非特異性椎間隙感染細菌學特征的研究進展

魏柏興,武 漢

(吉林大學中日聯誼醫院 骨科，吉林 長春130033)

椎間隙感染為涉及椎間盤及上下椎體軟骨終板的感染，以腰椎最常見。臨床表現為發熱、患處疼痛壓痛和肌肉痙攣，伴或不伴周圍神經損害。疼痛于體位變換時加重[1-3]。發病機制以血行感染最常見[1-2]。椎間隙感染可分為特異性椎間隙感染和非特異性椎間隙感染。結核桿菌、布氏桿菌、真菌、寄生蟲引起的感染為特異性椎間隙感染；其余病原菌引起的感染為非特異性椎間隙感染[1-4]。特異性椎間隙感染在病史、病理變化、影像表現、臨床表現方面與非特異性椎間隙感染差異明顯，易于分辨[1-3]。非特異性椎間隙感染的病原菌常是單一的[2]，血培養陽性率最低可達24.4%，穿刺活檢陽性率在57.8%左右[5]。在常規治療中，一般活檢結果回報前不使用抗生素，但最新研究表明活檢前使用抗生素并不會降低培養敏感性[2,5]。現依抗生素對不同病原菌的敏感性差異將病原菌分為三類來對非特異性椎間隙感染的發病特點展開綜述。

1 革蘭陽性菌

革蘭陽性菌是椎間隙感染的主要病原菌，常見的病原菌為葡萄球菌及多種鏈球菌，其中金黃色葡萄球菌發病率最高。病史方面，社區獲得性非特異性感染主要病原菌是革蘭陽性菌，而醫院獲得性的主要致病菌為耐甲氧西林金葡菌及革蘭陰性菌[6]。在非特異性椎間隙感染患者的MRI表現中，革蘭陽性菌椎間隙感染并發硬膜外膿腫比革蘭陰性菌椎間隙感染表現出更高的概率，并且在實驗室檢查指標中，血沉和C反應蛋白更高[7]。對革蘭陽性菌敏感抗生素為第一代頭孢菌素，克林霉素，氟氯西林，萬古霉素等[2]。

1.1 葡萄球菌

金黃色葡萄球菌是人體皮膚，軟組織膿腫的最常見的病原菌，極易形成菌血癥經血行傳播，造成機體其他位置形成感染。無論是繼發于脊柱術后的感染，還是繼發于機體原發膿腫病灶的感染，金黃色葡萄球菌都是椎間隙感染最常見的病原菌，占椎間隙感染病原菌的40%-60%[7]。臨床特點方面，由于其具有致組織化膿的特性，金黃色葡萄球菌所致的椎間隙感染比其他病原菌更容易發生硬膜外膿腫，并且在實驗室檢查中，白細胞計數，C反應蛋白也更高，并且導致截癱或四肢癱瘓等神經功能障礙的風險比其他病原菌高18.5%[8]。治療方面，有報道表明院內感染的金黃色葡萄球菌中30%-40%是對甲氧西林耐藥的，而社區獲得性感染的金黃色葡萄球菌中耐甲氧西林比例不到1%[9]。

凝固酶陰性葡萄球菌椎間隙感染的大多數是由在人類皮膚和黏膜上的定植菌引起的，例如表皮葡萄球菌，為人體正常菌群。研究表明，3%-12%的椎間隙感染病原菌是凝固酶陰性的葡萄球菌[10]。Julien曾在涉及56例葡萄球菌椎間隙感染患者的回顧性研究中證明[11]，凝固酶陰性葡萄球菌組比金黃色葡萄球菌組年齡更大，診斷時間窗更長，發熱概率更低，白細胞水平與C反應蛋白也更低。凝固酶陰性椎間隙感染常繼發于院內病原菌感染，如植入的醫療器械，導尿管等。在Bucher的報道中[12]，3名椎間隙感染患者的共同特點為，皆是心臟疾病患者，都曾在椎間隙感染發病前植入了起搏器，并且經椎間隙活檢和取出起搏器檢測的病原菌相同，都是凝固酶陰性的葡萄球菌。其中1例患者產生了起搏器感染所致的心內膜炎。故若患者曾有起搏器放置病史，若出現椎間隙感染典型臨床癥狀，應考慮到感染可能為凝固酶陰性的葡萄球菌所致的情況。而在LeMoal的涉及92例心內膜炎患者的研究中[13]，14名患者存在既往椎間隙感染病史，其中凝固酶陰性葡萄球菌4例，在這些患者中，同時發現了存在起搏器或人工瓣膜。

