無菌性和感染性股骨骨不連患者的臨床對(duì)照研究

張偉陳華劉浩朱正國張群張立海唐佩福*

（1.中國人民解放軍總醫(yī)院創(chuàng)傷骨科，北京100853；2.中國人民解放軍總醫(yī)院臨床藥學(xué)中心，北京100853）

感染是導(dǎo)致骨折不愈合的重要危險(xiǎn)因素[1-3]。臨床上導(dǎo)致感染發(fā)生的主要有以下兩種細(xì)菌表型：游走型和生物膜型[4]。游走型細(xì)菌所致感染常伴有明顯的血清學(xué)檢驗(yàn)異常，包括：白細(xì)胞計(jì)數(shù)（white blood cell,WBC）、紅細(xì)胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate,ESR）和C反應(yīng)蛋白（C-reactive protein,CRP）升高，體格檢查可見局部紅腫熱痛明顯，甚至合并竇道形成和膿液流出，臨床診治方案明確[5,6]。而對(duì)于生物膜型細(xì)菌所致感染，臨床表現(xiàn)隱匿，術(shù)前診斷較為困難，手術(shù)治療策略存在爭議[5,6]，如果忽視該型感染的存在，很可能會(huì)導(dǎo)致感染的復(fù)發(fā)和手術(shù)失敗。

對(duì)于骨折不愈合的患者，術(shù)前判斷是否存在感染主要依靠血清學(xué)檢驗(yàn)和體格檢查[7-9]。WBC、ESR、CRP升高是預(yù)測感染最常用的血清學(xué)指標(biāo)[1]。有學(xué)者認(rèn)為，即使臨床結(jié)果顯示術(shù)前血清學(xué)陰性，術(shù)后細(xì)菌培養(yǎng)的陽性結(jié)果仍高達(dá)20%，且存在這種隱匿性的感染是預(yù)后不良的危險(xiǎn)因素[7]。目前對(duì)于術(shù)前檢查陰性的患者，臨床上普遍對(duì)其直接實(shí)施一期確定性手術(shù)治療，而忽視生物膜型感染的存在。因此，這種生物膜型細(xì)菌所致感染性骨不連患者的預(yù)后情況缺乏臨床報(bào)道。

1 資料與方法

本研究回顧性分析2015年1月至2016年12月術(shù)前體格檢查和血清學(xué)檢驗(yàn)陰性的股骨骨不連患者，根據(jù)術(shù)中細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果將其分為感染組和無菌組，比較兩組患者在骨折愈合率、愈合時(shí)間和感染復(fù)發(fā)等方面的差異并分析其原因。

1.1 納入排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①股骨骨折不愈合：骨折固定后至少9個(gè)月未愈合，且近3個(gè)月連續(xù)影像學(xué)觀察骨折愈合無進(jìn)展；②術(shù)前血清學(xué)陰性：WBC、ESR、CRP都正常；③術(shù)前體格檢查陰性：患側(cè)肢體無紅腫熱痛、竇道、流膿；④術(shù)前X線片檢查：骨不連斷端未見明顯的骨折破壞，未見死骨形成，未見伴有明顯的骨膜層狀增生；⑤排除其他系統(tǒng)潛在感染（如呼吸系統(tǒng)感染、泌尿系感染等）。由于術(shù)前檢查陰性，所有患者均接受了一期確定性手術(shù)治療，未實(shí)施分期手術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前WBC、ESR、CRP任何一項(xiàng)高于正常水平，明確為感染性骨不連者；由于原發(fā)性或繼發(fā)性腫瘤、先天發(fā)育性骨病、代謝性骨病和嚴(yán)重血管源性疾病等所致的骨不連者；合并嚴(yán)重系統(tǒng)性器官功能衰竭（如肝衰竭，腎衰竭）者。

