化脓性脊柱炎诊疗进展

陈秋洪(综述)， 陈 雷， 李 杰(审校)

脊柱骨髓炎是一种罕见的脊柱感染性疾病，发病率为(2.2～7.4)/100 000，每年发病率不断地提高，且在年老者中发病率较高[1-2]。发病率不断增加与人口老龄化、诊断方法的改进、免疫系统抑制患者增多、静脉注射药物、脊柱手术等有关[2-4]。脊柱骨髓炎主要包括以下三种类型：化脓性感染、肉芽肿感染(结核杆菌、布鲁氏杆菌、曲霉菌，真菌)和寄生虫感染[5]。

化脓性脊柱炎(pyogenic vertebral osteomyelitis,PVO)占所有骨髓炎的2%～7%，累及椎体和椎间隙组织[6]，常由细菌的血源性传播引起，主要来自皮肤、呼吸道、泌尿生殖道、消化道或口腔导致菌血症。金黄色葡萄球菌是最常见的致病菌(20%～80%)，其次是肠杆菌科(7%～33%)，链球菌(5%～20%)，凝血酶阴性葡萄球菌(5%～16%)[7]。PVO的起病缓慢且隐匿，患者的症状和临床表现缺乏特异性且有很大的差异性，早期诊断困难。虽然病死率低，但易复发导致骨质破坏、脊柱后凸畸形、神经系统受损等后遗症，应尽早诊断以降低不良后果[8-9]。虽然目前有很多关于PVO的研究，但其诊断和治疗仍有较大的争议，笔者主要对PVO的诊断、治疗进展作一综述。

1 临床表现

PVO最常见的部位是腰椎(58%)，其次是胸椎(30%)、颈椎(11%)和骶尾部[9-10]。PVO的临床症状缺乏特异性，临床症状主要是背部疼痛(86%),剧烈的背部疼痛常提示有硬膜外脓肿的存在[11]；其次是发热(60%)，可伴恶心、呕吐、食欲不振、体质量减轻、嗜睡和精神错乱等。据报道，有34%的患者出现神经系统损害的症状，如神经根性症状、四肢无力或瘫痪、感觉异常甚至丧失，以及尿潴留等[9]。偶可见吞咽困难，这是由于累及颈部PVO的咽后脓肿引起[12]。在体格检查中，常有明显的棘旁肌肉的局限性压痛或痉挛，而神经系统受损的表现如运动力减弱和感觉丧失却少见[10]。对有背痛症状的患者还应考虑脊柱退行性疾病、脊柱骨折或椎间盘突出、炎症性脊柱疾病和脊柱转移性肿瘤，在背痛伴有发热的病例中，还应该考虑病毒性综合征、肾盂肾炎、胰腺炎等[8,13]。

2 辅助检查

2.1实验室检查 白细胞增多或高比例的中性粒细胞对诊断不敏感且缺乏特异性[8]，红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR)和C反应蛋白(C reactive protein,CRP)灵敏度分别为98%和100%[10]，但属于非特异性。虽然ESR不是特异性指标，但它在炎症情况下升高，不但提示感染的可能性，且提示患者对治疗的反应。CRP在判断对感染治疗比ESR更具有特异性，因为它在细菌感染的<6 h上升，在对感染进行充分治疗后，它比ESR恢复得更快[10]。降钙素原(procallcitonin,PCT)>0.5 ng/mL是化脓性感染的准确指标[14]，但在脊柱感染诊断的敏感性不如CRP[15]。Maus等研究发现，PCT在脊柱感染的诊断或治疗反应监测没有帮助，且无法区分脊柱细菌性感染和无菌性炎症[16]。因此，PCT不推荐用于PVO的诊断，ESR和CRP的升高并不是PVO的特征性指标，但可作为筛选试验和治疗反应的监测参数。

2.2影像学检查

2.2.1X线片 所有疑似脊柱感染的患者均应拍X线片。X线片可显示骨破坏的程度，但是对PVO不敏感；早期可发现终板模糊和椎间隙高度降低，但许多脊柱退行性变的患者也可有此变化，因此很难根据这些特征来确定[11]。在出现异常软组织阴影时，应怀疑椎旁脓肿伴软组织扩张。

