作者:上海交通大学附属第六人民医院骨科 张先龙
人工关节假体感染(PJI)是关节置换术后灾难性的并发症。初次置换术后感染率约为2%，而关节翻修术后则更高(髋关节约14．8%，膝关节约25．2%)。PJI往往会导致患者反复的清创、假体的移除、住院时间的延长以及患肢的短缩和畸形，同时会增加医疗卫生的花费。尽管当前围手术期抗生素使用和无菌技术不断优化改进，但随着人工关节置换需求量持续扩大，PJI病例数也在不断上升，因此PJI相关的基础和临床问题已成为关节外科的研究热点。
人工关节假体感染的危险因素包括免疫缺陷，糖尿病，肥胖，皮肤条件不良，其他部位感染等。针对这些危险因素的研究是感染预防的重要前提。王永成等通过回顾性分析982例接受初次人工髋膝关节置换患者，所有患者均行尿常规检验及培养尿液样本鉴定术前无症状性菌尿(ASB)，以术后发生PJI为临床结局进行相关分析。其中ASB患病率为12.1%，女性118例(12.02%)，男性21例(2.14%)，女性显著高于男性。ASB组的PJI发生率明显高于非ASB组；ASB治疗组(4.51%)和非治疗组(3.92%)发生PJI无差异。革兰阴性菌PJI发生率ASB组(2.88%)与非ASB组(0.36%)比较有显著性差异，但与尿培养的微生物不相关。因此，ASB可以说是PJI的独立危险因素，特别是由革兰氏阴性菌引起的感染，然而术前抗生素治疗ASB对人工关节假体感染的预防并无获益。
人工关节假体感染的临床诊断当前对于关节外科医生来说仍是一个挑战。目前主要的诊断方式包括组织培养，血清标记物，组织病理和滑液穿刺分析等。血液白细胞计数和分类只有对于急性感染并造成全身症状才有意义；对于慢性感染，血液白细胞计数和分析没有重要价值。当怀疑PJI时首先检测的指标是红细胞沉降率(ESR)和C反应蛋白(CRP)，但这些指标值需要同其他发现一起来解释。CRP和ESR另一个重要的意义在于检测治疗进程中感染是否控制，抗生素是否有效等。CRP和ESR水平正常也是二期置换是否能够再植入假体的重要参考指标。李章来等选取160例关节翻修手术的患者，符合美国肌肉与骨骼肌感染协会(MSIS)制定的假体周围感染诊断标准的患者为感染组，不符合者为非感染组，测量患者的血清中CRP、ESR、hs-CRP及白介素(IL)-6水平，并通过受试者工作曲线下面积(ROC-AUC)分析评估各指标诊断PJI的临床意义。结果发现，血清学炎性指标CRP、ESR、hs-CRP及IL-6水平，感染组明显高于非感染组高，而且各指标之间无明显统计学差异。因此，CRP、ESR、hs-CRP和IL-6对于假体周围感染具有明确的诊断意义，其中IL-6的诊断价值可能更高。IL-6与CRP或hs-CRP平行试验联合诊断PJI敏感性提高，对于排除假体周围感染临床意义更大，具有很好的临床应用价值。
怀疑PJI的患者，通常需要作关节腔的穿刺检查，这样有机会在术前明确是否有感染和可能的病原菌，但穿刺后关节液检测和关节组织活检的效率一直存在争议。组织培养一直被认为是金标准，但由于其敏感性低，因此很多研究旨在提高培养阳性率，这方面的进展主要是有以下几点，包括Neut等提出了广泛的培养方法；Schfer等提出延长培养时间；Trampuz等提出采用超声裂解假体生物膜组织提高阳性率。Shen等提出联合采用超声裂解液结合血培养提高病原菌检出率。这些优化改进使关节假体感染的培养阳性率大大提高。人工关节假体感染治疗的方法包括单纯抗生素药物治疗、清创保留关节假体、一期置换、二期置换、为控制感染的关节切除成形术等。
绝大多数PJI需要手术干预，以便更彻底地清除感染，但对于高龄、一般情况较差不能耐受手术或不愿再次接受手术治疗的患者，可考虑采用长期口服或静脉使用抗生素。抗生素治疗是指诊断感染后使用抗生素至少6个月甚至终生。其主要目的是降低细菌活性，尽量延长无症状且关节功能相对正常的时间。目前，临床上治疗PJI的一线用药是利福平联合氟喹诺酮，万古霉素及利奈唑胺等对肠球菌及链球菌感染的治疗有重要意义。最近法国一项多中心研究表明使用抗生素治疗老年人PJI的两年成功率为61%。另外，抗生素治疗用于清创灌洗或二期置换术后，可提高成功率或推迟感染复发。但由于感染控制率低，临床上单纯使用抗生素不作为首选治疗方法，并且抗生素的组合、剂量、应用时机以及应用疗程尚需要进一步优化。
