Пневмокониоз: симптомы, диагностика, лечение

• Кремний
  • Кремнием является элемент кремния (Si) в сочетании с кислородом (SiO2). Кристаллический кремний (кварц) является фиброгенным. Когда кремний нагревается (как это происходит либо при контакте с расплавленным металлом в литейном цехе, либо, естественно, из-за геологических процессов), он превращается в тридимит и кристобалит. В животных моделях обе эти формы кремния являются фиброгенными. Аморфный диоксид кремния (диатомовая земля) представляет собой некристаллическую форму (например, диоксид кремния вокруг скелета морской окаменелости) и обычно считается менее фиброгенным. Однако при нагревании (накаливании) во время обработки он превращается в кристаллический кремний.
• Уголь
  • Уголь является преимущественно элементом углерода, кислорода, водорода и следа серы. Антрацит имеет самый высокий процент углерода (> 91%), с содержанием углерода битуминозного угля, начиная от 75% до 91% и лигнита < 75%.
• Бериллий
  • Бериллиевая руда, берилл, представляет собой безводный алюмоцикликат или бертрандит или гидроксид силиката бериллия. В бериллиевом плавильном заводе металлический бериллий отделяется и объединяется с различными металлами для образования различных сплавов или образуется в оксиде бериллия для использования в керамике. Во время этой обработки или при отжиге, шлифовании, резке или сварке бериллиевых сплавов производятся пыль и дым, содержащие бериллий.

Патофизиология

• Кремний
  • Более мелкие частицы двуокиси кремния размером 5 мкм или менее получают доступ к альвеолам, попадают в макрофаги и вызывают цитолиз макрофага. Цитотоксичность в легких может быть ослаблена из-за изменений поверхностных свойств частиц и поглощения секретов и обломков клеток. Существует оживленная воспалительная реакция в участках осаждения диоксида кремния. В ответ на кремний макрофаги генерируют фиброгенные белки и факторы роста, которые стимулируют выработку коллагена (IL-1, тромбоцитарный фактор роста и фибронектин). Хотя роль иммунологических факторов неясна, значительная часть пациентов с силикозом имеет поликлональную гипергаммаглобулинемию, ревматоидный фактор, антиядерные антитела и иммунные комплексы.
• Уголь
  • Уголь, такой как кремний, обладает активационным и литическим действием на альвеолярные макрофаги. Свежеразрушенный уголь или уголь более высокого ранга (например, антрацит) имеет больше свободных радикалов и вызывает высвобождение большего количества воспалительных цитокининов. Уголь также вызывает те же иммунные изменения сыворотки, как описано для диоксида кремния.
• Бериллий
  • Бериллий имеет другую патофизиологию, чем другие минералы и металлы, вызывающие пневмокониоз. Бериллий не имеет четкой реакции на воздействие, при этом увеличивается заболевание с более длительной экспозицией. Скорее, после контакта с бериллием Т-клетки связываются с бериллием. Это воздействие изменяет связывание пептида на Т-клетках, так что они реагируют по-разному с другими антигенами. Вероятность этого взаимодействия связана с наличием полиморфизма аминокислоты в положении 69 в бета-цепи HLA-DP1

Классификация

Виды пневмокониозов

Пневмокониозы это группа хронических заболеваний легких, вызванная воздействием минеральной пыли или металла. Основными заболеваниями этой категории являются:

• Асбестоз
• Силикоз
• Пневмокониоз шахтеров (черная болезнь легких)
• Хроническая бериллиевая болезнь

Есть много других причин пневмокониоза. Многие из них менее распространены и являются доброкачественными, с изменениями рентгенограммы грудной клетки (РКГ), но без респираторных нарушений, некоторые из них:

• Алюминоз
• Баритоз
• Графитный пневмокониоз
• Сланцевый пневмокониоз
• Сидероз
• Станноз
• Талькоз.

Острый силикоз является редким заболеванием и представляет собой альвеолярный протеиноз, с рентгенографическими данными о перикорневом заполнении альвеол. Острая бериллиевая болезнь также является редким заболеванием и представляет собой химический пневмонит с рентгенологическими данными о отеке легких.

