2 煤工尘肺组织形态学特点［1-12］
2.1 煤矽肺
2.1.1 煤斑（coal dust dots，区别于大体的煤斑灶coal dust maculae）：
包括胸膜煤斑和肺内煤斑。
（1）胸膜煤斑：
胸膜面的黑斑或黑色条纹，位于胸膜内、胸膜下或胸膜与小叶间隔连接处。镜下为大量吞噬煤尘的巨噬细胞（煤尘细胞）聚集而成。煤尘细胞间有网状纤维或少量胶原纤维增生。
（2）肺内煤斑：
由沉着在细、小支气管和小血管周围，以及呼吸性细支气管所属的呼吸道的煤尘细胞构成。此处尚无较大的实性、灶状病变形成。每每伴有小叶中心型肺气肿。这可能是煤矿尘肺的一种比较特殊的病理类型。
2.1.2 煤尘灶：
较多的煤尘细胞沉着在细、小支气管和小血管周围，以及呼吸性细支气管所属的呼吸道。由于吞噬了煤尘颗粒的巨噬细胞具有较强的游走能力，因此煤尘细胞沿着肺泡道、肺泡壁伸延，并扩展到邻近的肺泡。当较多的煤尘聚集时，阻塞小气道形成肺气肿。
典型病变为巨噬细胞和/或增生的纤维组织构成中心部的实性病灶，伴肺气肿形成。与煤斑气肿的区别就是在病变中心部形成灶状结构为实性的。灶状结构可呈现出各式各样的形态，如：星芒状、蟹足状、海星状、游鱼状、骡马状、飞禽状等等。根据增生纤维组织成分的差异分为两种类型，即煤尘细胞灶和煤尘纤维灶。
（1）煤尘细胞灶：
主要由煤尘细胞聚集而成，形成各种形状的黑色实变灶，伴阻塞性肺气肿形成。此时病灶中胶原纤维成分较少，镀银染色，病灶中可见网状纤维。
（2）煤尘纤维灶：
大量煤尘细胞聚集形成各种形状的实变灶，病灶中胶原纤维成分增多（但不超过组成成分的50%），走行方向不一，伴阻塞性肺气肿形成。
2.1.3 结节病变：
为圆形、类圆形结节样结构。根据病变演变过程，可以大致分为细胞性结节、细胞纤维性结节和纤维性结节。
（1）巨噬细胞性肺泡炎：
任何外源性刺激物，如粉尘、化学性、物理性、生物性致敏原等进入并潴留在肺泡时，首先引起巨噬细胞性肺泡炎。
初始病变为大量浸润的中性粒细胞为主的炎性物质充填在肺泡内。随后巨噬细胞增多并逐渐取代中性粒细胞，最终表现为大量巨噬细胞充填在肺泡腔内，其间夹杂一些中性粒细胞、脱落的上皮细胞和其他脂类、蛋白类的成分，形成所谓的巨噬细胞性肺泡炎。当巨噬细胞吞噬了煤尘颗粒后，巨噬细胞胞体增大，胞浆内含有黑色的煤尘颗粒。吞噬煤尘颗粒的巨噬细胞大量聚集在肺泡腔内，逐渐形成结节状肉芽肿样结构，过渡到细胞性结节病变。
（2）细胞性结节：
主要由吞噬煤尘的巨噬细胞聚集形成圆形、类圆形的结节样结构（煤尘细胞性肉芽肿结构），细胞间仅见少量增生的胶原。
（3）细胞纤维性结节：
在吞噬煤尘的巨噬细胞间，成纤维细胞增生伴较多胶原纤维沉积。
（4）纤维性结节：
除大量沉积的煤尘细胞外，胶原增生显著，呈条索、纤维状分布。典型者中央为呈同心圆状增生的胶原纤维，有时胶原纤维可发生玻璃样变性，由煤尘细胞聚集形成的较厚的“套袖样”结构环绕在结节外围，并伸出“伪足”向周围间质呈放射状伸延，病理学称之为煤矽结节。
值得一提的是：①煤矽结节与后面提及的矽（煤）结节（即矽结节）主要区别是：煤矽结节具有的类似于矽结节结构的核心较小，期间煤尘沉着较多，周围有较厚的“套袖”状煤尘沉着带（一般超过结节面积的1/3）或放射状伪足样结构向周围间质伸延。②煤工尘肺中，有些实性病变（尤其是直径超过5mm）介于煤尘纤维灶与结节性病变之间。即病灶内增生的胶原纤维超过了组成成分的50%，而镜下结构则呈现出明显的星芒状、多角形或不规则形，胶原束走行方向不定，煤尘细胞分散在胶原束之间。增生的纤维组织常沿着间质向周围呈伪足状伸延。有学者将其归为一种相对独立的病变，称之为交界性煤尘纤维灶或非典型煤矽结节。
