结核病肉芽肿的第一个三维视图改变了其形状和形成的范式
70年来，临床医生认为他们知道病人肺部结核肉芽肿的形状。组织学——20世纪40年代和50年代对肺组织薄片显微结构的研究——显示出圆形特征，研究人员直观地认为这意味着肉芽肿是球形或卵形的。
阿拉巴马大学伯明翰分校和南非夸祖鲁-纳塔尔省德班的非洲健康研究所(AHRI)的研究人员进行的一项研究表明，这种长寿的范式现在被证明是错误的。从本质上讲，历史组织学是对结构的二维观察，类似于在树枝上切一个非常薄的薄片，一个看起来圆形或椭圆形的薄片。
这项新研究已经创建了病变肺组织的三维视图肺结核使用微型计算机断层扫描，或微型ct。结果显示，较大的肉芽肿绝不是圆形的，而是复杂的分枝状。一个肉芽肿看起来有点像姜根，另一个看起来像樱桃树开花前的一簇早期芽。肺切片中结核肉芽肿的形态、体积和数量均有明显的异质性。(参见这项研究链接观看三维视图的视频。)
一个肉芽肿是一种免疫细胞的聚集反应慢性炎症在结核病中，肉芽肿通常是坏死的，这意味着它们是一团无形的死亡碎片。
由UAB微生物学教授、AHRI成员Adrie Steyn博士领导的研究人员使用显微ct、组织学和免疫组织化学构建了坏死性肉芽肿、血管和气道的三维视图。这对结核肉芽肿与气道和血管的空间组织有了意想不到的了解。
“与肉芽肿被描述为简单的球形结构不同，”Steyn说，“人类坏死性肉芽肿表现出复杂的、圆柱形的、分枝状的形态，与气道相连，由支气管形成。”
斯泰恩说，这些可视化有三个影响。他们强调了在二维评估时，单个结构复杂的病变可能被错误地视为多个独立病变的可能性。其次，阻塞支气管内血管化的缺乏建立了抗分枝杆菌药物耐受性的范例，因为微生物受到保护，不受血液传播的杀菌药物的完全输送。第三，结果表明，结核分枝杆菌病原体的支气管传播重新播种肺部。
Steyn说:“因此，我们的发现为考虑雾化抗结核药物输送提供了理论依据。”“这种方法可以将高浓度的局部药物直接输送到肉芽肿或肺腔中，可能会减少治疗时间、全身给药和毒性。”每年约有130万人死于结核分枝杆菌感染。
Steyn和他的同事说，据他们所知，这是第一次对任何细菌性肺部病原体的肉芽肿、气道和脉管系统进行三维描述。
感染人类肺因为非洲的德班地区是结核病的重灾区，所以在德班可以很容易地获得组织进行研究。距离AHRI不远的Inkosi Albert Luthuli中心医院，为结核病患者进行切除病变肺叶的手术。MicroCT类似于常见的医用CAT扫描，但分辨率要高得多。研究人员使用了小至12微米的分辨率，这大约是一张厨房塑料保鲜膜的厚度。研究负责人斯泰恩在UAB和AHRI维护实验室。他住在德班，每年大约六次访问UAB。
