荐读:全膝关节置换术后感染的治疗 上篇

骨今中外 2018-07-03 19:39:10


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上篇

全膝关节置换术后感染的诊断和处理一直是临床治疗的难点。需要多学科团队协作进行治疗。当患者在全膝关节置换术后出现疑似感染的情况时,需要进一步确认诊断、优化医疗资源,对患者进行综合的外科治疗,包括:软组织覆盖、应用抗生素以及积极的进行康复锻炼以改善预后。外科医生应当与感染科专家或微生物学家密切合作,制定最佳的手术治疗方式和抗生素应用流程,并且密切观察患者接受治疗的反应情况,从而尽量降低患者围手术期感染的风险。综合目前的文献研究,尚缺乏有关全膝关节置换术后感染治疗的高级别的证据(包括清创、是否保留假体以及择期更换假体的手术指征等),需要进行大样本的前瞻性随机对照研究以明确规范化的治疗措施。


研究背景


由于全球人口老龄化加重,全球膝关节置换的数量正在不断增加。而全膝关节置换术后感染的发生也一直是困扰临床医生和患者的难题。有研究表明,感染的发生已成为导致全膝关节置换治疗失败的首要原因。尽管目前在骨科围手术期护理方面取得了广泛的进步,但是全膝关节置换术后发生感染的治疗效果仍然不能让人满意。假体置换术后感染的发生率较高,并且通常需要接受多次手术的治疗。甚至有一些假体关节置换术后感染的患者,最终还是需要接受关节融合或截肢治疗,给患者带来了极大的不便。此外假体关节感染的发生还可能与死亡率的增高有一定的关系。


一项纳入202例假体关节感染患者的研究发现,高达11%的患者死于关节置换术后到翻修之前这段时间。另外有研究发现:假体关节感染患者的5年生存率要比一些常见的癌症患者(如乳腺癌、黑色素瘤和睾丸癌)更差。尽管假体关节感染已经给患者和社会带来了巨大的经济负担,但是其真正的影响可能还是被低估了。


本综述旨在表明:需要多学科协作来共同治疗全膝关节置换术后发生的感染,需要各种医学专业的人员共同努力来优化患者的护理(见图1所示)。其中最重要的是:在治疗过程中,每一项治疗决策都需要多学科医务人员进行全面充分的沟通,以最大限度的帮助患者获得最佳的预后。


图1所示。需要多学科团队协作治疗全膝关节置换术(TKA)后的感染。


临床病例

Mrs. K患有类风湿性关节炎。BMI为39.9kg/m2。39岁时接受了减肥手术,起初体重减轻,随后开始反弹。同时还患有抑郁症,服用抗抑郁药物进行治疗。该患者目前诊断为晚期膝关节骨性关节炎(见图2-A所示),42岁时在当地行双侧全膝关节置换术治疗(见图2-B所示)。全膝关节置换术后9个月突然左膝关节疼痛、肿胀。抽血检查显示白细胞计数升高,CRP为13 mg/L,ESR为46mm/hr。未使用抗生素进行治疗,随后行膝关节穿刺,培养关节液2天,未培养出阳性结果。核素骨扫描显示左膝关节周围有骨吸收的现象。


随后诊断为膝关节假体周围感染,并进行保留假体的关节切开和清创治疗(见图2-C所示)。术中组织培养结果为阴性。组织学检查结果为“肉芽组织增生和混合型淋巴浆细胞浸润,无明显中性粒细胞浸润”。随后患者行抗感染治疗(静脉注射头孢唑林3周,口服头孢呋辛3周)。但是症状仍然存在,未见好转。清创术后9个月,转上级医院治疗。转院后再次行膝关节穿刺,培养关节液,发现关节液中白细胞总数为22,346/uL。将关节液保存于血培养瓶中培养10天,分离出厌氧的革兰氏阳性胃链球菌。进而诊断为慢性膝关节假体周围感染,建议分期进行假体置换治疗。首先移除假体,并行彻底清创,临时填充含有抗生素的骨水泥垫片(每袋骨水泥中含有1g庆大霉素和3g万古霉素)(见图2-D所示)。


