Author's Accepted Manuscript

Diffuse smoking-related lung disease: emphysema and interstitial lung disease Stephanie Cheng MD, Tan Lucien H. Mohammed MD, FCCP

www.elsevier.com/locate/enganabound

PII: DOI: Reference:

S0037-198X(14)00022-4 http://dx.doi.org/10.1053/j.ro.2014.04.009 YSROE50476

To appear in:

Seminar in Roentgenology

Cite this article as: Stephanie Cheng MD, Tan Lucien H. Mohammed MD, FCCP, Diffuse smoking-related lung disease: emphysema and interstitial lung disease, Seminar in Roentgenology, http://dx.doi.org/10.1053/j.ro.2014.04.009 This is a PDF file of an unedited manuscript that has been accepted for publication. As a service to our customers we are providing this early version of the manuscript. The manuscript will undergo copyediting, typesetting, and review of the resulting galley proof before it is published in its final citable form. Please note that during the production process errors may be discovered which could affect the content, and all legal disclaimers that apply to the journal pertain.

Diffuse smoking­related lung disease: emphysema and interstitial lung  disease  Stephanie Cheng, MD  Tan Lucien H. Mohammed, MD, FCCP    Virginia Mason Medical Center  Department of Radiology  1100 Ninth Ave.  Seattle, WA 98101      For correspondence please contact Dr. Mohammed at:     Tan‐Lucien H. Mohammed, M.D., FCCP (corresponding author)  Virginia Mason Medical Center  Department of Radiology  Mail code C5‐XR  1100 Ninth Street  Seattle, Washington 98101  (206) 223‐6851  E‐mail:  [email protected]  Introduction   

 

2

Approximately 19% of adults in the United States are current smokers (1). Cigarette  smoke is a complex mixture containing over 4,000 compounds, many of which have  toxic effects both on the lungs and throughout the body (2‐4). Smoking is estimated  to  cost  the  United  States  approximately  $96  billion  in  medical  expenses  and  $97  billion  in  lost  productivity  every  year  (5).  It  is  the  leading  cause  of  preventable  deaths  in  the  United  States  and  developed  world  (2,3,6).  The  main  causes  of  smoking  related  deaths  are  lung  cancer,  chronic  obstructive  pulmonary  disease  (COPD), and ischemic heart disease. Smoking has also been strongly associated with  several  interstitial  lung  diseases  (ILDs),  namely  pulmonary  Langerhans’  cell  histiocytosis  (PLCH),  respiratory  bronchiolitis  (RB),  respiratory  bronchiolitis‐ associated  interstitial  lung  disease  (RB‐ILD),  and  desquamative  interstitial  pneumonia (DIP).     This  article  reviews  the  major  diffuse  pulmonary  diseases  affecting  smokers,  including  emphysema  and  smoking‐related  interstitial  lung  diseases.  We  will  describe the histologic and radiologic features of the different forms of emphysema  (centrilobular, panlobular, and paraseptal). Finally, we will then discuss the clinical,  histopathologic,  and  radiologic  characteristics  of  smoking  related  interstitial  lung  diseases, including PLCH, RB, RB‐ILD, and DIP. Bronchogenic carcinoma will not be  covered in this article.    Anatomy of the secondary pulmonary lobule   

 

3

In  order  to  better  understand  the  different  types  of  emphysema  and  smoking  related  interstitial  lung  disease,  it  is  helpful  to  review  the  basic  anatomy  of  the  secondary pulmonary lobule.  The  secondary pulmonary lobule  is  the  smallest unit  of  lung  that  is  surrounded  by  connective  tissue.  It  is  polyhedral  in  shape,  and  is  supplied  by  a  centrally  located  bronchiole  and  pulmonary  arterial  branch.  The  interlobular  septae  are  the  connective  tissues  that  form  its  borders  and  contain  pulmonary  venules  and  lymphatics.  The  central  bronchiole  divides  into  several  terminal bronchioles – the last airway to be solely conducting. The lung distal to a  terminal  bronchiole  is  defined  as  an  acinus.  The  terminal  bronchiole  then  divides  into  respiratory  bronchioles,  which  contain  alveoli  and  help  with  both  conduction  and air exchange. These finally end in alveolar ducts, sacs, and alveoli (10).    Emphysema    COPD  is  a  common  disease  in  smokers  that  is  characterized  by  airflow  limitation  that is not fully reversible (7). Emphysema is a component of COPD, defined by the  American  Thoracic  Society  (ATS)  as  the  “abnormal  permanent  enlargement  of  the  airspaces  distal  to  the  terminal  bronchioles,  accompanied  by  destruction  of  the  alveolar  walls,  without  obvious  fibrosis”  (8).  This  is  thought  to  occur  due  to  lung  inflammation,  which  leads  to  an  imbalance  of  proteases  and  anti‐proteases  (9).  Emphysema  is  generally  categorized  into  three  different  types  depending  on  the  distribution  of  destruction  within  the  secondary  pulmonary  lobule:  centrilobular,  panlobular, and paraseptal. 