1.2 臨床資料

根據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)，本研究共納入26例股骨骨不連患者。按照術(shù)中細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)結(jié)果分為感染組和無菌組。感染組9例，男7例，女2例；年齡13～67歲，平均43.0歲；初次骨折類型：閉合性4例，開放性5例；既往手術(shù)方式：接骨板3例，外固定架1例，髓內(nèi)釘5例；既往手術(shù)次數(shù)1～4次，平均（2.1±1.0）次。既往軟組織感染4例，骨感染1例。無菌組17例，男8例，女9例；年齡28～64歲，平均42.2歲；初次骨折類型均為閉合性骨折；既往手術(shù)方式，接骨板8例，髓內(nèi)釘9例；既往手術(shù)次數(shù)1～2次，平均（1.3±0.5）次。既往均無軟組織和骨感染病史。感染組患者在開放性骨折、既往手術(shù)次數(shù)以及既往軟組織感染方面多于無菌組，并且有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（表1）。

表 1 感染組和無菌組的一般資料比較

1.3 手術(shù)方式

所有患者中不伴骨缺損的肥大型骨不連予以斷端清理+去皮質(zhì)化，不取自體髂骨植骨；伴骨缺損的骨不連和萎縮型骨不連予以斷端清理+去皮質(zhì)化+取自體髂骨植骨術(shù)。

1.4 術(shù)中送細(xì)菌培養(yǎng)的組織取材

所有患者術(shù)中均取深部組織進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)+藥敏試驗(yàn)。所取組織分別來源于骨不連斷端周圍的肌肉組織、骨不連斷端間的骨組織和纖維瘢痕組織。每一部位至少取2塊組織。

1.5 術(shù)后處理

所有患者術(shù)中及術(shù)后常規(guī)預(yù)防性使用抗菌藥物（頭孢呋辛）48 h。如果術(shù)后細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)陽性，根據(jù)藥敏結(jié)果再接受6周靜脈抗生素治療。術(shù)后1 d開始在床上無負(fù)重功能鍛煉，避免關(guān)節(jié)僵直。之后根據(jù)骨折愈合的速度逐漸增加負(fù)重。骨折明確愈合后，患者才可以不在助行器保護(hù)下完全負(fù)重活動(dòng)。

1.6 隨訪計(jì)劃及評(píng)價(jià)指標(biāo)

術(shù)后1、2、3、6、9、12個(gè)月復(fù)查X線片明確骨折是否愈合，必要時(shí)復(fù)查CT三維重建評(píng)價(jià)骨折愈合情況。骨折愈合的標(biāo)準(zhǔn)：影像學(xué)檢查骨折斷端至少三面皮質(zhì)骨有橋接的骨痂通過，且局部無叩擊痛以及完全負(fù)重行走不伴疼痛。翻修手術(shù)失敗的標(biāo)準(zhǔn)：①感染復(fù)發(fā)；②術(shù)后超過12個(gè)月骨折未愈合。隨訪期間每2周復(fù)查血常規(guī)、ESR、CPR，檢測炎癥指標(biāo)變化趨勢，以判斷藥物治療效果和感染是否存在復(fù)發(fā)可能。記錄并分析術(shù)中細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)結(jié)果、敏感抗菌藥物選用種類和療程、術(shù)后骨折愈合率、愈合時(shí)間和感染復(fù)發(fā)率。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗(yàn)；檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

26例全部獲得隨訪，隨訪時(shí)間12～24個(gè)月，平均（14.7±2.5）個(gè)月。24名患者最終獲得骨折愈合，骨折愈合率為92.3%，愈合時(shí)間為3～9個(gè)月，平均（5.8±1.4）個(gè)月；雙接骨板5例，外側(cè)單接骨板1例，更換髓內(nèi)釘+附加接骨板6例，單純?cè)黾痈郊咏庸前?4例。無菌組17例骨折均愈合，愈合時(shí)間為3～8個(gè)月，平均（5.6±1.4）個(gè)月。感染組9例中7例骨折愈合，2例因?yàn)楦腥緩?fù)發(fā)未愈合，愈合率為77.8%，愈合時(shí)間為5～9個(gè)月，平均（6.3±1.5）個(gè)月。

