人工膝关节慢性感染并发胫骨骨髓炎1例报道*

黄子达陈旸李文波 林建华张文明

（福建医科大学附属第一医院骨科，福州350005）

人工关节感染（periprosthetic joint infection,PJI）是关节置换术后最严重的并发症之一。PJI的诊疗存在诸多难点，包括早期准确的诊断、手术方案和抗生素的选择等。我院收治1例人工膝关节慢性感染并发胫骨骨髓炎的患者，明确病原学诊断后，经二期翻修手术及抗生素治疗后治愈，现报道如下。

1 病例资料

患者，男，59岁，因“左膝关节置换术后疼痛2年余，加重伴小腿红肿1周”入院。2年余前因“左膝骨关节炎”于外院行“左侧全膝关节置换（total knee arthroplasty,TKA）”，术后左膝关节间断有静息疼痛，活动后加重，术后6个月外院复查X线片未发现假体松动（图1A、B），仅予镇痛对症治疗。1周前出现左膝疼痛加重伴左小腿皮肤红肿，外院予头孢曲松治疗未好转，并出现窦道和渗液，遂转诊我院。

既往史：高血压5年，否认冠心病、糖尿病史。查体：体温36.7℃，左膝关节及左小腿中上段红肿、皮温增高，左膝切口旁有直径约0.5 cm窦道口，有淡黄色渗液流出，红肿处压痛。左膝关节活动受限，活动范围为10°～70°。

入院后查C反应蛋白35 mg/L，红细胞沉降率72 mm/h，左膝正侧位X线片示胫骨假体下有骨质破坏，胫骨上段骨密度增高、骨皮质增厚，可见骨膜反应（图1C、D）。膝关节穿刺抽得淡黄色浑浊液体，关节液白细胞计数14.2×109/L，中性分类百分比89.8%，但关节液细菌及真菌培养均阴性。虽已符合PJI诊断，但仍缺乏病原学证据。2周后再次行膝关节穿刺，关节液培养结果回报为山羊葡萄球菌，且对甲氧西林敏感。同期对两次穿刺的关节液行16S rRNA PCR检测，比对结果均为山羊葡萄球菌。

因存在胫骨骨髓炎，故采用二期翻修方案治疗。一期行关节假体取出、病灶清除及含万古霉素抗生素骨水泥间隔器植入，术中见关节腔内大量脓液、假体松动。术中关节液、组织以及取出的假体行超声裂解的微生物培养结果与术前相同。请临床微生物科、临床药学部及感染科会诊，结合细菌培养及药敏结果，术后予静脉注射头孢唑啉治疗4周，之后改为口服利福平、左氧氟沙星8周。术后4周复查C反应蛋白及红细胞沉降率即降至正常。

一期术后8个月，左膝无疼痛及红肿，复查炎症指标均阴性，X线片示左胫骨骨膜反应消失。完善术前准备后，二期行膝关节翻修重建手术。术中见膝关节包容性骨缺损，内、外侧副韧带完整。关节液白细胞计数0.1×109/L，中性分类百分比42%，术中冰冻结果提示5份间隔器周围组织每高倍镜视野下的多核细胞均少于5个。使用骨水泥型髁限制性翻修假体（爱康公司，中国）行膝关节重建。术后仍予静脉注射头孢唑啉2周，口服利福平、左氧氟沙星4周。

翻修术后1年门诊随访，患者可弃拐行走，步态正常，VAS由第一次术前的9分降至1分。查体见左膝无肿胀，活动度0°～100°，复查炎症指标正常，X线片示假体位置正常，无骨破坏（图1E、F）。

图1 影像学资料

2 讨论

PJI是关节置换术后最严重的并发症之一，其治疗复杂，费用高昂，给患者和社会带来沉重负担。特别是慢性PJI常伴有假体周围严重骨破坏、慢性骨髓炎、窦道形成造成的软组织缺损等，给治疗带来更多的挑战。目前诊断PJI需结合临床表现和检验结果，肌肉骨骼感染学会（Musculoskeletal Infection Society,MSIS）[1]和美国骨科医师协会（American Academy of Orthopaedic Surgeons,AAOS）[2]提出的PJI诊断标准和诊断流程最为常用，可早期准确诊断大部分的PJI病例。但仍有为数不少的慢性PJI病例在症状出现较长时间后才被确诊，这与医师对PJI认识及警惕性不足、对PJI诊断标准及诊断方法不熟悉等因素相关。如本病例在术后反复出现关节静息疼痛，除X线片检查外未行更多检查排除PJI，最终病情进展至合并慢性骨髓炎、窦道形成、感染急性发作才得以确诊，增加了患者痛苦和治疗难度。

