劉子歌　宋國瑞　張晨　陳德勝

[摘要]人工關(guān)節(jié)假體感染（PJI）是人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后最棘手也是最常見的災(zāi)難性并發(fā)癥之一。隨著我國逐漸步入人口老齡化社會，人工關(guān)節(jié)假體置換術(shù)所導(dǎo)致的PJI相應(yīng)增加。臨床上，引起人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染的主要高危因素分為兩大類：糖尿病、術(shù)前營養(yǎng)不良、病態(tài)肥胖、吸煙飲酒史、術(shù)前貧血、藥物使用等與患者自身并發(fā)癥狀有關(guān)的，稱為不可改變因素;術(shù)前關(guān)節(jié)穿刺、鼻腔定植金葡菌、無癥狀性菌尿、手術(shù)時間長等潛在危險因素可在術(shù)前進(jìn)行預(yù)先處理和術(shù)中控制的，稱為可改變因素。因此，盡可能地總結(jié)與完善PJI的高危因素并積極采取預(yù)防措施，對預(yù)防該疾病的發(fā)生至關(guān)重要。本文就常見的人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后高危感染因素進(jìn)行分類并作一綜述，以期為預(yù)防和治療PJI提供理論依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]人工關(guān)節(jié)置換術(shù);關(guān)節(jié)假體感染;高危因素;并發(fā)癥

[中圖分類號] R687.4? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1674-4721（2019）11（a）-0017-05

Research status of high-risk factors of infection after artificial joint replacement

LIU Zi-ge1? ?SONG Guo-rui1? ?ZHANG Chen1? ?CHEN De-sheng2

1. School of Clinical Medicine， Ningxia Medical University， Yinchuan? ?750004， China; 2. Department of Orthopedics， General Hospital of Ningxia Medical University， Yinchuan? ?750004， China

[Abstract] Artificial prosthesis joint infection （PJI） is one of the most intractable and most common catastrophic complications after artificial joint replacement. As China gradually enters an aging society， the PJI caused by artificial joint prosthesis replacement increases accordingly. Clinically， the main high-risk factors for postoperative infection after artificial joint replacement are divided into two categories： diabetes， preoperative malnutrition， morbid obesity， smoking and drinking history， preoperative anemia， drug use， etc.， which are related to the patients′ own complications， are called non-modifiable factors; preoperative joint puncture， nasal colonization of Staphylococcus aureus， asymptomatic bacteriuria， long operation time and other potential risk factors which can be pre-treated and intraoperatively controlled before surgery， are called modifiable factors. Therefore， it is important to summarize and improve the risk factors of PJI and take preventive measures as much as possible to prevent the occurrence of this disease. This article reviews the common high-risk infection factors after artificial joint replacement， so as to provide a theoretical basis for the prevention and treatment of PJI.

[Key words] Artificial joint replacement; Prosthetic joint infection; High-risk factors; Complications

人工關(guān)節(jié)假體感染（prosthetic joint infection，PJI），根據(jù)美國肌肉骨骼感染協(xié)會[1]，滿足以下幾個條件則可以診斷為PJI。（1）形成了與植入物相通的竇道;（2）來自關(guān)節(jié)的兩種獨立的液體或組織的培養(yǎng)物中培養(yǎng)出了一種病原體，或者滿足以下6個標(biāo)準(zhǔn)中的至少4個：①血清紅細(xì)胞沉降率升高（>30 mm/h）或C反應(yīng)蛋白水平升高（>10 mg/L）;②任何滑膜析出液中白細(xì)胞計數(shù)升高;③任何滑膜析出液中的中性粒細(xì)胞百分比增加;④嚴(yán)重化膿的滑膜析出物;⑤一種液體或者組織培養(yǎng)所產(chǎn)生病原體;⑥在冰凍組織切片中，每高倍視野下至少有五個區(qū)域觀察到5個以上中性粒細(xì)胞。Bozic等[2]的研究指出，盡管人工關(guān)節(jié)置換術(shù)的環(huán)境與技術(shù)在不斷提高，但其術(shù)后的綜合感染率仍維持在1.5%～2.0%。人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后的PJI常會引起關(guān)節(jié)周圍紅腫、疼痛、皮膚溫度增高和全身炎性反應(yīng)等。伴隨著PJI的進(jìn)一步發(fā)展，最嚴(yán)重會導(dǎo)致假體周圍感染性松動，需要進(jìn)行翻修或二次假體植入手術(shù)。較全面地了解術(shù)后人工關(guān)節(jié)假體感染的高危因素并及時預(yù)防，可有效將此并發(fā)癥的危害降到最低，極大地改善患者的預(yù)后，提高患者的生活質(zhì)量[3]。本文分別通過對感染的兩大類高危因素進(jìn)行歸納總結(jié)，旨在探討如何降低術(shù)后假體感染風(fēng)險，并為國內(nèi)外相關(guān)研究和臨床治療提供一定參考。