1.2 鏈球菌

草綠色鏈球菌，也稱甲型溶血性鏈球菌。同表皮葡萄球菌，因毒力較低，患者發病的癥狀常不嚴重。其造成的椎間隙感染常呈亞急性過程，在Weber的11個草綠色鏈球菌椎間隙感染病例的回顧性研究中[14]，草綠色鏈球菌椎間隙感染者比金黃色葡萄球菌椎間隙感染者在就診時合并為發熱，寒顫的概率更低，更易以腰痛作為唯一癥狀前來就診。草綠色鏈球菌椎間隙感染可能與心內膜炎因果相關。在Weber研究中[14]，其中的1個草綠色鏈球菌椎間隙感染者繼發了心內膜炎。Dadon[15]曾報道過在9例草綠色鏈球菌感染性心內膜炎患者，其中2例伴發了繼發于心內膜炎的椎間隙感染。值得一提的是，在一項涉及58例鏈球菌性脊柱骨髓炎的回顧性研究中[16]。草綠色鏈球菌組50%的患者存在心內膜炎，這要比非草綠色鏈球菌組患者測得的7%高得多。雖然椎間隙感染并非化膿性脊柱炎，但同為脊柱感染，這一結論還是具有參考價值的。

變形鏈球菌，為草綠色鏈球菌的一種，在Perna的回顧性研究中[17]，7例變形鏈球菌椎間隙感染患者中有3例并發贅生物性心內膜炎，1例存在起搏器植入史。并且，血源性感染做為椎間隙感染的最常見機制，其中感染性心內膜炎可占這一機制的12%[17]。綜合上文，表皮葡萄球菌和草綠色鏈球菌椎間隙感染與心內膜炎在一定程度上存在互為因果關系。提示存在感染性心內膜炎病史的患者若產生腰痛和發熱等癥狀，或者椎間隙感染繼發了感染性心內膜炎。這兩種情況下應考慮到葡萄球菌或草綠色鏈球菌導致的椎間隙感染。而在一項回顧性研究中表明，草綠色鏈球菌引起的心內膜炎比葡萄球菌更常見[9]。

目前還沒有基于大樣本的研究可以描述除草綠色鏈球菌外的鏈球菌脊柱感染的特定的臨床特點。然而，在上文提到的對鏈球菌性脊柱骨髓炎臨床特點的研究中[16]，非草綠色鏈球菌的鏈球菌脊柱骨髓炎患者同金黃色葡萄球菌脊柱骨髓炎患者相比，除菌血癥概率較低外臨床特點相似，都易有發熱，周圍神經受累，椎旁膿腫。而草綠色鏈球菌脊柱骨髓炎患者比非草綠色脊柱骨髓炎患者更少有糖尿病史，C反應蛋白更低，因呈亞急性臨床表現，所以從癥狀出現到診斷確立的時間更長。

肺炎鏈球菌，在椎間隙感染病原菌中是罕見的，但具有特別的臨床特點。肺炎鏈球菌脊柱感染常有呼吸道感染史或肺部的基礎疾病，如肺炎，鼻竇炎和慢性阻塞性肺疾病等[18]。患者常源于社區感染所致的肺炎鏈球菌菌血癥，而院內獲得性感染，如脊柱手術術后感染等比較少見。