Диагностика

У всех пациентов, у которых есть симптомы респираторных заболеваний, необходимо собрать анамнез работы и окружающей среды. Поскольку многие легочные токсины имеют эффект спустя годы после окончания экспозиции, следует собрать анамнез воздействия на протяжении всей жизни. Это особенно верно для пациентов с интерстициальной болезнью или хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Характерные изменения рентгеновских лучей в сочетании с анамнезом работы обычно достаточны для постановки диагноза. Бронхоскопия с биопсией и лаважем проводится при подтверждении заболевания, связанного с бериллием, или когда присутствует необычная презентация. Легочные функциональные тесты полезны для определения тяжести и фармакологического лечения.

Анамнез

Первоначальным этапом диагностики силикоза, пневмокониоза работников угольной промышленности или хронической бериллиевой болезни является получение анамнеза воздействия кремния, угля или бериллия. Для диоксида кремния или угля это воздействие обычно происходит за 20 или более лет до поступления. Острый силикоз редко встречается, но может возникать в течение нескольких недель до нескольких месяцев чрезвычайно высокой экспозиции. Ускоренный силикоз выглядит так же клинически, как и хронический силикоз, но встречается при <10 лет интенсивного воздействия. Не существует острых симптомов пневмокониоза работников угольной промышленности. Тяжелое воздействие солей бериллия может вызвать острый пневмонит (острый бериллиоз), который может прогрессировать до хронической бериллиевой болезни, но острые симптомы не должны возникать в текущих хорошо контролируемых условиях труда.

Должен быть собран трудовой анамнез, который включает все предыдущие и текущие профессии. История воздействия обычно определяется по типу работы, которую делал пациент. Ниже приведены примеры профессий, в которых может присутствовать диоксид кремния, уголь или бериллий.

• Кремний: добыча полезных ископаемых, строительство или работа в литейном цехе.
• Уголь: подземная добыча угля.
• Бериллий: обработка руды, работа с высокотемпературной керамикой или производство ядерной бомбы.

Важно спросить об анамнезе курения. Курение сигарет связано с повышенным риском силикоза и пневмокониоза работников угольной промышленности. Фактор риска хронического бериллиевого заболевания после воздействия — наличие генетического полиморфизма, где аминокислотная глутаминовая кислота находится в положении 69 бета-цепи HLA-DP1. Будет ли этот полиморфизм присутствовать или нет, может быть неизвестно, когда пациент впервые поступает. Этот полиморфизм можно измерить, чтобы определить, кто подвержен повышенному риску сенсибилизации к бериллию и/или развитию хронической бериллиевой болезни. Однако он имеет ограниченную клиническую полезность из-за низкой чувствительности и специфичности.

Особенности клинической картины

Пациенты со значительным количеством заболеваний будут иметь симптомы одышки, кашель, судороги в грудной клетке и/или свистящее дыхание. Те, у кого менее значимое заболевание, не будут иметь респираторных симптомов. В этих случаях болезнь может быть обнаружена на рутинной рентгенограмме грудной клетки (CXR). Люди, работающие с бериллием, могут быть бессимптомными и поступать в запросе теста на пролиферацию лимфоцитов бериллием(BeLPT).

Первоначальные проявления легочного туберкулеза (ТБ), как осложнения воздействия диоксида кремния: кровохарканье, ночные поты и лихорадка. Проявления может быть необычным с не воспалительными симптомами, такими как симптомы склеродермии или ревматоидного артрита (необычные осложнения воздействия диоксида кремния или угля).

В основном, симптомы развиваются хронически. Однако, редко, люди после воздействия будут испытывать острые состояния. Симптомы острого вторичного альвеолярного протеиноза (острый силикоз) совпадают с симптомами хронического силикоза, но они развиваются быстрее. Острая форма бериллиоза может проявляться в виде пневмонита, с острым хрипом, стеснением грудной клетки и одышкой.

