Ein interessanter Fall von Mischstaubpneumokoniose mit progressiver massiver Fibrose und Cor pulmonale bei einem südamerikanischen Bauern

Pneumokoniose bedeutet «Staub in der Lunge» und bezieht sich auf interstitielle Lungenerkrankungen im Zusammenhang mit dem Einatmen von Staub [1]. Sie entwickelt sich typischerweise über viele Jahre der Exposition. Die Auswirkungen der Staubpartikel hängen von der Art des Staubs und der Wirtsreaktion ab. Diffuse interstitielle Fibrose, Makulae, Knötchen und massive fibrotische Läsionen, auch bekannt als progressive massive Fibrose (PMF) oder komplizierte Pneumokoniose, sind mit Mineralstaubexposition verbunden. Knötchen sind die häufigsten Läsionen nach Exposition gegenüber Silikatmineralen und Staubgemischen, die weniger als 20% freies Silikat enthalten. Diese Läsionen variieren von wenigen Millimetern bis zu einem Zentimeter oder mehr und tendieren zu den oberen Lungenzonen. Ackerboden ist repräsentativ für Mineralien, die in der Erdkruste vorkommen, je nach der lokalen Geologie. Neben natürlich vorkommenden Mineralien enthält der Ackerboden Mineralstaub und organische Materialien, die aus landwirtschaftlichen Aktivitäten stammen. Studien haben gezeigt, dass lungengängige Staubkonzentrationen von bis zu 5 mg/m³ häufig in der Nähe von landwirtschaftlichen Geräten und während der Ernte und Bodenvorbereitung beobachtet werden [2]. Studien zeigen auch, dass die Zytotoxizität von Agrarstaub hinsichtlich der Aktivierung von Transkriptionsfaktoren (AP-1 und NF-κB) und der Erzeugung reaktiver Sauerstoffspezies wie H₂O₂ und Hydroxylradikalen stärker ist als bei kristallinem Siliciumdioxid, was auf ihre Fähigkeit hindeutet, oxidativen Stress zu induzieren [2]. Darüber hinaus beträgt der Anteil der im Agrarstaub enthaltenen Kieselsäure oft 10–20% und sie wirkt fibrogen [2]. Pneumokoniose bei Landarbeitern ist mit vielen anderen Lungenerkrankungen wie chronisch-obstruktiver Lungenerkrankung, Asthma, Hypersensitivitätspneumonitis und Krebs assoziiert [3].

Ein 47-jähriger Mann mit Asthma in der Vorgeschichte stellte sich in der Notaufnahme mit Beschwerden über zunehmende Müdigkeit und Kurzatmigkeit vor. Die Beschwerden waren bereits seit 2 Monaten aufgetreten, aber in den letzten 2 Wochen hatte die Kurzatmigkeit erheblich zugenommen, und es war für ihn sogar schwierig, 4–5 Stufen nach oben zu steigen, ohne eine schwerwiegende Dyspnoe zu bekommen. Er kann im Liegen nicht atmen und muss zum Atmen aufstehen. Seine Nahrungsaufnahme nahm ab, weil er das Gefühl hatte, dass ihm das Essen im Hals stecken blieb. Er hatte keine Brustschmerzen, Husten oder Fieber. Er ist Nichtraucher und kein Alkoholiker. Berichten zufolge ging er in eine Klinik und ihm wurde gesagt, dass sein Elektrokardiogramm (EKG) einen Herzinfarkt anzeigte, und ihm wurde geraten, sich in die Notaufnahme zu begeben. Der Patient ist kürzlich von Südamerika in die Vereinigten Staaten eingewandert. Er war Vollzeit-Landwirt und war in erheblichem Umfang Pestiziden und Chemikalien ausgesetzt. Vor 8 Jahren litt er unter Hämatemesis. Zu dieser Zeit hatte er eine Endoskopie, aber aufgrund von Blut war bei der Endoskopie nicht viel sichtbar. Er wurde gebeten, sich für eine erneute Endoskopie einzufinden, konnte dies jedoch aufgrund von Bürgerunruhen in seinem Land nicht durchführen. Er hatte keine weiteren Episoden. Bei der Präsentation war er dyspnoisch, seine Herzfrequenz betrug 88/min, sein Blutdruck betrug 109/76 mmHg, die Sauerstoffsättigung (SpO₂) bei Raumluft betrug 97% und seine Atemfrequenz betrug 18/min. Er hatte keine Blässe, Zyanose oder tastbare Lymphknoten, aber an seinen Beinen waren eindrückbare Ödeme vorhanden. Thorax- und Herzuntersuchung waren normal, abgesehen von erhöhter Atemarbeit. Das EKG zeigte keine signifikanten ST-Veränderungen. Seine Troponinspiegel waren normal, das vollständige Blutbild, der Leberfunktionstest und die Nierenfunktionstests waren normal. Sein Echokardiogramm zeigt eine Vergrößerung des rechten Ventrikels (RV) mit pulmonaler Hypertonie (HTN), eine deutliche Drucküberlastung des RV mit normaler Ejektionsfraktion und keine signifikante Herzklappenerkrankung. Eine kardiologische Untersuchung und eine Computertomographie (CT)-Angiographie zeigten keinen Hinweis auf eine Lungenembolie. Die Rechtsherzkatheteruntersuchung zeigte einen erhöhten pulmonalen Kapillarkeildruck (pulmonary capillary wedge pressure, PCWP) und eine mäßige pulmonale HTN ohne Reversibilität mit Vasodilatatoren. Auf der Röntgenaufnahme des Brustkorbs (chest x-ray, CXR) wies er mehrere Lungenknoten in beiden Lungenfeldern auf, die auf eine neoplastische und metastatische Erkrankung oder Sarkoidose hindeuteten (Abb 1).

