湖南地區(qū)單中心四肢骨干創(chuàng)傷后骨髓炎患者的菌種分布和臨床特征分析

郭強(qiáng)

（中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院 骨科，湖南 長沙 410015）

骨髓炎是由微生物造成的感染性炎癥，可局限于骨的某一部位，也可累及包括骨膜、骨皮質(zhì)、骨松質(zhì)和骨髓組織甚至周圍軟組織［1］。感染途徑主要分為血源性感染、創(chuàng)傷后感染和臨近感染灶。創(chuàng)傷后骨髓炎是指在骨骼創(chuàng)傷后或內(nèi)固定術(shù)后發(fā)生的骨髓炎［2］，是骨科手術(shù)的嚴(yán)重并發(fā)癥之一，治療周期長，難度大，嚴(yán)重者可致殘甚至危及生命，一直是臨床治療的難點(diǎn)［3］。本研究對近5 年中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院骨科的四肢骨干創(chuàng)傷性骨髓炎的菌種分布和臨床特征進(jìn)行分析，為創(chuàng)傷后骨髓炎的治療和防治提供臨床依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

本研究符合以下任意一條即診斷為創(chuàng)傷后骨髓炎［4］：①竇道或內(nèi)置物外露；②傷口有膿液；③術(shù)中深部組織標(biāo)準(zhǔn)取材，致病微生物培養(yǎng)結(jié)果陽性；④病檢診斷為骨髓炎。

納入標(biāo)準(zhǔn)：2016 年1 月1 日至2021 年3 月31 日就診于中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院骨科，按照診斷標(biāo)準(zhǔn)診斷為四肢骨干創(chuàng)傷后骨髓炎。排除標(biāo)準(zhǔn)：①假體周圍感染者；②非四肢骨干感染；③資料不全者。本研究經(jīng)湘雅三醫(yī)院倫理委員會審核通過。

1.2 收集信息

自行設(shè)計(jì)信息采量表，按照骨髓炎檢索病例系統(tǒng)，記錄入選患者的一般信息（姓名，住院號，性別）、發(fā)病年齡、是否開放，診斷，治療結(jié)果，微生物培養(yǎng)結(jié)果，病檢結(jié)果。若患者為多次住院，則按照1 例患者處理。分析病史，排除血源性骨髓炎，糖尿病性骨髓炎。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

將統(tǒng)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)輸入Microsoft Office Excel 2017 表格，采用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并應(yīng)用GraphPad Prism 7.0 軟件繪圖。首先對入組的創(chuàng)傷后骨髓炎患者信息做統(tǒng)計(jì)描述，連續(xù)變量的樣本量是否符合正態(tài)分布用單樣本Kolmogorov-Smirnov 方法，如果符合采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，否則以中位數(shù)和四分位間距M（P25,P75）表示，符合正態(tài)分布的用t檢驗(yàn)或者單因素方差分析，不符合正態(tài)分布的用非參數(shù)檢驗(yàn)（Mann-WhitneyU檢驗(yàn)或者Kruskal-WallisH檢驗(yàn)）；計(jì)數(shù)資料采用百分率（%）表示，用χ2檢驗(yàn)。P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 性別分布

共納入142 例創(chuàng)傷后骨髓炎患者，其中男111 例，女31 例，男女比為3.58∶1。

2.2 年齡分布

納入病例中創(chuàng)傷后首次發(fā)病的中位年齡為47 歲（7 歲，82 歲），其中男性患者為48 歲（7 歲，82 歲），女性患者為45 歲（8 歲，77 歲），二者比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

2.3 創(chuàng)傷性質(zhì)

本研究納入病例中開放性損傷為114 例（80.3%），閉合性損傷為28 例（19.7%）。142 例四肢骨干創(chuàng)傷后骨髓炎患者均為單一部位創(chuàng)傷后骨髓炎，最常見的感染部位是脛骨（87 例，61.3%），其次依次是股骨（40 例，28.2%）、腓骨（10 例，7.0%）、肱骨（4 例，2.8%），橈骨（1 例，0.7%）。下肢創(chuàng)傷后骨髓炎的發(fā)生率較上肢高。左側(cè)肢體創(chuàng)傷后骨髓炎45 例（31.7%），右側(cè)肢體創(chuàng)傷后骨髓炎97 例（68.3%）。