灌洗清创保留假体主要用于急性感染和血源性感染的急性期。适应证包括:感染症状、体征持续时间在3周以内；假体稳定性好；软组织条件尚好，无大量疤痕形成，明确病原体对药物敏感性。李甲等回顾性分析28例急性PJI的患者，治疗方法采用清创灌洗+碘伏浸泡，浸泡时间不少于20min，术中更换假体可动组件，保留假体，术后给予足量足疗程抗生素治疗。研究发现，随访24～76个月后，28例患者中有25例感染得到控制。其中，12例全髋关节置换患者平均Harris评分为(94.2±2.3)分，13例全膝关节置换患者的特种外科医院(HSS)膝关节评分平均为(94.5±2.5)分。另外，感染复发3例均出现在全膝关节置换组，后期行两期置换。与同期单纯采用清创灌洗，保留假体治疗急性PJI的文献结果相比，该方法取得了满意的临床疗效，并提高了急性PJI的感染控制率。然而鉴于该方法在全膝关节置换患者中感染复发率较高，所以还需要更为严格的术前评估和病人选择，而且需要后续更大样本量的随访观察。但是近期也有研究开始质疑假体保留的有效性；特别是针对确认假体发生感染而培养又是阴性的病例，研究认为培养阴性可能是由于仅仅是有生物膜的形成而缺乏足够的游离细菌。对于这种情况下保留假体需要谨慎，因为对于具体的病原菌并不明确。
另外，清创灌洗对于多重感染的病例疗效十分有限，是否更换聚乙烯衬垫对该治疗的成功率也有重要影响。而且清创灌洗失败后是否增加二期置换的失败率也存在争议。
由于在早期PJI中清创灌洗可以取得比较不错的效果，因此，很少有一期置换用于治疗早期PJI的研究。然而与二期置换相比，一期置换的优势在于，减少手术次数，减轻经济负担，降低死亡率。在感染控制率接近的情况下，一期置换相比于二期置换可取得更好的功能。Haddad等比较了一期置换和二期置换治疗膝关节置换后慢性感染的疗效:一期置换的感染控制率为100%，而二期置换的感染控制率为93%，然而一期置换较二期置换有更高的膝关节协会评分(KSS)(分别为88分和76分)。目前在北美，二期置换是PJI主流的治疗方法，而在欧洲，更多医师尝试使用一期置换治疗PJI。但是尚缺乏直接比较一期置换和二期置换疗效的高质量研究。
对于慢性和延迟感染，骨科界普遍以二期翻修作为治疗PJI的金标准，它是国内关节假体慢性感染的主要处理手段。王津等通过回顾性分析上海六院关节外科2011年1月至2016年12月全髋置换术后，假体周围感染行活动性抗生素骨水泥间隔器患者感染控制的转归。结果发现，平均随访(39±24)月后，32例髋关节假体周围感染行二期翻修或仅行活动性抗生素骨水泥间隔器患者中有2例感染复发，其感染治愈率为93.8%，5年感染控制累积生存率为91.8%。除感染外并发症，观察到1例患者出现骨水泥间隔器脱位，再翻修后假体脱位患者1例，骨水泥间隔器断裂患者1例。所以，采用活动性抗生素骨水泥治疗全髋关节置换术后假体周围感染有较高的疗感染控制率。尽管二期置换在已有的报道中具有很高的感染控制率，但该方法的缺点也同样显著。分两次的手术及较长的间隔期会增加住院时间和医疗花费，降低生活质量，更重要的是，有提高死亡率的风险。因而，其疗效需要进一步评估。
由于近年来耐甲氧西林葡萄球菌引起的术后急性PJI越来越多，所以越来越多的作者开始重视对葡萄球菌假体感染发病机制的研究。目前认为，PJI难治性的根本原因主要在于早期细菌生物膜的形成以及假体/组织界面宿主免疫能力的缺乏。谈佳琪等通过回顾先前研究，认为植入的假体在一定程度上阻隔了宿主自身发挥免疫效应的通道。假体植入导致局部免疫抑制微环境增加了感染发生的几率。PJI的主要致病菌，金葡菌因为包含大量侵袭因子及在不同生存模式下的表型变化结合局部的免疫抑制导致金葡PJI的治疗非常困难。同时，金葡菌所致PJI中，机体免疫系统常出现功能紊乱，如过度的炎症反应等，这些无效免疫也会造成正常组织的损伤。虽然PJI相关免疫研究近年来取得许多进展，然而，仍有许多问题尚未解决，例如中性粒细胞到底能否穿过金葡菌生物膜发挥杀菌作用，生物膜形成早期和晚期Th1和Th2免疫的时间差异的具体机制，具有临床效果的金葡菌疫苗和抗体的研发等，尚需更多研究工作的投入。
PJI是人工关节置换术后一个灾难性的并发症，也是骨科具有较高挑战性的难题。为了提高人工关节置换术后感染的预防、诊断和治疗水平，需要从临床和基础各方面展开深入的研究，以期取得突破性的进展。
来源：中华关节外科杂志(电子版)2017年8月第11卷第4期
Links