Eine rheumatologische Untersuchung schloss Autoimmunerkrankungen aus. Der CT-Scan von Brust und Abdomen zeigte mehrere bilaterale Lungenknoten, sowohl kleinere als auch größere. Der größte maß 2,1 cm mit mäßigem bilateralem Pleuraerguss, ein vergrößerter mediastinaler Lymphknoten (Abb 2).

Bronchialspülungen und die Lungenbiopsie zeigten keine säurefesten Bazillen oder Malignität. Der QuantiFERON-Gold-Test war ebenfalls negativ. Diese Ergebnisse führten zu einer Biopsie mittels videoassistierter thorakoskopischer Chirurgie (video-assisted thoracoscopic surgery, VATS), mit Keilresektion des rechten Oberlappens und des rechten Unterlappens, der Resektion von 10 Lymphknoten und einer Bronchialspülung. 3 Tage nach der VATS verschlimmerte sich seine Dyspnoe und er litt unter Hypotonie. Er benötigte Intubation, Beatmung und Druckunterstützung. Er bekam außerdem Fieber und Husten. Die CXR zeigte eine Konsolidierung des rechten Unterlappens und ein vollständiges Blutbild (complete blood count, CBC) zeigte eine Leukozytose mit Neutrophilie (12 800 Zellen/mm, Blutsenkungsgeschwindigkeit (erythrocyte sedimentation rate, ESR) 57 mm), der Rest der diagnostischen Abklärung, einschließlich der Kulturen, war negativ. Er erhielt Ceftriaxon, und das Fieber und der Husten verschwanden in den nächsten Tagen. Seine Biopsiebefunde waren negativ für Malignität und identifizierbare Organismen. Der Lymphknoten wies seltene Granulome auf, die als «mit unklarer Signifikanz» angegeben wurden, und reichlich gemischte Staubpartikel, die unter kreuzpolarisiertem Licht besser zu sehen waren und etwas Kieselerde und Silikate sowie etwas anthrakotischen Staub aufwiesen. Die Bildgebung zeigte eine fleckige organisierende Pneumonie, insbesondere in den oberen Lappen, vor einem Hintergrund aus gemischten Staubknötchen, die fokal zusammenflossen, mit dichter parenchymaler Narbenbildung und reichlich gemischten Staubmakulae und -knötchen, die mit einer gemischten Staubpneumokoniose aufgrund früherer Staubexposition kompatibel waren. Das Vorhandensein eines 2,1 cm großen Knötchens deutete auf die Entwicklung zu einem späteren Krankheitsstadium hin, d.h. auf eine fortschreitende massive Fibrose. Er wurde mit inhalativen Steroiden, Anticholinergika und Bronchodilatatoren behandelt, die eine Linderung der Symptome bewirkten. Später wurde er entlassen, um die weitere Nachbeobachtung bei Lungenfachärzten durchführen zu lassen.

