Keskustelu
Keuhkokudoksen irrottaminen pelkästään tieteellisiin tai vakuutustarkoituksiin ei ole sallittua eikä eettisesti perusteltua . Näin ollen on mahdotonta tutkia ihmisen keuhkojen asbestikuitutaakkaa in vivo prospektiivisessa systemaattisessa tutkimuksessa.
Tämä tutkimus on ensimmäinen, jossa esitellään tietoja yksilönsisäisistä pitkittäisistä asbestikuituanalyyseistä, jotka on saatu standardoiduilla analyysimenetelmillä sellaisten potilaiden keuhkokudoksesta, jotka ovat altistuneet aiemmin asbestille usean vuoden välein (kuva 2). Tuloksemme osoittavat, että asbestia on edelleen havaittavissa ihmisen keuhkoissa, että myös krysotiili voidaan tunnistaa useiden vuosien jälkeen ja että asbestikuitupitoisuudet keuhkokudoksessa eivät vähene merkittävästi ajan myötä altistumisen lopettamisen jälkeen.
Tässä esitettyjen tietojen ainutlaatuisena etuna on se, että meillä on mitattu lähtötilanne ihmisen keuhkokudoksen asbestikuitutaakasta, johon voimme verrata myöhempiä havaintoja. Aikaisemmissa tutkimuksissa määriteltiin asbestin biopersistenssi keuhkokudoksessa eläinkokeiden tai hypoteettisten mallien jälkeen, joissa arvioitiin perusaltistuspitoisuuksia mittaamalla ilman asbestipitoisuuksia työpaikoilla; nämä tiedot yhdistettiin sitten ruumiinavaustuloksiin . Toiset kirjoittajat vertasivat eri ajanjaksoilta peräisin olevien kuitujen lukumäärää . Meidän näytteemme on analysoitu kvantitatiivisesti faasikontrastimikroskopialla samassa laboratoriossa samaa menetelmää käyttäen. Laboratoriolla on ollut kokemusta tästä menetelmästä vuodesta 1987 lähtien.
Yksittäiset asbestipitoisuudet keuhkokudoksessa pysyivät vakaina kahden kudosleikkauksen välisenä 4-21 vuoden ajanjaksona. Toiset kirjoittajat raportoivat keuhkokudoksen asbestikuitupitoisuuden pienenemisestä 25 tutkimusvuoden aikana, mutta pystyivät helposti selittämään tämän altistumisen vähenemisellä, joka johtui eristystuotteiden asbestikiellosta Yhdysvalloissa vuonna 1972. Toisin kuin muut kirjoittajat, tässä käsikirjoituksessa esitetyt analyysit koskivat yhtä ja samaa potilasta. Näin ollen aiempi asbestialtistus oli sama molemmissa analyyseissä, mutta se tapahtui kummassakin tapauksessa paljon aikaisemmin (kuva 2). Näin ollen altistuminen ei ole sekoittava tekijä näissä tiedoissa.
Edellyttäen, että asbestipitoisuudet ihmisen keuhkoissa vaihtelevat seitsemästä kymmenkertaisesti, asbestikuitupitoisuudet 90 prosentilla potilaistamme ovat varmasti niiden näytteiden vaihteluvälillä, jotka oli analysoitu 4-21 vuotta aikaisemmin (kuva 3). Tämä sopii hyvin yhteen aiempien raporttien kanssa, joiden mukaan asbestiin liittyvien sairauksien latenssiaika on 10-60 vuotta ja niiden katsotaan kehittyvän tyypillisesti asbestin läsnä ollessa.
Joidenkin potilaiden kohdalla ruumiinavauksen jälkeen saadut kuitumäärät olivat suurempia kuin leikkauksen jälkeen saadut. Tämä saattaa selittyä tunnetulla vaatimuksella arvioida useita kudosnäytteitä yhdestä keuhkosta, koska asbestikappaleiden jakautuminen keuhkokudoksessa on heterogeenista . Tällaisia kuituanalyyseihin soveltuvia useita kudosnäytteitä voidaan kerätä vain ruumiinavauksissa. Leikkauksessa saadut kudokset ovat kooltaan rajallisia tai ne saadaan kasvaimen puolelta, jos kasvain on olemassa. Kontralateraalilohko on saatavilla ruumiinavauskudoksesta, kuten ohjeissa suositellaan ; saatavilla on myös alalohko, jossa kuitujen määrä on yleensä suurempi. Saksan AMWF-ohjeiden mukaisesti otimme taulukossa 1 tulokseksi suurimman luvun, mutta suhteutimme tulokset kuvassa 3, kun kaikki luvut otetaan huomioon. Kudosten saatavuuden rajoittuessa asbestoosit saatiin silti selvästi varmistettua leikkauskudoksesta.