2 革蘭陰性菌

在椎間隙感染中，病原菌15%-23%為革蘭陰性菌[7]。在Lee的涉及54例椎間隙感染患者的回顧性研究[7]中，病原菌為革蘭陰性菌患者的平均年齡明顯高于革蘭陽性的患者。革蘭陰性菌椎間隙感染常存在免疫缺陷，糖尿病，胃腸道和泌尿生殖道感染病史。比起革蘭陽性菌，革蘭陰性菌椎間隙感染患者存在惡性腫瘤史更常見[1-3]。臨床表現方面，以腰痛為唯一癥狀的患者中，革蘭陽性組比革蘭陰性組的占比更大。革蘭陰性組的患者表現出更易合并發熱，嗜睡等癥狀[7]。常見的對革蘭陰性桿菌敏感，治療效果良好的抗生素為第三，四代頭孢菌素，氨基糖苷類抗生素等[2]。

2.1 大腸桿菌

在革蘭陰性桿菌椎間隙感染中，最常見的病原菌是大腸桿菌[19]。大腸桿菌是人腸道定植菌，正常情況下不致病，而在引入泌尿道后可引起感染。引起椎間隙感染以血行性感染常見，而由創傷或脊柱手術接種感染則較少見[19-20]。現已知盆腔器官相關醫療操作可造成定植菌入血形成菌血癥，其中以大腸桿菌最為常見[20]。例如，直腸超聲引導下的前列腺活檢可造成椎間隙感染[20]，推測其機制為穿刺針將直腸處的大腸桿菌種植于前列腺。這是由于前列腺與椎體間的靜脈叢無瓣膜，當腹壓增高時，大腸桿菌就隨血液循環流向椎間隙而造成感染。另有報道表明[4]，陰道后穹窿穿刺也存在通過血行感染或直接蔓延的途徑導致大腸桿菌椎間隙感染。而血行感染的途徑也是通過無靜脈瓣的椎旁靜脈叢傳播的。提示存在盆腔或腸道的感染或醫療操作史的可疑椎間隙感染患者應考慮到致病菌是大腸桿菌的情況。

2.2 銅綠假單胞菌

研究表明，銅綠假單胞菌脊柱感染者常見于靜脈及脊柱穿刺的人群中[21]。但目前還沒有基于大樣本量的關于銅綠假單胞菌椎間隙感染臨床特點的回顧性研究。而僅有散發的個案報道及綜述性回顧[22-23]。報道的8名患者存在類似的特點，即都曾有硬膜外穿刺及小關節突穿刺注射操作史，或多次靜脈穿刺史。提示有上述兩種病史的(如吸毒者)患者中若出現可疑的椎間隙感染，應考慮病原菌為銅綠假單胞菌的情況。

2.3 肺炎克雷伯桿菌

肺炎克雷伯桿菌，一種存在于人體腸道，膽道，呼吸道，泌尿生殖道的條件致病菌。菌血癥者多見于院內感染，常發源于膽道，腸道而血行播散。而其作為椎間隙感染的病原菌則罕見到僅有少量個案報道[24-25]，所以目前還沒有研究可以明確肺炎克雷伯桿菌椎間隙感染特異性的臨床特點。但綜合分析以上報道中提及的5例患者，其中3例患糖尿病，3例有腸道手術史并存在瘺管等復雜術后并發癥。1例曾行ERCP檢查，后證實病原菌源于膽道形成的菌血癥。除上述外，并無其余臨床表現或預后方面的共同點。而另一方面，慢性肝病、器官移植、癌癥、糖尿病在既往研究中被證實是肺炎克雷伯菌血癥的獨立危險因素[25]。

2.4 沙門氏菌

沙門氏菌，一種食源性致病菌。椎間隙感染在傷寒沙門氏菌腸道外感染時罕見。患者常有免疫缺陷病史。臨床表現常與結核椎間隙感染類似。在Barnini[26]的回顧性研究中，10名傷寒沙門氏菌椎間隙感染患者的共同特點為，患者相對年輕(70%小于50歲)，大多數患者主訴無傷寒病史，全血細胞計數一般呈輕度升高或正常，病理學檢查病灶呈肉芽腫性炎。傷寒沙門氏菌和結核椎間隙感染在就診早期的鑒別困難。所以，臨床中懷疑結核椎間隙感染患者如果經驗性應用抗結核藥癥狀不緩解時，應考慮到是否為沙門氏菌感染的情況，詳細詢問病史，行肥達試驗對診斷有積極意義。

