呼吸系统疾病的病理特征

呼吸系统疾病的病理特征呼吸系统疾病是一类涉及气道、肺实质、胸膜及相关神经肌肉结构的疾病，其病理特征是疾病发生发展过程中组织学、细胞学及分子水平异常改变的集中体现。深入理解这些病理特征，不仅能揭示疾病本质，还可为临床诊断、治疗方案选择及预后评估提供关键依据。从急性感染到慢性炎症，从结构性损伤到功能障碍，呼吸系统疾病的病理特征呈现多样性与特异性的统一。一、炎症反应的核心驱动作用炎症是呼吸系统疾病最常见的病理过程，贯穿疾病发生发展的各个阶段。根据病程和病理机制，可分为急性炎症与慢性炎症两大类。急性炎症多由病原体感染（如细菌、病毒）或理化刺激（如有害气体、异物）引发，以中性粒细胞浸润为主要特征。病原体通过呼吸道黏膜侵入后，首先激活固有免疫系统，肺泡巨噬细胞（肺内重要的免疫细胞）识别病原体相关分子模式，释放肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）等促炎因子，招募血液中的中性粒细胞向炎症部位迁移。中性粒细胞通过吞噬作用清除病原体，同时释放蛋白酶（如弹性蛋白酶）和活性氧物质，若过度激活可导致正常组织损伤。例如，细菌性肺炎患者的肺泡腔内可见大量中性粒细胞聚集，伴随浆液、纤维蛋白渗出，严重时可形成肺实变。慢性炎症多见于哮喘、慢性阻塞性肺疾病（COPD）等气道疾病，以淋巴细胞、嗜酸性粒细胞或巨噬细胞浸润为特征。哮喘患者的气道黏膜中，辅助性T细胞2（Th2）型免疫反应占主导，Th2细胞分泌IL-4、IL-5等细胞因子，促进B细胞产生免疫球蛋白E（IgE），激活嗜酸性粒细胞释放主要碱性蛋白（MBP）、嗜酸性粒细胞阳离子蛋白（ECP），导致气道上皮损伤、黏液腺增生及气道高反应性（气道对多种刺激因素呈现过强或过早的收缩反应）。COPD则以Th1型免疫反应为主，CD8+T细胞和巨噬细胞浸润显著，巨噬细胞释放基质金属蛋白酶（MMPs）降解肺组织基质，同时中性粒细胞持续活化释放弹性蛋白酶，破坏肺泡壁结构，最终导致肺气肿形成。二、组织器官的结构性重塑长期炎症刺激或反复损伤修复过程中，呼吸系统可发生不可逆的结构改变，称为结构性重塑。不同疾病的重塑模式具有特异性，是疾病慢性化和功能障碍的重要病理基础。（一）气道重塑哮喘和COPD是气道重塑的典型代表。哮喘的气道重塑表现为气道壁增厚，具体包括：①上皮层损伤与修复：上皮细胞脱落，基底膜下胶原（如Ⅰ型、Ⅲ型胶原）沉积形成“网状基底膜”增厚；②腺体与分泌细胞增生：杯状细胞数量增加，黏液腺体积增大，导致黏液高分泌；③平滑肌增生与肥大：气道平滑肌细胞增殖、体积增大，收缩能力增强，加重气道狭窄；④血管增生：黏膜下血管数量增多、管径增粗，加剧炎症细胞浸润和组织水肿。COPD的气道重塑以小气道（直径＜2mm的气道）为主要受累部位，表现为气道壁纤维化（胶原和弹性蛋白沉积）、平滑肌增生及管腔内黏液栓形成，导致气道阻力增加。（二）肺实质重塑肺实质重塑常见于肺气肿和肺纤维化。肺气肿的病理特征是终末细支气管远端（呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡囊和肺泡）的气道弹性减退、过度膨胀、充气和肺容积增大，同时伴随肺泡壁破坏。其发生与蛋白酶-抗蛋白酶失衡密切相关：吸烟等因素激活中性粒细胞和巨噬细胞，释放过量弹性蛋白酶，而α1-抗胰蛋白酶（主要的抗蛋白酶）活性不足，导致肺泡壁弹性纤维降解，肺泡融合形成肺大疱。肺纤维化（如特发性肺纤维化）则以成纤维细胞增殖、细胞外基质（胶原、纤连蛋白等）过度沉积为特征。损伤的肺泡上皮细胞释放转化生长因子-β（TGF-β）、血小板衍生生长因子（PDGF）等细胞因子，招募成纤维细胞并诱导其向肌成纤维细胞转化，后者持续分泌胶原，最终形成致密的纤维瘢痕，导致肺组织僵硬、顺应性下降。（三）胸膜与间质改变胸膜疾病（如结核性胸膜炎、恶性胸腔积液）的病理特征为胸膜增厚和渗出。