本文梳理了肺间质与肺实质的概念,以及由感染造成的肺炎的主要类型。本文不涉及间质性肺疾病(ILD)的具体内容。
一、呼吸系统解剖学可分为气道解剖学和肺解剖学两个部分[1]。
气道解剖可以进一步细分为以下两个部分:
胸外(上)气道,包括声门上、声门和声门下区域;
胸内(下)气道,包括气管、主支气管和多代支气管(其主要功能是将空气传导至肺泡表面)。
肺解剖包括肺实质,它承载部分传导系统,但主要参与肺泡水平的气体交换。
二、肺结构的宏观划分[2]:
功能性
1、气道系统——支气管到细支气管并延续到肺泡。
2、血管系统——肺动脉到细小肺动脉到肺泡的毛细血管、细小的肺静脉到肺静脉
支持性
间质结构——结缔组织、支气管动/静脉、淋巴管
三、肺组织的微观划分[2]:
1、肺组织由肺实质和肺间质构成。
肺实质
具有气体交换功能的含气间隙及结构。
包括肺泡管、肺泡囊、肺泡和肺泡壁(肺泡壁也属于广义上的肺间质)等。
肺间质
支气管和血管周围、肺泡间隔和脏层胸膜下由结缔组织所组成的支架和间隙。
包括肺泡间隔、小叶间隔、支气管及血管的周围组织等。可参见Weibel对肺间质纤维网的描述。
2、肺实质与肺间质的正常关系[3]:
末端细支气管变成肺泡管然后终止于小气囊(肺泡)。数以百万计的薄壁肺泡是用来进行气体交换,即二氧化碳离开微血管,氧气进入微血管。肺部间质组织(注意:与上述肺间质概念涵盖范围略有不同)环绕在肺泡以及末端细支气管。间质组织有一个最重要的机械性功能:作为支架以支撑肺泡壁。它也有一个动态的功能:液体、细胞以及营养进出间质组织。
四、肺泡性与间质性肺疾病(与ILD概念不同*)[3]
肺泡性疾病:肺泡的气腔充满异常的物质。这些物质可能是血液、脓、水、蛋白质、细胞碎片,或是合并上述两者以上的物质(图1)。
间质性疾病:影响肺实质的支持性组织(例如:间质组织),包括肺泡壁。可能因为水肿、发炎、或是纤维性增厚造成围绕在肺泡周围的支架不正常的改变(图2)。
有些疾病的过程主要影响肺泡或间质组织,有些疾病则会同时影响肺泡以及间质组织。
大部分肺损伤的病理性过程结果可以总结如下:造成肺泡壁的细胞内皮的伤害,以及/或是间质组织中的微血管渗漏。水肿就是渗出物累积在肺泡里或是间质组织中。有时候,损伤持续发展并造成广泛性坏死并有纤维蛋白以及细胞碎片的产生。这些坏死性产物充满肺泡的气腔或是使间质组织增厚。
图1
图2
五、肺炎
肺炎被定义为终末细支气管远端的肺实质的急性炎症,其由呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡囊和肺泡组成。 根据所涉及肺实质的解剖部位,传统上将肺炎分为 3 种主要类型:1.大叶性肺炎。2.支气管肺炎(或小叶性肺炎)。3.间质性肺炎[4]。
(一)相关概念[5]
支气管炎:支气管内皮的急性或慢性发炎。
肺炎:通常因为感染而造成的发炎,会涉及到肺泡。
大叶性肺炎:肺炎牵涉到大部分的肺叶,有时会影响整个肺叶。肺泡里充满着脓。
支气管肺炎:肺炎并有支气管炎。支气管以及细支气管的影响较肺泡发炎明显。支气管壁、细支气管与肺泡壁是发炎的,以及一些脓聚积在肺泡中。
肺部实变[6](肺泡性阴影、气腔阴影):一个实质上在肺部存在的不透光区域,以轻微或没有丧失容积为特征。当不透光的区域确定是因为被渗出物或细胞碎片取代了肺泡空气,才能用此名词。但实变不一定是感染,还包括任何会造成肺泡填充的病理过程。肺泡性阴影是在描述胸部X光出现肺部实变的外观时广泛接受的术语。
(二)肺炎主要类型[4]
A. 细菌性肺炎
肺实质的细菌感染是肺炎或一侧或双侧肺实变的最常见原因。两种类型的急性细菌性肺炎分别是大叶性肺炎和支气管小叶性肺炎,每一种都有不同的病因和形态学变化。
大叶性肺炎
大叶性肺炎是一种肺的一部分、整个肺叶,甚至一个或两个肺的两个肺叶的急性细菌感染。
