橫幅1

 

10. 呼吸系統

章節編輯:  Alois David 和 Gregory R. Wagner


 

目錄

表格和數字

結構與功能
莫頓李普曼

肺功能檢查
烏爾夫·烏爾夫瓦森和莫妮卡·達爾奎斯特

呼吸道刺激物和有毒化學品引起的疾病
David LS Ryon 和 William N. Rom

職業性哮喘
George Friedman-Jimenez 和 Edward L. Petsonk

有機粉塵引起的疾病
拉格納萊蘭德和理查德 SF 席林

鈹病
霍馬雲·卡澤米

塵肺病:定義
阿洛伊斯大衛

國際勞工組織塵肺病放射照片國際分類
米歇爾·勒薩奇

塵肺病的發病機制
帕特里克塞巴斯蒂安和雷蒙德貝金

矽肺病
約翰·E·帕克和格雷戈里·瓦格納

煤工肺病
Michael D. Attfield、Edward L. Petsonk 和 Gregory R. Wagner

石棉相關疾病
瑪格麗特·貝克萊克

硬金屬病
熱羅拉莫·奇亞皮諾

呼吸系統:各種塵肺病
Steven R. Short 和 Edward L. Petsonk

慢性阻塞性肺疾病
Kazimierz Marek 和 Jan E. Zejda

人造纖維對健康的影響
James E. Lockey 和 Clara S. Ross

呼吸道癌
保羅·博菲塔和伊麗莎白·韋德帕斯

職業獲得性肺部感染
Anthony A. Marfin、Ann F. Hubbs、Karl J. Musgrave 和 John E. Parker

單擊下面的鏈接以在文章上下文中查看表格。

1. 呼吸道區域和顆粒沉積模型
2. 可吸入、胸腔和可吸入粉塵標準
3. 呼吸道刺激物總結
4. 吸入物質造成肺損傷的機制
5. 具有肺毒性的化合物
6. 職業性哮喘的醫學病例定義
7. 工作場所哮喘診斷評估的步驟
8. 可引起職業性哮喘的致敏劑
9. 接觸有機粉塵的危害源示例
10. 有機粉塵中具有潛在生物活性的藥劑
11. 有機粉塵誘發的疾病及其ICD代碼
12. 棉菌病的診斷標準
13. 鈹及其化合物的性質
14. 標準射線照片的描述
15. 國際勞工組織 1980 年分類:塵肺病的射線照片
16. 與石棉有關的疾病和病症
17. 石棉的主要商業來源、產品和用途
18. 慢性阻塞性肺病的患病率
19. 與 COPD 相關的危險因素
20. 通氣功能喪失
21. 診斷分類,慢性支氣管炎和肺氣腫
22. COPD 肺功能檢測
23. 合成纖維
24. 確定的人類呼吸道致癌物 (IARC)
25. 可能的人類呼吸道致癌物 (IARC)
26. 職業性呼吸道傳染病

人物

指向縮略圖以查看圖片標題,單擊以查看文章上下文中的圖片。

RES010F1RES010F2RES010F3RES010F4RES030F1RES030F2RES030F3RES030F4RES030F5RES030F6RES070F1RES070F2RES070F3RES130F1RES130F2RES130F3RES160F1RES160F2RES160F3RES160F4RES160F5RES160F6RES160F7RES170F1RES170F2RES170F3RES170F4RES170F5RES170F6RES170F7RES200F1RES200F2RES200F5RES200F3RES200F4RES200F6


點擊返回頁面頂部

星期一,二月21 2011 20:04

結構與功能

呼吸系統從鼻子和嘴巴外面的呼吸區通過頭部和胸部的導氣管延伸到肺泡,肺泡和周圍流動的毛細血管血液之間發生呼吸氣體交換。 它的主要功能是輸送氧氣(O2) 到肺的氣體交換區域,在那裡它可以擴散到肺泡壁並通過肺泡壁,根據需要在廣泛的工作或活動水平上為流經肺泡毛細血管的血液充氧。 此外,該系統還必須: (1) 從肺泡毛細血管中清除等量進入肺部的二氧化碳; (2) 維持體溫和肺氣道內的水蒸氣飽和度(以維持表面液體和細胞的活力和功能能力); (3) 保持無菌(以防止感染及其不良後果); (4) 消除多餘的表面液體和碎片,例如吸入顆粒和衰老的吞噬細胞和上皮細胞。 它必須在整個生命週期內連續完成所有這些高要求任務,並且在性能和能源利用方面以高效率完成。 該系統可能會被高濃度的香煙煙霧和工業粉塵等嚴重侵害所濫用和淹沒,或者被低濃度的特定病原體攻擊或破壞其防禦機制,或導致它們發生故障。 它能夠像往常一樣勝任地克服或補償此類侮辱,這證明了其結構和功能的優雅結合。

傳質

國際放射防護委員會 (ICRP 1994) 的一個工作組簡明扼要地總結了人類呼吸道的複雜結構和眾多功能,如圖 1 所示。導氣管,也稱為呼吸死腔,佔據約0.2升。 它們調節吸入的空氣,並通過對流(大流量)將其分配到從末端細支氣管引出的大約 65,000 個呼吸腺泡。 隨著潮氣量的增加,對流主導呼吸性細支氣管深處的氣體交換。 在任何情況下,在呼吸腺泡內,從對流潮汐前沿到肺泡表面的距離足夠短,因此有效的 CO2-O2 交換通過分子擴散發生。 相比之下,空氣中的顆粒物的擴散係數比氣體的擴散係數小幾個數量級,它們傾向於保持懸浮在潮汐空氣中,並且可以在不沉積的情況下呼出。

圖 1. 1994 年 ICRP 劑量學模型中使用的呼吸道和區域的形態學、細胞學、組織學、功能和結構。

RES010F1

吸入的顆粒中有很大一部分確實沉積在呼吸道內。 圖 2 總結了潮式呼吸吸氣相期間肺氣道中顆粒沉積的機制。空氣動力學直徑大於約 2 毫米的顆粒(具有相同終端沉降(斯托克斯)速度的單位密度球體的直徑)在較大的氣道中存在的相對較高的速度下,可能具有顯著的動量和沈積物。 大於約 1 毫米的顆粒可以通過沉澱沉積在流速非常低的較小傳導氣道中。 最後,直徑在 0.1 和 1 毫米之間的顆粒在單次潮氣呼吸中沉積的可能性非常低,可以保留在每個潮氣週期中與殘餘肺空氣交換的大約 15% 的吸入潮氣中。 這種體積交換的發生是由於肺部不同部分的氣流時間常數不同。 由於殘留空氣在肺中的停留時間要長得多,吸入潮汐空氣的這種截留體積內的 0.1 至 1 毫米顆粒的低固有顆粒位移足以導致它們在呼吸過程中通過沉降和/或擴散而沉積連續的呼吸。

圖 2. 肺氣道中顆粒沉積的機制

RES010F2

佔呼氣潮氣流量約 15% 的基本上無顆粒的殘留肺空氣往往像清潔空氣鞘一樣圍繞著向遠側移動的潮氣的軸芯,因此呼吸腺泡中的顆粒沉積集中在內部氣道分叉處等表面,而支間氣道壁幾乎沒有沉積。

沉積的顆粒數量及其沿呼吸道表面的分佈,連同沉積材料的毒性,是致病潛力的關鍵決定因素。 沉積的顆粒會損壞沉積部位或附近的上皮細胞和/或活動的吞噬細胞,或者會刺激對系統產生二次影響的液體和細胞衍生介質的分泌。 沉積為顆粒、顆粒上或顆粒內的可溶性物質可以擴散到表面液體和細胞中並通過表面液體和細胞擴散,並通過血液迅速輸送到全身。

散裝材料的水溶性不能很好地指導顆粒在呼吸道中的溶解度。 小到足以進入肺部的顆粒的非常大的表面積與體積比通常大大提高了溶解度。 此外,氣道內表面液體的離子和脂質含量複雜且高度可變,可導致溶解度增加或水性溶質快速沉澱。 此外,顆粒在氣道表面的清除途徑和停留時間在呼吸道的不同功能部位有很大差異。

修訂後的 ICRP 工作組的清除模型確定了呼吸道內的主要清除途徑,這些途徑對於確定各種放射性物質的滯留以及呼吸組織和其他器官在易位後接收的輻射劑量具有重要意義。 ICRP 沉積模型用於估計進入每個清除途徑的吸入物質的量。 這些離散路徑由圖 3 中所示的隔室模型表示。它們對應於圖 1 中所示的解剖隔室,並在表 1 中進行了總結,連同提供吸入顆粒劑量測定指導的其他小組的路徑一起進行了總結。

圖 3. 表示 1994 ICRP 模型中每個區域隨時間變化的粒子傳輸的隔間模型

RES010F3

表 1. 粒子沉積模型中定義的呼吸道區域

包括解剖結構 ACGIH地區 ISO 和 CEN 區域 1966 年 ICRP 任務組區域 1994 年 ICRP 任務組區域
鼻子、鼻咽部
口腔、口咽、喉咽
頭部氣道 (HAR) 胸外 (E) 鼻咽 (NP) 前鼻道(ET1 )
所有其他胸腔外 (ET2 )
氣管、支氣管 氣管支氣管 (TBR) 氣管支氣管 (B) 氣管支氣管 (TB) 氣管和大支氣管 (BB)
細支氣管(至終末細支氣管)       細支氣管 (bb)
呼吸性細支氣管、肺泡管、
肺泡囊,肺泡
氣體交換 (GER) 肺泡 (A) 肺 (P) 肺泡間質 (AI)

 

胸外氣道

如圖 1 所示,ICRP (1994) 將胸腔外氣道劃分為兩個不同的間隙和劑量測定區域:前鼻道 (ET1) 和所有其他胸外氣道 (ET2)——即後鼻道、鼻咽和口咽以及喉部。 沉積在前鼻道內壁皮膚表面的顆粒 (ET1) 被假定只能通過外部手段(鼻涕、擦拭等)去除。 大部分物質沉積在鼻口咽或喉部(ET2) 會在覆蓋這些氣道的液體層中快速清除。 新模型認識到超細顆粒在胸腔外氣道中的擴散沉積可能是大量的,而早期模型則沒有。

胸呼吸道

沉積在胸腔中的放射性物質通常分為氣管支氣管 (TB) 區域和肺泡間質 (AI) 區域,前者沉積的顆粒經受相對較快的粘膜纖毛清除,後者的顆粒清除速度慢得多。

出於劑量測定目的,ICRP(1994 年)將肺結核區域吸入物質的沉積分為氣管和支氣管 (BB),以及更遠端的小氣道細支氣管 (bb)。 然而,這兩種類型的氣道中的纖毛能夠清除沉積顆粒的後續效率存在爭議。 為了確定支氣管和細支氣管上皮細胞的劑量不會被低估,工作組假設沉積在這些氣道中的顆粒數量中有一半受到相對“緩慢”的粘膜纖毛清除的影響。 顆粒被粘膜纖毛系統清除得相對較慢的可能性似乎取決於它的物理尺寸。

沉積在 AI 區域的材料被細分為三個隔間(AI1,AI2 和AI3),每個都比 TB 沉積更慢地清除,子區域以不同的特徵速率清除。

圖 4. 1994 年 ICRP 模型中參考光之工作者(正常鼻子呼吸器)在每個呼吸道區域的沉積分數。

RES010F4

圖 4 描述了 ICRP (1994) 模型根據每個區域的沉積分數作為吸入顆粒大小的函數的預測。 它反映了 0.1 和 1 毫米之間的最小肺沉積,其中沉積主要由深肺中潮氣和殘餘肺空氣之間的交換決定。 沉積增加到 0.1 毫米以下,因為隨著粒徑的減小擴散變得更加有效。 隨著沉降和撞擊變得越來越有效,沉積會隨著大於 1 毫米的粒徑增加而增加。

 

 

職業健康和社區空氣污染專業人員和機構採用了不太複雜的尺寸選擇性沉積模型,這些模型已用於製定特定粒徑範圍內的吸入暴露限值。 區別在於:

  1. 那些不會被吸入鼻子或嘴裡的顆粒,因此不會造成吸入危害
  2. 可吸入的(也稱為 鼓舞人心的) 顆粒物 (IPM)——那些被吸入並沉積在呼吸道內任何地方的危險物質
  3. 胸腔顆粒物 (TPM)——那些穿透喉部並且沉積在胸腔內任何地方時都是危險的
  4. 可吸入顆粒物 (RPM) - 那些穿透末梢細支氣管並沉積在肺部氣體交換區域時具有危險性的顆粒。

 

在 1990 年代初期,IPM、TPM 和 RPM 的量化定義在國際上得到了統一。 表 1993 列舉了符合美國政府工業衛生學家會議 (ACGIH 1991)、國際標準化組織 (ISO 1991) 和歐洲標準化委員會 (CEN 2) 標準的空氣採樣器的尺寸選擇入口規格。它們與 ICRP (1994) 的沉積分數不同,特別是對於較大的顆粒,因為它們採取保守的立場,即應該為那些從事口腔吸入的人提供保護,從而繞過鼻道更有效的過濾效率。

表 2. ACGIH、ISO 和 CEN 以及 PM 的可吸入、胸腔和呼吸性粉塵標準10 美國環保局標準

可吸入 胸椎 可呼吸 PM10
粒子氣-
動態直徑(mm)
可吸入
顆粒狀
質量
(IPM) (%)
粒子氣-
動態直徑(mm)
胸椎
顆粒狀
質量 (TPM) (%)
粒子氣-
動態直徑(mm)
可呼吸
顆粒狀
質量 (RPM) (%)
粒子氣-
動態直徑(mm)
胸椎
顆粒狀
質量 (TPM) (%)
0 100 0 100 0 100 0 100
1 97 2 94 1 97 2 94
2 94 4 89 2 91 4 89
5 87 6 80.5 3 74 6 81.2
10 77 8 67 4 50 8 69.7
20 65 10 50 5 30 10 55.1
30 58 12 35 6 17 12 37.1
40 54.5 14 23 7 9 14 15.9
50 52.5 16 15 8 5 16 0
100 50 18 9.5 10 1    
    20 6        
    25 2        

 

美國環境保護署 (EPA 1987) 環境空氣顆粒濃度標準稱為 PM10,即空氣動力學直徑小於 10 毫米的顆粒物。 它具有與 TPM 相似(功能等效)的採樣器入口標準,但如表 2 所示,數值規格略有不同。

空氣污染物

污染物可以在正常環境溫度和壓力下以氣態、液態和固態形式分散在空氣中。 後兩者代表空氣中的顆粒懸浮物,並被賦予通用術語 氣溶膠 Gibbs (1924) 在類比術語的基礎上 水溶膠, 用於描述水中的分散系統。 以離散分子形式存在的氣體和蒸汽在空氣中形成真正的溶液。 由中等至高蒸氣壓材料組成的顆粒往往會迅速蒸發,因為那些小到足以在空氣中保持懸浮超過幾分鐘的顆粒(即小於約 10 毫米的顆粒)具有大的表面積與體積比。 一些具有相對低蒸氣壓的材料可以同時具有相當大的蒸氣和氣溶膠形式的分數。

氣體和蒸汽

一旦分散在空氣中,污染物氣體和蒸汽通常會形成混合物,其稀釋度如此之高,以至於它們的物理特性(例如密度、粘度、熱函等)與清潔空氣的物理特性無法區分。 這樣的混合物可以被認為遵循理想的氣體定律關係。 氣體和蒸氣之間沒有實際區別,只是後者通常被認為是一種物質的氣相,可以在室溫下以固體或液體形式存在。 當分散在空氣中時,給定化合物的所有分子在大小和被環境表面、呼吸道表面和污染物收集器或採樣器捕獲的概率方面基本相同。

氣溶膠

氣溶膠是固體或液體顆粒在空氣中的分散體,具有非常重要的顆粒尺寸附加變量。 大小影響粒子運動,因此影響物理現象的概率,如凝結、分散、沉降、撞擊表面、界面現象和光散射特性。 不可能通過單一尺寸參數來表徵給定顆粒。 例如,粒子的空氣動力學特性取決於密度和形狀以及線性尺寸,而光散射的有效尺寸取決於折射率和形狀。

在某些特殊情況下,所有粒子的大小基本相同。 這種氣溶膠被認為是單分散的。 例如天然花粉和一些實驗室產生的氣溶膠。 更典型的是,氣溶膠由許多不同尺寸的顆粒組成,因此被稱為雜分散或多分散。 不同的氣溶膠具有不同程度的尺寸分散。 因此,有必要在表徵氣溶膠尺寸時指定至少兩個參數:集中趨勢的度量,例如平均值或中位數,以及分散的度量,例如算術或幾何標準差。

由單一來源或過程產生的顆粒通常具有遵循對數正態分佈的直徑; 也就是說,它們各自直徑的對數服從高斯分佈。 在這種情況下,分散度的度量是幾何標準偏差,它是 84.1 個百分位大小與 50 個百分位大小的比率。 當一個以上的粒子源很重要時,所產生的混合氣溶膠通常不會服從單一的對數正態分佈,可能需要用幾種分佈的總和來描述它。

粒子特性

除了線性尺寸之外,顆粒還有許多特性可以極大地影響它們的空氣傳播行為及其對環境和健康的影響。 這些包括:

表面。 對於球形顆粒,表面隨直徑的平方變化。 然而,對於給定質量濃度的氣溶膠,總氣溶膠表面隨著粒徑的減小而增加。 對於非球形或聚集顆粒,以及具有內部裂紋或孔隙的顆粒,表面積與體積之比可能比球形大得多。

卷。 顆粒體積隨直徑的立方變化; 因此,氣溶膠中少數最大的顆粒往往會支配其體積(或質量)濃度。

形狀。 粒子的形狀會影響其氣動阻力及其表面積,從而影響其運動和沈積概率。

密度。 粒子響應重力或慣性力的速度隨著其密度的平方根而增加。

氣動直徑。 與所考慮的顆粒具有相同終端沉降速度的單位密度球體的直徑等於其空氣動力學直徑。 終端沉降速度是顆粒在重力和流體阻力的影響下下落的平衡速度。 空氣動力學直徑由實際顆粒大小、顆粒密度和空氣動力學形狀因子決定。

氣溶膠的種類

氣溶膠通常根據其形成過程進行分類。 儘管以下分類既不精確也不全面,但在工業衛生和空氣污染領域是普遍使用和接受的。

灰塵。 通過將散裝材料機械細分為具有相同化學成分的懸浮微粒而形成的氣溶膠。 粉塵顆粒一般呈固體狀,形狀不規則,直徑大於1mm。

煙。 由燃燒或昇華在高溫下形成的蒸氣冷凝形成的固體顆粒氣溶膠。 初級顆粒通常非常小(小於 0.1 毫米)並具有球形或特有的晶體形狀。 它們可能在化學上與母材相同,或者可能由氧化產物(例如金屬氧化物)組成。 由於它們可能以高數量濃度形成,因此它們通常會迅速凝結,形成總密度較低的聚集體簇。

抽煙。 由燃燒產物(通常是有機材料)冷凝形成的氣溶膠。 顆粒一般為直徑小於0.5mm的液滴。

霧。 通過機械剪切散裝液體形成的液滴氣溶膠,例如通過霧化、霧化、鼓泡或噴霧。 液滴尺寸可以覆蓋非常大的範圍,通常從大約 2 毫米到大於 50 毫米。

多霧路段。 水蒸氣在高相對濕度下在大氣核上凝結形成的含水氣溶膠。 液滴尺寸通常大於 1 毫米。

煙霧 一個流行的術語,指的是由煙和霧混合而成的污染氣溶膠。 它現在通常用於任何大氣污染混合物。

陰霾。 一種亞微米大小的吸濕性顆粒氣溶膠,可在相對較低的相對濕度下吸收水蒸氣。

艾特肯或凝結核 (CN)。 由燃燒過程和氣態前體化學轉化形成的非常小的大氣顆粒(大部分小於 0.1 毫米)。

積累模式。 環境大氣中直徑範圍為 0.1 至約 1.0 毫米的顆粒的術語。 這些顆粒通常是球形的(具有液體表面),並且通過源自氣態前體的較小顆粒的凝結和冷凝形成。 由於太大而無法快速凝結,太小而無法有效沉降,它們往往會積聚在周圍空氣中。

粗顆粒模式。 空氣動力學直徑大於約 2.5 毫米的環境空氣顆粒,通常由機械過程和表面灰塵再懸浮形成。

呼吸系統對空氣污染物的生物學反應

對空氣污染物的反應範圍從滋擾到組織壞死和死亡,從普遍的全身效應到對單個組織的高度特異性攻擊。 宿主和環境因素用於改變吸入化學物質的影響,最終的反應是它們相互作用的結果。 主要的宿主因素有:

  1. 年齡——例如,老年人,尤其是心血管和呼吸功能長期下降的人,他們可能無法應對額外的肺部壓力
  2. 健康狀況——例如並發疾病或功能障礙
  3. 營養狀況
  4. 免疫狀態
  5. 性別和其他遺傳因素——例如,生物轉化機制中與酶相關的差異,例如代謝途徑缺陷,以及無法合成某些解毒酶
  6. 心理狀態——例如壓力、焦慮和
  7. 文化因素——例如,吸煙可能會影響正常防禦,或可能會增強其他化學物質的作用。

 

環境因素包括藥劑在暴露環境中的濃度、穩定性和理化性質以及暴露的持續時間、頻率和途徑。 急性和慢性接觸化學品可能導致不同的病理表現。

任何器官都只能以有限的幾種方式做出反應,並且由此產生的疾病有許多診斷標籤。 以下部分討論了暴露於環境污染物後可能發生的呼吸系統的主要反應類型。

刺激反應

刺激物會產生一種普遍的非特異性組織炎症模式,並且可能會在接觸污染物的區域造成破壞。 有些刺激物不會產生全身效應,因為刺激反應比任何全身效應都要大得多,而有些刺激物在吸收後也會產生顯著的全身效應——例如,通過肺部吸收的硫化氫。

在高濃度下,刺激物可能會引起鼻子和喉嚨(通常還有眼睛)的灼燒感、胸部疼痛和咳嗽,從而導致粘膜發炎(氣管炎、支氣管炎)。 刺激物的例子有氯氣、氟氣、二氧化硫、光氣和氮氧化物等氣體; 酸霧或鹼霧; 鎘煙霧; 氯化鋅和五氧化二釩粉塵。 高濃度的化學刺激物也可能深入肺部,引起肺水腫(肺泡充滿液體)或炎症(化學性肺炎)。

沒有化學刺激性的高濃度粉塵也會機械刺激支氣管,進入胃腸道後,還可能導致胃癌和結腸癌。

如果重要器官嚴重受損,接觸刺激物可能會導致死亡。 另一方面,損害可能是可逆的,或者可能導致某種程度的功能永久喪失,例如氣體交換能力受損。

纖維化反應

許多粉塵導致一組慢性肺部疾病的發展,稱為 塵肺病。 這個通用術語包括許多肺部纖維化病症,即以間質結締組織中疤痕形成為特徵的疾病。 塵肺病是由於肺泡中某些粉塵的吸入和隨後的選擇性滯留,它們從肺泡中受到間質隔離。

塵肺病的特徵是特定的纖維化病變,其類型和模式因所涉及的粉塵而異。 例如,由於無結晶二氧化矽的沉積,矽肺病的特徵是結節型纖維化,而由於接觸石棉纖維,在石棉肺中發現瀰漫性纖維化。 某些粉塵,如氧化鐵,只會產生改變的放射學(鐵質沉著症)而不會造成功能障礙,而其他粉塵的影響範圍從輕微殘疾到死亡不等。

過敏反應

過敏反應涉及稱為致敏的現象。 最初接觸過敏原會導致抗體形成; 現在“敏感”的個體隨後接觸會導致免疫反應,即抗體-抗原反應(抗原是與內源性蛋白質結合的過敏原)。 這種免疫反應可能在接觸過敏原後立即發生,也可能是延遲反應。

主要的呼吸道過敏反應是支氣管哮喘,上呼吸道反應涉及粘膜免疫反應後組胺或組胺樣介質的釋放,以及一種稱為外源性過敏性肺泡炎的肺炎(肺部炎症)。 除了這些局部反應外,全身性過敏反應(過敏性休克)可能會在接觸某些化學過敏原後發生。

傳染性反應

傳染性病原體可引起結核病、炭疽病、鳥類病、布魯氏菌病、組織胞漿菌病、軍團病等。

致癌反應

癌症是一組以組織不受控制的生長為特徵的相關疾病的總稱。 它的發生是由於宿主與環境中多種因素相互作用的複雜過程。

試圖將暴露於特定試劑與人類癌症發展聯繫起來的最大困難之一是從暴露開始到疾病表現之間的潛伏期很長,通常為 15 至 40 年。

可導致肺癌的空氣污染物包括砷及其化合物、鉻酸鹽、二氧化矽、含有多環芳烴的顆粒和某些含鎳粉塵。 石棉纖維可導致支氣管癌和胸膜及腹膜間皮瘤。 沉積的放射性粒子可能會使肺組織暴露於高局部劑量的電離輻射中,並成為癌症的誘因。

全身反應

許多環境化學物質由於它們對許多靶位點的影響而產生全身性疾病。 肺部不僅是許多有害物質的目標,而且是通過肺部進入血液而對肺部沒有任何損害的有毒物質的進入部位。 但經血液循環分佈至各臟器時,可對其造成損害或引起全身中毒,產生全身作用。 肺在職業病理學中的這種作用不是本文的主題。 然而,應該提到通常與稱為金屬煙熱的急性全身綜合徵相關的幾種金屬氧化物的精細分散顆粒(煙霧)的影響。

 

上一頁

週二,二月22 2011:17 05

肺功能檢查

可以通過多種方式測量肺功能。 但是,在檢查前必須明確測量的目的,以便正確解釋結果。 在這篇文章中,我們將討論職業領域的肺功能檢查。 重要的是要記住不同肺功能測量的局限性。 在暴露於石英和石棉等纖維化粉塵的情況下,急性暫時性肺功能影響可能無法辨別,但長期(> 20 年)暴露後對肺功能的慢性影響可能是明顯的。 這是因為在粉塵被吸入並沉積在肺部多年後會發生慢性影響。 另一方面,有機和無機粉塵以及黴菌、焊接煙霧和汽車尾氣的急性暫時性影響非常適合研究。 這是因為這些粉塵的刺激作用會在接觸數小時後發生。 在暴露於有據可查的暴露限值附近的刺激性氣體(二氧化氮、醛、酸和酰基氯)濃度的情況下,急性或慢性肺功能影響也可能是可辨別的,特別是如果這種影響因空氣顆粒污染而加劇.