Pneumokoniose ist auf das Einatmen von Staub zurückzuführen, der Lungenentzündung und Fibrose verursacht. Diese Krankheiten entwickeln sich typischerweise über mehrere Jahrzehnte, und die pathologischen Befunde bei diesen Zuständen können denen bei anderen fibrotischen und granulomatösen Erkrankungen der Lunge ähneln [1]. Die Toxizität von Partikeln hängt von der Art des Staubs und der Reaktion des Wirts ab [1]. Bei der Mischstaubpneumokoniose (mixed dust pneumoconiosis, MDP) sind die Lungenveränderungen auf die gleichzeitige Exposition gegenüber Siliciumdioxid und weniger fibrogenem Staub wie Eisen, Silikaten und Kohlenstoff zurückzuführen [4, 5]. Basierend auf der Histopathologie ist die MDP eine Pneumokoniose, die Staubmakulae und -knötchen (pneumoconiosis showing dust macules and nodules, MDF) mit oder ohne silikotische Knötchen (silicotic nodules, SN) bei einer Person mit einer Vorgeschichte der Exposition gegenüber Mischstaub aufweist [6]. Bei einer MDP sollten die MDF den SN in der Lunge zahlenmäßig überlegen sein, um eine histopathologische Diagnose stellen zu können. Mineralogische Analysen können zur Diagnose verwendet werden, wenn keine Exposition in der Anamnese vorliegt [6]. Berufe wie im Bergbau, in Steinbrüchen, Gießereien, Töpfereien, bei der Keramikherstellung, als Steinmetz und in der Landwirtschaft sowie eine häusliche Exposition gegenüber der Verbrennung von Biomassebrennstoffen und die Verwendung von Steinen zum Mahlen von Getreide werden mit MDP in Verbindung gebracht [5, 6].

Getreidestaub, Pollen, Pilze, Milben, Tierhaare, Insektenteile und Mineralien in der Erdkruste sind Bestandteile von Mischstäuben in der Landwirtschaft. Die berufliche Staubexposition in der Landwirtschaft ist mit zahlreichen Lungenerkrankungen verbunden, darunter chronisch-obstruktive Lungenerkrankungen, Asthma, Hypersensitivitätspneumonitis, Krebs und interstitielle Lungenerkrankungen aufgrund der Exposition gegenüber organischem und anorganischem Staub. Bis zu 15% des landwirtschaftlichen Staubs kann Kieselsäure sein, und der Großteil davon in lungengängiger Größe [7, 8]. MDP ist auf die Exposition gegenüber geringen Mengen an Silikatstaub zurückzuführen, und mit steigendem Silikatgehalt des eingeatmeten Staubs ähneln die Lungenbefunde eher einer Silikose als einer MDP [5]. Die MDP-Entwicklung ist auf die Inhalation von 10–18% freier Kieselsäure zurückzuführen [7, 8]. Die meisten Böden enthalten einen hohen Anteil an kristalliner Kieselsäure (Quarz) und Silikatmineralen, und die Exposition der Landwirte gegenüber Kieselsäure und Silikaten in landwirtschaftlichem Staub wurde mit MDP in Verbindung gebracht [9, 10].

Vier zentrale interstitielle Läsionen im Zusammenhang mit Mineralstaubexposition sind diffuse interstitielle Fibrose, Makulae, Knötchen und massive fibrotische Läsionen, die auch als progressive massive Fibrose (PMF) oder komplizierte Pneumokoniose bekannt sind [10]. Knötchen sind die häufigsten Läsionen nach Exposition gegenüber Silikatmineralen, und sie sind rund und fest bei der Palpation und bevorzugen die oberen Lungenzonen [11]. Eine PMF tritt normalerweise vor dem Hintergrund einer einfachen Pneumokoniose (Makulae und Knötchen) auf und wird durch den Zusammenfluss kleinerer Läsionen gebildet [12]. Eine PMF wird mit Behinderungen und vorzeitigem Tod in Verbindung gebracht und tendiert dazu, auch ohne weitere Exposition fortzuschreiten. Dafür muss eine signifikante Trübung von mehr als 1 cm (beim Röntgen) vorhanden sein. Nach pathologischen Standards muss die Läsion im histologischen Schnitt größer als 2 cm sein, um die PMF-Definition zu erfüllen. Bei PMF sind Läsionen am häufigsten in der oberen Lungenzone vorhanden, normalerweise bilateral, verbunden mit der Exposition gegenüber Kieselsäure, nichtfaserigen Silikaten und Kohlenminenstaub [12]. Unser Patient hatte Läsionen von mehr als 1 cm in den bilateralen oberen Lungenzonen; die größte war 2,1 cm groß. Obwohl die MDP ein günstiges Outcome haben soll, war sie in diesem Fall mit PMF und Cor pulmonale assoziiert und hatte daher eine schlechte Prognose.

