膝感染性关节炎的病因、诊断及治疗现状

霍世雄，毕树雄，胡鹏，李伟华

(山西白求恩医院骨关节科，太原 030032)

膝感染性关节炎是典型的有菌性局部炎症疾病，多发于儿童，常为败血症的并发症[1]，治疗不及时可继发全身脓毒血症，死亡率高达11.5%[2]。膝感染性关节炎一般呈急性发作，通常表现为短时间内出现膝关节红肿热痛，并伴明显屈伸活动受限，病情进展发生败血症后，全身症状可表现为寒战、高热、消化道症状[3]，甚至出现谵妄、昏迷等，儿童常表现为惊厥[4]，体温可高达39～40 ℃。金黄色葡萄球菌是膝感染性关节炎最多见的明确的主要病原菌，其次是溶血性链球菌。通常认为膝感染性关节炎的发病途径主要为血源性感染，即由其他部位病原菌侵袭所致，近年临床经常出现因膝关节滑膜炎或关节炎行“小针刀”、关节封闭术或关节腔内注射玻璃酸钠注射液等关节腔操作而引发膝感染性关节炎的病例，大部分患者在上述治疗后膝关节疼痛症状缓解，但部分患者在膝关节穿刺操作后出现膝关节感染症状，可见目前医源性感染致膝感染性关节炎的比例不断增加，膝感染性关节炎患者通常经规律的抗感染或及时手术等对症治疗后，病情得到控制，但可能存在膝关节屈伸功能障碍，严重者甚至出现膝关节僵硬，严重影响患者生活。充分了解膝感染性关节炎的发病原因、感染途径，并规范其诊疗过程，有助于更好地管理疾病。现就膝感染性关节炎的病因、诊断及治疗予以综述。

1 发病原因

病原菌感染是膝感染性关节炎发病的主要原因，常见的病原菌感染途径有血源性感染、周围组织侵袭、医源性感染、外伤等。病原菌的毒力、侵袭力及患者的免疫力与膝感染性关节炎的发生相关。类风湿关节炎、骨关节炎、人工关节置换术后、较低的社会经济地位、酗酒、糖尿病及关节内糖皮质激素的不合理使用均是引发膝感染性关节炎的重要因素[5]。明确膝感染性关节炎的感染途径是预防疾病发生的重要条件。

1.1血源性感染 目前认为，血源性感染是膝感染性关节炎的最主要感染途径，常与全身菌血症并发，其病原菌以金黄色葡萄球菌最常见，部分地区金黄色葡萄球菌所致膝感染性关节炎占膝感染性关节炎的80%以上，其中以耐甲氧西林金黄色葡萄球菌居多，其次为链球菌感染；所有金黄色葡萄球菌对利奈唑胺、莫西沙星、替加环素、万古霉素、呋喃妥因等抗生素高度敏感[6-7]。目前，病原菌进入相对封闭关节腔的机制尚不清楚，但感染发生后，往往起病急骤且误诊率很高，且发病初期难以与痛风和类风湿关节炎等疾病进行鉴别[8]。

1.2周围病灶的侵袭 膝感染性关节炎可继发于骨髓炎或周围皮下蜂窝织炎等[5]。同时，膝感染性关节炎也可进展为骨髓炎等。病原菌通过破坏的骨皮质或组织间隙进入关节腔，导致膝关节感染。及时抗感染或手术清创治疗可有效控制病程进展。随着医疗技术的发展以及抗生素的普及，膝关节周围的感染病灶多被及时控制，因此由膝关节周围感染病灶侵袭所致的感染性关节炎相对较少。

1.3医源性感染 医源性关节感染指医源性操作致使致病菌进入关节腔而引发的有菌性关节炎症，可发生于膝关节置换术、关节镜手术、膝关节腔穿刺操作后，由膝关节腔穿刺操作引发较多见。有报道发现，近年来由于膝关节腔穿刺导致的膝关节腔感染逐渐成为最主要的医源性关节腔感染因素[9]。严格无菌操作是避免医源性感染的首要条件。

1.3.1术后感染 术后感染与术中无菌操作密切相关，严格规范的无菌操作可有效避免术后关节腔感染的发生。膝关节手术包括膝关节置换术、膝关节镜手术及膝关节周围骨折内固定术等。随着临床工作者无菌操作意识的不断提升以及医疗条件的不断改善，目前膝关节手术术后感染的发生率逐渐降低，相关报道显示，近年全膝置换术后膝关节感染的发生率为1%～3%[10-13]，关节镜术后膝关节感染的发生率约为1%[14]。