肺功能測量必須對受檢者安全,肺功能設備對檢查者也必須安全。 提供了對不同類型肺功能設備的具體要求的總結(例如,Quanjer 等人,1993 年)。 當然,設備必鬚根據獨立標准進行校準。 這可能很難實現,尤其是在使用計算機化設備時。 肺功能測試的結果取決於受試者和檢查者。 為了從檢查中獲得滿意的結果,技術人員必須接受過良好的培訓,能夠仔細指導受試者並鼓勵受試者正確地進行測試。 檢查者還應該了解氣道和肺部,以便正確解釋記錄的結果。

建議使用的方法在受試者之間和受試者內具有相當高的可重複性。 再現性可以用變異係數來衡量,即標準偏差乘以 100 除以平均值。 在對同一對象進行重複測量時,低於 10% 的值被認為是可以接受的。

為了確定測量值是否是病理性的,必須將它們與預測方程進行比較。 通常肺活量變量的預測方程是基於年齡和身高,按性別分層。 在相同年齡和身高的情況下,男性的肺功能值平均高於女性。 肺功能隨著年齡的增長而下降,隨著身高的增長而增加。 因此,高個子受試者比同齡矮個子受試者俱有更高的肺容積。 不同參考人群的預測方程的結果可能有很大差異。 參考人群中年齡和身高的變化也會影響預測值。 這意味著,例如,如果受檢對象的年齡和/或身高超出作為預測方程基礎的人口範圍,則不得使用預測方程。

吸煙也會削弱肺功能,並且這種影響可能會在職業暴露於刺激性物質的受試者中得到加強。 如果獲得的值在從預測方程得出的預測值的 80% 以內,肺功能通常被認為不是病理性的。

測量

進行肺功能測量以判斷肺的狀況。 測量可能涉及單個或多個測量的肺容積,或氣道和肺中的動態特性。 後者通常是通過依賴於努力的操作來確定的。 還可以檢查肺部的生理功能,即擴散能力、氣道阻力和順應性(見下文)。

有關通氣能力的測量值是通過肺活量測定法獲得的。 呼吸操作通常作為最大吸氣進行,然後是最大呼氣,肺活量(VC,以升為單位)。 至少應進行 XNUMX 次技術上令人滿意的記錄(即吸氣和呼氣完全用力且未觀察到漏氣),並報告最高值。 體積可以通過水封或低阻鐘直接測量,或通過呼吸速度描記法間接測量(即,流量信號隨時間的積分)。 這裡需要注意的是,所有測量的肺容積都應以 BTPS 表示,即體溫和水蒸氣飽和的環境壓力。

用力呼氣肺活量(FVC,以升為單位)定義為用最大用力呼氣進行的 VC 測量。 由於測試簡單且設備相對便宜,用力呼氣描記圖已成為監測肺功能的有用測試。 然而,這導致了許多糟糕的錄音,其實用價值值得商榷。 為了進行令人滿意的記錄,美國胸科學會於 1987 年發布的關於收集和使用用力呼吸圖的更新指南可能會有用。

瞬時流量可以在流量-體積或流量-時間曲線上測量,而時間平均流量或時間則來自肺活量圖。 可以從用力呼氣圖計算的相關變量是一秒鐘用力呼氣量(FEV1, 以升/秒為單位), 以 FVC 的百分比 (FEV1%)、峰值流量(PEF,l/s)、50% 和 75% 用力肺活量時的最大流量(MEF50 和MEF25, 分別)。 FEV推導示意圖1 用力呼氣圖的概述如圖 1 所示。在健康受試者中,大肺容積時(即呼氣開始時)的最大流速主要反映大氣道的流動特性,而小肺容積時(即末期)的最大流速主要反映大氣道的流動特性。呼氣)通常用來反映小氣道的特徵,圖 2。在後者中,流動是層流,而在大氣道中,它可能是湍流。

圖 1. 顯示 FEV 推導的用力呼氣肺活量圖1 和 FVC 根據外推原理。

RES030F1

 

圖 2. 流量-容積曲線顯示呼氣峰流量 (PEF) 的推導,最大流量在 50% 和 75% 的用力肺活量 (和 , 分別)。

RES030F2

PEF 也可以通過小型便攜式設備進行測量,例如 Wright 於 1959 年開發的設備。這種設備的一個優點是受試者可以進行連續測量——例如,在工作場所。 然而,為了獲得有用的錄音,有必要很好地指導受試者。 此外,應該記住,由於吹氣技術不同,不應比較使用 Wright 流量計測量的 PEF 和使用傳統肺量計測量的 PEF。

肺活量變量 VC、FVC 和 FEV1 顯示個體之間的合理差異,其中年齡、身高和性別通常可以解釋 60% 到 70% 的差異。 限制性肺功能障礙會導致 VC、FVC 和 FEV 值降低1. 呼氣期間的流量測量顯示出很大的個體差異,因為測量的流量取決於努力和時間。 這意味著,例如,在肺容量減少的情況下,受試者將具有極高的流量。 另一方面,在肺容量非常大的情況下,流量可能會非常低。 然而,在慢性阻塞性疾病(例如哮喘、慢性支氣管炎)的情況下,流量通常會降低。

圖 3。根據氦稀釋技術測定總肺活量 (TLC) 的設備的主要輪廓。

RES030F3

殘氣量 (RV) 的比例,即最大呼氣後仍留在肺部的空氣量,可以通過氣體稀釋或體體積描記法來確定。 氣體稀釋技術不需要復雜的設備,因此更便於在工作場所進行的研究中使用。 圖 3 概述了氣體稀釋技術的原理。 該技術基於再呼吸迴路中指示劑氣體的稀釋。 指示劑氣體必須微溶於生物組織,這樣它就不會被肺組織和血液吸收。 最初使用的是氫氣,但由於它能與空氣形成爆炸性混合物,所以被氦氣取代,氦氣很容易通過熱導原理檢測。

對象和裝置形成一個封閉系統,當氣體被稀釋到肺部的氣體體積中時,氣體的初始濃度因此降低。 平衡後,指示劑氣體在肺中的濃度與在儀器中的濃度相同,功能殘氣量 (FRC) 可通過簡單的稀釋方程式計算。 肺活量計的體積(包括將氣體混合物添加到肺活量計中)表示為 VS, VL 是肺的體積, Fi 是初始氣體濃度和 Ff 是終濃度。

財務報告委員會 = VL = [(VS · Fi)/ Ff] - VS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

進行兩到三個 VC 操作,為計算 TLC(以升為單位)提供可靠的基礎。 圖 4 概述了不同肺容積的細分。

 

圖 4. 肺活量圖標記為顯示總容量的細分。

RES030F4

由於氣道彈性特性的變化,RV 和 FRC 隨著年齡的增長而增加。 在慢性阻塞性疾病中,通常觀察到 RV 和 FRC 值升高,而 VC 降低。 然而,在肺部區域通氣不良的受試者中——例如,患有肺氣腫的受試者——氣體稀釋技術可能會低估 RV、FRC 和 TLC。 這是因為指示氣體不會與封閉的氣道相通,因此指示氣體濃度的降低會給出錯誤的小值。

 

 

 

圖 5. 氣道閉合記錄的主要輪廓和肺泡平台的斜率 (%).

RES030F5

氣道閉合和肺部氣體分佈的測量可以通過單次呼吸沖洗技術在一次和相同的操作中獲得,圖 5。該設備包括一個連接到袋中袋系統的肺活量計和一個記錄儀連續測量氮濃度。 該操作是通過從袋子中最大程度地吸入純氧來進行的。 在呼氣開始時,由於排空了受試者的死腔,氮氣濃度增加,其中含有純氧。 隨著來自氣道和肺泡的空氣繼續呼氣。 最後,來自肺泡的含有 20% 到 40% 氮氣的空氣被呼出。 當肺底部的呼氣增加時,在相關肺區域氣道關閉的情況下,氮濃度會突然升高,圖 5。RV 以上的容積,在呼氣期間氣道關閉,通常表示為閉合容積(CV) 佔 VC 的百分比 (CV%)。 吸入空氣在肺中的分佈表示為肺泡平台的斜率 (%N2 或第三階段,%N2/升)。 它是通過將呼出 30% 的空氣時的點與氣道關閉點之間的氮濃度差除以相應的體積而得到的。

衰老和慢性阻塞性疾病將導致 CV% 和 III 期值增加。 然而,即使是健康受試者的肺部氣體分佈也不均勻,導致 III 階段的值略有升高,即 1% 至 2% N2/升。 變量 CV% 和 III 期被認為反映了內徑約 2 mm 的外周小氣道的狀況。 通常,外周氣道只佔總氣道阻力的一小部分(10% 到 20%)。 諸如動態肺活量測定法之類的常規肺功能測試無法檢測到的相當大的變化可能會發生,例如,由於暴露於外周氣道空氣中的刺激性物質。 這表明氣道阻塞始於小氣道。 研究結果還顯示,在動態和靜態肺活量測定發生任何變化之前,CV% 和 III 期發生了變化。 當停止接觸有害物質時,這些早期變化可能會緩解。

肺的轉移因子(mmol/min;kPa)是氧氣輸送到肺毛細血管的擴散能力的一種表達。 可以使用單次或多次呼吸技術來確定傳遞因子; 單次呼吸技術被認為最適合在工作場所進行研究。 使用一氧化碳 (CO) 是因為與氧氣相比,外周血中 CO 的背壓非常低。 假設 CO 的攝取遵循指數模型,並且該假設可用於確定肺的轉移因子。

的測定 TLCO (用 CO 測量的轉移因子)通過呼吸操作進行,包括最大呼氣,然後最大吸入含有一氧化碳、氦氣、氧氣和氮氣的氣體混合物。 屏氣一段時間後,進行最大呼氣,反映肺泡空氣中的含量,圖 10。氦氣用於確定肺泡容積 (VA). 假設 CO 的稀釋度與氦氣相同,則可以計算擴散開始前 CO 的初始濃度。 TLCO 根據下面列出的等式計算,其中 k 取決於分量項的維度, t 是屏氣的有效時間,log 是以 10 為底的對數。 靈感體積表示 Vi 和分數 F CO 和氦氣表示為 ia 分別用於靈感和肺泡。

TLCO = k Vi (Fa,他/Fi,He) 日誌 (Fi,CO Fa,He/Fa,CO Fi,他)(t)-1

 

圖 6. 傳輸因子記錄的主要概要

RES030F6

的大小 TLCO 將取決於多種條件——例如,可用血紅蛋白的量、通氣肺泡的體積和灌注的肺毛細血管以及它們之間的關係。 值 TLCO 隨著年齡的增長而減少,隨著體力活動和肺容量的增加而增加。 減少 TLCO 會在限制性和阻塞性肺部疾病中發現。

順應性 (l/kPa) 尤其是肺部彈性特性的函數。 肺有一種內在的協作傾向——即塌陷。 保持肺部伸展的力量取決於彈性肺組織、肺泡表面張力和支氣管肌肉組織。 另一方面,在 FRC 水平以上 1 至 2 升的肺容積處,胸壁往往會擴張。 在較高的肺容量下,必須施加功率以進一步擴張胸壁。 在 FRC 水平,肺部的相應趨勢被擴張趨勢所平衡。 因此,FRC 水平由肺的靜息水平表示。

肺的順應性定義為體積變化除以跨肺壓變化,即呼吸操作導致的口腔(大氣)壓力和肺部壓力之間的差異。 肺部壓力的測量不容易進行,因此被食道壓力的測量所取代。 食道中的壓力幾乎與肺中的壓力相同,用一根細的聚乙烯導管測量,導管的末端有一個球囊覆蓋在遠端 10 厘米處。 在吸氣和呼氣動作期間,體積和壓力的變化分別通過肺活量計和壓力傳感器記錄。 當在潮式呼吸期間執行測量時,可以測量動態順應性。 當執行緩慢的 VC 機動時獲得靜態順應性。 在後一種情況下,測量是在身體體積描記器中進行的,並且通過快門間歇性地中斷呼氣。 然而,在工作場所檢查暴露對肺功能的影響時,依從性測量執行起來很麻煩,而且這種技術被認為更適合在實驗室中使用。

在纖維化中觀察到順應性降低(彈性增加)。 要引起體積變化,需要較大的壓力變化。 另一方面,由於失去彈性組織並因此也失去肺部彈性,例如在肺氣腫中觀察到高順應性。

氣道阻力主要取決於氣道的半徑和長度,但也取決於空氣粘度。 氣道阻力(RL in (kPa/l) /s),可以通過使用肺活量計、壓力傳感器和肺速計(測量流量)來確定。 也可以使用身體體積描記器進行測量,以記錄喘息動作期間流量和壓力的變化。 通過施用旨在引起支氣管收縮的藥物,可以識別由於其過度反應性氣道而導致的敏感對象。 患有哮喘的受試者通常具有更高的值 RL.

職業暴露對肺功能的急性和慢性影響

肺功能測量可用於揭示職業暴露對肺的影響。 不應以就業前肺功能檢查排除求職對象。 這是因為健康受試者的肺功能在很大範圍內變化,並且很難劃定界限,低於該界限可以安全地聲明肺是病態的。 另一個原因是工作環境應該足夠好,即使是肺功能輕微受損的受試者也可以安全地工作。

可以通過多種方式檢測對職業暴露對象肺部的慢性影響。 然而,這些技術旨在確定歷史影響,不太適合作為預防肺功能損傷的指南。 一個常見的研究設計是將暴露受試者的實際值與沒有職業暴露的參考人群獲得的肺功能值進行比較。 參考對象可從同一(或附近)工作場所或同一城市招募。

一些研究中已使用多變量分析來評估暴露受試者和匹配的未暴露參照物之間的差異。 暴露受試者的肺功能值也可以通過基於未暴露受試者肺功能值的參考方程來標準化。

另一種方法是使用外部參考值研究暴露和未暴露工人在調整年齡和身高後肺功能值之間的差異,該值是通過基於健康受試者的預測方程計算得出的。 參考人群還可以根據民族、性別、年齡、身高、吸煙習慣等因素與暴露對象進行匹配,進一步控制這些影響因素。

然而,問題是當使用外部參考值時,要確定下降幅度是否大到足以被歸類為病態。 儘管研究中的儀器必須便攜且簡單,但必須注意所選方法檢測氣道和肺部微小異常的敏感性以及結合不同方法的可能性。 有跡象表明,患有呼吸系統症狀(例如勞力性呼吸困難)的受試者肺功能加速下降的風險更高。 這意味著呼吸道症狀的存在很重要,因此不應忽視。

還可以通過肺活量測定法對受試者進行隨訪,例如,每年一次,持續數年,以針對疾病的發展發出警告。 然而,存在局限性,因為這將非常耗時,並且當可以觀察到減少時,肺功能可能已經永久惡化。 因此,這種方法絕不能成為延遲採取措施以降低空氣污染物有害濃度的藉口。

最後,還可以通過檢查多年來暴露和未暴露受試者肺功能的個體變化來研究對肺功能的慢性影響。 縱向研究設計的一個優點是消除了受試者間的變異性; 然而,該設計被認為既費時又昂貴。

易感對像也可以通過比較他們在輪班期間暴露和不暴露的肺功能來識別。 為了盡量減少晝夜變化的可能影響,在一天中的同一時間在一個未暴露和一個暴露的場合測量肺功能。 例如,可以通過偶爾將工人移到未受污染的區域或在整個輪班期間使用合適的呼吸器,或在某些情況下通過在工人休息日的下午進行肺功能測量來獲得未暴露條件。

一個特別值得關注的問題是,重複的、暫時的影響可能會導致慢性影響。 急性暫時性肺功能下降可能不僅是生物暴露指標,也是慢性肺功能下降的預測指標。 暴露於空氣污染物可能會對肺功能造成明顯的急性影響,儘管測得的空氣污染物的平均值低於衛生限值。 因此問題來了,從長遠來看,這些影響是否真的有害。 這個問題很難直接回答,尤其是因為工作場所的空氣污染通常成分複雜,無法用單一化合物的平均濃度來描述暴露情況。 職業暴露的影響也部分是由於個人的敏感性。 這意味著某些受試者會比其他受試者更快或更大程度地做出反應。 肺功能急性、暫時性下降的潛在病理生理學基礎尚不完全清楚。 然而,暴露於刺激性空氣污染物後的不良反應是一種客觀測量,與不同來源的症狀等主觀體驗形成對比。

檢測由有害空氣污染物引起的氣道和肺部早期變化的優勢是顯而易見的——可以減少普遍暴露以預防更嚴重的疾病。 因此,這方面的一個重要目標是使用對肺功能的急性暫時影響的測量作為一個敏感的預警系統,可以在研究健康工作人群時使用。

刺激物監測

刺激性是設定暴露限值的最常見標準之一。 然而,並不確定遵守基於刺激的暴露限值是否能防止刺激。 應該考慮的是,空氣污染物的暴露限值通常至少包含兩個部分——時間加權平均限值(TWAL)和短期暴露限值(STEL),或者至少包含超過時間加權平均值的規則限制,“偏移限制”。 對於高度刺激性物質,如二氧化硫、丙烯醛和光氣,即使在很短的時間內限制濃度也很重要,因此通常的做法是以上限形式固定職業接觸限值,採樣週期保持在測量設施允許的範圍內。

美國政府工業衛生學家會議 (ACGIH) 閾限值 (TLV) 列表中的大多數物質都給出了一天八小時的時間加權平均限值以及超出這些值的規則。 1993-94 年的 TLV 列表包含以下關於超出限值的偏移限制的聲明:

“對於絕大多數具有 TLV-TWA 的物質,沒有足夠的毒理學數據來保證 STEL = 短期接觸限值)。 儘管如此,即使八小時 TWA 在建議的限制範圍內,也應控制超出 TLV-TWA 的偏差。”

應定期對已知空氣污染物進行暴露測量,並與有據可查的暴露限值進行比較。 然而,在許多情況下,確定是否符合暴露限值是不夠的。 在以下情況下(尤其是)就是這種情況:

  1. 當極限值太高而無法防止刺激時
  2. 當刺激物未知時
  3. 當刺激物是一種複雜的混合物並且沒有合適的已知指示劑時。

 

如上所述,在這些情況下,可以使用對肺功能的急性、暫時性影響的測量作為對過度暴露於刺激物的警告。

在情況 (2) 和 (3) 中,對肺功能的急性、暫時性影響也可能適用於測試控制措施的效率以減少暴露於空氣污染或科學研究,例如,將生物效應歸因於空氣成分污染物。 以下是一些例子,其中急性、暫時的肺功能影響已成功用於職業健康調查。

急性、暫時性肺功能影響的研究

1950 年底,棉花工人因輪班而出現與工作相關的肺功能暫時性下降。後來,幾位作者報告了大麻和紡織工人、煤礦工人、工接觸甲苯二異氰酸酯、消防員、橡膠加工工人、模具工和製芯工、焊工、滑雪打蠟工、接觸水性塗料中的有機粉塵和刺激物的工人。

然而,也有幾個例子表明,儘管暴露量很大,但通常在輪班期間,暴露前後的測量結果並未顯示出任何急性影響。 這可能是由於正常晝夜節律變化的影響,主要是肺功能變量取決於氣道口徑的大小。 因此,這些變量的暫時減少必須超過正常的晝夜節律變化才能被識別。 然而,通過在每天的同一時間在每個研究場合測量肺功能,可以避免這個問題。 通過使用暴露的員工作為他或她自己的控制,個體間的差異進一步減少。 以這種方式對焊工進行了研究,儘管在 3 名接受檢查的焊工中,未暴露和暴露 FVC 值之間的平均差異小於 15%,但這種差異在 95% 的置信水平下具有顯著性,功效超過 99%。

對肺的可逆瞬時效應可作為複雜刺激性成分的暴露指標。 在上面引用的研究中,工作環境中的顆粒對氣道和肺部的刺激作用至關重要。 這些顆粒被一個由過濾器和焊接面罩組成的呼吸器去除。 結果表明,對肺部的影響是由焊接煙霧中的顆粒引起的,使用防顆粒物呼吸器可能會阻止這種影響。

暴露於柴油廢氣中也會對肺部產生可測量的刺激作用,表現為急性、暫時的肺功能下降。 安裝在卡車排氣管上的機械過濾器用於裝卸作業,減輕了主觀障礙並減少了在未進行過濾時觀察到的急性、暫時性肺功能下降。 因此,結果表明工作環境中存在的顆粒確實對氣道和肺部產生刺激作用,並且可以通過測量肺功能的急性變化來評估這種影響。

多重暴露和不斷變化的工作環境可能會給辨別工作環境中存在的不同代理人的因果關係帶來困難。 鋸木廠的暴露場景就是一個很有啟發性的例子。 不可能(例如,出於經濟原因)在該工作環境中對所有可能的物質(萜烯、灰塵、黴菌、細菌、內毒素、黴菌毒素等)進行暴露測量。 一個可行的方法可能是縱向跟踪肺功能的發展。 在對木材修整部門的鋸木廠工人進行的一項研究中,對工作一周前後的肺功能進行了檢查,沒有發現統計學上的顯著下降。 然而,幾年後進行的一項後續研究表明,那些在工作週內實際出現肺功能數值下降的工人,其肺功能長期下降的速度也加快了。 這可能表明可以通過測量工作週期間肺功能的變化來檢測易受傷害的受試者。

 

上一頁

工作場所存在呼吸道刺激物可能令人不快且分散注意力,從而導致士氣低落和生產力下降。 某些暴露是危險的,甚至是致命的。 在這兩種極端情況下,呼吸道刺激物和吸入有毒化學物質的問題都很常見; 許多工人每天都面臨暴露的威脅。 這些化合物通過各種不同的機製造成傷害,並且傷害程度可能有很大差異,具體取決於接觸程度和吸入劑的生化特性。 但是,它們都具有非特異性的特點; 也就是說,超過一定程度的接觸幾乎所有人的健康都會受到威脅。

還有其他吸入物質只會導致易感人群出現呼吸系統問題; 此類投訴最適合作為過敏和免疫源性疾病來處理。 某些化合物,如異氰酸酯、酸酐和環氧樹脂,在高濃度下不僅可以作為非特異性刺激物,而且還可以使某些對象容易過敏。 這些化合物在非常低的濃度下會引起敏感個體的呼吸道症狀。

呼吸道刺激物包括吸入後引起呼吸道炎症的物質。 損傷可能發生在上呼吸道和下呼吸道。 更危險的是肺實質的急性炎症,如化學性肺炎或非心源性肺水腫。 可引起實質損傷的化合物被認為是有毒化學品。 許多吸入的有毒化學物質也會刺激呼吸道,以其有害氣味以及鼻子和喉嚨刺激和咳嗽症狀警告我們它們的危險。 如果吸入足量,大多數呼吸道刺激物也會對肺實質造成毒性。

許多吸入物質經吸入吸收後會產生全身毒性作用。 對肺部的炎症影響可能不存在,例如鉛、一氧化碳或氰化氫。 輕微的肺部炎症通常見於 吸入性發熱 (例如,有機粉塵中毒綜合症、金屬煙霧熱和聚合物煙霧熱)。 大量暴露於鎘和汞等毒素會導致嚴重的肺部和遠端器官損傷。

吸入物質的物理特性預測沉積部位; 刺激物會在這些部位產生症狀。 大顆粒(10 至 20 毫米)沉積在鼻子和上呼吸道,較小的顆粒(5 至 10 毫米)沉積在氣管和支氣管中,小於 5 毫米的顆粒可能會到達肺泡。 小於 0.5 毫米的顆粒非常小,就像氣體一樣。 有毒氣體根據其溶解度沉積。 一種水溶性氣體會被上呼吸道潮濕的粘膜吸附; 可溶性較低的氣體會更隨機地沉積在整個呼吸道中。

呼吸道刺激物

呼吸道刺激物在吸入後會引起肺部非特異性炎症。 表 1 概述了這些物質、它們的接觸來源、物理和其他特性以及對受害者的影響。與對肺實質毒性更大的氣體相比,刺激性氣體往往更易溶於水。 有毒煙霧具有較高的刺激閾值時更危險; 也就是說,幾乎沒有關於菸霧被吸入的警告,因為幾乎沒有刺激性。

表 1. 呼吸道刺激物總結

化工

接觸源

重要特性

傷害產生

15 分鐘以下的危險暴露水平 (PPM)

乙醛

塑料、合成橡膠工業、燃燒產物

高蒸氣壓; 高水溶性

上呼吸道損傷; 很少引起遲發性肺水腫

 

醋酸、有機酸

化工、電子、燃燒產品

水溶性

眼睛和上呼吸道損傷

 

酸酐

化工、油漆和塑料工業; 環氧樹脂的成分

水溶性,高反應性,可能引起過敏性致敏

眼部、上呼吸道損傷、支氣管痙攣; 大量暴露後肺出血

 

丙烯醛

塑料、紡織品、製藥、燃燒產物

高蒸氣壓,中等水溶性,極度刺激

瀰漫性氣道和實質損傷

 

肥料、動物飼料、化學品和藥品製造

鹼性氣體,水溶性極高

主要是眼睛和上呼吸道燒傷; 大量接觸可能導致支氣管擴張

500

三氯化銻、五氯化銻

合金、有機催化劑

溶解性差,可能因鹵化物離子而受傷

肺炎、非心源性肺水腫

 

合金(含銅)、陶瓷; 電子、航空航天和核反應堆設備

刺激性金屬,也可作為抗原促進長期肉芽腫反應

急性上呼吸道損傷、氣管支氣管炎、化學性肺炎

25微克/立方米3

硼烷(乙硼烷)

航空燃料、殺菌劑製造

水溶性氣體

上氣道損傷、大量暴露引起的肺炎

 

溴化氫

石油煉製

 

上氣道損傷、大量暴露引起的肺炎

 

甲基溴

冷藏、生產熏蒸

中等可溶性氣體

上下氣道損傷、肺炎、中樞神經系統抑制和癲癇發作

 

鋅鉛合金、電鍍、電池、殺蟲劑

急性和慢性呼吸系統影響

氣管支氣管炎、肺水腫(通常延遲發作超過 24-48 小時); 慢性低水平暴露會導致炎症變化和肺氣腫

100

氧化鈣、氫氧化鈣

石灰、攝影、鞣革、殺蟲劑

中等腐蝕性,毒性需要非常高的劑量

上下氣道炎症、肺炎

 

漂白、氯化化合物的形成、家用清潔劑

中等水溶性

上下氣道炎症、肺炎和非心源性肺水腫

5-10

氯苯乙酮

人群控製劑,“催淚瓦斯”

刺激性品質被用來使人喪失能力; 烷化劑

眼部和上呼吸道炎症、下呼吸道和實質損傷以及大量暴露

1-10

o-氯苯甲酰-腈

人群控製劑,“催淚瓦斯”

刺激性品質被用來使人喪失能力

眼部和上呼吸道炎症,大量暴露導致下呼吸道損傷

 

氯甲醚

溶劑,用於製造其他有機化合物

 

對上下呼吸道有刺激作用,也是呼吸道致癌物

 

氯黴素

化學製造、熏蒸成分

前第一次世界大戰瓦斯

上呼吸道和下呼吸道炎症

15

鉻酸 (Cr(IV))

焊接、電鍍

水溶性刺激物,過敏性致敏物

大量暴露的鼻腔炎症和潰瘍、鼻炎、肺炎

 

高溫合金、永磁體、硬質合金工具(含碳化鎢)

非特異性刺激物,也是過敏性致敏物

急性支氣管痙攣和/或肺炎; 長期接觸會導致肺纖維化

 

甲醛

泡沫絕緣材料、膠合板、紡織品、紙張、肥料、樹脂的製造; 防腐劑; 燃燒產物

水溶性高,代謝快; 主要通過感覺神經刺激起作用; 致敏報告

眼睛和上呼吸道刺激; 嚴重暴露時支氣管痙攣; 敏感人群的接觸性皮炎

3

鹽酸

金屬精煉、橡膠製造、有機化合物製造、照相材料

高水溶性

眼部和上呼吸道炎症,下呼吸道炎症僅在大量暴露時發生

100

氫氟酸

化學催化劑、農藥、漂白、焊接、蝕刻

高度水溶性,強大而快速的氧化劑,大量暴露可降低血清鈣

大量暴露引起的眼部和上呼吸道炎症、氣管支氣管炎和肺炎

20

異氰酸酯

聚氨酯生產; 油漆; 除草劑和殺蟲劑產品; 層壓、家具、搪瓷、樹脂加工

低分子有機化合物,刺激物,引起易感人群過敏

眼部、上部和下部炎症; 過敏人群的哮喘、過敏性肺炎

0.1

氫化鋰

合金、陶瓷、電子、化學催化劑

低溶解度,高反應性

肺炎、非心源性肺水腫

 