 

4

  Centrilobular emphysema  Centrilobular emphysema is the most common type of emphysema seen in smokers  (11).  It  is  characterized  by  destruction  of  the  parenchyma  surrounding  the  respiratory  bronchioles  (12,13).  Early  in  the  disease  the  distal  alveolar  ducts  and  sacs are spared.     Chest  radiographs  demonstrate  areas  of  increased  lucency  and  decreased  vascularity, typically affecting the upper lungs. This is often quite subtle unless the  degree of destruction is severe. However, the areas of lucency become more obvious  when  there  is  surrounding  airspace  disease  such  as  edema,  pneumonia,  or  hemorrhage. Airway obstruction is often associated with emphysema and is seen on  chest radiographs as lung hyperinflation. Findings include depression and flattening  of the hemidiaphragms as well as widening of the retrosternal airspace (14‐17).     On  computed  tomography  (CT),  centrilobular  emphysema  can  be  manifest  as  multiple  small,  rounded  areas  of  low  attenuation  lesions  with  imperceptible  walls  (FIGURE  1).  These  cysts  typically  measure  several  millimeters  to  1cm  in  diameter  and  are  seen  surrounding  the  centrilobular  artery  branch  at  the  center  of  the  secondary pulmonary lobule. The vascular architecture is preserved and can often  be  seen  as  a  central  dot.  The  upper  lobes  are  more  affected  more  than  the  lower  lobes.    Over  time,  the  disease  can  become  more  confluent  and  the  centrilobular  distribution may no longer be identifiable (14,18).  

 

5

  Panlobular emphysema  Panlobular emphysema is defined by loss of the alveolar septa throughout the entire  secondary pulmonary lobule (12). On CT this manifests as decreased attenuation in  a  confluent,  panlobular  distribution  as  well  as  decreased  vessel  caliber  in  the  affected areas. This predominately involves the lower lungs with relative sparing of  the upper lungs (14,18).     Smoking  can  exacerbate  panlobular  emphysema,  however  this  is  rare.  The  most  common cause is alpha‐1‐antitrypsin deficiency with other less common etiologies  including  Swyer‐James  syndrome,  Ritalin  abuse,  and  senescent  change  (19‐21).  Alpha‐1‐antitrypsin  deficiency  is  an  autosomal  recessive  disorder  resulting  in  decreased  serum  levels  of  alpha‐1‐antitrypsin.  This  enzyme  inactivates  neutrophil  elastase.  Without  alpha‐1‐antitrypsin,  neutrophil  elastase  builds  up  and  causes  parenchymal  destruction  leading  to  emphysema.  Emphysema  is  severely  exacerbated  with  smoking  (22).  Additional  CT  findings  include  bronchiectasis  or  bronchial wall thickening (23). Swyer‐James syndrome is a form of post‐infectious  bronchiolitis  obliterans.  Patients  typically  have  a  history  of  a  viral  respiratory  infection  sustained  in  early  childhood.  This  causes  damage  to  the  terminal  and  respiratory  bronchioles  which  leads  to  incomplete  development  of  alveoli.  CT  findings are usually unilateral and include hypoattenuation of the lung, air trapping,  and  bronchiectasis.  Although  lung  volumes  are  usually  decreased,  emphysema  is  seen histologically (19,24). Ritalin has been abused by the intravenous injection of 

 

6

crushed  tablets,  resulting  in  “Ritalin  lung”.  This  causes  a  panlobular  emphysema  which is most prominent at the lung bases. Although the pathogenesis is unknown,  it is postulated that the talc used as a binder in the tablets likely plays an important  role.    Histologic  identification  of  microscopic  talc  granulomas  and  clinical  history  help differentiate Ritalin lung from alpha‐1‐antitrypsin (20,25).     Panlobular  emphysema  may  be  difficult  to  differentiate  from  the  small  airway  obstruction  and  air  trapping  seen  in  obliterative  bronchiolitis  when  focal  destructive  lung  changes  are  minimal.  Severe  centrilobular  emphysema  can  also  appear  similar  to  panlobular  emphysema  when  the  destructive  changes  lose  their  discrete centrilobular distribution.     Paraseptal emphysema  Paraseptal  emphysema  affects  the  most  distal  portions  of  the  acinus  (the  alveolar  sacs and ducts) with sparing of the respiratory bronchioles (12).  It most commonly  involves the upper lungs in a subpleural location. It can be a cause for spontaneous  pneumothorax,  particularly  in  tall,  thin  males  in  the  third  or  fourth  decade  of  life  (26,27).  The  etiology  of  paraseptal  emphysema  is  less  well  understood  than  the  other  two  subtypes.  Although  paraseptal  emphysema  is  commonly  seen  in  non‐ smokers, findings are often exacerbated in smokers.    CT findings include dilated distal airspaces that are rectangular in shape and share  thin  walls.  Large  areas  of  paraseptal  emphysema  are  called  bullae,  defined  by  a 

 

