Diskussion
Det är inte tillåtet och etiskt inte försvarbart att ta ut lungvävnad enbart för vetenskapliga eller försäkringsmässiga ändamål. Det är därför omöjligt att studera asbestfiberbördan i människans lungor in vivo inom ramen för en prospektiv systematisk studie.
Denna studie är den första som presenterar data från intraindividuella longitudinella asbestfiberanalyser som erhölls med hjälp av standardiserade analysmetoder i lungvävnaden hos patienter med tidigare exponering för asbest med flera års mellanrum (figur 2). Våra resultat visar att asbest fortfarande kan påvisas i människans lungor, att även krysotil kan identifieras efter många år och att det inte finns någon signifikant minskning av asbestfiberkoncentrationerna i lungvävnader med tiden efter det att exponeringen har upphört.
Den unika fördelen med de data som presenteras här är att man har en uppmätt utgångspunkt för asbestfiberbördan i mänsklig lungvävnad som man kan jämföra senare resultat med. I tidigare studier definierades biopersistens av asbest i lungvävnad efter djurförsök eller hypotetiska modeller som uppskattade baslinjens exponeringskoncentrationer genom att mäta luftburna asbestkoncentrationer på arbetsplatser; dessa uppgifter associerades sedan med obduktionsresultat . Andra författare jämförde fiberräkningar från olika tidsperioder . Våra prover har analyserats kvantitativt genom faskontrastmikroskopi i samma laboratorium med samma metod. Laboratoriet har haft erfarenhet av denna metod sedan 1987.
Individuella asbestkoncentrationer i lungvävnad förblev stabila i intervall på 4-21 år mellan de två vävnadsexcisionerna. Andra författare rapporterade en minskning av asbestfiberbördan i lungvävnad under 25 års undersökning , men kunde lätt förklara detta med en minskad exponering på grund av 1972 års förbud mot asbest för isoleringsprodukter i USA. Till skillnad från andra författare gällde de analyser som rapporteras i detta manuskript en och samma patient. Därför var den tidigare exponeringen för asbest identisk för båda analyserna, men inträffade mycket tidigare i båda fallen (figur 2). Exponering är således inte en störande faktor i de aktuella uppgifterna.
Antagen en variation med en faktor sju till tio för asbestkoncentrationer i en mänsklig lunga placerar definitivt asbestfiberkoncentrationerna hos 90 % av våra patienter inom intervallet för de prover som hade analyserats 4-21 år tidigare (figur 3). Detta stämmer mycket väl överens med tidigare rapporter om latensperioder från 10 till 60 år för asbestrelaterade sjukdomar, som anses utvecklas typiskt medan asbest förekommer .
I vissa patienter var fiberantalet som erhållits efter obduktion högre än efter operation. Detta kan förklaras av det välkända kravet att utvärdera flera vävnadsprov från en lunga på grund av den heterogena fördelningen av asbestkroppar i lungvävnad . Sådana flera vävnadsprover som lämpar sig för fiberanalyser kan endast samlas in genom obduktion. Vävnad från kirurgiska ingrepp är av begränsad storlek eller från tumörens sida om det finns en tumör. Den kontralaterala loben är tillgänglig från obduktionsvävnad, vilket rekommenderas i riktlinjerna; även den nedre loben är tillgänglig, som vanligen innehåller högre fiberantal. I enlighet med de tyska AMWF-riktlinjerna tog vi det högsta antalet fibrer som resultat i tabell 1, men relativiserade resultaten i figur 3, när alla antal fibrer beaktas. Med begränsad tillgång till vävnad bekräftades asbestoserna ändå tydligt från operationsvävnad.
Ljusmikroskopi med faskontrast avslöjar endast asbestfibrer med en tjocklek som överstiger 0,2 µm. Resultatet av de ljusmikroskopiska räkningarna är dock ett bra mått på den totala asbestfiberbördan i den undersökta lungvävnaden och kan mycket väl användas för jämförande analyser.
I motsats till andra författare samlade vi inte proverna utan analyserade var och en av dem separat. Detta tillvägagångssätt ger möjlighet att tolka asbestkoncentrationerna i direkt relation till histologin. Dessutom kan man också upptäcka och bedöma fokala ansamlingar i en lunglob, eftersom ett visst prov från en lob inte späds ut av prover från andra lober som innehåller lägre koncentrationer. Asbestrelaterade förändringar i lungan har visat sig främst påverka den nedre loben; detta kommer endast att återspeglas på ett adekvat sätt när olika prover analyseras separat.
I 16,7 % av de fall där kontakten med asbest daterades tillbaka till mellan 20 och 29 år hade de första analyserna av lungdamm utförts på BAL-prover. De visade förhöjd asbestfiberbörda som hade bekräftats vid obduktioner som utfördes 8-13 år senare. BAL är verkligen användbart för att fastställa tidigare exponering för asbest, även om den ligger mycket långt tillbaka i tiden . Detta bekräftades än en gång i denna studie.
En kvalitativ fiberanalys med EDX-analys visade att krysotil var den viktigaste fibern i de flesta vävnadsprover (66,7 %) och att asbestexponeringen hade upphört för upp till 37 år sedan. Detta stämmer överens med resultaten från andra författare som fann huvudsakligen krysotil i lungorna hos tyska patienter . Däremot kunde endast amfiboler påvisas i fall med pneumokonios i Storbritannien, men koncentrationerna av krysotil var inte förhöjda jämfört med en kontrollgrupp. Samma sak gäller för en studie som genomfördes i Nordamerika , där återigen endast amfibolasbest påträffades hos mesoteliompatienter. Å andra sidan har en ökning av asbestrelaterade sjukdomar observerats hos gruvarbetare och kvarnar i Kanada, även om exponeringen endast gällde krysotilfibrer. Fibrerna kunde påvisas i lungvävnad under flera år . En förklaring till detta kan vara kvalitativa skillnader i den regionala exponeringen för asbest. Möjligen skiljer sig vistelsetiderna i lungvävnad åt beroende på krysotilfibrernas ursprung och form.
