包容 高建峰 饒艷

肺結(jié)核是由結(jié)核分枝桿菌或結(jié)核分枝桿菌復(fù)合群的其他菌株感染引起的傳染性疾病，其在臨床病理上分為多種類型；但實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核病變與臨床肺結(jié)核不完全相同。因?yàn)榫?、接種、動(dòng)物品系、病程等諸多因素不同，實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核的病變呈現(xiàn)出自身的特點(diǎn)。目前，實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核病理分型缺乏一致的認(rèn)識(shí)，有的分類比較粗略、主觀性強(qiáng)。如有文獻(xiàn)按由重到輕的順序?qū)⒉∽兂潭确譃?類[1]；但這種分類不是很準(zhǔn)確，如結(jié)核性肺炎，雖病變面積廣、病變重，卻歸于次重組。也有按照病變輕重和性質(zhì)分類，如把肉芽腫類型由重到輕分為3型[2]；或者按照結(jié)節(jié)大小、數(shù)量、性質(zhì)等因素把病變類型分為4類[3]；或?qū)⒉∽冇奢p到重分為5類[4]；還有文獻(xiàn)把肺結(jié)核病變分為纖維化、結(jié)節(jié)、壞死等6種類型[5]；但這些分類方法均隨意性比較強(qiáng)，且缺乏具體病理病變類型，分類方法不夠細(xì)致全面。本文闡述了實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核病灶發(fā)生發(fā)展的過(guò)程，并全面總結(jié)了實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核的各種病變類型，這有利于提升對(duì)實(shí)驗(yàn)性結(jié)核病變的認(rèn)知，有助于對(duì)實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核病變程度的評(píng)估，有利于抗結(jié)核藥物與結(jié)核疫苗的有效性評(píng)價(jià)。

一、實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核動(dòng)物模型

在用于結(jié)核病臨床前研究的動(dòng)物中，使用最多的動(dòng)物是小鼠，超過(guò)60%；其次是豚鼠，接近25%；再次是兔子，超過(guò)10%；其他如非人靈長(zhǎng)類(non-human primate，NHP)等很少[6]。在用于結(jié)核疫苗評(píng)價(jià)的動(dòng)物中，使用最多的動(dòng)物也是小鼠，其次是豚鼠、牛，兔、猴、羊較少。大小鼠、豚鼠和NHP對(duì)結(jié)核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis，MTB)敏感，而牛和兔對(duì)牛分枝桿菌(M.bovis)敏感，且小鼠因個(gè)體小、費(fèi)用低而有明顯優(yōu)勢(shì)。因此，兔、大鼠和豚鼠都適合抗結(jié)核藥物與疫苗的研究，而小鼠特別適合大規(guī)模藥物與疫苗篩選[7]。小鼠作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物也被認(rèn)為有不足之處，因?yàn)樾∈蟛皇荕TB的自然宿主；而空洞作為肺結(jié)核的一個(gè)重要指標(biāo)，也沒(méi)有在常見(jiàn)的兩個(gè)小鼠品系中被觀察到[8]。豚鼠在感染時(shí)表現(xiàn)出敏感的免疫反應(yīng)，是抗結(jié)核疫苗評(píng)價(jià)的良好模型。猴結(jié)核模型具有與患者相似的臨床癥狀和典型的肉芽腫結(jié)構(gòu)，是疾病機(jī)制研究的重點(diǎn)[9]。

自然途徑感染動(dòng)物模型受到關(guān)注。低劑量MTB氣溶膠途徑的感染模型能更好地模擬臨床肺結(jié)核發(fā)病的經(jīng)過(guò)，被認(rèn)為是與人類自然感染過(guò)程更接近的動(dòng)物模型[10]。隨著硬件設(shè)施設(shè)備的提升，高菌落形成單位(CFU)感染模型或者靜脈途徑感染逐漸被低CFU氣溶膠途徑感染模型取代。

潛伏感染模型也受到關(guān)注。為了探索治療性疫苗的有效性，減少潛伏感染者化療藥物的使用，需要一個(gè)動(dòng)物模型來(lái)評(píng)價(jià)疫苗對(duì)MTB的破壞力。這個(gè)模型傾向于使用低的感染劑量和相對(duì)不敏感的動(dòng)物，如在小動(dòng)物中選擇小鼠，或者在NHP中選擇食蟹猴。