水星

電解、礦石和汞合金提取、電子產品製造

低水平、慢性暴露無呼吸道症狀

眼部和呼吸道炎症、肺炎、中樞神經系統、腎臟和全身影響

1.1 毫克/平方米3

羰基鎳

鎳精煉、電鍍、化學試劑

強力毒素

下呼吸道刺激、肺炎、遲發性全身毒性作用

8微克/立方米3

二氧化氮

新糧倉、化肥、電弧焊、燃燒產物後的筒倉

水溶性低,高濃度時呈褐色氣體

眼部和上呼吸道炎症、非心源性肺水腫、遲發性細支氣管炎

50

氮芥; 硫芥

軍用氣體

造成嚴重傷害,發泡性

眼部、上下呼吸道炎症、肺炎

20毫克/米3 (N) 1 毫克/米3 (S)

四氧化鋨

銅精煉、銥合金、類固醇合成和氨形成催化劑

金屬鋨是惰性的,在空氣中加熱時形成四氧化物

嚴重的眼部和上呼吸道刺激; 一過性腎損傷

1 毫克/平方米3

臭氧

弧焊、複印機、紙張漂白

氣體有甜味,水溶性適中

上呼吸道和下呼吸道炎症; 哮喘患者更容易受到影響

1

光氣

農藥及其他化學品製造、電弧焊、除漆

水溶性差,低劑量不刺激呼吸道

上呼吸道炎症和肺炎; 低劑量遲發性肺水腫

2

磷硫化物

殺蟲劑、點火化合物、火柴的生產

 

眼部和上呼吸道炎症

 

氯化磷

氯化有機化合物、染料、汽油添加劑的製造

與粘膜表面接觸形成磷酸和鹽酸

眼部和上呼吸道炎症

10 毫克/平方米3

二氧化硒

銅或鎳的冶煉、硒合金的加熱

強發泡劑,形成亞硒酸(H2的SeO3) 在粘膜表面

眼部和上呼吸道炎症,大量暴露導致肺水腫

 

硒化氫

銅精煉、硫酸生產

水溶性; 接觸硒化合物會產生大蒜氣味

眼部和上呼吸道炎症,遲發性肺水腫

 

苯乙烯

聚苯乙烯和樹脂、聚合物的製造

極度刺激

眼部、上呼吸道和下呼吸道炎症、神經系統損傷

600

二氧化硫

煉油、紙漿廠、製冷廠、亞硫酸鈉製造

高水溶性氣體

上呼吸道炎症、支氣管收縮、大量暴露引起的肺炎

100

四氯化鈦

染料、顏料、天空書寫

氯離子在粘膜上形成 HCl

上呼吸道損傷

 

六氟化鈾

金屬塗層去除劑、地板密封劑、噴漆

毒性可能來自氯離子

上下氣道損傷、支氣管痙攣、肺炎

 

五氧化二釩

清洗油罐、冶金

 

眼部、上呼吸道和下呼吸道症狀

70

氯化鋅

煙霧彈、火砲

比氧化鋅暴露更嚴重

上下呼吸道刺激、發熱、遲發性肺炎

200

四氯化鋯

顏料、催化劑

氯離子毒性

上下呼吸道刺激、肺炎

 

 

這種情況被認為是由持續性炎症引起的,伴有上皮細胞層通透性降低或上皮下神經末梢的電導閾值降低。改編自 Sheppard 1988; 格雷厄姆 1994; 羅 1992; 布蘭克和施瓦茨 1994 年; 內梅里 1990; 斯科尼克 1988 年。

對刺激物反應的性質和程度取決於氣體或氣溶膠的物理特性、暴露的濃度和時間,以及其他變量,例如溫度、濕度和病原體或其他氣體的存在(Man和赫爾伯特 1988)。 宿主因素,例如年齡(Cabral-Anderson、Evans 和 Freeman,1977 年;Evans、Cabral-Anderson 和 Freeman,1977 年)、先前接觸(Tyler、Tyler 和 Last,1988 年)、抗氧化劑水平(McMillan 和 Boyd,1982 年)和感染的存在可能對所見病理變化起決定作用。 如此廣泛的因素使得系統地研究呼吸道刺激物的致病作用變得困難。

最了解的刺激物是那些造成氧化損傷的刺激物。 大多數吸入刺激物,包括主要污染物,通過氧化作用或產生以這種方式起作用的化合物。 大多數金屬煙霧實際上是加熱金屬的氧化物。 這些氧化物會導致氧化損傷。 氧化劑主要通過脂質過氧化損傷細胞,可能還有其他機制。 在細胞水平上,氣道上皮細胞和 I 型肺泡上皮細胞的纖毛細胞最初有相當特殊的損失,隨後破壞了上皮細胞之間的緊密連接界面(Man 和 Hulbert 1988 年;Gordon、Salano 和 Kleinerman 1986 年) ;斯蒂芬斯等人,1974 年)。 這導致上皮下和粘膜下損傷,刺激平滑肌和副交感神經感覺傳入神經末梢導致支氣管收縮(Holgate、Beasley 和 Twentyman 1987;Boucher 1981)。 隨後發生炎症反應 (Hogg 1981),中性粒細胞和嗜酸性粒細胞釋放介質,導致進一步的氧化損傷 (Castleman 等人 1980)。 II 型肺細胞和立方體細胞充當修復幹細胞(Keenan、Combs 和 McDowell 1982;Keenan、Wilson 和 McDowell 1983)。

肺損傷的其他機制最終涉及細胞損傷的氧化途徑,特別是在保護性上皮細胞層發生損傷並引發炎症反應之後。 表 2 概述了最常描述的機制。

表 2. 吸入物質造成肺損傷的機制

損傷機制

示例化合物

發生的損壞

氧化

臭氧、二氧化氮、二氧化硫、氯氣、氧化物

斑片狀氣道上皮損傷,通透性增加,神經纖維末梢暴露; 纖毛細胞纖毛丟失; I 型肺細胞壞死; 自由基形成和隨後的蛋白質結合和脂質過氧化

酸形成

二氧化硫、氯氣、鹵化物

氣體溶於水形成酸,通過氧化破壞上皮細胞; 主要作用於上呼吸道

鹼化

氨水、氧化鈣、氫氧化物

氣體溶於水形成鹼性溶液,可引起組織液化; 主要是上呼吸道損傷,下呼吸道嚴重暴露

蛋白質結合

甲醛

與氨基酸的反應會導致有毒中間體對上皮細胞層造成損害

傳入神經刺激

氨水、甲醛

直接神經末梢刺激引發症狀

抗原性

鉑金、酸酐

低分子量分子在敏感人群中充當半抗原

刺激宿主炎症反應

氧化銅和氧化鋅、脂蛋白

刺激細胞因子和炎症介質而沒有明顯的直接細胞損傷

自由基形成

百草枯

促進或阻滯超氧自由基的清除,導致脂質過氧化和氧化損傷

延遲顆粒清除

任何長時間吸入礦物粉塵

用顆粒壓倒粘液纖毛自動扶梯和肺泡巨噬細胞系統,導致非特異性炎症反應

 

暴露於低水平呼吸道刺激物的工人可能會出現可追溯到粘膜刺激的亞臨床症狀,例如流淚、喉嚨痛、流鼻涕和咳嗽。 在大量暴露的情況下,增加的呼吸急促感通常會促使就醫。 重要的是要確保良好的病史,以確定接觸的可能成分、接觸量和接觸發生的時間段。 應尋找喉頭水腫的體徵,包括聲音嘶啞和喘鳴,並應檢查肺部是否有下呼吸道或實質受累的體徵。 評估氣道和肺功能,連同胸片,在短期治療中很重要。 可能需要進行喉鏡檢查以評估氣道。

如果氣道受到威脅,患者應接受氣管插管和支持治療。 應觀察有喉頭水腫跡象的患者至少 12 小時,以確保該過程是自限性的。 支氣管痙攣應使用β-受體激動劑治療,如果難治,可靜脈注射皮質類固醇。 應徹底沖洗受刺激的口腔和眼部粘膜。 查體有濕羅音或胸片異常者應住院觀察,考慮是否有肺炎或肺水腫的可能。 此類患者有細菌重複感染的風險; 儘管如此,預防性使用抗生素並未顯示任何益處。

絕大多數在最初的傷害中倖存下來的患者從刺激性暴露中完全康復。 初始損傷越大,出現長期後遺症的可能性就越大。 期限 反應性氣道功能障礙綜合徵 (RADS) 已被應用於急性暴露於呼吸道刺激物後持續存在的哮喘樣症狀(Brooks、Weiss 和 Bernstein 1985)。

大量接觸鹼和酸會導致上呼吸道和下呼吸道灼傷,從而導致慢性疾病。 已知氨會導致支氣管擴張(Kass 等人,1972 年); 據報導,氯氣(在粘膜中變成 HCl)會導致阻塞性肺病(Donelly 和 Fitzgerald 1990 年;Das 和 Blanc 1993 年)。 長期低水平接觸刺激物可能會導致持續的眼部和上呼吸道症狀(Korn、Dockery 和 Speizer,1987 年),但肺功能惡化尚未得到最終證實。 慢性低水平刺激物對氣道功能影響的研究因缺乏長期隨訪、吸煙混雜、“健康工人效應”和最小(如果有的話)實際臨床效果而受到阻礙(Brooks和 Kalica 1987)。

患者從最初的損傷中恢復後,需要由醫生進行定期隨訪。 顯然,應該努力調查工作場所並評估呼吸道預防措施、通風和對罪魁禍首刺激物的遏制。

有毒化學品

對肺有毒的化學物質包括大部分暴露於足夠高的呼吸道刺激物,但有許多化學物質儘管具有低度至中度刺激性,但仍會導致嚴重的肺實質損傷。 這些化合物通過表 3 中回顧和上文討論的機制發揮作用。 與上呼吸道刺激物相比,肺部毒素往往不易溶於水。 表 3 中回顧了肺部毒素及其接觸來源的示例。

表 3. 低度至中度接觸後可產生肺毒性的化合物

複合

接觸源

毒性

丙烯醛

塑料、紡織品、製藥、燃燒產物

瀰漫性氣道和實質損傷

三氯化銻; 銻
五氯化物

合金、有機催化劑

肺炎、非心源性肺水腫

鋅鉛合金、電鍍、電池、殺蟲劑

氣管支氣管炎、肺水腫(通常延遲發作超過 24-48 小時)、腎損傷:腎小管蛋白尿

氯黴素

化學製造、熏蒸成分

上呼吸道和下呼吸道炎症

漂白、氯化化合物的形成、家用清潔劑

上下氣道炎症、肺炎和非心源性肺水腫

硫化氫

天然氣井、礦山、糞便

眼部、上下呼吸道刺激、遲發性肺水腫、全身組織缺氧引起的窒息

氫化鋰

合金、陶瓷、電子、化學催化劑

肺炎、非心源性肺水腫

異氰酸甲酯

農藥合成

上下呼吸道刺激、肺水腫

水星

電解、礦石和汞合金提取、電子產品製造

眼部和呼吸道炎症、肺炎、中樞神經系統、腎臟和全身影響

羰基鎳

鎳精煉、電鍍、化學試劑

下呼吸道刺激、肺炎、遲發性全身毒性作用

二氧化氮

新儲糧、制肥、電弧焊後的筒倉; 燃燒產物

眼部和上呼吸道炎症、非心源性肺水腫、遲發性細支氣管炎

氮芥、硫磺
芥末醬

軍事代理人,起泡劑

眼部和呼吸道炎症、肺炎

百草枯

除草劑(攝入)

導致 RADS、肺纖維化的 2 型肺細胞的選擇性損傷; 腎功能衰竭,胃腸道刺激

光氣

農藥及其他化學品製造、電弧焊、除漆

上呼吸道炎症和肺炎; 低劑量遲發性肺水腫

氯化鋅

煙霧彈、火砲

上下呼吸道刺激、發熱、遲發性肺炎

 

一組可吸入毒素被稱為 窒息劑. 當濃度足夠高時,窒息劑、二氧化碳、甲烷和氮氣會取代氧氣,從而使受害者窒息。 儘管向肺部輸送了足夠的氧氣,但氰化氫、一氧化碳和硫化氫通過抑制細胞呼吸起作用。 非窒息性吸入毒素會損害目標器官,導致各種健康問題和死亡率。

吸入肺部毒素的醫療管理類似於呼吸道刺激物的管理。 這些毒素通常在暴露後數小時內不會引起臨床效果的峰值; 對於已知會導致遲發性肺水腫的化合物,可能需要進行夜間監測。 由於全身毒素的治療超出了本章的範圍,讀者可以參考本章其他地方對個別毒素的討論。 百科全書 以及關於該主題的更多文本(Goldfrank 等人 1990 年;Ellenhorn 和 Barceloux 1988 年)。

吸入熱

在各種不同的職業環境中發生的某些吸入暴露可能會導致持續數小時的衰弱性流感樣疾病。 這些統稱為吸入熱。 儘管症狀很嚴重,但在大多數情況下,毒性似乎是自限性的,而且很少有數據表明會留下長期後遺症。 大量接觸刺激性化合物會引起更嚴重的反應,包括肺炎和肺水腫; 這些不常見的病例被認為比單純的吸入性發熱更複雜。

吸入性發熱具有非特異性的共同特徵:幾乎任何人都可以產生這種綜合症,只要充分接觸刺激劑即可。 不需要致敏,也不需要預先暴露。 有的證候表現出耐受現象; 也就是說,定期反復接觸不會出現症狀。 這種效應被認為與清除機制的活性增加有關,但尚未得到充分研究。

有機粉塵中毒綜合症

有機粉塵中毒綜合症 (ODTS) 是一個廣義術語,表示在大量接觸有機粉塵後出現的自限性流感樣症狀。 該綜合徵包括範圍廣泛的急性發熱性疾病,其名稱來源於導致接觸粉塵的特定任務。 只有在大量接觸有機粉塵後才會出現症狀,而且大多數如此接觸的人都會患上這種綜合症。

有機粉塵中毒綜合症以前被稱為 肺部真菌毒素中毒, 由於其在黴菌孢子作用中的假定病原學和 放線菌. 對於一些患者,可以培養 曲霉, 青黴, 和嗜溫和嗜熱 放線菌 (Emmanuel、Marx 和 Ault 1975;Emmanuel、Marx 和 Ault 1989)。 最近,有人提出細菌內毒素至少起著同樣重要的作用。 該綜合徵是通過吸入來自 成團腸桿菌,有機粉塵的主要成分(Rylander、Bake 和 Fischer 1989)。 已在農場環境中測量內毒素水平,水平範圍為 0.01 至 100μg/m3. 許多樣品的水平大於 0.2μg/m3,這是已知會出現臨床效果的水平(May、Stallones 和 Darrow 1989)。 考慮到已知在內毒素存在的情況下肺泡巨噬細胞釋放 IL-1,有人推測細胞因子,如 IL-1,可能會介導全身效應 (Richerson 1990)。 鑑於不需要致敏作用和高粉塵暴露要求,過敏機制不太可能。

臨床上,患者通常會在接觸(通常發霉的)穀物、乾草、棉花、亞麻、大麻或木屑後 2 至 8 小時出現症狀,或在對豬進行操作後出現症狀(Do Pico 1992)。 症狀通常始於眼睛和粘膜刺激並伴有乾咳,然後發展為發燒、不適、胸悶、肌痛和頭痛。 患者看起來生病了,但體檢時其他方面正常。 經常發生白細胞增多,水平高達 25,000 個白細胞 (WBC)/mmXNUMX3. 胸片幾乎總是正常的。 肺活量測定法可能會揭示適度的阻塞性缺陷。 在進行纖維支氣管鏡檢查並獲得支氣管沖洗液的情況下,發現灌洗液中白細胞升高。 中性粒細胞的百分比明顯高於正常值(Emmanuel、Marx 和 Ault 1989;Lecours、Laviolette 和 Cormier 1986)。 事件發生後 1 至 4 週的支氣管鏡檢查顯示持續高細胞結構,主要是淋巴細胞。

根據暴露的性質,鑑別診斷可能包括有毒氣體(如二氧化氮或氨)暴露,特別是如果事件發生在筒倉中。 應考慮過敏性肺炎,尤其是胸片或肺功能檢查有明顯異常時。 過敏性肺炎 (HP) 和 ODTS 之間的區別很重要:HP 需要嚴格避免暴露並且預後較差,而 ODTS 具有良性和自限性病程。 ODTS 也與 HP 不同,因為它發生頻率更高,需要更高水平的粉塵暴露,不會誘導血清沉澱抗體的釋放,並且(最初)不會引起 HP 特有的淋巴細胞性肺泡炎。

病例用退熱藥處理。 鑑於疾病的自限性,尚未提倡類固醇的作用。 應教育患者避免大量暴露。 重複發生的長期影響被認為可以忽略不計; 然而,這個問題還沒有得到充分研究。

金屬煙霧熱

金屬煙霧熱 (MFF) 是另一種自限性流感樣疾病,在吸入接觸金屬煙霧後發生。 該綜合徵最常在吸入氧化鋅後發生,如在黃銅鑄造廠以及熔煉或焊接鍍鋅金屬時發生。 銅和鐵的氧化物也會導致 MFF,鋁、砷、鎘、汞、鈷、鉻、銀、錳、硒和錫的蒸氣偶爾也會受到影響(Rose 1992)。 工人發展為快速反應; 也就是說,症狀僅在幾天未接觸後發生接觸時出現,而不是在定期重複接觸時出現。 5 小時 TLV 為 XNUMX mg/m3 美國職業安全與健康管理局 (OSHA) 已經確定了氧化鋅的濃度,但在接觸該濃度兩小時後,已通過實驗引發了症狀(Gordon 等人,1992 年)。

MFF 的發病機制仍不清楚。 無論暴露的個體如何,症狀的可重複發作都反對特定的免疫或過敏性致敏。 缺乏與組胺釋放相關的症狀(潮紅、瘙癢、喘息、蕁麻疹)也降低了過敏機制的可能性。 Paul Blanc 及其同事開發了一個涉及細胞因子釋放的模型(Blanc 等人,1991 年;Blanc 等人,1993 年)。 他們測量了 1 名實驗性暴露於氧化鋅煙霧的志願者肺部灌洗液中腫瘤壞死因子 (TNF) 和白細胞介素 IL-4、IL-6、IL-8 和 IL-23 的水平(Blanc 等人)等人,1993 年)。 暴露後 3 小時,志願者的支氣管肺泡灌洗 (BAL) 液中的 TNF 水平升高。 二十小時後,觀察到高 BAL 液水平的 IL-8(一種有效的中性粒細胞引誘劑)和令人印象深刻的中性粒細胞性肺泡炎。 TNF 是一種能夠引起發燒和刺激免疫細胞的細胞因子,已被證明是從暴露於鋅的培養物中的單核細胞中釋放出來的 (Scuderi 1990)。 因此,肺中 TNF 增加的存在解釋了在 MFF 中觀察到的症狀的發作。 已知 TNF 會刺激 IL-6 和 IL-8 的釋放,時間段與這些志願者的 BAL 液中細胞因子的峰值相關。 這些細胞因子的募集可能是隨後出現的中性粒細胞肺泡炎和流感樣症狀的原因,這些症狀是 MFF 的特徵。 為什麼肺泡炎消退如此之快仍然是個謎。

接觸後 3 到 10 小時開始出現症狀。 最初,口腔中可能有甜甜的金屬味,並伴有加重的干咳和呼吸急促。 經常出現發燒和發冷,工人感到不適。 體檢其他方面無異常。 實驗室評估顯示白細胞增多和正常的胸片。 肺功能研究可能顯示 FEF 略有降低25-75 和 DLCO 水平(Nemery 1990;Rose 1992)。

如果有良好的病史,診斷很容易確定,工人可以用退熱劑對症治療。 症狀和臨床異常在 24 至 48 小時內消退。 否則,必須考慮症狀的細菌和病毒病因。 在極端暴露或暴露涉及氯化鋅、鎘或汞等毒素污染的情況下,MFF 可能是臨床化學性肺炎的預兆,這種肺炎將在接下來的 2 天內發展(Blount 1990)。 此類病例可在胸片上表現出瀰漫性浸潤以及肺水腫和呼吸衰竭的跡象。 雖然在對暴露患者進行初步評估時應考慮到這種可能性,但這種暴發性病程並不常見,並非無並發症 MFF 的特徵。

MFF 不需要個人對金屬煙霧的特定敏感性; 相反,它表明環境控制不足。 應解決暴露問題以防止症狀復發。 儘管該綜合徵被認為是良性的,但尚未充分研究反復發作的 MFF 的長期影響。

聚合物煙霧熱

聚合物煙霧熱是一種類似於 MFF 的自限性發熱性疾病,但是由吸入含氟聚合物的熱解產物引起的,包括聚四氟乙烷(PTFE;商品名 Teflon、Fluon、Halon)。 PTFE 因其潤滑劑、熱穩定性和電絕緣性能而被廣泛使用。 它是無害的,除非加熱到 30°C 以上,此時它開始釋放降解產物 (Shusterman 1993)。 這種情況發生在焊接塗有 PTFE 的材料、在高速加工過程中用工具邊緣加熱 PTFE、操作成型機或擠壓機時 (Rose 1992),很少發生在氣管內激光手術中 (Rom 1992a)。

在 1970 世紀 1974 年代初期經過一段時間的經典公共衛生偵探工作後,得出了聚合物煙霧熱的一個常見原因(Wegman 和 Peters 1974;Kuntz 和 McCord 1974)。 紡織工人因接觸甲醛、氨和尼龍纖維而患上自限性發熱性疾病; 他們沒有接觸過含氟聚合物煙霧,但處理過粉碎的聚合物。 在發現其他可能的病原體的暴露水平在可接受的限度內後,對含氟聚合物的工作進行了更仔細的檢查。 事實證明,只有使用含氟聚合物的吸煙者才會出現症狀。 據推測,香煙被工人手上的含氟聚合物污染,然後產品在吸煙時在香煙上燃燒,使工人暴露在有毒煙霧中。 在禁止在工作場所吸煙並製定嚴格的洗手規則後,沒有進一步的疾病報告(Wegman 和 Peters 1987)。 從那時起,在使用防水化合物、脫模化合物(Albrecht 和 Bryant 1990)以及使用某些種類的滑雪蠟(Strom 和 Alexandersen XNUMX)後,就報導了這種現象。

聚合物煙霧熱的發病機制尚不清楚。 由於其相似的表現和明顯的非特異性免疫反應,它被認為與其他吸入性發熱相似。 沒有人體實驗研究; 然而,大鼠和鳥類在接觸 PTFE 熱解產物時都會出現嚴重的肺泡上皮損傷(Wells、Slocombe 和 Trapp,1982 年;Blandford 等人,1975 年)。 肺功能或 BAL 液變化的準確測量尚未完成。

症狀在暴露後數小時出現,並且在 MFF 中沒有出現耐受或快速反應效應。 虛弱和肌痛之後是發燒和發冷。 常有胸悶、咳嗽。 身體檢查通常在其他方面是正常的。 常可見白細胞增多,胸片通常正常。 症狀在 12 至 48 小時內自發消退。 有少數人在暴露後出現肺水腫; 一般而言,PTFE 煙霧被認為比鋅或銅煙霧更能引起 MFF(Shusterman 1993;Brubaker 1977)。 據報導,患有多次聚合物煙霧熱的人會出現慢性氣道功能障礙(Williams、Atkinson 和 Patchefsky,1974 年)。

聚合物煙霧熱的診斷需要仔細詢問病史並高度懷疑。 在確定 PTFE 熱解產物的來源後,必須努力防止進一步暴露。 強制洗手規則和消除工作場所吸煙有效地消除了與受污染香煙有關的案件。 多次發生聚合物煙霧熱或相關肺水腫的工人應進行長期醫療隨訪。

 

上一頁

星期一,二月28 2011 21:32

職業性哮喘

哮喘是一種呼吸道疾病,其特徵是氣道阻塞部分或完全可逆,無論是自發的還是通過治療; 氣道炎症; 以及增加氣道對各種刺激的反應 (NAEP 1991)。 職業性哮喘 (OA) 是由工作場所的環境暴露引起的哮喘。 據報導,數百種藥物會導致 OA。 預先存在的哮喘或氣道高反應性,症狀因工作暴露於刺激物或身體刺激而惡化,通常單獨歸類為工作加重哮喘 (WAA)。 人們普遍認為,OA 已成為發達國家最普遍的職業性肺病,儘管對實際患病率和發病率的估計存在很大差異。 然而,很明顯,在許多國家,職業病原學導致的哮喘造成了很大程度上未被認識到的疾病和殘疾負擔,具有高昂的經濟和非經濟成本。 通過識別和控製或消除導致哮喘的工作場所暴露,可以潛在地預防這種公共衛生和經濟負擔的大部分。 本文將總結目前識別、管理和預防 OA 的方法。 最近的一些出版物更詳細地討論了這些問題(Chan-Yeung 1995;Bernstein 等人 1993)。

問題的嚴重性

成人哮喘的患病率一般在 3% 到 5% 之間,具體取決於哮喘的定義和地理差異,並且在一些低收入城市人口中可能要高得多。 據報導,一般人群中與工作環境有關的成人哮喘病例比例在 2% 至 23% 之間,最近的估計值趨向於該範圍的較高端。 在高危職業人群的小型隊列和橫斷面研究中估計了哮喘和 OA 的患病率。 在對暴露於特定物質的工作場所的 22 項選定研究的回顧中,以各種方式定義的哮喘或 OA 患病率範圍為 3 至 54%,其中 12 項研究報告患病率超過 15%(Becklake,Bernstein 等人,1993 年) ). 廣泛的範圍反映了實際流行率的真實變化(由於暴露的類型和水平不同)。 它還反映了診斷標準的差異和偏差強度的差異,例如“倖存者偏差”,這可能是由於排除了患有 OA 並在研究進行前離開工作場所的工人。 發病率的人口估計範圍從美國每年每百萬就業成年人中有 14 人到芬蘭每年每百萬就業成年人中有 140 人(Meredith 和 Nordman 1996)。 芬蘭的病例確定更為完整,診斷方法通常更為嚴格。 來自這些不同來源的證據一致表明 OA 經常被診斷不足和/或報告不足,並且是一個比普遍認識的更嚴重的公共衛生問題。

職業性哮喘的原因

根據流行病學和/或臨床證據,已報告超過 200 種因素(特定物質、職業或工業過程)會導致 OA。 在 OA 中,氣道炎症和支氣管收縮可由對致敏劑的免疫反應、直接刺激作用或其他非免疫機制引起。 一些藥劑(例如,有機磷殺蟲劑)也可能通過直接藥理作用引起支氣管收縮。 大多數報導的藥劑被認為會引起致敏反應。 呼吸道刺激物通常會使已有哮喘(即 WAA)的工人的症狀惡化,並且在高暴露水平下,會導致新的哮喘發作(稱為反應性氣道功能障礙綜合徵 (RADS) 或刺激物誘發的哮喘)(Brooks、Weiss 和Bernstein 1985;Alberts 和 Do Pico 1996)。

OA 的發生可能有或沒有潛伏期。 潛伏期是指從最初接觸到出現症狀之間的時間,並且變化很大。 通常不到 2 年,但在大約 20% 的情況下是 10 年或更長時間。 具有潛伏期的 OA 通常是由對一種或多種藥物致敏引起的。 RADS 是無延遲 OA 的一個例子。

