專題筆談│細支氣管炎解剖生理基礎與分類
劉瀚旻
中國實用兒科雜誌 2017 Vol.32(12):890-893
細支氣管炎已經成為呼吸系統疾病研究的熱點之一。但是,這一組疾病從概念到分類尚有不甚明確之處。該文主要從解剖學和發育學角度剖析了細支氣管和細支氣管炎的概念內涵和外延,同時對成人細支氣管炎分類的變遷進行了對比介紹,以期為兒童細支氣管炎的系統研究提供參考。
細支氣管炎;解剖學;分類
作者單位:四川大學華西第二醫院兒科,四川 成都 610041
電子信箱:hanmin@vip.163.com
細支氣管炎是一組以解剖部位命名的炎症性疾病。從1956年首次報導至今已逾60年。近年來,隨著研究技術的不斷發展,對細支氣管炎的認識持續深入,一些原有的概念和分類原則也在不斷更新。由於成人和兒童在解剖和病理生理學上存在差異,如何清晰地構建兒童細支氣管炎這一疾病體系,以利於臨床更好地診斷和治療,是我們面臨的一項有意義的挑戰[1]。
1 細支氣管炎概念的內涵和外延
細支氣管的概念建立在呼吸道解剖學基礎上。呼吸道從氣管開始逐級分支達23級,包括氣管、主支氣管、肺葉支氣管、肺段支氣管、小支氣管、細支氣管、終末細支氣管、呼吸性細支氣管、肺泡囊等。解剖學上,細支氣管的概念是指支氣管樹的11~13級分支,這段分支仍屬於氣體傳導區, 但組織學上, 被覆的上皮細胞由假復層纖毛柱狀上皮細胞更替為單層柱狀上皮細胞(包括Clara細胞), 纖毛的缺失使這部分氣道對於外源性刺激的反應由向上排出變為通過細胞內的酶類進行生物轉化; 氣道支架由透明軟骨過渡到平滑肌, 平滑肌細胞對外界刺激的反應主要通過舒縮功能實現, 因痙攣導致的臨床喘息、 氣道阻塞常見; 組織內腺體基本消失, 氣道內缺乏黏液分泌。這與小支氣管的組織學顯著不同。終末細支氣管和呼吸性細支氣管分別指支氣管樹的14~16級和17~19級。雖然從概念上似乎都屬於細支氣管,但解剖學上,終末細支氣管的被覆上皮是單層立方上皮細胞,是整個氣道氣體傳導區的末端。呼吸性細支氣管的被覆上皮向單層扁平上皮細胞過渡,平滑肌細胞逐漸減少,是氣道的移行區,兼具氣體傳導和部分呼吸功能。因此,兩者不屬於細支氣管。
1956年,日本學者本間報導了1例臨床合併副鼻竇炎和反覆肺部感染的患者, 其病變與文獻記載的慢性支氣管炎、肺氣腫和肺纖維化表現不符。1959年日本學者山中從該組屍檢的肺標本中觀察到細支氣管潰瘍性炎症和細支氣管擴張的病理表現[2],據此於1966年提出了泛細支氣管炎的概念[3]。但此處的細支氣管已經是一個廣義的細支氣管概念,指內徑<2 mm的無軟骨通氣管道,包括細支氣管、終末細支氣管和呼吸性細支氣管,這一概念的內涵與小氣道一致。
現有文獻中還有一對令人糾結的概念:細支氣管炎和細支氣管病變。兩個概念的內涵和外延不完全一致。近來的文獻認為,細支氣管病變並沒有包括細支氣管腫瘤性疾病,而細支氣管炎中的炎症也並非特指感染性炎症,還包括非感染性炎症。因此,傾向性的意見認為細支氣管病變就是廣義的細支氣管炎。本文界定的細支氣管炎概念即為廣義的細支氣管炎,指各種致病原因導致細支氣管的損傷,引起反應性炎症細胞浸潤和纖維組織增生的一組病變。
2 兒童細支氣管炎的解剖生理基礎
與成人相比,兒童由於存在持續的生長發育過程,氣管直徑可從新生兒期的4~6 mm逐漸增大到成人的15~20 mm。因此,以內徑2 mm來界定兒童細支氣管是不準確的。結合支氣管樹的定義,支氣管樹的11~19級應該是廣義細支氣管的概念範圍。
