煤炭工人肺炎（黑肺病）

Anthracosis has previously been used synonymously for coal workers’ pneumoconiosis (CWP) (black lung disease) or for describing the process of detecting a substantial amount of pulmonary carbon deposits on autopsies secondary to recurrent exposure to several factors, such as air pollution, smoke inhalation, or coal dust fragments. ^[6.那7.]小于五微米的灰尘颗粒可以进入肺部并渗透外周支气管和肺泡。这些颗粒的存在可以阻塞气道并导致由煤尘，巨噬细胞和成纤维细胞组成的初级病变。 ^[5.]肺组织中这些颗粒物质的积累可以是对若干病理条件的发育的刺激，被描述为无害的肺部肺动脉，肺气肿和/或肺纤维化。 ^[4.]

如何狭窄的尘肺发育的确切机制尚不清楚;然而，已经提出了几种理论帮助解释其发病机制，包括氧化应激理论，免疫学，细胞因子网络理论和单核苷酸多态性。 ^[8.]Mossman认为肺组织是一种常见的器官，会受到吸入污染物的影响，如金属、矿物粉尘、微粒和反应性气体。 ^[9.]Vanhee和Coworkers报告了肺组织暴露于煤粉后发生的三种现象：（1）炎症细胞在下呼吸道中积聚并激活炎症细胞;（2）成纤维细胞增殖;（3）增强细胞外基质组分的形成。 ^[10]也有人认为巨噬细胞在尘肺的发生发展中起重要作用。 ^{[8.那9.那10那11那12那13]}张和同事表明，灰尘的存在导致肺泡巨噬细胞诱导可能最终导致纤维化的免疫反应。 ^[8.]

氧化应激理论是有助于描述尘肺发病机制的可能机制之一。这一理论表明，暴露于肺组织中的粉尘颗粒会引发炎症反应，进而导致肺泡和间质巨噬细胞以及多形核细胞形成活性氧和氮物种(ROS/RNS)。 ^[9.]莫斯曼描述了通过产生ROS / RNS的氧化突发反应在氧化胁迫中发挥作用的肺泡和间质巨噬细胞。然而，其他细胞，例如上皮细胞，也可以产生类似的反应。 ^[9.]因此，巨噬细胞和上皮细胞的反应过程可能刺激免疫反应和周围细胞(包括成纤维细胞)的功能改变，从而导致纤维化的发展。此外，Pinho和同事还描述了ROS的产生导致肺部的其他变化，如抗蛋白酶失活、基底膜紊乱和肺泡细胞损伤。 ^[11]

另一种解释尘肺发生的机制是细胞因子的产生。除了生产ROS， ^{[10那12那13那14]}巨噬细胞也被认为释放介质（七氧化醇代谢物，破坏性蛋白水解酶和炎症生长和分化因子）， ^[10]细胞因子与尘肺病的发生有关。这些细胞因子被描述为影响炎症和纤维化反应的信号蛋白。几种促炎细胞因子已被确认与这种情况的发展有关，包括白介素(IL)-6、肿瘤坏死因子-α (TNF-α)和IL-1β。 ^[14]

Ulker及其同事的一项调查研究评估了85名单纯尘肺(SP)和进行性大规模纤维化(PMF)患者的血清和支气管肺泡灌洗(BAL)炎症细胞因子水平。 ^[12]积极和退休的矿工担任控制科目。研究结果表明，SP和PMF的受试者在血清和BAL中具有更高水平的IL-1β，IL-6和TNF-α。 ^[12]

单核苷酸多态性(SNPs)是CWP发病的另一种可能机制，这意味着某些个体可能因其遗传而增加患CWP的风险。关于等位变异的概念，SNPs被更频繁地识别，以及某些功能变异可能有助于增强某些疾病状态的风险增加的概念，已经进行了讨论。 ^[15那16]以前研究比利时和日本煤矿企业涉及TNFα和CWP的基因多态性之间的研究表明，与没有肺病的人相比，CWP的速率较高，具有较高的TNFα-308变体。 ^[16]在一项病例对照研究中，Wang和同事评估了三种功能性SNPs之间的关联塞尔基因(T1880C/rs5335、T1559C/rs5368、A16089G/rs4786)在汉族人群中具有发生CWP的风险。 ^[15]他们的研究结果表明，两者之间可能存在某种联系塞尔RS5368和CWP的风险增加。 ^[15]

The distinguishing feature of coal workers’ pneumoconiosis (CWP) (black lung disease) is the primary lesion, coal macule, characterized as a small (≤ 4 mm) pigmented lesion “...of dust particles, collagen, fibrin, and dust laden macrophages” ^[17]位于呼吸支气管周围。 ^[18]网状纤维在煤斑附近形成，导致空气扩张，表现为局灶性肺气肿，被认为是中心泡性肺气肿的一种形式。这些局灶性肺气肿，大疱不从肺表面突出，被认为是由于肺次级小叶内的机械干扰。 ^[19]

