局部应用万古霉素预防脊柱后路开放手术部位感染有效性及安全性的 Meta 分析

汪大伟 尹欣 王华东 李利 刘义灏 原艳丽 杨亚锋

手术部位感染 (surgical site infection，SSI) 指无植入物者手术后 30 天以内、有植入物者手术后 1 年以内发生的累及切开部位的感染[1]，主要分为浅表切口 (累及皮肤及皮下组织)、深部切口 (累及筋膜及肌肉组织)、器官或间隙 (累及相关器官或者间隙)三类感染。文献报道 SSI 在脊柱外科开放手术的发生率为 0.7%～12.0% 不等，是脊柱外科开放手术的主要并发症之一，也是最常见的医院获得性感染之一[1]。SSI 会延长住院周期，增加治疗费用，甚至会导致重症感染，增加患者的致残致死率。

临床工作中如何预防 SSI 是外科医师关注的重点，围术期常见的措施为静脉应用抗生素，其疗效已经被大量研究所证实。近年来不少学者报道在脊柱后路开放手术中术区喷洒万古霉素粉末 (vancomycin powder，VP) 能够有效降低术后 SSI 的发生率，且其局部应用罕有全身性并发症，万古霉素 (vancomycin)是一种糖肽类抗生素，主要针对革兰氏阳性菌的细胞壁合成发挥作用，其常见用法为静脉注射，但其局部应用是否真实有效，仍存在大量争议，本研究旨在通过对近年来脊柱后路开放手术局部应用万古霉素的相关研究进行 Meta 分析，评估其降低脊柱后路开放手术 SSI 的疗效。

资料与方法

一、检索策略

选取中文检索词为“脊柱”“切口”“感染”“万古霉素”“外用”检索中国期刊全文数据库 (CNKI)，选取英文检索词为“spinal surgery”“vancomycin”“SSI”“surgical site infection”检索Pubmed、Cochrane library、Embase、Web of science，SinoMed、Springer、Google scholar 等英文数据库，搜集2012 年3 月1 日至2022 年3 月1 日发表的关于局部应用万古霉素后路脊柱开放手术 SSI 的中英文文献。对相关综述、Meta 分析、系统评价等的纳入文献及参考文献目录进行二次检索，补充纳入文献的范围。

二、文献纳入标准与排除标准

1.纳入标准：(1) 手术类型：后路开放脊柱手术，包含后路颈椎、胸椎、腰椎的内固定及非内固定手术；(2) 干预方式：在除外其它 SSI 相关危险因素异质性的条件下，根据术中是否在术区局部应用万古霉素分为试验组和对照组；(3) 纳入数据：包含术后两组患者 SSI 发生率、副作用、致病菌类型，包含用于亚组分析的万古霉素使用剂量、不同感染类型 (深部、表浅、器官间隙) 的发病率；(4) 牛津大学 EBM 研究证据分级为 Ⅰ～Ⅲ 级的研究。

2.排除标准：(1) 手术类型：非脊柱后路开放手术；(2) 干预方式：无对照组或者试验组与对照组 SSI 相关危险因素异质性较大；(3) 纳入数据：未提供明确的 SSI 发生率，未明确感染类型，未明确万古霉素使用剂量；(4) 研究类型：个案报道、综述、回顾性研究、低质量前瞻性研究。

三、文献筛选与质量评价

根据研究需要，制订包含有作者、发表年限、发表语言、研究类型、证据等级、证据评分、随访年限、样本量、试验组及对照组含量、试验组与对照组糖尿病患病比，万古霉素使用量、应用方法、手术方式、感染类型、试验组、对照组及 SSI 发生率、主要致病菌的统计表格。由 2 位独立研究员根据检索策略进行文献检索，初步阅读文献标题及摘要，再根据纳入标准与排除标准收集纳入文献。根据牛津循证医学中心 (Oxford Centre for Evidencebased Medicine) 文献质量评价体系进行文献证据等级评定[2]。应用 Cochrane 风险偏倚评估工具及改良Jadad 量表对随机对照试验进行质量评价，应用 NOS量表对观察性研究进行质量评价[3]。如有分歧，则咨询第三方解决。

