多重病原感染合并髋臼严重骨缺损假体周围感染二期翻修术1例报道并文献复习▲*

方心俞 张翀景 陈旸 蔡渊卿 李文波 张文明

（福建医科大学附属第一医院骨科，福州 350004）

假体周围感染（periprosthetic joint infection,PJI）是关节置换术后的严重并发症之一，其发病率为1%～3%，严重影响患者的生活质量，并带来沉重的经济负担[1,2]。目前，治疗PJI 的标准术式为人工关节二期翻修术，包括第一阶段取出人工假体，进行彻底清创、植入含抗生素骨水泥间隔器，并在术后使用敏感抗生素治疗；第二阶段待感染控制后，植入新的人工关节[3]。本文报道1例多重感染合并髋臼严重骨缺损患者的诊治过程，针对PJI 的病原诊断和重建骨缺损等治疗难点进行探讨。

图1 初次全髋关节置换术前X线检查示右髋关节慢性破坏性病变

1 临床资料

1.1 一般资料

患者，男，48 岁，主因“右侧全髋关节置换术后2年，切口破溃流脓6 个月”入院。年幼时曾因右髋关节破溃流脓诊断“右髋慢性感染”，行多次手术及链霉素治疗后愈合。2 年前当地医院X 线检查示右髋关节慢性破坏性病变（图1），行右侧全髋关节置换术，术后应用抗生素2周，术后右侧髋关节常有疼痛。术后1 年余右髋疼痛加剧，切口出现1 处窦道伴流脓，于当地医院行保留假体清创术，术中假体周围组织病理提示干酪样坏死，诊断“右侧人工髋关节结核感染”，并予规范抗结核治疗，之后切口逐渐愈合。保留假体清创术后6 个月余，右髋切口再次出现窦道，并可见黄色浓稠液体渗出，反复清创及抗结核治疗但始终未好转，遂转诊我院。

入院体格检查：体温36.5℃，心率74 次/分，呼吸18 次/分，血压130/85 mmHg。右髋皮温高，右髋后外侧可见2 条陈旧性手术瘢痕，长约22 cm，并可见2 处皮肤窦道伴黄色浓稠液体渗出（图2）。右腹股沟区深压痛，右股骨大转子叩压痛，右髋关节因疼痛活动受限，外展40°、内收0°、屈曲70°、过伸0°。

患者入院后完善血常规、C 反应蛋白（C-reactive protein,CRP）、红细胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate,ESR）、结核感染T细胞检测（T-SPOT）、抗结核抗体等实验室检查，以及X线、右髋关节CT三维重建等影像学检查。停用抗结核药物14 d和26 d，分别在超声引导下行右侧髋关节穿刺术，获取黄色浓稠关节液约3 ml 和2.5 ml，穿刺液进行微生物培养，同时送检结核DNA检测。

图2 翻修术前右髋外观

1.2 实验室检查

血常规检查示白细胞计数4.84×109/L、中性粒细胞百分比35.6%、血红蛋白水平129 g/L，CRP 水平4 mg/L，ESR 9 mm/h，T-SPOT 阳性，抗结核抗体阳性；第1次送检关节液血平板培养鉴定为表皮葡萄球菌、鲍曼不动杆菌，送检关节液行结核DNA 检测阴性；第2 次送检关节液血平板培养鉴定为粪肠球菌、医院不动杆菌，送检关节液行结核DNA检测阳性。

1.3 影像学检查

二期翻修术第一阶段术前X 线检查示假体周围局部骨质吸收，假体未见明显松动脱位（图3）。

1.4 诊断及鉴别诊断

患者右髋外侧皮肤可见2处皮肤窦道伴流脓，且与右侧髋关节相通，术前多份关节液标本培养阳性，符合美国骨骼肌肉感染协会（Musculoskeletal Infec⁃tion Society,MSIS）的PJI 诊断标准，且根据患者病史，诊断慢性人工髋关节感染，但仍需要与假体周围金属磨屑不良反应、聚乙烯磨损颗粒病等进行鉴别诊断。至此，临床上诊断右侧慢性人工髋关节感染，且病原学诊断基本明确。

1.5 治疗过程

图3 二期翻修术第一阶段术前X线检查示假体周围局部骨质吸收，假体未见明显松动脱位

图4 二期翻修术第一阶段术后X线检查示置入骨水泥间隔器

二期翻修术第一阶段：沿原手术入路，探查见关节腔内中等量黄色浓稠关节液（约10 ml），股骨及髋臼假体明显松动，右侧髋关节中可见大量污秽肉芽组织。术中5 份假体周围组织冰冻病理检查白细胞计数均高于20 个/HPF。将关节假体取出、行彻底病灶清除。重新铺巾消毒、更换所有手术器械后，制备含抗生素骨水泥间隔器。采用2 根直径为5 mm 克氏针作为支架，放置于无菌仿关节外形的硅胶模具之中，并用含抗生素（万古霉素2 g，美罗培南2 g）的骨水泥进行包埋并加压塑形，待骨水泥接近硬固时取下模具，去除骨水泥间隔器周围多余骨水泥后植入患者右侧髋关节（图4）。术中所获取的关节液、假体周围组织及取出假体超声裂解液进行需氧培养1周，厌氧培养2 周，提示表皮葡萄球菌、粪肠球菌混合感染，假体周围组织中检出结核DNA。术中关节液宏基因组二代测序技术（metagenomics next generation sequencing,mNGS）检出粪肠球菌、结核分枝杆菌，超声裂解液mNGS 检出粪肠球菌、不动杆菌属、葡萄球菌属以及结核分枝杆菌。经临床微生物科、临床药学部以及感染科会诊，术后静脉予万古霉素联合亚胺培南联合抗感染治疗2周，后改为口服左氧氟沙星4周。同期予利福平、异烟肼联合抗结核治疗。