NHP動(dòng)物使用逐漸增多。這是因?yàn)閺拿庖叻磻?yīng)與藥物反應(yīng)看，NHP與人類更接近，所以相關(guān)研究結(jié)果可以與臨床研究進(jìn)行比較。這些NHP主要是食蟹獼猴(食蟹猴)和普通獼猴(恒河猴)。恒河猴對(duì)MTB敏感，容易出現(xiàn)嚴(yán)重病例和死亡。食蟹猴對(duì)MTB相對(duì)有抗性，因此也是潛伏感染模型的選擇對(duì)象之一。

高分辨率CT(HRCT)、PET/CT、FDG-PET/CT和核磁共振(MRI)已經(jīng)應(yīng)用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。這些技術(shù)可以對(duì)病灶進(jìn)行三維重建，評(píng)估病灶大小、性質(zhì)與位置，從而更精確的評(píng)估病變程度。

二、結(jié)核性病灶的發(fā)生與發(fā)展

臨床上，結(jié)核病灶標(biāo)本的病變比較典型或者相對(duì)嚴(yán)重，但感染極早期的變化卻很難見(jiàn)到；不過(guò)我們可以通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)這一過(guò)程。這與普通細(xì)菌感染的極早期表現(xiàn)有類似之處，開(kāi)始僅表現(xiàn)為血管周圍炎(perivasculitis/periangitis)或者細(xì)/小支氣管周圍炎(peribronchiolitis)。血管與細(xì)/小支氣管周圍的淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)是結(jié)核性結(jié)節(jié)形成前的病變。在MTB感染后，淋巴細(xì)胞較早在細(xì)/小支氣管和血管周圍聚集，形成周圍炎(圖1、2)。這在實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核中較常見(jiàn)[11-14]。這種病變也在病毒感染的動(dòng)物模型中可見(jiàn)，如小鼠新冠病毒感染[15]。

圖1、2 C57BL/c小鼠MTB標(biāo)準(zhǔn)菌株H37Rv氣溶膠感染后極早期的周圍炎(肺組織切片；HE染色：×100)。圖1為小血管周圍炎表現(xiàn)。圖2為細(xì)支氣管周圍炎表現(xiàn) 圖3 C57BL/c小鼠MTB感染后肺組織切片(HE染色：×200)：細(xì)胞性結(jié)核結(jié)節(jié)，結(jié)節(jié)中可見(jiàn)大量泡沫狀巨噬細(xì)胞

周圍炎繼續(xù)擴(kuò)大可形成單個(gè)或多個(gè)以淋巴細(xì)胞為主的小結(jié)節(jié)[13-14, 16]。巨噬細(xì)胞也會(huì)進(jìn)入病灶周圍的肺泡內(nèi)并吞噬病原菌，逐漸形成胖大的泡沫狀巨噬細(xì)胞(foamy macrophage, FM)[14,16-18](圖3)。細(xì)胞性結(jié)節(jié)中的巨噬細(xì)胞表現(xiàn)為上皮樣巨噬細(xì)胞[19-20]或上皮樣細(xì)胞[21-23]。推測(cè)肺泡中的FM會(huì)逐漸失去泡沫狀特征而成為上皮樣巨噬細(xì)胞，并最終成為上皮樣細(xì)胞。這些成分共同構(gòu)成或大或小的結(jié)節(jié)病灶[24]。被巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)的肺泡逐漸與周圍炎病灶形成小結(jié)節(jié)[14]，小結(jié)節(jié)逐漸形成大結(jié)節(jié)，大結(jié)節(jié)則融合成片[25]。結(jié)節(jié)在擴(kuò)張的過(guò)程中會(huì)逐漸將含大量淋巴細(xì)胞的周圍炎病灶包裹進(jìn)去，大的細(xì)胞性結(jié)節(jié)可包含多個(gè)周圍炎病灶[2]。

三、實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核的病變類型

實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核的病變類型包括結(jié)節(jié)性和非結(jié)節(jié)性病灶(如周圍炎、結(jié)核性肺炎、間質(zhì)性肺炎)。又根據(jù)其病灶性質(zhì)分為以下類型：(1)壞死性病灶：膿性結(jié)節(jié)、干酪性結(jié)節(jié)、結(jié)核性肺炎、肺膿腫；(2)實(shí)性病灶：細(xì)胞性結(jié)節(jié)、纖維性結(jié)節(jié)、混合性結(jié)節(jié)；(3)肺間質(zhì)病變：包括間質(zhì)性肺炎和肺間質(zhì)纖維化；(4)其他：如周圍炎、肺水腫、肺充血、肺氣腫等。

