机体可改变因素与关节假体周围感染关系的研究进展

石伟发，王成龙，尹东，左德灵，陈雄，周晨 (广西中医药大学瑞康临床医学院，南宁5300；广西壮族自治区人民医院)

随着人工关节置换术的普及及手术技术的提升，临床上进行人工关节置换术的患者数量逐年增多，与之对应进行人工关节翻修手术的患者数量也逐年增加。导致人工关节翻修的原因主要有关节无菌性松动和假体周围感染，全髋关节置换术后关节假体周围感染发生率为0.3%～1.7%，全膝关节置换术后关节假体周围感染发生率为0.8%～1.9%[1,2]。糖尿病、营养不良、病态肥胖、贫血、类风湿性关节炎、肝肾相关疾病等，以及男性、尤其是有吸烟史均为关节假体周围感染的危险因素，已经成为国际共识[3]，称为机体不可改变因素。术前关节腔穿刺、无症状性菌尿、鼻腔定植菌等三个潜在危险因素可在术前进行处理，称为机体可改变因素[4]。本研究对上述机体可改变因素与关节假体周围感染的关系作一综述。

1 术前关节腔穿刺与关节假体周围感染

关节腔内穿刺抽取积液、注射糖皮质激素或玻璃酸钠是骨性关节炎保守治疗的主流方法之一[5，6]。目前关节侵入性操作是否会造成关节内感染，包括无症状性感染以及是否会诱发髋、膝关节置换术患者关节假体周围感染仍存在争议。最近一项回顾性队列研究显示，术前关节腔穿刺是造成关节深部感染的独立危险因素，尤其是关节腔内注射糖皮质激素，其导致关节深部感染的风险高于注射玻璃酸钠(OR=3.21，95%CI： 1.63～6.31，P<0.01)[7]。若术前关节腔穿刺后存在低毒性或无症状性感染，且感染未得到及时处理时再行关节置换术，有可能会诱发关节假体周围感染。Bedard等[8]纳入近9万例关节置换患者的一项队列研究结果表明，术前进行关节腔穿刺的患者关节置换术后感染(包括浅部和深部感染)发生率为4.4%，高于术前未进行关节腔穿刺的患者(OR=1.23，95%CI： 1.15～1.33，P<0.01)。Chambers等[9]研究发现，术前关节腔穿刺不仅可能诱发髋关节假体周围感染，而且多次(两次及两次以上)关节腔穿刺引起关节假体周围感染的风险高于单次关节腔穿刺(OR=3.30，95%CI： 1.23～1.73，P=0.05)。有报道，多次关节侵入性操作不仅增加了医源性感染的可能，且多次注射可导致糖皮质激素或玻璃酸钠集聚，使化脓性关节炎的发生率升高[10]。糖皮质激素具有抗炎、抗过敏作用，激素聚集可导致人体免疫力下降，多次操作有可能将定植菌带入关节腔，进而诱发细菌生长繁殖。Werner等[11]和Schairer等[12]报道，术前3个月内进行关节腔穿刺的患者关节置换术后假体周围感染发生率较未进行关节腔穿刺的患者高3.7%，穿刺后3个月再行关节置换的患者均未发生感染。Cancienne等[13]研究证实，术前3个月内行关节腔穿刺者，尤其是关节腔内注射糖皮质激素者，其膝关节置换术后关节假体周围感染发生率明显升高。也有荟萃分析指出，关节置换术前存在关节腔穿刺史与术后关节假体周围感染无关[14,15]。虽然Bedard等[8]研究显示，术前进行关节腔穿刺的患者关节置换术后感染发生率升高，但是该研究中发生关节假体周围感染的患者年龄多为70～89岁，亦可能与高龄患者免疫力低下导致关节假体周围感染发生率升高有关。