7

diameter greater than 1cm with a thin wall measuring less than 1mm (12).  Bullae  are  most  commonly  seen  with  paraseptal  emphysema  but  can  be  seen  with  the  other types of emphysema as well as in isolation. Although honeycombing may have  a similar appearance, the cysts are usually more rounded, smaller in size, and have  thicker walls. Honeycombing is also more likely to be seen at the lung bases. While  paraseptal  emphysema  is  restricted  to  the  subpleural  lung,  honeycombing  can  extend deeper into the lung parenchyma (18).     Interstitial lung disease    Pulmonary Langerhans Cell Histiocytosis (PLCH)  Langerhans cell histiocytosis is a heterogeneous group of diseases characterized by  an  abnormal  accumulation  of  CD1+  histiocytes  (Langerhans  cells),  which  may  involve  the  bones,  lungs,  pituitary  gland,  mucous  membranes,  skin,  lymph  nodes  and  liver.  Previously  known  as  Histiocytosis  X,  LCH  has  been  reclassified  by  the  Histiocyte  Society  into  variants  that  involve  a  single  organ  system  (such  as  eosinophilic  granuloma)  and  those  that  are  multisystemic  (such  as  Letterer‐Siwe  disease  and  Hand‐Schuller‐Christian  disease)  (28,29).  Pulmonary  Langerhans  cell  histiocytosis  is  a  form  of  LCH  found  in  adults.  PLCH  is  strongly  associated  with  smoking  and  is  usually  isolated  to  the  lungs  (30).  Extrapulmonary  manifestations  occur  in  only  5‐15%  of  patients  and  include  lytic  bone  lesions  diabetes  insipidus,  and  skin  lesions  (23,24>31,32).    While  other  forms  of  LCH  may  also  involve  the 

 

8

lungs, these are usually multisystemic, more commonly diagnosed in children, and  are not related to smoking.     More  than  90%  of  all  patients  with  PLCH  are  either  current  or  previous  smokers  (33,34). Patients are usually young adults aged 20 to 40 years. Men and women are  equally  affected  (31).  The  most  common  clinical  symptoms  of  PLCH  are  dyspnea,  cough,  and  chest  pain  although  up  to  a  quarter  of  patients  may  be  asymptomatic  (35,36).  Constitutional  symptoms  such  as  weight  loss,  fever,  night  sweats,  and  anorexia  are  less  common  but  occur  in  up  to  one‐third  of  patients.  Up  to  10%  of  patients  with  PLCH  may  present  with  spontaneous  pneumothorax  (34,37).  Pulmonary function tests (PFTs) most commonly demonstrate a decrease in carbon  monoxide diffusing capacity (DLCO) (31,33‐35,38).     Chest  radiographs  demonstrate  nodular  or  reticulonodular  opacities  in  the  upper  lungs  with  more  cystic  changes  as  the  disease  progresses  (33,34).  High  resolution  computed  tomography  (HRCT)  demonstrates  small,  ill‐defined  centrilobular  nodules early in the disease course. These represent the infiltration of Langerhans’  cells  centered  on  small  airways  (30,34,39,40).    The  nodules  may  enlarge  and  cavitate, forming cysts (FIGURE 2). As the disease progresses, the cysts coalesce and  become  irregularly  shaped,  classically  described  as  “bizarre”  shaped  (36,41).  Findings are predominately seen in the upper lung zones with relative sparing at the  bases  (31,33,42).  (FIGURE  3)  The  differential  diagnosis  includes  pulmonary  lymphangiomyomatosis,  however  this  entity  typically  has  more  rounded,  more 

 

9

organized cysts and will usually involve the entire lung without sparing of the bases  (31,34,39). HRCT findings are usually characteristic of the disease and the diagnosis  can usually be made without lung biopsy (FIGURE 4).     Smoking cessation should be strongly encouraged in patients with PLCH. Prognosis  after  smoking  cessation  is  good  with  5‐  and  10‐year  survival  rates  of  74.6%  and  63.9%  respectively  (36,43).  The  use  of  corticosteroids  may  be  considered  in  severely  symptomatic  patients  although  their  effectiveness  is  controversial  (31,35,44).  Chemotherapeutic  agents  such  as  vinblastine,  cyclophosphamide,  and  methotrexate  have  been  used  in  cases  that  are  unresponsive  to  corticosteroids,  although there is limited data regarding their efficacy (31,35,44,45). Non‐responsive  patients  may  go  on  to  develop  severe  pulmonary  hypertension,  which  is  a  poor  prognostic  indicator  (44,46,47).  In  patients  with  severe  disease,  lung  transplantation  can  be  considered  although  there  have  been  several  documented  cases  of  PLCH  recurrence  in  the  transplanted  lung  (48,49).  Patients  with  pneumothorax often require pleurodesis due to the high rate of recurrence (50).    Respiratory Bronchiolitis and Interstitial Lung Disease (RB and RB­ILD)  Respiratory  bronchiolitis  is  an  incidental  finding  seen  in  virtually  all  cigarette  smokers. It is characterized by the accumulation of pigmented macrophages within  respiratory  bronchioles.  Any  interstitial  inflammation  is  limited  to  the  respiratory  bronchioles and adjacent airspaces (51). (FIGURE 5) By definition, patients with RB  are asymptomatic (52). A small number of smokers have respiratory bronchiolitis‐

 

