血清白细胞介素-6联合滑液白细胞介素-6与 C-反应蛋白对关节置换术后假体感染的诊断价值

黄泽晓，邢 柏

(海南医学院第二附属医院急诊科，海南 海口 570311)

人工全关节置换术是治疗晚期关节炎最有效的方法，但假体感染(periprosthetic joint infection, PJI)是其严重并发症，也是导致术后翻修的主要原因[1,2]。然而，目前对PJI的定义仍存在诸多争议，缺乏统一的诊断标准，导致较多PJI的诊疗延迟而被迫移除假体，甚至截肢，严重影响患者生活质量及增加社会负担[2]。因此，早期诊断PJI并进行有效地干预对改善人工全关节置换术后患者的预后极为重要。白细胞介素-6 (interleukin-6，IL-6) 是一种多功能的细胞因子，也是产生其他炎性因子的主要刺激物之一。IL-6在脓毒症炎症反应中发挥重要作用，同时也刺激C-反应蛋白(C-reactive protein，CRP)的表达和释放，导致两者血清水平明显升高，从而有助于细菌感染的判断及病情演变的评估。已有研究评估血清或关节滑液IL-6与CRP对PJI的诊断价值，但研究结果仍存在不一致[3-6]。如果将血清与关节滑液IL-6、CRP联合使用，是否对诊断PJI有更好的价值？本研究对上述问题进行了探讨，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年1月～2020年4月于海南医学院附属第二医院接受初次全髋和全膝关节置换术后行翻修手术的253例患者为研究对象，患者男性147例,女性106例；平均年龄(73.9±9.3)岁；假体时间平均(1.4±15.4)年。纳入标准：(1)术后6 周以后，置换关节出现疼痛；(2)入院前2周内无使用抗生素。排除标准：(1)行翻修手术可能性小；(2)术后6 周内发病；(3)已行翻修；(4)窦道形成，明确有骨髓炎；(5)伴有痛风、慢性心肝肾功能衰竭、恶性肿瘤等疾病；(6)无法配合检查和治疗者。依据是否出现PJI分为PJI组85例和非PJI组168例。本研究符合医学伦理学标准，并经医院伦理委员会批准。

1.2 研究方法

1.2.1一般资料收集 包括年龄、性别、体质指数、基础疾病、关节置换时间、关节置换部位与原因。

1.2.2实验室检查 在翻修手术前的早上空腹，抽取静脉血10 mL，标本3 000 r/min 离心5 min分离血清后保存于-70 ℃；关节滑液是在手术中打开关节腔之前收集，使用5 mL一次性无菌注射器，穿刺进入关节腔后抽吸滑液5 mL，立即送至实验室检查。采用罗氏日立7600全自动生化分析仪测定血清CRP及滑液CRP；采用迈瑞全自动血液分析仪测定滑液白细胞计数；采用酶联免疫吸附试验测定血清与滑液IL-6水平, ELISA试剂盒武汉华美生物工程有限公司提供，严格按照说明书进行操作。

1.2.3PJI 诊断标准 依据美国肌肉与骨骼感染协会共识中的PJI的诊断标准[7]：(1)主要诊断标准包括：①存在与假体相通的窦道；②受累关节中至少有两处不同部位的组织或关节液培养出同一种病原体。(2)次要诊断标准包括：① CRP或红细胞沉降率水平升高；② 滑液白细胞计数升高或白细胞酯酶试验()；③ 滑液中性粒细胞百分比升高；④假体周围组织学分析显示，400倍镜下5个高倍镜视野中可见超过5个中性粒细胞；⑤假体周围组织或关节液1次培养分离出病原体。只要满足1项主要诊断标准或3项次要诊断标准者，即可明确诊断为PJI。

1.3 统计学处理

2 结果

2.1 两组一般资料比较

与非PJI组比较，PJI组患者较多伴有糖尿病、假体时间较短,差异具有统计学意义(P<0.05)；而其他指标比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1 。

表1 两组一般资料比较

2.2 两组实验室检查结果比较

PJI组血清CRP、血清IL-6、滑液IL-6、滑液CRP、滑液白细胞、滑液中性粒细胞及血沉水平明显高于非PJI组，而滑液淋巴细胞明显降低，差异有统计学意义(P< 0.05)。见表2 。

表2 两组实验室检查结果比较

2.3 关节置换术后患者PJI相关因素的多因素Logistic回归分析

以是否发生PJI为因变量(赋值：非PJI=0，PJI=1)，以表1、表2中P<0.05的变量，包括糖尿病(赋值：否=0，是=1)、假体时间(连续型变量)、血清CRP(连续型变量)、血清IL-6(连续型变量)、滑液IL-6(连续型变量)、滑液CRP(连续型变量)、滑液白细胞(连续型变量)、滑液中性粒细胞(连续型变量)及血沉(连续型变量)为自变量，进行多因素Logistic回归分析，结果显示， 糖尿病、假体持续时间、血清IL-6、滑液IL-6及滑液CRP均与关节置换术后患者PJI独立相关(P<0.05)。见表3。