四、数据提取与统计学分析

对文献质量评定为高质量 (Ⅲa 及以上分级、改良 Jadad 评分 ＞4 分) 的研究[2]，根据数据统计表内容进行汇总归纳，应用 RevMan 5.4 软件，对所收集的数据进行统计分析，主要对比分析纳入研究局部应用万古霉素组与对照组术后 SSI 的发生率。分别输入试验组及对照组的阳性例数及样本含量，其数据为二分类变量，首先通过Q检验及计算I2值来对纳入的二分类数据进行异质性检验，当P＞0.05且I2＜50% 时表明组间异质性不明显，采用固定效应模型合并数据；当P＜0.05 或I2＞50% 时，需进一步分析产生异质性的原因，必要时进行亚组分析以消除组间异质性，在无法确认异质性原因时使用随机效应模型合并数据。应用漏斗图描述发表性偏倚。采用优势比 (odds ratio，OR) 及 95% 置信区间(confidence interval，CI) 比较试验组与对照组合并后数据的效应差异，当P＞0.05 表示差异无统计学意义，当P＜0.05 表示差异有统计学意义，合并效应OR＜1 表示干预有利于试验组，OR＞1 则表示干预有害于试验组。

结果

一、文献检索结果

根据检索策略共检索出 2558 篇关于局部应用万古霉素降低后路脊柱开放手术 SSI 的文献，其中中文文献 72 篇，英文文献 2486 篇。通过阅读标题及文献摘要后剔除文献共 2342 篇。根据纳入标准及排除标准，阅读全文后共纳入中英文文献 12 篇[4-15]，其中中文文献 1 篇，英文文献 11 篇。文献筛选流程图见图 1。纳入文献数据统计见表 1。统计结果可见脊柱开放手术术后 SSI 发生率与研究类型、手术部位、万古霉素使用剂量、是否应用内固定等因素而产生一定差异。相关纳入文献未提及明确不良反应及并发症。纳入文献也未报道试验组的脊柱融合率与对照组差异有统计学意义。

图1 文献筛选流程图Fig.1 Flow diagram of the meta-analysis

二、总体 Meta 分析结果

首先对汇总数据进行总体 Meta 分析 (图2)，以评估局部应用万古霉素对脊柱后路开放手术术后SSI 发生率的影响。共 12 项研究进行统计合并[4-15]，异质性检验可见两组数据异质性不明显 (P=0.31，I2=13%)，采用固定效应模型进行数据合并，结果显示汇总后试验组 (万古霉素组) 4007 例，SSI 确诊101 例，对照组 4689 例，SSI 确诊 200 例，可见试验组 SSI 发生率仅为对照组的 0.56 倍，差异有统计学意义 (95%CI0.44～0.72，P＜0.000 01)。总体数据 Meta 分析结果提示局部应用万古霉素能有效降低脊柱开放手术术后 SSI 的发生率。对文献中明确提及应用内固定的数据进行二次提取并进行 Meta 分析(图3)，评估局部应用万古霉素对脊柱后路开放性内固定手术 SSI 发生率的影响，共纳入9 项研究进行统计合并[4-6,8,9-11,13,15]，检验可见两组数据无明显异质性 (P=0.30，I2=15%)，采用固定效应模型，结果显示试验组 3668 例，SSI 确诊 86 例，对照组 4311例，SSI 确诊 164 例，试验组 SSI 发生率为对照组的0.59 倍，差异有统计学意义 (95%CI0.45～0.77，P＜0.0001)。数据合并后提示局部应用万古霉素能有效降低脊柱后路开放性内固定手术 SSI 的发生率。