感染組患者術(shù)后細(xì)菌培養(yǎng)類型中，表皮葡萄球菌2例，微球菌2例，糞腸球菌1例，假單胞菌2例，奇異變形桿菌1例，陰溝腸桿菌1例。根據(jù)術(shù)后藥敏結(jié)果予以合理的抗菌藥物靜脈治療6周。2例感染復(fù)發(fā)的患者，再次手術(shù)清創(chuàng)治療，術(shù)中細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果和之前的相同，經(jīng)多次手術(shù)后至今未能控制感染，骨折仍未愈合。其中1例（細(xì)菌培養(yǎng)為銅綠假單胞菌）回家后未遵循醫(yī)囑靜脈使用抗菌治療，術(shù)后2周自行停藥，6周后因傷口紅腫熱痛伴膿液形成再次就診治療；另1例（細(xì)菌培養(yǎng)為糞腸球菌），因年齡太小，藥物使用過程中出現(xiàn)嚴(yán)重肝功異常，被迫停藥觀察，3個(gè)月后感染復(fù)發(fā)再次就診。詳見表2，典型病例見圖1。

3 討論

骨折不愈合的治療對(duì)臨床醫(yī)師是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。治療策略上，不僅要提高骨折斷端機(jī)械力學(xué)穩(wěn)定性和改善其生物學(xué)愈合環(huán)境，還需要明確和治療感染。這是因?yàn)楦腥臼枪钦鄄挥系闹匾ｋU(xiǎn)因素[10,11]，會(huì)引起骨折斷端粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞聚集，誘發(fā)骨溶解，延遲骨折修復(fù)過程，并引起內(nèi)植物力學(xué)穩(wěn)定性下降[12-15]。

術(shù)前判斷骨不連是否合并感染非常困難，重要依據(jù)是血清學(xué)檢查和體格檢查。臨床上常用的血清學(xué)指標(biāo)包括WRC、ESR和CRP。其中ESR和CRP是非特異性的炎癥指標(biāo)，ESR主要反映的是血漿中纖維蛋白原和免疫球蛋白的濃度，而CRP是機(jī)體面對(duì)炎癥、感染、外傷和手術(shù)刺激時(shí)，肝細(xì)胞所合成的急性時(shí)相反應(yīng)蛋白[16]。這兩種指標(biāo)的變化趨勢相比絕對(duì)值對(duì)判斷骨感染更有臨床意義。對(duì)于急性感染，這些指標(biāo)可將診斷的敏感性提高到98%[8]。而對(duì)于緩慢生長的細(xì)菌，其診斷意義并不高[17,18]。Stucken等[8]研究分析了93例骨折不愈合患者，術(shù)前采用WBC、ESR和CRP預(yù)測感染，并以術(shù)中細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)作為金標(biāo)準(zhǔn)判斷兩者之間的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三者均是陽性的感染預(yù)測率為100%，而三者均是陰性的感染預(yù)測率只有20%。Olszewski等[7]對(duì)術(shù)前血清學(xué)陰性的453例進(jìn)行多中心回顧性研究發(fā)現(xiàn)，91例術(shù)后細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)陽性（占20%）。本研究同樣發(fā)現(xiàn)，26例股骨骨不連患者中9例最終診斷為感染性骨不連，陽性率為35%，高于之前的文獻(xiàn)報(bào)道?；谶@些臨床發(fā)現(xiàn)，認(rèn)為即使術(shù)前血清學(xué)陰性合并體格檢查和影像學(xué)陰性，也不能排除感染的存在。術(shù)前開放性骨折、先前接受的手術(shù)次數(shù)以及既往組織感染的病史，可能有助于我們對(duì)感染進(jìn)行臨床判斷。

目前臨床上診斷感染的金標(biāo)準(zhǔn)仍然依靠深部組織的細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)[4]。其存在延遲診斷的缺點(diǎn)，一般術(shù)后3～5 d才能得出結(jié)果。而對(duì)于某些特殊的細(xì)菌（如痤瘡丙酸桿菌），還需要延遲培養(yǎng)至2周才能發(fā)現(xiàn)陽性結(jié)果[19]。臨床上對(duì)于骨不連患者，如果術(shù)前血清學(xué)陰性，且不伴體格檢查和影像學(xué)的陽性發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)骨科醫(yī)師會(huì)對(duì)患者實(shí)施確定性手術(shù)治療，即一期完成內(nèi)植物更換和植骨。有時(shí)臨床醫(yī)師會(huì)忽視術(shù)中深部組織的細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)，這可能會(huì)導(dǎo)致術(shù)后感染復(fù)發(fā)率增高，最終致使翻修手術(shù)失敗。