表3 关节置换术后患者PJI相关因素的多因素Logistic回归分析

2.4 血清IL-6、滑液IL-6、滑液CRP及三者联合对PJI的诊断价值

ROC 曲线分析结果显示，滑液IL-6、滑液CRP与血清IL-6三者联合对诊断PJI的曲线下面积(AUC)明显大于三者单独(0.941vs. 0.760，Z=6.333，P<0.001；0.941vs. 0.743，Z=7.189，P<0.001；0.941vs. 0.785，Z=4.999，P=0.006)。见表4、图1。

表4 血清IL-6、滑液IL-6、滑液CRP及三者联合对PJI的诊断价值

图1 血清IL-6、滑液IL-6、滑液CRP及三者联合诊断PJI的ROC曲线Fig 1 ROC curve of serum IL-6, synovial fluid IL-6, synovial fluid CRP and the combined diagnosis of PJI

3 讨论

PJI是人工全关节置换术后患者最常见的并发症，发生率在10%～54%，明显增加患者短期与长期不良预后[1-3]。Leitner等[1]在一项针对135例关节置换术后翻修的患者的研究中发现PJI的发生率为38%。本研究中PJI的发生率为33.6%，与上述研究结果基本一致。因此，PJI在关节置换术后翻修患者中具有较高的发生率，同时是否存在PJI对骨科医生决定进一步的治疗策略有至关重要的影响。目前准确识别PJI和无菌性松动尚存在一定困难，借用生物指标诊断PJI有潜在价值，但至今尚未发现理想的生物标志物[3-7]。血清IL-6与CRP水平是反映炎症反应的良好指标，对PJI的敏感性可高达80%以上，但其特异性差，易受其他部位感染疾病及非感染性炎症的影响，对PJI与无菌性松动的鉴别尚有争议[3-5]。但较少有研究探讨关节置换术后翻修患者血清与关节滑液IL-6、CRP联合对PJI的诊断价值。

本研究结果显示糖尿病、假体持续时间、血清IL-6、滑液IL-6及滑液CRP均与关节置换术后翻修患者PJI独立相关(P<0.05)。一项历时15年，包含100 674例因骨关节炎而进行全髋关节置换术患者的回顾性研究发现，糖尿病患者发生PJI的风险增加了1.51倍[8]，与本研究结果类似。导致糖尿病患者易发生PJI的的机制尚未明确，可能与免疫功能紊乱、血糖控制不理想、术后高血糖、糖尿病相关并发症等因素有关[9]。研究也发现62%的PJI病例发生在关节置换术后2年内，98%发生在10年内[8]。因此，关节置换术后出现关节疼痛，假体持续时间越短，PJI所导致的可能性越大。

血清CRP与血沉是美国肌肉与骨骼感染协会共识中的PJI诊断标准[7]中推荐的两个次要指标，当CRP高于10 mg/L 或者ESR 大于30 mm/h时应考虑PJI。但由于PJI是一种关节深部的局部感染，如果血清CRP与血沉都有明显升高，说明可能已出现脓毒症，而错过了最佳治疗时间[10]。同时，血清CRP与血沉是非特异性炎症指标，易受系统性疾病影响，特异性较低，诊断效能往往有限。本研究中虽然PJI患者血清CRP与血沉明显高于非PJI患者，但在多因素Logistic回归分析中未显示出与PJI独立相关，也说明了这一点。IL-6 是机体受到刺激后由单核-巨噬细胞、内皮细胞、成纤维细胞等产生的一种多功能细胞因子，可以刺激肝细胞CRP的释放。既往研究证实血清IL-6对感染的反应速度明显快于CRP，并且与PJI的相关性大于CRP，是判断PJI的敏感指标，但也存在特异性低的问题，与本研究结果一致[10]。近年来关节滑液炎性指标成为研究的热点，其中关节滑液CRP、IL-6、白细胞计数和多形核细胞计数等标记物在病原体出现时在滑液中聚集，检测滑液中上述指标可能对PJI 的诊断有一定作用[11]。然而，滑液标志物的研究大部分是小样本量的研究，结论的可靠性仍受到质疑[10-12]。因此，血清学标志物与滑液标志物相互联合是一个重要的方向[13]。

本研究ROC 曲线分析结果也显示，血清IL-6、滑液IL-6与CRP三者联合对诊断PJI的曲线下面积(AUC)明显大于三者单独，当三者均阳性时预测PJI的敏感度为89.2%，特异度为83.7%，说明血清IL-6联合滑液IL-6与CRP对PJI可能具有更高的诊断价值，能有效区分PJI和无菌性松动，帮助骨科医生决定进一步的治疗策略。

综上所述，血清IL-6、滑液IL-6及滑液CRP水平与关节置换术后患者的PJI密切相关，为其独立相关因素，三者联合能有效诊断PJI，具有较高的临床应用价值。由于本研究纳入的病例数有限，剔除了部分不符合研究标准患者造成病例选择有一定的偏差。因此，血清IL-6、滑液IL-6及滑液CRP对关节置换术后患者PJI的诊断价值仍需大规模多中心研究进一步评价。