表1 纳入研究基本特征统计表Tab.1 Demographic characteristics of the included studies

图2 万古霉素使用剂量亚组分析及总体纳入文献的 Meta 分析Fig.2 Subgroup analysis on the dose of vancomycin and overall Meta-analysis of all included literatures

图3 万古霉素应用于后路脊柱开放内固定手术的 Meta 分析Fig.3 Meta-analysis of vancomycin application in posterior spinal internal fixation

三、亚组分析

为进一步评估不同研究特征的差异是否对合并效应有影响，笔者进行了 2 项亚组分析，根据文献中所提及万古霉素使用剂量的不同进行亚组分析 (图2)，文献中可见常见万古霉素使用剂量为1 g、2 g 及混杂剂量。1 g 使用剂量亚组共纳入 7 项研究[4-5,8-11,13]，试验组 2384 例确诊 48 例，对照组2798 例确诊 91 例，数据无明显异质性 (P=0.32，I2=15%)，采用固定效应模型合并数据，结果显示试验组 SSI 发生率为对照组的 0.59 倍，差异有统计学意义 (95%CI0.41～0.84，P=0.003)；2 g 亚组共纳入2 项研究[11-12]，数据无明显异质性 (P=0.83，I2=0%)，但应用固定效应模型合并数据后差异无统计学意义 (95%CI0.44～3.15，P=0.74)；混杂剂量亚组共纳入 4 项研究[6-7,14-15]，试验组 1449 例确诊 44 例，对照组 1711 例确诊 101 例，数据无明显异质性 (P=0.25，I2=27%)，采用固定效应模型合并数据后显示试验组 SSI 发生率为对照组的 0.49 倍，差异有统计学意义 (95%CI0.34～0.71，P=0.0001)。

提取文献中明确报道 SSI 类型的数据，单独进行亚组分析 (图4)，共分为表浅感染亚组及深部感染亚组，表浅感染亚组共纳入 6 项研究[4,7,9-10,13,15]，试验组 1286 例确诊 15 例，对照组 1359 例确诊31 例，异质性分析未见研究间明显异质性 (P=0.26，I2=23%)，采用固定效应模型进行数据合并，结果可见试验组 SSI 发生率约为对照组的 0.51倍，差异有统计学意义 (95%CI0.27～0.95，P=0.03)；深部感染组共纳入 9 项研究，试验组 2501例确诊 49 例，对照组 2946 例确诊 83 例，数据无明显异质性 (P=0.65，I2=0%)，采用固定效应模型进行数据合并，结果显示试验组 SSI 发生率为对照组的 0.69 倍，差异有统计学意义 (95%CI0.48～0.99，P=0.04)。

图4 万古霉素应用于后路脊柱开放手术术后 SSI 感染类型的亚组分析Fig.4 Subgroup analysis according to the type of infection after open posterior spinal surgery

四、发表偏倚

针对发表偏倚，采用漏斗图进行直观分析(图5)，可见发表偏倚主要见于一项由刘广泉等[10]发表的小样本量的研究，其研究结论为万古霉素能有效降低脊柱后路开放手术术后 SSI 的发生。

图5 纳入文献发表偏倚漏斗图Fig.5 Funnel plot of the association between the estimated effect size and standard error of the included studies