高分子量增敏劑(5,000 道爾頓 (Da) 或更大)通常通過 IgE 依賴機制起作用。 低分子量致敏劑(小於 5,000 Da)包括異氰酸酯等高反應性化學物質,可通過獨立於 IgE 的機制發揮作用,或可作為半抗原與身體蛋白質結合發揮作用。 一旦工人對藥劑敏感,再次接觸(通常遠低於引起過敏的水平)會導致氣道炎症反應,通常伴隨氣流受限和非特異性支氣管反應性 (NBR) 增加。

在 OA 的流行病學研究中,工作場所暴露始終是哮喘患病率的最強決定因素,並且隨著暴露強度的估計,發生潛伏性 OA 的風險往往會增加。 在對通過 IgE 依賴性機制起作用的藥物的研究中,特應性是一個重要的因素,而吸煙是一個不太一致的哮喘發生決定因素。 在通過 IgE 非依賴性機製作用的藥物研究中,特應性或吸煙似乎都不是哮喘的重要決定因素。

臨床表現

OA 的症狀譜與非職業性哮喘相似:喘息、咳嗽、胸悶和氣短。 患者有時會出現咳嗽變異性或夜間哮喘。 OA 可能是嚴重的和致殘的,並且已經報告了死亡。 OA 的發作是由於特定的工作環境而發生的,因此識別哮喘症狀發作時發生的暴露是準確診斷的關鍵。 在 WAA 中,工作場所暴露會導致原有哮喘症狀的頻率和/或嚴重程度顯著增加。

臨床病史的幾個特徵可能提示職業病因(Chan-Yeung 1995)。 症狀經常在工作時或晚上下班後惡化,在休息日改善,並在重返工作崗位時復發。 症狀可能會在工作週結束時逐漸惡化。 患者可能會注意到工作場所中可重複觸發症狀的特定活動或因素。 與工作有關的眼睛刺激或鼻炎可能與哮喘症狀有關。 這些典型的症狀模式可能僅出現在 OA 的初始階段。 在周末或假期部分或完全解決在 OA 過程的早期很常見,但隨著反复暴露,恢復所需的時間可能會增加到一到兩週,或者恢復可能停止發生。 大多數 OA 患者的暴露已終止,甚至在停止暴露多年後仍繼續有症狀性哮喘,並伴有永久性損傷和殘疾。 持續接觸與哮喘的進一步惡化有關。 停止暴露時症狀持續時間短且嚴重程度較輕是良好的預後因素,可降低永久性哮喘的可能性。

已經報導了 OA 症狀的幾種特徵性時間模式。 早期哮喘反應通常發生在開始工作後不久(不到一小時)或特定的工作暴露導致哮喘之後。 晚期哮喘反應在接觸開始後 4 至 6 小時開始,可持續 24 至 48 小時。 這些模式的組合發生為雙重哮喘反應,症狀自發消退,區分早期和晚期反應,或連續哮喘反應,階段之間症狀無消退。 除了例外,早期反應往往是 IgE 介導的,而晚期反應往往是獨立於 IgE 的。

NBR 增加(通常通過乙酰甲膽鹼或組胺激發來測量)被認為是職業性哮喘的主要特徵。 NBR 的時間過程和程度可能有助於診斷和監測。 NBR 可能會在停止暴露後數週內下降,但異常的 NBR 通常會在暴露停止後持續數月或數年。 對於刺激物誘發的職業性哮喘患者,預計 NBR 不會因接觸和/或症狀而發生變化。

識別與診斷

考慮到診斷不足或過度診斷的實質性負面後果,OA 的準確診斷很重要。 對於患有 OA 或有發展 OA 風險的工人,及時識別、識別和控制導致哮喘的職業暴露可提高預防或完全康復的機會。 這種初級預防可以大大降低慢性致殘性哮喘的高昂財務和人力成本。 相反,由於 OA 的診斷可能需要完全改變職業,或在工作場所進行昂貴的干預,因此準確區分 OA 和非職業性哮喘可以防止雇主和工人承擔不必要的社會和經濟成本。

已經提出了幾種適用於不同情況的 OA 病例定義。 對工人篩查或監測有價值的定義(霍夫曼等人,1990 年)可能並不完全適用於臨床目的或補償。 研究人員的共識將 OA 定義為“一種以可變氣流受限和/或氣道高反應性為特徵的疾病,其原因和條件可歸因於特定的職業環境,而不是工作場所以外遇到的刺激”(Bernstein 等人,1993 年) . 該定義已作為醫學病例定義進行操作,總結於表 1 (Chan-Yeung 1995)。


表 1. 職業性哮喘的 ACCP 醫療病例定義

 

職業性哮喘診斷標準1 (需要全部 4,AD):

(A) 哮喘的醫師診斷和/或氣道高反應性的生理學證據

(B) 哮喘症狀發作前的職業暴露1

(C) 哮喘症狀與工作之間的關聯

(D) 哮喘與工作環境相關的暴露和/或生理學證據 (OA 的診斷需要 D2-D5 中的一個或多個,很可能 OA 只需要 D1)

(1) 據報告在工作場所接觸會導致 OA 的藥劑

(2) FEV 工作相關變化1 和/或PEF

(3) 非特異性支氣管反應性系列測試(例如,乙酰甲膽鹼激發試驗)中與工作相關的變化

(4)特異性支氣管激發試驗陽性

(5) 哮喘的發作與在工作場所吸入刺激物的症狀暴露有明顯關聯(通常是 RADS)

 

RADS的診斷標準(應滿足所有7條):

(1) 沒有預先存在的哮喘樣投訴的記錄

(2) 單次接觸事件或事故後出現症狀

(3) 接觸高濃度具有刺激性的氣體、煙、煙、蒸氣或粉塵

(4) 暴露後 24 小時內出現症狀且症狀持續至少 3 個月

(5)符合哮喘的症狀:咳嗽、喘息、呼吸困難

(6) 肺功能測試存在氣流阻塞和/或存在非特異性支氣管高反應性(暴露後應立即進行測試)

(7)排除其他肺部疾病

 

工作加重哮喘 (WAA) 的診斷標準:

(1) 符合 ACCP OA 醫療案例定義的標準 A 和 C

(2) 預先存在的哮喘或哮喘症狀史,(在開始工作或感興趣之前的一年內有活動症狀)

(3) 症狀或藥物需求明顯增加,或 PEF 與工作相關變化的記錄R 或FEV1 開始工作或感興趣後

1 需要 A、C 和 D1 到 D5 中的任何一個的病例定義可能對 OA、WAA 和 RADS 的監測有用。
資料來源:Chan-Yeung 1995。


 

對 OA 進行全面的臨床評估可能既費時、成本高又困難。 它可能需要從工作中撤離和重返工作崗位的診斷試驗,並且通常需要患者可靠地記錄連續的峰值呼氣流量 (PEF) 測量值。 許多醫生可能不容易獲得臨床評估的某些組成部分(例如,特定的支氣管挑戰或 NBR 的連續定量測試)。 其他組成部分可能根本無法實現(例如,患者不再工作、診斷資源不可用、系列 PEF 測量不充分)。 診斷準確性可能會隨著臨床評估的徹底性而提高。 對於每個患者,關於醫學評估範圍的決定將需要平衡評估成本與錯誤診斷或排除 OA 的臨床、社會、經濟和公共衛生後果。

考慮到這些困難,表 2 概述了診斷 OA 的階梯式方法。這旨在作為促進準確、實用和有效診斷評估的一般指南,同時認識到某些建議的程序在某些情況下可能不可用. OA 的診斷涉及確定哮喘的診斷以及哮喘與工作場所暴露之間的關係。 在每個步驟之後,對於每個患者,醫生將需要確定所達到的診斷確定性水平是否足以支持必要的決定,或者評估是否應該繼續到下一步。 如果設施和資源可用,繼續進行臨床評估的時間和成本通常可以通過準確確定哮喘與工作之間關係的重要性來證明是合理的。 將總結 OA 診斷程序的要點; 詳細信息可以在一些參考文獻中找到(Chan-Yeung 1995;Bernstein 等人 1993)。 可以考慮諮詢在 OA 方面有經驗的醫生,因為診斷過程可能很困難。

 


表 2. 工作場所哮喘診斷評估的步驟

 

步驟 1 全面的醫療和職業病史和定向體檢。

步驟 2 可逆性氣道阻塞和/或非特異性支氣管高反應性的生理學評估。

步驟 3 如果合適,進行免疫學評估。

評估工作狀態:

當前工作:首先進行第 4 步。
目前不工作,恢復工作的診斷試驗可行:首先進行第 5 步,然後進行第 4 步。
當前未工作,無法進行重返工作的診斷試驗:第 6 步。

步驟 4 工作中哮喘的臨床評估或重返工作崗位的診斷試驗。

步驟 5 遠離工作的哮喘的臨床評估或從工作中移除的診斷試驗。

步驟 6 工作場所挑戰或特定支氣管挑戰測試。 如果可用於疑似因果暴露,則可以在任何患者的第 4 步之前執行此步驟。

這旨在作為促進實用和有效診斷評估的一般指南。 建議診斷和管理 OA 的醫生也參考當前的臨床文獻。


 

 

當由職業暴露引起時,RADS 通常被認為是 OA 的一個子類。 使用表 6 中的標准進行臨床診斷。因吸入高濃度刺激物而經歷嚴重呼吸損傷的患者應在事件發生後不久評估是否存在持續性症狀和是否存在氣流阻塞。 如果臨床病史與 RADS 相符,則進一步評估應包括對 NBR 的定量檢測(如果沒有禁忌症)。

WAA 可能很常見,並可能導致大量可預防的殘疾負擔,但關於診斷、管理或預後的報導很少。 如表 6 中總結的,當哮喘症狀先於疑似因果暴露但明顯因工作環境而加重時,可識別 WAA。 工作中的惡化可以通過生理證據或通過醫療記錄和藥物使用評估來記錄。 有哮喘緩解史、哮喘症狀復發但符合 OA 標準的患者是否被診斷為 OA 或 WAA 是一種臨床判斷。 一年已被提議作為足夠長的無症狀期,症狀的出現可能代表由工作場所暴露引起的新過程,儘管尚未達成共識。

第 1 步:全面了解病史和職業病史並進行定向體檢

考慮到早期診斷和乾預對改善預後的重要性,在適當的臨床和工作環境中初步懷疑可能的 OA 是關鍵。 對於在成年工作時出現症狀(尤其是近期發作)或哮喘嚴重程度顯著增加的所有哮喘患者,都應考慮 OA 或 WAA 的診斷。 對於任何其他有哮喘樣症狀和從事接觸哮喘病原體的職業或擔心其症狀與工作相關的人,也應考慮 OA。

應要求可能患有 OA 的患者提供完整的醫療和職業/環境史,並仔細記錄症狀的性質和發作日期以及哮喘的診斷,以及當時的任何潛在因果暴露。 應評估病史與上述 OA 臨床表現的相容性,尤其是與工作時間表和工作暴露變化相關的症狀的時間模式。 應注意哮喘藥物的使用模式和使用模式的變化,以及改善症狀所需的最短離開工作時間。 先前的呼吸道疾病、過敏/特應性、吸煙和其他有毒物質暴露以及過敏家族史是相關的。

應徹底探索潛在哮喘致病因子或過程的職業和其他環境暴露,如果可能,應客觀記錄暴露情況。 應將疑似暴露與報告的導致 OA 的綜合藥劑清單進行比較(Harber、Schenker 和 Balmes 1996;Chan-Yeung 和 Malo 1994;Bernstein 等人 1993;Rom 1992b),儘管無法識別特定藥劑並不少見,並且以前沒有描述過的藥物也可能誘發哮喘。 表 3 中顯示了一些說明性​​示例。職業史應包括當前和相關的過去工作的詳細信息,包括日期、職位、任務和接觸情況,尤其是當前工作和出現症狀時從事的工作。 其他環境史應包括對可能導致哮喘的家庭或社區暴露情況的回顧。 以開放式的方式開始暴露史是有幫助的,詢問空氣傳播劑的廣泛類別:灰塵(特別是動物、植物或微生物來源的有機灰塵)、化學品、藥物和刺激性或可見氣體或煙霧。 患者可能會識別特定的代理人、工作流程或已觸發症狀的代理人的一般類別。 要求患者逐步描述最近有症狀的工作日的活動和暴露情況可以提供有用的線索。 同事使用的材料,或從洩漏或其他來源高濃度釋放的材料,可能是相關的。 通常可以獲得有關產品名稱、成分和製造商名稱、地址和電話號碼的更多信息。 可以通過致電製造商或通過各種其他來源(包括教科書、CD ROM 數據庫或毒物控制中心)來識別特定藥劑。 由於 OA 通常是由低水平的空氣過敏原引起的,因此定性評估暴露和控制措施的工作場所工業衛生檢查通常比空氣污染物的定量測量更有幫助。

表 3. 可引起職業性哮喘的致敏劑

分類

亞群

物質示例

工作和行業的例子

高分子蛋白抗原

動物源性物質

源自植物的物質

實驗動物、螃蟹/海鮮、蟎蟲、昆蟲

麵粉和穀物粉塵、天然橡膠乳膠手套、細菌酶、蓖麻子粉塵、植物膠

動物飼養員、農業和食品加工

麵包店、醫護人員、洗滌劑製造、食品加工

低分子/化學品
敏化劑

增塑劑、兩部分油漆、粘合劑、泡沫

金屬

木屑

醫藥品、藥品

異氰酸酯、酸酐、胺類

鉑鹽、鈷

雪松(褶皺酸)、橡木

洋車前子,抗生素

汽車噴漆、上光、木工

鉑精煉廠、金屬研磨

鋸木廠工作,木工

藥品製造和包裝

其他化學品

 

氯胺 T、聚氯乙烯煙霧、有機磷殺蟲劑

清潔工作,肉類包裝

 

臨床病史似乎更有助於排除而不是確認 OA 的診斷,並且醫生採集的開放式病史優於封閉式問卷。 一項研究將受過訓練的 OA 專家採集的開放式臨床病史的結果與特定支氣管激發試驗的“黃金標準”進行了比較,其中 162 名患者被轉診以評估可能的 OA。 研究人員報告說,提示 OA 的臨床病史的敏感性為 87%,特異性為 55%,預測值為陽性 63%,預測值為陰性 83%。 在這組轉診患者中,哮喘和 OA 的患病率分別為 80% 和 46% (Malo et al. 1991)。 在其他轉診患者組中,對於各種工作場所暴露,封閉式問卷的陽性預測值範圍為 8% 至 52%(Bernstein 等人,1993 年)。 醫生需要評估這些結果對其他環境的適用性。

體格檢查有時會有幫助,應注意與哮喘(如喘息、鼻息肉、濕疹性皮炎)、呼吸道刺激或過敏(如鼻炎、結膜炎)或其他潛在症狀原因相關的發現。

第 2 步:可逆性氣道阻塞和/或非特異性支氣管高反應性的生理學評估

如果支持哮喘診斷的足夠生理學證據 (NAEP 1991) 已經存在於病歷中,則可以跳過第 2 步。 如果沒有,應在技術人員指導下進行肺活量測定,最好是在患者出現哮喘症狀的那一天下班後進行。 如果肺活量測定法顯示氣道阻塞可通過支氣管擴張劑逆轉,則可確診哮喘。 對於肺活量測定沒有明顯氣流受限證據的患者,應盡可能在同一天使用乙酰甲膽鹼或組胺對 NBR 進行定量檢測。 在這種情況下,NBR 的定量測試是一項關鍵程序,原因有二。 首先,它通常可以識別輕度或早期 OA 患者,這些患者最有可能治愈,但如果使用正常的肺活量測定法停止檢測,就會錯過這些患者。 其次,如果在與症狀相關的工作環境中持續暴露的工人的 NBR 正常,則通常可以排除 OA 而無需進一步測試。 如果異常,評估可以進行到第 3 步或第 4 步,並且 NBR 的程度可能有助於監測患者在排除疑似因果暴露(第 5 步)的診斷試驗後的改善情況。 如果肺活量測定顯示明顯的氣流受限且在吸入支氣管擴張劑後沒有改善,則應考慮在更長時間的治療試驗(包括皮質類固醇)後重新評估(ATS 1995;NAEP 1991)。

第 3 步:免疫學評估(如果適用)

皮膚或血清學(例如,RAST)測試可以證明對特定工作場所藥劑的免疫致敏。 這些免疫學測試已被用於確認哮喘的工作相關性,並且在某些情況下,無需進行特定的吸入激發試驗。 例如,在具有與 OA 相符的臨床病史、記錄的哮喘或氣道高反應性以及對車前子免疫致敏證據的歐車前暴露患者中,大約 80% 的患者在隨後的特定支氣管激發試驗中確診為 OA(Malo 等人,1990 年) ). 在大多數情況下,免疫學檢測陰性的診斷意義不太清楚。 免疫學測試的診斷敏感性主要取決於工作場所中所有可能的致病抗原或半抗原-蛋白質複合物是否已包含在測試中。 儘管對無症狀工作人員的致敏作用尚未明確定義,但對分組結果的分析可用於評估環境控制。 免疫學評估的效用對於有標準化的藥物是最大的 體外 測試或皮膚點刺試劑,例如鉑鹽和洗滌劑酶。 不幸的是,大多數感興趣的職業過敏原目前無法在市場上買到。 在皮膚點刺試驗中使用非商業溶液有時會引起嚴重反應,包括過敏反應,因此需要謹慎。

如果第 1 步和第 2 步的結果與 OA 相符,則應盡可能進行進一步評估。 進一步評估的順序和範圍取決於診斷資源的可用性、患者的工作狀態以及離職和重返工作的診斷試驗的可行性,如表 7 所示。如果無法進行進一步評估,則診斷必須基於此時可用的信息。

第 4 步:工作中哮喘的臨床評估,或重返工作崗位的診斷試驗

通常,最容易獲得的氣道阻塞生理測試是肺活量測定法。 為提高重現性,肺活量測定法應由訓練有素的技術人員指導。 不幸的是,在輪班前後進行的單日跨班肺活量測定在確定與工作相關的氣道阻塞方面既不敏感也不特異。 如果在幾個工作日期間和之後每天進行多次肺活量測定,可能會提高診斷準確性,但這尚未得到充分評估。

由於交叉移位肺活量測定法存在困難,連續 PEF 測量已成為 OA 的重要診斷技術。 使用便宜的便攜式儀表,PEF 測量值在醒著的時候每兩小時記錄一次。 為提高靈敏度,必須在工人在工作中接觸到疑似病原體並出現與工作相關的症狀模式期間進行測量。 每次重複三次,每天在工作和下班時進行測量。 如果患者能夠安全地耐受繼續工作,則測量應持續至少連續 16 天(例如,兩個為期五天的工作周和三個週末休息)。 PEF 測量值連同工作時間、症狀、支氣管擴張藥物的使用和顯著暴露記錄在日記中。 為了便於解釋,日記結果應繪製成圖表。 某些模式提示 OA,但沒有一個是特徵性的,有經驗的讀者的解釋通常是有幫助的。 系列 PEF 測試的優點是成本低,並且與支氣管激發試驗的結果具有合理的相關性。 缺點包括需要患者的高度合作,無法明確確認數據是否準確,缺乏標準化的解釋方法,以及一些患者需要連續休息 3 或 1 週才能顯示明顯改善。 專為患者自我監測而設計的便攜式電子記錄肺活量計(如果可用)可以解決連續 PEF 的一些缺點。

哮喘藥物往往會降低工作暴露對氣流測量的影響。 但是,在工作中進行氣流監測時不宜停藥。 相反,在整個診斷過程中,患者應持續服用最小安全劑量的抗炎藥,密切監測症狀和氣流,並在日記中記錄使用短效支氣管擴張劑控制症狀的情況。

在患者正常工作時間未能觀察到與工作相關的 PEF 變化並不能排除 OA 的診斷,因為許多患者需要超過兩天的周末才能顯示 PEF 的顯著改善。 在這種情況下,應考慮延長停工時間(步驟 5)的診斷試驗。 如果患者尚未對 NBR 進行定量檢測,並且沒有醫學禁忌症,則應在此時進行,至少在工作場所暴露兩週後立即進行。

第 5 步:遠離工作的哮喘的臨床評估或長期停止工作的診斷試驗

此步驟包括連續至少連續 2 天不工作(例如,9 天的休息加上前後的周末)完成連續 5 小時的 PEF 每日日記。 如果與工作中的系列 PEF 日記相比,此記錄不足以診斷 OA,則應在下班後連續第二周繼續記錄。 離開工作 2 週或更長時間後,可以對 NBR 進行定量測試,並與工作時的 NBR 進行比較。 如果在工作期間至少兩週內尚未進行系列 PEF,則在詳細諮詢後並與主治醫師密切聯繫後,可以進行重返工作的診斷性試驗(參見步驟 4)。 第 5 步對於確認或排除 OA 的診斷通常至關重要,儘管它也可能是最困難和最昂貴的步驟。 如果嘗試長時間停止工作,最好通過包括 PEF、FEV 來最大限度地提高診斷率和效率1, 和 NBR 測試在一個綜合評估中。 每週去看醫生進行諮詢和查看 PEF 圖表有助於確保結果的完整和準確。 如果在對患者進行至少兩週的工作和兩週的離職監測後,診斷證據還不充分,如果可行的話,下一步應該考慮第 6 步。

第 6 步:特定支氣管挑戰或工作場所挑戰測試

使用暴露室和標準化暴露水平的特定支氣管激發試驗已被標記為診斷 OA 的“金標準”。 優勢包括明確確認 OA,能夠確定對特定致敏劑的亞刺激水平的哮喘反應,然後可以謹慎避免。 在所有診斷方法中,它是唯一能夠可靠地區分致敏物誘發的哮喘與刺激物誘發的方法。 這種方法的幾個問題包括程序固有的成本高、一般需要密切觀察或住院幾天,以及只有極少數專門中心可用。 如果標準化方法不適用於所有可疑物質,如果懷疑錯誤的物質,或者如果最後一次暴露和測試之間的時間間隔太長,則可能會出現假陰性。 如果無意中獲得了刺激性暴露水平,則可能會導致誤報。 由於這些原因,OA 的特定支氣管激發試驗在大多數地方仍然是一種研究程序。

工作場所挑戰測試涉及在工作場所進行一系列技術人員指導的肺活量測定,在工作日暴露於疑似病原體或過程之前和期間以頻繁(例如,每小時)的間隔進行。 它可能比特定的支氣管激發試驗更敏感,因為它涉及“現實生活”暴露,但由於氣道阻塞可能由刺​​激物和致敏劑引發,陽性測試不一定表明致敏。 它還需要雇主的合作和技術人員使用移動肺活量計的大量時間。 這兩種手術都有引發嚴重哮喘發作的風險,因此應在對這些手術有經驗的專家的密切監督下進行。

治療與預防

OA 的管理包括針對個體患者的醫療和預防干預,以及在確定為 OA 高風險的工作場所採取公共衛生措施。 醫療管理類似於非職業性哮喘,並且在別處得到了很好的審查 (NAEP 1991)。 單獨的醫療管理很少足以最佳地控制症狀,通過控製或停止暴露的預防性干預是治療的一個組成部分。 這個過程從準確診斷和識別緻病暴露和條件開始。 在致敏劑誘發的 OA 中,減少接觸致敏劑通常不會導致症狀完全消失。 暴露於非常低濃度的藥物可能會導致嚴重的哮喘發作或疾病的進行性惡化,建議完全和永久停止暴露。 及時轉診進行職業康復和工作再培訓可能是某些患者治療的必要組成部分。 如果完全停止接觸是不可能的,伴隨著密切的醫學監測和管理的顯著減少接觸可能是一種選擇,儘管這種減少接觸並不總是可行的,而且這種方法的長期安全性尚未經過測試。 例如,很難證明為使患者繼續從事同一工作而使用全身性皮質類固醇進行長期治療的毒性是合理的。 對於由刺激物誘發和/或觸發的哮喘,劑量反應可能更可預測,並且降低刺激物暴露水平,同時進行密切的醫療監測,與致敏劑誘發的 OA 相比,風險更小並且更可能有效。 如果患者繼續在修改後的條件下工作,醫療隨訪應包括頻繁就診並查看 PEF 日記、計劃周密的急救服務以及連續肺活量測定和/或乙酰甲膽鹼激發試驗(視情況而定)。

一旦懷疑特定工作場所存在高風險,無論是由於發生 OA 哨兵病例還是使用已知的哮喘致病劑,公共衛生方法都可能非常有用。 早期識別並有效治療和預防現有 OA 工人的殘疾,以及預防新病例,是明確的優先事項。 識別特定的致病因素和工作流程很重要。 一種實用的初始方法是工作場所問卷調查,評估 OA 病例定義中的標準 A、B、C 和 D1 或 D5。 這種方法可以識別可能需要進一步臨床評估的個體,並幫助識別可能的致病因素或情況。 對小組結果的評估可以幫助決定是否需要進一步的工作場所調查或乾預,如果是,則可以為以最有效和高效的方式針對未來的預防工作提供寶貴的指導。 然而,問卷調查不足以建立個體醫學診斷,因為 OA 問卷調查的預測陽性值不夠高。 如果需要更高水平的診斷確定性,也可以考慮使用診斷程序(例如肺活量測定法、NBR 定量測試、系列 PEF 記錄和免疫學測試)進行醫學篩查。 在已知存在問題的工作場所,持續的監視和篩選程序可能會有所幫助。 然而,將具有特應性病史或其他潛在易感因素的無症狀工人從被認為是高風險的工作場所區別排除,將導致大量工人被解僱,以防止相對較少的 OA 病例,目前的文獻不支持這一點。

控製或消除因果暴露以及避免和適當管理洩漏或高水平暴露事件可以有效地初級預防哨點病例的同事的致敏和 OA。 應酌情實施替代、工程和行政控制、個人防護設備以及對工人和管理人員的教育的通常暴露控制等級。 積極主動的雇主將發起或參與部分或所有這些方法,但如果採取的預防措施不充分且工人仍處於高風險中,政府執法機構可能會有所幫助。

損傷和殘疾

醫療障礙 是由醫療狀況引起的功能異常。 殘疾 是指醫療損傷對患者生活的總體影響,並受到許多非醫療因素的影響,例如年齡和社會經濟地位 (ATS 1995)。

醫療損害評估由醫生完成,可能包括計算的損害指數以及其他臨床考慮因素。 損傷指數基於 (1) 支氣管擴張劑後氣流受限的程度,(2) 支氣管擴張劑氣流受限的可逆性程度或 NBR 定量測試的氣道高反應性程度,以及 (3) 控制所需的最少藥物哮喘。 醫療損害評估的另一個主要組成部分是醫生對患者在導致哮喘的工作環境中工作的能力的醫學判斷。 例如,患有敏化物誘發的 OA 的患者可能有一種醫學損傷,這種損傷對他或她已經變得敏感的藥劑具有高度特異性。 僅在接觸該病原體時出現症狀的工人可能能夠從事其他工作,但永遠無法從事她或他受過最多培訓和經驗的特定工作。

評估因哮喘(包括 OA)導致的殘疾需要考慮醫療損傷以及其他影響工作能力和日常生活功能的非醫療因素。 殘疾評估最初由醫生進行,醫生應確定影響損傷對患者生活影響的所有因素。 許多因素,如職業、教育水平、擁有其他適銷對路的技能、經濟條件和其他社會因素,可能導致具有相同醫療損傷程度的個體出現不同程度的殘疾。 然後管理員可以使用此信息來確定殘疾以進行補償。