2.2.2MRI 据报道，MRI有利于PVO的早期诊断和鉴别诊断且被广泛应用。MRI是诊断脊柱感染的金标准，其敏感性、特异性和准确性均超过90%[17]。在有神经功能症状的患者中，MRI应该是第一个诊断步骤，以寻找脊髓硬膜外脓肿并排除椎间盘突出[18]。在PVO的急性期，典型表现为T1加权像的低信号和T2加权图像中的高信号，这是由于受感染区域的骨髓水肿所致[19]。然而，在延迟诊断的慢性进展的脊柱炎中，T1加权像中可出现高信号。此外，如果椎体塌陷并有不规则的终板硬化，T1和T2加权像均显示低信号，因此有需要行MRI对比增强扫描。MRI也有助于区分PVO和结核性脊柱炎[18,20]。PVO的典型特征包括:腰椎的累及，椎旁信号异常增强，椎体的弥漫性/均匀性增强，椎体破坏较轻，T2 TIRM图像上的椎体的高信号/同质信号[18]。结核性脊柱炎典型的特性包括:常累及胸椎,多伴有2个或多个相邻椎体,严重破坏椎体,在椎体上局灶性/不均匀对比增强,在T2 TIRM图像上不均匀的椎体信号,边界清楚的椎旁对比度增强[18]。

2.2.3CT 虽然MRI对于早期诊断比CT更敏感，但CT扫描也有其优势：(1) 可用于对MRI有禁忌证的患者；(2)有助于决定被感染的坏死组织的清创程度，因为MRI可能过高估计感染的范围[10]；(3)用于引导穿刺活检。

2.2.418F-氟脱氧葡萄糖正电子放射断层显像(18F-FDG-PET/CT) 目前对于18F-FDG-PET/CT的研究不多，但对诊断脊柱感染有很高的敏感性(100%)和特异性(83.3%～100%)[21-22]，可用来区分脊柱感染和退变性改变[21]。18F-FDG-PET/CT相对于MRI的重要优势是在脊柱转移性感染(50.0%)的可视化，尤其是在菌血症患者中[22]。

2.3病原学特征及诊断

2.3.1血培养 血培养对PVO的诊断和治疗具有很重要的意义。血液培养的检出率为58%(30%～78%)，可根据血培养结果选用合适的抗生素治疗。Bae等对血培养和组织培养均分离出病原学的141例PVO患者进行统计，其中血培养和组织培养在135例相同(95.7%，135/141)[23]。因此，当PVO患者的血培养阳性可以不需要额外的组织培养。

2.3.2组织活检 组织活检(CT引导下和开放手术)有更高的检出率77%(47%～100%)[9]，当血培养阴性可以考虑进行活检。有研究得出CRP升高能提高穿刺活检的检出率；再次活检的阳性检出率只有14.7%，故再次活检的价值有限[24-25]。在活检之前抗生素的使用不影响检出率，所以即使接受过抗生素治疗，也可进行活检[25-26]：(1)活检标本：应进行革兰氏涂片、需氧及厌氧培养、结核菌培养、真菌培养及组织病理学检查等[11]。(2)活检的部位：Spira等对34个PVO病例进行CT引导下穿刺活检，其中椎旁炎症浸润的敏感性为100%，硬膜外浸润或椎旁脓肿的发生在CT引导下的活检(特异性分别为83.3%和90.9%)中显示出对病原菌检测的高特异性[27]。因此，椎旁间隙炎性浸润提示能提高CT引导下活检病原菌的检出率，硬膜外浸润或椎旁脓肿的发生增加了特异性。Kim等对椎体和软组织(椎间盘、椎旁脓肿或腰肌脓肿)进行穿刺活检，椎体和软组织的培养阳性率分别为39.7%(29/73)和63.5%(40/63)(P<0.05)，得出软组织是穿刺活检的最佳场所[24]。(3)针刺活检的选择：经皮穿刺活检可由细针抽吸或空心针活检，在对359例肌肉骨骼病变患者使用细针抽吸和空心针活检的研究中，空心针活检的准确性显著高于细针抽吸(分别为74%和63%)[28]。

2.3.3聚合酶链式反应(PCR)分子诊断学技术 分子诊断学并不常规应用于PVO，当血液和活组织的培养结果阴性时，则可以使用PCR进行检测。PCR分析可以发现传统检验无法检测到的微生物。最近的研究报道，16S rDNA PCR检测比病原体培养更为敏感，且检测所需的时间更短，可减少诊断的时间，改善治疗方案的管理和抗感染的效果[29-30]。