(一)結(jié)節(jié)性病灶

結(jié)節(jié)性病灶有多種，包括實(shí)性細(xì)胞性、壞死性、膿性、纖維性結(jié)節(jié)等。

1.細(xì)胞性結(jié)節(jié)：細(xì)胞性結(jié)節(jié)屬于增生為主的病變，其病變發(fā)生較早，易在小鼠模型[1]中發(fā)現(xiàn)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的菌株、攻毒、免疫等諸多因素的不同，病變也有較大差異[26]。細(xì)胞性結(jié)節(jié)包括淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、肺泡上皮細(xì)胞、多核巨細(xì)胞等多種成分，以前三種為主。早期的結(jié)節(jié)主要由淋巴細(xì)胞構(gòu)成[13]，多種表型的淋巴細(xì)胞參與了細(xì)胞性結(jié)節(jié)的構(gòu)成[14, 27]；隨后巨噬細(xì)胞逐漸增多，與淋巴細(xì)胞相互混雜[17]。典型的細(xì)胞性結(jié)節(jié)[5, 19]的中心由密集的上皮樣巨噬細(xì)胞或上皮樣細(xì)胞組成[21, 25]，結(jié)節(jié)邊緣可有多核巨細(xì)胞[28]，結(jié)節(jié)外圍常見(jiàn)淋巴細(xì)胞[20, 25]。也有部分病灶的肺間質(zhì)明顯增寬而無(wú)明顯結(jié)節(jié)化，滲出也不明顯，周邊組織無(wú)明顯炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，使得肺組織形成疏松多孔結(jié)構(gòu)或不規(guī)則病灶[29]，殘存少數(shù)大的含氣肺泡。細(xì)胞性結(jié)節(jié)性病灶為多中心性，小結(jié)節(jié)邊緣逐漸向外延伸并相互連接，逐漸融合成大結(jié)節(jié)。大結(jié)節(jié)進(jìn)一步發(fā)生片狀融合、中心壞死、外周纖維化或?qū)嵶?，或急性進(jìn)展為結(jié)核性肺炎。

2.干酪性結(jié)節(jié)：干酪樣變是MTB感染的特征性病變，也是最常見(jiàn)的病變類型。干酪化意味著比較嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)。多個(gè)細(xì)胞性結(jié)節(jié)相互融合，中央壞死后逐漸形成干酪化病灶。

在壞死病灶早期，MTB較多，巨噬細(xì)胞因吞噬過(guò)多的MTB，抗酸桿菌染色呈紅色[3]。有些干酪化壞死區(qū)外也有一圈FM包繞[30]，其形態(tài)與結(jié)節(jié)形成初期肺泡中的FM不同；后者形態(tài)圓潤(rùn)而飽滿，類似氣球。這些FM呈橢圓形，脂質(zhì)溶解后外觀空亮(圖4)，免疫組化染色可見(jiàn)其分布與表型[12]。也有很多壞死的結(jié)節(jié)僅有成纖維細(xì)胞、淋巴細(xì)胞包裹[12, 31]，這些環(huán)繞的淋巴細(xì)胞被稱為淋巴細(xì)胞套(lymphoid mantle)[2, 18]或淋巴細(xì)胞圈層(lymphocytic rim)[31]。這些外圍的纖維化成分有助于炎癥的控制，如果病灶局限化，則病情相對(duì)穩(wěn)定。

圖4 小鼠肺組織切片(HE染色：×200)：干酪樣壞死性結(jié)節(jié)(右)外圍有一層富脂質(zhì)的梭形巨噬細(xì)胞包繞，其細(xì)胞透亮，最外層可見(jiàn)淋巴細(xì)胞套