損傷和殘疾可分為暫時性或永久性,這取決於顯著改善的可能性,以及是否在工作場所成功實施了有效的暴露控制。 例如,患有致敏劑誘發的 OA 的人通常被認為是永久性的,完全無法從事任何涉及接觸致病因素的工作。 如果症狀在停止暴露後部分或完全消退,則這些人可能被歸類為對其他工作的損害較小或沒有損害。 這通常被認為是永久性部分損傷/殘疾,但術語可能有所不同。 工作場所刺激物以劑量依賴性方式引發的哮喘患者在有症狀時會被認為有暫時性損傷,如果安裝了充分的暴露控制措施並能有效減輕或消除症狀,則損傷較小或沒有損傷。 如果未實施有效的暴露控制,則同一個人可能必須被視為永久性受損才能從事該工作,並建議進行醫療移除。 如有必要,可在減少或終止暴露兩年後對長期損傷/殘疾進行重複評估,屆時 OA 的改善預計已趨於穩定。 如果患者繼續工作,則應持續進行醫學監測,並根據需要重複進行損傷/殘疾的重新評估。

因 OA 或 WAA 致殘的工人可能有資格獲得醫療費用和/或工資損失的經濟補償。 除了直接減少殘疾對個體工人及其家庭的經濟影響外,可能​​還需要補償以提供適當的醫療、啟動預防性干預和獲得職業康復。 工人和醫生對特定醫學法律問題的理解對於確保診斷評估符合當地要求並且不會導致受影響工人的權利受到損害可能很重要。

儘管關於成本節約的討論經常集中在補償系統的不足上,但真正減輕 OA 和 WAA 給社會帶來的財政和公共衛生負擔不僅取決於補償系統的改進,更重要的是取決於部署到系統中的系統的有效性。識別並糾正或完全預防導致新發哮喘病例發作的工作場所暴露。

結論

OA 已成為許多國家最普遍的職業性呼吸道疾病。 它比一般公認的更常見,可能會很嚴重且致殘,並且通常是可以預防的。 早期識別和有效的預防干預可以大大降低永久性殘疾的風險以及與慢性哮喘相關的高昂人力和經濟成本。 出於多種原因,OA 值得臨床醫生、健康和安全專家、研究人員、衛生政策制定者、工業衛生學家和其他對預防工作相關疾病感興趣的人更廣泛地關注。

 

 

上一頁

星期一,二月28 2011 21:34

有機粉塵引起的疾病

有機粉塵和疾病

植物、動物和微生物來源的粉塵一直是人類環境的一部分。 大約 450 億年前,當第一批水生生物移居陸地時,它們很快就形成了防禦系統,以抵禦陸地環境中存在的許多有毒物質,其中大部分來自植物。 暴露在這種環境中通常不會引起特別的問題,儘管植物含有許多劇毒物質,尤其是存在於黴菌中或由黴菌產生的物質。

在文明發展過程中,世界某些地區的氣候條件要求某些活動必須在室內進行。 斯堪的納維亞國家的打穀是在冬天在室內進行的,這是古代編年史家提到的一種做法。 塵土飛揚的封閉過程導致接觸者患病,丹麥主教 Olaus Magnus(1555 年,Rask-Andersen 1988 引用)對此發表了第一篇報導。 他描述了斯堪的納維亞脫粒機中的一種疾病如下:

“分離穀糠時,要注意選擇風力適宜的時候,把谷塵吹走,以免損傷打穀機的重要器官。 這些灰塵非常細小,幾乎可以不知不覺地滲入口腔並積聚在喉嚨裡。 如果不通過喝新鮮啤酒迅速解決這個問題,脫粒者可能再也不會或只會在短時間內吃掉他脫粒的東西。”

隨著有機材料機械加工的引入,在通風不良的室內處理大量材料會導致空氣中的粉塵含量很高。 在 Olaus Magnus 主教和後來的 Ramazzini(1713 年)的描述之後,出現了幾份關於 1863 世紀疾病和有機粉塵的報告,特別是在棉紡廠工人中(Leach 1936;Prausnitz 1932)。 後來,還描述了處理髮黴材料的農民中常見的特定肺部疾病(Campbell XNUMX)。

近幾十年來,已經發表了大量關於暴露於有機粉塵的人患病的報告。 最初,其中大部分是基於尋求醫療幫助的人。 這些疾病的名稱在發表時,往往與最初發現該疾病的特定環境有關,因此產生了一系列令人眼花繚亂的名稱,例如農民肺、蘑菇種植者肺、褐肺和加濕器熱。

隨著現代流行病學的出現,獲得了與有機粉塵相關的職業性呼吸系統疾病發病率的更可靠數據(Rylander、Donham 和 Peterson,1986 年;Rylander 和 Peterson,1990 年)。 對這些疾病背後的病理機制的理解也取得了進展,尤其是炎症反應(Henson 和 Murphy 1989)。 這為更連貫地了解有機粉塵引起的疾病鋪平了道路(Rylander 和 Jacobs 1997)。

下面將介紹已報導病害的不同有機粉塵環境、病害實體本身、典型的棉鈴蟲病和具體的預防措施。

環境

有機粉塵是植物、動物或微生物來源的空氣懸浮顆粒。 表 1 列出了涉及暴露於有機粉塵風險的環境、工作流程和代理的示例。


表 1. 接觸有機粉塵的危害源示例

農業

處理穀物、乾草或其他作物

甘蔗加工

溫室

筒倉

動物

豬/奶牛圈舍

禽舍和加工廠

實驗動物、農場動物和寵物

廢物處理

污水和淤泥

生活垃圾

堆肥

行業

植物纖維加工(棉、亞麻、大麻、黃麻、劍麻)

發酵

木材和木材加工

麵包店

生物技術加工

建築物

加濕器中的污染水

結構上或通風管道中的微生物生長


代理

現在了解到,灰塵中的特定物質是疾病發展的主要原因。 有機粉塵含有多種具有潛在生物效應的物質。 表 2 中列出了一些主要藥物。


表 2 有機粉塵中具有潛在生物活性的主要物質

蔬菜代理

單寧

組胺

普拉酸

生物鹼(如尼古丁)

細胞鬆弛素

動物毒劑

蛋白質

微生物製劑

內毒素

(1→3)–β–D-葡聚醣

蛋白酶

黴菌毒素


 

這些藥物中的每一種,單獨或與其他藥物聯合使用,對於疾病發展的相對作用大多是未知的。 大多數可用信息都與存在於所有有機粉塵中的細菌內毒素有關。

內毒素是附著在革蘭氏陰性菌細胞外表面的脂多醣化合物。 內毒素具有廣泛的生物學特性。 吸入後會引起急性炎症(Snella 和 Rylander 1982;Brigham 和 Meyrick 1986)。 中性粒細胞(白細胞)流入肺和氣道是這種反應的標誌。 它伴隨著其他細胞的激活和炎症介質的分泌。 反復接觸後,炎症會減少(適應)。 反應局限於氣道黏膜,無廣泛累及肺實質。

有機粉塵中的另一種特異性藥劑是(1→3)-β-D-葡聚醣。 這是存在於黴菌和某些細菌的細胞壁結構中的聚葡萄糖化合物。 它增強由內毒素引起的炎症反應並改變炎症細胞的功能,特別是巨噬細胞和 T 細胞(Di Luzio 1985;Fogelmark 等人 1992)。

有機粉塵中存在的其他特定物質是蛋白質、單寧酸、蛋白酶和其他酶,以及來自黴菌的毒素。 關於這些物質在有機粉塵中的濃度的可用數據非常少。 有機粉塵中的幾種特定物質,如蛋白質和酶,是過敏原。

疾病

表 3 顯示了由有機粉塵引起的疾病以及相應的國際疾病分類 (ICD) 編號(Rylander 和 Jacobs 1994)。

 


表 3. 有機粉塵誘發的疾病及其 ICD 代碼

 

支氣管炎和肺炎 (ICD J40)

中毒性肺炎(吸入熱、有機粉塵中毒綜合徵)

呼吸道炎症(粘膜炎症)

慢性支氣管炎 (ICD J42)

過敏性肺炎(過敏性肺泡炎)(ICD J67)

哮喘 (ICD J45)

鼻炎、結膜炎

 


 

有機粉塵的主要接觸途徑是吸入,因此對肺部的影響在研究和臨床工作中受到了主要關注。 然而,已發表的流行病學研究和病例報告以及軼事報告中越來越多的證據表明,系統性影響也會發生。 所涉及的機制似乎是目標部位(肺)的局部炎症,以及隨後釋放具有全身效應(Dunn 1992;Michel 等人 1991)或對腸道上皮細胞產生影響(Axmacher 等人)的細胞因子. 1991). 非呼吸臨床影響是發燒、關節痛、神經感覺影響、皮膚問題、腸道疾病、疲勞和頭痛。

表3中描述的不同疾病實體在典型病例中易於診斷,並且基礎病理明顯不同。 然而,在現實生活中,一名因接觸有機粉塵而患病的工人通常會出現不同疾病實體的混合體。 一個人可能患有多年的氣道炎症,突然患上哮喘,並且在特別嚴重的暴露期間還會出現中毒性肺炎的症狀。 另一個人可能患有亞臨床過敏性肺炎,伴有氣道淋巴細胞增多,並在特別嚴重的暴露期間發展為中毒性肺炎。

可能出現的疾病實體混合的一個很好的例子是棉菌病。 這種疾病首先在棉紡廠被描述,但在其他有機粉塵環境中也發現了個別疾病實體。 下面是對該疾病的概述。

棉鈴蟲病

這種病

棉菌病於 1800 年代首次被描述,Prausnitz (1936) 給出了一份涉及臨床和實驗工作的經典報告。 他描述了棉紡廠工人的症狀如下:

“在工作多年後除了輕微咳嗽外沒有任何明顯的問題,棉紡廠工人注意到他們的咳嗽突然加重,變得乾咳並極度刺激¼ 這些發作通常發生在星期一 ¼ 但症狀在隨後的幾天逐漸開始蔓延一周中的; 隨著時間的推移,差異消失了,他們不斷地受苦。”

第一次流行病學調查是在 1950 年代在英格蘭進行的(Schilling 等人,1955 年;Schilling,1956 年)。 最初的診斷是基於典型的周一早晨胸悶的表現,使用問捲進行診斷(Roach 和 Schilling 1960)。 開發了一種基於症狀類型和周期性對棉塵病嚴重程度進行分級的方案(Mekky、Roach 和 Schilling,1967 年;Schilling 等人,1955 年)。 暴露持續時間用作劑量測量,這與反應的嚴重程度有關。 基於對大量工人的臨床訪談,該分級方案後來進行了修改,以更準確地反映 FEVXNUMX 下降的時間間隔1 (Berry 等人,1973 年)。

在一項研究中,發現在加工不同類型棉花的工廠中棉菌病的流行率存在差異(Jones 等人,1979 年)。 與生產粗紗和使用低質量棉花的工廠相比,使用優質棉花生產更細紗線的工廠的棉蘭病流行率更低。 因此,除了暴露強度和持續時間這兩個與劑量相關的變量外,粉塵類型也成為評估暴露的重要變量。 後來證明,接觸粗棉和中棉的工人的反應差異不僅取決於棉花的類型,還取決於影響接觸的其他變量,包括:加工變量,如梳理速度,環境變量,如加濕和通風和製造變量,例如不同的紗線處理方式 (Berry et al. 1973)。

對接觸棉塵與反應(症狀或肺功能的客觀測量)之間關係的下一個改進是來自美國的研究,比較了那些在 100% 棉花中工作的人與使用相同棉花但在不同環境中工作的工人。 50:50 與合成材料混合,工人無需接觸棉花(Merchant 等人,1973 年)。 接觸 100% 純棉的工人患棉菌病的機率最高,與吸煙無關,這是接觸棉塵的混雜因素之一。 在一組按性別、吸煙、工作區域和工廠類型分層的紡織工人中,劑量和對棉塵的反應之間的這種半定量關係得到了進一步完善。 在較低粉塵範圍內的粉塵濃度與蠶豆病患病率和/或一秒鐘內用力呼氣量變化(FEVXNUMX1).

在後來的調查中,FEV1 工作班次減少量已用於評估暴露的影響,它也是美國棉塵標準的一部分。

長期以來,棉菌病被認為是一種混合了不同症狀且不了解具體病理的奇特疾病。 一些作者認為這是一種職業性哮喘(Bouhuys 1976)。 1987 年的工作組會議分析了該病的症狀學和病理學(Rylander 等人,1987 年)。 人們一致認為,該疾病包括幾個臨床實體,通常與有機粉塵接觸有關。

中毒性肺炎 員工第一次在工廠工作時可能會出現,特別是在開松、清棉和梳理部門工作時 (Trice 1940)。 儘管習慣了,但在以後異常嚴重的暴露後,症狀可能會再次出現。

呼吸道炎症 是最普遍的疾病,它的嚴重程度不同,從鼻子和呼吸道的輕微刺激到嚴重的干咳和呼吸困難。 炎症導致氣道收縮和 FEVXNUMX 降低1. 用乙酰甲膽鹼或組胺激發試驗測量氣道反應性增加。 已經討論了氣道炎症本身是否應該被接受為一種疾病實體,或者它是否僅代表一種症狀。 由於劇烈咳嗽伴氣道狹窄的臨床表現可導致工作能力下降,因此有理由將其視為職業病。

持續數年的氣道炎症可能會發展成 慢性支氣管炎,特別是在清梳聯區域工作人員中暴露嚴重的工人。 臨床表現將是慢性阻塞性肺病 (COPD) 之一。

職業性哮喘 在一小部分勞動力中發展,但通常不會在橫斷面研究中被診斷出來,因為工人因疾病而被迫離開工作崗位。 過敏性肺炎 在進行的任何流行病學研究中都沒有發現,也沒有與棉塵接觸有關的病例報告。 沒有出現過敏性肺炎可能是由於棉花中的黴菌數量相對較少,因為發霉的棉花不能用於加工。

主觀感受 胸部緊迫感最常見於週一,是接觸棉塵的典型症狀(Schilling 等人,1955 年)。 然而,這並不是棉塵暴露所獨有的特徵,因為它也出現在與其他種類的有機粉塵打交道的人員中(Donham 等人,1989 年)。 胸悶會在數年內緩慢發展,但如果劑量水平高,以前未受照的人也可能誘發胸悶(Haglind 和 Rylander 1984)。 胸悶的存在與 FEVXNUMX 的降低沒有直接關係1.

胸悶背後的病理學尚未得到解釋。 有人認為,這些症狀是由於血小板粘附性增加所致,血小板聚集在肺毛細血管中並增加了肺動脈壓力。 胸悶很可能與某種細胞致敏有關,因為症狀的發展需要反復接觸。 這一假設得到了棉花工人血液單核細胞研究結果的支持(Beijer 等人,1990 年)。 與對照組相比,棉花工人產生促凝血因子的能力更高,表明細胞致敏。

環境

這種疾病最初是在棉花、亞麻和軟麻工廠的工人中描述的。 在紡織廠棉花治療的第一階段——開包、清棉和梳理——一半以上的工人可能會出現胸悶和氣道炎症的症狀。 發生率隨著棉花的加工而降低,反映出纖維中致病因子的連續清除。 在對棉紡廠進行調查的所有國家/地區都描述了棉菌病。 然而,澳大利亞等一些國家的發病率數據異常低(Gun 等人,1983 年)。

現在有統一的證據表明細菌內毒素是中毒性肺炎和氣道炎症的病原體(Castellan 等人 1987 年;Pernis 等人 1961 年;Rylander、Haglin 和 Lundholm 1985 年;Rylander 和 Haglind 1986 年;Herbert 等人 1992 年;Sigsgaard等人,1992 年)。 已經描述了劑量反應關係,典型的症狀是通過吸入純化的內毒素引起的(Rylander 等人,1989 年;Michel 等人,1995 年)。 雖然這並不排除其他因素可能有助於發病機制的可能性,但內毒素可以作為疾病風險的標誌物。 內毒素不太可能與職業性哮喘的發展有關,但它們可以作為棉塵中潛在過敏原的佐劑。

案例

棉塵病的診斷通常使用帶有特定問題“您的胸部是否感到緊繃,如果是,是一周中的哪一天?”的調查問捲進行。 根據 Schilling (1956) 建議的方案,週一早上出現胸悶的人被歸類為 byssinotics。 可進行肺活量測定,並根據胸悶和FEV下降的不同組合1, 表 4 中所示的診斷方案已經發展。

 


表 4. 棉菌病的診斷標準

 

½ 級。 某些工作週的第一天出現胸悶

1級 每個工作週第一天胸悶

2級 工作週第一天及其他幾天胸悶

3 級。2 級症狀伴有永久性功能障礙的證據,表現為不耐力減弱和/或通氣能力降低

 


 

治療

棉塵病輕度階段的治療是有症狀的,大多數工人學會忍受他們在周一或在清潔機器或執行類似任務時所經歷的輕微胸悶和支氣管收縮,暴露量高於正常水平。 氣道炎症的更晚期階段或每週幾天的規律性胸悶需要轉移到灰塵較少的操作。 職業性哮喘的存在大多需要換工作。

預防

一般預防在其他地方詳細處理 百科全書. 產品替代、暴露限制、工人保護和疾病篩查方面的基本預防原則也適用於棉塵暴露。

關於產品替代品,建議使用細菌污染程度較低的棉花。 在 1863 年的報告中發現了這一概念的反證,其中改用臟棉花導致暴露的工人中症狀的流行率增加(Leach 1863)。 也有可能改用其他纖維,特別是合成纖維,儘管從產品的角度來看這並不總是可行的。 目前還沒有降低棉纖維內毒素含量的生產應用技術。

關於降塵,美國和其他地方已經實施了成功的計劃(Jacobs 1987)。 這樣的計劃很昂貴,而且高效除塵的成本可能讓發展中國家望而卻步(Corn 1987)。

關於暴露控制,粉塵水平不足以準確衡量暴露風險。 根據革蘭氏陰性菌和內毒素的污染程度,給定的粉塵水平可能與風險相關,也可能不相關。 對於內毒素,尚未制定官方指南。 建議濃度為 200 ng/m3 是中毒性肺炎的閾值,100 至 200 ng/m3 用於工作班次和 10 ng/m 的急性氣道收縮3 用於氣道炎症(Rylander 和 Jacobs 1997)。

了解風險因素和暴露的後果對於預防很重要。 近年來,信息基礎迅速擴大,但其中大部分還沒有出現在教科書或其他容易獲得的資源中。 另一個問題是,由有機粉塵引起的呼吸系統疾病的症狀和發現是非特異性的,通常在人群中發生。 因此,他們可能無法在早期階段得到正確診斷。

適當傳播有關棉花和其他有機粉塵影響的知識需要製定適當的培訓計劃。 這些不僅應針對可能接觸的工人,而且應針對雇主和衛生人員,特別是職業衛生檢查員和工程師。 信息必須包括來源識別、症狀和疾病描述以及保護方法。 知情的員工可以更容易地識別與工作相關的症狀,並更有效地與醫療保健提供者溝通。 在健康監測和篩查方面,調查問卷是一個主要的工具。 文獻中已經報導了專門為診斷有機粉塵誘發的疾病而設計的幾種版本的問卷(Rylander、Peterson 和 Donham 1990 年;Schwartz 等人 1995 年)。 肺功能測試也是一種有用的監測和診斷工具。 已經發現氣道反應性的測量是有用的(Rylander 和 Bergström 1993;Carvalheiro 等人 1995)。 其他診斷工具,如炎症介質或細胞活性的測量仍處於研究階段。

 

上一頁

星期一,二月28 2011 21:36

鈹病

鈹病是一種涉及多個器官的全身性疾病,肺部表現最為突出和常見。 它發生在以合金形式或其各種化合物之一接觸鈹時。 接觸途徑是吸入,疾病可以是急性的也可以是慢性的。 目前,急性疾病極為罕見,自 1940 年代實施工業衛生措施以限制高劑量暴露後首次廣泛工業使用鈹以來,再無報導。 持續報導慢性鈹病。

鈹、合金和化合物

鈹是一種被懷疑具有致癌潛力的工業物質,以其重量輕、抗拉強度高和耐腐蝕而著稱。 表 1 概述了鈹及其化合物的性質。

表 1. 鈹及其化合物的性質

 

公式
重量

具體
重力

熔點/沸點 (ºC)

可溶性

產品描述

鈹(Be)

9.01 (aw)

1.85

1,298±5/2,970

-

灰色至銀色金屬

氧化鈹 (BeO)

25

3.02

2,530±30/—

溶於酸和鹼; 不溶於水

白色無定形粉末

氟化鈹1 (氟化鈹2 )

47.02

1.99

昇華 800 °C

易溶於水; 微溶於乙醇

吸濕性固體

氯化鈹2 (氯化鈹2 )

79.9

1.90

405/520

極易溶於水; 溶於乙醇、苯、乙醚和二硫化碳

白色或微黃色潮解晶體

硝酸鈹3 (是(沒有3 )2 ·3H2 O)

187.08

1.56

60/142

溶於水和乙醇

白色至微黃色易潮解晶體

氮化鈹4 (是3 N2 )

55.06

-

2,200±100/—

-

堅硬難熔的白色晶體

硫酸鈹
水合物5 (是這樣4·4H2 O)

177.2

1.71

100/-

易溶於水; 不溶於乙醇

無色結晶

1 氟化鈹是由氟化鈹銨在900-950 ºC下失代償而成。 它的主要用途是通過用鎂還原來生產金屬鈹。
2 氯化鈹是通過將氯氣通過氧化鈹和碳的混合物而製成的。
3 硝酸鈹是由氧化鈹與硝酸作用而得。 它用作化學試劑和氣體地幔硬化劑。
4 氮化鈹是通過在 700–1,400 ºC 的無氧氮氣氣氛中加熱鈹金屬粉末製備的。 它用於原子能反應,包括放射性碳同位素碳 14 的生產。
5 水合硫酸鈹是用濃硫酸處理燒結礦而製得的。它用於通過硫酸法生產金屬鈹。

來源

綠柱石(3BeO·Al2O3·6SiO2) 是鈹的主要商業來源,鈹是含高濃度氧化鈹(10 至 13%)的礦物中含量最豐富的。 綠柱石的主要產地在阿根廷、巴西、印度、津巴布韋和南非共和國。 在美國,綠柱石產於科羅拉多州、南達科他州、新墨西哥州和猶他州。 Bertrandite 是一種低品位礦石(0.1 至 3%),含可溶於酸的鈹,目前正在猶他州開采和加工。

生產

從礦石中提取鈹的兩種最重要的方法是硫酸鹽法和氟化物法。

在硫酸鹽工藝中,粉碎的綠柱石在 1,65°C 的電弧爐中熔化,然後通過高速水流傾倒形成熔塊。 熱處理後,玻璃料在球磨機中研磨並與濃硫酸混合形成漿液,以射流的形式噴入直接加熱的旋轉硫酸化磨機中。 現在處於水溶性形式的鈹從污泥中浸出,氫氧化銨被添加到浸出液中,然後將其送入結晶器,在結晶器中結晶出銨明礬。 將螯合劑加入溶液中以保持溶液中的鐵和鎳,然後加入氫氧化鈉,由此形成的鈹酸鈉水解沉澱出氫氧化鈹。 後一種產物可轉化為氟化鈹,以通過鎂還原為金屬鈹,或轉化為氯化鈹以進行電解還原。

在氟化工藝(圖 1)中,磨碎的礦石、矽氟化鈉和純鹼的壓塊混合物在轉底爐中被燒結。 燒結材料被壓碎、研磨和浸出。 向如此獲得的氟化鈹溶液中加入氫氧化鈉,並在旋轉過濾器中過濾氫氧化鈹沉澱物。 金屬鈹是通過鎂還原氟化鈹或電解氯化鈹獲得的。

圖 1. 氟化工藝生產氧化鈹

RES070F1

用途

鈹與多種金屬製成合金,包括鋼、鎳、鎂、鋅和鋁,使用最廣泛的合金是鈹銅合金——恰當地稱為“青銅”——它具有高抗拉強度和硬化能力通過熱處理。 鈹青銅用於無火花工具、電氣開關部件、手錶彈簧、隔膜、墊片、凸輪和襯套。

這種金屬的最大用途之一是作為核反應堆中熱中子的減速劑,以及作為減少中子從反應堆堆芯洩漏的反射器。 混合鈾-鈹源通常用作中子源。 作為箔片,鈹被用作 X 射線管中的窗口材料。 其輕質、高彈性模量和熱穩定性使其成為飛機和航空航天工業中極具吸引力的材料。

氧化鈹是通過加熱硝酸鈹或氫氧化鈹製成的。

用於製造陶瓷、耐火材料和其他鈹化合物。 它被用於製造熒光燈的熒光粉,直到工業中鈹病的發生導致它被放棄用於此目的(1949 年在美國)。

危害性

火災和健康危害與涉及鈹的工藝有關。 細碎的鈹粉會燃燒,可燃性程度是粒徑的函數。 在粉塵過濾裝置和通風管道的焊接過程中發生過火災,其中存在細碎的鈹。

鈹及其化合物是劇毒物質。 鈹可以影響所有器官系統,但主要涉及的器官是肺。 鈹通過吸入引起全身性疾病,從肺部吸收後可廣泛分佈於全身。 少量鈹從胃腸道被吸收。 鈹可引起皮膚刺激,其創傷性引入皮下組織可引起局部刺激和肉芽腫形成。

發病

除綠柱石礦石外,所有形態的鈹都與疾病有關。 進入途徑是吸入,在急性疾病中,對鼻咽粘膜和整個氣管支氣管樹都有直接的毒性作用,引起水腫和炎症。 在肺部,它會引起急性化學性肺炎。 此時鈹中毒的主要形式是慢性鈹病。 鈹特異性遲髮型超敏反應是慢性病的主要途徑。 鈹通過肺進入系統導致特定 CD 的增殖+ 淋巴細胞,鈹充當特定抗原,單獨或作為半抗原通過白細胞介素 2 (IL2) 受體途徑。 因此,個體對鈹的敏感性可以根據個體 CD 來解釋+ 回复。 然後從活化的淋巴細胞中釋放淋巴因子可導致肉芽腫形成和巨噬細胞募集。 鈹可以被輸送到肺外的部位,在那裡它會導致肉芽腫形成。 鈹從不同部位緩慢釋放,由腎臟排出體外。 這種緩慢的釋放可能會持續 20 到 30 年。 疾病的慢性化和潛伏性大概可以用緩慢的代謝和釋放現象來解釋。 鈹病發病機制中涉及的免疫機制也允許採用特定的診斷方法,這將在下面討論。

組織病理學

鈹病的主要病理髮現是在肺部、淋巴結和其他部位形成非干酪性肉芽腫。 急性鈹病患者的肺組織病理學研究表明,急性和亞急性支氣管炎和肺炎具有非特異性模式。 在慢性鈹病中,肺間質有不同程度的淋巴細胞浸潤和非干酪性肉芽腫形成(圖 2)。

圖 2. 慢性鈹病患者的肺組織

RES070F2

可見肉芽腫和圓形細胞浸潤

 

 

 

 

 

 

許多肉芽腫位於細支氣管周圍區域。 此外,還可有組織細胞、漿細胞和含鈣化包涵體的鉅細胞。 如果是單純肉芽腫形成的病例,遠期預後較好。 慢性鈹病的肺組織學與結節病無法區分。 非干酪樣肉芽腫也見於淋巴結、肝臟、脾臟、肌肉和皮膚。

臨床表現

皮膚損傷

鈹的酸式鹽會引起過敏性接觸性皮炎。 這些病變可能是紅斑、丘疹或丘疹水泡,通常是瘙癢性的,並且見於身體的暴露部位。 從第一次接觸到皮炎的發生通常有 2 週的延遲,除非在大量接觸的情況下,此時可能會立即產生刺激反應。 這種延遲被認為是發展過敏狀態所需的時間。