相比之下，煤结节是含有大于MACULES（尺寸> 4mm）中发现的灰尘的病变，其纤维化和以随机排列排列的增加。与煤灭菌不同，这些结节不限于支气管内，但可以在整个肺部进行中发现，包括间隔内隔膜中的副部位。 ^[20.]当接触含有二氧化硅的煤尘时，煤结核有形成的趋势。 ^[18]

一旦纤维化的过程发生了肺炎，即使暴露于冒犯剂已停止，它也被视为不可逆。这些纤维化变化的原因仍然是未知的;然而，一个假设是对肺泡上皮细胞的持续损伤以及增加的细胞外基质与纤维化的发育有关。张和同事对大鼠的调查研究表明，影响基因表达的DNA甲基化（定义为DNA的表观遗传修饰）可能是肺纤维化的因素。 ^[8.]他们还观察到，用DNA甲基化抑制剂5-aza-dC治疗可以减少纤维化的变化。

如前所述，CWP分为两类：简单的CWP（SCWP）和复杂的CWP（CCWP），或渐进式大量纤维化（PMF）。 ^[3.那4.]通过SCWP，煤炭斑块环绕着小于10毫米的纤维化，通常位于上肺区，延迟时间至少为10年。 ^{[1那4.那5.那14]}此外，SCWP往往会影响较少的矿工，令人困难的症状更少，令人困难的症状，例如呼吸困难或咳嗽;SCWP的个体根本没有任何症状。

SCWP的早期发展是复杂的肺炎发育最重要的危险因素。这与可吸入粉尘暴露的强度和持续时间紧密相关。PMF通过大于10毫米的肺部存在的疤痕与CWP的区别。具有PMF的病变通常位于“裂片的上裂片的后部或顶点或顶点”和常见的双侧。 ^[18]近年来，年轻矿工被观察到PMF的诊断增加。 ^[3.]症状通常比SCWP，如黑痰，慢性咳嗽和频繁的肺炎等症状更严重。 ^[5.]

Several factors have been identified that raise an individual’s risk for developing CWP, such as the concentration of respirable coal dust, the size and composition of the dust particles, quartz or free silica content, as well as the duration of exposure, individual’s age, the work environment, and work practices. ^[21]而呼吸性粉尘的组成、煤的等级和暴露时间是最显著的影响因素。可吸入粉尘被定义为“可沉积在肺部气体交换区域任何地方的空气微粒的比例。” ^[22]煤的等级与煤的年龄和碳含量有关，煤中碳含量的增加与煤中碳含量的增加有直接关系。 ^[21]

黄及其同事们发现生物可利用的铁（Bai），黄铁矿浓度和肺病的区域进展之间的相关性。 ^[23]BAI是模拟溶酶体内部，在pH 4.5的10mmol /L磷酸盐溶液中溶解的铁。他们观察到，与BAI水平较低的犹他州矿山相比，宾夕法尼亚州矿山的CWP和PMF患病率增加。 ^[23]调查人员还证明了含硫铁矿的煤炭促进了宾夕法尼亚州CWP和PMF的进展率较高。此外，McCunney和Codorkers建议铁，而不是石英，是煤炭的活性剂，负责CWP。 ^[24]

当黄铁矿与水混合时，会产生过氧化氢 ^[25那26]和羟基自由基。 ^[27那28]已经显示这些反应性试剂降低酵母RNA，核糖体RNA和DNA。 ^[26]Cohn和同事证明，这些含油淀粉诱导的活性氧物质可以涉及作为细胞损伤和慢性炎症的原因导致煤矿肺部肺部的慢性疾病。 ^[29]为了进行RNA降解，产生过氧化氢和羟​​基自由基所需的煤中硫（硫铁矿）的浓度必须超过1％。 ^[29]这些调查结果表明，个人矿山的人员可以衡量煤炭中的硫磺量，并实施适当的措施，以确保这些高风险领域的矿工具有改善的保护齿轮或随着煤的长期暴露而减少。

通过使用的采矿方法以及矿工的工作职责确定煤矿粉尘。它已被广泛接受，与地表煤矿工商相比，地下工作的矿工具有更高的曝光率。此外，煤矿输出煤炭的运输可能导致进一步的灰尘分散。对于地面矿工，考虑因素必须考虑矿工是否暴露在开放或封闭式驾驶室中的灰尘，以及在切割，钻孔或爆破岩石中花费的时间。 ^[2那4.]