1.3.2关节穿刺 封闭、穿刺抽液、关节腔内注射药物及“小针刀”等操作均需要进行关节穿刺术。近年来，膝关节腔穿刺致膝关节感染的发生率不断升高。膝关节滑膜炎或关节炎发作时，膝关节出现疼痛、肿胀等不适，常采用关节腔内注射玻璃酸钠或糖皮质激素等方式进行治疗，以改善疼痛症状[9,15]。但有报道证实，关节腔内注射糖皮质激素将极大地增加膝关节感染的发生率[16]，可能与糖皮质激素激活了关节腔内的休眠细菌有关[17]。目前，关节穿刺操作已在各级医疗机构普及。有研究发现，多次关节穿刺并不会增加膝关节感染的发生可能，但与三甲医院相比，非三甲医院关节穿刺病例的膝感染性关节炎的发生率明显升高[11]。

1.4外伤 闭合性外伤所致关节内积血是导致膝关节感染的危险因素[5]，未及时清理积血或积血吸收困难均可导致关节外病原菌的定植，极易发展为感染性关节炎。开放性损伤也可导致膝关节的化脓性感染，结合真空负压封闭引流技术，可大大降低化脓性关节炎的发生率[18]。

2 诊断依据

膝感染性关节炎与痛风、类风湿关节炎及色素沉着绒毛结节性滑膜炎等其他无菌性膝关节炎症的鉴别较困难。除体格检查外，实验室检查及影像学检查也是鉴别和确诊膝感染性关节炎的重要手段。

2.1体格检查 体格检查在骨科相关疾病的诊断和鉴别诊断中起重要作用。膝感染性关节炎主要表现为体温升高、膝关节明显肿胀、患侧病变处皮温较对侧明显升高、全膝关节压痛、过伸过屈痛、患侧膝关节屈伸活动受限等。有报道，膝感染性关节炎患者膝关节的活动度为5°(伸直)～85°(屈曲)，并伴明显膝关节旋转功能受限[19]，患侧下肢皮肤感觉及末梢血运多正常。

2.2实验室检查 关节液连续两次培养出相同病原菌是膝感染性关节炎实验室检查的金标准，但由于关节液采集前患者往往已开始抗生素治疗，故检出率较低。由于抗生素使用及实验室检查水平等的差异，已报道的细菌检出率亦不同。红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate，ESR)、C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)、关节液常规及生化检查等炎症指标和中性粒细胞delta指数(delta neutrophil index，DNI)对诊断膝感染性关节炎的具有指导意义。ESR及CRP明显升高，且体格检查提示膝关节感染时，应高度怀疑膝感染性关节炎，但目前尚缺乏仅通过ESR及CRP诊断膝感染性关节炎的相关依据，此外，关节液白细胞计数>5 000个/μL、中性粒细胞0.75以上[20]亦提示可能存在膝感染性关节炎。另有研究认为，关节积液中的葡萄糖水平对感染性关节炎的诊断有提示作用，当感染性关节炎发生时，关节液中葡萄糖水平较正常值下降2.7 mmol/L以上，并与关节液中白细胞计数水平呈负相关[21]。近年来有研究提出，依据降钙素原水平诊断膝感染性关节炎的敏感性及特异性均较高[22]，但临床上往往仅有个别全身感染症状较重患者的降钙素原水平改变，而大部分患者的降钙素原水平并无明显变化[23]，可见，降钙素原对膝感染性关节炎的诊断价值并不大。

膝关节痛风和类风湿关节炎与膝感染性关节炎的症状极为相似，且患者ESR和CRP水平均明显升高，易误诊。除尿酸外，DNI在痛风急性发作和膝感染性关节炎早期鉴别中具有重要价值，而DNI≥2%是预测膝感染性关节炎的重要依据[24]，DNI数值越大，膝关节感染越严重[25]。类风湿关节炎可通过类风湿因子、抗链O等进行诊断。

2.3影像学检查 膝感染性关节炎的影像学检查主要包括X线、磁共振成像、CT，三者主要用于观察病程终末期膝关节的骨质破坏情况，而疾病早期，三者均无明显特异性征象，仅可见大量关节腔积液及关节间隙变宽。膝感染性关节炎患者的膝关节可在短时间内破坏，随着病程进展，X线示关节间隙由窄变宽，随后再逐渐变窄，关节面逐渐毛糙，之后出现“虫噬样”改变，此时已出现极严重的关节破坏，通常患者预后较差。磁共振成像可较早发现膝关节的变化，关节软骨主要表现为局灶性T2加权成像高信号以及广泛或局限的斑片状、地图状骨髓水肿信号[26]。除上述影像学检查外，关节镜检查可直接观察关节内病变，出现“脓苔样”改变基本可以确诊膝感染性关节炎。