表 2 感染組患者的細(xì)菌類型、治療方案及預(yù)后

圖1 典型病例

即使對(duì)所有血清學(xué)陰性骨不連患者進(jìn)行細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)，該結(jié)果總是會(huì)出現(xiàn)在完成確定性手術(shù)之后，陽性的培養(yǎng)結(jié)果是否會(huì)影響最終預(yù)后仍不明確，臨床報(bào)道很少。Topolski等[20]回顧性分析389例接受肩關(guān)節(jié)置換翻修術(shù)的患者，其中75例術(shù)中細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)陽性，而大部分的術(shù)前血清學(xué)陰性，因此術(shù)前預(yù)測不合并感染存在，術(shù)者直接一期實(shí)施了確定性翻修手術(shù)，最終有10例由于感染復(fù)發(fā)再次行翻修手術(shù)治療。Amorosa等[9]回顧性分析87例術(shù)前預(yù)測為無菌性骨不連的患者，其傷口愈合良好且沒有感染病史，術(shù)后細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)陽性的25例中7例（28.0%）翻修手術(shù)失敗，而術(shù)后陰性組的手術(shù)失敗率僅為6.6%。Dana等[7]研究發(fā)現(xiàn)陽性組91例中有20例（22.0%）翻修手術(shù)失敗，其中15例（16.5%）由于感染復(fù)發(fā)導(dǎo)致失敗，而陰性組的手術(shù)成功率高達(dá)95.8%，兩組相比存在明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。本研究結(jié)果顯示，兩組之間在骨折愈合率、愈合時(shí)間和感染復(fù)發(fā)率方面無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，可能得益于大多數(shù)陽性組患者良好的依從性和術(shù)后長期規(guī)律的抗感染治療，但值得注意的是，陽性組中有2例因感染復(fù)發(fā)至今未能愈合，感染復(fù)發(fā)率和手術(shù)失敗率高達(dá)22.2%。

對(duì)于這類隱匿性感染的患者，手術(shù)失敗率并不高，這主要?dú)w咎于細(xì)菌的種類、毒力、抗菌藥物敏感性和療程。一般所培養(yǎng)出的多數(shù)細(xì)菌的本身活力、毒力和致病性并不強(qiáng)。Olszewski等[7]臨床結(jié)果所培養(yǎng)的細(xì)菌屬中，只有16例金黃色葡萄球菌和7例假單胞菌屬于致病性較強(qiáng)的細(xì)菌，而培養(yǎng)最多的是低致病性的凝固酶陰性葡萄球菌，但作者并未按照細(xì)菌種類報(bào)道相應(yīng)的預(yù)后。Topolski等[20]所報(bào)道的陽性患者中，毒力較弱的痤瘡丙酸桿菌（60%）和表皮葡萄球菌（13%）占到73%。Amorosa等[9]的研究中陽性組25例最常見的細(xì)菌也是凝固酶陰性葡萄球菌（18例）和痤瘡丙酸桿菌（6例）。本研究由于樣本量小且未行細(xì)菌延長培養(yǎng)，并未發(fā)現(xiàn)凝固酶陰性葡萄球菌和痤瘡丙酸桿菌，但是整體細(xì)菌種類和文獻(xiàn)報(bào)道相似，且以球菌為主；毒力較強(qiáng)的只有1例銅綠假單胞菌感染，且患者未遵醫(yī)囑積極靜脈抗感染治療，最終感染復(fù)發(fā)致手術(shù)失敗。其余8例患者的細(xì)菌毒力較弱，除1例因無法耐受藥物治療失敗外，其余均最終獲得骨折愈合。

