3 註解
矽肺（silicosis）是在生產環境中長期吸入大量含遊離二氧化硅（SiO2）粉塵微粒所引起的以肺纖維化爲主要病變的全身性疾病。遊離二氧化硅主要存在於石英中，石英成分中SiO2佔97％～99％。約有70％的礦石中均含有較多的SiO2。長期從事開礦、採石作業、坑道作業以及在石英粉廠、玻璃廠、耐火材料廠、陶瓷廠和搪瓷廠生產作業的工人易患本病。矽肺是危害最嚴重的一種職業病，其特點是發展緩慢，即使在脫離矽塵作業後，病變仍然繼續緩慢發展。患者多在接觸矽塵10～15年後才發病。若因吸入高濃度、高遊離二氧化硅含量的矽塵，經1～2年後發病者，稱速髮型矽肺。矽肺的早期即有肺功能損害，但因肺的代償能力很強，患者往往無症狀，隨着病變的發展，尤其是合併肺結核和肺心病時，則逐漸出現不同程度的呼吸和心功能障礙。
4 矽肺的病因和發病機制
遊離二氧化硅是矽肺的致病因子。矽肺的發生、發展與矽塵中游離二氧化硅的含量，生產環境中矽塵的濃度、分散度，從事矽塵作業的工齡及機體防禦功能等因素有關。矽塵粒子愈小，分散度愈度，在空氣中的沉降速度愈慢，被吸入的機會就愈多，致病作用亦愈強。一般來說，大於5μm的矽塵往往被阻留在上呼吸道，並可被呼吸道的防禦裝置清除。小於5μm的矽塵才能被吸入肺泡，並進入肺泡間隔，引起病變。尤以1～2μm的矽塵微粒引起的病變最爲嚴重。
吸入肺泡內的矽塵微粒被肺巨噬細胞吞噬，沿肺淋巴流經細支氣管周圍、小血管周圍、小葉間隔和胸膜再到達肺門淋巴結。當淋巴道阻塞後，矽塵沉積於肺間質內引起矽肺病變。若局部沉積的矽塵量多，引起肺巨噬細胞局竈性聚積，可導致矽結節形成；若矽塵散在分佈，則引起瀰漫性肺間質纖維化。矽肺的發病機制尚未完全闡明。一般認爲，矽塵被肺巨噬細胞吞噬後，在遊離二氧化硅的毒性作用下，巨噬細胞大量死亡崩解或發生功能和生物學行爲改變，釋放出一些致纖維化因子、包括巨噬細胞生長因子（MDGF），白細胞介素Ⅰ（IL-1）和纖維連結蛋白（FN）等，促進成纖維細胞增生和膠原形成，導致纖維化。至於巨噬細胞死亡的原因，主要是由於矽塵被巨噬細胞吞噬後，存在於次級溶酶體中，矽塵表層中的SiO2逐漸與水聚合成硅酸（係一種強的成氫鍵化合物），其羥基基團與溶酶體膜脂蛋白結構上的受氫原子（氧、氮或硫）間形成氫鍵，改變了溶酶體膜的脂質分子構型，從而破壞了膜的穩定性或完整性。溶酶體膜通透性增高或破裂，其中所含的大量水解酶溢出到細胞內，導致巨噬細胞自溶崩解。巨噬細胞死亡崩解後，釋出的矽塵又被其它巨噬細胞吞噬，如此反覆進行，使病變不斷髮展、加重。這也可解釋何以患者脫離矽塵作業後肺部病變仍然會繼續發展的緣由。
隨着免疫學的發展，大量關於矽肺免疫的研究表明，在矽肺發生、發展過程中，有免疫因素參與。根據對矽結節玻璃樣變組織的生化分析，其中球蛋白含量明顯高於膠原含量，而有別於一般的玻璃樣變組織的成分。動物實驗證明，矽肺病變的纖維化程度與漿細胞反應強度呈正相關，提示矽肺的纖維化與抗原抗體反應有關。用熒光免疫組織化學方法觀察矽結節，發現在膠原纖維及其間隙中有大量γ-球蛋白沉積，主要是IgG和IgM。如將屍檢取得的矽結節玻璃樣變組織製成勻漿，給家兔注射後，能產生抗人γ-球蛋白抗體。有人認爲，漿細胞產生的免疫球蛋白通過形成抗原抗體複合物參與矽肺的發病。對矽肺患者作體液免疫測定發現，血清中IgG和IgM濃度增高，抗肺自身抗體、抗核抗體和類風溼因子檢出率也較高。但關於矽肺免疫的抗原物質目前還未提取出來，多認爲有3種可能性：
③矽塵導致巨噬細胞死亡崩解後釋放自身抗原。現已有很多證據表明，巨噬細胞死亡崩解後釋放抗原的可能性最大。總之，矽肺的病因是明確的，發病機制極爲複雜，在發病過程中可能有多種因素參與，它們互相影響、互爲因果，共同促進矽肺的發生和發展。
5 矽肺的病理變化
