矽肺

(一)發(fā)病原因
游離二氧化硅主要以結晶型方式存在于石英石、花崗石、黃砂等中，通常稱(chēng)為石英，包括石英、燧石、方石英、鱗石英和稀少的黑硅石。其中以鱗石英致纖維化最嚴重，其次為方石英，再其次為石英，石英在自然界分布最廣，因而石英粉塵對人體危害性也最大。當硅以化合物形式存在時(shí)，如長(cháng)石、花崗巖其致纖維化的性質(zhì)發(fā)生改變，對肺的損害不如游離的二氧化硅。接觸石英的工業(yè)很多：約有95%的礦石中均含有不同比例的游離二氧化硅，有的可高達90%以上。通常將接觸含有10%以上游離的二氧化硅的粉塵作業(yè)稱(chēng)為矽塵作業(yè)。生產(chǎn)環(huán)境中的粉塵最高允許濃度為：空氣中游離二氧化硅在10%以下時(shí)為2mg/m3，在80%以下時(shí)為1mg/m3，超過(guò)以上標準即容易發(fā)病。空氣中游離二氧化硅的含量越高，顆粒越小(1～3μm)，接觸時(shí)間越長(cháng)，越易發(fā)病，病情進(jìn)展愈快，病變愈典型。開(kāi)采各種金屬礦山時(shí)，鑿眼、爆破、碾碎、選礦等過(guò)程中以及煤礦掘進(jìn)時(shí)都會(huì )遇到大量石英粉塵。其他如開(kāi)鑿隧道、石英研磨、水泥制造、金屬鑄造過(guò)程的噴砂清洗、清除金屬鑄造表面的毛刺拋光、采石、玻璃制造、陶器、工藝瓷磚、搪瓷制造及耐火材料等均接觸二氧化硅。
到目前為止，矽肺仍是危害最嚴重的塵肺，矽肺一旦發(fā)生，即使脫離接觸仍可以緩慢進(jìn)展，迄今尚無(wú)滿(mǎn)意的治療方法。矽肺可造成勞動(dòng)能力喪失，但若脫離接觸粉塵作業(yè)又無(wú)合并癥，患者仍可存活較長(cháng)時(shí)間。在塵肺中矽肺發(fā)病率最高，矽肺的嚴重程度取決于3個(gè)因素：空氣中的粉塵濃度、粉塵中游離二氧化硅的含量和接觸時(shí)間，此外，防護措施及個(gè)體因素如個(gè)人習慣(吸煙)，上、下呼吸道疾病等在矽肺發(fā)生發(fā)展中均有一定影響。
(二)發(fā)病機制
游離二氧化硅顆粒進(jìn)入肺泡后，被聚集在肺淋巴管起始部位的肺巨噬細胞所吞噬，游離二氧化硅對巨噬細胞有極強的毒性作用，可致其自溶死亡。二氧化硅被吞噬后，被包裹在吞噬細胞溶酶體中，由于石英表面的羥基和巨噬細胞溶酶體膜脂蛋白結構上的氫原子受體(氧、氮及硫原子)間形成氫鍵，引起細胞膜的改變和通透性的變化，導致巨噬細胞溶酶體崩解，并釋放出酸性水解酶進(jìn)入細胞內，繼而導致巨噬細胞死亡，并再次將石英粒子釋放，形成惡性循環(huán)，造成更多的細胞受損。受損的巨噬細胞釋放出非脂類(lèi)“致纖維化因子”，刺激成纖維細胞，導致膠原纖維增生，形成以膠原纖維為中心的病灶結節——矽結節。矽結節向全肺擴展并相互融合，造成雙肺彌漫性損害。纖維化不僅局限于肺內，也存在于巨噬細胞所遷移到的淋巴結內。在許多矽肺病人中已發(fā)現血清γ-球蛋白水平增高，自身抗體的存在，以及在矽肺病變中存在γ-球蛋白，故提出了矽肺發(fā)生的免疫學(xué)機制，但免疫成分似乎不參與對巨噬細胞的殺傷和纖維化形成，因此為次要發(fā)病機制。