也有學(xué)者認(rèn)為，這些陽性結(jié)果和后期感染復(fù)發(fā)之間無顯著性關(guān)聯(lián)，并認(rèn)為其陽性結(jié)果為污染的可能性大[21]。Kelly等[22]報(bào)道28例行肩關(guān)節(jié)翻修術(shù)的患者，術(shù)前預(yù)測均為非感染性肩關(guān)節(jié)。術(shù)后的細(xì)菌培養(yǎng)顯示8例呈陽性（28.6%），但未延長規(guī)律抗感染治療，結(jié)果只有2例（7.1%）感染復(fù)發(fā)。Brady等[23]對(duì)300例髖關(guān)節(jié)置換術(shù)患者進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)，術(shù)后33例結(jié)果陽性，且其中只有3例最后發(fā)生感染。當(dāng)然，也有臨床研究結(jié)果持不同意見。Olszewski等[7]將術(shù)后培養(yǎng)陽性的患者分為感染治療組（83例）和污染保守組（8例），結(jié)果顯示感染治療組術(shù)后感染復(fù)發(fā)率為16%，是培養(yǎng)陰性組的4倍，而污染保守組有3例最終進(jìn)展為持續(xù)難治性感染，后期的再次細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)顯示與之前培養(yǎng)結(jié)果相同，其中1例因此而截肢?？偨Y(jié)認(rèn)為：①不能輕易的將培養(yǎng)陽性的患者定義為污染；②術(shù)中深部組織的取材量和部位是決定術(shù)后結(jié)果的重要依據(jù)。本研究的隨訪結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，對(duì)所有陽性組患者予以敏感抗菌藥物治療可提高手術(shù)成功率，縮小兩組患者間的預(yù)后差異。凡是接受規(guī)律治療的陽性組患者感染均未復(fù)發(fā)，且骨折獲得愈合。

對(duì)于這種生物膜型細(xì)菌所致的感染，如何規(guī)劃合理的手術(shù)方案是臨床亟待解決的問題。快速有效的術(shù)中細(xì)菌檢測手段可能是解決這一問題的關(guān)鍵。在微生物學(xué)領(lǐng)域，基因?qū)W的檢測技術(shù)由于其更高的敏感性、特異性和及時(shí)性引起了臨床醫(yī)師的關(guān)注。IBIS T5000是其中的杰出代表，它能夠檢測目前所有已知細(xì)菌種類，6 h內(nèi)可快速分辨和確定導(dǎo)致感染的細(xì)菌[24]。此外，美國FDA批準(zhǔn)了一項(xiàng)分子診斷系統(tǒng)用于血液、呼吸道和消化道感染，只要1 h就可以得出結(jié)果[25]。這些基因?qū)W診斷方法都將為實(shí)現(xiàn)術(shù)中細(xì)菌快速診斷提供幫助，使得骨科醫(yī)師在術(shù)中根據(jù)其結(jié)果在術(shù)中做出更準(zhǔn)確的臨床判斷，并制定相應(yīng)的治療方案。本研究為回顧性小樣本研究，且僅局限于干性骨不連，對(duì)于術(shù)前檢查陰性的患者，術(shù)中細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)陽性對(duì)一期確定性手術(shù)和預(yù)后的影響尚需要大樣本研究進(jìn)一步證實(shí)。此外，術(shù)中陽性結(jié)果對(duì)于累及關(guān)節(jié)和未累及關(guān)節(jié)的干性骨不連患者影響是否存在差異，也值得進(jìn)一步探討。

綜上，術(shù)前體格檢查和血清學(xué)檢驗(yàn)對(duì)于診斷感染性骨不連具有重要的臨床意義。開放性骨折、既往局部組織感染病史以及先前接受的手術(shù)次數(shù)也可能有利于對(duì)感染是否存在做出預(yù)判。應(yīng)該對(duì)所有的骨不連患者進(jìn)行術(shù)中細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)，以最終準(zhǔn)確地判斷感染是否存在，并指導(dǎo)后續(xù)的臨床治療。術(shù)后根據(jù)藥敏結(jié)果選用敏感抗菌藥物對(duì)于改善生物膜型細(xì)菌感染患者的預(yù)后有著積極作用，可提高感染組患者的骨折愈合率，降低其術(shù)后感染復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。隨著術(shù)中診斷技術(shù)的提高，尤其細(xì)菌基因檢測的應(yīng)用，將為臨床醫(yī)師在術(shù)中做出正確的臨床決策提供更科學(xué)的依據(jù)。

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