Физикальное обследование

Физические данные будут нормальными на ранних стадиях этих заболеваний. На физическом обследовании нет ничего конкретного для пневмокониозов. Длинный выдых и свистящее дыхание могут быть слышны у рабочих, работающих с диоксидом кремния и углем, у которых развивается хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ).

Широко распространенные хрипы также присутствуют при осмотре грудной клетки при остром бериллиозе. Хрипы могут быть услышаны при хронической бериллиевой болезни. С прогрессированием массивного фиброза области тупости могут быть оценены на перкуссии грудной клетки. Как и при других заболеваниях органов дыхания, когда болезнь прогрессирует, пациент может быть синюшным, иметь боль в грудной клетке и потерю веса. Отек пальцев рук и пальцев ног может возникать по мере увеличения тяжести состояния. Не воспалительные признаки, такие как гипертония, отек, изменения кожи, отек суставов, болезненность или деформация, могут быть обнаружены при возникновении необычных осложнений воздействия диоксида кремния или угля (например, почечная недостаточность, ревматоидный артрит и склеродермия).

Методы исследования

РКГ является начальным скрининговым тестом у индивидуума, у которого подозревается воздействие диоксида кремния, угля или бериллия. Это также начальный тест, когда пациент испытывает одышку. Закругленные непрозрачности на РКГ, впервые замеченные в верхних частях, являются характерными признаками у людей с силикозом и пневмокониозом угольных работников.

Тонкий слой кальцификации вокруг лимфатических узлов в прикорневых областях («кальцификация яичной скорлупы») является необычным нахождением, но специфичным для силикоза. Линейные междоузельные изменения, первоначально в верхних частях, являются характерными рентгенологическими данными у людей с хроническим бериллиевым заболеванием.

Тестирование функции легких (спирометрия, объемы легких и рассеивающая способность) указывается у всех пациентов:

• Рентгенологические изменения
• Значительное воздействие кремния, угля или бериллия
• Симптомы одышки.

В зависимости от тяжести заболевания легочная функция может быть нормальной или аномальной. Может присутствовать рестриктивная картина заболевания и указывается на спирометрии:

• Уменьшенная принудительная жизненная емкость (ЖЕЛ) с нормальным объемом принудительного выдоха в первой секунде выдоха (ОПВ1) до коэффициента ЖЕЛ
• Снижение жизненной емкости и общей способности легких
• Уменьшенная рассеивающая способность.

Пациенты с силикозом или пневмокониозом угольных работников обычно имеют обструктивные изменения, с уменьшенным ОПВ1 и воздушной преградой с увеличенным остаточным объемом. Риск обструктивных изменений увеличивается у пациентов, у которых есть анамнез воздействия минеральной пыли и курения сигарет.

Кислородная насыщенность и газы артериальной крови (ГАК) могут дополнительно определять степень ухудшения. Сатурация в состоянии покоя и после тренировки также полезна для определения того, нуждается ли пациент в текущей кислородной терапии, и указывается у людей с изменениями при тестировании функции легких и/или радиографии. КТ-сканирование с высоким разрешением грудной клетки более чувствительно, чем рентген для определения интерстициального фиброза. Она также более чувствительна при обнаружении, когда пациент перешел от простого силикоза или пневмокониоза работников угольной промышленности к прогрессивному массивному фиброзу.

КТ с высоким разрешением должна выполняться, если у пациента одышка не объясняется результатами рентгена или результатов теста легочной функции. КТ с высоким разрешением также может использоваться для дальнейшего определения степени паренхиматозной болезни. Из-за проблем со стоимостью, КТ с высоким разрешением обычно не выполняется у бессимптомных людей, если рентген и тесты легочной функции являются нормальными.

Бронхоскопическая биопсия обычно обеспечивает недостаточно точную ткань для исключения силикоза или пневмокониоза работников угольной промышленности. В этих двух типах пневмокониоза его использование ограничивается оценкой рака или других предполагаемых клинических состояний. Напротив, бронхиальная эндоскопия с биопсией и лаважем регулярно проводится для подтверждения диагноза хронической бериллиевой болезни.