病因
描述了以下类型:
1.肺炎球菌性肺炎。超过 90% 的大叶性肺炎是由肺炎链球菌(一种柳叶刀形双球菌)引起的。在各种类型中,3-S.pneumoniae 引起特别致命的大叶性肺炎。
2.葡萄球菌肺炎。金黄色葡萄球菌通过感染的血行传播引起肺炎。
3. 链球菌性肺炎,β-溶血性链球菌很少引起麻疹或流感后儿童的肺炎。
4. 革兰氏阴性需氧菌引起的肺炎。不太常见的大叶性肺炎是革兰氏阴性菌,如流感嗜血杆菌、肺炎克雷伯菌(弗里德兰德杆菌)、假单胞菌、变形杆菌和大肠杆菌。
形态学
Laennec 的原始描述将大叶性肺炎分为 4 个连续的病理阶段:
1. 充血阶段:初始阶段 初始阶段代表对细菌感染的早期急性炎症反应,持续 1 至 2 天。
G/A
受影响的叶扩大,沉重,深红色和充血。切面渗出带血的泡沫状液体。
M/E
i) 肺泡壁毛细血管扩张和充血。
ii) 气腔中有苍白的嗜酸性水肿液。
iii) 肺泡内液中有少量红细胞和中性粒细胞。
iv) 革兰氏染色证实肺泡液中存在大量细菌。
2. 红色肝变期:早期巩固 此阶段持续 2 至 4 天。肺炎中的肝硬化是指切面受累肺叶呈肝样一致性。
G/A
受影响的叶是红色的,坚固且结实。受累叶的切面不透气,呈红色,干燥,呈颗粒状,呈肝状。
M/E
i) 前一阶段的水肿液被纤维蛋白丝代替。
ii) 有明显的中性粒细胞渗出和红细胞外渗。
iii) 许多中性粒细胞显示摄入细菌。
iv) 由于细胞渗出,肺泡隔不如第一阶段突出。
3. 灰色肝变期:后期巩固 此阶段持续 4 至 8 天。
G/A
受影响的叶结实而沉重。切面干燥,呈颗粒状,呈灰色,呈肝状。颜色从红色到灰色的变化从脐部开始,然后向外围蔓延。纤维蛋白性胸膜炎很突出。
M/E
i) 纤维蛋白链较密且数量较多。
ii) 由于许多炎症细胞的分解,中性粒细胞的细胞渗出物减少。红细胞也较少。巨噬细胞开始出现在渗出液中。
iii) 细胞渗出液通常通过一个薄的透明空间与间隔壁分开。
iv) 生物体数量较少,并以退化形式出现。
4. 溶解消散期:这个阶段在第 8 到第 9 天开始,如果没有进行化疗,并在 1 到 3 周内完成。然而,抗生素治疗会在大约第 3 天诱导消退。
G/A
先前的固体纤维蛋白成分通过酶促作用液化,最终恢复受影响肺叶的正常通气。软化过程从中心开始并扩散到外围。切面呈灰红色或脏褐色,按压时可呈泡沫状、黄色、奶油状液体。
M/E
i) 巨噬细胞是肺泡空间中的主要细胞,而中性粒细胞数量减少。许多巨噬细胞含有吞噬的中性粒细胞和碎片。
ii) 由于渐进的酶消化,在肺泡腔中可以看到颗粒状和碎片状的纤维蛋白链。
iii) 肺泡毛细血管充血。
iv) 从肺泡腔逐渐清除流体内容物和细胞渗出物。
并发症
自从抗生素问世以来,大叶性肺炎的严重并发症并不常见。然而,它们可能发生在被忽视的病例和免疫防御受损的患者中。这些如下:
1. 组织。在大约 3% 的情况下,渗出液的消退不会发生,而是有组织的。成纤维细胞从肺泡隔膜向内生长,导致纤维化、坚韧、不透气的革质肺组织。
2. 胸腔积液。大约 5% 的大叶性肺炎治疗病例出现胸膜炎症伴积液。
3.脓胸。不到 1% 的大叶性肺炎治疗病例在胸膜腔内形成包囊脓液,称为脓胸。
4.肺脓肿。大叶性肺炎的一种罕见并发症是形成肺脓肿。
5.转移性感染。偶尔,大叶性肺炎的肺部和胸膜腔感染可扩展到心包和心脏,引起化脓性心包炎、细菌性心内膜炎和心肌炎。
临床表现
主要症状为:寒战、发热、不适伴胸膜炎性胸痛、呼吸困难、咳嗽,咳痰,可呈粘液状、脓性甚至带血。常见的身体表现是发烧、心动过速和呼吸急促,如果患者严重低氧血症,有时还会出现紫绀。一般有明显的中性粒细胞增多症。大约 30% 的病例血培养呈阳性。胸片可能显示实变。
支气管肺炎(小叶性肺炎)