2.1.4 煤尘性块状纤维化：
是煤矽肺Ⅲ期的表现。肺组织出现≥2cm×2cm×1cm团块状结构，期间可伴有浓集的煤尘及塌陷崩解的肺组织碎片，可见坏死性煤尘性空洞形成。分为进行性块状纤维化、结节融合型块状纤维化和混合型块状纤维化。
（1）进行性块状纤维化：
主要由弥漫增生的胶原纤维夹杂大量沉积的煤尘构成，其间多见煤尘密集沉积形成黑色“煤尘池”以及坏死性“煤尘性空洞”。
（2）结节融合型块状纤维化：
为密集融合的煤矽结节形成的团块状病变，其间夹杂煤尘细胞。
（3）混合型块状纤维化：
可见上述两种结构混杂在一起构成。
2.1.5 煤尘性间质纤维化：
煤矿粉尘和煤尘细胞沉着在胸膜、小叶间隔、肺泡道、细小支气管和小血管周围，出现间质成纤维细胞增生及数量不等的纤维组织增生，形成弥漫性纤维网络，损坏肺组织的原有结构。在煤矽肺病变，除灶状、结节性病变外，煤尘性间质纤维化病变占有重要地位。一般讲，凡有煤尘沉着，就伴有间质纤维化。间质纤维化形成时，间质内有时还可见平滑肌组织增生。
煤尘性间质纤维化常起自呼吸性细支气管，并向肺泡间隔、小叶间隔发展，同时可向细小支气管及小血管周围蔓延。有时，增生的纤维组织像“蟹足样”伸延到周围组织中。除肺间质纤维组织增生外，波及小叶间隔时，小叶间隔明显增宽，波及胸膜时，胸膜及其胸膜下纤维组织增生致使胸膜增厚，其间夹杂煤尘沉着。由于有黑色煤尘夹杂在增生的纤维化组织中，所以煤工尘肺间质纤维化部分呈现黑色外观，这可能是有别于其他金属矿山尘肺的间质纤维化。
（杨方 孙影）
2.2 矽煤肺（矽肺）
2.2.1 巨噬细胞性肺泡炎：
基本病变同上述的煤矽肺时的巨噬细胞肺泡炎。但由于，是含游离的矽尘颗粒引起的病变，因此吞噬矽尘的巨噬细胞一般不呈现黑褐色的外观。
2.2.2 矽（煤）结节（又称矽结节）：
结节大小在0.2~1.5mm。典型的结节，在H.E染色时，增生的胶原纤维呈同心圆样，中心区的胶原有时发生玻璃样变，表现为均匀红染，Masson三色染色时，增生的胶原纤维染成蓝色，天狼星红染色（偏振光显微镜下观察）可见结节内绿色Ⅲ型胶原与红橙色Ⅰ型胶原交织在一起。在结节内和/或结节外有数量不等的煤尘沉着。
应该说，在煤矿工人尘肺病变中，肺内典型的矽结节是比较少见的。一般我们只是从煤尘细胞是否形成比较明显的“套袖样”结构，并围绕在结节的外周来确定是矽结节还是煤矽结节。显然，形态学很难十分明确地将这两者截然分开。在这里，为了理解方便，我们做一界定：如果结节外围煤尘细胞形成的“套袖样”结构或伪足样结构超过结节面积1/3，为煤矽结节，如果煤尘细胞形成的外套较薄（小于结节面积1/3）或不完整，为矽结节。
与肺组织相比较，淋巴结质地较实，因此当累及的淋巴结内发生结节病变时，有时可见相对比较典型的矽结节形成。
2.2.3 矽肺块状纤维化：
由矽结节病变继续发展而来，多由肺内矽结节的密集融合而成。镜下可见多数玻璃样变性的矽结节紧密靠拢、互相融合，但矽结节的轮廓多可辨认。有时矽结节排列稀疏，结节间为大量增生的结缔组织与沉积的煤尘。有时在融合的结节内可见细小支气管、小血管及萎陷的肺泡等。