10

associated  interstitial  lung  disease,  which  has  histological  findings  identical  to  RB  but is associated with symptoms or physiologic abnormalities (53).     Patients  are  usually  current  cigarette  smokers  with  a  history  of  greater  than  30‐ pack years of smoking. Less commonly, RB‐ILD has been reported in patients with  other  exposures  including  second‐hand  smoke,  solder  fumes,  and  fiberglass  (52,54,55). Most patients present as young adults in their 30s to 40s with symptoms  of mild dyspnea and cough (54). PFTs typically demonstrate a decreased DLCO with  a mixed obstructive / restrictive pattern (53,54,56).    Chest  radiographs  are  often  normal  but  findings  can  include  fine  bilateral  upper  lobe  predominant  reticulonodular  opacities  (32).  Findings  on  HRCT  include  centrilobular nodules, patchy ground glass opacities, bronchial wall thickening and  air trapping (54,57,58). The upper lung zones are more frequently involved (54,58).  There is also often a background of centrilobular emphysema (FIGURE 6). Subacute  hypersensitivity  pneumonia  is  in  the  differential  for  the  radiologic  findings  of  RB‐ ILD,  however  the  clinical  history  helps  to  differentiate  the  two  (36).  Imaging  findings  can  also  be  similar  to  DIP  (described  below)  and  non‐specific  interstitial  pneumonitis  (NSIP)  (32).  A  thoracoscopic  lung  biopsy  may  be  necessary  for  definitive  diagnosis.  Transbronchial  biopsy  will  be  unable  to  distinguish  RB‐ILD  from DIP (59,60). (FIGURE 7)   

 

11

Smoking  cessation  is  the  mainstay  of  treatment  for  RB‐ILD  and  may  lead  to  symptomatic  and  radiologic  improvement  (61,62).  However,  a  significant  percentage  of  patients  may  remain  symptomatic  despite  successful  smoking  cessation  (61).  Corticosteroids  have  been  used  to  treat  patients  with  significant  respiratory  impairment  or  continued  symptoms  after  smoking  cessation  although  their efficacy  has  not been  proven  (44,53,63).  Prognosis  is  generally  good  with  no  documented  cases  of  death  or  respiratory  failure  directly  attributable  to  RB‐ILD  (32,34).    Desquamative Interstitial Pneumonia    DIP is a rare form of interstitial pneumonia that is histologically similar to RB‐ILD.  Both  are  characterized  by  abnormal  macrophage  accumulation  and  are  often  considered to  be  along  the  same  spectrum  of  disease  (58).  DIP  is  the  more  severe  entity  with  macrophages  seen  diffusely  within  the  acini,  unlike  RB‐ILD  which  is  limited to a bronchocentric distribution (64‐66). Because of this diffuse distribution,  histologic samples will look uniform from field to field at low magnification. There is  often associated interstitial fibrosis, which differs in severity from patient to patient,  however the  interstitial  changes are always  less  prominent  than  the  intra‐alveolar  macrophage  accumulation.  The  term  “desquamative  interstitial  pneumonia”  is  a  misnomer  because  desquamated  pneumocytes  are  not  the  predominant  histologic  pattern as was originally thought (34).    

 

12

DIP has a very strong association with smoking; a positive smoking history is seen  in up to 90% of patients (66,67). However, DIP can occasionally be seen with other  disorders including connective tissue diseases, drug reactions, dust inhalation, and  infection  (63,66,67). Patients  typically  present in the fourth  or  fifth  decades of  life  with symptoms of dyspnea and cough (63,65,66,68). Clubbing is a frequent finding  on  physical  exam  and  is  seen  in  up  to  half  of  patients  and  is  unique  among  the  smoking  related  ILDs  (66,67,69).  The  most  frequently  seen  PFT  abnormality  is  a  markedly reduced DLCO with reductions of up to 50% or more of predicted values  (63,66,69). About half of patients also have a restrictive defect (63,66,67).     Chest radiographs may show basilar predominant ground glass opacities, however  3‐22%  of  chest  radiographs  are  normal  (41,70,71).  HRCT  also  demonstrates  bilateral symmetric ground glass attenuation, usually with a basilar and peripheral  predominance  although  this  distribution  may  not  always  be  present  (65,71,72).   (FIGURE 8) Reticular densities representing areas of fibrosis are usually seen in the  subpleural  regions  of  the  lower  lung  zones  (66,67).  Honeycombing  is  atypical  but,  when  present,  signifies  advanced  disease.  Small  well‐defined  cysts  are  sometimes  present  and  may  represent  dilated  small  airways  (70).  Thoracoscopic  lung  biopsy  can  be  performed  for  definitive  diagnosis  and  may  be  helpful  to  rule  out  more  aggressive forms of ILD (34).    Smoking cessation is the first line treatment for DIP and may halt the progression of  disease (73,74). Treatment with oral corticosteroids is also recommended for most 

 

