英文名称 :farmer’s lung
农民肺(farmer’s lung)是外源性变应性肺泡炎或外源性过敏性细支气管肺泡炎的一种,美国多称为“过敏性肺炎(hypersensitivity pneumonitis)”。它是农民或其他劳动群众在作业环境中接触发霉的稻草或稻谷时,吸入含有嗜热放线菌等致病菌的有机粉尘所引起的外源性变应性肺泡炎,肺内形成巨噬细胞性肉芽肿和肺间质纤维化改变。本病在世界各地分布较广,有些国家和地区将其列为职业性疾病。该病以农业人口居多,因在农业生产中,人们与有机粉尘(organic dusts)的接触机会更为密切频繁,常见有机粉尘为混合性植物颗粒或片段、微生物、霉菌及其孢子或毒性产物、蕈类培养基或其孢子、植物花粉、昆虫及其片段、饲料成分(包括动植物粉、抗生素等添加剂)、畜禽类排泄物及其分解物、动物皮毛,以及鸟类、啮齿动物的血、尿、蛋白成分等。通常根据暴露的职业环境和变应原不同,农民肺又可分为“打谷人肺”“收割人肺”“养鸟者肺(bird breeder’s lung)”“蔗尘肺(bagassosis)”“蘑菇肺(mushroom worker’s lung disease)”等。
其中以“农民肺”最具代表性,以往主要见于加工饲料的农民,因在操作中接触发霉的稻草、稻谷而吸入含有嗜热放线菌等有机尘埃,在肺内包括终末呼吸道引起免疫机制介导的炎症反应,并形成巨噬细胞性肉芽肿和肺间质纤维化。秋收时节农民肺最多见,其原因是秋收时节农民大量接触发霉的粮草、柴禾、饲料、粮食后,霉菌随粉尘被人吸入而发生肺部病变。该病在世界各地皆有分布,1932年Compbell首次报道5例农民肺,并提出吸入发霉的干草尘可引起此种肺部疾病。我国江苏省大丰县和湖北省洪湖县在国内首先报道,发病率分别为6.4%~8.3%和7.59%。
干草小多孢菌(micropolyspora faeni)、普通嗜热放线菌(thermoactinomyces vulgaris)是农民肺最常见的致病菌。此外普通高温放线菌、白色嗜热放线菌、绿色嗜热单孢菌也可以致病,在我国热吸水链霉菌是引起农民肺的主要病原体之一,有时各种曲霉菌属(Aspergillus)也可成为该病的致病病原体。嗜热放线菌在自然界分布甚广,嗜潮湿,最适生长温度为40~60℃。谷物、稻草、植物残渣(如甘蔗渣、蘑菇渣、土豆渣)及室内湿化器或空调器内的尘埃等,一旦潮湿发霉,即可达到此种温度、湿度条件,成为此类“嗜热”放线菌生长繁殖的“温床”。
以往,本病主要见于饲养畜、禽的农民,单纯种植粮食的农民很少发生;且多发生于寒冷潮湿的晚冬、早春季节,因此时农民接触发霉的粮草、柴禾、饲料、粮食的机会较多,容易造成较大量霉菌随粉尘吸入肺内,引发病变。研究发现,霉变的禾草在粉碎搅动时,一立方米空气中可含霉菌1 600万个,操作者每分钟吸入的霉菌可达75万个。需要注意的是,由于这些人群的作业内容常随季节的变化发生改变,其接触的病原体也会不断变化;此外,其他变应原、化学物质、有毒气体、传染性病原体在引发其呼吸道症状中也起着不可忽视的作用。
近年来,随着农业生产的发展,温室(greenhouse,农民称为“大棚”)蔬菜种植技术日益普及,种植者发生农民肺被特称为“温室肺”或“大棚肺”的比率也日见增加;据我国辽宁省2009年的调查资料,该省从事该项农业生产的人群中,“大棚肺”的发生率已达5.7%,值得进一步关注。