Тест на пролиферацию бериллиевых лимфоцитов (BeLPT) очень чувствителен и специфичен для диагностики сенсибилизации к бериллию. Этот тест — важнейший компонент диагностики хронического бериллиевого заболевания. Обычно выполняется сначала на образце крови и подтверждается повторным тестом. Бронхоскопический лаваж впоследствии тестируется на BeLPT и может быть положительным, когда анализ крови отрицательный.

Для диагноза редко требуется биопсия легких. Ее использование должно быть ограничено до случаев когда подозревается рак, или когда отсутствует известный анамнез воздействия минеральной пыли. Когда она проводится у людей с силикозом, видны силикозные узелки. Они имеют концентрические слоистые слои гиалинового коллагена вокруг центральных частиц кремния. Поляризованный свет используется для определения двулучепреломляющих частиц двуокиса кремния. При прогрессирующем массивном фиброзе при силикозе открытая биопсия обнаруживает массу плотной гиалинизированной соединительной ткани с минимальным содержанием кремния, небольшим количеством антракотического пигмента, минимальным клеточным инфильтратом и незначительной васкуляризацией. Открытая биопсия у пациентов с острым силикозом демонстрирует альвеолярное наполнение белковым материалом, состоящим в основном из фосфолипидов или поверхностно-активных веществ, которые окрашиваются реагентом ПАС.

Вид биопсии у людей с пневмокониозом угольных работников включает фокальные и дискретные изменения, связанные с респираторными бронхиолами, где агрегированы фагоцитированные частицы. Также наблюдается небольшое количество ретикулина. Сопутствующая очаговая эмфизема присутствует из-за расширения окружающих респираторных бронхиол вокруг сильно пигментированной области. Пневмокониоз работников угольной промышленности с прогрессирующим массивным фиброзом: интенсивная углеродная пигментация, плотный фиброз, облитерирующий эндартериит кровеносных сосудов и обширные области некроза. В некоторых случаях прогрессирующий пневмокониоз углевых работников имел диффузный интерстициальный фиброз с хроническим воспалением, очаговый альвеолярный протеиноз и поляризованную световую микроскопию, показывающую большие количества диоксида кремния.

Открытая биопсия у людей с хроническим бериллиевым заболеванием демонстрирует гранулемы с центром, состоящим из эпителиоидоподобных клеток. Они имеют вид, похожий на гранулемы при саркоиде. Пациенты с силикозом должны быть проверены на туберкулез. Должно включать кожные пробы или анализ крови. Если эти тесты положительны или у пациента имеются системные симптомы лихорадки, недомогания и кровохарканья, то необходимо проверить микроскопию мокроты и культуру на туберкулез и атипичные микобактерии. Риск активного туберкулеза еще выше у тех популяций горных рабочих с высокой распространенностью ВИЧ-инфекции.

Дифференциальная диагностика

Лечение

Лечение хронического силикоза, пневмокониоза работников угольной промышленности и хронического бериллиевого заболевания такое же, как и при других хронических заболеваниях легких. В зависимости от степени ухудшения, пациенты могут воспользоваться кислородной терапией, легочной реабилитацией и, если присутствует обструкция, бронходилататорной терапией. Пероральная терапия кортикостероидами используется для лечения хронической бериллиевой болезни.

Острый вторичный альвеолярный протеиноз (острый силикоз) или острый бериллиоз в США встречается редко. Острый вторичный альвеолярный протеиноз рассматривается при лаваже легкого и при остром бериллиозе с пероральной терапией кортикостероидами.

