障礙和慢性肺源性心臟病的癥狀和體征,痰內(nèi)可查見(jiàn)石棉小體。
石棉是一種天然的礦物結(jié)晶,是含有鐵、鎂、鋁、鈣和鎳等多種元素的硅酸復(fù)合物,其致病力與被吸入的石棉纖維數(shù)量、大小、形狀及溶解度有關(guān)。石棉纖維有螺旋形和直形兩種,二者都有致纖維化和誘發(fā)石棉肺的作用,但直形纖維因在呼吸道的穿透力強(qiáng),故致病性更強(qiáng),其中尤以長(zhǎng)度大于8mm,厚度小于0.5mm者對(duì)肺組織造成的損傷最嚴(yán)重。
吸入的石棉纖維停留在細(xì)支氣管的分支處,隨后穿入黏膜下間質(zhì)及肺泡;也有少量纖維吸入后直接抵達(dá)肺泡腔,然后被間質(zhì)和肺泡內(nèi)的巨噬細(xì)胞吞噬。被激活的吞噬細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì)和纖維化因子引起廣泛的肺間質(zhì)和胸膜的炎癥及纖維化。纖維化形成的確切機(jī)制尚未完全闡明,由石棉纖維直接刺激成纖維細(xì)胞,促使脯氨酸羥化為羥脯氨酸從而加速膠原纖維合成,可能是纖維化形成的重要機(jī)制之一。
肺石棉沉著病的病變特點(diǎn)為肺間質(zhì)彌漫性纖維化(內(nèi)含石棉小體)及胸膜臟層肥厚和胸膜壁層形成胸膜斑。
病變肺體積縮小、色灰、質(zhì)硬。早期病變主要限于雙肺下部和胸膜下肺組織,病變處纖維組織增生明顯,切面呈網(wǎng)狀。晚期肺組織彌漫性纖維化,常伴有明顯的肺氣腫和支氣管擴(kuò)張,使肺組織切面呈蜂窩狀。胸膜臟層增厚,早期常以下部增生明顯,愈至晚期纖維性增厚的范圍更廣泛,胸膜的壁層往往也出現(xiàn)纖維性斑塊和廣泛的纖維化。晚期胸膜腔閉塞,全肺被灰白的纖維組織所包裹。胸膜壁層凸起的局限性纖維瘢痕斑塊稱(chēng)為胸膜斑(pleural plaque),灰白,質(zhì)硬,半透明,狀似軟骨,常位于中、下胸壁,雙側(cè)呈對(duì)稱(chēng)性分布。
鏡下,早期病變?yōu)槭蘩w維引起的脫屑性肺泡炎,肺泡腔內(nèi)出現(xiàn)大量脫落的肺泡上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞,部分巨噬細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)可見(jiàn)吞噬的石棉纖維。細(xì)支氣管管壁、細(xì)支氣管和血管周?chē)慕Y(jié)締組織以及肺泡間隔內(nèi)有多量淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞浸潤(rùn),也可有嗜酸性粒細(xì)胞和漿細(xì)胞浸潤(rùn)。肺組織的纖維化始于細(xì)支氣管周?chē)?,逐漸向肺泡間隔發(fā)展,隨后肺泡遭破壞,由纖維組織取代,最終全肺彌漫性纖維化。細(xì)支氣管和小血管亦被包裹于纖維組織之中,此時(shí)小動(dòng)脈常呈閉塞性動(dòng)脈內(nèi)膜炎改變。尚未發(fā)生纖維化的肺泡上皮增生呈立方狀,稱(chēng)腺樣肺泡。在增生的纖維組織內(nèi)可見(jiàn)多數(shù)石棉小體,系由鐵蛋白包裹的石棉纖維(鐵反應(yīng)陽(yáng)性),黃褐色,多呈棒狀或蝌蚪形,有分節(jié)(圖8-16),長(zhǎng)短不一,長(zhǎng)者可超過(guò)100μm,短者僅數(shù)微米。石棉小體旁可見(jiàn)異物巨細(xì)胞。石棉小體的檢出是石棉肺的重要病理診斷依據(jù)。
肺泡腔和纖維化的間質(zhì)內(nèi)見(jiàn)多個(gè)深棕色、分節(jié)的棒狀石棉小體