多種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的肺結(jié)核可出現(xiàn)干酪樣壞死，如絨猴[32]、食蟹猴[5, 33-34]。病變輕的肺葉僅有少數(shù)綠豆大或者更小的結(jié)節(jié)，呈切面干酪樣；而全肺實(shí)變的肺結(jié)核壞死灶的切面也可呈干酪樣。這種病灶在其他動(dòng)物中也可見(jiàn)，如羊[31]、豚鼠[35]等。有文獻(xiàn)認(rèn)為小鼠肺結(jié)核不形成干酪樣壞死灶[36]，但實(shí)際上這在C57[3]、C3H小鼠[1, 30, 37]中也可見(jiàn)。另外，多種分枝桿菌感染可以引起小鼠干酪化病變，包括MTB Erdman 株[1, 37]和H37Rv株[38]、多重耐藥株[33]，甚至鳥分枝桿菌(M.avium)[3]等。

3.膿性結(jié)節(jié)(suppurative granuloma)與膿腫(abscess)：膿性結(jié)節(jié)這個(gè)概念可能會(huì)引起爭(zhēng)議，其實(shí)膿性結(jié)節(jié)在臨床中較常見(jiàn)，如淋巴結(jié)核。與固化的干酪樣壞死不同，膿性結(jié)節(jié)包含液化壞死的膿性物質(zhì)，主要是死亡的炎性細(xì)胞，特別是中性粒細(xì)胞碎片。結(jié)節(jié)中膿性成分很少，但膿腫不同。病肺的肺葉還可有巨大膿腫形成，特別是對(duì)MTB敏感的恒河猴[28](圖5)或者在攻毒劑量大的情況下。肺部病灶發(fā)生液化性壞死時(shí)，常合并胸膜粘連，切開(kāi)粘連后可見(jiàn)膿性液體，質(zhì)地濕稠，而非干性或干酪樣。有這類病灶的實(shí)驗(yàn)猴往往因?yàn)楹粑ソ叨鵀l臨死亡。膿腫可見(jiàn)于肺、支氣管組織，還可見(jiàn)于肝臟；但最常見(jiàn)的是淋巴結(jié)，特別是縱隔淋巴結(jié)、肺門淋巴結(jié)，這可能與中性粒細(xì)胞反應(yīng)有關(guān)。

圖5 中國(guó)恒河猴支氣管途徑MTB Erdman株感染。大體解剖，右肺切開(kāi)可見(jiàn)巨大膿腫形成

結(jié)節(jié)性病灶還可能含有一種以上的成分，或者兼具某種過(guò)渡類型的特征[25]，如同時(shí)含有壞死組織和細(xì)胞成分；有的結(jié)節(jié)性病灶則帶有明顯的纖維化成分[13, 39]，也有以膠原成分為主的結(jié)節(jié)性病灶[5]，但較少見(jiàn)。

圖6～8 C57BL/c小鼠感染MTB后的結(jié)核性肺炎壞死性病灶與抗酸染色。圖6為結(jié)核性肺炎肺組織切片HE染色(×40)：結(jié)核結(jié)節(jié)可見(jiàn)明顯的壞死灶，結(jié)節(jié)外可見(jiàn)大片炎性滲出病灶。圖7、8為肺組織切片抗酸染色(×400)，圖7可見(jiàn)大量紫紅色抗酸桿菌，圖8可見(jiàn)少數(shù)抗酸桿菌

(二)非結(jié)節(jié)性病灶

1.結(jié)核性肺炎(tuberculous pneumonia)：結(jié)核性肺炎并未被常規(guī)列為肺結(jié)核的病理類型，是結(jié)核性炎癥擴(kuò)散引起的，并不屬于結(jié)節(jié)性病變，而是比單純的干酪性病變更嚴(yán)重的病變類型。該類病變變態(tài)反應(yīng)劇烈，病灶面積廣，進(jìn)展迅速，易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物死亡。大面積的壞死與滲出并存是結(jié)核性肺炎的重要特征。鏡下可見(jiàn)多個(gè)相連的干酪樣壞死區(qū)域，呈地圖樣改變，同時(shí)壞死區(qū)周邊肺泡可見(jiàn)滲出[5](圖6)。這類病變可見(jiàn)于小鼠[40]，如 H37Rv[41]或Erdman株[1, 30]感染的C3HeB/FeJ小鼠、免疫缺陷小鼠[42]等；這類病變更常見(jiàn)于NHP的肺結(jié)核動(dòng)物模型[5, 32]。因此，結(jié)核性肺炎是NHP實(shí)驗(yàn)中比較常見(jiàn)的病變類型，特別是在動(dòng)物MTB敏感或者M(jìn)TB攻毒劑量大的情況下[5]，而并非Flynn認(rèn)為的屬于偶爾出現(xiàn)的病變[39]。