回顧呼吸系統的發育過程,胎兒在妊娠17周時,支氣管樹13級以前的結構基本發育完成。妊娠28周時,胎兒支氣管樹的呼吸性細支氣管(17~19級)和部分肺泡管(20~23級)發育完成。28周以後的呼吸系統發育主要體現在支氣管樹的長度增加和管徑增粗, 同時肺泡迅速發育, 到出生時約有2500萬個肺泡,至3歲齡時肺泡數接近成人的3億個。從新生兒期到成人期, 細支氣管管徑的發育數值雖無確切數據, 但從長度上, 氣管增加3倍,細支氣管增加2倍;從管壁厚度上,整體增加了3倍。嬰幼兒時期,細支氣管的累加橫截面積可以達到大氣道的30倍。氣流在細支氣管中的流動呈層流狀態,根據流體力學原理,氣道阻力與管腔半徑4次方呈反比,因此,這一年齡段兒童細支氣管阻力絕對值可達到成人的10倍,成為調控氣體進入肺泡速度和容量的重要開關。一旦這種生理狀態被病理因素打破,細支氣管的堵塞程度會明顯高於成人,兒童時期細支氣管炎容易引發顯著的氣道阻塞和喘鳴等症狀的病理生理機制即在於此。
兒童時期最常見的細支氣管炎類型是「毛細支氣管炎」[4]。其本質就是好發於 1歲以內的以病毒感染多見的感染性急性細支氣管炎,其英文稱謂「bronchiolitis」本身就可被譯作細支氣管炎。只是國人命名時採用毛細支氣管炎, 這一概念的出處不定,是否衍化自我們的「毛細血管」概念, 尚待考證。
3 兒童細支氣管炎的分類
兒童細支氣管炎尚無專門分類。目前沿襲成人分類標準。針對成人的研究認為, 部分細支氣管炎存在相對特異的病理學改變, 這些改變可能對應特殊的臨床過程,因此病理學是最通行的分類準則。細支氣管炎的病理學分類始於2003年,Ryu等[5]首先提出細支氣管炎的病理學分類(表1),並於2006年進行了局部更新[6]。2009年Rice和Nicholson進一步完善分類方案[7],細化了原有分類(表2),延續至今。
表1與表2對比,提示了以下分類變化:(1)按照更為通行的原則,將一級分類分為原發性和繼發性兩類。表1中的第2和第3類合併成繼發性細支氣管病變。(2)原發性細支氣管病變即指以細支氣管炎為原發損害的一組細支氣管疾病。2003年版的分類僅將多種疾病羅列。2009年版則細化了分類,分為非特異性細支氣管炎、特徵性細支氣管炎、特異性細支氣管炎3類。其中,非特異性細支氣管炎包括了多種存在於感染或藥物損傷等多種阻塞性急、慢性細支氣管炎。兒科最常見的毛細支氣管炎也被歸入此類,原因是毛細支氣管炎的組織學表現可見於多種疾病,包括管壁和管腔內中性粒細胞浸潤、 黏膜上皮退行性變壞死等[8]。特徵性細支氣管病變( features suggestive of disease ) 指的是有組織學改變具備特徵性,能提示相應的臨床疾病的一組病變, 包括與結締組織疾病有關[9]的濾泡性細支氣管炎、 與變態反應性疾病相關的嗜酸性細支氣管炎等。特異性細支氣管病變( disease with specific feature)是以小氣道為原發主要病理改變的疾病, 如瀰漫性細支氣管全壁炎(泛細支氣管炎)[10]、嬰幼兒神經內分泌細胞增生症(NEHI)[11]等。
繼發性細支氣管炎包含兩部分,其中合併大氣道病變的細支氣管炎無變化,仍包括3類疾病,但用慢性阻塞性肺病(COPD)取代慢性支氣管炎。合併肺間質病變者命名有調整, 原有的呼吸性細支氣管炎、 過敏性肺炎、 機化性肺炎、 結節病、 朗格漢斯組織細胞增生症不變。氣道中心性間質性肺炎命名調整為氣道中心性間質纖維化。新增加Wegener 肉芽腫、小葉中心性纖維化、 特發性細支氣管中心性間質性肺炎、 細支氣管旁化生和纖維化及其他共5種疾病。
表1中未列出閉塞性細支氣管炎(BO)。究其原因, 是因這一分類方法來自成人, 其中非特異性改變的細胞性細支氣管炎涉及到的慢性炎症, 就包含了移植後反應, 這是成人BO的最常見病因[12]。隨著兒童時期感染後BO的研究深入, 期待分類的更新。
兒科對於細支氣管炎的研究起源於毛細支氣管炎。近年來,對BO及泛細支氣管炎的研究提高了兒科醫生對細支氣管炎這一大類疾病的認識。從現有文獻看,這類疾病多數都具有依賴病理診斷、臨床療效有限、預後反覆遷延的特點。註冊庫研究和長期隨訪將有助於我們更加深入地認識兒童細支氣管炎。我們也期待著兒童細支氣管炎分類方法的出現。
參考文獻 (略)
(2017-08-15收稿)
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