Faasikontrastilla tehdyllä valomikroskopialla voidaan havaita vain asbestikuituja, joiden paksuus on yli 0,2 µm. Valomikroskooppisen laskennan tulos on kuitenkin hyvä mittari tutkittavan keuhkokudoksen kokonaisasbestikuitutaakasta, ja sitä voidaan hyvin käyttää vertailevissa analyyseissä.
Toisista muista kirjoittajista poiketen emme yhdistäneet näytteitä, vaan analysoimme jokaisen näytteen erikseen. Tämä lähestymistapa antaa mahdollisuuden tulkita asbestipitoisuuksia suoraan suhteessa histologiaan. Lisäksi voidaan havaita ja arvioida asianmukaisesti myös keuhkolohkossa esiintyviä keskittymiä, koska yhdestä lohkosta otettua näytettä ei laimenneta muista lohkoista otetuilla näytteillä, jotka sisältävät pienempiä pitoisuuksia. Asbestiin liittyvien keuhkomuutosten on osoitettu vaikuttavan pääasiassa alempaan keuhkolohkoon; tämä näkyy asianmukaisesti vain, jos eri näytteet analysoidaan erikseen.
16,7 prosentissa tapauksista, joissa kosketus asbestiin oli kestänyt 20-29 vuotta, ensimmäiset keuhkopölyanalyysit oli tehty BAL-näytteistä. Ne osoittivat kohonnutta asbestikuitutaakkaa, joka oli vahvistettu 8-13 vuotta myöhemmin tehdyissä ruumiinavauksissa. BAL on todellakin hyödyllinen todettaessa aiempaa asbestialtistusta, vaikka siitä olisi kulunut hyvin pitkä aika. Tämä vahvistui jälleen kerran tässä tutkimuksessa.
Kvalitatiivinen kuituanalyysi EDX-analyysin avulla osoitti krysotiilin olevan tärkein kuitu useimmissa kudosnäytteissä (66,7 %), joissa asbestialtistuksen päättymisestä oli kulunut jopa 37 vuotta. Tämä vastaa muiden kirjoittajien tuloksia, joissa saksalaisten potilaiden keuhkoista löytyi pääasiassa krysotiilia. Sen sijaan Yhdistyneessä kuningaskunnassa keuhkokonioositapauksissa voitiin havaita vain amfiboleja, mutta krysotiilipitoisuudet eivät olleet koholla kontrolliryhmään verrattuna. Sama pätee Pohjois-Amerikassa tehtyyn tutkimukseen , jossa mesotelioomapotilailta löydettiin jälleen vain amfiboliasbestia. Toisaalta Kanadassa on havaittu asbestiin liittyvien sairauksien lisääntymistä kaivostyöläisillä ja myllyttäjillä, vaikka altistuminen koski vain krysotiilikuituja. Kuituja oli osoitettavissa keuhkokudoksessa useiden vuosien ajan. Selityksenä tälle voivat olla laadulliset erot alueellisessa asbestialtistuksessa. Mahdollisesti keuhkokudoksessa viipymisaika on erilainen, kun krysotiilikuitujen alkuperä ja muoto vaihtelevat.
Kudosten valmistuksessa ja kuitujen analysoinnissa käytetyt erilaiset tekniikat voivat olla toinen selitys erilaisille tuloksille eri tutkimuksissa. Keuhkopölyanalyysissä voidaan havaita vain sellainen asbesti, joka on uutettu kudoksesta ja joka ei häviä tämän prosessin seurauksena. Krysotiili liukenee kokonaan happoja käytettäessä. Kuituja voi tuhoutua myös ultraäänen kontrolloimattomassa käytössä tai ne voivat hävitä useiden sentrifugointivaiheiden aikana. Elektronimikroskooppista analyysia varten pääosa kuidun rungosta tuhotaan, jotta päästään käsiksi kuidun ytimeen. TEM-menetelmässä tarvittava voimakas säde saattaa myös tuhota asbestikuitua, mikä johtaa merkittäviin tunnistusvirheisiin. Rutiinitutkimuksissamme kiinnitetään suurta huomiota siihen, että näytteiden käsittelyssä hävikki pysyy mahdollisimman pienenä, eikä sentrifugointia käytetä. Ydinkuidun analysointiin käytimme FE-SEM-menetelmää, jonka resoluutio on korkeampi kuin SEM-menetelmän; kuitu myös vahingoittuu vähemmän kuin TEM-menetelmässä. Koska TEM:ää pidetään kuitujen analysoinnin kultaisena standardina , sovelsimme myös tätä menetelmää käytettävissä oleviin näytteisiin, mikä vahvisti FE-SEM:n tiedot.