讨 论

一、SSI 诊断与预防措施

SSI 是一种常见的手术并发症，同时也是常见的医院获得性感染。前已述及，SSI 主要分为表浅切口、深部切口及器官间隙感染三种类型，其常见危险因素分为内部因素及外部因素，内部因素包含年龄、放疗手术史、皮肤软组织新近感染等不可控因素及糖尿病、吸烟饮酒史、低蛋白血症、肥胖及免疫抑制状态等可控因素；外部因素包括手术方案、医疗环境、围术期处理措施不当等因素。外科医师常常为术后 SSI 所困扰，由此 SSI 的预防策略显得格外重要，其按时间节点可分为术前、术中、术后预防措施，术前措施包括营养支持、术前备皮、肠道准备与外科手术预防性抗生素的使用、外科手消毒等措施；术中措施包括保温、调控血糖、液体疗法、严格无菌操作、切口冲洗、预防性伤口负压治疗、严密缝合、放置引流及术中预防性应用抗生素等措施；术后措施包括适时延长引流时间、定期伤口换药、延长预防性抗生素使用时间等措施[1]。随着无菌技术的发展、手术技术的进步和新型抗生素的使用都减少术后的 SSI 发生率，围术期预防性应用抗生素是一种全程且重要的预防措施。由于脊柱后路内固定手术其手术时间长、合并内植物，细菌更易附着、繁殖及引起感染，其感染是灾难性的，有时甚至需要取出内固定，进行多次的清创手术才能改善病情，含内固定系统的 SSI 显著增加了患者的痛苦、住院周期、住院花费及延缓了患者的康复进程，由此，降低脊柱内固定手术的 SSI 最为重要[16]，相关文献表明，脊柱 SSI 最常见的致病菌以金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等革兰氏阳性菌为主[17]，常见的静脉抗生素预防方案为围术期应用头孢菌素及克林霉素 (头孢菌素过敏时)，其效果得到了广泛的验证，但越来越多耐药菌的出现，同时术后 SSI 的发生带来了各种临床难题，这深深增加了临床医师的担忧。因此，越来越多的外科医师通过其它措施进一步来减少术后 SSI 的发生率。

二、万古霉素的局部应用存在争议

为补充静脉预防性应用抗生素的不足，越来越多的学者建议在后路脊柱开放手术术中局部应用万古霉素[18]，万古霉素主要针对革兰氏阳性菌的细胞壁发挥抗干扰疗效，相关基础研究表明，万古霉素对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (methicillin-resistant staphylococcus aureus，MRSA) 及凝固酶阴性葡萄球菌的最低抑菌浓度为 1～2 mg/ L，局部应用万古霉素患者手术当日引流管的万古霉素局部浓度为 263～2938 mg/ L，其局部浓度远超相应细菌的最低抑菌浓度，这是其局部应用能降低术后 SSI 发生的重要依据[19-20]。局部应用万古霉素因使用方便、能有效降低脊柱开放手术术后 SSI 发生率，其局部药物浓度高、不良反应低、不增加患者负担等优势越来越受到外科医师尤其是脊柱外科医师欢迎[21-23]，但其应用存在较大争议，其争议主要集中在以下几点。

1.局部应用万古霉素对降低脊柱后路开放手术术后 SSI 是否真实有效。Salimi 等[15]的一项 RCT 研究得出了伤口预防性应用万古霉素对降低脊柱外科术后 SSI 无效，且会增加革兰氏阴性菌相关 SSI 的发生率。Sathish 等[24]的一项系统评价共纳入 3 项回顾性队列研究，共包含 824 例患者，数据合并后得出局部应用万古霉素并非一种安全有效的术后 SSI 预防措施。Horii 等[25]的一项回顾性研究对 1261 例的临床资料进行分析，得出了局部预防性应用万古霉素相对于对照组能使术后 SSI 发生率减半，且未发现副作用。Bakhsheshian 等[26]通过对包含 1 篇 RCT研究的共 18 篇文献进行荟萃分析，得出了万古霉素能有效预防脊柱手术术后 SSI 的发生。但上述研究及分析存在相应的缺陷，Salimi 等[15]的研究同样存在样本量少、未对手术节段进行单独统计、纳入排除标准不严格等缺陷；Sathish 等[24]的研究中未明确万古霉素的使用方法及剂量，纳入数据均为较低等级的回顾性研究等缺陷。Horii 等[25]的研究为单中心回顾性研究，纳入资料有限，样本量少，围术期资料不全等缺陷；Bakhsheshian 等[26]的研究以回顾性研究为主，缺乏前瞻性及 RCT 等高等级的研究证据；笔者遵循 PRISMA2020 指南进行了更加广泛的文献检索、更加严格的确立纳入标准、更加全面的统计数据及更加细致的进行亚组分析[27]，以评估局部应用万古霉素对 SSI 预防疗效是否确切，共纳入 13 篇研究，支持术中局部应用万古霉素的有7 篇，剩下的则认为其对降低术后 SSI 发生率无明显疗效，发现支持局部应用万古霉素的 7 项研究样本量相对较大，证据等级相对较高，试验方法更科学，随访时间更长，其结论相对更科学可信。通过汇总各项研究数据，排除数据见异质性后，合并数据后最终得出局部应用万古霉素能有效降低脊柱开放手术术后 SSI 的发生率 (95%CI0.44～0.72，P＜0.000 01)，其合并结果相对单项研究更有说服力及可信度。同时对 10 篇文献明确提及应用内固定的数据进行二次提取及 Meta 分析，发现局部应用万古霉素能有效降低脊柱后路开放性内固定手术 SSI 的发生率 (95%CI0.45～0.77，P＜0.0001)，这为脊柱内固定手术局部应用万古霉素提供了有力依据。