13

patients  with  significant  symptoms,  PFT  abnormalities,  or  radiologic  findings,  although  this  has  not  been  proven  to  be  effective  (34).  There  is  a  much  higher  response  rate  to  corticosteroids  compared  to  usual  interstitial  pneumonia  (UIP)  with approximately two thirds of patients showing stabilization or improvement of  symptoms  (63,66).  A  small  number  of  patients  have  progressive  disease  requiring  lung transplantation, although recurrent disease in the transplanted lung has been  reported  (75,76).  Overall,  prognosis  is  generally  good  particularly  in  comparison  with  idiopathic pulmonary fibrosis  (IPF). 5‐  and  10‐year  survival rates for DIP are  95.2%  and  69.6%  respectively  (66).  There  is  some  data  to  suggest  that  DIP  has  a  worse prognosis than RB‐ILD (63).    Conclusion    Beyond  bronchogenic  carcinoma,  smoking  is  strongly  associated  with  a  variety  of  other  lung  diseases  such  as  emphysema  and  several  interstitial  pneumonias  including  PLCH,  RB‐ILD,  and  DIP.  The  smoking  related  ILDs  in  particular  affect  patients who are young and have the potential to lose many years of productivity.  Therefore,  it  is  important  to  recognize  these  disease  processes  both  to  make  the  diagnosis and to assess the response to smoking cessation, as a lack of response may  prompt further treatment.    In  the  near  future,  there  will  likely  be  a  significant  increase  in  the  number  of  smokers receiving low dose chest CT for lung cancer screening given the results of 

 

14

the  National  Lung  Screening  Trial.  At  the  time  of  this  writing,  a  draft  recommendation  statement  has  been  published  by  the  United  States  Preventative  Services  Task  Force  (USPSTF)  and  recommends  annual  screening  in  high‐risk  smokers with a Grade B rating (77). While the primary goal is the early detection of  lung cancer, it will also be important to identify the other lung diseases that affect  smokers.    References:    1) Centers  for  Disease  Control  and  Prevention:  Current  cigarette  smoking  among adults – United States, 2001. Morbidity and Mortality Weekly report  61(44):889‐894, 

2012. 

http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm6144a2.htm?s_cid=% 20mm6144a2.htm_w Accessed on 10/30/13.  2) American  Thoracic  Society:  Cigarette  smoking  and  health.  Am  J  Respir  Crit  Care Med 153:861‐865, 1996. (H1)  3) Bartecchi CE, MacKenzie TD, Schrier RW: The human costs of tobacco use. N  Engl J Med 330:907‐980, 1994. (H2)  4) Murin  S,  Hilbert  J,  Reilly  SJ:  Cigarette  smoking  and  the  lung.  Clin  Rev  All  Immunol 15:307‐336, 1997. (H3)  5) Centers  for  Disease  Control  and  Prevention:  Annual  smoking‐attributable  mortality, years of potential life lost, and productivity losses – United States, 

 

15 2000‐2004.  Morbidity  and  Mortality  Weekly  Report  57(45):1226‐1228,  2008.   http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5745a3.htm  Accessed  on 10/30/13.  6) Mokdad  A,  Marks  J,  Stroup  D,  et  al:  Actual  causes  of  death  in  the  United  States. J Am Med Assoc 291:1238‐1245, 2004.  7) Pauwels  RA,  Buist  AS,  Calverley PM,  et  al:  Global  strategy  for  the  diagnosis,  management,  and  prevention  of  chronic  obstructive  pulmonary  disease.  NHLBI/WHO  Global  Initiative  for Chronic  Obstructive  Lung  Disease  (GOLD)  Workshop summary. Am J Respir Crit Care Med 163:1256‐1276, 2001.  8) Committee  on  Diagnostic  Standards  for  Nontuberculous  Respiratory  Diseases, American Thoracic Society: Definitions and classification of chronic  bronchitis, asthma, and pulmonary emphysema. Am Rev Respir Dis 85:762‐ 769, 1962.  9) Tuder RM, Yoshida T, Arap W, et al: State of the art. Cellular  and molecular  mechanisms  of  alveolar  destruction  in  emphysema:  an  evolutionary  perspective. Proc Am Thorac Soc 3:503‐510, 2006.  10)Miller WS: The Lung. Springfield, IL: Thomas. 39‐42, 1947.  11)Thurlbeck WM: The incidence of pulmonary emphysema, with observations  on  the  relative  incidence  and  spatial  distribution  of  various  types  of  emphysema. Am Rev Respir Dis 87:206‐215, 1963.  12)Wright JL: Chronic airflow obstruction. In: Churg AM, Myers JL, Talezar HD, et  al. Thurlbeck’s Pathology of the lung. New York, NY: Thieme. 675‐742, 2005. 

 

16 13)Leopold JG, Gough J: The centrilobular form of hypertrophic emphysema and  its relation to chronic bronchitis. Thorax 12:219‐235, 1957.  14) Webb  WR,  Higgins  CB:  Thoracic  imaging:  pulmonary  and  cardiovascular  radiology.  2nd  ed.  Philadelphia:  Lippincott  Williams  &  Wilkins.  596‐607,  2011.  15)Foster  WL,  Gimenez  EI,  Roubidoux  MA,  et  al:  The  emphysemas:  radiologic‐ pathologic correlations. Radiographics 13:311‐328, 1993.  16)Pratt PC: Role of conventional chest radiography in diagnosis and exclusion  of emphysema. Am J Med 82:998‐1006, 1987.  17)Sutinen  S,  Christoforidis  AJ,  Klugh  GA,  et  al:  Roentgenologic  criteria  for  the  recognition  of  non‐sympatomatic  pulmonary  emphysema:  correlation  between  roentgenographic  findings  and  pulmonary  pathology.  Am  Rev  Respir Dis 91:69‐76, 1965.  18)Pipavath SNJ, Schmidt RA, Takasugi JE, et al: Chronic obstructive pulmonary  disease:  radiology‐pathology  correlation.  J  Thorac  Imaging  24:171‐180,  2009.  19)Swyer  PR,  James  GC:  A  case  of  unilateral  pulmonary  emphysema.  Thorax  8:133‐136, 1953.  20)Stern  EJ,  Frank  MS,  Schmutz  JF,  et  al:  Panlobular  pulmonary  emphysema  caused  by  IV  injection  of  methylphenidate  (Ritalin):  findings  on  chest  radiographs and CT scan. Am J Roentgenol 162:555‐560, 1994.  21)Snider G, Kleinerman J, Thurlbeck W, et al: The definition of emphysema. Am  Rev Respir Dis 132:182‐185, 1985. 

