关键词： 肺纤维化；巨噬细胞

【摘要】目的观察特发性肺纤维化的超微结构变化并探讨其发病机理。方法选择临床上提示特发性肺纤维化的患者9例，经支气管肺活检进行光镜和电镜观察。结果主要的形态学改变是：光镜下为肺泡炎和纤维化。电镜观察可见：(1)I型肺泡上皮细胞变性、崩解和脱落，内皮细胞肿胀，细胞间紧密连接短小，II型肺泡上皮细胞增生，基底膜变薄和破坏；(2)肺泡巨噬细胞、间质巨噬细胞增多；(3)肥大细胞浸润并见脱颗粒现象；(4)肺泡壁电子致密物沉积；(5)肌纤维母细胞、纤维母细胞、胶原原纤维及基底膜样物质增生。结论电镜观察可见特发性肺纤维化时肺泡上皮细胞、血管内皮细胞及基底膜均有损伤，并可见间质巨噬细胞增生，肥大细胞浸润及脱颗粒，肺泡壁电子致密物沉积。上述形态学改变对特发性肺纤维化的形成提供了一些依据。

Electron microscopic studies on pathogenesis of idiopathic pulmonary fibrosis

TANG Xiuying, HE Bing, LI Guilian, et al

Department of Electron Microscopy, The First Hospital, Beijing Medical University, Beijing 100034

【Abstract】ObjectiveTo observe ultrastructural changes and study the pathogenesis of idiopathic pulmonary fibrosis.MethodsThe clinical manifestations in 9 patients with idiopathic pulmonary fibrosis were selected. Transbronchial lung biopsy materials were obtained for light microscopic and electron microscopic examination.ResultsThe major morphologic changes were as follows: histologically, alveolar inflammation and interstitial fibrosis were observed. electron microscopic findings were: 1. alveolar type I cells were degenerated、 broken-down and desquamated, endothelial cells were swelled, with inter cellular tight junction shortened, alveolar type II cells hyperplastic, basement membrane thinned and deformed; 2. alveolar macrophages and interstitial macrophages were hyperplastic; 3.mast cells were infiltrated and degranulated; 4.electron-dense deposits were present at alveolar wall; 5. myofibroblasts 、fibroblasts、 collagen and basement membrane like material were hyperplastic.ConclusionsElectron microscopic obser vations show that the alveolar epithelial cells, endothelial cells and basement membrane are all injured, interstitial macrophages hyperpplasia, mast cells infiltration and degranulation, electron-dense deposits at alveolar wall are present. These morphologic changes provide basis for formation of idiopathic pulmonary fibrosis.

【Key words】Pulmonary fibrosisMacrophages

近年来，特发性肺纤维化（IPF）的发病率呈上升趋势。IPF的诊断一般需要临床并密切结合形态学检测综合分析。但通常的形态学检查只采用常规光镜，电镜观察患者肺组织超微结构变化的报道很少。我们选择9例临床上符合IPF诊断标准^［1］并经常规光镜检查的病例进行电镜观察，旨在了解IPF超微结构变化的一些特点，以进一步探讨IPF的发病机理。

对象与方法

一、临床资料

选择本院住院患者9例，男3例，女6例。发病年龄34～77岁，平均发病年龄57岁。患者均因气短、咳嗽入院。7例双肺底有爆裂音（velcro），6例口唇紫绀，同时伴有杵状指。化验检查5例γ球蛋白升高，9例红细胞沉降率均增快。3例肺功能检查均表现为限制性通气障碍。胸部X线检查：中下叶网状病变3例，弥漫性网状病变3例，弥漫性网状改变同时伴蜂窝肺形成者3例。随访2～5年，2例分别死于诊断后1个月和8个月。

二、方法

常规准备下做纤维支气管镜检查。于右下肺9或10段行透壁肺活检。将标本的一部分固定于10％福尔马林，进行石蜡切片及常规HE染色。用直接法做免疫荧光检查3例，所用抗体为IgG、IgA、IgM、C3、C1q。另一部分新鲜标本立即固定于2.5%戊二醛溶液，按电镜常规进行标本制备，半薄切片定位后做超薄切片，醋酸铀和枸橼酸铅双染色，JEM-100 CXII型透射电镜观察。

结果

一、光镜观察

肺泡壁增厚，可见巨噬细胞、淋巴细胞、中性粒细胞浸润及肺泡上皮细胞增生。部分肺泡内有程度不一的纤维组织，部分肺泡塌陷呈裂隙状。肺间质有多少不等的梭形细胞及胶原纤维。肺组织免疫荧光检查3例，2例IgG阳性，其中1例同时IgA及C1q阳性。