金屬鈹或可溶性鈹化合物晶體意外植入磨損處、皮膚裂縫或指甲下可能會導致中央化膿的硬化區域。 肉芽腫也可以在這些部位形成。

結膜炎和皮炎可單獨發生,也可同時發生。 在結膜炎的情況下,眶周水腫可能很嚴重。

急性病

鈹鼻咽炎的特徵是粘膜腫脹和充血、出血點、裂隙和潰瘍。 已經描述了鼻中隔穿孔。 從暴露中移除會在 3 到 6 週內逆轉這種炎症過程。

接觸較高濃度鈹後氣管和支氣管樹受累會導致乾咳、胸骨後疼痛和中度呼吸急促。 可聽到羅音和/或羅音,胸部 X 線檢查可顯示支氣管血管紋理增多。 發作的性質和速度以及這些體徵和症狀的嚴重程度取決於接觸的質量和數量。 如果工人遠離進一步接觸,預計在 1 至 4 週內康復。

類固醇的使用在對抗急性疾病方面非常有用。 30 多年來,美國鈹病例登記處未收到新的急性疾病病例報告。 1952 年由 Harriet Hardy 創立的登記處擁有近 1,000 個病例記錄,其中列出了 212 個急性病例。 幾乎所有這些都發生在熒光燈製造行業。 XNUMX 名患有急性疾病的受試者隨後發展為慢性疾病。

慢性鈹病

慢性鈹病是由吸入鈹引起的肺部和全身肉芽腫病。 這種疾病的潛伏期可以為 1 到 30 年,最常見的發生在首次接觸後 10 到 15 年。 慢性鈹病的病程多變,臨床表現有加重和緩解。 然而,這種疾病通常是進行性的。 曾有少數胸部X線異常病例,臨床病程穩定,無明顯症狀。

勞力性呼吸困難是慢性鈹病最常見的症狀。 其他症狀包括咳嗽、疲勞、體重減輕、胸痛和關節痛。 身體檢查結果可能完全正常,也可能包括雙基底核爆裂音、淋巴結腫大、皮膚損傷、肝脾腫大和杵狀指。 肺動脈高壓的跡象可能存在於嚴重的、長期存在的疾病中。

部分患者可出現腎結石和高尿酸血症,罕見報告腮腺腫大和中樞神經系統受累。 慢性鈹病的臨床表現與結節病非常相似。

放射學特徵

慢性鈹病的 X 線表現是非特異性的,類似於結節病、特發性肺纖維化、肺結核、真菌病和塵埃病(圖 3)。 在病程的早期,電影可能會顯示顆粒狀、結節狀或線狀密度。 這些異常可能會增加、減少或保持不變,伴有或不伴有纖維化。 上葉受累很常見。 大約三分之一的患者可見肺門淋巴結腫大,通常是雙側的,並伴有肺野斑點。 在存在淋巴結腫大的情況下沒有肺改變是支持結節病而不是慢性鈹病的相對但不是絕對的鑑別考慮因素。 單側肺門淋巴結腫大已有報導,但非常罕見。

圖 3. 慢性鈹病患者的胸片,顯示瀰漫性纖維結節浸潤和突出的肺門

RES070F3

X 射線圖片與臨床狀態沒有很好的相關性,也不能反映因果暴露的特定定性或定量方面。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

肺功能檢查

來自 Beryllium Case Registry 的數據顯示,在慢性鈹病中可能會發現 3 種損傷模式。 在最初暴露於鈹後平均 41 年期間接受研究的 23 名患者中,20% 有限制性缺陷,36% 有間質性缺陷(肺容積和空氣流速正常,但一氧化碳擴散能力降低),39%有阻塞性缺陷,5% 是正常的。 在吸煙者和非吸煙者中均出現的阻塞模式與支氣管周圍區域的肉芽腫有關。 該研究表明,損傷模式影響預後。 間質性缺陷患者表現最好,五年間隔內惡化最少。 儘管進行了皮質類固醇治療,但患有阻塞性和限制性缺陷的患者的損傷仍在惡化。

對無症狀的鈹提取工人的肺功能研究表明存在輕度動脈低氧血症。 這通常發生在接觸的前 10 年內。 在接觸鈹 20 年或更長時間的工人中,用力肺活量 (FVC) 和一秒鐘用力呼氣量 (FEV1). 這些發現表明,最初的輕度低氧血症可能是由於早期肺泡炎引起的,並且隨著進一步暴露和時間的流逝,FEVXNUMX 降低1 FVC可以代表纖維化和肉芽腫形成。

其他實驗室檢查

慢性鈹病已報告非特異性異常實驗室檢查,包括血沉升高、紅細胞增多、丙種球蛋白水平升高、高尿酸血症和高鈣血症。

Kveim 皮膚試驗在鈹病中呈陰性,而在結節病中可能呈陽性。 血管緊張素轉換酶 (ACE) 水平在鈹病中通常是正常的,但在 60% 或更多的活動性結節病患者中可升高。

診斷

多年來,慢性鈹病的診斷都是基於鈹病例登記處制定的標準,其中包括:

  1. 大量鈹暴露史
  2. 下呼吸道疾病的證據
  3. 胸部 X 線異常伴間質性纖維結節病
  4. 一氧化碳彌散量 (DLCO) 降低的肺功能檢查異常
  5. 與肺或胸淋巴結中鈹暴露一致的病理變化
  6. 組織中存在鈹。

 

必須滿足六個標準中的四個,並且應該包括 (1) 或 (6)。 自 1980 世紀 1989 年代以來,免疫學的進步使診斷鈹病成為可能,而無需組織標本進行組織學檢查或鈹分析。 Newman 等人提出了血液中淋巴細胞的轉化以響應鈹暴露(如在淋巴細胞轉化試驗,LTT 中)或來自支氣管肺泡灌洗 (BAL) 的淋巴細胞。 (XNUMX) 作為診斷暴露對象鈹病的有用診斷工具。 他們的數據表明,陽性血液 LTT 表示致敏。 然而,最近的數據表明,血液 LTT 與肺部疾病的相關性不高。 BAL 淋巴細胞轉化與肺功能異常的相關性更好,而與血液 LTT 的並發異常相關性不高。 因此,要診斷鈹病,需要結合臨床、放射學和肺功能異常以及 BAL 中的 LTT 陽性。 陽性血液 LTT 本身並不能診斷。 小組織樣本微探針分析鈹是最近的另一項創新,它可以幫助診斷通過經支氣管肺活檢獲得的小肺組織樣本的疾病。

結節病是最類似於慢性鈹病的疾病,可能難以鑑別。 到目前為止,在慢性鈹病中沒有出現囊性骨病或眼睛或扁桃體受累。 同樣,Kveim 試驗在鈹病中呈陰性。 不建議通過皮膚試驗來證明鈹致敏,因為該試驗本身俱有致敏性,可能會引發致敏人群的全身反應,並且其本身並不能確定所出現的疾病一定與鈹有關。

鑑別診斷中更複雜的免疫學方法應該允許將來更好地與結節病鑑別。

預測

這些年來,慢性鈹病的預後發生了良好的變化; 有人提出,在鈹工人中觀察到的發作延遲時間較長可能反映了較少的接觸或較低的鈹身體負荷,從而導致較輕的臨床病程。 臨床證據表明,如果在可測量的殘疾首次出現時使用類固醇療法,並以足夠的劑量持續足夠長的時間,則可以改善許多患者的臨床狀況,使他們中的一些人能夠重返有用的工作崗位。 沒有明確的證據表明類固醇可以治愈慢性鈹中毒。

鈹與癌症

在動物中,實驗施用的鈹是一種致癌物,在兔子靜脈注射後引起成骨肉瘤,在大鼠和猴子吸入後引起肺癌。 鈹是否可能是人類致癌物是一個有爭議的問題。 一些流行病學研究表明存在關聯,尤其是在急性鈹病之後。 這一發現遭到了其他人的質疑。 人們可以得出結論,鈹對動物具有致癌性,而人類肺癌和鈹之間可能存在聯繫,尤其是那些患有急性疾病的人。

安全衛生措施

安全和健康預防措施必須涵蓋火災危險以及更嚴重的毒性危險。

防火

必須採取措施防止在細碎鈹粉附近可能出現的點火源,例如電氣設備的火花或電弧、摩擦等。 在使用乙炔或電焊設備之前,應清空並清潔存在這種粉末的設備。 在惰性氣體中製備的不含氧化物的超細鈹粉在暴露於空氣時易於自燃。

應使用合適的干粉(而非水)來撲滅鈹火。 應佩戴全套個人防護設備,包括呼吸防護設備,消防員應在事後洗澡並安排單獨清洗他們的衣服。

保健

鈹工藝必須以謹慎控制的方式進行,以保護工人和普通民眾。 主要風險表現為空氣污染,工藝和工廠的設計應盡可能減少灰塵或煙霧的產生。 應採用濕法工藝代替干法工藝,含鈹製劑的成分應統一為水懸液而非干粉; 只要有可能,工廠應設計成一組獨立的封閉單元。 大氣中鈹的允許濃度非常低,以至於即使是潮濕的工藝也必須採用外殼,否則逸出的飛濺物和溢出物會變乾並且灰塵會進入大氣。

可能產生粉塵的操作應在符合操作需要的最大封閉程度的區域進行。 一些操作是在手套箱中進行的,但更多操作是在配備排氣通風裝置的封閉空間中進行的,類似於安裝在化學通風櫥中的封閉空間。 機加工操作可以通過高速、低容量的局部排氣系統或帶排氣通風裝置的罩式外殼進行通風。

為檢查這些預防措施的有效性,應進行大氣監測,以便計算出工人每天接觸可吸入鈹的平均量。 應使用合適的真空吸塵器或濕拖把定期清潔工作區域。 鈹工藝應與工廠中的其他操作隔離開來。

應為從事鈹工藝的工人提供個人防護裝備。 如果他們完全受僱於涉及操作鈹化合物的過程或與從礦石中提取金屬相關的過程,則應規定完全更換衣服,這樣工人就不會穿著他們穿著的衣服回家一直在努力。 應為此類工作服的安全洗滌做出安排,甚至應為洗衣工人提供防護工作服,以確保他們也不會暴露在危險之中。 這些安排不應留給正常的家庭清洗程序。 工人家庭中鈹中毒的案例歸因於工人將受污染的衣服帶回家或在家中穿著。

2μg/m的職業健康標準31949 年由一個在美國原子能委員會主持下運作的委員會提出,一直得到廣泛關注。 現有的解釋通常允許波動到 5μg/m 的“上限”3 只要不超過時間加權平均值。 此外,“八小時輪班的上限濃度以上可接受的最大峰值”為 25μg/m3 最多 30 分鐘也是允許的。 這些操作水平在當前的工業實踐中是可以達到的,並且沒有證據表明在如此受控的環境中工作的人會有不良的健康經歷。 由於鈹與肺癌之間可能存在聯繫,因此建議將允許的限度降低至 1μg/m3,但美國尚未對這一建議採取官方行動。

處於患鈹病風險中的人群是那些在鈹的提取或後續使用中以某種方式處理鈹的人群。 然而,在距離鈹提取廠 1 至 2 公里的地方報告了一些“鄰里”案例。

許多國家強制要求對接觸鈹及其化合物的工人進行就業前和定期體檢。 推薦的評估包括年度呼吸問卷調查、胸部 X 光檢查和肺功能檢查。 隨著免疫學的進步,LTT 也可能成為一項常規評估,儘管目前沒有足夠的數據推薦其常規使用。 有了鈹病的證據,讓工人進一步接觸鈹是不明智的,即使工作場所符合空氣中鈹濃度的閾值標準。

治療

治療的主要步驟是避免進一步接觸鈹。 皮質類固醇是治療慢性鈹病的主要方式。 皮質類固醇似乎可以有利地改變疾病的進程,但不能“治愈”它。

皮質類固醇應開始每天使用相對高劑量的潑尼松 0.5 至 1 mg/kg 或更多,並持續直至出現改善或臨床或肺功能測試沒有進一步惡化。 通常這需要 4 到 6 週。 建議緩慢減少類固醇,最終可能採用隔日治療。 類固醇治療通常成為終生必需的。

其他支持性措施如補充氧氣、利尿劑、洋地黃和抗生素(當存在感染時)根據患者的臨床狀況指示。 與任何慢性呼吸道疾病患者一樣,還應考慮接種流感和肺炎球菌疫苗。

 

上一頁

星期一,二月28 2011 21:44

塵肺病:定義

表達方式 塵肺, 來自希臘文 氣喘 (空氣,風)和 科尼斯 (粉塵)是 Zenker 於 1867 年在德國創造的,表示因吸入粉塵滯留而引起的肺部變化。 漸漸地,區分不同類型灰塵的影響的必要性變得明顯。 有必要區分礦物或植物粉塵及其微生物成分。 因此,國際勞工組織於 1950 年在悉尼組織的第三次肺塵埃沉著病國際專家會議通過了以下定義:固相中的顆粒物,但不包括活生物體。”

但是,這個詞 疾病 似乎意味著某種程度的健康損害,而與肺纖維化/瘢痕形成無關的塵肺病可能並非如此。 一般來說,肺組織對粉塵存在的反應因粉塵不同而異。 非纖維化粉塵會引起肺部組織反應,其特徵是纖維化反應極小且沒有肺功能損害。 這種粉塵,例如高嶺石、二氧化鈦、氧化亞錫、硫酸鋇和氧化鐵的細碎粉塵,通常被稱為生物惰性粉塵。

二氧化矽或石棉等纖維化粉塵會引起更明顯的纖維化反應,導致肺組織疤痕和明顯的疾病。 將粉塵分為纖維化和非纖維化種類並不明顯,因為有許多礦物質,尤其是矽酸鹽,它們在肺部產生纖維化損傷的能力處於中間水平。 然而,它被證明對臨床有用,並反映在塵肺病的分類中。

1971 年在布加勒斯特舉行的第四次國際塵肺病會議通過了塵肺病的新定義:“塵肺病是塵埃在肺部的積聚以及組織對其存在的反應。 出於此定義的目的,“灰塵”是指由固體無生命顆粒組成的氣溶膠。”

為了避免任何誤解,表達式 非腫瘤性的 有時會添加到“組織反應”一詞中。

工作組在會議上作了以下綜合聲明:

塵肺病的定義

早些時候,在 1950 年,第三屆國際塵肺病專家會議確立了塵肺病的定義,該定義一直沿用至今。 與此同時,新技術的發展導致了更多的職業風險,尤其是與吸入空氣污染物有關的風險。 職業醫學領域知識的增加使新的職業源性肺病得以識別,但也表明有必要重新審查 3 年確立的塵肺病定義。因此,國際勞工組織安排召開了一個工作組會議在第四屆國際肺塵埃沉著病會議的框架內,以審查肺塵埃沉著病的定義問題。 工作組就此事進行了一般性討論,並著手審查其成員提交的一些提案。 它最終採用了與評論一起準備的塵肺病的新定義。 這段文字轉載如下。

近年來,由於社會經濟原因,一些國家已將明顯不是肺塵埃沉著病但仍屬於職業性肺病的病症歸入肺塵埃沉著病。 出於預防原因,“疾病”一詞包括不一定致殘或縮短壽命的最早表現。 因此,工作組著手將塵肺病重新定義為灰塵在肺部的積聚和組織對其存在的反應。 就此定義而言,“粉塵”是指由固體無生命顆粒組成的氣溶膠。 從病理學的角度來看,為方便起見,可將塵肺分為膠原型或非膠原型。 非膠原性塵肺是由非纖維化粉塵引起的,具有以下特點:

  1. 肺泡結構保持完整
  2. 基質反應很小,主要由網狀纖維組成
  3. 粉塵反應可能是可逆的。

 

非膠原性塵肺的例子是由純氧化錫粉塵(錫塵)和硫酸鋇(重晶質塵病)引起的。

膠原性塵肺的特點是:

  1. 肺泡結構的永久改變或破壞
  2. 中度至最大程度的膠原基質反應,以及
  3. 肺部永久性疤痕。

 

這種膠原性塵肺可能由纖維化粉塵或組織對非纖維化粉塵的反應改變引起。

由纖維化粉塵引起的膠原性塵肺的例子是矽肺和石棉肺,而復雜的煤工塵肺或進行性大塊纖維化 (PMF) 是對相對非纖維化粉塵的組織反應改變。 在實踐中,很難區分膠原性和非膠原性塵肺。 持續暴露於相同的灰塵,例如煤塵,可能導致從非膠原形式轉變為膠原形式。 此外,暴露於單一粉塵現在變得越來越不常見,而暴露於具有不同程度纖維化可能性的混合粉塵可能會導致從非膠原性到膠原性形式不等的塵肺病。 此外還有職業性慢性肺部疾病,儘管它們是由吸入粉塵引起的,但不屬於塵肺病,因為這些顆粒並不知道會在肺部積聚。 以下是可能致殘的職業性慢性肺病的例子:棉塵肺、鈹中毒、農民肺和相關疾病。 它們有一個共同點,即粉塵的病因成分使肺或支氣管組織敏感,因此如果肺組織有反應,炎症往往是肉芽腫,如果支氣管組織有反應,則容易出現支氣管收縮。 在某些行業中接觸有毒吸入物質與呼吸道癌死亡風險增加有關。 此類材料的例子有放射性礦石、石棉和鉻酸鹽。

第四屆國際勞工組織肺塵埃沉著病國際會議通過。 布加勒斯特,1971 年。

 

上一頁

儘管國家和國際上投入了所有精力來預防塵肺病,但塵肺病在工業化國家和發展中國家仍然非常普遍,並且是造成許多工人殘疾和損傷的罪魁禍首。 這就是為什麼國際勞工組織 (ILO)、世界衛生組織 (WHO) 和許多國家職業健康與安全機構繼續與這些疾病作鬥爭,並提出可持續的預防方案。 例如,國際勞工組織、世界衛生組織和美國國家職業安全與健康研究所 (NIOSH) 已在其計劃中提議在全球範圍內合作防治矽肺病。 該計劃的一部分基於醫學監測,其中包括閱讀胸部 X 光片以幫助診斷這種塵肺病。 這是一個例子,它解釋了為什麼國際勞工組織與許多專家合作,在連續的基礎上製定和更新肺塵埃沉著病射線照片的分類,它提供了一種系統地記錄因吸入粉塵引起的胸部射線照相異常的方法。 該方案旨在對後前胸片的外觀進行分類。

分類的目的是以一種簡單、可重複的方式對塵肺的放射學異常進行分類。 該分類沒有定義病理實體,也沒有考慮工作能力。 該分類並不暗示為賠償目的對塵肺病的法律定義,也不暗示應支付賠償的水平。 然而,人們發現該分類的用途比預期的要廣泛。 它現在在國際上廣泛用於流行病學研究、工業職業監測和臨床目的。 使用該方案可能會提高塵肺病統計數據的國際可比性。 它還用於系統地描述和記錄評估薪酬所需的部分信息。

從科學和倫理的角度來看,使用這種具有全部價值的分類系統的最重要條件是,在任何時候,通過系統地參考國際勞工組織國際分類標準集中提供的 22 種標準電影來閱讀要分類的電影電影。 如果讀者試圖在不參考任何標準電影的情況下對電影進行分類,則不應提及根據 ILO 國際射線照片分類進行閱讀。 由於閱讀過多或閱讀不足而偏離分類的可能性非常危險,因此至少不應將他或她的閱讀用於流行病學研究或塵肺病統計數據的國際可比性。

1930 年在約翰內斯堡舉行的第一屆國際塵肺病專家會議上提出了矽肺病的第一個分類。它結合了影像學表現和肺功能損害。 1958 年,建立了一個完全基於射線照相變化的新分類(日內瓦分類 1958)。 此後,它經過多次修訂,最後一次是在 1980 年,始終以提供改進的版本為目標,以廣泛用於臨床和流行病學目的。 國際勞工組織推廣的每一個新版本的分類都根據在使用早期分類中獲得的國際經驗進行了修改和變化。

為了對分類的使用提供明確的說明,國際勞工組織於 1970 年發布了一份題為 國際塵肺病放射照片分類/1968 在職業安全與健康系列(第 22 期)中。 該出版物於 1972 年修訂為 ILO U/C 塵肺放射照片國際分類/1971 1980 年再次 國際勞工組織塵肺病放射照片國際分類使用指南, 1980 年修訂版。標準射線照片的描述見表 1。

表 1. 標準射線照片的描述

1980 標準射線照片顯示 小混濁   胸膜增厚  
      胸壁      
  技術品質 豐富 外形尺寸 程度 大混濁 劃界的 (斑塊) 擴散 光圈 肋膈角消失 胸膜鈣化 符號 留言
0/0(示例 1) 1 0/0 - - 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 與機身相同顏色 血管模式得到很好的說明
0/0(示例 2) 1 0/0 - - 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 與機身相同顏色 還顯示血管模式,但不如示例 1 清晰
1/1; 點/點 1 1/1 點/點 大號 x x x x x x A 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 RP。 左下區類風濕性塵肺。 所有區域都存在小混濁,但右上區域的大量混濁是典型的(有些人會說比)可歸類為 1/1 類
2/2; 點/點 2 2/2 點/點 大號 x x x x x x 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 π; 結核病。 質量缺陷:透光太淡
3/3; 點/點 1 3/3 點/點 大號 x x x x x x 沒有 沒有 沒有 沒有 是 R L x – 沒有 斧頭。 與機身相同顏色
1/1; q/q 1 1/1 q/q R L x x x x – – 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 與機身相同顏色 說明豐富度比形狀或大小好 1/1
2/2; q/q 1 2/2 q/q 大號 x x x x x x 沒有 沒有 是 R L x x 寬度:a a 範圍:1 1 沒有 是的 R L x x 沒有 與機身相同顏色 與機身相同顏色
3/3; q/q 2 3/3 q/q 大號 x x x x x x 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 圓周率 質量缺陷:胸膜、切底角清晰度差
1/1; 轉/轉 2 1/1 y / y R L x x x x – – 沒有 沒有 沒有 沒有 是 R L – x 沒有 與機身相同顏色 質量缺陷:主體運動。 大量的小混濁在右肺更為明顯
2/2; 轉/轉 2 2/2 y / y 大號 x x x x x x 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 與機身相同顏色 質量缺陷:射線太亮,對比度太高。 心影稍微向左偏移
3/3; 轉/轉 1 3/3 y / y 大號 x x x x x x 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 斧頭; 嗯。 與機身相同顏色
1/1; 英石 2 1/1 英石 R L x – x x x x 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 吉隆坡。 質量缺陷:切鹼。 右下方區域的 Kerley 線
2/2; 秒/秒 2 2/2 s /秒 R L – – x x x x 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 EM。 質量缺陷:因縮水導致底座變形。 上區肺氣腫
3/3; 秒/秒 2 3/3 s /秒 大號 x x x x x x 沒有 沒有 是 R L x x 寬度:a a 範圍:3 3 沒有 沒有 沒有 何; 我; pi。 質量缺陷:射線太亮。 蜂窩肺外觀不明顯
1/1; t/t肋間角消失 1 1/1 噸/噸 R L – – x x x x 沒有 沒有 是 R L x x 寬度:a a 範圍:2 2 沒有 是 R L x – 是 R L – x 範圍:2 與機身相同顏色 該射線照片定義了肋膈角消失的下限。 注意下肺野收縮
2/2; 噸/噸 1 2/2 噸/噸 大號 x x x x x x 沒有 沒有 是 R L x x 寬度:a a 範圍:1 1 沒有 沒有 沒有 嗯。 胸膜增厚存在於肺尖
3/3; 噸/噸 1 3/3 噸/噸 大號 x x x x x x 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 你好; 何; ID; 我; 結核病。 與機身相同顏色
1/1; 你/你2/2; 你/你 3/3; 你/你 - - - - - - - - - - - 這張復合 X 光片顯示了可根據形狀和大小分類為 u/u 的大量小混濁的中間類別。
A 2 2/2 壓力/壓力 大號 x x x x x x A 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 質量缺陷:X光片太淡,胸膜清晰度差
B 1 1/2 壓力/壓力 大號 x x x x x x B 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 斧頭; 公司 胸膜的定義略有不完善
C 1 2/1 季/噸 大號 x x x x x x C 沒有 沒有 沒有 沒有 沒有 卜; 迪; 嗯; 是的; 你好; 嗯。 由於大混濁的存在,小混濁難以分類。 注意左側肋膈角消失。 這是不可分類的,因為它沒有達到標準射線照片1/1所定義的下限; 噸/噸
胸膜增厚(局限性) - - - - - 沒有 沒有 沒有 沒有   胸膜增厚呈現面,寬度不確定,範圍 2
胸膜增厚(瀰漫性) - - - - - 沒有 沒有 沒有   胸膜增厚存在於側面,寬度為 a,範圍為 2。不相關的小鈣化
胸膜增厚(鈣化)隔膜 - - - - - 沒有 沒有 沒有   範圍 2 的局限性鈣化胸膜增厚
胸膜增厚(鈣化)胸壁 - - - - - 沒有 沒有 沒有   鈣化和未鈣化的胸膜增厚出現在表面,寬度不確定,範圍 2

 

國際勞工組織 1980 年分類

1980 年的修訂是由 ILO 在歐洲共同體委員會、NIOSH 和美國放射學會的合作下進行的。 分類概要見表2。它保留了以前分類的原則(1968年和1971年)。