支气管肺炎或小叶性肺炎是终末细支气管的感染,它延伸到周围的肺泡中,导致肺部斑片状实变。这种情况在生命的极端(即婴儿期和老年期)特别常见,作为慢性衰弱疾病的终末事件,以及流感、麻疹等病毒性呼吸道感染后的继发感染。
病因
引起支气管肺炎的常见微生物是葡萄球菌、链球菌、肺炎球菌、肺炎克雷伯菌、流感嗜血杆菌和革兰氏阴性杆菌,如假单胞菌和大肠菌。
G/A
支气管肺炎是通过影响一个或多个肺叶的红色或灰色实变斑块区域来识别的,常见于双侧,并且由于分泌物的重力,更常累及肺的下部区域。 在切面上,这些斑片状实变病灶呈干燥、颗粒状、坚硬、红色或灰色,直径 3 至 4 厘米,表面略隆起,通常以细支气管为中心。 这些斑块区域最好通过将指尖放在切割表面上来拾取。
M/E
i) 急性细支气管炎,
ii) 细支气管周围肺泡中的化脓性渗出液,主要由中性粒细胞组成,
iii) 毛细血管充血和白细胞浸润使肺泡隔增厚,
iv) 较少受累的肺泡含有水肿液。
并发症
大叶性肺炎的并发症也可能发生在支气管肺炎中。然而,支气管肺炎的完全消退并不常见。通常存在一定程度的细支气管破坏,导致细支气管纤维化病灶,最终可能导致支气管扩张。
临床表现
支气管肺炎的患者一般为婴儿或老年人。可能有之前卧床不起、慢性衰弱、胃内容物误吸或上呼吸道感染病史。
B.病毒性和支原体肺炎(原发性非典型肺炎)
病毒性和支原体肺炎的特征是斑片状炎症变化,主要局限于肺间质组织,没有任何肺泡渗出物。用于这些呼吸道感染的其他术语是间质性肺炎#,反映炎症的间质位置,以及原发性非典型肺炎,非典型性是没有其他肺炎中常见的肺泡渗出液。间质性肺炎可发生于所有年龄段。
病因
间质性肺炎由多种病原体引起,最常见的是呼吸道合胞病毒 (RSV)。其他是肺炎支原体和许多病毒,例如流感和副流感病毒、腺病毒、鼻病毒、柯萨奇病毒和巨细胞病毒 (CMV)。
G/A
根据感染的严重程度,受累可能是一个或两个肺的大量和广泛的实变。肺部沉重、充血和发声。肺切面渗出少量泡沫状或血性液体。
M/E
i) 间质性炎症:肺泡壁因充血、水肿和淋巴细胞、巨噬细胞和部分浆细胞组成的单核炎性浸润而增厚。
疾病、慢性衰弱、胃内容物吸入或上呼吸道感染。
ii) 坏死性细支气管炎:其特征在于细支气管上皮坏死灶、管腔内的凝集分泌物以及管壁和管腔内的单核浸润。
iii) 反应性变化:细支气管和肺泡的上皮细胞在病毒存在下增殖,并可能在细支气管和肺泡壁中形成多核巨细胞和合胞体。
vi) 肺泡改变:在严重的情况下,肺泡腔内可能含有水肿液、纤维蛋白、少量炎性渗出物和类似于呼吸窘迫综合征中所见的粉红色透明膜覆盖肺泡壁。
并发症
间质性肺炎的主要并发症是叠加细菌感染及其并发症。大多数间质性肺炎病例可以完全康复。
临床表现
大多数间质性肺炎病例最初有上呼吸道症状,包括发烧、头痛和肌肉酸痛。几天后,由于气管炎和支气管炎,出现干咳、干咳、干咳,伴有胸骨后灼痛。胸片可能显示斑片状或弥漫性实变。
上述三种类型肺炎的影像学表现可详细参见《肺感染影像学》[8]和《肺炎的影像诊断》PPT (首都医科大学附属北京友谊医院放射科 马大庆 制作) [9]。
小结
大叶性肺炎(肺泡性肺炎),是以渗出的水肿液和中性粒细胞充填肺泡腔为其组织学特征。肺实变通常先发生在邻近脏层胸膜的肺周边,通过肺泡间孔(kohn孔)和小气道向中心带蔓延。气腔的充盈是典型的跨越肺段(非段性实变)扩展,有时累及整个肺叶。支气管通常是保持开放的,导致实变区内出现含气支气管征[8]。
支气管肺炎(小叶性肺炎)的组织学特征是以细支气管周围的炎症为主[8]。终末细支气管的炎性渗出,波及周围的肺泡,导致肺部斑片状实变。X线胸片显示肺纹理增重模糊,沿肺纹理有多发斑片及模糊结节影(图3)[9]。下叶多见,可累及两肺多个肺叶、肺段,呈段性或小叶性分布。CT表现为肺小叶实变,2cm左右,呈支气管周围分布;小叶中心腺泡结节影,1cm左右,边缘模糊,可表现为树芽征(图4)[9]。也就是说,支气管肺炎病变是沿细支气管向其远端肺泡蔓延,主要是管腔内发展。
