(一)發(fā)病原因

　　游離二氧化硅主要以結(jié)晶型方式存在于石英石、花崗石、黃砂等中，通常稱為石英，包括石英、燧石、方石英、鱗石英和稀少的黑硅石。其中以鱗石英致纖維化最嚴(yán)重，其次為方石英，再其次為石英，石英在自然界分布最廣，因而石英粉塵對(duì)人體危害性也**。當(dāng)硅以化合物形式存在時(shí)，如長石、花崗巖其致纖維化的性質(zhì)發(fā)生改變，對(duì)肺的損害不如游離的二氧化硅。接觸石英的工業(yè)很多：約有95%的礦石中均含有不同比例的游離二氧化硅，有的可高達(dá)90%以上。通常將接觸含有10%以上游離的二氧化硅的粉塵作業(yè)稱為矽塵作業(yè)。生產(chǎn)環(huán)境中的粉塵**允許濃度為：空氣中游離二氧化硅在10%以下時(shí)為2mg/m3，在80%以下時(shí)為1mg/m3，超過以上標(biāo)準(zhǔn)即容易發(fā)病。空氣中游離二氧化硅的含量越高，顆粒越小(1～3μm)，接觸時(shí)間越長，越易發(fā)病，病情進(jìn)展愈快，病變愈典型。開采各種金屬礦山時(shí)，鑿眼、爆破、碾碎、選礦等過程中以及煤礦掘進(jìn)時(shí)都會(huì)遇到大量石英粉塵。其他如開鑿隧道、石英研磨、水泥制造、金屬鑄造過程的噴砂清洗、清除金屬鑄造表面的毛刺拋光、采石、玻璃制造、陶器、工藝瓷磚、搪瓷制造及耐火材料等均接觸二氧化硅。

　　到目前為止，矽肺仍是危害最嚴(yán)重的塵肺，矽肺一旦發(fā)生，即使脫離接觸仍可以緩慢進(jìn)展，迄今尚無滿意的治療方法。矽肺可造成勞動(dòng)能力喪失，但若脫離接觸粉塵作業(yè)又無合并癥，患者仍可存活較長時(shí)間。在塵肺中矽肺發(fā)病率**，矽肺的嚴(yán)重程度取決于3個(gè)因素：空氣中的粉塵濃度、粉塵中游離二氧化硅的含量和接觸時(shí)間，此外，防護(hù)措施及個(gè)體因素如個(gè)人習(xí)慣(吸煙)，上、下呼吸道疾病等在矽肺發(fā)生發(fā)展中均有一定影響。

　　(二)發(fā)病機(jī)制

　　游離二氧化硅顆粒進(jìn)入肺泡后，被聚集在肺淋巴管起始部位的肺巨噬細(xì)胞所吞噬，游離二氧化硅對(duì)巨噬細(xì)胞有極強(qiáng)的毒性作用，可致其自溶死亡。二氧化硅被吞噬后，被包裹在吞噬細(xì)胞溶酶體中，由于石英表面的羥基和巨噬細(xì)胞溶酶體膜脂蛋白結(jié)構(gòu)上的氫原子受體(氧、氮及硫原子)間形成氫鍵，引起細(xì)胞膜的改變和通透性的變化，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞溶酶體崩解，并釋放出酸性水解酶進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，繼而導(dǎo)致巨噬細(xì)胞死亡，并再次將石英粒子釋放，形成惡性循環(huán)，造成更多的細(xì)胞受損。受損的巨噬細(xì)胞釋放出非脂類“致纖維化因子”，刺激成纖維細(xì)胞，導(dǎo)致膠原纖維增生，形成以膠原纖維為中心的病灶結(jié)節(jié)——矽結(jié)節(jié)。矽結(jié)節(jié)向全肺擴(kuò)展并相互融合，造成雙肺彌漫性損害。纖維化不僅局限于肺內(nèi)，也存在于巨噬細(xì)胞所遷移到的淋巴結(jié)內(nèi)。在許多矽肺病人中已發(fā)現(xiàn)血清γ-球蛋白水平增高，自身抗體的存在，以及在矽肺病變中存在γ-球蛋白，故提出了矽肺發(fā)生的免疫學(xué)機(jī)制，但免疫成分似乎不參與對(duì)巨噬細(xì)胞的殺傷和纖維化形成，因此為次要發(fā)病機(jī)制。

　　矽結(jié)節(jié)是矽肺的特征性病灶，同時(shí)伴有彌漫性肺間質(zhì)纖維化。矽結(jié)節(jié)常位于支氣管和血管周圍，直徑為0.3～1.5 mm。大體標(biāo)本見肺臟呈灰褐色，質(zhì)地較硬，體積增大，重量增加，表面有砂粒感或硬塊感。剖面可見大小不等之結(jié)節(jié)或硬塊，境界較清楚，質(zhì)地致密。在結(jié)節(jié)周圍肺組織可見有肺氣腫。通常全肺彌漫性分布，胸膜內(nèi)和外的局部淋巴結(jié)常受累，發(fā)生鈣化或形成矽結(jié)節(jié)。

