术前ESR和CRP水平与类风湿关节炎关节置换术后感染的相关性研究

王加兴 王津 王俏杰 沈灏 张先龙

类风湿关节炎(RA)是一种以滑膜、软骨和关节周围组织慢性炎症为特征的自身免疫性疾病，晚期病变可致严重的关节畸形、疼痛和功能障碍，极大地影响患者生活质量[1-2]。人工关节置换术(TJA)是一种成熟有效的治疗手段，据报道有25%的晚期RA患者通过TJA来解除疼痛和改善关节功能[2]。

关节假体周围感染(PJI)是TJA后最严重的并发症之一, RA被认为是PJI的独立危险因素[3-4]。研究发现，RA患者初次膝关节置换术后的翻修风险比骨关节炎(OA)患者高1.6倍[5]。德国的一项研究表明，对于没有临床感染体征的患者，术前C反应蛋白(CRP)升高(>5 mg/L)是初次TJA后PJI发生的危险因素之一[6]。因此，有必要对PJI高危患者进行术前炎症指标检测和评估，这有助于围手术期采取有效的预防措施。CRP和红细胞沉降率(ESR)是常用的炎症指标，提示机体炎性反应和组织损伤程度，在炎性关节疾病活动期、TJA后早期、PJI发生等过程中，CRP和ESR常会升高[7]。RA患者的ESR或CRP水平一般都有不同程度的升高。Kay等[8]研究表明，在调查的9 135例RA患者(包括手术和非手术治疗)中，有42%的患者ESR和CRP水平异常。目前关于ESR和CRP在TJA中的研究主要围绕动态监测术后ESR、CRP来判断炎症反应的变化和用于TJA后感染的诊断，而着重分析术前CRP和ESR水平与初次TJA后感染相关性的研究报道较少。本研究进行回顾性分析，旨在探讨RA患者术前ESR和CRP与其初次TJA后PJI或手术部位感染(SSI)发生的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集上海交通大学附属第六人民医院2005年5月至2014年8月218例诊断为RA并行TJA的患者临床资料，其中5例患者拒绝参与本研究，10例患者无法联系。因此，选取剩余203例患者为研究对象。所有全髋关节置换术(THA)患者均使用生物型假体，而所有全膝关节置换术(TKA)患者都使用骨水泥假体。所有患者均预防性使用头孢呋辛类抗生素。入院时有74.8%(152/203)的患者正在使用全身性免疫抑制剂，包括改善病情的抗风湿药物(DMARD)和糖皮质激素。在TJA前进行炎症标记物(ESR、CRP)常规检测，根据我院检验科的测定标准，拟设定CRP正常范围为0～3 mg/L，ESR正常范围为0～43 mm/h；将ESR>43 mm/h定义为ESR升高，同时将CRP>3 mg/L 定义为CRP升高。研究方案由我院伦理审查委员会审查和批准。

PJI诊断标准如下(满足以下3条中任意1条)。①存在与假体相通的窦道；②受累人工关节的2处独立假体周围组织或关节液标本中分离出同一病原体；③满足以下6条中4条：(a)ESR或CRP水平升高；(b)滑膜白细胞计数升高；(c)滑膜中性粒细胞百分比升高；(d)受累关节出现化脓表现；(e)假体周围组织或关节液标本中培养分离出微生物；(f)在×400放大倍数下，在5个高倍视野中，每个高倍视野假体周围组织中性粒细胞>5个[9]。SSI可分为：①表浅手术切口感染，仅限于切口涉及的皮肤和皮下组织，发生于术后30 d内；②深部手术切口感染，术后1年内发生与手术相关且涉及切口深部软组织的感染[10]。

