關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體周圍感染的病原菌分布及藥敏分析

何家偉，汪 洋，紀(jì)保超，楊建華*

(1.新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥學(xué)部，烏魯木齊 830054；2.新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院關(guān)節(jié)外科，烏魯木齊 830054)

人工關(guān)節(jié)假體周圍感染(PJI)是人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(TKA)后的一種嚴(yán)重并發(fā)癥，其診療復(fù)雜，常需多次手術(shù)和長期的抗感染藥物治療[1-2]。明確病原菌的種類對(duì)PJI的早期診斷及抗感染藥物的正確選用具有重要意義[1-2]。但PJI的致病菌培養(yǎng)困難，菌譜復(fù)雜，不同地區(qū)甚至不同醫(yī)療機(jī)構(gòu)的菌種分布也存在差異，耐藥菌株的不斷增多，增加了PJI抗感染治療的難度[2-3]。因此，本研究回顧性分析190例膝、髖人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后發(fā)生PJI患者的臨床資料，研究其微生物學(xué)及藥敏結(jié)果，輔助臨床更好地治療PJI。

1 資料與方法

1.1資料 回顧性分析2016年1月～2020年7月新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院(以下簡稱我院)關(guān)節(jié)外科收治的190例膝、髖人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后發(fā)生PJI的患者的臨床資料，其中男性97例，女性93例，漢族117例，維吾爾族55例，哈薩克族11例，回族3例，蒙古族1例，柯爾克孜族1例，壯族1例，錫伯族1例，年齡為19～89歲，平均(63.74±10.38) 歲，體質(zhì)量指數(shù)(BMI)為15～35 kg·m-2，平均(24.98±3.35) kg·m-2。

190例PJI患者中，TKA術(shù)后發(fā)生PJI的患者有86例，初次TKA時(shí)術(shù)前診斷的原發(fā)疾病有：骨性關(guān)節(jié)炎74例(86.05%)，類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎4例(4.65%)，創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎4例(4.65%)，股骨遠(yuǎn)端陳舊性骨折1例(1.16%)，股骨遠(yuǎn)端骨折內(nèi)固定術(shù)后感染1例(1.16%)，膝關(guān)節(jié)畸形1例(1.16%)，骨巨細(xì)胞瘤1例(1.16%)。初次手術(shù)為單側(cè)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)(THA)者75例，同期雙側(cè)THA者14例。合并糖尿病者20例(10.5%)。見表1。

THA術(shù)后發(fā)生PJI的患者104例，初次THA時(shí)術(shù)前診斷的原發(fā)疾病有：股骨頭缺血性壞死46例(44.23%)，股骨頸骨折23例(22.12%)，骨性關(guān)節(jié)炎9例(8.65%)，髖關(guān)節(jié)結(jié)核6例(5.77%)，股骨粗隆間骨折6例(5.77%)，發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位5例(4.81%)，類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎5例(4.81%)，髖臼骨折2例(1.92%)，化膿性關(guān)節(jié)炎1例(0.96%)，髖關(guān)節(jié)強(qiáng)直1例(0.96%)。初次手術(shù)為單側(cè)THA者100例，同期雙側(cè)THA者1例。合并糖尿病者21例(11.1%)。見表1。

表1 人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后PJI患者的一般資料

納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)接受TKA、THA術(shù)者；(2)PJI診斷明確，符合2011年美國肌肉骨骼感染學(xué)會(huì)(MSIS)提出的診斷標(biāo)準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：未行關(guān)節(jié)穿刺液或假體周圍組織微生物培養(yǎng)者。

感染分型：根據(jù)Tsukayama等提出的PJI分型方法，將PJI分為4類：Ⅰ型，術(shù)中培養(yǎng)陽性(≥2個(gè)標(biāo)本)；Ⅱ型，術(shù)后1個(gè)月內(nèi)發(fā)生的早期感染；Ⅲ型，急性血源性感染，功能良好的關(guān)節(jié)因血源播散而突發(fā)感染；Ⅳ型，術(shù)后1個(gè)月以后發(fā)生慢性隱匿性感染[3-4]。

1.2方法

1.2.1臨床資料收集 收集納入研究患者的臨床資料，包括姓名、性別、民族、年齡、體質(zhì)量、身高、手術(shù)記錄、既往病史、關(guān)節(jié)穿刺液或假體周圍組織標(biāo)本的微生物培養(yǎng)及藥敏試驗(yàn)結(jié)果等數(shù)據(jù)。

1.2.2病原菌及耐藥性分析 按照《全國臨床檢驗(yàn)操作規(guī)程》(第4版)對(duì)病原菌進(jìn)行分離鑒定，按照美國臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)《抗菌藥物敏感性試驗(yàn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)》(2010年版)對(duì)藥敏結(jié)果進(jìn)行判定。

