全膝關節置換術后假體周圍感染的治療策略

謝川江,石 嶺,朱紀峰,陳賢明,王子明,熊 雁△

(1.陸軍特色醫學中心關節四肢外科400042；2.重慶市南岸區人民醫院骨科 400060)

全膝關節置換術(total knee arthroplasty,TKA)是治療膝骨關節炎和其他嚴重膝關節疾病的一種安全有效的手術方法[1-2]，可有效減輕膝關節疼痛，重塑膝關節的功能，提高患者的生活質量。但TKA術后假體周圍感染(periprosthetic joint infection,PJI)是TKA最嚴重的并發癥，可造成嚴重后果[2]。早期PJI常引起關節發紅、疼痛、腫脹、局部發熱及全身炎性反應等表現，晚期出現竇道流膿，導致假體感染性松動，延長住院時間、增加患者經濟負擔，嚴重影響生存質量，甚至危及生命[3-4]。初次TKA感染率約2%[5]。KURTZ等[6]預測到2030年TKA手術量將增加673%，雖然TKA的感染率較低，但隨著手術量的增加其感染患者數量也會增加。目前臨床上PJI的診斷和治療仍是難題，且在世界范圍內均具有挑戰性。現將陸軍特色醫學中心TKA術后PJI患者的治療策略報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析陸軍特色醫學中心關節四肢外科2014年2月至2019年2月收治的17例TKA術后PJI患者資料，PJI診斷符合2013年PJI國際共識會議( ICM 2013)[7]標準，其中男8例，女9例，平均年齡61.7歲(38～77歲)，平均體質量指數(BMI)25.9 kg/m2，術前VAS疼痛評分平均5.7分(4～7分)，KSS評分平均27分(15～50分)。術前診斷為骨性關節炎11例、類風濕性關節炎3例、創傷性關節炎2例、股骨遠端骨腫瘤1例。17例病例中細菌感染10例(金黃色葡萄球菌感染4例，表皮葡萄球菌感染3例，銅綠假單胞菌感染2例，混合菌群感染1例)，真菌感染3例，2例微生物培養陰性，結核分支桿菌感染1例，人型支原體感染1例。17例患者根據Tsukayama分型標準[8]急性感染(Ⅱ型)3例，慢性感染(Ⅳ型)14例。

1.2 治療方法

1.2.1關節鏡手術

1例急性感染患者行膝關節鏡清創，術前關節腔穿刺積液微生物培養+藥敏試驗，根據藥敏試驗結果選用敏感抗生素。從雙側膝眼進入膝關節腔，將變性組織送病理檢查和微生物培養，用刨刀清理膿液、感染壞死組織，以碘伏浸泡關節腔10 min后使用6 L生理鹽水徹底沖洗關節腔，留置2根引流管，1根為進水管，1根為出水管，選用敏感抗生素灌洗1周。靜脈注射敏感抗生素2周后改為口服抗生素10周，術后定期復查血常規、C反應蛋白(CRP)、紅細胞沉降率(ESR)。由于2018年假體周圍感染國際共識指出關節鏡手術在治療急性或慢性膝關節PJI中沒有作用，故已不建議使用[9]。

1.2.2保留假體清創手術

2例急性感染患者行保留假體清創手術，從原切口進入關節腔，見假體無松動，關節內有膿液、感染變性壞死組織，將感染組織送病理檢查及微生物培養。清理膿液、清除壞死組織和變性的滑膜直至有鮮血滲出，取出墊片，用碘伏過氧化氫浸泡3次，每次10 min，用6 L生理鹽水脈沖沖洗3次，更換墊片。縫合關閉切口，安置負壓引流管，術后2周靜脈注射敏感抗生素，后改為口服敏感抗生素10周。術后定期復查血常規、CRP、ESR等指標。

1.2.3二期翻修

5例慢性感染者行一期膝關節假體取出+骨水泥間隔置入、2期翻修術。沿原切口進入關節腔，清理關節腔內的膿液、感染壞死組織，注意取不同部位的炎性肉芽組織及骨質破壞區內的組織標本做微生物培養和藥敏試驗，并將清理出的病變組織送病理檢查。取出假體、骨水泥，注意保護正常骨質，用碘伏過氧化氫浸泡3次，每次10 min，用6 L生理鹽水脈沖沖洗3次。為了獲得更好的運動范圍，術中使用含萬古霉素的骨水泥(每40 g骨水泥含萬古霉素2 g)配制成假體形狀的移動間隔器，縫合關閉切口，安置負壓引流管。針對敏感致病菌選用抗生素靜脈注射治療2周后改為口服抗生素3個月。門診每周檢測血常規、CRP、ESR等炎癥標志物，在第二階段(再置入假體)之前除了常規的血常規、CRP、ESR外還需檢查關節液白細胞計數、中性粒細胞百分比、白細胞酯酶水平，待指標正常后再行二期翻修手術。