部分患者关节置换术后易出现关节积血积液，引起关节肿胀、疼痛，需进行关节腔穿刺或者注射糖皮质激素以减轻肿痛，但术后行关节腔穿刺是否存在导致关节假体周围感染的风险鲜见报道。Mills等[16]对736例因膝关节置换术后疼痛行关节腔内注射糖皮质激素者为研究对象，发现其关节假体周围感染发生率为0.16%。因此，无论是术前还是术后关节腔内注射糖皮质激素均可能引起关节假体周围感染。

2 无症状性菌尿与关节假体周围感染

术中污染、患者免疫力差、手术部位感染及其通过血行引起的皮肤感染、肺部感染、泌尿系统感染等均为关节假体感染的诱发因素[17]。其中泌尿系统炎症与关节假体周围感染是否有关仍存在争议。泌尿系统炎症包括有症状性尿路感染和无症状性菌尿。前者可能存在菌血症，术前需给予治疗；后者尿检结果显示存在细菌而患者并无明显临床症状。最近的Sousa等[18]调查结果显示，510例患者入院前存在无症状性菌尿的比例高达36%。Singh等[19]对128例拟行单侧或双侧膝关节置换术的患者进行术前尿路情况筛查，结果显示其术前存在无症状菌尿的比例与Sousa等[18]的研究结果基本一致。目前支持无症状性菌尿与关节假体感染存在一定关系的学者认为，泌尿系统存在细菌，细菌可能通过血液引起菌血症，继而导致关节假体周围感染。Sousa等[18]以2 500例关节置换患者为研究对象，结果显示12.1%的患者入院前存在无症状性菌尿，1.7%的患者关节置换术后发生关节假体周围感染，且无症状性菌尿患者术后关节假体周围感染发生率更高(OR=3.23，95%CI： 1.67～6.27，P<0.01)，术前无症状菌尿是关节假体周围感染的独立危险因素。该研究结果显示，术前预防性应用抗生素并不能降低关节置换患者术后关节假体周围感染发生率，与我国王永成等[20]研究结论一致。分析原因，可能是培养出来的细菌大多数是革兰阴性菌，术前抗生素未能覆盖，因此预防性用药效果不佳。但Singh等[19]、王永成等[20]研究均发现，关节置换术后出现关节假体周围感染者的创面与假体周围培养出来的细菌不一致，这可能是部分学者认为泌尿系统炎症与关节假体周围感染没有必然联系的原因之一，但其具体机制仍不明了[21]。Park等[22]研究显示，关节置换患者入院前无症状性菌尿的比例约为2.4%，明显低于既往报道[18,19]，可能与标本选取时是否造成污染和纳入标准(是否使用导尿管)不同有关；该研究经过1年随访，未发现无症状性菌尿患者术后发生关节假体周围感染，可能与患者术后应用7天抗生素有关。Bouvet等[23]同样认为，无症状性菌尿与关节假体周围感染无必然联系，该研究纳入的510例关节置换患者中有178例(35%)存在无症状性菌尿，但术后3个月随访时仅25例出现有症状性尿路感染，其中有2/3的患者术前尿常规检查正常。该研究认为关节假体周围感染与无症状性菌尿没有必然联系，建议关节置换术前患者不需要进行尿常规检查，以减少住院费用。Ollivere等[24]发现，无症状性菌尿患者伤口感染风险增加，39例尿检阳性的患者中有36%出现伤口延迟愈合或者浅表感染。Singh等[19]认为，存在无症状性菌尿的患者皮肤菌群分布不同于无尿路感染的患者，多变量模型提示无症状性菌尿有可能是某种其他未知特征的标志，仍需深入研究。