微生物专家建议静脉注射万古霉素、替卡西林、克拉维酸和口服左氧氟沙星7周,然后再口服左氧氟沙星和甲硝唑2周进行治疗。患者于第一次翻修术后10周,发现左乳头出血,并进行检查确诊为乳腺癌。随后Mrs. K接受乳房切除术,术后行放化疗,以及心理治疗。第一次翻修术后14个月行假体置换治疗。翻修前再次行膝关节穿刺检查,发现滑膜白细胞计数为198/uL,其余的围手术期实验室检查指标均为阴性。二次翻修术后4年随访检查,无感染复发,患者的膝关节也再无明显疼痛。


图2所示。a.为Mrs. K接受全膝关节置换术前的X线检查,为晚期关节炎改变;b.为全膝关节置换术后的X线检查;c.为保留假体+彻底清创后的X线检查;d.为一期移除假体+彻底清创+含有骨水泥的关节成形术e.为二期更换假体后4年的X线检查。


团队协作

影响关节感染诊断的因素:生物膜的形成,细菌内化以及病原微生物的免疫逃避。假体关节置换术后感染的诊断通常较为困难。假体的置入,会使存在与人体内的微生物定植在假体的表面,从而形成细菌生物膜结构。在生物膜的保护下,宿主的免疫细胞和抗生素对细菌或病原微生物进行有效的杀伤。近年来,人们还发现类似金黄色葡萄球菌这样的病原微生物还能够跨越细胞膜,躲在成骨细胞的细胞质中,或者侵入到骨小管中继续扩散,免受宿主免疫细胞对其杀伤。这些病原微生物产生的免疫逃避机制,能够帮助其在假体表明存活和繁殖,免受宿主免疫系统的攻击和抗生素的杀伤,同时又能够避免被常规的检测和培养方法检测到。有研究发现:假体关节感染,细菌的阴性培养率竟高达50%。


目前尚无假体关节感染诊断的金标准。肌肉骨骼感染协会(MSIS)、国际共识小组(ICG)和美国骨科医师学会(AAOS)等陆续发布了一系列关于假体关节感染的检验指标和诊断标准,以期逐步完善对假体关节感染的诊断。通常临床上对假体置换术后伴有疼痛的患者进行检查,最常用的实验室指标是ESR和CRP。


对于由生长繁殖缓慢的微生物(如丙酸杆菌或表皮葡萄球菌)引起的假体关节感染的患者,其ESR和CRP水平可能是正常的。而其他的血清学检查指标(如:全血白细胞计数和多核百分比、白细胞介素-6和降钙素等),其敏感性和特异性又相对较低。同时也有研究发现,血清D-二聚体在假体关节感染的诊断和确定假体植入的时机选择中,具有良好的预测作用。临床中确定假体关节感染最重要的诊断性检查是关节穿刺。需要对关节液进行白细胞计数和核形百分比和生物标志物检测,同时对关节液进行细菌培养。


近年来,有研究发现滑膜中的防御素α抗原(实验室检测或商业用的试剂盒)是诊断假体关节感染非常重要的一个生物标志物。最初的研究发现其诊断感染的敏感性和特异性几乎达到100%。采用多联免疫吸附技术(ELISA)进行感染诊断的敏感性和特异性分别为84%和97%。最近的研究发现,即使患者合并有炎症性关节疾病或使用抗生素的情况下,结合检测防御素α抗原和滑膜CRP(阈值为3mg/L)可以准确诊断99%的假体关节感染的患者。另外一种生物标志物检测方法是使用白细胞酯酶条带。在其优良性能的基础上,白细胞酯酶检测方便实用,能够快速有效的诊断出关节周围的感染。有研究发现白细胞酯酶在诊断感染的准确性方面,可以与防御素α抗原相匹配。