结核性胸膜炎时，结核分枝杆菌感染引起胸膜充血、水肿，中性粒细胞浸润，随后淋巴细胞、巨噬细胞聚集，形成结核结节（由上皮样细胞、朗汉斯巨细胞和淋巴细胞组成的肉芽肿），后期纤维组织增生导致胸膜增厚粘连。恶性胸腔积液多由肺癌等转移至胸膜引起，癌细胞破坏胸膜毛细血管和淋巴管，增加血管通透性，同时分泌血管内皮生长因子（VEGF）促进血管新生，加剧液体渗出。三、通气与换气功能的异常表现呼吸系统的核心功能是通气（空气进入肺泡）和换气（肺泡与血液间的气体交换），病理状态下的结构改变必然导致功能异常，主要表现为通气功能障碍和换气功能障碍。（一）通气功能障碍根据气流受限的特点，可分为阻塞性和限制性两类。阻塞性通气障碍以气道阻力增加为特征，常见于COPD、哮喘等疾病。由于气道炎症、黏液栓阻塞或平滑肌痉挛，呼气时气流受限更显著，肺功能检查表现为第一秒用力呼气容积（FEV1）降低，FEV1与用力肺活量（FVC）比值（FEV1/FVC）＜70%，残气量（RV）增加。限制性通气障碍以肺扩张受限为特征，常见于肺纤维化、胸腔积液等疾病。肺组织纤维化导致肺顺应性下降，或胸腔积液、胸膜增厚限制胸廓运动，肺功能检查表现为FVC降低，FEV1/FVC正常或升高（因FEV1和FVC同步降低，但FEV1下降幅度小于FVC）。（二）换气功能障碍换气功能障碍主要由弥散障碍、通气血流比例（V/Q）失调或肺内分流增加引起。弥散障碍多见于肺纤维化、肺气肿等疾病，肺泡壁增厚（纤维化）或破坏（肺气肿导致有效弥散面积减少）使氧气（O2）从肺泡向血液的扩散速率降低，表现为动脉血氧分压（PaO2）降低，而二氧化碳（CO2）因弥散能力强于O2，通常无明显升高。V/Q失调是更常见的机制，正常V/Q比值约为0.8。当部分肺泡通气不足（如肺炎实变）但血流正常时，V/Q＜0.8，形成“功能性分流”；当部分肺泡血流减少（如肺栓塞）但通气正常时，V/Q＞0.8，形成“无效腔样通气”。两种情况均导致O2摄取减少，PaO2降低。严重的V/Q失调或肺内分流（如肺不张时血液流经无通气肺泡）可引起显著低氧血症，而CO2潴留仅在通气严重不足时发生。四、特殊类型疾病的特征性病理改变除上述共性特征外，部分呼吸系统疾病具有独特的病理表现，是临床鉴别诊断的关键依据。（一）感染性疾病肺炎链球菌肺炎的典型病理过程分为四期：充血水肿期（肺泡毛细血管扩张充血，肺泡腔内浆液渗出）、红色肝样变期（大量红细胞、中性粒细胞渗出，肺组织质实如肝）、灰色肝样变期（红细胞减少，中性粒细胞、纤维蛋白增多）、溶解消散期（中性粒细胞坏死释放蛋白溶解酶，溶解渗出物，肺组织恢复）。肺结核的特征性病理改变是结核结节和干酪样坏死，结核结节由中央的干酪样坏死、周围的上皮样细胞和朗汉斯巨细胞，以及外层的淋巴细胞、成纤维细胞组成；干酪样坏死是一种彻底的凝固性坏死，镜下可见无结构的颗粒状红染物质，含大量结核分枝杆菌。（二）肿瘤性疾病肺癌是最常见的呼吸系统恶性肿瘤，其病理类型包括腺癌、鳞状细胞癌、小细胞癌等。肺腺癌多起源于支气管黏液腺，镜下可见腺管、乳头或实体状结构，癌细胞分泌黏液，常伴有胸膜侵犯和血管浸润；鳞状细胞癌多起源于段以上支气管的鳞状上皮化生，镜下可见角化珠（癌细胞同心圆状排列，中央角化）和细胞间桥（癌细胞间的连接结构）；小细胞癌属于神经内分泌癌，癌细胞体积小、核大深染、胞质少，呈燕麦样，生长迅速，早期易发生淋巴和血行转移。（三）间质性肺疾病特发性肺纤维化（IPF）的病理特征为“普通型间质性肺炎（UIP）”模式，表现为病变分布不均（胸膜下、肺基底部为主），新旧病灶并存（同时存在纤维化区、炎症区和正常肺组织），纤维化区可见成纤维细胞灶（活跃增殖的成纤维细胞和肌成纤维细胞聚集），肺泡结构破坏并被纤维瘢痕替代，最终形成“蜂窝肺”（多个直径数毫米至数厘米的囊腔，内衬细支气管上皮）。在临床实践