 

17 22)Janus  ED,  Phillips  NT,  Carrell  RW:  Smoking,  lung  function  and  alpha‐1‐ antitrypsin deficiency. Lancet 1(8421): 152‐154, 1985.  23)King MA, Stone JA, Diaz PT, et al: Alpha 1‐antitrypsin deficiency: evaluation of  bronchiectasis with CT. Radiology 199:137‐141, 1996.  24)Marti‐Bonmati  L,  Perales  FR,  Catala  F,  et  al:  CT  Findings  in  Swyer‐James  syndrome. Radiology 172:477‐480, 1989.  25)Schmidt  RA,  Glenny  RW,  Godwin  JD,  et  al:  Panlobular  emphysema  in  young  intravenous Ritalin abusers. Am Rev Respir Dis. 143: 649‐656, 1991.  26)Smith  WG,  Rothwell  PP:  Treatment  of  spontaneous  pneumothorax.  Thorax  17:342‐349, 1962.  27)Hyde  L:  Benign  spontaneous  pneumothorax.  Ann  Intern  Med.56:  746‐751,  1962.  28)Marti‐Bonmati  L,  Perales  FR,  Catala  F,  et  al:  CT  Findings  in  Swyer‐James  syndrome. Radiology 172:477‐480, 1989.  29)Favara BE, Feller AC, Pauli M, et al: Contemporary classification of histiocytic  disorders. Med Pediatr Oncol 29:157‐166, 1997.  30)Colby  TV,  Lombard  C:  Histiocytosis  X  in  the  lung.  Hum  Pathol  14:847‐856,  1983.  31)Vassallo R, Ryu JH, Colby TV, et al: Pulmonary Langerhans’‐cell histiocytosis.  N Engl J Med 342:1969‐1978, 2000.  32)Attili  AK,  Kazerooni  EA,  Gross  BH,  et  al:  Smoking‐related  Interstitial  Lung  Disease: Radiologic‐Clinical‐Pathologic Correlation. Radiographics 28: 1383‐ 1398, 2008. 

 

18 33)Harari  S,  Comel:  Pulmonary  Langerhans  cell  histiocytosis.  Sarcoidosis  Vasc  Diffuse Lung dis 18:253‐262, 2001.  34)Caminati  A,  Harari  S:  Smoking‐related  Interstitial  Pneumonias  and  Pulmonary  Langerhans  Cell  Histiocytosis.  Proc  Am  Thorac  Soc  3:  299‐306,  2006.  35)Travis W, Borok Z, Roum J, et al: Pulmonary Langerhans cell granulomatosis  (histiocytosis  X).  A  clinicopathologic  study  of  48  cases.  Am  J  Surg  Pathol  17:971‐986, 1993.  36)Chung  JH,  Kane  JP:  Smoking‐Related  Interstitial  Lung  Diseases.  Seminars  in  Roentgenology 45(1): 29‐35, 2010.  37)Minghini  A,  Trogdon  SD.  Recurrent  spontaneous  pneumothorax  in  pulmonary histiocytosis X. Am Surg 64:1040‐1042, 1998.  38)Delobbe A, Durier J, Duhamel A, et al: Determinants of survival in pulmonary  Langerhans’ cell granulomatosis (histiocytosis X). Eur Respir J 9:2002‐2006,  1996.  39)Sundar  KM,  Gosselin  MV,  Chung  HL,  et  al:  Pulmonary  Langerhans  cell  histiocytosis:  emerging  concepts  in  pathobiology,  radiology,  and  clinical  evolution of disease. Chest 123:1673‐1683, 2003.  40)Harari  S,  Sabolla  L,  De  Juli  E:  High  resolution  CT  (HRCT)  in  histiocytosis  X  (Hx): diagnosis and staging. Am J Respir Crit Care Med 155:A329, 1997.  41)Kanne J, Bilawich A, Lee C, et al: Smoking‐related emphysema and interstitial  lung diseases. J Thorac Imaging 22:286‐291, 2007. 