1可改變因素

通常可改變因素的可控性很大程度上取決于手術(shù)醫(yī)生與醫(yī)院相關(guān)人員。完善好術(shù)前相關(guān)檢查，制定周密的手術(shù)計劃等，可以很大程度上人為降低PJI的發(fā)生。

1.1術(shù)前關(guān)節(jié)穿刺

術(shù)前穿刺經(jīng)常用于診斷是否有關(guān)節(jié)感染和其感染的病原菌。Xu等[4]認(rèn)為術(shù)前關(guān)節(jié)腔穿刺是導(dǎo)致術(shù)后置換PJI的高危因素。其最常見的并發(fā)癥是穿刺部位的炎癥反應(yīng)（如注射部位的疼痛，表面紅腫與發(fā)熱）[5]。Camp等[6]利用美國的一項醫(yī)療保險數(shù)據(jù)庫分析了2005～2012年所有進(jìn)行肘部關(guān)節(jié)鏡操作的患者，發(fā)現(xiàn)接受關(guān)節(jié)內(nèi)皮質(zhì)類固醇激素治療的患者術(shù)后感染率提高了近3倍（OR=2.79）。術(shù)前進(jìn)行關(guān)節(jié)腔穿刺檢查或者向其內(nèi)注射糖皮質(zhì)激素均可能引起感染，應(yīng)該常規(guī)進(jìn)行預(yù)防[7]。糖皮質(zhì)激素經(jīng)常用于抗炎抗過敏，所以其蓄積有可能導(dǎo)致局部免疫力低下，增高感染發(fā)生率，且外源性操作有將外源性細(xì)菌帶入關(guān)節(jié)腔的可能，進(jìn)一步誘發(fā)感染。但是臨床上關(guān)節(jié)內(nèi)注射糖皮質(zhì)激素和透明質(zhì)酸被廣泛運(yùn)用于骨性關(guān)節(jié)炎的保守治療，而且被證明這的確是一種達(dá)成共識且較為有效的方法[8]。提示在臨床操作中，特別是對于有糖尿病或者肥胖等其他危險因素患者進(jìn)行穿刺操作時，需要更加嚴(yán)格地遵守?zé)o菌原則。

1.2鼻腔定植菌

PJI中最常見的致病菌是金黃色葡萄球菌和革蘭陰性葡萄球菌[3]。Dojode等[9]通過研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)患者鼻腔內(nèi)部菌株與其感染傷口培養(yǎng)出來的菌株有相同的分子結(jié)構(gòu)，所以篩查并去除鼻腔定植菌可以在一定程度上降低術(shù)后感染率。由于考慮到治療時間、醫(yī)療成本和患者依從性等問題，當(dāng)前對金黃色葡萄球菌管理尚未形成一致共識。Stambough等[10]認(rèn)為金黃色葡萄球菌定植已被確定為減少全關(guān)節(jié)置換術(shù)（total joint arthroplasty，TJA）外科手術(shù)部位感染（surgical site infection，SSI）的關(guān)鍵可改變風(fēng)險因素。但2017年的《外科手術(shù)部位感染預(yù)防指南》卻并沒有把術(shù)前對葡萄球菌的預(yù)防要求列入[11]。因此，對于除去鼻腔定植菌的有效性以及如何降低相關(guān)醫(yī)療成本尚有待研究。