2.局部应用万古霉素是否会导致严重并发症。万古霉素全身应用有时会出现肾毒性、耳毒性、红人综合征等不良反应[28]，但在脊柱后路手术局部应用万古霉素条件下，其不良反应罕有报道，其原因可能与万古霉素使用剂量较少 (常为 1～2 g)、局部应用很少吸收入血、大部分通过引流管排除有关[18]。Armaghani 等[19]通过监测局部应用万古霉素术后的血药浓度表明，万古霉素的血药浓度术后第1 天最高，为 2.5 μg/ ml，远低于其药物毒性阈值，因此其局部用药相对安全。本次研究对纳入文献进行仔细查阅，未见文献中报道局部应用万古霉素引起严重的全身性并发症。

3.局部应用万古霉素是否会影响脊柱融合手术的融合率。部分学者认为万古霉素能影响脊植骨融合，其依据是高浓度的抗生素会影响骨再生，导致假关节形成。首先，笔者未检索到万古霉素影响脊柱融合的相关文献，纳入文献也未报道试验组的脊柱融合率与对照组差异有统计学意义；其次，刘斌等[29]通过建立腰椎融合动物模型得出 250 mg、500 mg 万古霉素与髂骨植骨混合促进了椎体间植入物骨化的进程，融合效果好，具有较好的生物力学稳定性等结论。Ishida 等[30]通过大鼠脊柱融合动物模型正式低剂量的万古霉素 (14.3 mg/ kg) 的骨质融合率同对照组无统计学差异。

4.万古霉素局部应用是否会导致菌群改变，引起耐药菌感染。有文献表明局部应用万古霉素会改变 SSI 的致病菌群，使其向革兰氏阴性菌群转移[15,31]，其风险值得关注，但因 SSI 发生率低，且万古霉素使革兰氏阳性感染率下降，未见其增加革兰阴性菌群感染率上升的报道。对于局部应用万古霉素是否导致耐药菌的产生，耐药性的产生主要是因为抗生素浓度不能达到细菌的最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration，MIC)，前已述及，局部应用万古霉素的局部浓度明显高于其 MIC，故其出现耐药的可能性较低。相关文献也否认耐药菌的产生[5]。由此万古霉素的局部应用不良反应发生率相对全身应用明显降低，其使用相对安全，但临床诊疗中不能忽视革兰阴性菌感染的问题。

