肺纖維化大鼠超微病理觀察

肺纖維化大鼠超微病理觀察

肺纖維化（pf）是肺損傷后端纖維細(xì)胞的克隆和外基質(zhì)細(xì)胞（ecm）積聚，有效氣田的減少。同時(shí)，它也是肺組織損傷、修復(fù)或缺失修復(fù)的病理動(dòng)態(tài)過程。為進(jìn)一步理解PF病理學(xué)特點(diǎn),本文用電子顯微鏡描述了博萊霉素(BLM)誘導(dǎo)大鼠PF過程中,肺泡腔、肺泡上皮細(xì)胞(alveolarepithelialcell,AEC)和肺間質(zhì)不同時(shí)期病理特點(diǎn),對(duì)肺損傷的先后順序和臨床的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行探討。1保肝組織中bm的檢測(cè)清潔級(jí)SD大鼠(購(gòu)自北京維通利華公司)48只,體重180～200g,4月齡,隨機(jī)分為對(duì)照組和博萊霉素(BLM)組,每組24只。對(duì)照組一次性氣管內(nèi)注入生理鹽水0.2ml/100g;BLM組一次性氣管內(nèi)注入等容積BLM5mg/kg,分別于給藥后第3、7、28天麻醉大鼠,肺組織用6%戊二醛固定,按照透射電鏡程序包埋、切片、染色;用H-600電鏡觀察。2結(jié)果2.1肺組織病理學(xué)檢測(cè)第3天肺組織的主要病理改變以炎性滲出為主,肺泡腔普遍擴(kuò)大,充滿滲出性液體,炎性細(xì)胞以中性粒為主,同時(shí)可見活化血小板、紅細(xì)胞和纖維束樣物質(zhì);偶見淋巴細(xì)胞,偶見肺泡閉合或塌陷(圖1,2)。第7天部分肺泡和毛細(xì)血管狹窄或閉合,部分代償性擴(kuò)張,其中含紅細(xì)胞和大量活化巨噬細(xì)胞,直徑12μm左右,胞漿中有吞噬的紅細(xì)胞及細(xì)胞碎片,中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞少見;由于肺泡腔和毛細(xì)血管閉合及肺間質(zhì)水腫,導(dǎo)致肺組織實(shí)性改變,換氣面積減少(圖3,4)。第28天肺泡數(shù)明顯減少,殘余肺泡、肺泡管和肺泡腔進(jìn)一步擴(kuò)張、形成肺大泡,肺泡中殘留少量炎性滲出,除巨噬細(xì)胞外,還有大量嚴(yán)重?fù)p傷脫落的AECs,肺泡壁的三層結(jié)構(gòu)變成兩層結(jié)構(gòu),毛細(xì)血管壁直接裸露于肺泡腔(圖5)。2.2aecs的變化第3天Ⅰ型AECs嚴(yán)重受損,胞漿局灶壞死或液化,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張,線粒體腫脹,嵴斷裂,甚至空化,而部分線粒體基質(zhì)密度增高,部分AECs可見增殖分裂相,基底膜不連續(xù);Ⅱ型AECs呈激活狀態(tài),細(xì)胞表面有長(zhǎng)短不一的突起,線粒體嵴密度明顯增高,胞漿內(nèi)有大量板層小體(圖6)。第7天AECs損傷進(jìn)一步加重,數(shù)量明顯減少,基底膜溶解破壞,細(xì)胞連接消失,局部毛細(xì)血管壁裸露于肺泡腔,紅細(xì)胞直接滲入肺泡腔(圖7)。28天AECs的數(shù)量比第7天再度減少,殘存肺泡擴(kuò)張更加明顯,形成肺大泡,肺泡中大量AECs胞體收縮變成圓形,或壞死脫落于肺泡腔,部分肺泡壁AECs缺失,肺泡成為單層毛細(xì)血管壁包圍的囊腔。此外,由于肺胞腔閉合和改建,部分AECs處于間質(zhì)中,被炎性細(xì)胞或成纖維細(xì)胞包圍,基底膜完全溶解,周圍有大量膠原纖維,肺泡和間質(zhì)無明顯界限(圖8)。2.3間質(zhì)的病理表現(xiàn)第3天肺間質(zhì)炎癥不明顯,主要表現(xiàn)為散在的局灶性滲出,炎性浸潤(rùn)以巨噬和淋巴細(xì)胞為主,細(xì)小支氣管周圍散在成堆淋巴細(xì)胞。成纖維細(xì)胞增生不明顯,主要位于肺泡膈頂端,細(xì)胞突起周圍有大量膠原纖維,部分細(xì)胞突起與膠原纖維將毛細(xì)血管和AECs分離。間質(zhì)毛細(xì)血管擴(kuò)張明顯,部分有血栓形成,內(nèi)皮細(xì)胞破壞不顯著(圖9)。第7天間質(zhì)炎癥范圍擴(kuò)大,滲出液增多,巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)為主,成纖維細(xì)胞漂浮于滲出液中,細(xì)胞突起周圍有大量膠原纖維束,可見纖細(xì)的蛋白原纖維,細(xì)小支氣管周圍的纖維細(xì)胞增生尤為明顯(圖10)。毛細(xì)血管出現(xiàn)廣泛狹窄和閉塞,微小血栓形成,部分白細(xì)胞限制于血管內(nèi),這一時(shí)期病理實(shí)質(zhì)主要是肺間質(zhì)炎和和廣泛微血栓形成。