Husten und Dyspnoe sind Symptome von MDP; röntgenologische Veränderungen können vor dem Einsetzen von Symptomen und einer veränderten Lungenfunktion gesehen werden. Die häufigsten röntgenologischen Befunde bei MDP sind unregelmäßige Trübungen (ILO, 1980) [6], und der Lungenfunktionstest zeigt eine verringerte Lungenkapazität, eine verringerte Gasdiffusion und aufrechterhaltene Flussraten (forciertes exspiratorisches Volumen in der ersten Sekunde/forcierte Vitalkapazität (forced expiratory volume in 1 second, FEV₁/forced vital capacity, FVC)) [13]. Frühe Symptome können nur eine belastungsinduzierte Dyspnoe sein. Verschlimmerter Husten und Dyspnoe in Ruhe treten auf, wenn sich der Zustand verschlechtert, und in den späteren Stadien tritt eine durch das Cor pulmonale verursachte dekompensierte Herzinsuffizienz auf. Tabakkonsum verschlimmert die Auswirkungen von eingeatmetem Staub auf die Lunge. Diese Patienten haben ein signifikant höheres Risiko, eine aktive Tuberkulose (TB) zu entwickeln [6, 14]. Da Lungennarben aufgrund von Pneumokoniose die radiologischen Veränderungen einer aktiven TB modifizieren können, ist es entscheidend, die Krankheit mit mikrobiologischen Verfahren (wie Sputumabstrich und -kultur und Bronchialspülungen) zu untersuchen [6]. Pneumokoniose-bedingte Lungenschäden sind irreversibel [15]. Allerdings können Steroide, die Behandlung von Atemwegsbeschränkungen mit Bronchodilatatoren und zusätzlicher Sauerstoff die Symptome und schädlichen Auswirkungen einer Hypoxämie lindern und das Fortschreiten der Krankheit verlangsamen. Die Behandlung von MDP umfasst eine frühzeitige Elimination von weiterer Exposition, eine Raucherentwöhnung und die Behandlung schwerer Erkrankungen, die eine Lungentransplantation erfordern können.

MDP ist eine Art von Pneumokoniose, die mit dem Einatmen von Staub mit einem geringeren Gehalt an Kieselsäure in der Landwirtschaft verbunden ist. Eine Exposition über mehrere Jahrzehnte verursacht eine Lungenentzündung, die zur Bildung von Knötchen, Makulae und Fibrose führt, hauptsächlich in den oberen Lungenlappen. Diese erscheinen im CXR als unregelmäßige Opazitäten, größere Knötchen können zusammenwachsen, was zu einer fortschreitenden massiven Fibrose führt, die eine schlechte Prognose hat. MDP verursacht eingeschränkte Lungenfunktionen, Husten, Dyspnoe und schließlich ein Cor pulmonale, was zu Herzinsuffizienz führt. Die Elimination jeder weiteren Exposition ist die einzige Behandlung und daher ist eine frühzeitige Erkennung ein Muss. Raucherentwöhnung und aktive Überwachung auf TB sind notwendig. Eine Linderung der Symptome kann mit Kortikosteroiden, inhalativen Bronchodilatatoren und Anticholinergika erreicht werden.

Die Einwilligung wurde von allen Teilnehmern dieser Studie eingeholt oder es wurde darauf verzichtet.

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Dina Alnabwani, Ankita Prasad, Nagapratap Ganta, Andrea C. Marin, Sharon Hechter, Sandeep Pavuluri, Kajal Ghodasara, Varun Vankeshwaram, Ghadier Alsaoudi, Chirag Patel, Gustavo E. Delaluz, Pramil Cheriyath: An Interesting Case of Mixed Dust Pneumoconiosis With Progressive Massive Fibrosis and Cor Pulmonale in a South American Farmer. Cureus. 2022 Aug 26;14(8):e28436 (DOI: 10.7759/cureus.28436). ©2022 Alnabwani et al. (Übersetzung), lizensiert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.de).