Хроническая бериллиевая болезнь: пероральные кортикостероиды

Использование кортикостероидов или других иммунодепрессантов не рекомендуется для лечения силикоза или пневмокониоза работников угольной промышленности, но кортикостероиды используются для лечения хронической бериллиевой болезни. Последующее наблюдение проводится каждые 3 месяца для оценки изменений результатов легочной функции и рентгенографических исследований. Дозы титрируют в ответ на симптомы и функцию легких и результаты рентгенографических испытаний в течение многих лет. Нет клинических исследований по применению кортикостероидов при хронических бериллиевых заболеваниях. Тем не менее, есть данные из серий случаев. Для профилактики остеопороза у пациентов, принимающих долгосрочную терапию кортикостероидами, использовались бисфосфонаты.

Острый бериллиоз и острый вторичный альвеолярный протеиноз

Это состояние является редким в США. Острый бериллиоз представляет собой острый пневмонит, и его следует лечить пероральными кортикостероидами (в тех же дозах, что и при хронической бериллиевой болезни). Доза может постепенно сужаться по мере улучшения состояния пациента. Острый вторичный альвеолярный протеиноз (острый силикоз) может возникать в течение нескольких недель и месяцев при чрезвычайно большим воздействием. Симптомы этого состояния такие же, как и при хроническом силикозе, но развиваются быстрее. Лечиться с помощью лаважа легких.

Хронический силикоз, пневмокониоз и хроническая бериллиевая болезнь

В США помимо отдельных программ компенсации государственным работникам существует специальная федеральная программа компенсации для работников угольной промышленности с пневмокониозами, а другая — для хронической болезни бериллия и сенсибилизации бериллием (если воздействие бериллия происходит в процессе изготовления атомных бомб или определенных связанных с отраслью работ). Немногие пациенты с силикозом обращаются за компенсацией. Тем не менее, большинство пациентов, которые подали заявку, добились успеха в получении компенсации.

Идентификация людей с заболеванием должна инициировать обзор контроля рабочего места и привести к удалению пациента от воздействия, чтобы уменьшить вероятность прогрессирования. Некоторые штаты США требуют, чтобы данные о пневмокониозе сообщались в департамент здравоохранения штата. Кроме того, следующие вмешательства такие же, как и у любого пациента с хроническим заболеванием легких. Учитывая повышенную тяжесть заболевания легких и риск развития рака, связанного с взаимодействием сигарет и минеральной пыли, наиболее важным вмешательством врача является обеспечение того, чтобы пациент прекратил курить. Легочная реабилитация рекомендуется для пациентов с выраженной одышкой. Это структурированная программа упражнений, целью которой является повышение толерантности к физической нагрузке, снижение одышки и улучшение качества жизни.

Пациенты с пневмокониозом и PaO2 — 55 мм рт.ст. или менее или сатурацией 89%, или менее являются кандидатами на непрерывную кислородную терапию. Кислород можно использовать только ночью, если десатурация происходит только во время сна. Нет исследований относительно непрерывного назначения кислорода, что были бы характерными для пациентов с пневмокониозом. Кислородная терапия улучшает толерантность к физической нагрузке и снижает риск развития легочной гипертензии и cor pulmonale.

Осложнения требуют специфического лечения. Одним из наиболее распространенных осложнений является ХОБЛ. Соответствующая терапия бронходилататором используется, если есть признаки обструктивной болезни дыхательных путей. У пациентов с дыхательной недостаточностью в конечной стадии (PaO2 <60 мм рт.ст., несмотря на кислородную терапию) из-за паренхиматозной болезни, которым максимальная медикаментозная терапия не помогла или у которых нет медицинской терапии (что касается ограничительного заболевания пневмокониозов), являются потенциальными кандидатами на пересадку легких.

Абсолютные противопоказания включают другие неизлечимые болезни, связанные с привычками, включая табак, отсутствие социальной поддержки, психиатрическое состояние что не лечиться или документированное несоблюдение медицинской терапии. Относительные противопоказания включают возраст >65 лет и ожирение.

Показания, осложнения и противопоказания такие же, как и при других хронических заболеваниях легких. Основные осложнения включают отказ трансплантата и развитие облитерирующих бронхиолитов. Существует повышенный риск развития гипертонии, диабета, дислипидемии, почечной дисфункции и инфекции от иммунодепрессантов.