顧志娟 張永林

[摘要] 目的 復(fù)制兔煤塵肺模型、各期肺部HRCT表現(xiàn)、病理結(jié)果，分析其關(guān)系。 方法 40只兔隨機(jī)分為5組，每組內(nèi)任選5只為實(shí)驗(yàn)對象，煤塵懸液灌注，另3只方法同生理鹽水對照。2周、1、2、3、5個(gè)月各組兔行CT掃描，各期興趣區(qū)病理切片制作，觀察改變。 結(jié)果 模型肺各期HRCT表現(xiàn)與病理結(jié)果一致，觀察發(fā)現(xiàn)早期兔肺出現(xiàn)磨玻璃及實(shí)變影，病理證實(shí)主要是水腫、組織浸潤引起的小葉間隔增厚和肺泡腔內(nèi)滲出；中晚期間質(zhì)纖維化并見微結(jié)節(jié)、支氣管擴(kuò)張，病理證實(shí)為增生纖維組織及煤結(jié)節(jié)；對照組無上述改變。 結(jié)論 兔煤塵肺模型成功，各期病理進(jìn)程HRCT上可觀察到。

[關(guān)鍵詞] 動(dòng)物模型；煤工塵肺；ＨＲＣＴ；病理

[中圖分類號(hào)] R816.4[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B[文章編號(hào)] 1673-9701（2012）12-0091-03

煤塵肺是我國工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程中發(fā)病率較高[1-2]的職業(yè)病，發(fā)病機(jī)制至今尚未完全闡明,這對塵肺患者的治療造成困難。本實(shí)驗(yàn)旨在通過復(fù)制無創(chuàng)性兔煤塵肺模型，記錄不同時(shí)期兔肺的HRCT表現(xiàn)與病理結(jié)果，行對照，系統(tǒng)地觀察此病在兔肺的演變過程，分析煤塵肺在兔肺的影像學(xué)特征及其病理基礎(chǔ)，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 試驗(yàn)器材

新生兒喉鏡，片長70～90 cm；導(dǎo)管直徑0.3 cm，長14 cm[3，4]；導(dǎo)絲，10 cm。

1.2 藥物配置

3％戊巴比妥鈉[5]配制：精密稱取3．00 g戊巴比妥鈉，溶于100 mL蒸餾水得3％戊巴比妥鈉溶液，用量1 mL/kg。術(shù)中根據(jù)需要可適當(dāng)加（０．２～０．５） ｍＬ/ｋｇ的劑量；青霉素針劑160萬U/支，每只20萬U/d。

1.3 動(dòng)物選擇

雄性白兔40只，體重2～3 kg，山西醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，造模前觀察2周。

1.4 懸液制備

將煤塵樣品（東山煤礦提供，小于5 μm的粉塵顆粒占95%以上，游離SiO2含量<8%）烘干，生理鹽水配成100 mg/mＬ 的煤塵懸液，高壓滅菌，用前充分震蕩30 min以上。

2 方法

2.1 實(shí)驗(yàn)分組

白兔40只隨機(jī)分為五組，內(nèi)分煤塵組和對照組，各期煤塵組5只，對照組3只，煤塵組兔氣管內(nèi)注入100 mg/mＬ（灌注量2 mＬ/kg）煤塵懸液，間隔１周，再次注入同劑量懸液；對照組注入同等劑量生理鹽水。

2.2 模型制備

將飼養(yǎng)觀察2周的兔麻醉后固定于手術(shù)臺(tái)上，插入新生兒喉鏡，盡量向上提拉頸項(xiàng),使鏡片上壓暴露聲門，看清聲帶后,將穿入導(dǎo)絲的塑料氣管導(dǎo)管經(jīng)口從聲門處插入,導(dǎo)管進(jìn)入氣管后動(dòng)物出現(xiàn)輕度嗆咳，拔出導(dǎo)絲，觀察氣流，以確定導(dǎo)管在氣管內(nèi)，并在導(dǎo)管末端迅速接上定量濃度（100 mg/mＬ）粉塵的注射器,粉塵注入后,迅速拔出導(dǎo)管和喉鏡, 輕揉雙肺片刻,使粉塵自然進(jìn)入左、右支氣管。為預(yù)防感染,造模前、后3d，每只兔注射青霉素20萬U。