3 鼻腔定植菌与关节假体周围感染

因空气通过鼻腔过滤系统进入肺脏，故鼻腔内过滤系统难免有细菌定植。金黄色葡萄球菌是鼻腔内过滤系统常见的定植菌，由于抗生素滥用和细菌耐药性增强，Bradley等[25]还在鼻腔内过滤系统定植菌中发现了耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)，而MRSA是外科手术部位感染的危险因素之一[26]。金黄色葡萄球菌亦是关节假体周围感染的常见菌种，鼻腔内定植菌与假体周围感染是否有关目前仍不明了。Levy等[27]研究发现，鼻腔定植金黄色葡萄球菌的患者术后手术部位感染的风险增加。Baratz等[28]的一项回顾性分析研究显示，22%的关节置换患者鼻腔定植MRSA，感染MRSA与未感染MRSA的患者发生关节假体周围感染的风险相当，但亚组分析结果显示感染MRSA者发生关节假体周围感染的风险高于感染甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌者，考虑可能与样本量不足有关。Yano等[29]发现鼻腔定植MRSA与手术部位感染MRSA的耐药模式完全相同。Ratto等[4]也认为，鼻腔定植MRSA有可能是影响和诱发关节假体周围感染的相关因素。研究显示，莫匹罗星软膏治疗鼻腔定植菌感染简单、安全，效果显著并且符合成本效益，但是也有不同观点认为常规术前预防鼻腔定植菌可导致医疗成本增加及菌群耐药[30]。

综上所述，关节腔穿刺、无症状性菌尿、鼻腔定植菌这三个机体可改变因素可能与关节置换术后关节假体周围感染有关，需纳入术前考虑范畴。

参考文献：

[1] Kamath AF, Ong KL, Lau E, et al. Quantifying the burden of revision total joint arthroplasty for periprosthetic infection[J]. J Arthroplasty, 2015,30(9):1492-1497.

[2] Bjerkekroll BT, Christ AB, Mclawhorn AS, et al. Periprosthetic joint infections treated with two-stage revision over 14 years: an evolving microbiology profile[J]. J Arthroplasty, 2014,29(5):877-882.

[3] Parvizi J, Gehrke T, Chen AF. Proceedings of the international consensus on periprosthetic joint infection[J]. Bone Joint J, 2013,95(11):1450-1452.

[4] Ratto N, Arrigoni C, Rosso F, et al. Total knee arthroplasty and infection: how surgeons can reduce the risks[J]. EFORT Open Reviews, 2017,1(9):339-344.

[5] Tammachote N, Kanitnate S, Yakumpor T, et al. Intra-Articular, Single-Shot Hylan G-F 20 hyaluronic acid injection compared with corticosteroid in knee osteoarthritis: a double-blind, randomized controlled trial[J]. J Bone Joint Surg Am, 2016,98(11):885.

[7] Xu C, Peng H, Li R, et al. Risk factors and clinical characteristics of deep knee infection in patients with intra-articular injections: a matched retrospective cohort analysis[J]. Semin Arthritis Rheum, 2017,10(20):172.

[8] Bedard NA, Pugely AJ, Elkins JM, et al. The john n. insall award: do intraarticular injections increase the risk of infection after TKA[J]. Clin Orthop Relat Res, 2016,475(1):1-8.

[9] Chambers AW, Lacy KW, Ming HL, et al. Multiple hip intra-articular steroid injections increase risk of periprosthetic joint infection compared with single injections[J]. J Arthroplasty, 2017,32(6):1980-1983.

[10] Drescher W, Schlieper G, Floege J, et al. Steroid-related osteonecrosis--an update[J]. Nephrol Dial Transplant, 2011,26(9):2728-2731.

[11] Werner BC, Cancienne JM, Browne JA. The timing of total hip arthroplasty after intraarticular hip injection affects postoperative infection risk[J]. J Arthropl, 2016,31(4):820.

[12] Schairer WW, Nwachukwu BU, Mayman DJ, et al. Preoperative hip injections increase the rate of periprosthetic infection after total hip arthroplasty[J]. J Arthroplasty, 2016,31(9):166-169.

[13] Cancienne JM, Werner BC, Luetkemeyer LM, et al. Does timing of previous intra-articular steroid injection affect the post-operative rate of infection in total knee arthroplasty[J]. J Arthroplasty, 2015,30(11):1879-1882.