1.3無癥狀性菌尿（asymptomatic bacteriuria，ASB）

ASB與PJI之間關(guān)系的報道，最早見于20世紀(jì)70年代[12]。之后的很長一段時間，骨科醫(yī)生都會對患者進(jìn)行術(shù)前例行的尿路篩查。Sousa等[13]在對調(diào)查的2497個病例中進(jìn)行統(tǒng)計，認(rèn)為特別是在革蘭陰性菌的影響下，ASB是人工PJI的一個獨立高危因素。盡管人工關(guān)節(jié)置換術(shù)患者大多為老年人，合并基礎(chǔ)疾病且身體狀況較其他病例復(fù)雜，且ASB通過血源性傳播導(dǎo)致術(shù)后PJI只是理論上的依據(jù)，但由于其后果的嚴(yán)重性，不得不引起骨科醫(yī)生的擔(dān)憂。另一方面，雖然普通的尿培養(yǎng)并不昂貴，但是鑒于每年在我國以及世界范圍內(nèi)進(jìn)行大量關(guān)節(jié)成形術(shù)，術(shù)前ASB的常規(guī)篩查和治療也將導(dǎo)致相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[14]。所以如何處理和對待ASB也是一個絕對不可忽略且尤為重要的問題。

1.4手術(shù)時間長

PJI還與手術(shù)時間的長度有直接的聯(lián)系，國外有研究者認(rèn)為應(yīng)該盡量將手術(shù)時間控制在2.5 h以內(nèi)[15-16]。隨著手術(shù)時間的延長，其切口的暴露時間、手術(shù)所帶來的失血都會相應(yīng)增加，所以發(fā)生感染的概率也就越高。田佳寧等[17]認(rèn)為，術(shù)中失血和術(shù)后血紅蛋白的下降會直接導(dǎo)致手術(shù)患者傷口的愈合延遲與感染率的上升。術(shù)中合理地使用氨甲環(huán)酸，可以一定程度上抑制炎癥反應(yīng)且減少術(shù)中傷口出血，從而縮短手術(shù)時間，且氨甲環(huán)酸全身或局部應(yīng)用并沒有明顯差異。Alijanipour等[18]研究認(rèn)為，如果外科手術(shù)持續(xù)超過預(yù)防性抗生素的半衰期，則應(yīng)靜脈注射第二劑抗生素;如果術(shù)中出血量較多，也應(yīng)考慮再次使用抗生素。綜上所述，對手術(shù)時間的合理控制，也可以較有效地降低術(shù)后人工關(guān)節(jié)感染的發(fā)生率。

2不可改變因素

外科醫(yī)生對于不可改變因素同樣可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)母深A(yù)，以達(dá)到改善愈后和降低PJI的效果，如控制糖尿病患者的血糖水平或者改善患者的營養(yǎng)狀態(tài)，敦促患者術(shù)前4～6周戒煙[19]，依據(jù)患者實際情況重新制定免疫抑制劑類藥物的使用策略等。

2.1糖尿病

糖尿病既是普通外科手術(shù)也是骨科手術(shù)后感染的一個常見危險因素。原因主要為患者機(jī)體免疫機(jī)制受損，蛋白質(zhì)合成不足與消耗增加，高血糖濃度有利于細(xì)菌增長[20]。一項包含101例感染和1847例非感染患者的研究表明[21]，糖尿病患者的感染率明顯高于非感染組（22% vs. 9%，P<0.001）。雖然糖化血紅蛋白（HbA1c）被用作血糖控制指標(biāo)，但其還沒有被用來預(yù)測感染[22]。因此對糖尿病控制應(yīng)進(jìn)行術(shù)前識別評估以及采取相對應(yīng)必要的措施。

2.2術(shù)前營養(yǎng)不良

術(shù)前營養(yǎng)不良也是導(dǎo)致人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染的原因之一，包括手術(shù)切口愈合不良和其導(dǎo)致的成倍增加的感染率。營養(yǎng)不良通過影響受損的成纖維細(xì)胞增殖和膠原蛋白合成從而影響傷口愈合，相應(yīng)淋巴細(xì)胞計數(shù)的降低也會提高感染率[23]。如果血清白蛋白<35 g/L（正常范圍為34～54 g/L），血清轉(zhuǎn)鐵蛋白<200 mg/dl（正常范圍為220～400 mg/dl），或者淋巴細(xì)胞總數(shù)<1500個細(xì)胞/μl（正常范圍為3900～10 000個細(xì)胞/μl），則診斷為營養(yǎng)不良[3，24]。合理地改善患者的營養(yǎng)狀態(tài)可以減少術(shù)后PJI的發(fā)生。