2017年，三大煤炭生产国是中国，美国和澳大利亚。 ^[5.]中国较早重视职业健康，煤工尘肺(CWP)患病率高于其他两个国家。2003 - 2016年14年间，我国每年平均报告21719例职业病新发病例，其中煤尘肺病占44.83%。1968年至2015年，美国共报告37965例CWP;据报告，大约75 000名煤矿工人的死亡是根本原因或促成原因。在这三个国家中，澳大利亚的CWP发病率最低，1979年至2002年期间，澳大利亚与CWP有关的死亡人数超过1000人。 ^[5.]

在美国，大部分煤矿都在宾夕法尼亚州东部、马里兰州西部、西弗吉尼亚州、弗吉尼亚州和肯塔基州开采。由于不同地区煤的含量不同，全国不同地区和不同矿井的疾病流行率也不同。在经历了数十年的下降之后，自上世纪90年代末以来，CWP在活跃的美国地下煤矿工人中的患病率一直在上升。 ^{[30.那31那32]}此外，在肯塔基州和弗吉尼亚州已经出现了对CWP和渐进式纤维化（PMF）的进展的增加。 ^[33那34]

在对138名西弗吉尼亚州煤矿工人的回顾性(2000-2009)图表回顾中，Wade和他的同事发现，2001年后，年轻煤矿工人中迅速进展性尘肺病和PMF的病例增加，导致发病率和死亡率增加。 ^[3.]这些矿工患PMF的平均年龄为52.6岁，平均暴露时间为30年，最后一次正常胸部x线检查平均12年。本报告指出，需要密切监测这种疾病，需要改进预防措施。 ^[3.那14]

美国阿巴拉契亚地区CWP流行病学模式的变化导致呼吸性二氧化硅暴露增加，与矽肺一致的放射学异常提示了这一点。 ^[3.那35]

CWP的发病并不发生在任何特定的年龄，而是取决于接触煤尘的时间和严重程度，因此取决于煤矿工人开始在煤矿工作的时间和他们接触煤尘的具体性质。

煤工尘肺(CWP)(黑肺病)患者一旦确诊为进行性大规模纤维化(PMF)，预后较差。治疗主要是姑息治疗。

死亡率和发病率严格与煤尘类型和暴露的长度有关。随着煤炭级别的增加，疾病严重程度增加，并且暴露于可吸入灰尘。在过去的二十年中，一些美国煤矿业人员观察到了一系列迅速的肺炎，这与显着的呼吸妥协和过早死亡有关。 ^[20.]这种严重的肺病见于年轻矿工。 ^[20.]

在一项为期41个月的回顾性研究(1998-2002)中，Shen和同事描述了CWP和需要机械通气的首次呼吸衰竭之间的预后关系。 ^[36]调查人员发现PMF的放射射线显微证据与增高的重症监护单位（ICU）死亡率无关。在简单的CWP（SCWP）和CWP（CCWP）复杂的患者之间没有死亡率差异。以下三个独立变量预测结果 ^[36]：

• 在插管时的Hypercapnia（二氧化碳的分压[PACO2]> 45mmHg）表现出一种保护作用，表明急性急性疾病较严重的急性疾病，因为呼吸失效相对于NORMOCAPNIC。

• 在插管时，急性生理学和慢性健康评估II（Apache II）得分大于25的得分与差的死亡率有关。

• 在插管时，在插管时，氧（PaO2）的部分压力（PaO2）的氧气（FiO 2）的氧气分数的比例与增加的死亡率增加有关。

首次发作呼吸衰竭需要机械通气的CWP患者ICU死亡率为40%，住院死亡率为43%。 ^[36]

并发症

CWP的并发症包括以下内容：

• 气流阻塞
• 慢性支气管炎
• 呼吸道感染
• 呼吸衰竭
• 低氧血症
• Cor pumonale.
• 心律失常
• 气胸

可能发生气流阻塞，呼吸道感染，呼吸衰竭/低氧血症，CORMONALE，心律失常和气胸部等并发症。如果存在显着的结晶二氧化硅暴露，分枝杆菌感染是可能的并发症。弥漫性间质纤维化是外围的有效的加速器鳞状细胞癌． ^[37]

卡普兰综合征于1953年在威尔士矿工中首次被描述，是一种兼有类风湿关节炎(RA)和尘肺疾病特征的疾病。在同时暴露于无机粉尘的RA患者的肺周围，常可见几个界限明确的圆形肺结节。这些结节最终可形成空洞或钙化。 ^[1]Caplan综合征肺膜，RA和肺部变化的发病机制和因果关系仍然不清楚。仍然存在煤尘暴露或存在自身免疫性疾病的问题易于发生或发展的其他条件。对于大多数患者，具有Caplan综合征的结节无症状不会导致肺功能测试的任何显着变化。大约70％的受影响的患者将具有阳性类风湿因子（RF）。 ^[38]