图5 二期翻修术第二阶段术前规划及设计

患者术后门诊规律随访，停用左氧氟沙星4 周后，连续3 次复查CRP、ESR 正常，切口愈合良好，判断为感染控制后再次入院（仍予规律抗结核治疗），拟完成二期翻修术第二阶段。入院后CT三维重建模拟手术方案（图5A），并采用3D 打印技术进行髋臼的术前设计（图5B）。考虑该患者右侧髋臼后壁后柱缺损严重（Paprosky ⅢB 型），计划利用3D 打印钛合金垫块重建髋臼。术中右侧髋臼未见脓液以及坏死组织，术中关节液白细胞计数704×106/L、多核细胞百分比53.5%，判断感染已成功控制（图6A）。安装3D 打印异型垫块，并利用螺钉将其与坐骨及髂骨牢固固定（图6B）。安装髋臼试模并确定可达到初始稳定后，选用52 mm 生物型臼杯，臼杯与垫块之间利用骨水泥进行黏合（图6C）。确认股骨侧近端骨质缺损（Paprosky ⅢA 型），选用远端固定型股骨柄，完成右髋关节复位后，测试右髋关节在各个方向活动均稳定，遂放置右侧髋关节腔引流，并逐层关闭切口。术后继续进行抗结核治疗。术中关节液、假体周围组织及取出假体超声裂解液进行需氧培养1周、厌氧培养2周均阴性，真菌培养及结核分枝杆菌快速培养均阴性，结核DNA检测阴性。

1.6 术后随访与转归

术后规律随访1 年余，患者未诉右侧髋关节疼痛，切口愈合良好，可脱拐行走，恢复生活自理能力。门诊多次复查CRP、ESR均正常且无其他感染复发征象，复查双髋正位X线片及右髋侧位片示假体位置良好且骨痂生长良好（图7），抗结核治疗18 个月后停用。

图6 二期翻修术第二阶段术中所见

2 讨论

2.1 慢性化脓髋后遗症行关节置换需警惕感染复发

对于原发关节感染后遗症期的患者，虽然感染已处于静息状态，但进行人工关节置换术前应慎重考虑。多篇相关研究证实先前的原发性关节感染是导致术后人工关节感染的高危因素[4,5]。一项病例对照研究结果提示存在既往原发关节感染的人工关节置换术患者术后发生人工关节感染的风险是对照组的2.3 倍[6]。该患者幼年时明确诊断右侧髋关节感染并行多次清创手术，故行初次全髋关节置换术前不可忽视对感染的排查，术中更应注重关节液、髋关节病灶组织的微生物培养，同时根据病原学结果决定是否延长术后抗生素使用时间，如果考虑结核感染的可能，术后更应给予标准的抗结核方案治疗，以降低PJI 发生的风险。而该患者初次全髋关节置换术时未能多标本查找病原体，术后只应用2 周抗生素，可能是导致慢性感染复发的原因。

2.2 窦道形成的PJI患者需考虑混合感染

图7 二期翻修术第二阶段术后1年随访X线片示假体及垫块位置良好且骨痂生长

对于慢性窦道的PJI 患者，由于关节腔长期与外界环境相通，术前应考虑混合感染的可能[7]。术前单次关节液培养可能造成漏诊或误诊，因此有必要在术前、术中进行多次微生物培养[8,9]，甚至需要利用分子诊断技术辅助诊断[10]。该患者右髋关节后外侧存在2处窦道，二期翻修术前在停用抗结核药物2周后进行了2次关节穿刺液微生物培养，共培养出4种细菌。术中也再次通过对关节液、组织、假体超声裂解液标本进行培养，检出4种细菌。然而，传统的培养方法对结核分枝杆菌无法做出及时、准确的病原学诊断，利用mNGS技术除获得了多种细菌感染的信息外，在假体超声裂解液中成功检出了结核分枝杆菌。mNGS技术可对临床样本中所有核酸进行快速检测，经生物信息学分析后得到微生物的种类、丰度等信息[11]，并可同时检测病毒、细菌、真菌甚至寄生虫[12]，对于这种复杂类型的骨关节感染病原诊断很有帮助[13,14]。对该患者术前、术中的mNGS与培养结果进行比对的结果基本一致，从而锁定了致病微生物，为感染治疗的成功打下基础。

2.3 3D 打印垫块是解决严重髋臼后壁后柱缺损的方案之一

髋臼骨缺损是翻修术的重点以及难点，对于严重髋臼后壁后柱缺损的重建，使用3D 打印钛合金垫块是有效的解决方案之一。借助螺钉固定可实现钛合金垫块的初始稳定，同时钛合金垫块因其高摩擦系数、高孔隙率的特点，具有更好的骨长入生物学能力，可实现金属垫块与髋臼之间的远期稳定[15-17]，而利用3D打印技术可以实现对患者髋臼缺损的个体化重建。有研究提出髋臼缺损严重、骨量较少对钛合金垫块的骨长入可能造成不良影响，从而最终影响远期稳定性，故对于髋臼缺损Paprosky Ⅲ型的患者，周密的术前计划必不可少，除3D打印方案设计，还可以辅以植骨等手段，以期获得更好的疗效[18]。