二、电镜观察

主要的超微结构改变如下。(1)Ⅰ型肺泡上皮细胞变性。变性的细胞或细胞浆变窄，或细胞崩解脱落；Ⅱ型肺泡上皮细胞增生（图1）；毛细血管内皮细胞肿胀，胞浆内微泡减少，细胞间紧密连接短小或消失，部分区域内皮细胞与基底膜的连续性破坏；基底膜变薄、破坏及裸露，部分基底膜消失，纤维母细胞通过损伤的基底膜进入肺泡腔。在纤维化较重的病例，基底膜增厚变形。(2)肺泡巨噬细胞（AM）和间质巨噬细胞（interstitial，IM）增多见于所有病例。肺泡上皮损伤较重的病例AM较多，而在纤维化较重的病例则IM多见。(3)肺泡间质肥大细胞浸润及脱颗粒。细胞呈梭形和不规则形，胞浆和突起内见多量圆形致密颗粒并可见不同程度的脱颗粒现象（图2）。(4)4例可见电子致密物沉积在肺泡壁，呈团块状（图3），其中2例是肺组织免疫荧光阳性的病例。(5)6例肺泡间质肌纤维母细胞增生。此种细胞呈梭形，细胞浆内见成束5～7 nm的肌微丝和与之平行的密斑。(6)所有病例均见多少不等的纤维母细胞、胶原原纤维及基底膜样物质增生。光镜下纤维化病变较轻的病例，电镜下即可见到有周期性横纹的胶原原纤维向肺泡上皮下和毛细血管基底膜内生长。组织学上纤维化较重的病例，胶原原纤维交错排列，其间可见弹力纤维和基底膜样物质，此种基底膜样物质呈扭曲状或包绕IM（图4）。

图1I型肺泡上皮细胞变性（箭头），II型肺泡上皮细胞增生，基底膜破坏，可见AM（右上）TEM×2 700

图2肥大细胞突起内见圆形致密颗粒及脱颗粒（箭头）TEM×10000

图3肺泡壁电子致密物沉积TEM×5 000

图4基底膜样物质增生并包绕IMTEM×8000

讨论IPF是一种原因不明的进行性肺实质及间质疾病。它的主要临床特点是进行性呼吸困难，咳嗽，肺内呈现爆裂音，最后导致低氧血症。本组患者胸部X线检查均显示不同程度的网状改变，部分呈蜂窝肺。临床上属重度的病例，组织学和超微结构改变亦较严重，有2例分别死于诊断后1个月和8个月。

IPF的组织学改变为肺泡炎和肺泡及间质的纤维化^［2，3］，未见肉芽肿或血管炎的改变。IPF的超微结构变化如上所述，它和其它不同原因引起的肺间质性纤维化改变有所不同。结节病电镜下也可见肺组织损伤及II型肺泡上皮细胞增生，但同时可见上皮样细胞增生，一般不见电子致密物沉积等病变。结缔组织病较特征性的超微结构变化则是指纹状结构（finger structures）或管网状结构（tubuloreticular structures）。

IPF的发病机理尚不清楚。我们通过电镜观察证实了IPF并不仅只有肺间质病变，它有明显的肺实质包括肺泡上皮细胞、血管内皮细胞及基底膜的损伤^［4，5］。肺间质内，特别是纤维化为主的病例，巨噬细胞明显增生，说明纤维化时期间质巨噬细胞比肺泡巨噬细胞起了更直接的作用。文献已有报道，间质细胞分泌的转化生长因子-β(TGF-β)在博莱霉素致肺纤维化的动物模型中后期更高。肺泡上皮细胞及基底膜的损伤，破坏了肺泡壁的完整结构，细胞炎性因子、炎性介质可进入间质；间质中的纤维母细胞也可进入肺泡腔，如此形成肺泡炎和间质病变互相沟通影响。II型肺泡上皮细胞增生并参与生长因子的合成及分泌近年来也受到关注^[6，7]。本组γ球蛋白增高5例，免疫荧光检查发现免疫复合物沉积2例，电镜观察有4例见到高电子密度的致密物沉积,同时见肥大细胞增生及脱颗粒，上述结果均提示免疫反应在IPF病程中起一定作用。另外，肌纤维母细胞增生是IPF纤维化进程的重要阶段性变化，特别是纤维化初始期阶段的变化^[8]。我们观察到组织学上病变很轻的病例，肌纤维母细胞已经出现增生，