1.2.4清創融合術

8例慢性感染患者強烈要求行融合術。有竇道者注射美蘭確定感染組織，無竇道則按原切口進入，暴露關節假體后清理關節腔內的膿液、感染壞死組織，取出假體和骨水泥，用刮匙徹底清理感染破壞的骨質，用碘伏過氧化氫浸泡3次，每次10 min，用6 L生理鹽水脈沖沖洗3次，直至骨質變白。清理髕骨后分別在股骨和脛骨側植入外固定支架螺釘，安裝外固定支架，注意保持下肢力線，外固定支架加壓股骨髁及脛骨平臺殘端，有利于斷端融合，縫合關閉切口，安置負壓引流管。術后靜脈注射敏感抗生素2周后改為口服敏感抗生素10周。

1.2.5單純藥物治療

1例真菌感染患者在門診根據關節腔穿刺培養結果，使用敏感抗真菌藥物治療半年。

1.2.6術后隨訪評估

患者術后6周、3個月、6個月、12個月定期門診復查血常規、CRP、ESR等指標并復查X線片，收集患者術后KSS評分、VAS疼痛評分、關節的活動度，以后每年隨訪1次，行清創融合術患者待骨性融合后拆除外固定支架，見圖1。

2 結 果

17例患者中1例使用藥物控制，8例行清創膝關節融合，5例二期翻修，2例保留假體清創，1例關節鏡下清創。所有患者隨訪平均時間37個月(9～70個月)，術后第6個月VAS疼痛評分平均1.7分(1～2分)，術后第6個月KSS評分平均76.8分(60～95分)。所有患者感染得到控制，無其他相關并發癥發生。關節融合患者膝關節融合良好，未再出現紅腫、疼痛癥狀，患者滿意；保留假體清創、關節鏡下清創和二期翻修患者術后功能恢復良好，患者滿意。

A：腫瘤型膝關節置換術后抗生素間隔物；B：腫瘤膝翻修后X線片；C： 關節鏡下清理感染病灶；D：關節鏡術后；E：抗生素骨水泥間隔物置入；F：二期翻修術后；G： PJI竇道外觀照；H：清創術中照片；I：術后膝關節融合。

3 討 論

3.1 TKA失敗的原因

TKA失敗和TKA翻修仍然是關節外科醫生和患者需要共同面對的重大臨床挑戰，了解TKA失敗的原因對于提高假體的性能和使用壽命至關重要，PJI是TKA失敗最常見的原因[5]，是TKA術后最令人擔心的并發癥之一[2]，也是TKA翻修最重要的原因[5]。TKA術后PJI發生的影響因素有種族、性別、年齡、手術時間、止血帶使用時間、骨水泥的類型、糖尿病、高血壓、肥胖、ASA分級和是否輸血、類風濕性關節炎、吸煙、患膝關節手術或注射史、術后留置引流管、導尿、外科醫生經驗、手術室環境等[2,10]。因此在臨床中需要注意相關危險因素，最大限度降低PJI的發生。