1.2 研究方法与数据采集

手术由科室5位经验丰富的医生完成，手术入路、方式基本相同，术后返回病房，进行康复和功能锻炼，术后2周伤口愈合后拆线。患者通常是术后1个月、3个月、半年、1年及以后每年1次，或一旦出现PJI、SSI等不适症状时至其主刀医生的门诊随访。记录患者术前CRP和ESR水平、术后SSI或PJI患者的再入院情况，以及感染的潜在危险因素如美国麻醉医师学会(ASA)评分、手术部位类型(髋关节、膝关节，单侧、双侧)、住院时间、预防性抗生素使用、抗生素骨水泥使用、输血情况、植入假体类型、手术时间、免疫抑制剂使用等。本研究将患者术后感染状况综合所有潜在危险因素进行考虑，并综合分析ESR和CRP数值的分布和相关性，同时直观地表示出感染和非感染患者的ESR和CRP水平。

1.3 统计学方法

本研究采用SPSS 17.0软件进行统计学分析，使用卡方检验或Fisher精确检验分析分类资料。连续变量用中位数和四分位距表示。使用Spearman秩相关检验进行相关性分析，并用散点图比较离散数据。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 人口学特征

入选患者中，男30例，女173例；平均年龄57.9岁(21～85岁)，中位随访时间为58.6个月(21～132个月)；4例双侧THA，7例双侧TKA，47例单侧THA，144例单侧TKA，1例同时行单侧THA和TKA(表1)。有5例TKA患者术后并发感染，其中4例为浅表SSI，1例术后2年被诊断为PJI(表2)。11%(23/203)的RA患者患有糖尿病，但术后均未发生PJI或SSI。

表1 RA患者手术部位类型及术后感染情况

注：*该患者同时进行单侧 TKA 和THA，计入双侧TJA

表2 5例感染患者情况分析

注：↑表示升高

2.2 术前ESR和CRP水平

图1显示RA患者术前ESR和CRP水平分布情况，并特别标注PJI、SSI患者ESR和CRP水平。术前ESR正常和升高的患者分别为78 例和125 例，术前ESR平均值为55 mm/h(29.3～85.0 mm/h)。术前CRP正常和升高的患者分别为33例和170例，术前CRP平均值为15.3 mg/L(5.1～27.2 mg/L)。术前CRP和ESR水平升高的比例分别为83.7%和61.6%(图2)。Spearman相关性分析显示，RA患者术前ESR与CRP水平呈显著相关性(P<0.001)，但CRP或ESR异常患者与CRP或ESR正常患者术后感染率并无显著差异(P>0.05)，这表明术前ESR、CRP升高与术后感染发生无明显相关性。

图1 RA患者术前ESR和CRP水平分布散点图

术前CRP和ESR同时升高的患者比例为57.5%，只有12.2%的患者术前ESR和CRP都没有升高(图2)。2例行双侧TJA且术后感染的患者术前ESR和CRP均升高，其他3例行单侧TKA且术后感染的患者术前ESR和CRP至少有1项正常。

图2 RA患者术前ESR和CRP水平分布比例(↑表示升高，→ 表示正常)

2.3 其他风险因素

本研究显示，手术部位类型与术后感染存在一定相关性，膝关节相比于髋关节更容易发生感染(P<0.05)，患者THA后均无感染发生，5例感染均发生于TKA后。相比于行单侧TJA患者，同时行双侧TJA患者感染可能性更高(P<0.05)，12例双侧TJA中，有2例发生术后感染，而191例单侧TJA中，仅有3例发生术后感染。此外，在手术时间≥2.5 h的17例患者中有3例发生术后感染，手术时间<2.5 h的186例患者中只有2例发生术后感染，这表明手术时间(包括同时行双侧TJA)≥2.5 h可显著增加术后感染的发生风险(P<0.05)(表3)。

其他潜在的风险因素如输血、性别、年龄、住院时间、应用免疫抑制剂、ASA评分等与术后感染并没有显著相关性(P>0.05)。此外，单侧TKA使用抗生素骨水泥与不使用抗生素骨水泥患者术后感染率差异无统计学意义(表3)。

表3 RA患者术后感染潜在危险因素

2.4 微生物学结果

感染患者细菌培养结果显示，1例PJI患者关节滑液和假体周围组织中存在耐甲氧西林的停乳链球菌，1例SSI患者窦道分泌物中存在甲氧西林敏感的MSSA，其余3例SSI患者呈阴性(表2)。