2.3肥胖

肥胖經(jīng)常與各種術(shù)后并發(fā)癥聯(lián)系在一起。世界衛(wèi)組織估計10%的世界人口（超過4億成年人）為肥胖[體重指數(shù)（BMI）>30.0 kg/m2][25]。肥胖患者行人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后常見的問題是傷口愈合不良、傷口需要長期引流和高感染率。此外，肥胖患者組織抗生素滲透能力下降，也可能低于抗生素的最低抑制閾值，從而導(dǎo)致感染風(fēng)險增加[26]。肥胖還因為普遍被延長的手術(shù)時間，從而導(dǎo)致更高的感染概率（OR=1.211，95%CI：1.169～1.255）[27]。Wu等[28]在一項病例回顧分析中按照肥胖的中國官方指南將患者分為超重組（BMI：18.5～28 kg/m2）和肥胖組（BMI≥28 kg/m2），也顯示肥胖患者（BMI≥28 kg/m2）比非肥胖患者具有更高的感染風(fēng)險（57.8% vs. 37.6%，P<0.001）。

2.4吸煙和飲酒

吸煙和飲酒會導(dǎo)致術(shù)后不良反應(yīng)，Kapadia等[29-30]兩項研究表明，在進(jìn)行TJA后吸煙患者的術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率與不吸煙患者有顯著的差異，同時吸煙組的感染率也明顯高于非吸煙組。尼古丁介導(dǎo)的血管收縮效應(yīng)已被認(rèn)為是導(dǎo)致傷口愈合不良的主要原因[31]。不良的血液循環(huán)會增加組織缺氧和感染的可能性。尼古丁和其他吸煙副產(chǎn)物使患者圍術(shù)期的各種并發(fā)癥、傷口愈合問題、感染和死亡率顯著增加[19]。同時，酒精濫用也會導(dǎo)致關(guān)節(jié)置換術(shù)后并發(fā)癥的增加和PJI發(fā)生率的增加[32-33]。Alijanipour等[18]建議患者至少在術(shù)前4周進(jìn)行戒酒。

2.5術(shù)前貧血

術(shù)前貧血也是一個不可忽略的高危因素?，F(xiàn)在對術(shù)前貧血會增加TJA后的并發(fā)癥基本已經(jīng)達(dá)成共識[34-36]。人工關(guān)節(jié)置換術(shù)患者圍術(shù)期的輸血率一直居高不下。老年人由于自身身體狀況的復(fù)雜性更加傾向于合并術(shù)前貧血，而且術(shù)前貧血的患者與其他并發(fā)癥和PJI的高危因素有密切聯(lián)系。Alamanda等[37]給出的建議是對于確診有術(shù)前貧血的患者[男性血紅蛋白（Hb）<13 g/dl，女性Hb<12 g/dl]，外科醫(yī)生圍術(shù)期可以加強(qiáng)營養(yǎng)和給予適當(dāng)?shù)拇偌t細(xì)胞生成素（erythropoietin，EPO）。

2.6藥物使用

免疫功能相關(guān)的疾病和其相關(guān)的藥物使用也是一個重要的危險因素。有文獻(xiàn)報道艾滋和丙型肝炎感染的患者在進(jìn)行TJA后有發(fā)生感染的高風(fēng)險[38-39]。免疫抑制藥物包括糖皮質(zhì)激素、細(xì)胞抑制劑、干擾素和腫瘤壞死因子抑制劑等，經(jīng)常對術(shù)后結(jié)果產(chǎn)生負(fù)面影響。另外，原發(fā)性免疫功能缺陷的患者雖沒有誘發(fā)因素，但也極易感染[40]。

3結(jié)語

人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后的感染是導(dǎo)致假體取出和遠(yuǎn)期翻修的最主要的原因，也是長久以來關(guān)節(jié)骨科領(lǐng)域一直待解決的難題。在過去的數(shù)十年中，人工PJI的診斷已經(jīng)有了很大的改善，雖然PJI在近幾年來不會完全消除，但是外科醫(yī)生應(yīng)該利用現(xiàn)有的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)和醫(yī)療指南，改善患者和自身可控制的風(fēng)險因素，以盡量減少PJI的風(fēng)險。

綜上所述，人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后的感染是多因素交互所致，提示臨床實踐中不能孤立、片面地去看問題。本文只是對較常見的高危因素進(jìn)行了羅列與分析，還有諸如膝關(guān)節(jié)處組織薄弱、血運(yùn)相對不足、術(shù)后傷口愈合慢等也是人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后易感染的因素之一。所以PJI的研究還充滿著機(jī)遇和挑戰(zhàn)，更好地了解其發(fā)病機(jī)制和高危因素，有助于早期攻克這一難題。

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（收稿日期：2019-05-09? 本文編輯：任秀蘭）