Chinese Medical Journal, 2007, Vol. 120 No. 17 : 1556-1560

Легочный саркоид-подобный гранулематоз, индуцированный алюминиевой пылью: история болезни и обзор литературы

Cai Hou-rong, Cao Min, Meng Fan-qing, Wei Jing-yi
Department of Pulmonary Medicine, Department of Pulmonary Medicine, Department of Pulmonary Medicine, Department of Pulmonary Medicine, Affiliated Drum Tower Hospital, Nanjing University School of Medicine, Nanjing 210008, China

Реферат

С воздействием алюминиевой пыли связывают развитие различных легочных патологий, включая интерстициальный фиброз (1-5), десквамативную интерстициальную пневмонию (6) и легочный альвеолярный прортеиноз (7). По нашим данным, гранулематозная болезнь легкого, индуцированная алюминиевой пылью является редкой, ранее в литературе сообщалось только о 2 случаях (8,9). Мы собщаем о саркоид-подобной гранулематозной болезни у пациента, подвергнутого воздействию алюминиевой пыли.

История болезни

Пациент - 50-летняя женщина с периодическим кашлем с белой пенистой мокротой и одышкой в течение 3 лет. Врачи местной больницы подозревали хронический бронхит и проводили лечение антибактериальными средствами. Первоначально, кашель и одышка уменьшилсь, но затем вернулись. Однако, за месяц до поступления в нашу клинику, вышеупомянутые симптомы значительно прогрессировали. Рентгенограмма показала диффузные инфильтативные помутнения в средних и нижних долях легкого, поэтому пациент был направлен в нашу клинику для дальнейшего исследования. Пациент не имел истории астмы, аллергии и семейной истории респираторных болезней. Пациент никогда не курил и не сообщил о заболевании туберкулезом, ночной потливости, лихорадке, ознобе или потере веса. В течение 15 лет пациент работал на фабрике по вторичной переработке металла, где подвергался интенсивному воздействию алюминиевой пыли, а также, в меньшей степени, железа, меди, цинка и никеля. Бериллий на фабрике не использовался. Хотя рабочее место было сильно запылено, пациент не носил защитную маску. При проведении начальной медицинской оценки, пациент продолжал работать.

Физикальная экспертиза не показала признаков увеита, цервикальной или надключичной лимфаденопатии. Не имелось увеличения печени, почек и селезенки. Периферический пульс был нормальным. Утолщение концевых фаланг пальцев, цианоз и отек отсутствовали, кожных высыпаний не было. Наблюдась гипоксемия (pH, 7.43; парциальное давление углекислого газа 29.9 mmHg; парциальное давление кислорода, 58 mmHg), оксиметрия показала содержание оксигемоглобина 91 %. Общее и биохимическое исследование крови не показали ненормальностей. Туберкулиновая кожная проба была положительной. Микроскопия мокроты и культуральные исследования на микобактерии и грибы были отрицательны. Реакция оседания эритроцитов была ускоренной 28 mm/h. Электролиты, функция почек и печени были нормальны. Антинуклеарные антитела, ревматоидный фактор и антинейтрофильные цитоплазматические антитела были отрицательны. Исследование функции легкого показали рестриктивный паттерн с общей емкостью легких (TLC) 1.77 л (35.6 % от должного), форсированную жизненную емкость 1.34 л (44.1 % от должного), объем форсированного выдоха за 1-ю секунду 1.24 л (47.7 % от должного). Диффузионная способность по окиси углерода (DLco) была уменьшена (10 % от должного). КТ с высоким разрешением показала двусторонние области с эффектом ''матового стекла'', очаговые консолидации, обширные ретикулярные области с ослаблением сигнала и тракционные бронхоэктазы. Признаков плеврального выпота, внутригрудной или средостенной лимфаденопатии отмечено не было.

Рассматривался диагноз интерстициальной пневмонии. Была выполнена открытая биопсия легкого. Гистологическое исследование показало правильно построенные ненекротические гранулемы с многоядерными гигантскими клетками, главным образом вдоль бронховаскулярных связок. В некоторых гранулемах наблюдались многоядерные гигантские клетки Лангерганса или типа ''инородное тело''. В паренхиме наблюдалось умеренное хроническое интерстициальное воспаление, но фиброз и сотовое легкое отсутствовали. Световая микроскопия в поляризовонном свете не показала инородных и светопреломляющих частиц в гранулемах. Окрашивание по Гроккоту и Шиффу было отрицательным.

После исключения инфекционных агентов, на основании профессиональной истории пациента, мы подозревали, что воздействие одного или более материалов на рабочем месте, может участвовать в развитии гранулематозной легочной болезни. Чтобы выяснить, действительно ли неорганический частицы, возможно алюминий, фактически находятся в гранулемах, была выполнена растровая электронная микроскопия (SEM, JEOL-JSM-6360LV, JEOL Inc., Japan) и рентгеновская дисперсионная спектроскопия (EDXA, EDAX- GENESIS 2000 XM analyzer, EDAX Inc., USA). Частицы в легком были измерены, используя морфометрический анализ ткани (10-12). Залитая в парафине ткань легкого была размещена на предметном стекле, очищена от парафина с помощью ксилола и исследована с помощью вторичной эмисии электоронов (SEI), обратного рассеяния электронов (BEI) и EDXA. Области с гранулемами были идентифицированы с помощью SEI. С помощью BEI в гранулемах было обнаружено большое количество ярких, нерегулярных частиц. Такие частицы не наблюдались в окружающей негранулематозной ткани. EDXA этих частиц показала дискретный пик (Al, 1.486 keV), соответсвующий алюминию. Спектр ткани легкого, не содержащей этих частиц, не показал следов алюминия. С помощью той же самой процедуры, были оценены образцы пыли, воздействию которой пациент подвергался на рабочем месте. С помощью EDXA в спектре был обранужен пик, соответсвующий аллюминию, аналогичный наденному в гранулеме. В качестве контрольного эксперимента, была исследована легочная ткань пацинта с ненекротическим гранулематозным воспалением, с клиническими особенностями, совместимыми с саркоидозом без истории воздействия алюминия. BEI не показал наличия частиц. EDXA гранулем не демонстрировала наличия алюминия.