2.3 掃描方案

16排螺旋CT（美國GE light speed）行胸部掃描，螺距1.37:1，層厚2 mm，骨算法重建[6]，所有圖像均在GE工作站ADW（advantage workstation）4.1上進(jìn)行后處理。各期分別按上述掃描方案行CT檢查，分析記錄影像學(xué)表現(xiàn)和感興趣區(qū)。

2.4 標(biāo)本制作

各期兔行CT掃描后，按照塵肺病理診斷標(biāo)準(zhǔn)GBZ25- 2002[7]的要求，于處死后24 h內(nèi)行離體標(biāo)本制作并將標(biāo)本固定5 d后切開檢查。

2.5 病理檢查與分析

參照影像學(xué)結(jié)果，感興趣區(qū)各期、各組兔右肺尖、心、膈葉及肺門水平各取一塊組織（中間葉較小，略去不計(jì)）[8]，分組標(biāo)記。脫水、石蠟包埋后，4 μm的厚度連續(xù)切片，興趣區(qū)分別行HE、MASSON染色，肺組織實(shí)質(zhì)、間質(zhì)病理學(xué)結(jié)果分析記錄。

2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)在SPSS 13.0軟件上分析，秩和檢驗(yàn)用于分析各造模時(shí)間段影像學(xué)（表1）和病理表現(xiàn)（表2）的差異，分別得出H = 10.508，P = 0.033，H = 13.640，P = 0.009，各時(shí)間段差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；Spearman秩相關(guān)用于分析各時(shí)間段HRCT表現(xiàn)與病理進(jìn)程，得出所有觀察時(shí)間段HRCT表現(xiàn)與病理表現(xiàn)均有相關(guān)性，HRCT表現(xiàn)與病理進(jìn)程呈正相關(guān)存在。

2 結(jié)果

以每個(gè)肺葉的興趣區(qū)為基本單位，依據(jù)Szapiel[12]方法確定病理進(jìn)程的分級(jí)：Ⅰ級(jí)：無明顯肺泡炎癥或間質(zhì)纖維化；Ⅱ級(jí)：肺泡炎癥+間質(zhì)纖維化面積小于20％；Ⅲ級(jí)：肺泡炎癥+間質(zhì)纖維化面積20％～50％；Ⅳ級(jí)：肺泡炎癥+間質(zhì)纖維化面積＞50％，肺泡結(jié)構(gòu)紊亂。

2.1 正常組

HRCT：兔肺紋理清晰，可見到支氣管或血管形成的紋理影，走行自然（封三圖1Ｃ圖所示）。呼吸偽影存在，雙下肺紋理稍亂，但本身光滑，無增粗，肺實(shí)質(zhì)內(nèi)密度均勻。病理表現(xiàn)：正常肺組織及肺泡結(jié)構(gòu)，支氣管上皮完好，黏膜光滑，各層結(jié)構(gòu)清晰（封三圖1Ａ圖所示）。