Differentierade tekniker för vävnadspreparering och fiberanalys kan vara en annan förklaring till olika resultat i olika studier. Vid analys av lungdamm kan endast asbest påvisas som har extraherats från vävnad och som inte går förlorad som en funktion av denna process. Krysotil löses upp helt och hållet när syror används . Fibrerna kan också förstöras genom okontrollerad användning av ultraljud eller gå förlorade under flera centrifugeringssteg . För elektronmikroskopisk analys förstörs stora delar av fiberkroppen för att få tillgång till kärnfibrerna. Den starka stråle som krävs för TEM kan också förstöra asbestfibrerna, vilket leder till betydande identifieringsfel. Vid våra rutinundersökningar läggs stor vikt vid att hålla förlusterna på lägsta möjliga nivå vid behandlingen av proverna och centrifugering används inte. För att analysera kärnfibrerna använde vi FE-SEM, som har en högre upplösning än SEM; fibrerna skadas också mindre än vid TEM. Eftersom TEM anses vara den gyllene standarden för fiberanalys , tillämpade vi även denna metod på de tillgängliga proverna som bekräftar FE-SEM-data.
Elektronmikroskopiska analyser av fibertyperna i denna studie utfördes i autoptiska vävnader. Den totala asbestfiberbördan i lungorna hade förblivit konstant under hela undersökningsperioden. Även vid tidpunkten för den första provtagningen av vävnad/BAL hade patienterna inte längre exponerats för asbest. Det står således klart att det inte har skett någon relevant förändring av förhållandet mellan amfibol- och krysotilfibrer och att krysotilkoncentrationen har förblivit stabil under undersökningsperioden på 4-21 år. Detta förklarar också varför vi inte kunde identifiera någon korrelation mellan krysotilhalten och tidsintervallet från den senaste exponeringen eller exponeringens varaktighet. Våra resultat korrelerar perfekt med uppgifter som publicerats av Churg och dePaoli , som fann att förhållandet mellan koncentrationen av krysotil och amfibol (i detta fall tremolit) inte förändrades med tiden genom att jämföra två uppsättningar patienter med ett kort och ett långt tidsintervall från det att exponeringen upphörde.
Med tanke på att asbestfiberkoncentrationerna hade förblivit stabila hos de undersökta patienterna, tyder våra uppgifter på att den välkända och vetenskapligt erkända minskningen av krysotilfibrerna i mänsklig lungvävnad måste ha inträffat vid ett mycket tidigt tillfälle. Vid tidpunkten för den första vävnadsprovtagningen hade den sista exponeringen för asbest upphört för 3-29 år sedan (median 9,5 år). Detta innebär att minskningen av krysotilfibrer måste ha skett under denna tidsperiod. Vår studie bekräftar återigen det som Churg och dePaoli har postulerat: båda studierna ”antyder att krysotilens misslyckande med att ackumuleras i människans lungor återspeglar händelser som inträffar tidigt efter exponeringen snarare än långsiktiga clearance-mekanismer” och förklaras bäst av de naturliga försvarsmekanismerna i människans lungor, t.ex. mukociliär clearance i bronkerna och slemhinnor, och möjligen syrahydrolys i lysosomerna. Detta stämmer överens med den halveringstid på några veckor till flera månader som Churg fann för krysotil i mänsklig lungvävnad. Dessutom tycks fiberns typ och geometri spela en roll. Vissa krysotilfibrer som, i likhet med amfibolfibrer, framgångsrikt har övervunnit lungans försvarsmekanismer och trängt djupt in i alveolerna kan inte längre elimineras och kan därför spåras i människans lunga i många år.
På grund av sin extrema biopersistens kan fibrerna inte reduceras biologiskt av lungmakrofagerna. Makrofagerna dör och bildar de typiska asbestkropparna . Genom sin stiftliknande/akiculära struktur är fibrerna benägna att fastna i lungparenkymets alveoler, så att det inte går att rensa bort dem från systemet. Den mänskliga lungan har inga försvarsmekanismer som skulle kunna eliminera de invasiva fibrerna från lungans alveoler. Asbestfibrerna stannar därför kvar i lungan där deras långvariga närvaro orsakar lungsjukdom. Kontinuerlig irritation av vävnaden leder till kronisk inflammation som vävnaden reagerar på genom ärrbildning . Det är inte bara amfibolfibrerna som kan identifieras i lungvävnad under många år, utan även krysotilfibrer, vilket är typiskt för pneumokonios på grund av asbestfibrer.
Krysotilasbestens farlighet är föremål för diskussion. Svaret på denna fråga är av stor betydelse för läkare, toxikologer och riskbedömningar i arbetslivet och i miljön. Våra unika data bekräftade experimentellt de välkända egenskaperna hos asbestfibrerna (asbest på gammal grekiska ἄσβεστος=förstörbar) för enskilda mänskliga lungor in vivo under många år. Sammantaget visar denna studie mycket tydligt på hög biopersistens av inte bara amfibol- utan även krysotilasbest i människans lungor och ger därmed mekanistiska förklaringar till fiberns toxicitet och den långa latenstiden för asbestrelaterade sjukdomar.