Tässä tutkimuksessa kuitutyyppien elektronimikroskooppiset analyysit tehtiin autoptisissa kudoksissa. Keuhkojen kokonaisasbestikuitutaakka oli pysynyt vakiona koko tutkimusjakson ajan. Jo ensimmäisen kudos-/BAL-näytteenoton aikaan potilaat eivät olleet enää altistuneet asbestille. Näin ollen on selvää, että amfiboli- ja krysotiilikuitujen suhde ei ole muuttunut merkittävästi ja että krysotiilipitoisuus on pysynyt vakaana 4-21 vuotta kestäneen tutkimusjakson aikana. Tämä selittää myös sen, miksi emme pystyneet havaitsemaan korrelaatiota krysotiilipitoisuuden ja viimeisimmän altistumisen jälkeisen ajanjakson tai altistumisen keston välillä. Tuloksemme korreloivat täydellisesti Churgin ja dePaolin julkaisemien tietojen kanssa, jotka havaitsivat, että krysotiilin ja amfibolipitoisuuden (tässä tapauksessa tremoliitin) suhde ei muuttunut ajan myötä vertailemalla kahta potilasryhmää, joilla oli lyhyt ja pitkä aikaväli altistumisen lopettamiseen.
Koska asbestikuitupitoisuudet olivat pysyneet vakaana tutkituilla potilailla, tietojemme mukaan krysotiilikuitujen tunnetun ja tieteellisesti tunnustetun vähenemisen ihmiskudoksessa on täytynyt tapahtua jo hyvin varhaisessa ajankohdassa. Ensimmäisen kudosnäytteenoton aikaan viimeinen asbestialtistus oli päättynyt 3-29 vuotta sitten (mediaani 9,5 vuotta). Tämä tarkoittaa, että krysotiilikuitujen vähenemisen on täytynyt tapahtua tämän ajanjakson aikana. Tutkimuksemme vahvistaa jälleen kerran sen, mitä Churg ja dePaoli ovat esittäneet: molemmat tutkimukset ”viittaavat siihen, että krysotiilin kertymättömyys ihmisen keuhkoihin heijastaa pikemminkin varhaisessa vaiheessa altistumisen jälkeen tapahtuvia tapahtumia kuin pitkäaikaisia puhdistumismekanismeja”, ja se selittyy parhaiten ihmisen keuhkojen luonnollisilla puolustusmekanismeilla, kuten keuhkoputkien limakalvojen puhdistumisella ja uloshengityksellä, sekä mahdollisesti happohydrolyysillä, jota lysosomit tekevät. Tämä vastaa Churgin havaitsemaa krysotiilin puoliintumisaikaa ihmisen keuhkokudoksessa, joka vaihtelee muutamasta viikosta useisiin kuukausiin. Tämän lisäksi kuitujen tyypillä ja geometrialla näyttää olevan merkitystä. Tiettyjä krysotiilikuituja, jotka ovat amfibolikuitujen tavoin onnistuneet voittamaan keuhkojen puolustusmekanismit ja tunkeutuneet syvälle keuhkorakkuloihin, ei voida enää poistaa, ja ne ovat näin ollen jäljitettävissä ihmisen keuhkoissa useita vuosia.
Erittäin suuren biologisen säilyvyytensä vuoksi keuhkojen makrofaagit eivät voi biologisesti pelkistää kuituja. Makrofagit kuolevat ja muodostavat tyypillisiä asbestikappaleita . Neulamaisen/napaisen rakenteensa vuoksi kuidut ovat alttiita jäämään kiinni keuhkoparenkyymin keuhkorakkuloihin, jolloin niiden poistaminen elimistöstä ei onnistu. Ihmisen keuhkoilla ei ole puolustusmekanismeja, jotka voisivat poistaa invasiiviset kuidut keuhkojen alveoleista. Asbestikuidut jäävät siis keuhkoihin, joissa niiden pitkäaikainen läsnäolo aiheuttaa keuhkosairauden. Kudoksen jatkuva ärsytys johtaa krooniseen tulehdukseen, johon kudos reagoi muodostamalla arpia. Keuhkokudoksessa voidaan vuosien ajan havaita paitsi amfibolikuituja myös krysotiilikuituja, mikä on tyypillistä asbestikuitujen aiheuttamalle pneumokonioosille.
Krysotiiliasbestin vaarallisuudesta keskustellaan. Vastauksella tähän kysymykseen on suuri merkitys lääkäreille, toksikologeille ja ammatti- sekä ympäristöriskien arvioinnille. Ainutlaatuinen aineistomme vahvisti kokeellisesti asbestikuitujen (asbesti antiikin kreikassa ἄσβεστος=häviämätön) tunnetut ominaisuudet yksittäisille ihmisen keuhkoille in vivo useiden vuosien ajan. Kaiken kaikkiaan tämä tutkimus osoittaa hyvin selvästi paitsi amfiboli- myös krysotiiliasbestin korkean biopersistenssin ihmisen keuhkoissa ja antaa siten mekanistisia selityksiä kuitujen myrkyllisyydelle ja asbestiin liittyvien sairauksien pitkälle latenssiajalle.