　　顯微鏡下見矽結(jié)節(jié)呈圓形或星芒狀，中央由已發(fā)生玻璃樣變性的膠原纖維組成，膠原纖維呈同心圓排列。結(jié)節(jié)周圍有不同比例的網(wǎng)狀纖維、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和漿細(xì)胞包繞，似暈狀，暈越大，病灶越活躍。用偏光顯微鏡可以鑒定矽結(jié)節(jié)內(nèi)和沉積在肺組織里的石英顆粒。

　　肺門淋巴結(jié)是矽反應(yīng)最早的部位，它可在胸片尚未見到矽結(jié)節(jié)之前已有淋巴結(jié)增大。大體標(biāo)本可見淋巴結(jié)腫大、粘連。組織學(xué)表現(xiàn)與肺部相似，在淋巴結(jié)內(nèi)可見到散在的非壞死性肉芽腫。隨著病變的發(fā)展也可出現(xiàn)類似纖維化的改變。在有典型的矽結(jié)節(jié)和嚴(yán)重的間質(zhì)纖維化時(shí)淋巴結(jié)病變可重于肺組織改變。

　　在形態(tài)學(xué)上，矽肺有三種類型：單純的結(jié)節(jié)性矽肺、球形矽肺以及急性矽肺。結(jié)節(jié)性矽肺特征是肺實(shí)質(zhì)表現(xiàn)為呈灰黑色的、且被嚴(yán)密包繞著的、直徑為0.5～5mm的結(jié)節(jié)。如果合并有結(jié)核，這些結(jié)節(jié)可以發(fā)生空洞化。肺門淋巴結(jié)常腫大且可以有鈣化，典型的鈣化是出現(xiàn)在結(jié)節(jié)的邊緣，呈“蛋殼樣鈣化”。在顯微鏡下，具有診斷性意義的病變是矽肺結(jié)節(jié)或矽肺島，這些病灶通常位于呼吸性細(xì)支氣管旁。矽肺島的中央含有一呈螺紋狀的、透明的、由非細(xì)胞組成的膠原塊，其外周是巨噬細(xì)胞及漿細(xì)胞層。在組織形態(tài)學(xué)上，可見到數(shù)量不等的塵埃，如果其中的石英濃度很高，顆粒較小，則很少量的塵埃也可以產(chǎn)生嚴(yán)重的纖維化。如果持續(xù)暴露于粉塵，將使得已存在的結(jié)節(jié)的數(shù)量和大小增加;但即使在停止暴露于相應(yīng)環(huán)境后，結(jié)節(jié)仍可以繼續(xù)擴(kuò)大，這是由于巨噬細(xì)胞的外周性位移以及纖維化繼續(xù)形成之故。

　　球形矽肺(巨大的、進(jìn)行性的纖維化)有和結(jié)節(jié)性矽肺相同的特征，但可形成大的結(jié)節(jié)，并可融合形成直徑大于1cm的腫塊。這種球形矽肺病變趨向于位于上葉，在這些病變周圍的肺組織常顯示出有著大瘢的、不規(guī)則的肺氣腫。和結(jié)節(jié)性矽肺相比，球形矽肺的胸膜纖維化及胸膜粘連更為常見且更為嚴(yán)重。在顯微鏡下，球形病灶是由在透明性纖維化背景中出現(xiàn)的融合的矽肺島所組成。血管常發(fā)生血栓形成或閉塞性動(dòng)脈內(nèi)膜炎，同時(shí)由于局部缺血或合并有結(jié)核而使得病灶可以出現(xiàn)壞死或空洞形成。

　　急性矽肺較為少見、但病變進(jìn)展很快，起因于大量的、游離的二氧化硅的暴露。粉塵顆粒常較小，直徑通常為1～2μm，其中的石英濃度很高，這種狀況尤其多見于工人們?cè)趪娚硥m的過程中，此過程是導(dǎo)致急性矽肺發(fā)生的常見職業(yè)。病理學(xué)上，結(jié)節(jié)較為稀少，但相反地，肺外表呈灰色的實(shí)變，這是肺彌漫性間質(zhì)纖維化程度增加的標(biāo)志。顯微鏡下，肺泡中充滿著一種嗜酸性的泡沫狀的滲出物，其間含有許多的巨噬細(xì)胞。伴隨著間質(zhì)性纖維化，有明顯的Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞的增殖。組織學(xué)特征可以類似于肺泡蛋白沉積癥或脫屑性間質(zhì)性肺炎。