矽肺的基本病變是肺組織內矽結節形成和瀰漫性間質纖維化。矽結節是矽肺的特徵性病變，結節境界清楚，直徑2～5mm，呈圓形或橢圓形，灰白色，質硬，觸之有砂樣感。隨着病變的發展，結節可融合成團塊狀，在團塊的中央，由於缺血、缺氧而發生壞死、液化，形成矽肺性空洞（silicotic cavity）。矽結節的形成過程大致分爲三個階段：
①細胞性結節，由吞噬矽塵的巨噬結胞局竈性聚積而成，巨噬細胞間有網狀纖維，這是早期的矽結節；
③玻璃樣結節，玻璃樣變從結節中央開始，逐漸向周圍發展，往往在發生玻璃樣變的結節周圍又有新的纖維組織包繞。鏡下，典型的矽結節是由呈同心圓狀或旋渦狀排列的、已發生玻璃樣變的膠原纖維構成（圖1）。結節中央往往可見內膜增厚的血管。用偏光顯微鏡觀察，可以發現沉積在矽結節和肺組織內呈雙屈光性的矽塵微粒。除矽結節外，肺內還有不同程度的瀰漫性間質纖維化（圖2），範圍可達全肺2/3以上。此外，胸膜也因纖維組織瀰漫增生而廣泛增厚，在胸壁上也可形成胸膜胼胝，甚至可厚達1～2cm。肺門淋巴結內也有矽結節形成和瀰漫性纖維化及鈣化，淋巴結因而腫大、變硬。
圖1 矽肺
圖2 矽肺
6 矽肺的分期和病變特徵
根據肺內矽結節的數量、分佈範圍和直徑大小，可將矽肺分爲三期：
6.1 Ⅰ期矽肺
矽結節主要侷限在淋巴系統。肺組織中矽結節數量較少，直徑一般在1～3mm，主要分佈在兩肺中、下葉近肺門處。X線檢查，肺野內可見一定數量的類圓形或不規則形小陰影，其分佈範圍不少於兩個肺區。此時，肺的重量、體積和硬度無明顯改變。胸膜上可有矽結節形成，但胸膜增厚不明顯。
6.2 Ⅱ期矽肺
矽結節數量增多、體積增大，可散於全肺，但仍以肺門周圍中、下肺葉較密集，總的病變範圍不超過全肺的1/3。X線表現爲肺野內有較多量直徑不超過1cm的小陰影，分佈範圍不少於四個肺區。此時，肺的重量、體積和硬度均有增加，胸膜也增厚。
6.3 Ⅲ期矽肺（重症矽肺）
矽結節密集融合成塊。X線表現有大陰影出現，其長徑不小於2cm，寬徑不小於1cm，此時，肺的重量和硬度明顯增加。解剖取出新鮮肺標本可豎立不倒（圖4），切開時阻力甚大，並有砂粒感。浮沉試驗，全肺入水下沉。團塊狀結節的中央可有矽肺空洞形成。結節之間的肺組織常有明顯的竈周肺氣腫，有時肺表面還可見到肺大泡。
7 矽肺的合併症
7.1 矽肺結核病
矽肺合併結核病時稱爲矽肺結核病（silicotuberculosis）。愈是晚期、重症矽肺，肺結核的合併率愈高。Ⅲ期矽肺的合併率達60％～70％或更高。矽肺患者易合併肺結核可能是因遊離二氧化硅對巨噬細胞的毒性損害以及肺間質瀰漫性纖維化，導致肺的血液循環和淋巴循環障礙，從而降低了肺組織對結核桿菌的防禦能力之故。矽肺結核病時，矽肺病變和結核病變可分開存在，也可混合存在（圖5）。矽肺結核病的病變比單純矽肺和單純肺結核的病變發展更快，累及範圍更廣，更易形成空洞。矽肺結核性空洞的特點是數目多，直徑大，空洞壁極不規則。較大的血管易被侵蝕，可導致患者大咯血死亡。
圖中可見胸膜增厚，切面上可見矽肺引起的肺氣腫小囊泡。右側白色斑塊爲結核病竈
7.2 肺感染
由於矽肺患者抵抗力低，又有慢性阻塞性肺疾病，小氣道引流不暢，故易繼發細菌或病毒感染。尤其在有瀰漫性肺氣腫的情況下，肺感染可誘發呼吸衰竭而致死。
7.3 慢性肺源性心臟病
約有60％～75％的矽肺患者併發肺心病。這是因爲肺間質瀰漫性纖維化，肺毛細血管牀減少，肺循環阻力增加。同時，矽結節內小血管常因閉塞性血管內膜炎，管壁纖維化，使管腔狹窄乃至閉塞，血管也扭曲、變形，尤以肺小動脈的損害更爲明顯，加之因呼吸功能障礙造成的缺氧，引起肺小動脈痙攣，均可導致肺循環阻力增加、肺動脈高壓和右心室肌壁肥厚，心腔擴張。重症患者可因右心衰竭而死亡。
7.4 肺氣腫和自發性氣胸
晚期矽肺患者常有不同程度的瀰漫性肺氣腫，主要是阻塞性肺氣腫。有時，在髒層胸膜下還可出現肺大泡。氣腫囊腔破裂引起自發性氣胸。