2.4 臨床癥狀

本研究中創(chuàng)傷到骨髓炎診斷中位時(shí)間為18 個(gè)月（1～484 個(gè)月）；結(jié)合影像學(xué)根據(jù)Cierny-Mader骨髓炎解剖分型和宿主分型：Ⅰ型16 例，Ⅱ型29 例，Ⅲ型54 例，Ⅳ型43 例；A 型40 例，B 型96 例，C 型6 例；創(chuàng)傷后骨髓炎合并竇道者98 例（69.01%）；創(chuàng)傷后骨髓炎的手術(shù)治療主要包括清創(chuàng)+負(fù)壓吸引，內(nèi)固定裝置取出，骨搬運(yùn)，皮瓣移植，Masquelet 技術(shù)，截肢。本研究中平均手術(shù)中位次數(shù)3.2 次（1 次，6 次）。隨訪時(shí)間大于12 月的患者例數(shù)為110 例，不同手術(shù)方案的治愈例數(shù)（1 年無復(fù)發(fā)）為93 例（84.5%），截肢例數(shù)3 例（2.7%）。

2.5 菌種分布

本研究納入患者均按照規(guī)范化操作在術(shù)中取深部組織不同部位進(jìn)行培養(yǎng)，結(jié)果顯示83 例患者培養(yǎng)結(jié)果為陽性，陽性率為58.5%。其中，單一致病微生物引起的四肢骨干創(chuàng)傷后骨髓炎患者為75 例（90.4%），多種致病微生物引起的四肢骨干創(chuàng)傷后骨髓炎患者8 例（9.6%）。8 例混合多種致病微生物所致的創(chuàng)傷后骨髓炎患者的致病微生物分布如下：糞腸球菌（D 群）+陰溝腸桿菌、木糖氧化產(chǎn)堿桿菌木糖亞種+表皮葡萄球菌、肺炎克雷伯菌+化膿鏈球菌（A 群）、鮑曼不動桿菌+糞腸球菌（D 群）、表皮葡萄球菌+銅綠假單胞菌+蠟樣芽孢桿菌I 型、大腸埃希菌+嗜麥芽假單胞菌、奇異變形菌+大腸埃希菌、嗜水豚鼠氣單胞菌+肺炎克雷伯菌+嗜水氣單胞菌+大腸埃希菌。

75 例由單一致病微生物引起的四肢骨干創(chuàng)傷后骨髓炎患者中，最常見的致病微生物是金黃色葡萄球菌（25 例，33.3%），其中耐甲氧西林金黃色葡萄球菌10 例（13.3%）；其次分別為陰溝腸桿菌（10 例，13.3%）、銅綠假單胞菌（8 例，10.7%）、大腸埃希菌（6 例，8.0%）、肺炎克雷伯菌（3 例，4.0%）、停乳鏈球菌（3 例，4.0%）、產(chǎn)氣腸桿菌（3 例，4.0%）、表皮葡萄球菌（3 例，4.0%），路登葡萄球菌、腸炎沙門菌、鮑曼不動桿菌、人葡萄球菌、雷氏普魯威登菌、梭狀梭菌各2 例，分別各占2.7%，魯氏不動桿菌、產(chǎn)堿假單胞菌各1 例，分別占各1.3%。見表1。

表1 單一致病微生物病原菌的分布及占比

3 討論

隨著工業(yè)的快速發(fā)展和交通工具的普及，高能量損傷造成復(fù)雜骨折進(jìn)而引起四肢骨干創(chuàng)傷后骨髓炎患者不斷增加，復(fù)雜的創(chuàng)面和難以控制的感染使其目前仍是創(chuàng)傷骨科領(lǐng)域的重大難題［5］。近年來，開放性骨折和手術(shù)內(nèi)植物相關(guān)骨髓炎占骨髓炎發(fā)病率的80%，其中有10%～30%的患者最終轉(zhuǎn)歸為慢性骨髓炎，也稱作創(chuàng)傷后骨髓炎［6］。慢性骨髓炎發(fā)病率較40 年前增加了近2 倍［7］，達(dá)到了21.8/100 000 例，約23% 的患者在骨移植前需2 次以上清創(chuàng)；最終約6%的患者因感染無法控制需要截肢［8］。研究發(fā)現(xiàn)閉合性骨折內(nèi)固定術(shù)后感染發(fā)生率約為1%～2%，而開放性骨折內(nèi)固定術(shù)后感染率大于30%，遠(yuǎn)高于閉合性骨折。復(fù)雜的創(chuàng)面條件，軟組織缺損，多次手術(shù)極大的增加了治療難度和患者的心理、經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。目前對于四肢骨干創(chuàng)傷后骨髓炎仍缺乏有效的治療手段，因此對四肢骨干創(chuàng)傷后骨髓炎患者的臨床特征和菌種分布深入剖析有助于為臨床診治提供參考。湖南地區(qū)四肢骨干創(chuàng)傷后骨髓炎的臨床特征和菌種分布尚未見報(bào)道。