综上所述得出PVO以下诊断标准[30-32]：(1)疑似PVO的临床症状(活动后背部疼痛及休息疼痛不能缓解、出现神经症状等)；(2)MRI特征与PVO一致(终板破坏、椎间盘炎症、椎间隙和椎旁软组织及硬膜外存在坏死或者脓肿)；(3)主要的炎症指标：ESR升高(>20 mm/h)、CRP升高(>10 mg/L),发热(>38 ℃)等炎症迹象；(4)血培养2次阳性；(5)脊柱或者椎旁间隙分离出病原体。前三项中任意一项加上(5)，则可确诊PVO；前三项中任意一项加上(4)，则高度怀疑PVO；前三项中任意两项也可考虑PVO可能。

3 治疗方法

3.1抗生素治疗

3.1.1抗生素选择 目前已达成共识的是：在确定了病原体之后，才应开始抗生素治疗[33]，所以在进行抗生素治疗之前，应先培养出致病菌，指导选用合适的抗生素进行治疗。由于在医院和社区获得性耐药越来越普遍，所以必须做药敏试验。对于培养阴性的PVO，则建议采用广谱抗生素覆盖最常见病原体(如金黄色葡萄球菌、链球菌、大肠杆菌)[10,34]。在经验性治疗PVO中，Viale等发现高剂量左氧氟沙星与利福平联合治疗PVO具有良好的临床疗效[35]；有报道利福平联合氟喹诺酮用于治疗PVO，使用万古霉素治疗耐甲氧西林的菌株，均取得良好的疗效[36]。Seyman等对经验性抗生素(包括静脉注射氨苄青霉素、环丙沙星或氨苄西林)治疗无效的PVO患者进行替加环素治疗，14例患者均取得临床治愈，所以替加环素可作为治疗PVO的替代药物[37]。在无法确定病原体的情况下，也有学者推荐使用氟喹诺酮联合克林霉素或利福平治疗[38]。

3.1.2抗生素疗程 Bernard等对359例PVO患者进行随机对照试验发现，6周的抗生素治疗疗效不低于12周的抗生素治疗，表明PVO患者的抗生素治疗时间可缩短至6周[39]。美国感染病学会(IDSA)目前的指导方针也建议采用6周的抗生素治疗非特异性感染的PVO患者[40]。但Park等确定了由耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin resistant Staphylococcus aureus, MRSA)引起、未引流干净的椎旁脓肿、终末期肾病的血源性脊柱感染患者具有更高的复发率，给予>8周的抗生素疗程可明显降低复发率[41]。而那些复发率较低的血源性脊柱感染患者给予6周的抗生素疗程被认为是有效的。

3.1.3抗生素给药途径 抗生素的静脉给药途径是PVO患者的标准治疗模式。在一项回顾性研究中，McHenry等发现4～6周的静脉治疗是PVO患者的最佳治疗时间[42]。但是在Bernard等的研究中，发现长期静脉注射治疗(>1周)与静脉注射治疗不足1周的患者治疗失败率无显著性差异[39]。在决定使用抗生素口服给药时，应考虑生物利用度和骨穿透性[43]。具有良好生物利用度的口服抗生素，如氟喹诺酮类药物，可尽早转换为口服途径。IDSA指南建议在良好的口服生物有效性的情况下进行口服治疗，可作为一种替代疗法，喹诺酮类、克林霉素和磺胺甲基异恶唑都满足这一要求[40]。

3.2其他保守治疗的方法

3.2.1卧床休息及支具保护 最初的2～4周应绝对卧床休息，在合适的支具或紧身衣帮助下进行活动。外固定有助于稳定脊柱，减轻疼痛，防止变形。适当的支具保护时间一般在3～6周，最多3个月，并且应该根据患者的骨破坏程度和变形程度来决定[10]。

3.2.2引流 在腰大肌脓肿的病例中，经皮穿刺脓肿引流是保守治疗的辅助手段，因为引流可以减小感染病灶，据报道在超声引导下或CT引导下置管引流成功率高达87.5%[44-45]。

3.2.3消炎止痛药物 很多人认为消炎药物会掩盖早期的病情，导致PVO患者诊断延迟，但是有研究表明，抗炎药物的摄入对PVO的诊断延迟、表现的严重程度、并发症的发生率和结果都没有影响[46-47]。因此，当患者出现腰背部疼痛时可以适当给予非甾体类消炎药进行止痛。