結(jié)核性肺炎期或者急性期，在充滿滲出液和細(xì)胞的肺泡中可見(jiàn)大量的抗酸桿菌(圖7)， 隨著壞死、纖維化、結(jié)節(jié)化的進(jìn)程，菌量明顯減少；在壞死時(shí)間較長(zhǎng)或者完全壞死的組織中，甚至見(jiàn)不到典型的抗酸桿菌，而在邊緣的纖維化區(qū)域，也僅僅有數(shù)個(gè)典型的MTB(圖8)。

2.間質(zhì)性肺炎(interstitial pneumonia，ILD)：又稱肺間質(zhì)纖維化(pulmonary fibrosis)或彌漫性實(shí)質(zhì)性肺疾病。間質(zhì)性肺炎因?yàn)殚L(zhǎng)期的肺組織損傷引起細(xì)胞外基質(zhì)的沉積，膠原組織替代正常肺組織，導(dǎo)致肺泡壁增厚、變硬[43]，并非普遍認(rèn)同的結(jié)核病變類型，但部分文獻(xiàn)認(rèn)為肺纖維化屬于肺結(jié)核的病變后果[43-44]，結(jié)核病研究大家Flynn也將“間質(zhì)纖維化”列為肺結(jié)核的病變類型[5,39,45-46]。

小鼠實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核均可見(jiàn)不同程度的間質(zhì)性肺炎(圖9)，C57BL/6小鼠的病變表現(xiàn)為肺間質(zhì)巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)和肺間質(zhì)纖維化[2]或者肺間質(zhì)彌漫性增寬[38]，這也被稱為彌漫性肉芽腫肺炎[47]，鏡下可見(jiàn)類似模式小鼠的新型冠狀病毒肺炎(corona virus disease 2019，COVID-19)[48-49]；也有更嚴(yán)重的肺間質(zhì)纖維化和肺實(shí)變[50]。C3HeB/FeJ小鼠在接種Erdman菌株后肺間質(zhì)發(fā)生纖維化并伴壞死[1]。Balb/c小鼠在H37Rv感染后可見(jiàn)廣泛的滲出和肺間質(zhì)淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)[35]或者很重的間質(zhì)性肺炎[47]。

圖9 小鼠間質(zhì)性肺炎肺組織切片HE染色(×200)：可見(jiàn)肺間質(zhì)增寬，并有淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)，巨噬細(xì)胞增生間質(zhì)性肺炎

NHP的MTB感染可出現(xiàn)壞死性病灶伴肺間質(zhì)明顯增寬[33, 51]，類似病毒性肺炎[34]。其他實(shí)驗(yàn)動(dòng)物如大鼠[16]、兔[52]、山羊[31]和豚鼠[53]的MTB感染也可出現(xiàn)間質(zhì)性肺炎。

值得注意的是，某些“間質(zhì)性肺炎”[54]是由解剖或取材時(shí)肺組織受到外力擠壓，肺泡內(nèi)空氣被排出而形成的，所以可能會(huì)導(dǎo)致誤判。由于缺乏結(jié)節(jié)性病灶，間質(zhì)性肺炎的病變程度評(píng)分較困難，但肺相對(duì)質(zhì)量和肺浮重可以作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。與結(jié)節(jié)性病灶不一樣，間質(zhì)性肺炎的病灶不會(huì)明顯局限化，其嚴(yán)重程度取決于殘存肺泡的數(shù)量與肺間質(zhì)寬度。如果合并其他病灶，如肺內(nèi)占位性病變，則動(dòng)物容易出現(xiàn)呼吸困難。

圖10～12 C57BL/c小鼠感染MTB后實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核的其他肺結(jié)核病變類型。 圖10為肺組織切片(HE染色：×200)，可見(jiàn)肺組織結(jié)節(jié)旁的代償性肺氣腫，結(jié)核結(jié)節(jié)旁有部分肺泡破裂，融合。圖11為肺組織切片(HE染色：×100)，可見(jiàn)廣泛性肺充血伴局灶性肺水腫。圖12為肺組織切片(HE染色：×200)，可見(jiàn)結(jié)節(jié)旁廣泛性肺水腫