表 2. 國際勞工組織 1980 年塵肺病射線照片國際分類:分類詳情摘要

功能 推薦碼 定義
技術品質
  1 好。
  2 可接受,沒有可能影響塵肺病射線照片分類的技術缺陷。
  3 較差,有一些技術缺陷,但仍可用於分類目的。
  4 不可接受的。
實質異常
小混濁 豐富   大量的類別是基於通過與標準射線照片比較來評估混濁的濃度。
    0/- 0/0 0/1 1/0 1/1 1/2 2/1 2/2 2/3 3/2 3/3 3/+ O 類——不存在或低於類別 1 下限的小混濁。 1、2 和 3 類——由相應的標準射線照片定義的增加大量的小混濁。
  程度 RU RM RL LU LM LL 記錄其中可見混濁的區域。 右 (R) 和左 (L) 胸腔均分為三個區域——上 (U)、中 (M) 和下 (L)。 充血的類別是通過將充血作為一個整體考慮肺部受影響區域並將其與標準射線照片進行比較來確定的。
  形狀和大小    
  圓角 p/p q/q r/r 字母 p、q 和 r 表示存在小的圓形混濁。 標準射線照片的外觀定義了三種尺寸: p = 直徑最大約 1.5 毫米 q = 直徑超過約 1.5 毫米至約 3 毫米 r = 直徑超過約 3 毫米至約 10 毫米
  不規則 s/s t/t 你/你 字母 s、t 和 u 表示存在小的不規則混濁。 標準射線照片的外觀定義了三種尺寸: s = 寬度最大約 1.5 毫米 t = 寬度超過約 1.5 毫米至約 3 毫米 u = 寬度超過 3 毫米至約 10 毫米
  混合 p/s p/t p/u p/q p/r q/s q/t q/u q/p q/r r/s r/t r/u r/p r/q s/p s/q s/r s/t s/u t/p t/q t/r t/s t/你你/你/你/你/你你/你/你/你 對於小不透明度的混合形狀(或大小),首先記錄主要的形狀和大小。 在斜筆劃之後記錄了大量其他形狀和大小的存在。
大混濁   A B C 這些類別是根據不透明度的維度來定義的。 A 類 – 最大直徑超過約 10 毫米且高達並包括 50 毫米的不透明度,或多個每個大於約 10 毫米的不透明度,其最大直徑的總和不超過約 50 毫米。 B 類 – 一個或多個不透明度大於或更多於 A 類的不透明度,其總面積不超過右上區域的等效值。 C 類 – 一個或多個混濁,其總面積超過右上區域的等效面積。
胸膜異常
胸膜增厚
胸壁 類別   胸壁的胸膜增厚有兩種類型:局限性(斑塊)和瀰漫性。 兩種類型可能同時出現
  現場 RL 分別記錄右側 (R) 和左側 (L) 胸腔的胸膜增厚。
  信號寬度 a b c 對於沿側胸壁看到的胸膜增厚,最大寬度的測量是從胸壁的內線到在實質-胸膜邊界處看到的最清晰的陰影的內邊緣。 最大寬度通常出現在其最外點的肋骨陰影的內緣。 a = 最大寬度達 5 毫米 b = 最大寬度超過約 5 毫米至約 10 毫米 c = 最大寬度超過約 10 毫米
  面對 是 否 記錄正面看到的胸膜增厚的存在,即使它也可以在側面看到。 如果僅在正面看到胸膜增厚,則通常無法測量寬度。
  程度 1 2 3 胸膜增厚的程度根據胸膜受累的最大長度或最大長度的總和來定義,無論是從側面還是正面觀察。 1 = 總長度等於側胸壁投影的四分之一 2 = 總長度超過四分之一但不超過側胸壁投影的二分之一 3 = 總長度超過側胸部投影的二分之一牆
光圈 存在 是 否 涉及膈胸膜的斑塊被記錄為存在 (Y) 或不存在 (N),分別針對右 (R) 和左 (L) 胸腔。
  現場 RL  
肋膈角閉塞 存在 是 否 對於右側 (R) 和左側 (L) 胸部,肋膈角閉塞的存在 (Y) 或不存在 (N) 與其他區域的增厚分開記錄。 這種消失的下限由標準射線照片定義
  現場 RL 如果增厚向上延伸到胸壁,則應記錄肋膈角閉塞和胸膜增厚。
胸膜鈣化 現場   分別記錄兩個肺的胸膜鈣化部位和範圍,並根據尺寸定義範圍。
  胸壁 RL  
  光圈 RL  
  其他 RL “其他”包括縱隔和心包胸膜鈣化。
  程度 1 2 3 1 = 最大直徑達約 20 毫米的鈣化胸膜區域,或多個此類區域的最大直徑總和不超過約 20 毫米。 2 = 最大直徑超過約 20 毫米至約 100 毫米的鈣化胸膜區域,或其最大直徑超過約 20 毫米但不超過約 100 毫米的多個此類區域的總和。 3 = 最大直徑超過約 100 毫米的鈣化胸膜區域,或最大直徑總和超過約 100 毫米的多個此類區域。
符號
    可以認為每個符號的定義前面都有適當的詞或短語,例如“可疑”、“變化提示”或“不透明提示”等。
  ax 小的塵肺混濁合併
  bu 布拉(e)
  ca 肺癌或胸膜癌
  cn 小的塵肺性陰影鈣化
  co 心臟大小或形狀異常
  cp 肺心病
  cv
  di 胸腔內器官明顯變形
  ef 積液
  em 明確的肺氣腫
  es 肺門或縱隔淋巴結蛋殼鈣化
  fr 肋骨骨折
  hi 肺門或縱隔淋巴結腫大
  ho 蜂窩肺
  id 隔膜不明確
  ih 不明確的心臟輪廓
  kl 間隔(Kerley)線
  od 其他重大異常
  pi 縱隔葉間裂胸膜增厚
  px 氣胸
  rp 類風濕塵肺
  tb 肺結核
留言
  存在 是 否 應記錄與射線照片分類有關的評論,特別是如果認為某些其他原因導致陰影可能被其他人認為是由塵肺引起的; 還要確定技術質量可能對讀數產生重大影響的射線照片。

 

該分類基於一組標準射線照片、一份書面文本和一組註釋(OHS No. 22)。 在胸片中看不到粉塵暴露的特徵。 基本原則是所有與標準射線照片和國際勞工組織國際分類使用指南中定義和表示的外觀一致的外觀都將被分類。 如果讀者認為任何外觀可能或確定與灰塵無關,則不應對射線照片進行分類,但必須添加適當的評論。 22張標準片經過國際試選,以說明大量小混濁的中級標準,並舉例說明大混濁的A、B、C類標準。 胸膜異常(瀰漫性胸膜增厚、斑塊和肋膈角消失)也在不同的 X 光片上顯示。

特別是 1988 年在匹茲堡舉行的第七屆國際肺塵埃病會議上的討論表明需要改進分類的某些部分,特別是那些與胸膜改變有關的部分。 1989年XNUMX月,國際勞工組織在日內瓦召開了修訂國際勞工組織塵肺射線照片國際分類的討論組會議,專家們提出分類過短無益,可以刪除的建議。 關於胸膜異常,該小組同意該分類現在分為三個部分:“瀰漫性胸膜增厚”; “胸膜斑塊”; 和“肋膈角閉塞”。 瀰漫性胸膜增厚可分為胸壁和膈肌。 它們是根據左右肺的上、中、下六個區域來識別的。 如果胸膜增厚被限制,它可以被識別為斑塊。 所有斑塊都應以厘米為單位進行測量。 應系統地註意肋膈角的消失(無論是否存在)。 重要的是要確定肋膈角是否可見。 這是因為它對胸膜瀰漫性增厚具有特殊重要性。 斑塊是否分類應僅用符號表示。 隔膜變平應該用附加符號記錄,因為它是石棉暴露的一個非常重要的特徵。 應使用適當的符號“c”(鈣化)或“h”(透明)在這些框中記錄斑塊的存在。

該分類的完整描述,包括其應用和限制,可在出版物(ILO 1980)中找到。 射線照片分類的修訂是一個持續的 ILO 過程,修訂後的指南應在不久的將來(1997-98 年)發布,並考慮到這些專家的建議。

 

上一頁

星期一,二月28 2011 22:28

塵肺病的病因

長期以來,塵肺病一直被認為是職業病。 已在研究、初級預防和醫療管理方面做出了大量努力。 但醫生和衛生學家報告說,這個問題在工業化國家和工業化國家仍然存在(Valiante、Richards 和 Kinsley 1992 年;Markowitz 1992 年)。 由於有強有力的證據表明導致塵肺病的三種主要工業礦物(石棉、煤和二氧化矽)將繼續具有一定的經濟重要性,從而進一步導致可能的暴露,預計該問題將在整個過程中繼續具有一定的嚴重性世界,特別是在小型工業和小型採礦作業中服務不足的人群中。 初級預防的實際困難,或對疾病的誘發和發展機制的了解不足,都是可能解釋問題持續存在的因素。

塵肺病的發病機制可以定義為對吸入纖維化粉塵顆粒後肺部發生的所有現象的評估和理解。 表達方式 級聯事件 經常在有關該主題的文獻中找到。 級聯是一系列事件,首先暴露並在最遠的範圍內以更嚴重的形式發展為疾病。 如果我們排除罕見形式的加速性矽肺病,它可以在暴露幾個月後發生,大多數塵肺是在數十年而不是數年的暴露期後發生的。 如今,在採用現代預防標準的工作場所尤其如此。 因此,應根據其長期動態分析病因發病機制現象。

在過去的 20 年裡,關於由多種因素(包括礦物粉塵)引起的間質性肺纖維化所涉及的眾多複雜肺部反應的大量信息已變得可用。 這些反應在生物化學和細胞水平上進行了描述(Richards、Masek 和 Brown 1991)。 不僅物理學家和實驗病理學家做出了貢獻,而且廣泛使用支氣管肺泡灌洗作為一種新的肺部研究技術的臨床醫生也做出了貢獻。 這些研究將發病機制描繪成一個非常複雜的實體,儘管如此,它仍可以被分解以揭示幾個方面:(1) 粉塵顆粒的吸入本身以及隨之而來的肺部負擔的構成和重要性(暴露-劑量-反應關係),( 2) 纖維化顆粒的理化特性,(3) 誘發塵肺基本病變的生化和細胞反應,以及 (4) 進展和並發症的決定因素。 後面的方面不容忽視,因為更嚴重的塵肺病會導致損傷和殘疾。

對塵肺病發病機制的詳細分析超出了本文的範圍。 人們需要區分幾種類型的灰塵,並深入到許多專業領域,其中一些仍然是活躍研究的主題。 但有趣的一般概念是從當前可用的關於該主題的知識量中得出的。 它們將通過前面提到的四個“方面”在此處呈現,參考書目會將感興趣的讀者引向更專業的文本。 將主要針對三種主要且記錄最多的塵肺病給出示例:石棉沉著病、煤工塵肺病 (CWP) 和矽肺病。 將討論對預防的可能影響。

暴露-劑量-反應關係

肺塵埃沉著病由吸入某些纖維化粉塵顆粒引起。 在氣溶膠物理學中,術語 灰塵 具有非常精確的含義(Hinds 1982)。 它是指通過機械粉碎固態母體材料獲得的懸浮顆粒。 其他過程產生的顆粒不應稱為粉塵。 各種工業環境(例如,採礦、隧道、噴砂和製造)中的粉塵云通常包含多種粉塵的混合物。 空氣中的塵埃顆粒大小不一。 它們表現出尺寸分佈。 大小和其他物理參數(密度、形狀和表面電荷)決定了顆粒的空氣動力學行為以及它們穿透和沈積在呼吸系統多個隔室中的概率。

在塵肺病領域,感興趣的部位隔室是肺泡隔室。 空氣中小到足以到達該隔間的顆粒被稱為 可吸入顆粒. 到達肺泡室的所有顆粒都沒有系統地沉積,一些仍然存在於呼出的空氣中。 對於等軸測粒子 (Raabe 1984) 以及纖維粒子 (Sébastien 1991),沉積的物理機制現在已經很清楚了。 建立了將沉積概率與物理參數相關聯的函數。 可吸入顆粒和沈積在肺泡室中的顆粒具有略微不同的尺寸特徵。 對於非纖維顆粒,尺寸選擇空氣採樣儀器和直讀儀器用於測量可吸入顆粒的質量濃度。 對於纖維顆粒,方法不同。 測量技術基於“總粉塵”的過濾器收集和光學顯微鏡下的纖維計數。 在這種情況下,通過從計數中排除尺寸超過預定標準的“非呼吸”纖維來進行尺寸選擇。

隨著顆粒沉積在肺泡表面,開始了所謂的肺泡清除過程。 巨噬細胞的趨化募集和吞噬作用構成其第一階段。 已經描述了幾種清除途徑:將載有灰塵的巨噬細胞移向纖毛氣道,與上皮細胞相互作用並通過肺泡膜轉移游離顆粒,間質巨噬細胞的吞噬作用,隔離到間質區域並運輸到淋巴結( Lauweryns 和 Baert 1977)。 清除途徑具有特定的動力學。 不僅暴露方案,而且沉積顆粒的物理化學特性,都會觸發負責肺部滯留此類污染物的不同途徑的激活。

特定於每種類型的灰塵的保留模式的概念是相當新的,但現在已經充分建立以整合到發病機制方案中。 例如,筆者發現,長期接觸石棉後,角閃石類纖維會在肺部積聚,而溫石棉類則不會(Sébastien 1991)。 短纖維已被證明比長纖維更快地被清除。 眾所周知,石英具有一定的淋巴趨向性,並且很容易穿透淋巴系統。 已證明改變石英顆粒的表面化學會影響肺泡清除率(Hemenway 等人,1994 年;Dubois 等人,1988 年)。 同時暴露於多種粉塵類型也可能影響肺泡清除率(Davis、Jones 和 Miller 1991)。

在肺泡清除過程中,灰塵顆粒可能會發生一些化學和物理變化。 這些變化的示例包括用含鐵材料進行塗層、某些元素成分的浸出和某些生物分子的吸附。

最近從動物實驗中得出的另一個概念是“肺超載”(Mermelstein 等人,1994 年)。 大量吸入各種不溶性粉塵的大鼠會出現類似的反應:慢性炎症、載有顆粒的巨噬細胞數量增加、間質中顆粒數量增加、隔膜增厚、脂蛋白沉積症和纖維化。 這些發現並非歸因於所測試粉塵(二氧化鈦、火山灰、飛灰、石油焦、聚氯乙烯、碳粉、炭黑和柴油機廢氣微粒)的反應性,而是歸因於肺部的過度暴露。 尚不清楚在人類暴露於纖維化粉塵的情況下是否必須考慮肺負荷過重。

在清除途徑中,向間質的轉移對於塵肺病尤為重要。 清除被隔離到間質中的顆粒遠不如清除被肺泡腔中的巨噬細胞吞噬並被纖毛氣道清除的顆粒有效 (Vincent 和 Donaldson 1990)。 在人類中,發現在長期接觸各種無機空氣污染物後,間質中的儲存比肺泡巨噬細胞大得多(Sébastien 等人,1994 年)。 還有觀點認為,二氧化矽誘導的肺纖維化涉及顆粒與間質而非肺泡巨噬細胞的反應(Bowden、Hedgecock 和 Adamson,1989 年)。 保留是“劑量”的原因,劑量是塵埃顆粒與其生物環境之間接觸的量度。 對劑量的正確描述需要知道在每個時間點儲存在幾個肺結構和細胞中的灰塵量、顆粒的物理化學狀態(包括表面狀態)以及顆粒與肺部之間的相互作用。肺細胞和液體。 直接評估人體劑量顯然是一項不可能完成的任務,即使有方法可以測量肺源性生物樣本中的塵埃顆粒,例如痰、支氣管肺泡灌洗液或活檢或屍檢組織(Bignon、Sébastien 和 Bientz,1979 年) . 這些方法用於各種目的:提供關於保留機制的信息,驗證某些暴露信息,研究幾種粉塵類型在病原體發展中的作用(例如,石棉肺中角閃石與溫石棉暴露或 CWP 中石英與煤暴露)並協助診斷。

但這些直接測量僅提供採樣時保留的快照,不允許研究人員重建劑量數據。 新的劑量學模型在這方面提供了有趣的觀點(Katsnelson 等人,1994 年;Smith,1991 年;Vincent 和 Donaldson,1990 年)。 這些模型旨在通過考慮沉積概率和不同清除途徑的動力學來評估來自暴露信息的劑量。 最近,這些模型中引入了有趣的“有害傳遞”概念(Vincent 和 Donaldson 1990)。 該概念考慮了儲存顆粒的特定反應性,每個顆粒都被視為將一些有毒物質釋放到肺部環境中的來源。 以石英顆粒為例,可以假設某些表面位點可能是活性氧的來源。 沿著這種思路開發的模型也可以改進,以考慮通常觀察到的肺泡清除率的巨大個體間差異。 這是用石棉進行的實驗記錄,“高固定動物”患石棉肺的風險更大(Bégin 和 Sébastien 1989)。

到目前為止,這些模型僅供實驗病理學家使用。 但它們也可能對流行病學家有用(Smith 1991)。 大多數研究暴露反應關係的流行病學研究都依賴於“累積暴露”,這是一種暴露指數,通過對工人暴露於空氣中的粉塵的估計濃度隨時間進行積分(強度和持續時間的乘積)而獲得。 累積暴露的使用有一些局限性。 基於該指數的分析隱含地假設持續時間和強度對風險具有相同的影響(Vacek 和 McDonald 1991)。

也許使用這些複雜的劑量學模型可以為塵肺病流行病學中的一個常見觀察結果提供一些解釋:“勞動力之間存在相當大的差異”,這種現像在石棉沉著症 (Becklake 1991) 和 CWP (Attfield 和 Morring) 中得到了清楚的觀察1992). 當將疾病的流行與累積暴露聯繫起來時,在某些職業群體之間觀察到風險的巨大差異——高達 50 倍。 煤的地質成因(煤階)為 CWP 提供了部分解釋,即開採高階煤(一種碳含量高的煤,如無菸煤)會產生更大的風險。 石棉沉著症的現象仍有待解釋。 即使在當前的暴露標準下,適當暴露響應曲線的不確定性也會對結果產生一些影響(至少在理論上如此)。

更一般地說,暴露指標在風險評估和控制限度的建立過程中是必不可少的。 使用新的劑量學模型可以改進塵肺病的風險評估過程,最終目標是提高控制限值提供的保護程度(Kriebel 1994)。

纖維化粉塵顆粒的理化特性

每種粉塵的特定毒性,與顆粒的物理化學特性(包括更細微的特性,如表面特性)有關,可能是過去 20 年逐漸出現的最重要的概念。 在最早期的研究階段,“礦物粉塵”之間沒有區別。 然後引入了通用類別:石棉、煤、人造無機纖維、頁矽酸鹽和二氧化矽。 但發現這種分類不夠精確,無法解釋觀察到的生物效應的多樣性。 現在使用礦物學分類法。 例如,石棉有幾種礦物學類型:蛇紋石溫石棉、閃石鐵石棉、閃石青石棉和閃石透閃石。 對於二氧化矽,通常在石英(迄今為止最普遍)、其他結晶多晶型物和無定形品種之間進行區分。 在煤炭領域,高階煤和低階煤應該分開處理,因為有強有力的證據表明,在接觸高階煤礦產生的粉塵後,CWP 的風險,尤其是進行性大塊纖維化的風險要大得多。

但礦物學分類也有一定的局限性。 有實驗和流行病學證據(考慮到“勞動力之間的差異”),可以通過作用於顆粒的物理化學特性來調節單一礦物類型粉塵的固有毒性。 這就提出了一個難題,即可用於描述塵埃顆粒和塵埃雲的眾多參數中每一個的毒理學意義。 在單個粒子水平上,可以考慮幾個參數:本體化學、晶體結構、形狀、密度、尺寸、表面積、表面化學和表面電荷。 由於這些參數的分佈(例如,尺寸分佈和混合塵埃的成分),處理塵埃雲又增加了複雜性。

粒子的大小及其表面化學是解釋調製效應研究最多的兩個參數。 如前所述,保留機制與大小相關。 但大小也可以調節毒性 現場, 正如許多動物和 體外 研究。

在礦物纖維領域,尺寸被認為非常重要,以至於它構成了發病機制理論的基礎。 該理論將纖維顆粒(天然和人造)的毒性歸因於顆粒的形狀和大小,而化學成分沒有任何作用。 在處理纖維時,尺寸必須分解為長度和直徑。 應使用二維矩陣來報告尺寸分佈,直徑的有用範圍為 0.03 至 3.0 毫米,長度為 0.3 至 300 毫米(Sébastien 1991)。 綜合大量研究的結果,Lippman (1988) 為基質的幾個單元分配了一個毒性指數。 人們普遍認為長而細的纖維是最危險的。 由於目前在工業衛生中使用的標準是基於光學顯微鏡的使用,因此它們忽略了最細的纖維。 如果評估矩陣中每個細胞的特定毒性具有一定的學術意義,那麼它的實際意義就會受到以下事實的限制:每種類型的纖維都與相對均勻的特定尺寸分佈相關。 對於緻密顆粒,例如煤和二氧化矽,沒有明確證據表明沉積在肺泡區域的顆粒的不同大小的亞組分可能具有特定作用。

礦物粉塵領域的最新發病機制理論暗示顆粒表面存在活性化學位點(或功能)。 當粒子通過與其母體材料分離而“誕生”時,一些化學鍵以異裂或均裂的方式斷裂。 在破裂和隨後的重組或與環境空氣分子或生物分子的反應過程中發生的事情構成了顆粒的表面化學。 例如,關於石英顆粒,已經描述了幾種特別感興趣的化學功能:矽氧烷橋、矽烷醇基團、部分電離基團和矽基自由基。

這些功能可以引發酸鹼反應和氧化還原反應。 直到最近才注意到後者(Dalal、Shi 和 Vallyathan 1990;Fubini 等人 1990 年;Pézerat 等人 1989 年;Kamp 等人 1992 年;Kennedy 等人 1989 年;Bronwyn、Razzaboni 和 Bolsaitis 1990 年)。 現在有充分的證據表明,即使在細胞環境中,帶有表面自由基的粒子也能產生活性氧。 不確定是否所有氧物種的產生都應歸因於基於表面的自由基。 據推測,這些位點可能會觸發肺細胞的激活(Hemenway 等人,1994 年)。 其他位點可能與細胞毒性顆粒的膜溶解活性有關,包括離子吸引、氫鍵和疏水鍵等反應(Nolan 等人,1981 年;Heppleston,1991 年)。

在認識到表面化學是粉塵毒性的重要決定因素之後,人們進行了​​幾次嘗試來修改礦物粉塵顆粒的天然表面以降低其毒性,如在實驗模型中評估的那樣。

發現石英顆粒吸附鋁可降低其纖維化性並有利於肺泡清除(Dubois 等人,1988 年)。 用聚乙烯吡啶-N-氧化物 (PVPNO) 治療也有一定的預防作用(Goldstein 和 Rendall 1987;Heppleston 1991)。 使用了其他幾種改性工藝:研磨、熱處理、酸蝕刻和有機分子吸附(Wiessner 等人,1990 年)。 剛破碎的石英顆粒表現出最高的表面活性(Kuhn 和 Demers 1992;Vallyathan 等人 1988)。 有趣的是,每次偏離這個“基本表面”都會導致石英毒性降低(Sébastien 1990)。 幾種天然存在的石英品種的表面純度可能是造成某些觀察到的毒性差異的原因(Wallace 等人,1994 年)。 一些數據支持未受污染石英表面的數量是一個重要參數的觀點(Kriegseis、Scharman 和 Serafin 1987)。

參數的多樣性以及它們在塵埃雲中的分佈產生了多種報告空氣濃度的可能方式:質量濃度、數量濃度、表面積濃度和各種大小類別的濃度。 因此,可以構建許多暴露指數,並且必須評估每個指數的毒理學意義。 目前的職業衛生標準反映了這種多樣性。 對於石棉,標準是基於特定幾何尺寸類別中纖維顆粒的數值濃度。 對於二氧化矽和煤,標準基於可吸入顆粒物的質量濃度。 還制定了一些用於暴露於含石英顆粒混合物的標準。 沒有標準是基於表面特徵的。

誘發基礎病變的生物學機制

塵肺是間質性纖維肺疾病,纖維化呈瀰漫性或結節狀。 纖維化反應涉及肺成纖維細胞的激活(Goldstein 和 Fine 1986)以及結締組織成分(膠原蛋白、彈性蛋白和糖胺聚醣)的產生和代謝。 它被認為代表肺損傷後的晚期癒合階段(Niewoehner 和 Hoidal 1982)。 即使有幾個主要與暴露特徵相關的因素可以調節病理反應,有趣的是要注意每種類型的塵肺病都具有可稱為基本病變的特徵。 外周氣道周圍的纖維化肺泡炎構成了石棉暴露的基本損傷(Bégin 等人,1992 年)。 矽肺結節是矽肺的基本病變(Ziskind、Jones 和 Weil 1976)。 簡單的 CWP 由塵斑和結節組成 (Seaton 1983)。

塵肺病的發病機制通常表現為一系列事件,其順序如下:肺泡巨噬細胞肺泡炎、炎性細胞因子的信號傳導、氧化損傷、成纖維細胞的增殖和活化以及膠原蛋白和彈性蛋白的代謝。 肺泡巨噬細胞肺泡炎是纖維化礦物粉塵滯留的特徵性反應 (Rom 1991)。 肺泡炎定義為活化的肺泡巨噬細胞數量增加,釋放過量的介質,包括氧化劑、趨化因子、成纖維細胞生長因子和蛋白酶。 趨化因子吸引中性粒細胞,並與巨噬細胞一起釋放能夠損傷肺泡上皮細胞的氧化劑。 成纖維細胞生長因子進入間質,在那裡它們向成纖維細胞發出信號以進行複制並增加膠原蛋白的產生。

級聯開始於第一次遇到沉積在肺泡中的顆粒。 以石棉為例,最初的肺損傷幾乎是在暴露於肺泡管分叉處後立即發生。 在動物實驗中僅暴露 1 小時後,I 型上皮細胞就會主動攝取纖維(Brody 等人,1981 年)。 在 48 小時內,沉積部位的肺泡巨噬細胞數量增加。 如果長期接觸,這個過程可能會導致細支氣管周圍纖維化肺泡炎。

沉積顆粒對肺泡內壁、特定細胞或其任何細胞器產生原發性生化損傷的確切機制尚不清楚。 可能是極其快速和復雜的生化反應導致自由基形成、脂質過氧化或某些重要細胞保護分子的耗盡。 已經表明,礦物顆粒可以作為羥基和超氧自由基生成的催化底物(Guilianelli 等人,1993 年)。

在細胞水平上,信息略多。 在肺泡水平沉積後,非常薄的 I 型上皮細胞很容易受損(Adamson、Young 和 Bowden 1988)。 巨噬細1991). 在原發性損傷的這個階段,肺結構變得雜亂無章,表現為間質性水腫。

在慢性炎症過程中,塵埃顆粒表面和活化的炎症細胞都會在下呼吸道釋放更多的活性氧。 肺部的氧化應激對抗氧化防禦系統有一些可檢測到的影響(Heffner 和 Repine 1989),以及抗氧化酶如超氧化物歧化酶、穀胱甘肽過氧化物酶和過氧化氫酶的表達(Engelen 等人 1990)。 這些因子位於肺組織、間質液和循環紅細胞中。 抗氧化酶的特徵可能取決於纖維化粉塵的類型 (Janssen et al. 1992)。 自由基是已知的組織損傷和疾病介質 (Kehrer 1993)。

間質纖維化確實是由修復過程引起的。 有許多理論可以解釋修復過程是如何發生的。 巨噬細胞/成纖維細胞相互作用受到了最大的關注。 活化的巨噬細胞分泌促炎性纖維化細胞因子網絡:TNF、IL-1、轉化生長因子和血小板衍生生長因子。 它們還產生纖連蛋白,這是一種細胞表面糖蛋白,可作為化學引誘劑,並在某些條件下作為間充質細胞的生長刺激劑。 一些作者認為某些因素比其他因素更重要。 例如,特別重要的是 TNF 在矽肺病的發病機制中的作用。 在實驗動物中,表明抗 TNF 抗體幾乎完全阻止了小鼠體內二氧化矽滴注後的膠原蛋白沉積(Piguet 等人,1990 年)。 血小板衍生生長因子和轉化生長因子的釋放被認為在石棉肺的發病機制中起著重要作用(Brody 1993)。

不幸的是,許多巨噬細胞/成纖維細胞理論往往忽略了纖維化細胞因子與其抑製劑之間的潛在平衡(Kelley 1990)。 事實上,由此產生的氧化劑和抗氧化劑、蛋白酶和抗蛋白酶、花生四烯酸代謝物、彈性蛋白酶和膠原酶之間的不平衡,以及各種細胞因子和生長因子之間的不平衡,將決定間質成分對幾種細胞的異常重塑。各種形式的塵肺病(Porcher 等人,1993 年)。 在塵肺病中,平衡顯然指向破壞性細胞因子活動的壓倒性影響。

由於 I 型細胞不能分裂,在初次損傷後,上皮屏障被 II 型細胞取代(Lesur 等人,1992 年)。 有一些跡象表明,如果這種上皮修復過程成功並且再生的 II 型細胞沒有受到進一步損傷,纖維生成就不可能繼續進行。 在某些情況下,II 型細胞的修復過度,導致肺泡蛋白沉積症。 這個過程在二氧化矽暴露後得到了清楚的證明(Heppleston 1991)。 上皮細胞的改變在多大程度上影響成纖維細胞尚不確定。 因此,纖維發生似乎是在廣泛的上皮損傷區域開始的,因為成纖維細胞複製,然後分化並產生更多的膠原蛋白、纖連蛋白和細胞外基質的其他成分。