[14] Charalambous CP, Prodromidis AD, Kwaees TA. Do Intra-articular steroid injections increase infection rates in subsequent arthroplasty? A systematic review and meta-analysis of comparative studies[J]. J Arthroplasty, 2014,29(11):2175-2180.

[15] Xing D, Yang Y, Ma X, et al. Dose intraarticular steroid injection increase the rate of infection in subsequent arthroplasty: grading the evidence through a meta-analysis[J]. J Orthop Surg Res, 2014,9(1):107.

[16] Mills ES, Elman MB, Jrh F. The risk of acute infection following intra-articular corticosteroid injection into a pre-existing total knee arthroplasty[J]. J Arthroplasty, 2017,403(17)：30645-30649.

[17] Poultsides LA, Triantafyllopoulos GK, Sakellariou VI, et al. Infection risk assessment in patients undergoing primary total knee arthroplasty[J]. Int Orthop, 2017,12:1-8.

[18] Sousa R, Muozmahamud E, Quayle J, et al. Is asymptomatic bacteriuria a risk factor for prosthetic joint infection[J]. Clin Infect Dis, 2014,59(1):41-47.

[19] Singh H, Thomas S, Agarwal S, et al. Total knee arthroplasty in women with asymptomatic urinary tract infection[J]. J Orthop Surgery, 2015,23(3):298.

[20] 王永成,牛啸博,张新宇,等.无症状菌尿与关节置换术后假体周围感染的相关性研究[J].中华关节外科杂志:电子版,2017,11(4):46-49.

[21] Koulouvaris P, Sculco P, Finerty E, et al. Relationship between perioperative urinary tract infection and deep infection after joint arthroplasty[J]. Clin Orthop Relat Res, 2009,467(7):1859.

[22] Park CH, Lee YK, Koo KH. Lower urinary tract infection and periprosthetic joint infection after elective primary total hip arthroplasty[J]. Hip Pelvis, 2017,29(1):30-34.

[23] Bouvet C, Lübbeke A, Bandi C, et al. Is there any benefit in pre-operative urinary analysis before elective total joint replacement[J]. Bone Joint J, 2014,96(3):390-394.

[24] Ollivere BJ, Ellahee N, Logan K, et al. Asymptomatic urinary tract colonisation predisposes to superficial wound infection in elective orthopaedic surgery[J]. Int Orthop, 2009,33(3):847-850.

[25] Bradley SF. MRSA colonisation (eradicating colonisation in people without active invasive infection)[J]. Bmj Clin Eviden, 2011,17:2011.

[26] Davis KA, Stewart JJ, Crouch HK, et al. Methicillin-resistant staphylococcus aureus (MRSA) nares colonization at hospital admission and its effect on subsequent MRSA infection[J]. Clin Infect Dis, 2004,39(6):776-782.

[27] Levy PY, Ollivier M, Drancourt M, et al. Relation between nasal carriage of Staphylococcus aureus and surgical site infection in orthopedic surgery: the role of nasal contamination. A systematic literature review and meta-analysis[J]. Orthop Traumatol Surg Res, 2013,99(6):645-651.

[28] Baratz MD, Hallmark R, Odum SM, et al. Twenty percent of patients may remain colonized with methicillin-resistant staphylococcus aureus despite a decolonization protocol in patients undergoing elective total joint arthroplasty[J]. Clin Orthop Relat Res, 2015,473(7):2283-2290.

[29] Yano K, Minoda Y, Sakawa A, et al. Positive nasal culture of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is a risk factor for surgical site infection in orthopedics[J]. Acta Orthopaedica, 2009,80(4):486-490.

[30] Courville XF, Tomek IM, Kirkland KB, et al. Cost-effectiveness of preoperative nasal mupirocin treatment in preventing surgical site infection in patients undergoing total hip and knee arthroplasty: a cost-effectiveness analysis[J]. Infect Control Hosp Epidemiol, 2012,33(2):152.