3.鏡下的空洞與鈣化：有文獻(xiàn)指出，MTB實(shí)驗(yàn)性感染也會(huì)出現(xiàn)鈣化與空洞，包括MTB、M.bovis感染的各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物[36]；也有文獻(xiàn)指出恒河猴和食蟹猴都會(huì)形成結(jié)核空洞，但不一定出現(xiàn)鈣化與干酪化[55]；但諸多文獻(xiàn)證實(shí)多種動(dòng)物包括食蟹猴[5]、兔[52]、豚鼠[14]、山羊[31]的肺結(jié)核都有鈣化與空洞形成。還有文獻(xiàn)認(rèn)為兔、豚鼠、猴肺結(jié)核都能發(fā)生空洞和鈣化，而小鼠肺結(jié)核不形成空洞，一般也不形成干酪樣病灶[56]；這意味著小鼠模型不能模擬人肺結(jié)核的全部病變類型，模型有一定缺陷。稍后的研究發(fā)現(xiàn)，小鼠肺結(jié)核也有明顯的大的空洞形成，如C3HeB/FeJ、CBA/J小鼠[2]。盡管空洞與鈣化被認(rèn)為是很重要的標(biāo)志，但從大體解剖與鏡下診斷看，實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核的鈣化[39]與空洞都屬于不常見(jiàn)的病變類型。

實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核的干酪化壞死物被吸收后收縮，形成空洞，而濃縮的壞死物則形成鈣化灶，呈現(xiàn)空洞與鈣化并存的現(xiàn)象，是同一病變的多種表現(xiàn)形式；鈣化在未完全形成時(shí)空洞特征不明顯。實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核的空洞與鈣化的病灶比較小，且空洞非開(kāi)放性，這與臨床肺結(jié)核不同。組織切面的結(jié)節(jié)中間有圓形空缺，有可能是細(xì)/小支氣管的橫截面，不一定是結(jié)核性空洞。隨著化療藥物的發(fā)展，肺結(jié)核的臨床結(jié)核病變類型已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，過(guò)去常見(jiàn)且嚴(yán)重的病變類型如纖維空洞型、干酪樣肺炎已經(jīng)變得很罕見(jiàn)，所以糾結(jié)于是否形成空洞與鈣化或許已沒(méi)有現(xiàn)實(shí)意義。另外，因?yàn)閯?dòng)物倫理和福利等原因，現(xiàn)在也很難通過(guò)動(dòng)物模型復(fù)制與人類結(jié)核病相似的空洞性肺結(jié)核動(dòng)物模型。

4.其他類型的病變：除以上病變外，肺結(jié)核還可伴有其他病理改變，如周圍炎、肺水腫(滲出)、肺充血、肺氣腫、支氣管炎、鈣化/空洞。其中，肺氣腫、肺水腫、肺充血等這些并不是特征性病變，所以可能會(huì)被忽略或者回避。

(1)代償性肺氣腫：是肺結(jié)核的繼發(fā)性病變。長(zhǎng)期嚴(yán)重的咳嗽可引起肺泡過(guò)度擴(kuò)張或者部分肺組織實(shí)變后出現(xiàn)代償性肺氣腫。鏡下可見(jiàn)猴肺泡擴(kuò)大，并伴有肺泡壁破壞、肺泡融合、肺間質(zhì)增寬、肺泡過(guò)度充氣等[28]；這在小鼠中也可見(jiàn)[38](圖10)。另外，肺氣腫常伴隨纖維化改變[28]。(2)肺充血：是因?yàn)檠装Y反應(yīng)，使小血管增粗，結(jié)核病灶周圍可見(jiàn)明顯廣泛的肺充血[1,38]，或肺組織中炎性細(xì)胞增多并出現(xiàn)明顯的充血[57]，或充血伴水腫[58](圖11)。(3)肺水腫：是肺組織炎性滲出，HE染色見(jiàn)肺泡內(nèi)充滿粉紅色物質(zhì)，為滲出的蛋白。在小鼠感染的各階段肺組織局部均可發(fā)現(xiàn)肺水腫[29]。恒河猴在減毒株感染后也可見(jiàn)廣泛性肺水腫[54](圖12)。這種滲出可以是一過(guò)性的，肺部滲出液會(huì)逐漸吸收，從而使缺氧得到緩解；如果范圍過(guò)大，動(dòng)物可能因此缺氧而死亡。(4)支氣管病變：細(xì)/小支氣管周圍炎繼續(xù)進(jìn)展為細(xì)小支氣管炎，周圍組織的壞死過(guò)程也會(huì)波及細(xì)小支氣管[59]；膿性或者干酪樣壞死物可能會(huì)突破小支氣管壁，進(jìn)入管腔，或者堵塞支氣管[60]。MTB感染還可以引發(fā)淋巴管炎[14, 59]。