矽煤肺病变的块状纤维化，很少有进行性块状纤维化，一般多由结节融合发展形成。因此病灶以矽结节融合为主，伴有数量不等的纤维组织的增生。这也与煤矽肺在块状纤维化形成方式与类型分型中有所不同。
2.2.4 尘性间质纤维化：
基本病变同煤矽肺。但由于矽尘颗粒更为硬韧，因此所致纤维化范围与程度较煤矽肺更加严重。
2.3 煤肺
单纯的煤尘，因为所含二氧化硅量极低，是否能导致肺部特异性病变，长期以来存在着分歧与争议。因此，针对煤尘沉积所致的病变，临床上很少对单纯煤肺进行诊断。
然而，较多形态学发现，吸入含矽量低的煤尘，在肺及其引流的淋巴组织内可形成相应病变，即如前所述的煤斑、煤尘灶、灶旁肺气肿、煤尘性间质纤维化等病变。而不存在典型的结节样病变，即没有矽结节和煤矽结节的形成。镜下观察为，前述的肺内煤斑、煤尘灶和小叶中心型肺气肿，可伴有不同程度的间质纤维化形成（肉眼，胸膜表面有大量黑斑，每有相互的融合。切面上肺内出现煤斑灶、小叶中心型肺气肿。有时煤尘沉积较多时，肺实质变成乌黑色）。淋巴结内大量煤尘细胞沉积，有处可见轻度的间质纤维化形成（肉眼累及的淋巴结为黑色、略大，但质地较软，不融合）。
（刘和亮 徐洪）
2.4 伴发性病变
2.4.1 合并肺结核病［21-24］：
煤工尘肺病变越重，肺结核病发率越高，Ⅲ期矽肺患者并发率可高达75%。使原有的煤工尘肺病变更复杂，更严重。患者肺内可形成空洞或侵及大血管致肺内大出血而死亡。根据病理特点，分为结合型与分离型。
（1）分离型：
为煤工尘肺病变和结核病变并存，并保持各自的病变特征，如煤工尘肺结节性病变与结核病的结节性病变显示各自的形态结构特点，典型者既有煤矽结节形成，也有结核结节形成。
（2）结合型：
则为煤工尘肺病变和结核病变互相结合，融为一体，失去各自病变特点，典型者形成煤矽结核结节。
煤矽结核结节较大，周围有较厚的纤维层包绕，纤维层内及其周边有较多煤尘沉着。结节中心部则是大片干酪样坏死，中央或一侧有时可见变性、坏死的煤矽结节，其间有数量不等的吞噬煤尘的巨噬细胞和游离的煤尘颗粒。多数煤矽结核结节内，仅见干酪样坏死物，而不见上皮样细胞增生、郎罕氏巨细胞形成及淋巴细胞浸润。但有些结节内有干酪样坏死的同时，也有少量上皮样细胞、或不典型的多核巨细胞和淋巴细胞。
有时，在煤矽结核结节边缘伴渗出性结核病变或增殖性病变，可能经过融合、坏死及纤维包裹而形成煤矽结核结节。严重病例，多数煤矽结核结节融合，或煤矽结核结节、结核结节、煤矽结节及其尘性病变或结核病变相互融合形成团块，且容易形成空洞。
有时结核病变出现在支气管，表现为尘性支气管炎基础上伴随有干酪样坏死等病变，称之为尘性结核性支气管炎。
煤工尘肺合并结核时，肺内还可见其他反应形式的结核性病变和煤矽肺的病变，使其在形态上颇为复杂多样。
2.4.2 合并肺肿瘤［25-29］：
矿物粉尘起着类似致癌物的作用。因此在煤工尘肺病例中可见各种类型的肺癌（如小细胞肺癌和非小细胞肺癌，包括肺腺癌、肺鳞癌、肺腺鳞癌等）和其他恶性肿瘤（如恶性间皮瘤）的发生。
2.5 其他病变
矿山粉尘（包括煤工尘肺粉尘）具有较强的“侵袭”性，由呼吸道进入体内后，经淋巴循环运载并与清除。当粉尘在淋巴结内大量沉积后，除破坏淋巴结组织、诱发淋巴结纤维化外，还可突破淋巴结被膜侵入邻近组织与器官，破坏组织结构并造成功能障碍。在我们47例煤工尘肺尸检标本中，常累及的组织与器官如下。
2.5.1 淋巴结的病变：