农民肺是否发病及其严重程度主要取决于接触强度、频度及时间,受染者本身对病原体抗原的易感性也具有重要作用。因此,同样环境中工作的人员中并非人人患病,如农村中的非农业人口也可能吸入少量病原体,但除在其血清可能发现有关沉淀素抗体外,并不发病。
嗜热放线菌即便吸入人体,在37℃体温下并不能繁殖,患者的痰液中也很难找到或培养出嗜热放线菌。一般认为吸入嗜热放线菌的孢子才能诱发变态反应,对机体而言,放线菌的孢子是一大分子胶体异物,具有抗原性,吸入后可刺激机体产生免疫应答,体液免疫和细胞免疫机制均介入本病的发病过程;当被“致敏”的机体再次吸入该种孢子后,即可迅速诱发过敏反应,在数小时内引起变应性肺泡炎或间质性肺炎,一般以Ⅲ型(免疫复合物型)和Ⅳ型(迟发型细胞免疫型)变态反应为主;约有10%患者尚可出现支气管哮喘症状,提示Ⅰ型变态反应也参与了本病的发病过程。
嗜热放线菌的孢子是一种较难溶解的颗粒,它可随呼吸气在肺泡内做布朗运动,借助呼吸运动和肺泡表面活性物质的作用,经由呼吸细支气管、终末细支气管及气道清除出体外;也可黏附在肺泡内表面或被巨噬细胞吞噬;孢子还可通过肺泡上皮的胞饮作用穿越细胞进入肺泡间质,直接刺激致敏的T淋巴细胞使之向肺内集聚,同时继发中性粒细胞浸润、激活及肺内白介素-1、白介素-8、肿瘤坏死因子-α等生成增加,这些细胞因子的促炎和趋化作用,进一步放大了炎症反应,最终导致血管通透性增加及更多白细胞向肺内迁移,加重组织损伤。激活的T淋巴细胞释放多种淋巴因子,特别是巨噬细胞趋化因子和激活因子,使巨噬细胞向肺内趋化聚集、活化,释出溶酶体酶、纤维化因子等物质,促进炎症反应。孢子抗原还会刺激记忆性B淋巴细胞加速分裂产生新的记忆细胞和浆细胞,后者则大量产生抗体,诱发体液免疫。
一次吸入较大量嗜热放线菌孢子,常会导致剧烈的炎症反应,并迅速引起血管通透性增加,损伤肺功能,诱发缺氧;若长期反复吸入上述病原体,则会引起肺内胶原沉积及肺实质损伤,最终造成肺容量下降,肺功能障碍。
农民肺的急性期病变主要是肺间质充血、水肿,并有单核巨噬细胞浸润(中性粒细胞较少,极少见到嗜酸细胞),形成巨噬细胞或类上皮细胞性肉芽肿,分布于细支气管周围、肺泡间隔和肺泡腔内;电镜下可见肺泡Ⅱ型上皮细胞增生,提示同时存在受损肺泡的修复过程。如急性期内未能及时治愈,或又反复接触抗原,则使病程迁延不愈并诱发间质性炎症,间质有浆细胞、肥大细胞、组织细胞及淋巴细胞浸润,并出现无明显机化、非坏死性小肉芽肿,通常分布于细支气管周围。
一旦转为慢性,则可见肺间质纤维性增生,肉芽肿增多(肉芽肿是Ⅳ型变态反应的表现,但至纤维化晚期时可能消失),并有小瘢痕灶、闭塞性细支气管炎形成;此时,肺弹性减退,质硬,肺容积显著缩小,胸膜增厚,肺门淋巴结常呈慢性炎症反应。肺间质纤维化和瘢痕灶是农民肺的最终结局,瘢痕灶周围的肺泡多有扩张融合,形成灶周肺气肿,常可导致阻塞性通气功能障碍;以上病变亦会破坏肺泡的气血屏障结构,导致呼吸功能不全。肺内上述病变和缺氧进而引起肺循环阻力增加、右心室代偿性肥大,构成肺源性心脏病的病理学基础。
(一)特殊检查
1.嗜热放线菌
痰或气道灌洗液查(或培养)嗜热放线菌对临床诊断没有意义,因为此类病原体吸入后,在37℃体温下并不繁殖,而即便痰中找到少量嗜热放线菌也不一定致病。
2.特异性抗体
接触抗嗜热放线菌(或其亚型),血中可出现其沉淀素抗体,对诊断具有明确提示作用,但这只表示患者曾经感染过相应抗原,并不代表其是否引起发病,调查发现,接触抗原而未发病者该类抗体亦有50%左右呈现阳性;停止接触抗原,该种抗体可在数年内消失,如长期反复小量接触抗原时血清中抗体可长期存在(例如生活在农民肺流行区的非农业工作者)。