3 讨论

CRP和ESR是目前临床上检测早期感染的常用指标。一旦发生感染，血清ESR和CRP水平往往会升高，此外糖尿病、肿瘤、自身免疫性疾病等也会影响ESR和CRP水平[11]。因此，术前常用ESR和CRP对RA患者进行病情评估可提高手术安全性，同时便于后期疗效监测。

以往观点认为，RA患者ESR和CRP升高表明全身炎症反应增强，当此2个指标高于正常参考值上限3倍时，进行TJA常会导致很高的术后感染率[12-13]，因此术前应给予药物治疗使之降至正常值再行手术。但有学者认为，将RA患者ESR和CRP水平降低到正常值再行手术较困难，因此在没有活动性感染等禁忌证存在的情况下即可行TJA[14]。也有研究表明，术前CRP和ESR增高可能与SSI发生有关，但它们并不是SSI发生的独立预测因素[15]。本研究中，THA患者没有发生术后感染，5例感染患者均发生于膝关节；RA患者术后总体感染率为2.46%，其中SSI(术后30 d内)和PJI(术后2年)发生率分别为1.97%和0.49%。Xu等[16]的回顾性研究发现，3 376例OA患者术前炎症指标(ESR、CRP)升高比例为4.1%，TKA后的总体感染率为2.14%。而本研究中近88%的患者ESR或CRP至少有1项异常，但患者术后总体感染率仅为2.46%。其他学者的研究也表明，活动期RA患者(术前ESR和CRP升高)行TKA安全可靠，术后关节症状显著改善，而且随访期间也未见类风湿活动和并发症发生[17-18]。因此，术后感染发生与术前升高的急性炎症指标(ESR、CRP)并不直接相关，也不应将术前CRP和ESR升高视为手术禁忌证。此外，Kadota等[19]回顾性研究发现，1 036例RA患者术后SSI发生率为1.83%，其中293例THA和TKA后SSI发病率为2.39%，且认为RA患者TKA后更容易发生SSI。这一点似乎跟我们的研究结果一致，即TKA后感染率高于THA。

本研究中，与行单侧TJA患者相比，同时行双侧TJA患者更易发生感染(P<0.05)。但是，Malinzak等[20]回顾性研究发现，同时行双侧TJA患者术后感染率较行单侧TJA患者低3倍，这可能是由于样本选择偏倚引起，因为通常只有相对更健康的患者才会同时接受双侧TJA。此外，Wang等[21]研究认为，初次TJA过程中，与手术持续时间在60～90 min(SSI和PJI发生率分别为1.1%和0.7%)和≤60 min(SSI和PJI发生率分别为0.9%和0.7%)的患者相比，手术时间>90 min的患者(SSI和PJI发生率分别为2.1%和1.4%)术后感染率明显更高(P<0.05)；手术时间每增加20 min，其术后PJI风险就会增加近25%。这与本文的研究结果相符合，即手术时间≥2.5 h可显著影响术后感染的风险。本研究中2例行双侧TJA患者发生术后感染，其术前ESR和CRP均升高，且手术持续时间较长(≥2.5 h)。因此，对于要求同时行双侧TJA且术前ESR和CRP均升高的患者，需在术前进行全面评估和详细检查，术中严格操作，尽量控制手术时间，同时预防性应用抗生素，以降低术后感染发生。

当然，本研究也存在一定的局限性，主要包括以下方面。①对于使用与未使用抗生素骨水泥患者，可能存在一些选择偏倚。在TJA后，我们认为使用抗生素骨水泥患者感染风险应该更小，但本研究中感染均为TKA患者。②由于患者样本量较小，其他一些可能的风险因素(如ASA评分、免疫抑制剂使用等)与术后感染不相关，而且通过仅有的5例感染患者ESR、CRP水平，也很难找到这些急性炎症指标的潜在临界值来预测RA患者术后感染的风险。③应在手术前后动态检测ESR和CRP水平变化，仅凭术前单次检测的ESR和CRP值并不能很好预测术后感染的发生。