煤尘进入呼吸道，经淋巴系统清除。吸入到肺内的煤尘经肺的浅层、深层的淋巴结转送，在胸膜、肺内支气管和血管周围淋巴组织内特别是在肺门淋巴结、穹隆下淋巴结和气管旁淋巴结等沉积，形成淋巴结内病变。根据病变进展情况，分为淋巴结内煤尘沉着、淋巴结内纤维组织增生、纤维化和淋巴结内结节病变形成。
（1）淋巴结内煤尘沉着：首先煤尘细胞集聚在髓窦内，随着尘细胞的增多，局部淋巴结结构消失，被吞噬黑色煤尘的巨噬细胞所代替，并可累及皮质。煤尘细胞间网状纤维增多。
（2）淋巴结内纤维组织增生：淋巴结内伴随着煤尘沉积，出现成纤维细胞和结缔组织增生，纤维化区域淋巴结结构破坏消失。
（3）结节病变形成：在煤尘沉着和纤维化的背景上，出现结节结构，包括细胞性结节、细胞纤维性结节和纤维性结节（可见煤矽结节与矽结节形成）。
（4）煤工尘肺合并结核时，病变易累及到淋巴结（最常见为肺门淋巴结、支气管旁淋巴结），除煤尘沉积在淋巴结造成的病变（如：煤矽结节、间质纤维化等）外，合并有结核所致的病变，典型者就是煤矽结核结节形成。有时结节相互融合，在淋巴结内形成巨大的融合性结节，原有结构被完全破坏。
2.5.2 支气管的累及与病变：
最易受累及的支气管是靠近肺门淋巴结的总支气管和叶支气管。表现为，支气管壁不同程度被侵入的纤维化组织破坏，严重时可累及支气管全层。具有侵袭性增生的纤维化组织主要包括成纤维细胞（包括肌成纤维细胞），一定数量的胶原纤维，及其夹杂其间的大量尘细胞。增生的纤维化组织由支气管外膜向黏膜侵入，侵入黏膜时，增生的纤维化组织可呈息肉状突入支气管腔，侵入黏膜下层时，纤维化组织可分割腺泡或导管，致腺体萎缩，增生的纤维化组织还可突破壁内软骨膜，破坏软骨细胞。有时支气管壁可见结节性病灶形成。
值得提出的是，煤矿尘肺时，往往伴发支气管炎性病变，在此基础上若伴有煤尘细胞侵犯，称为“尘性支气管炎”。支气管壁黏液腺肥大、增生，黏膜上皮杯状细胞增多，黏液分泌亢进，各级支气管腔内有黏液炎性分泌物储留。有时黏膜上皮可见鳞状上皮化生。支气管各层，尤其是黏膜下层有数量不等的炎细胞浸润（以淋巴细胞浸润为主），在炎细胞间夹杂吞噬煤尘的巨噬细胞。当间质纤维化波及管壁，可破坏管壁结构。各级支气管壁外膜有煤尘细胞沉积，以呼吸性支气管壁煤尘细胞沉积最为显著。
值得强调的是，“尘性支气管炎”往往是在支气管慢性炎症的基础上形成的。此时，支气管壁已有纤维组织增生。因此，我们很难判断煤尘沉积与炎症病变在促进支气管壁及其间质纤维化方面的“主、次”作用。
2.5.3 胸膜的累及与病变：
进入肺内邻近胸膜肺实质的煤尘，经淋巴引流首先到达胸膜并沉积，伴胸膜下方小血管扩张充血、增生；纤维组织增生、致使胸膜增厚、粘连；每每可见，沉积在胸膜之下的黑色煤尘沿着小叶间隔伸延侵入，将小叶轮廓勾画的十分清晰，形成胸膜及胸膜下煤斑灶，有时在增厚的胸膜内偶有煤矽结节及增生的血管内血栓形成，在胸膜的纤维化病变中可见组织的坏死与钙化。
2.5.4 煤尘性肺气肿：
进入到肺内的煤尘，可以沉积在肺内支气管及其各级分支，导致管壁增厚，甚至管腔狭窄。特别是煤尘沉积于终末细支气管及其远端部分（呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡囊和肺泡等部分），可致小气道扩张并伴有肺泡壁的破坏，形成肺气肿病变。