3.3手术治疗 PVO多数可经保守治疗获得成功，只有10%～20%的需要开放性手术[11]。与保守治疗相比，手术可达到清除感染病灶、解除神经压迫、重建脊柱稳定性。PVO的手术指征包括[5,10-11,48-49]：(1)脊柱不稳定或后凸畸形；(2)存在神经系统损害；(3)严重终板破坏；(4)腰大肌或椎旁脓肿形成；(5)剧烈疼痛无法忍受；(6)保守治疗无效或经保守治疗后复发；(7)诊断不明确，开放手术可获得组织进行病原学和组织学诊断。

3.3.1开放手术入路与内固定器械的运用 在许多研究中，前路、后路及前后路联合手术被证明是安全的[10]。过去认为前路清创联合后路脊柱稳定是PVO手术治疗的金标准[5]，而在腰段硬膜外脓肿的首选是后路手术[49]。Si等研究表明，单一的前路手术比后路手术有更好的结果(2年后的功能残疾指数及疼痛视觉模拟评分具有显著性差别)[50]。骨移植前的清创术和椎间融合是治疗PVO的有效方法[11,51]，彻底清除被感染的组织，排出脓肿，清创应延伸到健康的出血骨，以允许后续的组织愈合。清创的目的是清除感染、坏死组织，经软骨下骨打开血管通道，促进抗生素的传递，加快肉芽组织的修复过程，从而加速愈合[11]。Guerado等认为，椎前脓肿>2.5 cm是手术清除的指征，若伴有椎体破坏，则必须进行彻底清创，去除所有破坏的骨组织后进行脊柱稳定性重建[49]。彻底清除受感染组织后，可植入自体移植物、同种异体移植物或钛网融合器、聚醚醚酮融合器，均获得良好的效果[10-11,51-52]。有学者对PVO患者分别进行单纯减压与减压加融合，术后给予适当的抗生素，对脊柱稳定的患者，单独减压也能维持脊柱的稳定性，而术前检查发现脊柱不稳定，可以使用减压加融合来实现脊柱稳定性[53]。稳定和矫正脊柱畸形可以减轻疼痛，帮助神经恢复，提高生活质量。

3.3.2微创手术的应用 Viezens等对148例腰椎或胸椎脊柱炎的患者分别进行微创手术治疗和开放手术治疗，这2种术式在重症监护病房时间、整体住院时间、并发症发生率和术后存活率等方面无明显差异[32]。然而，微创手术手术时间短，出血量少，但术中透视时间增加。Lin等采用前路清创术联合后路经皮椎弓根螺钉置入的微创手术治疗PVO患者，可达到减少术中失血，缩短手术时间，减少术后疼痛的效果[54]。所以在条件许可的情况下可以进行微创手术治疗以达到更好的效果。

3.3.3根据影像学进行评估选择合适的手术方案 PVO目前还没有一个标准的治疗方案供临床医生选择。Pola等对250例2008～2015年的PVO患者进行长达2年的随访，按临床影像学进行分类，根据骨破坏或节段性不稳定，硬膜外脓肿和神经损伤确定了A、B、C的分类，可根据分型选择合适的治疗方法[55]。该方案帮助脊柱外科医生显著减少并发症和避免过度治疗，也适合在治疗PVO方面经验较少的脊柱外科医生。

4 结 论

怀疑PVO时应立即进行CRP、ESR和MRI检查，并进行血培养以确定致病菌。治疗应根据培养结果选用抗生素，如果未能培养出致病菌，则可进行经验性抗感染治疗，建议采用广谱抗生素和抗金黄色葡萄球菌的抗生素覆盖，以及对临床可疑病原菌的覆盖。目前的文献推荐6周的抗生素治疗时间，但对于特殊感染(如MRSA)、未引流干净的脓肿、终末期肾病或脊柱内固定器械植入的患者来说，则需要>8周的抗生素疗程。有条件的情况下可进行微创手术治疗，在脊柱稳定的情况下可采用单纯减压的方法，而存在脊柱不稳定的情况下应进行内固定以达到稳定脊柱的效果。目前暂未见关于PVO的标准治疗方案的报道，还有待更多的前瞻性和随机对照试验研究。