农民肺的肺组织应能查出病原的沉淀素抗体,但由于目前市售的抗原品种太少,如选用的抗原并非患者接触的类型,该种特异性抗体检查也可能为阴性,故不能以此指标的阴性结果作为排除农民肺的证据。
3.循环免疫复合物
血中发现嗜热放线菌的免疫复合物,对诊断意义较大,但该种免疫复合物需及时检测,因其会在数月内消失。
4.激发试验
工作环境中吸入嗜热放线菌孢子后4~8小时发病是确诊的重要依据,此亦称“自然激发试验(natural challenge test)”,但实验室条件下进行激发可能存在一定风险;皮肤抗原试验亦可能产生严重不良反应,不宜常规使用。
(二)其他辅助检查
1.胸部影像学检查
急性期胸部X检查可无异常所见或仅有肺纹理增粗、紊乱,或中肺野出现小结节状阴影,边缘不清,直径为1至数毫米,重症病例尚可出现弥散分布的斑片状阴影;随病情加重,密度增高,边缘亦渐清晰,脱离抗原接触后病灶多在数天或数周内消失。慢性型则见双肺野出现细小线条状、网状或结节状阴影,有的阴影可从肺门向外放射成条索状及斑块状,肺野尚可出现蜂窝样透亮区,病变多发于上中肺野双侧,可不对称;偶有胸膜渗出、肺门淋巴结肿大、钙化空洞、肺不张等。
胸部高分辨率CT检查更易发现轻微病灶如毛玻璃样影、小结节影、线条样影或囊样变等。
2.肺功能检查
早期肺功能改变多不明显,病情进展可出现限制性通气功能障碍,晚期尚可伴发阻塞性通气功能障碍及弥散功能减退,此时,血气分析可呈现动脉血氧降低,甚至出现二氧化碳潴留。
上述辅助检查结果均不具特异性,仅能反映病情严重程度,并不能为诊断提供确切证据。
本病并无特殊疗法,脱离接触抗原的环境是最根本、最有效的治疗。初次急性发作者脱离病原后大多有自限趋势,即便只给对症支持治疗,一般1~7天均有明显好转,3~4周症状可完全消失,但X线胸片上病灶吸收及肺功能完全恢复还需持续一些时日。治愈后,应避免再次接触上述致病病原,以免疾病进展为慢性。
对于病情严重,出现呼吸困难甚至有哮喘发作者,可使用肾上腺糖皮质激素以抑制免疫反应,减轻肺内炎症,促进病灶吸收。以泼尼松(prednisone)或泼尼松龙(prednisolone)为例,开始可用30~40mg/d,2次/d,4~8周或病情好转后逐渐减量。
慢性型,是否用药或用多长时间尚无定论,可先试服,如病情有改善,病灶有所吸收,可适当延长用药时间,逐渐减量停服;病灶已呈瘢痕化或间质纤维化十分明显者,使用激素效果可能不佳并易继发感染,有害无益。合并呼吸衰竭、肺心病者,应给以相应的对症支持治疗。
避免接触嗜热放线菌是根本措施,反复发作农民肺的患者应转换职业,离开发病环境;初次发病者在改善工作环境,并采取预防措施后,仍可考虑从事原来工作。具体预防措施工作包括:
1.收藏柴火、干草、粮食、饲料要选择地势高、干燥通风的地方,防止雨淋,并经常通风、翻晒,防止发霉;不在住房内堆放柴草,不用发霉的禾草铺床。
2.翻动或取用上述物料时,应注意通风、吸尘,站在上风处戴双层防尘口罩操作;采用机械操作时也应注意出料密闭,防止粉尘飞扬;漏气的管道、布袋要及时检查修补,或安装旋风式集尘器、布袋滤尘器。
3.在温室或蔬菜大棚内从事农副业生产应戴口罩、手套操作;工作结束后,应更换干净衣服;工作服、口罩、手套应及时清洗并晒干。
4.如接触发霉的粮、草或从事温室工作后出现类似感冒症状,应想到罹患农民肺可能,并及时告知就诊医师;临床医生发现患者有上述工作史,应进行相应霉菌的血清免疫学及X线胸片检查,以及时检出患者,及时治疗处理。