当需要对患者进行关节穿刺检查时,需要先停抗生素≥2周,以提高病原微生物的阳性培养率。穿刺时,尽量不进行局部浸润麻醉,因为麻醉药是有毒的,也会对细菌产生一定的杀伤作用。用注射器抽吸时,不要向关节腔内注射生理盐水,因为会稀释关节液,会影响后来的白细胞计数和多形核百分比的技术和分析,为了提高病原微生物的阳性培养率,可以将关节液用儿童血培养瓶培养,并且培养的时间久一些(大概14-21天),以隔离生长缓慢细菌(如P. acnes-痤疮丙酸杆菌)。也可以使用专门培养真菌或非典型微生物(如分枝杆菌)的培养基,可能会需要培养更长的时间(大概30-45天)。而且取样深层组织的细菌阳性培养率要高于滑膜液。建议取3-5个标本进行培养。如果滑膜液的培养结果是阴性的,但是临床仍然怀疑存在感染,则可以多次抽吸重复检查。对标本进行革兰染色的效果,敏感性较低,临床中不推荐使用。


可以对内植物进行超声降解,将病原微生物从内植物的表面裂解,再用血培养瓶进行培养,以提高阳性检出率。但是该技术在临床应用中尚有争议,可能会导致潜在的感染,所以还未在临床中得到广泛应用。冰冻切片和组织学检查确切的作用效果尚不清楚。目前AAOS临床实践指导委员会推荐的5个高倍镜下可见≥5个中性粒细胞,即诊断存在感染,在骨科感染诊断中应用较广。建议术中取内植物表面的膜或关节囊组织进行检测,而不应只取表面粘稠纤维蛋白,因为这种粘稠纤维蛋白通常会将中性粒细胞包裹起来,最终无法预测感染。此外,美国病理学协会建议冰冻切片的周转时间应该控制在20分钟左右,以提高检测的准确性。


先进的影像学检查在假体关节感染的诊断中起着重要的作用。影像学检查可见:局灶性骨溶解、骨膜周围新骨形成、骨内膜裂开、内植物松动等征象。图像定位引导穿刺或组织切片在临床中也有应用,而且在诊断臀部感染中更有用。临床中计算机断层扫描(CT)对诊断感染的作用非常有限。核磁共振成像检查(MRI)有助于检测脓肿和反应性新骨的形成。体内存在金属内植入的情况下,使用金属伪影还原序列(MARS)有助于提高感染诊断的准确性。最近的一项Meta分析报告了常见的核同位素检测诊断感染的敏感性和特异性,其中包括锝99m (分别为:93%和56%),铟111标记的白细胞计数(分别为:88%和77%),骨和白细胞计数(分别为:87%和82%), FDG-PET正电子发射断层扫描(分别为:70%和84%)。由于缺乏来自AAOS和ICG进行骨扫描研究的证据和相关资料的支持,所以这种方式已不再用于关节假体感染诊断的检查。


目前也采用分子生物学技术诊断关节假体周围感染。传统的聚合酶链反应具有较高的假阳性率,因此限制了其在临床中的广泛应用。分子技术已被应用于超声波降解法,效果良好。二代测序技术很可能成为诊断关节假体周围感染的一种非常有前途的工具。一项纳入200例患者的前瞻性研究,采用二代测序技术对滑膜液和/或关节周围组织是否存在感染进行对比研究,发现其在提高感染诊断的准确性方面,具有非常好的效果。但是尚需采用多中心的大样本研究,以评估二代测序技术对膝关节、髋关节和肩关节周围感染的诊断作用。


此外,还需要矫形外科医生、感染科专家、微生物学家和放射学专家的协同合作,为感染的患者提供最佳的诊疗策略。比如:放射科医生可以推荐合适的成像方式和最具代表性的局部穿刺或活检。感染科专家和微生物学家能够提供合理的抗生素应用建议(如:抗生素的使用原则,膝关节液的抽吸、病理组织的取样和培养方法等)。病理学家能够辅助外科医生确定感染的范围,以及收集术中的标本。综上所述,多学科的密切协作,能够显著增加感染控制和治愈的成功率。


(未完待续)


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