На основании профессиональной истории, гистологических и минералогических исследований, у пациента был диагностирован легочный саркоид-подобный гранулематоз, индуцированный алюминиевой пылью. было начато лечение преднизолоном, 80 милиграмм в течение 10 дней и затем преднизоном 40 милиграмм в день. Через 30 дней кашель, мокрота и одышка улучшилась и радиологические ненормальности уменьшилось. Исследование легочной функции показало значительное улучшение DLco с минимальным улучшением форсированной жизненной емкости и TLC через 4 месяца терапии. В настоящее время пациент наблюдается.

Обсуждение

Гранулематозная болезнь легкого может происходить в ответ на разнообразные инфекционные агенты и при ингаляции и органических и неорганических субстанций (13). В большинстве случаев, поиск специфического агента, который приводит к гранулематозной реакции, очень труден. Иногда, специфический агент удавалось идентифицировать у некоторых пациентов.

Наш пациент имел хроническую интерстициальную гранулематозную болезнь легкого. Дифференциальный диагноз включал множество возможностей. Инфекционные болезни могли быть исключены из-за отсутствия серологических и бактериологических ненормальностей. Отсутствие средостенной лимфаденопатии или внелегочных проявлений свидетельствовали против диагноза саркоидоз. После исключения инфекционных агентов и саркоидоза, на основании профессиональной истори и начальной патологии, мы подозревали, что в развитии легочной гранулематозной болезни могли участвовать один или большее количество материалов, воздействию которых пациент подвергался на рабочем месте. Минералогический анализ с помощью EDXA показал наличие в гранулеме с многоядерными гигантскими клетками наличие дискретного пика, соответствиующего алюминию (Al, 1.486 keV). EDXA также показала наличие аналогичного пика в пыли, воздействию которой пациент подвергался на рабочем месте. Это предполагает, что между воздействием алюминия и легочными саркоид-подобными гранулемами имелась причинная связь.

Связь аллюминия с астмой была признана начиная с 1930-х. Shaver и Riddell в 1940-х описали паренхиматозную болезнь на заводах по очистке алюминия (14,15). Профессиональное воздействие алюминия при шлифовке, полировке и сварке было связано с паренхиматозной болезнью легкого (16), включая хронический бронхит, легочный фиброз, острый трахеобронхит, пневмонит, легочно-альвеолярный протеиноз и отек легкого. Респираторные эффекты, связанные с воздействием алюминия в некоторой степени зависят от производственного процесса, при котором происходит воздействие. Механизмы, ответственные за развитие индуцированной алюминием паренхиматозной болезни легкого, изучены плохо.

Клатеры интерстициального легочного фиброза на заводах по производству алюминия были зарегистрированы в Европе, Новой Зеландии, Канаде и Англии (15,16). В большинстве случаев, гистологическое исследование показало обширный диффузный фиброз с различной частотой эмфиземы (2-5,16,17). Однако, у нашего пациента, в отличие от ранее сообщенных случаев (1,15-17), гистологическая картина характеризовалась присутствием множественных гранулем в интерстиции. Интересно, что в литератуе ранее сообщалось о только двух подобных случаях. В 1978 г. Chen (8) сообщил о 31-летнем пациенте, работавшего в авиационной промышленности, который подвергался воздействию алюминиевой пыли, у которого развилась неказеозная гранулематозная болезнь легкого. Гистологическая экспертиза показала инфильтраты с гранулемами типа ''инородное тело'' и электронная микроскопия подтвердила присутствие алюминия в гранулемах. Позже, Vuyst (9) сообщил, что интерстициальная болезнь легкого развилась у 32-летнего химика после работы в течение 8 лет в загрязноной атмосфере, содержащей алюминиевую пыль. У пациента развилась неказеозная гранулематозная болезнь легкого с начальным диагнозом саркоидоз. Трансбронхиальная биопсия легкого показала саркоид-подобные эпителиоидные гранулемы. Минералогическое исследование показало, что гранулемы содержали включения, главным образом состоящие из алюминия. Недавно сообщалось о случае гранулематозной болезни легкого у зубного техника, связанной с воздействим бериллия и алюминия (18).

Хотя причины саркоидоза остаются неизвестными, имеются свидетельства, поддерживающие предположения, что саркоидоз происходит при воздействии специфического агента на наследственно восприимчивого индивидуума (13,19). Поэтому, точный диагноз зависит от точной идентификации потенциального воздействия органических и неорганических антигенов. Недавно, Drent с коллегами (20) сообщили о пересмотре историй болезни 50 пациентов, у которых первоначально был диагностирован саркоидоз. В 14 случаях пациенты упоминали историю воздействия стекловолокна или минерального волокна. EDXA семи экземпляров биопсии показала наличие кварца, алюминия и титана, которые являются элементами искусственных минеральных волокон, что указывает на причинную связь между воздействием минеральных волокон и легочными саркоид-подобными гранулемами. Поэтому, необходим поиск любого возможного воздействия на пациента с подозреваемым саркоидозом (13,19,20).