矽結節是矽肺的特征性病灶，同時(shí)伴有彌漫性肺間質(zhì)纖維化。矽結節常位于支氣管和血管周?chē)睆綖?.3～1.5 mm。大體標本見(jiàn)肺臟呈灰褐色，質(zhì)地較硬，體積增大，重量增加，表面有砂粒感或硬塊感。剖面可見(jiàn)大小不等之結節或硬塊，境界較清楚，質(zhì)地致密。在結節周?chē)谓M織可見(jiàn)有肺氣腫。通常全肺彌漫性分布，胸膜內和外的局部淋巴結常受累，發(fā)生鈣化或形成矽結節。
顯微鏡下見(jiàn)矽結節呈圓形或星芒狀，中央由已發(fā)生玻璃樣變性的膠原纖維組成，膠原纖維呈同心圓排列。結節周?chē)胁煌壤木W(wǎng)狀纖維、巨噬細胞、成纖維細胞和漿細胞包繞，似暈狀，暈越大，病灶越活躍。用偏光顯微鏡可以鑒定矽結節內和沉積在肺組織里的石英顆粒。
肺門(mén)淋巴結是矽反應最早的部位，它可在胸片尚未見(jiàn)到矽結節之前已有淋巴結增大。大體標本可見(jiàn)淋巴結腫大、粘連。組織學(xué)表現與肺部相似，在淋巴結內可見(jiàn)到散在的非壞死性肉芽腫。隨著(zhù)病變的發(fā)展也可出現類(lèi)似纖維化的改變。在有典型的矽結節和嚴重的間質(zhì)纖維化時(shí)淋巴結病變可重于肺組織改變。
在形態(tài)學(xué)上，矽肺有三種類(lèi)型：?jiǎn)渭兊慕Y節性矽肺、球形矽肺以及急性矽肺。結節性矽肺特征是肺實(shí)質(zhì)表現為呈灰黑色的、且被嚴密包繞著(zhù)的、直徑為0.5～5mm的結節。如果合并有結核，這些結節可以發(fā)生空洞化。肺門(mén)淋巴結常腫大且可以有鈣化，典型的鈣化是出現在結節的邊緣，呈“蛋殼樣鈣化”。在顯微鏡下，具有診斷性意義的病變是矽肺結節或矽肺島，這些病灶通常位于呼吸性細支氣管旁。矽肺島的中央含有一呈螺紋狀的、透明的、由非細胞組成的膠原塊，其外周是巨噬細胞及漿細胞層。在組織形態(tài)學(xué)上，可見(jiàn)到數量不等的塵埃，如果其中的石英濃度很高，顆粒較小，則很少量的塵埃也可以產(chǎn)生嚴重的纖維化。如果持續暴露于粉塵，將使得已存在的結節的數量和大小增加;但即使在停止暴露于相應環(huán)境后，結節仍可以繼續擴大，這是由于巨噬細胞的外周性位移以及纖維化繼續形成之故。
球形矽肺(巨大的、進(jìn)行性的纖維化)有和結節性矽肺相同的特征，但可形成大的結節，并可融合形成直徑大于1cm的腫塊。這種球形矽肺病變趨向于位于上葉，在這些病變周?chē)姆谓M織常顯示出有著(zhù)大瘢的、不規則的肺氣腫。和結節性矽肺相比，球形矽肺的胸膜纖維化及胸膜粘連更為常見(jiàn)且更為嚴重。在顯微鏡下，球形病灶是由在透明性纖維化背景中出現的融合的矽肺島所組成。血管常發(fā)生血栓形成或閉塞性動(dòng)脈內膜炎，同時(shí)由于局部缺血或合并有結核而使得病灶可以出現壞死或空洞形成。
急性矽肺較為少見(jiàn)、但病變進(jìn)展很快，起因于大量的、游離的二氧化硅的暴露。粉塵顆粒常較小，直徑通常為1～2μm，其中的石英濃度很高，這種狀況尤其多見(jiàn)于工人們在噴沙塵的過(guò)程中，此過(guò)程是導致急性矽肺發(fā)生的常見(jiàn)職業(yè)。病理學(xué)上，結節較為稀少，但相反地，肺外表呈灰色的實(shí)變，這是肺彌漫性間質(zhì)纖維化程度增加的標志。顯微鏡下，肺泡中充滿(mǎn)著(zhù)一種嗜酸性的泡沫狀的滲出物，其間含有許多的巨噬細胞。伴隨著(zhù)間質(zhì)性纖維化，有明顯的Ⅱ型肺泡上皮細胞的增殖。組織學(xué)特征可以類(lèi)似于肺泡蛋白沉積癥或脫屑性間質(zhì)性肺炎。