准确的病原学诊断对制定PJI的手术和抗生素治疗方案至关重要。MSIS的PJI诊断标准中细菌培养阳性是主要标准之一，但临床中仍有30%～40%的PJI培养阴性[3]。影响PJI培养阳性率的因素包括：假体表面生物膜形成导致游离菌减少、标本处理不当或实验室条件不足等，而采样前的抗生素治疗则是最常见的原因之一。取标本前2周内使用抗生素治疗可能会使培养阴性率升高至50%～60%[4]。AAOS的PJI诊疗指南中建议行关节穿刺前至少停用抗生素2周，以提高培养阳性率。本病例初次培养阴性考虑与采样前1周内使用抗生素有关，停用抗生素2周后再次培养顺利检出甲氧西林敏感的山羊葡萄球菌，且与术中多份标本培养结果一致，也验证了抗生素对培养结果的影响。

即使严格遵循规范化的PJI诊断流程，仍有部分PJI培养阴性，因此一些新的病原诊断方法逐渐被用于PJI领域，如超声裂解方法、以PCR技术为代表的分子诊断方法等。Trampuz等[5]提出利用超声处理假体能破坏生物膜，游离出致病菌从而提高PJI病原检出率。白国昌等[6]的初步研究结果显示超声裂解技术对PJI的诊断灵敏度可达57.1%，高于传统培养方法（37.1%）。超声裂解方法仍需要进一步的微生物培养，一些苛养菌或不可培养状态的病原菌仍然存在培养阴性的可能，而分子诊断方法则通过检测细菌的核酸，具备诊断灵敏度高、需要的样品量少、检测时间短等特点，并成为PJI诊断研究的热点。本病例采用针对16S rRNA的逆转录PCR诊断PJI，其敏感性可达78.2%，远高于培养方法的47.8%[7]。鉴于需要更高的实验室条件及存在可能的假阳性，2013年MSIS发布的PJI共识中不推荐常规应用超声裂解方法及PCR方法诊断PJI，但建议可用于辅助诊断培养阴性的PJI[8]。本病例中初次穿刺关节液PCR结果和超声裂解液培养结果与传统培养均一致，提示这两种方法的准确性，并证实PCR方法能有效检出因抗生素造成的培养“假阴性”。

一期与二期翻修手术治疗均可有效治疗慢性PJI，但成功率与患者个体条件以及不同医师擅长的手术方式密切相关。本病例中，患者合并窦道与胫骨慢性骨髓炎的危险因素，存在骨髓炎病灶无法彻底清创、软组织修复困难等风险，且根据PJI共识，一期翻修的相对禁忌证包括术前无法明确病原菌、有全身感染、有窦道、软组织破坏严重等。因此，本病例选择二期翻修手术方案，在充分清创基础上，使用含抗生素间隔器保证局部抗生素高浓度释放，在多学科会诊指导下根据细菌培养和药敏结果规范使用抗生素，一期术后8个月使用多种方法排除感染后行关节重建翻修手术，随访1年功能良好，无感染复发证据，疗效好。

综上，早期准确的PJI诊断，特别是病原学诊断，需要医师提高对PJI的认识，遵循规范化的流程。停用抗生素后再培养、超声裂解和PCR方法都是提高病原菌检出阳性率的方法。合理选择手术方案、多学科协作、根据病原学结果规范使用抗生素则可以保证PJI的治疗成功率。

[1]Workgroup Convened by the Musculoskeletal Infection Society.New definition for periprosthetic joint infection.J Arthroplasty,2011,26(8):1136-1138.

[2]Della Valle C,Parvizi J,Bauer TW,et al.American academy of orthopaedic surgeons.American Academy of Orthopaedic Surgeons clinical practice guideline on:the diagnosis of periprosthetic joint infections of the hip and knee.J Bone Joint SurgAm,2011,93(14):1355-1357.

[3]Morgenstern C,Cabric S,Perka C,et al.Synovial fluid multiplex PCR is superior to culture for detection of low-virulent pathogens causing periprosthetic joint infection.Diagn Microbiol Infect Dis,2018,90(2):115-119.

[4]Pérez-Prieto D,Portillo ME,Puig-Verdié L et al.Preoperative antibiotic prophylaxis in prosthetic joint infections:not a concern for intraoperative cultures.Diagn Microbiol Infect Dis,2016,86(4):442-445.

[5]Trampuz A,Piper KE,Jacobson MJ,et al.Sonication of removed hip and knee prostheses for diagnosis of infection.N Engl J Med.,2007,357(7):654-663.

[6]白国昌,曾慧意,李文波,等.超声裂解在人工关节置换术后假体周围感染诊断中的作用.中华骨科杂志,2014,34(6):659-663.

[7]董铮,李文波,白国昌,等.关节液16S rRNA实时逆转录PCR在假体周围感染诊断中的应用.中华骨科杂志,2016,36(20):1312-1318.

[8]Parvizi J,Gehrke T,Chen AF.Proceedings of the International Consensus on Periprosthetic Joint Infection.Bone Joint J,2013,95-B(11):1450-1452.