 

19 42)Brauner  MW,  Grenier  P,  Tijani  K,  et  al:  Pulmonary  Langerhans  cell  histiocytosis: evolution of lesions on CT scans. Radiology 204:497‐502, 1997.  43)Chaowalit  N,  Pellikka  P,  Decker  P,  et  al:  Echocardiographic  and  clinical  characteristics  of  pulmonary  hypertension  complicating  pulmonary  Langerhans cell histiocytosis. Mayo Clin Proc 79:1269‐1275, 2004.  44)Patel R, Ryu J, Vassallo R: Cigarette smoking and diffuse lung disease. Drugs  68:1511‐1527, 2008.  45)Vassallo  R,  Ryu  J:  Pulmonary  Langerhans’  cell  histiocytosis.  Clin  Chest  Med  25:561‐771, 2004.  46)Harari  S,  Simonneau  G,  De  Juli  E,  et  al:  Prognostic  value  of  pulmonary  hypertension  in  patients  with  chronic  interstitial  lung  disease  referred  for  lung  or  heart‐lung  transplantation.  J  Heart  Lung  Transplant  16:460‐463,  1997.  47)Fartoukh M, Humbert M, Capron F, et al: Severe pulmonary hypertension in  histiocytosis X. Am J Respir Crit Care Med 161:216‐223, 2000.  48)Etienne B, Bertocchi M, Gamondes JP, et al: Relapsing pulmonary Langerhans  cell  histiocytosis  after  lung  transplantation.  Am  J  Respir  Crit  Care  med  157:288‐291, 1998.  49)Dauriat  G,  Mal  H,  Thabut  G,  et  al:  Lung  transplantation  for  pulmonary  Langerhans’  cell  histiocytosis:  a  multicenter  analysis.  Transplantation  81:746‐750, 2006.  50)Mendez  JL,  Nadrous  HG,  Vassallo  R,  et  al:  Pneumothorax  in  pulmonary  Langerhans cell histiocytosis. Chest 123(3):1028‐1032, 2004. 

 

20 51)Niewoehner  D,  Kleinerman  J,  Rice  D:  Pathologic  changes  in  the  peripheral  airways of young cigarette smokers. N Engl J Med 291:755‐758, 1974.  52)Fraig  M,  Shreesha  U,  Savici  D,  et  al:  Respiratory  bronchiolitis:  a  clinicopathologic study in current smokers, ex‐smokers, and never‐smokers.  Am J Surg Pathol 26:647‐653, 2002.  53)Myers  JL,  Veal  CF  Jr,  Shing  MS,  et  al:  Respiratory  bronchiolitis  causing  interstitial lung disease: a clinicopathologic study of six cases. Am Rev Respir  Dis 135:880‐884, 1987.  54)Moon  J,  du  Bois  R,  Colby  T,  et  al:  Clinical  significance  of  respiratory  bronchiolitis  on  open  lung  biopsy  and  its  relationship  to  smoking  related  interstitial lung disease. Thorax 54:1009‐1014, 1999.  55)Woo  OH,  Yong  HS,  Oh  YW,  et  al:  Respiratory  Bronchiolitis  –  Associated  Interstitial Lung Disease in a Nonsmoker: Radiologic and Pathologic Findings.  American Journal of Roentgenology 188: W412‐W414, 2007.  56)Davies  G,  Wells  A,  du  Bois  R:  Respiratory  bronchiolitis  associated  with  interstitial lung disease and desquamative interstitial pneumonia. Clin Chest  med 25:717‐726, 2004.  57)Park  J,  Brown  K,  Tuder  R,  et  al:  Respiratory  bronchiolitis‐associated  interstitial  lung  disease:  radiology  features  with  clinical  and  pathologic  correlation. J Comput Assist Tomogr 26:13‐20, 2002.  58)Heyneman LE, Ward S, Lynch DA, et al: Respiratory bronchiolitis, respiratory  bronchiolitis‐associated  interstitial  lung  disease,  and  desquamative 

 

21 interstitial pneumonia: different entities or part of the spectrum of the same  disease process? Am J Roentgenol 173(6):1617‐1622, 1999.  59)King TE Jr:. Respiratory bronchiolitis‐associated interstitial lung disease. Clin  Chest Med 14:693,698, 1993.  60)Hunninghake  GW,  Crystal  RG:  Cigarette  smoking  and  lung  destruction:  accumulation of neutrophils in the lungs of cigarette smokers. Am Rev Respir  Dis 128:833‐838, 1983.  61)Portnoy  J,  Veraldi  K,  Schwartz  M,  et  al:  Respiratory  bronchiolitis‐interstitial  lung disease: long term outcome. Chest 131:664‐671, 2007.  62)Wells  A,  Nicholson  A,  Hansell  D,  et  al:  Respiratory  bronchiolitis‐associated  interstitial lung disease. Semin Respir Crit Care Med 24:585‐594, 2003.  63)Yousem  SA,  Colby  TV,  Gaensler  EA.  Respiratory  bronchiolitis‐associated  interstitial  lung  disease  and  its  relationship  to  desquamative  interstitial  pneumonia. Mayo Clin Proc 64:1373‐1380, 1989.  64)Craig  P,  Wells  A,  Doffman  S,  et  al:  Desquamative  interstitial  pneumonia,  respiratory  bronchiolitis  and  their  relationship  to  smoking.  Histopathology  45:275‐282, 2004.  65)Liewbow  AA,  Steer  A,  Billingsley  JG.  Desquamative  interstitial  pneumonia.  Am J Med 39:369‐404, 1965.  66)Carrington  CB,  Gaensler  EA,  Coutu  RE,  et  al:  Natural  history  and  treated  course  of  usual  and  desquamative  interstitial  pneumonia.  N  Engl  J  Med  298:801‐809, 1978. 