結(jié)核結(jié)節(jié)只是肺結(jié)核的典型病變，而不是肺結(jié)核的唯一病變類型。除了常見(jiàn)的壞死性、細(xì)胞性、纖維性、混合性結(jié)節(jié)外，結(jié)核性肺炎也屬于肺結(jié)核的病變類型。另外，本文還將血管周圍炎、細(xì)/小支氣管周圍炎、間質(zhì)性肺炎、(代償性)肺氣腫、肺水腫、肺膿腫、肺充血、支氣管炎等列為肺結(jié)核的病變類型。

四、病變類型與時(shí)間進(jìn)展

病變類型和病變程度與多種因素有關(guān)，如動(dòng)物品系、菌株類型、接種劑量、干預(yù)因素以及病程等。病變因動(dòng)物品系而有所差異，如C3H小鼠病變比Balb/c小鼠嚴(yán)重[41]；如大鼠對(duì)MTB不敏感，慢性期病灶會(huì)逐漸縮小[16]。

一般情況下病變會(huì)進(jìn)行性加重，也有病變逆轉(zhuǎn)的報(bào)告。敏感動(dòng)物感染后病灶會(huì)逐漸進(jìn)展，隨感染時(shí)間延長(zhǎng)，病變面積逐漸增加，病灶占肺組織比例逐漸升高；結(jié)節(jié)逐漸增大，增多；如M.bovis感染山羊[31]和CBA/J小鼠[25]。干預(yù)因素處理組病變也有類似的趨勢(shì)，只是進(jìn)展相對(duì)緩慢[29]；但也有相反的情況，如疫苗組小鼠后期比前期病變更輕[47]?？赡艿脑蚴牵诟深A(yù)因素作用下細(xì)菌數(shù)量得到有效控制，肺泡中的滲出被吸收，炎性細(xì)胞浸潤(rùn)減少，病灶縮小。

病變與時(shí)間進(jìn)程并不一致，同一時(shí)間可以出現(xiàn)多種病變類型或者同一種病變類型可以在不同時(shí)間出現(xiàn)。如小鼠肺組織病變從結(jié)構(gòu)松散的小結(jié)節(jié)或者到出現(xiàn)泡沫狀細(xì)胞，時(shí)間從幾周到幾個(gè)月都有可能[17-18]；如C3H小鼠在感染后的1～2個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)幾種不同病變程度與類型的病灶，包括以壞死為主的結(jié)節(jié)、結(jié)核性肺炎以及細(xì)胞性結(jié)節(jié)病灶[1]；如豚鼠的鈣化灶可以在感染后6周內(nèi)、 60 d后[14]或者29周后發(fā)生[36]。

另外，病變也與感染劑量有關(guān)，菌量過(guò)低時(shí)，病變進(jìn)展緩慢，表現(xiàn)為彌散的、結(jié)構(gòu)松散的結(jié)節(jié)病灶；而高劑量組的壞死性病變則會(huì)更早出現(xiàn)，也更容易出現(xiàn)結(jié)核性肺炎。