三、万古霉素局部应用的两大问题

在后路脊柱开放手术中局部应用万古霉素应该如何选择剂量，其主要降低的是哪种类型的 SSI，是临床中最常见的问题，根据纳入文献中普遍能提取到的信息，笔者进行了 2 项亚组分析，其结果前已述及。万古霉素的使用剂量，目前尚未有统一标准，但是其局部浓度高于 MIC，为保证疗效及避免耐药性产生，最低剂量为 0.5 g，同时避免过量引起的全身不良反应，剂量一般不超过 2 g，具体使用剂量应与手术类型、切口大小、手术时长等因素挂钩。在有关使用剂量的亚组分析中，根据万古霉素使用剂量共分为 1 g、2 g、混杂剂量 3 组，笔者发现1 g 亚组 (P=0.003) 及混杂剂量亚组 (P=0.0001)中试验组 SSI 发生率明显低于对照组，而 2 g 剂量亚组提示万古霉素的局部应用并不能有效降低 SSI 发生率 (P=0.74)，亚组分析未见其应用呈明显剂量相关效应。分析其原因主要有 3 点：(1) 2 g 亚组纳入文献有限 (仅有 2 篇)；(2) 样本量太少，检验效能太低；(3) Ludwig 等[12]的研究以脊柱肿瘤患者为主，并不能代表脊柱开放手术的主体部分。相关纳入文献主要报道了局部应用万古霉素术后表浅感染及深部感染的发生率，探究局部应用万古霉素主要针对哪种类型的手术切口相关感染，笔者在对有关感染类型的亚组分析中发现，局部应用万古霉素能有效降低术后表浅部位 (P=0.03) 及深部 (P=0.04)SSI 的发生率，这首先与万古霉素的使用方式有关，纳入的文献万古霉素的使用均以全层喷洒为主，基本覆盖术区各个层面，部分研究同时将万古霉素混入了骨移植物及内固定系统[4]，这有效保证了万古霉素的使用效果；其次万古霉素可以通过术区的出血、渗出、引流等进行再次分布，这也同时保证了其术区的全层覆盖；最后，根据诊断标准，表浅部位 SSI 更容易被发现及诊断，深部感染相对隐匿，往往有伤口渗液、术后发热、术后疼痛、感染指标的上升、影像学的改变才会被诊断，其发生的时机更晚，局部应用万古霉素对降低深部 SSI 的疗效更有意义。

四、不足与展望

本研究同样存在不足之处，首先，RCT 研究占比较低，本研究共纳入 7 篇 RCT 研究，因检索到的 RCT 研究有限，总体文献的证据等级不一，非RCT 研究有较高发表偏倚风险，由此限制了合并数据的检验效能；其次，本研究纳入样本有限，共纳入 8696 例样本，其中试验组 4007 例，对照组 4689例，且 SSI 发生率较低，部分研究的样本量极低，可能会存在选择偏倚，如 Madhuchandra 等[8]的研究仅含有 80 例，Ludwig 等[12]的研究仅含有 96 例，其结果相对其它研究的差异更为明显；再次，尚不能排除其它混杂因素对结局的影响，各研究都是相互独立的，研究方法、纳入标准、手术方式、使用剂量、检验指标等不尽相同，因此所得数据仍存在一定的异质性，合并结果必然存在一定偏倚；最后，目前局部应用万古霉素在是否符合抗生素使用原则，仍存在相应的伦理问题，本研究仍不能解决如下争论：(1) 手术后是否发生感染相关因素较多；(2) SSI 致病菌群变化多样，革兰氏阴性杆菌感染时有发现，而万古霉素抗菌谱相对狭窄，其预防能力有限；(3) 万古霉素局部用药药物浓度不好把控，如手术创面大小、引流管安放位置、术后引流量均会影响局部药物浓度；(4) 仍需要更为一致性的大宗研究支持局部应用这一非常规方式。由此，不能过度解读所得结论，后续研究中需进一步提高纳入研究证据等级、扩大样本量、提高纳入标准，以期提高检验效能。

五、结论

综上所述，局部应用万古霉素能安全有效降低脊柱后路开放手术及内固定手术的 SSI；亚组分析提示其同时能降低脊柱后路开放手术深部及表浅部位SSI；同时亚组分析未见其局部应用呈明显剂量相关效应。