2.5 嗜血桿菌

嗜血桿菌，為口腔定植菌，具有條件致病性，毒力較低。菌血癥常與口腔感染或手術相關。嗜血桿菌作為脊柱感染病原菌罕見。臨床表現常為亞急性或慢性過程，癥狀較輕[27]。在Chien的報道及文獻復習中[27]，18例嗜血桿菌脊柱感染患者中有6例曾有口腔感染和手術史，7例無病史。18例中5例為椎間隙感染。其中2例為既存在口腔感染或手術史又是椎間隙感染。廣義的看，近半數的嗜血桿菌骨與關節感染患者曾有口腔手術病史[27]。綜上，嗜血桿菌可以作為椎間盤感染病原體，并且特別是要留意那些近期牙科手術史或感染史的患者。

3 厭氧菌

厭氧菌是一種罕見的椎間隙感染病原體。所占比例小于3%。由厭氧菌所致的骨髓炎中，累及脊柱的發病率僅有2%左右[28]。除了要選用特異性的抗生素之外，厭氧菌椎間隙感染在治療和預后方面與需氧菌椎間盤感染并無大異[28]。常見的對厭氧菌敏感且有效的抗生素為氯霉素，阿莫西林聯用克拉維酸，美羅培南/亞胺培南等[2]。由于發病率非常低，厭氧菌椎間隙感染許多僅有個案報道。

3.1 痤瘡桿菌

痤瘡桿菌，一種革蘭陽性厭氧耐氧芽孢桿菌，是正常人類菌群的一部分，它居住在皮膚毛囊、眼黏膜、口腔或其他胃腸道中，是厭氧菌椎間隙感染中最常見的病原體[2,29]。痤瘡桿菌椎間隙感染常見表現為伴隨有1型Modic改變的下腰痛，并患者常合并腰椎間盤突出癥[29]。有學者認為痤瘡桿菌與腰椎間盤退變可能存在著相關性[29-30]。痤瘡桿菌椎間隙感染患者的臨床表現常癥狀較輕，并常與脊柱手術相關。在一項回顧性研究中[31]，29例痤瘡桿菌椎間隙感染患者中，僅有7例患者發熱。僅有1例患者血培養陽性。其中28例存在手術史，其中22例患者放置了內固定物。青霉素為代表的β-內酰胺類抗生素和利福平聯合應用被公認為治療痤瘡桿菌性椎間隙感染的有效方法[29]。

3.2 梭桿菌

梭桿菌是在人體口腔，上呼吸道，胃腸道定植的一種厭氧菌，為機會性致病菌，可在多處身體部位都可以造成感染，但是其引起的菌血癥在臨床中少見，并且由其引起的椎間隙、椎體，椎旁組織感染可無脊柱感染的典型癥狀，如發熱、腰背部疼痛壓痛等[32]。Latta[32]在回顧梭桿菌椎間隙感染的報道中總結:患者常有口腔、呼吸道、消化道等的感染史或醫療操作史。臨床癥狀較輕，多不典型。行內科或外科治療預后良好。病原菌來源于胃腸道的椎間隙感染患者，其中18%～20%的患者存在腹腔內感染或腸瘺，感染可通過瘺管的直接擴張或靜脈向脊柱擴散的方式促進了胃腸道病原體的傳播[33]。

3.3 脆弱擬桿菌

脆弱擬桿菌是消化道內正常定植菌，此類厭氧菌感染也常與盆腔或腹腔內感染灶的播散有關[28,34]。在Chazan的個案報道中[34]，患者曾患有肛瘺，三個月前曾行肛門手術，除此外無其他特殊疾病史。據此患者培養結果回報，此患者為脆弱擬桿菌所致的椎間隙感染。

4 展望

本文綜述了革蘭陽性菌，革蘭陰性菌，厭氧菌三類病原菌椎間隙感染的臨床特點，在椎間隙感染治療初期，患者的既往病史，如手術史，感染史，創傷史等可以為推測感染病原菌提供線索，而這又可以為培養陰性或病情危重的椎間隙感染患者提供抗生素的選取依據。