五、病變程度的評(píng)分

肺結(jié)核病變程度的評(píng)價(jià)有多種方法。包括大體解剖評(píng)分、組織病理學(xué)評(píng)價(jià)、臟器指數(shù)(肺相對(duì)質(zhì)量)、肺浮重(密度)、免疫組化染色等[61]。大體解剖是最直觀的方法，正常的肺組織取出后會(huì)因?yàn)槭а伾儨\，而病肺因?yàn)檠仔圆≡疃伾兩?，且質(zhì)地與質(zhì)量取決于病變程度；組織病理學(xué)評(píng)價(jià)可以明確病變類型、病灶數(shù)量、病變面積；大體解剖與組織病理學(xué)具體評(píng)分方法見(jiàn)文獻(xiàn)[61]。臟器指數(shù)與肺浮重可以量化肺損傷的程度。大動(dòng)物可以通過(guò)稱量肺浮重和臟器指數(shù)評(píng)價(jià)肺部炎癥的程度，因?yàn)闈B出或者壞死、纖維化等組織實(shí)變，肺相對(duì)質(zhì)量(肺指數(shù))會(huì)有增加。所有動(dòng)物的肺指數(shù)都可以通過(guò)稱量得出，而肺浮重只有較大的動(dòng)物才容易測(cè)量。免疫組化染色可以判斷免疫細(xì)胞亞群和分布范圍以及浸潤(rùn)程度等。

六、藥物和疫苗的有效性評(píng)價(jià)

抗結(jié)核藥物與疫苗有效性評(píng)價(jià)的方法包括組織的細(xì)菌載量、病理評(píng)分、免疫應(yīng)答強(qiáng)度和影像學(xué)檢測(cè)等。

細(xì)菌載量是常用方法之一，可以量化評(píng)價(jià)藥物或疫苗效果；細(xì)菌載量同時(shí)也是非?？陀^的指標(biāo)。細(xì)菌載量與病變程度有相關(guān)性，但相關(guān)程度并不是非常高；所以有必要結(jié)合其他方法來(lái)評(píng)價(jià)?？顾崛旧彩且环N直觀的方法，其壞死組織的結(jié)核分枝桿菌形態(tài)不典型，很難判斷，不能反映病變后期組織中的菌量，所以應(yīng)用受到一定限制。

病理評(píng)分是病變程度的量化，雖然有一定的主觀性；但不失為最直接、最準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)方法。病理評(píng)分包括大體解剖的評(píng)分和細(xì)胞病理學(xué)評(píng)分。大體解剖評(píng)分的參數(shù)包括病變的體積與數(shù)量；細(xì)胞病理學(xué)評(píng)分的參數(shù)包括多種細(xì)胞類型或者病變類型。肺相對(duì)質(zhì)量(肺指數(shù))與肺浮重(肺密度)也是病變大體評(píng)價(jià)方法的一種。肺指數(shù)適合大小不同的動(dòng)物，而肺浮重僅適合大動(dòng)物；小動(dòng)物肺太小而難以計(jì)算體積。

疫苗效果的預(yù)測(cè)常用到免疫學(xué)參數(shù)，包括特異性抗體滴度和細(xì)胞免疫應(yīng)答強(qiáng)度，如CD4+T細(xì)胞和CD8+CLT細(xì)胞或者其他免疫細(xì)胞比例等。酶聯(lián)免疫斑點(diǎn)測(cè)試(Elispot)是另外一種檢測(cè)細(xì)胞免疫的方法，可以反映分泌特異性干擾素(IFN-γ)的效應(yīng)性T細(xì)胞數(shù)量。

核磁共振(MRI)和各種類型的CT等影像學(xué)方法也逐漸應(yīng)用于結(jié)核動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，這不僅可以量化病變的體積大小與病灶的數(shù)量，還可以更客觀、更直觀地動(dòng)態(tài)觀察病變進(jìn)展，有別于傳統(tǒng)的檢測(cè)方法。但這些儀器只是在少數(shù)實(shí)驗(yàn)室中被使用，暫時(shí)難以普及。

另外，生存時(shí)間、死亡率等也都可以作為評(píng)價(jià)的指標(biāo)。

總之，結(jié)核性病變是復(fù)雜的。血管周圍炎、細(xì)/小支氣管周圍炎、結(jié)核性肺炎、間質(zhì)性肺炎都是實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核的表現(xiàn)形式。全面認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)性肺結(jié)核的病變形態(tài)，并認(rèn)識(shí)到結(jié)核病變的多樣性，對(duì)結(jié)核動(dòng)物模型的構(gòu)建、抗結(jié)核藥物與疫苗的研發(fā)，以及臨床診斷結(jié)核病有著非常重要的意義。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻(xiàn)包容：負(fù)責(zé)課題設(shè)計(jì)，查閱文獻(xiàn)，撰寫論文；高建峰：負(fù)責(zé)文章修改與潤(rùn)色；饒艷：負(fù)責(zé)文章修改，審核，并最后定稿