2.2 塵肺組

HRCT：2周、1個(gè)月見特征性纖維索條影，粗細(xì)不一，長度1～4 cm ，不規(guī)則狀，以雙上肺為著，并可見到毛玻璃樣密度（封三圖1Ｄ圖橫箭頭所示）；２～３個(gè)月條片狀的纖維條索影增多，較以前變細(xì)，局部毛玻璃樣密度減低，纖維化病變收縮（封三圖1D圖豎箭頭所示），牽拉周圍結(jié)構(gòu)，周圍血管及支氣管變形（封三圖1Ｅ圖橫箭頭所示），部分見支氣管擴(kuò)張，并可見肺氣腫征象；3~5個(gè)月:有反復(fù)出現(xiàn)的毛玻璃影，纖維化條索邊界更銳利，收縮牽拉周圍結(jié)構(gòu)，周圍組織結(jié)構(gòu)變形，支氣管血管束增粗（封三圖１Ｆ圖豎箭頭示），肺內(nèi)結(jié)構(gòu)紊亂，出現(xiàn)蜂窩征象（封三圖1F圖橫箭頭示），部分模型組增生的線樣影和間質(zhì)結(jié)節(jié)散布于肺野內(nèi)，部分結(jié)節(jié)有融合趨勢，肺受累范圍擴(kuò)大至包括肺尖在內(nèi)的整個(gè)肺野。病理表現(xiàn)：模型早期（2周后）即出現(xiàn)較重的肺泡炎，染色見肺泡上皮增生,毛細(xì)血管擴(kuò)張、肺泡壁輕度增厚,偶見少量原纖維,中性粒細(xì)胞浸潤。肺泡腔內(nèi)可見漿液性滲出物及數(shù)量相對較多的中性粒細(xì)胞，并隨染塵時(shí)間的延長，至2個(gè)月后肺泡炎程度略有減輕，并存在于整個(gè)觀察期；2～3個(gè)月即可見到輕度的肺間質(zhì)纖維化（封三圖1B圖橫箭頭示），以周邊肺野為主，隨染塵時(shí)間的延長逐漸加重，染色見肺泡間隔明顯增厚,膠原纖維增多,透明變性,部分可見黏液樣變性,滲出物機(jī)化，3個(gè)月后可見較重的肺間質(zhì)纖維化改變，并可見局限性肺氣腫，煤斑（封三圖1B圖豎箭頭示）、結(jié)節(jié)大部分集中在肺小血管、小氣管周圍淋巴組織內(nèi)，上述病變呈不均勻分布。

3 討論

Weibel把正常的肺間質(zhì)分為3部分：①軸心間質(zhì)：圍繞肺動(dòng)脈及支氣管分支，從肺門到小葉內(nèi)支氣管、肺泡管及肺泡囊。②外圍間質(zhì)：分布在肺表面并深入肺內(nèi)構(gòu)成小葉間隔。③間隔間質(zhì)：位于肺泡間隔。

炎癥、纖維組織增生均可引起肺間質(zhì)增厚，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)HRCT征象與病理對照，其病理基礎(chǔ)主要表現(xiàn)在：小葉間隔增厚是外圍間質(zhì)病變所致，即間質(zhì)的增厚和淋巴管的擴(kuò)張；肺泡壁間質(zhì)病變及肺泡炎形成磨玻璃密度影像，是病變活動(dòng)期的一個(gè)征象；支氣管血管束異常是軸心間質(zhì)病變引起的，支氣管血管束毛糙、有結(jié)節(jié)病灶；而肺間質(zhì)的各個(gè)部分廣泛增生可產(chǎn)生蜂窩及牽拉性支擴(kuò)。小葉間隔增厚及磨玻璃樣影像發(fā)生在煤塵肺的早期階段，HRCT上能清楚地觀察到，此征象是間質(zhì)纖維化的早期表現(xiàn)，表明病變處于活動(dòng)期，此階段給予相應(yīng)的干預(yù)治療，有很好的效果，病變的最終階段是蜂窩及牽拉性支擴(kuò)，病程不可逆轉(zhuǎn)。

本模型無論是病理學(xué)還是影像學(xué)均可見典型的變化，均觀察到彌漫性肺泡炎[9-11]及肺間質(zhì)纖維化[12]的病理變化及影像學(xué)表現(xiàn)，與國內(nèi)外報(bào)道相一致，模型制作成功。本實(shí)驗(yàn)影像-病理對照研究表明，HRCT能較可靠地對疾病的病理學(xué)特點(diǎn)作出判斷，但各組之間、同組之間的病理進(jìn)程、HRCT表現(xiàn)的程度又有所差別，考慮個(gè)體差異存在，但最終病程趨于肺間質(zhì)的纖維化，并見特征性煤斑。

盡管兔煤塵肺模型的建立時(shí)間周期與人類自然狀態(tài)下煤塵肺形成周期有明顯不同，但是，通過上述影像學(xué)表現(xiàn)及病理切片的顯示,兔煤塵肺模型各時(shí)段的進(jìn)展過程及病理改變在HRCT上可觀察到、檢測出。證明了本實(shí)驗(yàn)的可行性及可重復(fù)性，提供了一個(gè)反映人類慢性疾病的實(shí)用性模型。為系統(tǒng)研究煤工塵肺提供了一個(gè)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。