關於塵肺病中形成的幾種膠原蛋白的生物化學有大量文獻(Richards、Masek 和 Brown 1991)。 這種膠原蛋白的代謝及其在肺中的穩定性是纖維發生過程的重要因素。 受損結締組織的其他成分可能也是如此。 膠原蛋白和彈性蛋白的代謝在癒合階段特別受關注,因為這些蛋白質對肺結構和功能非常重要。 已經很好地表明,這些蛋白質合成的改變可能決定肺損傷後肺氣腫或纖維化是否發展(Niewoehner 和 Hoidal 1982)。 在疾病狀態下,轉谷氨酰胺酶活性增加等機制可能有利於穩定蛋白質質量的形成。 在一些CWP纖維化病變中,蛋白質成分佔病變的三分之一,其餘為灰塵和磷酸鈣。

僅考慮膠原代謝,纖維化可能有幾個階段,其中一些可能是可逆的,而另一些則是進行性的。 有實驗證據表明,除非超過臨界暴露,否則早期病變會消退,並且不太可能出現不可逆的纖維化。 例如,在石棉肺中,描述了幾種類型的肺部反應(Bégin、Cantin 和 Massé,1989 年):無損傷的短暫炎症反應、局限於遠端氣道的纖維化疤痕的低滯留反應、持續接觸持續的高炎症反應以及最長纖維的微弱間隙。

從這些研究中可以得出結論,暴露於纖維化塵埃顆粒能夠觸發涉及肺損傷和修復的幾種複雜的生化和細胞通路。 暴露方案、灰塵顆粒的物理化學特性以及可能的個體易感因素似乎是幾種途徑之間精細平衡的決定因素。 物理化學特徵將決定最終的基礎病變類型。 暴露方案似乎決定了事件的時間進程。 有一些跡象表明,在大多數情況下,足夠低的暴露方案可以限制肺部對沒有殘疾或損傷的非進行性病變的反應。

醫學監測和篩查一直是預防塵肺病策略的一部分。 在這種情況下,檢測到一些早期病變的可能性是有利的。 對發病機制的了解的增加為開發幾種生物標誌物(Borm 1994)以及改進和使用“非經典”肺部檢查技術鋪平了道路,例如測量沉積的 99 锝二亞乙基三胺-五乙酸鹽的清除率( 99 Tc-DTPA)評估肺上皮完整性(O'Brodovich 和 Coates 1987),以及定量鎵 67 肺掃描評估炎症活動(Bisson、Lamoureux 和 Bégin 1987)。

塵肺病領域考慮了幾種生物標誌物:痰液巨噬細胞、血清生長因子、血清 III 型前膠原肽、紅細胞抗氧化劑、纖連蛋白、白細胞彈性蛋白酶、血漿中的中性金屬內肽酶和彈性蛋白肽、呼出空氣中的揮發性碳氫化合物和 TNF 釋放外周血單核細胞。 生物標誌物在概念上非常有趣,但需要更多的研究來準確評估它們的重要性。 這種驗證工作要求很高,因為它需要研究人員進行前瞻性流行病學研究。 最近針對 CWP 中外周血單核細胞釋放 TNF 進行了這樣的努力。 發現 TNF 是 CWP 進展的一個有趣標記(Borm 1994)。 除了生物標誌物在塵肺病發病機制中的重要性的科學方面外,還必須仔細檢查與生物標誌物的使用相關的其他問題(Schulte 1993),即預防機會、對職業醫學的影響以及倫理和法律問題。

塵肺病的進展和並發症

在本世紀初的幾十年裡,塵肺病被認為是一種使年輕人殘疾和過早死亡的疾病。 在工業化國家,現在普遍認為它不過是一種放射學異常,沒有損傷或殘疾(Sadoul 1983)。 然而,有兩個觀察結果應該反對這種樂觀的說法。 首先,即使在有限的暴露條件下,塵肺仍然是一種相對沉默且無症狀的疾病,應該知道該疾病可能會發展為更嚴重和致殘的形式。 影響這種進展的因素對於作為該病症的發病機制的一部分來考慮絕對是重要的。 其次,現在有證據表明一些塵肺會影響一般健康結果,並可能成為肺癌的促成因素。

從最初的亞臨床病變到臨床石棉沉滯症,石棉沉著症的慢性和進行性都有記載(Bégin、Cantin 和 Massé 1989)。 現代肺部檢查技術(BAL、CT 掃描、鎵 67 肺攝取)顯示,炎症和損傷從暴露時起一直持續,經過潛伏期或亞臨床期,直至發展為臨床疾病。 據報導(Bégin 等人,1985 年),最初進行鎵 75 掃描呈陽性但當時沒有臨床石棉沉著症的受試者中有 67% 在四年的時間裡確實發展為“全面的”臨床石棉沉著症時期。 在人類和實驗動物中,石棉肺可能在疾病識別和接觸停止後進展。 識別之前的暴露史很可能是進展的重要決定因素。 一些實驗數據支持與光感應暴露和識別時停止暴露相關的非進行性石棉肺的概念(Sébastien、Dufresne 和 Bégin,1994 年)。 假設同樣的概念適用於人類,那麼準確建立“光感應暴露”的指標將是最重要的。 儘管在篩查暴露於石棉的工作人群方面做出了所有努力,但仍然缺乏這些信息。

眾所周知,接觸石棉會增加患肺癌的風險。 即使承認石棉是致癌物 本身, 長期以來一直爭論石棉工人患肺癌的風險是否與石棉接觸或肺纖維化有關 (Hughes 和 Weil 1991)。 這個問題還沒有解決。

由於現代採礦設施工作條件的不斷改善,如今,CWP 已成為一種基本影響退休礦工的疾病。 如果單純的 CWP 是一種沒有症狀且對肺功能沒有明顯影響的病症,那麼進行性大塊纖維化 (PMF) 則是一種更為嚴重的病症,肺部結構發生重大改變,肺功能受損,預期壽命縮短。 許多研究旨在確定 PMF 進展的決定因素(肺部粉塵大量滯留、煤階、分枝桿菌感染或免疫刺激)。 提出了一個統一的理論(Vanhee 等人,1994 年),該理論基於持續和嚴重的肺泡炎症,伴隨著肺泡巨噬細胞的激活和活性氧、趨化因子和纖連蛋白的大量產生。 CWP 的其他並發症包括分枝桿菌感染、Caplan 綜合徵和硬皮病。 沒有證據表明煤礦工人患肺癌的風險增加。

慢性形式的矽肺是在暴露於石英含量通常低於 30% 的可吸入粉塵後發生的,以數十年而不是數年為單位。 但如果不受控制地暴露於富含石英的粉塵(例如,歷史上曾暴露於噴砂),僅幾個月後就會發現急性和加速形式。 急性和加速疾病的病例特別容易發生結核病並發症(Ziskind、Jones 和 Weil 1976)。 隨著大病灶的發展,肺結構消失,也可能發生進展,稱為 複雜性矽肺 or PMF。

一些研究檢查了與暴露有關的矽肺病的進展,並就發病前後的進展與暴露之間的關係得出了不同的結果(Hessel 等人,1988 年)。 最近,Infante-Rivard 等人。 (1991) 研究了影響代償性矽肺患者生存的預後因素。 胸片上僅有小混濁且沒有呼吸困難、咳痰或異常呼吸音的患者的生存率與參照物相似。 其他患者的生存率較差。 最後,應該提到最近對二氧化矽、矽肺和肺癌的關注。 有一些證據支持和反對二氧化矽的主張 本身 是致癌的 (Agius 1992)。 二氧化矽可能通過對致癌作用相對較弱的促進作用或通過削弱它們的清除來協同強效環境致癌物,例如煙草煙霧中的致癌物。 此外,與矽肺相關或導致矽肺的疾病過程可能會增加患肺癌的風險。

如今,塵肺病的進展和並發症可被視為醫療管理的關鍵問題。 在塵肺病僅限於其放射學表現,沒有損傷或殘疾的階段,經典肺部檢查技術的使用已經得到改進,可以及早識別疾病(Bégin 等人,1992 年)。 在不久的將來,很可能會出現一組生物標誌物來記錄疾病的早期階段。 是否應允許被診斷患有塵肺病或被證明處於早期階段的工人繼續其工作的問題一段時間以來一直困擾著職業健康決策者。 這是一個相當困難的問題,需要倫理、社會和科學方面的考慮。 如果可以獲得關於塵肺病誘發的壓倒性科學文獻,決策者可用的關於進展的信息相當稀少且有些混亂。 進行了一些嘗試來研究變量的作用,例如接觸史、粉塵滯留和發病時的醫療狀況。 所有這些變量之間的關係確實使問題複雜化。 建議對接觸礦塵的工人進行健康篩查和監測(Wagner 1996)。 相應的計劃已經——或將要——到位。 此類計劃肯定會受益於更好的關於進展的科學知識,尤其是關於暴露和保留特徵之間關係的知識。

討論區

許多科學學科帶來的關於塵肺病發病機制的信息是壓倒性的。 現在的主要困難是將拼圖的分散元素重新組合成統一的機制途徑,從而導致塵肺病的基本病變。 如果沒有這種必要的整合,我們將只剩下一些基本病變與大量生化和細胞反應之間的對比。

迄今為止,我們對發病機制的了解僅在有限程度上影響了職業衛生實踐,儘管衛生學家強烈希望根據具有某些生物學意義的標准進行操作。 他們的實踐中納入了兩個主要概念:可吸入粉塵顆粒的大小選擇和毒性對粉塵類型的依賴性。 後者對每種類型的灰塵產生了一些限制。 定量風險評估是確定暴露限度的必要步驟,由於多種原因構成了一項複雜的工作,例如可能的暴露指數的多樣性、過去暴露的信息不足、流行病學模型在處理多個暴露指數時存在困難以及根據暴露信息估計劑量的困難。 目前的暴露限值有時包含相當大的不確定性,可能低到足以提供良好的保護。 然而,在暴露-反應關係中觀察到的勞動力之間的差異反映了我們對這種現象的不完全控制。

對塵肺病發病機制中事件級聯的新認識的影響並沒有改變傳統的工人監測方法,但極大地幫助了醫生在疾病發生時及早識別疾病(塵肺病)的能力對肺功能的影響有限。 如果要通過醫學監測來預防殘疾,確實應該識別處於疾病早期階段的受試者並使其遠離進一步的顯著暴露。

 

上一頁

星期一,二月28 2011 22:30

矽肺病

矽肺是一種肺部纖維化疾病,由吸入、滯留和肺部對結晶二氧化矽的反應引起。 儘管知道這種疾病的病因——呼吸接觸含二氧化矽的粉塵——這種嚴重且可能致命的職業性肺病在全世界仍然普遍存在。 二氧化矽或二氧化矽是地殼的主要成分。 職業接觸可吸入大小的二氧化矽顆粒(空氣動力學直徑為 0.5 至 5μm)與採礦、採石、鑽孔、隧道和使用含石英材料的噴砂(噴砂)有關。 接觸二氧化矽還會對石匠、陶器、鑄造、研磨二氧化矽和耐火工人造成危害。 由於結晶二氧化矽的暴露範圍如此之廣,而且矽砂是許多製造過程中廉價且用途廣泛的成分,因此全世界數百萬工人都面臨感染這種疾病的風險。 該病的真實流行率尚不清楚。

定義

矽肺病是一種職業性肺病,可歸因於吸入結晶形式的二氧化矽,通常稱為二氧化矽,通常為石英,但也為二氧化矽的其他重要結晶形式,例如方英石和鱗石英。 這些形式也稱為“游離二氧化矽”,以區別於矽酸鹽。 砂岩、花崗岩和板岩等不同岩層中的二氧化矽含量從20%到接近100%不等。

從事高風險職業和行業的工人

儘管矽肺病是一種古老的疾病,但在發達國家和發展中國家仍有新病例報告。 在本世紀初,矽肺病是發病率和死亡率的主要原因。 當代工人在各種職業中仍然會接觸到矽塵——當新技術缺乏足夠的粉塵控制時,與非機械化工作環境相比,他們可能會接觸到更危險的粉塵水平和顆粒。 每當地殼受到干擾並且使用或加工含二氧化矽的岩石或沙子時,工人就有潛在的呼吸風險。 之前未被認為存在矽肺風險的行業和工作環境繼續報告矽肺病,反映出二氧化矽幾乎無處不在。 事實上,由於這種疾病的潛伏期和長期性,包括停止接觸後矽肺病的發展和進展,一些當前接觸的工人可能要到下個世紀才會表現出疾病。 在世界上許多國家,採礦、採石、隧道、噴砂和鑄造工作繼續存在二氧化矽暴露的主要風險,矽肺病的流行繼續發生,即使在發達國家也是如此。

矽肺病的形式——接觸史和臨床病理學描述

通常描述慢性、加速和急性形式的矽肺病。 該疾病的這些臨床和病理表現反映了不同的暴露強度、潛伏期和自然史。 慢性或經典型通常在暴露於含石英的可吸入粉塵中長達 XNUMX 年或數十年之後,這可能會發展為進行性大塊纖維化 (PMF)。 加速形式遵循更短和更重的暴露並且進展更快。 急性形式可能發生在短期、強烈暴露於高濃度二氧化矽含量高的可吸入粉塵中,持續時間可能以月而不是年為單位。

慢性(或典型)矽肺 可能沒有症狀或導致潛在的進行性勞力性呼吸困難或咳嗽(通常被錯誤地歸因於衰老過程)。 它表現為射線照相異常,具有主要在上葉的小(<10 毫米)圓形混濁。 自接觸開始後 15 年或更長時間的病史很常見。 慢性形式的病理標誌是矽肺結節。 病變的特徵是無細胞的中心區域由同心排列的、輪狀的透明膠原纖維組成,周圍環繞著具有網狀纖維的細胞結締組織。 慢性矽肺可能會發展為 PMF(有時稱為複雜性矽肺),即使在停止接觸含二氧化矽的粉塵後也是如此。

進行性大塊纖維化 更可能出現勞力性呼吸困難。 這種疾病的特徵是胸片上大於 1 cm 的結節性混濁,通常涉及一氧化碳擴散能力降低、靜息或運動時動脈氧分壓降低以及肺活量測定或肺容量測量明顯受限。 支氣管樹的扭曲也可能導致氣道阻塞和咳痰。 可能會發生與支氣管擴張症不同的複發性細菌感染。 大混濁的體重減輕和空洞形成應引起對結核病或其他分枝桿菌感染的關注。 氣胸可能是危及生命的並發症,因為纖維化的肺可能難以再擴張。 伴有肺心病的低氧性呼吸衰竭是常見的終末事件。

加速矽肺病 可能會在持續時間較短(5 至 10 年)的更強烈暴露後出現。 症狀、放射學檢查結果和生理測量結果與慢性病相似。 肺功能惡化更快,許多病情加速的工人可能發生分枝桿菌感染。 自身免疫性疾病,包括硬皮病或系統性硬化症,可見於矽肺病,通常是加速型。 當自身免疫性疾病與矽肺相關時,影像學異常和功能障礙的進展可能非常迅速。

急性矽肺病 可能會在幾個月到 2 年的大量二氧化矽暴露中發展。 劇烈的呼吸困難、虛弱和體重減輕通常是症狀。 瀰漫性肺泡充盈的影像學表現不同於更慢性形式的矽肺病。 已經描述了類似於肺泡蛋白沉積症的組織學表現,並且偶有肺外(腎和肝)異常的報導。 快速進展為嚴重低氧性通氣衰竭是通常的過程。

結核病可能會使所有形式的矽肺病複雜化,但患有急性和加速疾病的人可能處於最高風險中。 單獨接觸二氧化矽,即使沒有矽肺也可能易患這種感染。 結核分枝桿菌 是常見的微生物,但也可見非典型分枝桿菌。

即使沒有放射照相矽肺,接觸二氧化矽的工人也可能患有與職業粉塵接觸相關的其他疾病,例如慢性支氣管炎和相關的肺氣腫。 這些異常與許多職業性礦物粉塵接觸有關,包括含二氧化矽的粉塵。

發病機制及與結核病的關係

矽肺病的確切發病機制尚不確定,但大量證據表明肺泡巨噬細胞與沈積在肺部的二氧化矽顆粒之間存在相互作用。 二氧化矽顆粒的表面特性似乎促進了巨噬細胞的活化。 然後這些細胞釋放趨化因子和炎症介質,導致多形核白細胞、淋巴細胞和其他巨噬細胞產生進一步的細胞反應。 釋放促進透明化和膠原沉積的成纖維細胞刺激因子。 由此產生的病理性矽肺病灶是透明結節,中央無細胞區有游離二氧化矽,周圍環繞著膠原蛋白和成纖維細胞的漩渦,以及由巨噬細胞、成纖維細胞、漿細胞和額外的游離二氧化矽組成的活躍外圍區,如圖 1 所示。

圖 1. 典型的矽肺結節,顯微鏡切片。 由 V. Vallyathan 博士提供。

RES130F1

引起上述肺部反應的二氧化矽顆粒的精確特性尚不清楚,但表面特徵可能很重要。 生物反應的性質和程度通常與暴露強度有關; 然而,越來越多的證據表明,新破碎的二氧化矽可能比含二氧化矽的老化粉塵毒性更大,這種影響可能與新破碎二氧化矽的解理面上的活性基團有關。 這可能為觀察到噴砂工和鑿岩工的晚期疾病病例提供了致病解釋,在這些情況下,暴露於最近破裂的二氧化矽特別強烈。

最初的毒性損害可能伴隨最小的免疫反應而發生; 然而,對損傷的持續免疫反應在矽肺的某些慢性表現中可能很重要。 例如,在接觸二氧化矽的工人中,加速性矽肺和硬皮病以及其他膠原病可能會出現抗核抗體。 矽肺病工人對感染的易感性,例如肺結核和 諾卡氏小行星, 可能與二氧化矽對肺巨噬細胞的毒性作用有關。

近一個世紀以來,矽肺病和結核病之間的聯繫已經得到認可。 當社區結核病流行率很高時,矽肺工人的活動性結核病可能超過 20%。 同樣,患有急性矽肺病的人似乎處於相當高的風險中。

矽肺的臨床表現

主要症狀通常是呼吸困難,首先在活動或運動時出現,然後在休息時出現,因為肺部的肺儲備功能已喪失。 然而,在沒有其他呼吸系統疾病的情況下,可能沒有呼吸急促,並且可能是胸片異常的無症狀工人。 X 光片有時可能會顯示非常晚期的疾病,只有輕微的症狀。 呼吸困難的出現或進展可能預示著並發症的發生,包括肺結核、氣道阻塞或 PMF。 咳嗽通常繼發於職業粉塵接觸、煙草使用或兩者兼有引起的慢性支氣管炎。 咳嗽有時也可歸因於氣管或主支氣管上大量矽肺淋巴結的壓力。

其他胸部症狀不如呼吸困難和咳嗽常見。 咯血很少見,應引起對並發症的關注。 喘息和胸悶通常是相關的阻塞性氣道疾病或支氣管炎的一部分。 胸痛和杵狀指不是矽肺的特徵。 全身症狀,如發燒和體重減輕,表明並發感染或腫瘤性疾病。 晚期形式的矽肺與伴或不伴肺心病的進行性呼吸衰竭有關。 除非出現並發症,否則很少會注意到體徵。

射線照相模式和功能性肺異常

無並發症矽肺最早的影像學徵象通常是小的圓形不透明影。 這些可以通過國際勞工組織塵肺病放射照片國際分類按大小、形狀和大量類別進行描述。 在矽肺病中,“q”和“r”型混濁占主導地位。 還描述了其他圖案,包括線性或不規則陰影。 X 光片上看到的混濁代表病理性矽肺結節的總和。 它們通常主要出現在上部區域,隨後可能會發展到涉及其他區域。 有時在結節性實質陰影之前也會發現肺門淋巴結腫大。 蛋殼鈣化強烈提示矽肺,儘管這種特徵並不常見。 PMF 的特點是形成大的混濁。 這些大病灶可以使用 ILO 分類按大小描述為 A、B 或 C 類。大的混濁或 PMF 病灶往往收縮,通常收縮到上葉,在其邊緣和通常在肺底部留下代償性肺氣腫區域。 因此,先前明顯的小圓形混濁有時可能會消失或不那麼突出。 胸膜異常可能發生,但不是矽肺的常見影像學特徵。 大的混濁也可能引起對腫瘤的關注,並且在沒有舊膠片的情況下可能難以進行射線照相區分。 所有空洞化或快速變化的病變都應評估是否為活動性結核病。 急性矽肺可能表現為放射學肺泡充盈模式,並伴有快速發展的 PMF 或複雜的腫塊病變。 見圖 2 和 3。

圖 2. 胸片,露天煤礦司鑽的急性矽蛋白沉積症。 由 NL Lapp 博士和 DE Banks 博士友情提供。

RES130F2

 

圖 3. 胸片,複雜性矽肺顯示進行性大塊纖維化。

RES130F3

肺功能測試,如肺量計和彌散量,有助於對疑似矽肺患者進行臨床評估。 肺活量測定法對於早期識別職業性粉塵暴露對健康的影響也可能有價值,因為它可以檢測出可能先於放射學變化的生理異常。 矽肺不存在通氣障礙的唯一特徵模式。 肺活量測定法可能正常,或者當異常時,描記圖可能顯示阻塞、限製或混合模式。 阻塞確實可能是更常見的發現。 這些變化往往在高級放射學類別中更為明顯。 然而,影像學異常與通氣障礙之間的相關性較差。 在急性和加速性矽肺病中,功能變化更明顯,進展更快。 在急性矽肺病中,放射學進展伴隨著通氣障礙和氣體交換異常的增加,這會導致呼吸衰竭並最終死於頑固性低氧血症。

並發症和特殊診斷問題

有了暴露史和特徵性 X 光片,矽肺病的診斷通常不難確定。 只有當放射學特徵異常或暴露史未被識別時,挑戰才會出現。 很少需要肺活檢來確定診斷。 然而,當存在並發症或鑑別診斷包括結核病、腫瘤或 PMF 時,組織樣本在某些臨床環境中是有幫助的。 活檢材料應送去培養,在研究環境中,粉塵分析可能是一種有用的附加措施。 當需要組織時,通常需要進行開放式肺活檢以獲得足夠的材料進行檢查。

對感染性並發症(尤其是肺結核)的警惕怎麼強調都不為過,咳嗽或咯血、發熱或體重減輕等症狀的變化應引發檢查以排除這種可治療的問題。

對二氧化矽暴露、矽肺和肺癌之間關係的極大關注和興趣繼續激發爭論和進一步研究。 1996 年 XNUMX 月,國際癌症研究機構 (IARC) 的一個委員會將結晶二氧化矽歸類為 I 類致癌物,並基於“有足夠的人類致癌性證據”得出這一結論。 在二氧化矽暴露的人群中肺癌發展的致病機制存在不確定性,矽肺病(或肺纖維化)與暴露工人的癌症之間的可能關係仍在繼續研究。 無論可能導致腫瘤事件的機制如何,二氧化矽暴露與矽肺之間的已知關聯決定了控制和減少有患這種疾病風險的工人的暴露。

預防矽肺

預防仍然是消除這種職業性肺病的基石。 使用改進的通風和局部排氣、工藝封閉、濕式技術、個人防護(包括正確選擇呼吸器)以及在可能的情況下使用比二氧化矽危險性更小的工業替代劑都可以減少接觸。 對工人和雇主進行有關接觸二氧化矽粉塵的危害和控制接觸的措施的教育也很重要。

如果在工人中發現矽肺病,建議停止持續接觸。 不幸的是,即使沒有進一步接觸二氧化矽,該疾病也可能進展。 此外,發現矽肺病病例,尤其是急性或加速型矽肺病,應促使進行工作場所評估,以保護其他也處於危險中的工人。

篩查和監測

接觸二氧化矽和其他礦物粉塵的工人應定期篩查不利健康影響,作為對粉塵接觸控制的補充,但不能替代。 這種篩查通常包括對呼吸道症狀、肺功能異常和腫瘤疾病的評估。 還應進行結核感染評估。 除了個體工人篩查外,還應收集工人群體的數據用於監測和預防活動。 這些類型的研究指南包含在建議讀物列表中。

矽肺的治療、並發症管理和控制

當預防不成功並發展為矽肺時,治療主要針對該疾病的並發症。 治療措施與氣道阻塞、感染、氣胸、低氧血症和呼吸衰竭並發其他肺部疾病時常用的治療措施相似。 從歷史上看,吸入霧化鋁作為矽肺病的特異性療法一直沒有成功。 聚乙烯吡啶-N-氧化物,一種保護實驗動物的聚合物,不能用於人類。 最近對粉防己鹼的實驗室研究表明 体内 用這種藥物治療的二氧化矽暴露動物的纖維化和膠原合成減少。 然而,目前缺乏強有力的人體療效證據,人們擔心這種藥物的潛在毒性,包括致突變性。 由於一些國家的疾病流行率很高,因此對藥物組合和其他干預措施的研究仍在繼續。 目前,還沒有出現成功的方法,迄今為止,對矽肺病特定療法的研究也沒有取得任何成果。

進一步暴露是不可取的,關於離開或改變當前工作的建議應提供有關過去和現在暴露情況的信息。

在矽肺的醫療管理中,對並發感染(尤其是肺結核)保持警惕至關重要。 不推薦對結核菌素陰性矽肺患者使用 BCG,但在結核病流行率低的國家建議對結核菌素陽性矽肺患者使用預防性異煙肼 (INH) 治療。 矽肺患者活動性結核感染的診斷可能很困難。 體重減輕、發熱、出汗和不適等臨床症狀應及時進行影像學評估和痰液抗酸桿菌菌株和培養。 應特別關注放射學變化,包括混合性病變或結節性病變的擴大或空化。 對矽肺結核患者咳出的痰進行的細菌學研究可能並不總是可靠的。 纖維支氣管鏡檢查用於培養和研究的額外標本通常有助於確定活動性疾病的診斷。 與非矽肺患者相比,對矽肺患者疑似活動性疾病使用多種藥物治療的懷疑程度較低,因為難以確定活動性感染的確切證據。 利福平治療似乎提高了矽肺並發肺結核的治療成功率,並且在最近的一些研究中,矽肺病例對短期治療的反應與匹配的原發性肺結核病例相當。

當可治療的並發症引起呼吸衰竭時,需要通氣支持。 自發性和呼吸機相關的氣胸通常通過插入胸管來治療。 可能發生支氣管胸膜瘺,應考慮外科會診和處理。

急性矽肺可能會迅速發展為呼吸衰竭。 當這種疾病類似於肺泡蛋白沉積症並且存在嚴重的低氧血症時,積極的治療包括在全身麻醉下對患者進行大量全肺灌洗,以試圖改善氣體交換並清除肺泡碎片。 儘管在概念上很吸引人,但全肺灌洗的功效尚未確定。 糖皮質激素療法也已用於急性矽肺病; 但是,它仍然具有未經證實的好處。

經歷過這種昂貴且高風險手術的中心可能會考慮一些患有終末期矽肺病的年輕患者進行肺移植或心肺移植。 可以向選定的患者提供此干預的早期轉診和評估。

對諸如移植等積極和高科技治療干預的討論極大地強調了矽肺病的嚴重性和潛在致命性,並強調了初級預防的關鍵作用。 矽肺病的控制最終取決於減少和控制工作場所粉塵暴露。 這是通過嚴格和認真地應用基本的職業衛生和工程原理,並承諾保護工人健康來實現的。

 

上一頁

第1頁

" 免責聲明:國際勞工組織不對本門戶網站上以英語以外的任何其他語言呈現的內容負責,英語是原始內容的初始製作和同行評審所使用的語言。自此以來,某些統計數據尚未更新百科全書第 4 版的製作(1998 年)。”