本研究發(fā)現(xiàn)，湖南地區(qū)創(chuàng)傷性骨髓炎的發(fā)病人群，以男性多見，男女發(fā)病中位年齡分別為48 歲和45 歲，處于青壯年。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因與社會因素有關(guān)，社會上重體力勞動和高危工種工作主要由青壯年人群承擔(dān)，他們暴露于高能量創(chuàng)傷和交通事故的風(fēng)險(xiǎn)增加。本研究提示骨折是否開放與創(chuàng)傷后骨髓炎的發(fā)生率密切相關(guān)，所以對于創(chuàng)傷后骨髓炎的預(yù)防顯得尤為關(guān)鍵。開放性骨折的早期多次徹底清創(chuàng)，降低感染危險(xiǎn)因素，合理使用抗生素可以有效降低創(chuàng)傷后骨髓炎的發(fā)生［9］。

單部位創(chuàng)傷后骨髓炎最常見的部位是脛骨，其次是股骨。下肢較上肢發(fā)病率高。這與脛骨解剖位置有關(guān)。交通傷和摔傷容易導(dǎo)致脛骨骨折，10～19 歲年輕男性中脛骨骨折的發(fā)病率為39 人/（10 萬人·年），而其中24%為開放性脛骨骨折。BEZSTAROSTI 等［10］回顧3 711 例骨折相關(guān)的感染發(fā)現(xiàn)，脛骨及足部骨髓炎占75.4%。脛骨前方軟組織薄，血供有限使其在遭受高能量損傷后更容易發(fā)生骨折畸形愈合，骨不連及骨髓炎等并發(fā)癥。

四肢骨干創(chuàng)傷后骨髓炎的診斷主要依靠病史、影像學(xué)檢查和實(shí)驗(yàn)室檢查，確診需要取深部受累及的骨組織標(biāo)本進(jìn)行培養(yǎng)和病理學(xué)檢查［11］。本研究中細(xì)菌培養(yǎng)的陽性率為58.5%，如何增加術(shù)中培養(yǎng)的陽性率是創(chuàng)傷后骨髓炎診治的難點(diǎn)之一。此外，傷口和竇道分泌物培養(yǎng)并不能正確反映深部感染微生物，基于“錯(cuò)誤”的細(xì)菌進(jìn)行治療會導(dǎo)致抗生素的無效使用和耐藥菌的發(fā)生［12］。術(shù)中采取多點(diǎn)取樣培養(yǎng)可以提高微生物培養(yǎng)陽性率，每取一個(gè)部位都要更換新的手術(shù)器械。此外若在常規(guī)時(shí)間內(nèi)無法培養(yǎng)出細(xì)菌，要考慮特殊微生物感染。專家共識認(rèn)為組織病理學(xué)檢查是診斷骨折內(nèi)固定術(shù)后感染的“金標(biāo)準(zhǔn)”，鏡下看到特殊染色的微生物可明確診斷，高倍鏡下≥5 個(gè)中性粒細(xì)胞的數(shù)量也可以作為病理的診斷標(biāo)準(zhǔn)［13］。

本研究顯示湖南地區(qū)創(chuàng)傷性骨髓炎最常見的致病革蘭氏陽性菌為金黃色葡萄球菌，革蘭氏陰性菌為陰溝腸桿菌和銅綠假單胞菌。喬林等多中心臨床研究顯示，引發(fā)創(chuàng)傷后慢性骨髓炎的細(xì)菌種類中革蘭陰性菌約占43.41%，其中銅綠假單胞菌檢出率最高（26.90%），革蘭陽性菌約占56.59%，其中金黃色葡萄球菌屬病菌檢出率最高（58.20%）［14］。了解各地區(qū)創(chuàng)傷后慢性骨髓炎的菌種分布有助于抗生素的選擇。

金葡菌可形成生物膜增加治療難度，生物膜的構(gòu)成通常是10%～25%的細(xì)菌被75%～90%的自身分泌的胞外聚合物所包裹。不同種類細(xì)菌形成生物膜的黏附因子和胞外多糖有顯著差異，以葡萄球菌為代表的革蘭陽性菌的胞外多糖成分主要是聚乙酰氨基葡萄糖，而以假單胞菌為代表的革蘭陰性菌的胞外多糖成分中則含有鼠李糖脂［15］。因此，研究生物膜在骨髓炎中的作用，明確生物膜在骨髓炎中發(fā)揮作用的機(jī)制和通路是未來研究的趨勢，應(yīng)用針對生物膜的治療策略輔助抗生素和外科清創(chuàng)是慢性骨髓炎的臨床轉(zhuǎn)化熱點(diǎn)［16］。

綜上所述，在我國湖南地區(qū)，四肢骨干創(chuàng)傷后骨髓炎多發(fā)生于青壯年男性，開放性損傷是其主要危險(xiǎn)因素，主要累及脛骨和股骨。多數(shù)創(chuàng)傷后骨髓炎的致病微生物為金黃色葡萄球菌。本研究對于創(chuàng)傷后骨髓炎的防控工作具有重要意義。