间质性肺炎,主要局限于肺间质组织,鲜有肺泡渗出物。而肺间质广泛存在于肺泡壁、肺泡间隔、小叶间隔、肺段及肺叶间;大到支气管、肺血管周围间质,小到小叶内间质,无不相连。因此,间质性肺炎,是沿肺间质蔓延,管腔外发展,一般不按肺叶、肺段分布,可局限、可弥漫。X线表现为片状阴影,密度不均(图5)[9]。CT表现为磨玻璃密度影,密度比血管低,可见小叶中心结节和树芽征,重症病人后期肺间质增生(图6)[9]。
图3
图4
图5
图6
以上内容,限于笔者知识和文献资料,祈望读者给予批评指正。
注:
*文中“间质性肺疾病”是相对肺泡性疾病而言,义为肺间质组织的病变,并非弥漫性肺实质性疾病常统称为间质性肺疾病(interstitial lung disease,ILD),后者为一组异质性疾病的统称,由于具有相似的临床、影像学、生理或病理表现而归为一类。ILD的“间质性”一词反映了病变始于间质的病理特征,但由于大多数此类疾病也存在广泛的肺泡及气道结构改变,该词可能有一定误导性[7]。
#多种感染引起的间质性肺炎,包括真菌性肺炎(如球孢子菌病、隐球菌病和耶氏肺孢子菌肺炎)、非典型细菌性肺炎和病毒性肺炎,与弥漫性肺实质性疾病的影像学特征相似,后者可分为病因已知的肺疾病和特发性肺疾病,它们都可引起胸片显示为间质不透明影。[7]
参考文献:
[1]
https://emedicine.medscape.com/article/1884995-overview#a3
[2]
https://www.dxy.cn/bbs/newweb/pc/post/38725315?redirectFrom=bbs-ms&null
[3] GERALD de LACEY, SIMON MORLEY, LAURENCE BERMAN 原著. 肺泡性疾病与间质性疾病的比较. 胸腔X光工作指引[M]. ELSEVIER TAIWAN LLC, 2009: 32 -33.
[4] http://www.grsmu.by/files/file/university/cafedry/patologicheskoi-anatomii/files/acute_pneumonias.pdf
[5] GERALD de LACEY, SIMON MORLEY, LAURENCE BERMAN 原著. 肺炎与轮廓征象. 胸腔X光工作指引[M]. ELSEVIER TAIWAN LLC, 2009: 42 -43.
[6] GERALD de LACEY, SIMON MORLEY, LAURENCE BERMAN 原著. 大叶性肺膨胀不全. 胸腔X光工作指引[M]. ELSEVIER TAIWAN LLC, 2009: 52.
[7] Talmadge E King, jr, MD. 成人间质性肺疾病的诊断方法:临床评估. UpToDate临床顾问.
https://www.uptodate.com/contents/zh-Hans/approach-to-the-adult-with-interstitial-lung-disease-clinical-evaluation
(Accessed on Jul 16, 2021).
[8] NESTOR L. MüLLER etc 主编,刘筠 主译. 细菌性肺炎. 肺感染影像学[M]. 天津科技翻译出版公司, 2008: 20-25.
[9]
https://www.medmeeting.org/Upload/user/149495/file/20180728/20180728221934_3831.pdf