第28天炎性滲出減少,肺間質(zhì)以成纖維細(xì)胞和大量膠原纖維束為主,AECs和毛細(xì)血管之間充滿大量纖維細(xì)胞和膠原纖維束,肺泡正常血?dú)饨粨Q結(jié)構(gòu)徹底破壞,AECs壞死現(xiàn)象愈加嚴(yán)重,間質(zhì)中巨噬細(xì)胞和AECs數(shù)量少于第7天;毛細(xì)血管和細(xì)小支氣管數(shù)也明顯減少。肺泡周圍少量殘留毛細(xì)血管明顯擴(kuò)張,部分毛細(xì)血管狹窄和(或)閉塞(圖11)。3pf病理特點(diǎn)及意義BLM氣管注入誘導(dǎo)的大鼠肺纖維化病理過程與人IPF相似,因而成為IPF的經(jīng)典動(dòng)物模型被廣泛應(yīng)用于多種實(shí)驗(yàn)研究。在BLM誘導(dǎo)的PF病理機(jī)制中,肺泡、ACE和肺間質(zhì)的病理改變和因果解釋不盡相同。本項(xiàng)研究觀察顯示損傷后第3天病理主要表現(xiàn)是急性肺泡炎,肺泡充滿滲出液,含大量炎性細(xì)胞、血小板及紅細(xì)胞,炎性細(xì)胞以中性粒細(xì)胞為主,肺泡很少閉合或塌陷,AECs出現(xiàn)不同程度損傷。間質(zhì)表現(xiàn)為輕度炎癥反應(yīng),可見散在局限性水腫,毛細(xì)血管擴(kuò)張,同時(shí)出現(xiàn)散在的微血栓,血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷不明顯。這些特點(diǎn)說明BLM首先損傷AECs,引起中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主的急性肺泡炎,啟動(dòng)了PF。BLM損傷第7天AECs損傷廣泛,并出現(xiàn)壞死,細(xì)胞數(shù)目開始減少;肺泡閉合和代償性擴(kuò)張同時(shí)存在,炎性細(xì)胞由中性粒細(xì)胞為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐跃奘杉?xì)胞為主。肺間質(zhì)炎癥加重,滲出增多,可見巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞浸潤(rùn);成纖維細(xì)胞開始增生,膠原合成增加;毛細(xì)血管廣泛狹窄和(或)閉塞,血管微血栓形成較多。這些特點(diǎn)說明PF的病理特點(diǎn)為肺泡炎和間質(zhì)炎并重,血管內(nèi)皮細(xì)胞變化不顯著。BLM損傷第28天病肺泡閉合與消失嚴(yán)重,AECs脫落、死亡廣泛,數(shù)目顯著減少,擴(kuò)大的肺泡腔中毛細(xì)血管裸露,大部分肺組織形成以纖維細(xì)胞、膠原纖維和少量巨噬細(xì)胞為主的肉芽腫結(jié)構(gòu),其中偶有損傷嚴(yán)重的AECs。說明PF晚期是一個(gè)肺泡正常結(jié)構(gòu)破壞消失,結(jié)締組織取代的終結(jié)。PF首先是一個(gè)Ⅰ型AECs持續(xù)破壞、死亡直到消失的過程,其病理性標(biāo)志外形由扁平變?yōu)閳A形,線粒體水腫、嵴斷裂和細(xì)胞空化,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張和胞漿局灶性壞死,最后脫離肺泡壁死亡;Ⅱ型AECs在PF早期可能有一定程度的增殖,但也表現(xiàn)為以一個(gè)破壞和死亡為主的過程。其次,PF是一個(gè)毛細(xì)血管退化的過程,早期以擴(kuò)張后,隨即出現(xiàn)廣泛閉合、栓塞,最終肺組織中毛細(xì)血管數(shù)目減少。整個(gè)PF過程中,肺間質(zhì)表現(xiàn)為由輕到重的炎癥和結(jié)締組織持續(xù)增生過程。三者共同發(fā)展,正常蜂窩狀肺組織被實(shí)性結(jié)締組織所取代。這些觀察與文獻(xiàn)報(bào)道不完全相同,但更符合PF晚期呼吸衰竭、組織硬化、體積減小的解剖特點(diǎn)。在光鏡10倍物鏡下,可以用網(wǎng)格測(cè)試系統(tǒng)和圖象分析系統(tǒng)測(cè)算肺泡體密度、肺間質(zhì)體密度和肺血管體密度,反映PF的病理過程,但是這種測(cè)算有一定缺陷,不能真實(shí)顯示肺各種成分的體積比,難以說明各種成分的增加和減少,如早期PF肺泡體密度降低實(shí)質(zhì)是肺泡的炎性實(shí)變,而中期降低主要與肺泡閉合相關(guān),兩個(gè)時(shí)期的肺泡數(shù)量變化不大;只有晚期的肺泡體密度才反映了肺泡數(shù)量減少和間質(zhì)增多的實(shí)際情況。其次,光鏡不能分辨肺泡的閉合、實(shí)變和消失;也難以克服肺泡代償性擴(kuò)大對(duì)肺泡體密度值的影響。同理,肺血管體密度值也受