肺内煤斑或煤尘灶的周围，每有扩张的小气腔，居于肺小叶的中心，称之为小叶中央型肺气肿。煤工尘肺时，最常见的是煤斑伴肺气肿形成和煤尘灶伴肺气肿的形成。严重病例，肺气肿扩展到多数肺泡囊及肺泡道，则可形成全小叶破坏型肺气肿。病变区为1cm左右的黑色囊状气腔，腔内可见残留的小血管及间质结构形成“架桥”状间隔，进一步发展可形成大泡型肺气肿。
2.5.5 小血管的累及与病变：
煤尘沉积在肺内动、静脉及其分支。纤维化的组织由外向内侵入肺动脉壁外膜和中膜，可见弹力纤维断裂，结构的破坏伴有煤尘的沉积。肺静脉壁薄，纤维化病变可侵入静脉全层，致静脉内膜不平，静脉全层受累“黑染”。一些煤尘病灶或结节中央每每见到受累及的小血管被裹挟其中，有时伴血栓形成。高倍镜下，可见煤尘“突破”小血管壁，进入血管腔内，与腔内的血细胞混杂在一起。
2.5.6 脂肪组织的累及：
煤尘沉积伴间质纤维化病变还可累及到支气管外膜的脂肪组织，可见脂肪组织中大量尘细胞聚集，并伴有脂肪组织中细小血管的增生、扩张、充血等病理变化。
2.5.7 淋巴管的累及：
肺内各级淋巴管的回流是清除肺内煤尘的主要途径之一。当大量煤尘进入肺内，可导致肺内淋巴管开放与扩张，每每可见扩张的淋巴管内充满黑色的煤尘，淋巴管壁增厚。
2.5.8 神经纤维的累及：
当煤尘沉积在肺内或支气管壁时，可向周围组织侵袭，累及肺组织内或支气管壁内或壁周的神经干和神经节。此时可见煤尘侵破神经束外膜进入神经干。
2.5.9 肺内继发各种感染性病变：
由于煤尘进入呼吸道，致机体抵抗力降低，肺内可继发细菌、病毒及其他病原菌感染，导致肺内发生各种感染性病变（如化脓性炎、浆液性炎、纤维素炎或混合性炎及其脓肿形成等）。
2.5.10 棒状小体（含铁小体）［9］：
在47例煤工尘肺尸检病例中，有较多病例的肺组织中均可发现棒状小体的形成。光镜下小体大小不一，长度多为15~50µm。小体形似棒状、纤维桩、哑铃状、串珠状。多有一黑色或透明折光性较强的轴心。多分布与肺泡腔、肺泡壁，可裹挟于沉积在肺内的煤尘中，可呈簇出现，也可游离于肺泡腔内。在煤工尘肺病变中，如煤尘灶、煤矽结节及其间质纤维化区域内有时也可有棒状小体的存在。有关棒状小体与煤工尘肺发病学的关系，报道较少，李洪珍等认为这种小体与石棉肺中石棉小体相似。又因为小体含有铁蛋白成分，称之为“含铁小体”，可能与尘肺发生时的巨噬细胞聚集、肺泡Ⅱ型上皮细胞增生及其间质纤维化的形成有一定的关联。
2.5.11 肌成纤维细胞分化［33-36］：
在长期受到致纤维化因素的刺激时，肺支气管黏膜上皮细胞和间质成纤维细胞，将会发生表型转变并分化成为“肌成纤维细胞”，特异性表达平滑肌肌动蛋白。肺支气管黏膜上皮细胞和间质成纤维细胞向肌成纤维细胞的分化在肺纤维化的发生与发展过程中起着关键性作用。煤工尘肺病变标本中，我们发现，在结节病变与间质纤维化病变中，均有平滑肌肌动蛋白阳性表达的肌成纤维细胞的存在。在动物模型标本中，证实了这些肌成纤维细胞来源于肺间质的成纤维细胞和肺泡Ⅱ型上皮细胞。初步揭示尘肺纤维化病变中肌成纤维细胞转化的细胞来源和作用。
2.5.12 肺源性心脏病：
在47例煤工尘肺尸检标本中，有肺脏和心脏标本的共21例，其中伴发右心室肥厚、扩张的有9例。镜下可见，右心室心肌纤维增粗、核大深染，呈不规则形。右室心肌组织可发生局灶状坏死或纤维化、瘢痕化。伴心肌间质水肿和胶原纤维增生。
此外，有时可见煤尘经病变处的血管进入血流，在肝脏、脾脏等器官沉积。
（宋旭东 魏中秋 杨方）