3 治 疗

膝感染性关节炎治疗的关键是尽早诊断、关节制动、使用敏感抗生素，以控制感染进程、缓解疼痛、恢复受累关节功能。对于症状较轻或早期膝感染性关节炎，可行抗感染保守治疗。在感染病程各阶段均可行关节镜手术以探查并清理感染灶，且早期关节镜手术治疗的效果显著。对于严重感染、保守治疗或关节镜术后感染控制不佳者，可行切开手术或关节融合术治疗。即使规律抗感染或手术治疗后，关节内炎症反应仍有继续进展的可能，可进一步导致关节软骨损伤等并发症[27]。

3.1保守治疗 在膝感染性关节炎致病菌尚未明确时，可使用经验性广谱抗生素行抗感染治疗，并制动膝关节。保守治疗有效时，可适度活动膝关节，早期膝关节活动对膝关节功能恢复有重要意义[28]。细菌培养是诊断膝感染性关节炎的金标准，根据细菌培养结果及时调整抗感染药物，有助于达到更好的治疗效果。在膝感染性关节炎感染症状完全控制后，应继续长期、足量抗生素治疗，以巩固疗效，具体药物治疗时限目前尚不确定，一般以ESR及CRP水平完全恢复正常为准。值得注意的是，在上述治疗基础上，同时给予小剂量糖皮质激素(0.15 mg/kg，每次6 h，每日1次，连续4 d[29-32])可有效缩短住院时间及抗生素治疗时间，促进CRP恢复正常[33]。

3.2手术治疗 对于保守治疗效果较差的膝感染性关节炎患者，应尽早行手术清创，同时配合长期足量敏感抗生素治疗，以预防防病情复发。手术方式主要有开放手术、膝关节镜手术、关节融合术或关节置换术。

3.2.1开放手术 开放手术的创伤较大，对于无假体置入的膝感染性关节炎患者，应短时间内行关节镜手术[34]，但对于有假体置入膝感染性关节炎患者，由于置入假体严重影响关节镜视野，单纯关节镜手术下无法彻底清创，且无法排除致病菌通过假体进入膝关节腔的可能，故应行开放手术治疗。开放手术的具体步骤为：一期行清创手术取出假体，并行骨水泥旷置，术后选择敏感抗生素行抗感染治疗，待感染控制后再行二期膝关节假体置入，其间仍需继续抗感染治疗[35]。若多次膝关节翻修术后，感染仍未控制，可积极行膝关节融合术[36]。

3.2.2关节镜手术 膝感染性关节炎患者多因剧烈疼痛在病变加重前就诊，对于急性膝关节感染性关节炎[37]以及一些无假体置入膝关节手术所致感染患者，开放手术不利于膝关节功能的恢复，而关节镜手术具有创伤小、恢复快等优点，已成为目前治疗化脓性关节炎的最主要术式，术中可在直视下更直观清楚地了解膝关节病变情况，并较彻底地清除关节内的病变滑膜，患者术后ESR、CRP指标明显改善[32]，但术后仍需继续抗感染治疗，而抗生素治疗时间明显缩短[36]。与术前相比，术后随访时Lysholm评分明显增加，视觉模拟评分明显下降[37]。关节镜手术后配合关节腔留置冲洗可降低膝感染性关节炎复发的风险[19,38-40]。

3.2.3关节融合术或关节置换术 部分患者就诊时膝感染性关节炎已发展至终末期，关节软骨破坏殆尽，已发生关节强直，此时患侧膝关节活动受限已不可逆，膝关节功能丧失。当感染完全控制后，可行膝关节融合术或全膝关节置换术。膝关节融合术可有效改善患肢疼痛症状，但无法恢复患肢的屈伸功能。全膝关节置换术可有效弥补膝关节融合术的缺点，且应用敏感抗生素并行关节置换术治疗膝感染性关节炎的效果显著[41]。但术后感染复发及手术时机的选择尚不明确，故上述治疗方案尚存在较大争议。

4 小 结

近年来，由关节穿刺引发的成人膝感染性关节炎的发病率不断升高。此外，抗生素的不合理使用，细菌谱及其耐药性的较快变化增加了膝感染性关节炎的诊治难度。有效预防感染是减少膝感染性关节炎发生的关键。目前尚缺乏对膝感染性关节炎感染途径、病原菌侵袭力及毒力等方面的大样本统计分析，相关研究多集中于膝感染性关节炎的治疗方法选择，因此，探究膝感染性关节炎的病因仍需大量临床研究的进一步明确。