3.2 TKA術后PJI的診斷和感染分期

TKA術后PJI的診斷和感染分期對治療具有重要意義，目前PJI的診斷是基于臨床表現、外周血炎癥指標檢查和滑膜液的實驗室檢查、微生物培養、假體周圍組織學評價和術中的發現。PARVIZI等[11]在2018年將PJI的診斷標準分為主要標準和次要標準,其中次要標準分為術前和術后獲取的兩類檢驗結果，不同的次要標準檢驗分值不同，當分值超過診斷閾值時即可診斷PJI，該診斷標準的靈敏度達97.7%,特異度為99.5%。在感染分期中TSUKAYAMA等[8]將 PJI以感染發生的時間為界分為4型,Ⅰ型為術中培養陽性的感染，Ⅱ型為術后4周內的早期感染(包括淺表和深部感染)，Ⅲ型為急性血源性感染，Ⅳ型為晚期慢性感染。 LI等[12]根據感染癥狀持續時間將PJI分為急性期和慢性期，急性期感染癥狀<3周(血源性或持續性)或關節置換術后<4周,慢性期指感染癥狀≥3周(血源性或持續性)或關節置換術后≥4周,急性PJI時微生物未形成生物膜保護，而慢性PJI的微生物已形成成熟的生物膜，故針對不同感染的治療方式不同。PJI治療目的是消滅感染,其次是減輕疼痛和恢復膝關節的功能,因此需要敏感抗生素治療和個體化選擇手術方案[13]。PJI治療的第一步是找到致病微生物，敏感的抗生素常常需要分泌物或關節液的微生物培養明確病原菌。文獻報道美國PJI最常見的病原菌是金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌，而歐洲最常見的病原菌是凝血酶陰性葡萄球菌，其次為金黃色葡萄球菌、鏈球菌和腸球菌[14]。我國PJI的病原菌前五位為金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、凝固酶陰性葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌[15]。TKA后出現紅腫疼痛、局部皮溫高、切口滲液時應立即行關節腔穿刺抽取積液做細菌培養。2018年國際共識指出傳統的細菌培養時間是5～7 d，如果懷疑PJI具有低毒性感染，或術前培養已被證明為陰性且臨床高度懷疑存在PJI時，術中組織培養時間應保持14～21 d[16]。對于培養陰性的患者若培養前已使用抗生素治療，或未使用抗生素但伴有臨床癥狀且炎癥指標仍高的患者還需考慮真菌、抗酸桿菌、支原體等培養。QIU等[17]報道發現TKA術后支原體感染的1例患者，使用敏感抗生素成功控制了感染。應根據患者臨床表現選擇針對不同微生物的培養基，只有找到致病微生物才能有的放矢，達到理想的治療效果。

3.3 TKA術后PJI的抗生素治療

PJI的抗生素治療應根據病原微生物的敏感性、患者耐受性及藥物的毒副作用進行個體化選擇。針對不同感染分期和手術治療方案，抗生素的治療時間也不同[18]。LI 等[12]指出利福平對革蘭陽性菌敏感，環丙沙星對抗革蘭陰性菌具有生物膜活性，所有PJI抗生素治療療程均為12周，靜脈注射2周后改為口服給藥。2018年國際感染共識建議在急性PJI行保留假體清創的抗生素使用時間不少于6周；而對于耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)使用非腸道抗生素和口服利福平1～6周，然后再口服利福平和高度生物活性藥物3個月；對于革蘭陰性菌感染的急性PJI患者也應根據微生物類型接受6～12周的抗生素治療。另外2018年國際感染共識推薦PJI中對于多種病原菌感染的抗菌治療應針對病原菌靜脈用藥4～6周，結核PJI治療必須根據病原體的耐藥情況與傳染病專家合作選擇抗生素(建議4種抗生素聯合)，使用時間最少6個月；真菌PJI的治療首選二期翻修，在翻修的間隔期間使用抗真菌藥物不少于6周，翻修術后仍要口服抗真菌藥物3～6個月；對于那些不能耐受手術、手術不能改善功能或拒絕手術的患者，可以考慮長期口服抗生素來替代手術治療。

3.4 TKA術后PJI 的手術治療

目前PJI的手術治療是通過保留假體清創、一期翻修、二期翻修、關節融合、截肢等形式進行干預。急性期PJI(感染癥狀小于4周)假體位置滿意和固定牢固、局部軟組織條件良好時保留假體清創具有重要的優勢。TSCHUDIN-SUTTER 等[13]報道為降低患者的發病率，縮短治療時間及避免二期翻修，首選一期翻修治療，其優點是患者下地時間早，住院時間短，并且費用較二期翻修假體置換術低，而感染復發、假體或部件無菌松動是常見失敗原因。在北美二期翻修仍是治療慢性PJI的金標準[19]。2018年國際感染共識建議二期翻修失敗的患者若再次翻修后膝關節的功能較差，二期翻修失敗與患者身體耐受情況差、肢體軟組織條件不佳的有關，對于二期翻修失敗的患者若考慮第三次或第四次翻修時應根據患者的身體情況和患者的期望決定，若不能耐受再次翻修時可考慮關節融合或截肢。

TKA術后PJI治療必須根據患者的感染分期和病原菌類型選擇敏感的抗生素制訂個體化治療方案。手術推薦急性感染行保留假體清創；慢性感染二期翻修；膝關節融合術也是保肢的一種方式，但犧牲了膝關節的功能，只能作為控制感染的輔助治療方案，只有在患者身體條件差、基礎疾病多、經濟負擔重，不愿意再次承擔再復發感染風險的患者中選擇。