 

22 67)Ryu JH, Myers JL, Capizzi SA, et al. Desquamative interstitial pneumonia and  respiratory bronchiolitis‐associated interstitial lung disease. Chest 127:178‐ 184, 2005.  68)Hidalgo  A,  Franquet  T,  Gimenez  A,  et  al:  Smoking‐related  interstitial  lung  disease: radiologic‐pathologic correlation. Eur Radiol 16:2463‐2470, 2006.  69)Ryu  JH,  Colby  TV,  Hartman  TE,  et  al:  Smoking‐related  interstitial  lung  diseases: a concise review. European Respiratory Journal 17: 122‐132, 2001.  70)Hansell  D,  Nicholson  A:  Smoking‐related  diffuse  parenchymal  lung  disease:  HRCT‐pathologic correlation. Semin Respir Crit Care Med 24:377‐392, 2003.  71)Desai  S,  Ryan  S,  Colby  T:  Smoking‐related  interstitial  pneumonias  and  pulmonary  Langerhans  cell  histiocytosis.  Proc  Am  Thorac  Soc  3:299‐306,  2006.  72)Akira M, Yamamoto S, Hara H, et al: Serial computed tomographic evaluation  in desquamative interstitial pneumonia. Thorax 52:333‐337, 1997.  73)Kitaichi  M:.  Desquamative  interstitial  pneumonia:  an  idiopathic  interstitial  pneumonia with a possibility of spontaneous regression. Intern Med 36:672‐ 673, 1997.  74)Matsuo K, Tada S, Kataoka M, et al: Spontaneous remission of desquamative  interstitial pneumonia. Intern Med 36:728‐731, 1997.  75)Hartman  TE,  Primack  SL,  Kang  EY,  et  al:  Disease  progression  in  usual  interstitial pneumonia compared with desquamative interstitial pneumonia:  assessment with serial CT. Chest 110:378‐382, 1996. 

 

23 76)Barbaris M, Harari S, Tironi A, et al: Recurrence of primary disease in a single  lung transplant recipient. Transplant Proc 24:2660‐2662, 1992.  77)U.S.  Preventive  Services  Task  Force. Screening  for  Lung  Cancer:  Draft  Recommendation  Statement.  AHRQ  Publication  No.  13‐05196‐EF‐3.  http://www.uspreventiveservicestaskforce.org/uspstf13/lungcan/lungcand raftrec.htm. Accessed on 10/28/2013. 

Figure Legends    Figure 1. 51‐year old man with centrilobular emphysema. Coronal CT image shows  upper lobe predominant cystic disease in a patient with a 35‐pack year of smoking.  Note lack of cystic disease in the lung bases. Image courtesy of Howard Mann, MD.    Figure 2. Transverse (A) and coronal (B) HRCT images of a 39‐year old male smoker  with  PLCH  show  multiple  cysts,  some  of  which  have  irregular  shapes,  predominating  in  the  upper  lobes.  Scattered  poorly  marginated  nodules  are  also  present. Images courtesy of Howard Mann, MD.    Figure  3.  20‐year  old  man  with  PLCH.  Chest  radiograph  (A)  shows  upper  lobe  predominant  reticulation,  along  with  small,  subtle  nodules.  HRCT  (B)  better  delineates upper lobe predominant cystic disease with multiple associated scattered  nodules. Note the expansile left rib lesion (Arrow).   

 

24

Figure 4. Axial (A) and coronal (B) HRCT images of a 38‐year old male smoker with  moderate  PLCH  show  multiple  cysts,  some  of  which  have  irregular  shapes,  predominating in the upper lobes. Few scattered small nodules are also present.    Figure 5. A 37‐year‐old asymptomatic female smoker with RB. HRCT image through  the upper lobes shows subtle poorly marginated centrilobular nodules (Arrow).  Figure  6.    A  35‐year‐old  female  smoker  with  RB.  HRCT  image  through  the  upper  lobes  shows  multiple  small,  poorly  defined  centrilobular  nodules  (Arrows).  Image  courtesy of Jeffrey Kanne, MD.    Figure  7.  A  44‐year‐old  male  smoker  with  RB‐ILD.  Transverse  (A)  and  coronal  (B)  HRCT  images  demonstrate  patchy  ground‐glass  attenuation  (Arrows)  with  some  lobular sparing in the upper and lower lung zones. Image courtesy of Jeffrey Kanne,  MD.    Figure 8. A 52‐year‐old male smoker with DIP. Axial (A) and coronal (B) CT images  show  basilar  predominant  ground‐glass  attenuation,  mild  reticulation,  and  a  few  scattered cysts (arrows). Images courtesy of Howard Mann, MD. 

 

25

Fig 1 

 

 

26

Fig 2 a, b 

 

 

27

 

 

28

Fig 3 a, b 

 

 

29

 

 

30

Fig 4 a, b 

 

 

31

 

 

32

Fig 5  

 

 

33

Fig 6 

 

 

34

Fig 7a 

 

 

35

Fig 7b 

 

 

36

Fig 8 a, b 

 

 

37

 

Diffuse smoking-related lung disease: emphysema and interstitial lung disease.

Diffuse smoking-related lung disease: emphysema and interstitial lung disease. - PDF Download Free
3MB Sizes 3 Downloads 14 Views