2 結(jié)果

2.1病原菌檢出結(jié)果及其分布 190例PJI患者的關(guān)節(jié)穿刺液或假體周圍組織標(biāo)本的微生物培養(yǎng)結(jié)果：陰性57例，陽性133例，微生物培養(yǎng)陽性率為70%，其中多種病原菌混合感染者9例。此次共檢出臨床分離菌144株，其中革蘭陽性菌109例(75.7%)，革蘭陰性菌25例(17.4%)，真菌10例(6.9%)。見表2。結(jié)果提示，革蘭陽性菌是PJI最多見的致病菌。革蘭陽性菌中最多見的菌屬依次為葡萄球菌屬、鏈球菌屬、腸球菌屬。最多見的2個(gè)菌種依次為表皮葡萄球菌(32.6%)和金黃色葡萄球菌(17.4%)，二者合計(jì)占所有分離菌株的50.0%。革蘭陰性菌種最多見的菌屬依次為腸桿菌屬、非發(fā)酵菌屬、布魯氏菌屬。最多見的3個(gè)菌種依次為大腸埃希桿菌(6.3%)、肺炎克雷伯桿菌(2.8%)、銅綠假單胞菌(2.8%)。

根據(jù)Tsukayama的PJI分型標(biāo)準(zhǔn)，144株臨床分離菌的分布情況為(膝68例，髖76例)：Ⅰ型6例(41.7%)，Ⅱ型18例(12.5%)，Ⅲ型1例(0.7%)，Ⅳ型119例(82.6%)。57例培養(yǎng)陰性病例感染病例分布(膝23例/髖34例)情況為：Ⅰ型0例，Ⅱ型9例，Ⅲ型1例，Ⅳ型47例。見表2。由表2可知，我院收治的PJI患者以Ⅳ型感染為主，而大部分病原菌也分布于Ⅳ型感染。

2.2革蘭陽性菌對(duì)抗菌藥物的耐藥率和敏感率

2.2.1葡萄球菌屬 此次檢出耐甲氧西林凝固酶陰性葡萄球菌(MRCNS)共45例(31.3%)：甲氧西林耐藥的表皮葡萄球菌(MRSE)38例(26.4%)，其他耐藥菌還有溶血葡萄球菌4例(2.8%)、人葡萄球菌2例(1.4%)、頭狀葡萄球菌1例(0.7%)。見表2。結(jié)果顯示，約70%的凝固酶陰性葡萄球菌對(duì)甲氧西林耐藥，約80%的表皮葡萄球菌對(duì)甲氧西林耐藥，而溶血葡萄球菌100%對(duì)甲氧西林耐藥。25例金黃色葡萄球菌中甲氧西林耐藥金黃色葡萄球菌(MRSA)6例(4.2%)，MRSA占金黃色葡萄球菌的24%，甲氧西林敏感金黃色葡萄球菌(MSSA)19例(13.2%)。見表2。

表2 190例PJI患者分離的病原菌在Tsukayama感染分型中的分布 (n=144)

結(jié)果顯示，葡萄球菌屬通常對(duì)青霉素的耐藥率較高，無對(duì)萬古霉素、利奈唑胺、替加環(huán)素耐藥菌株。金黃色葡萄球菌對(duì)頭孢類、喹諾酮類、四環(huán)素的耐藥率均<30.0%(20.0%～28.0%)，對(duì)利福平、復(fù)方新諾明的耐藥率均<20.0%(分別為16.0%、9.1%)。表皮葡萄球菌對(duì)四環(huán)素、利福平的耐藥率分別為13.0%、10.9%。見表3。

克林霉素對(duì)大部分葡萄球菌屬的耐藥率較高，溶血葡萄球菌、路鄧葡萄球菌和腐生葡萄球菌對(duì)克林霉素的耐藥率均為100.0%，金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌對(duì)克林霉素的耐藥率低于50.0%(分別為43.5%、43.9%)，僅頭狀葡萄球菌、人葡萄球菌對(duì)克林霉素的耐藥率≤20.0%(分別為20.0%、0.0%)。見表3。

左氧氟沙星作為PJI抗感染治療中常用的口服藥物之一，對(duì)大部分葡萄球菌屬的耐藥率不高：金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、頭狀葡萄球菌、人葡萄球菌、路鄧葡萄球菌和腐生葡萄球菌對(duì)左氧氟沙星的耐藥率均<35.0%(0%～34.8%)，僅溶血葡萄球菌對(duì)左氧氟沙星的耐藥率為75.0%。見表3。

表3 葡萄球菌屬對(duì)抗菌藥物的耐藥率和敏感率

2.2.2鏈球菌屬和顆粒鏈球菌屬 此次共檢出鏈球菌屬9例(6.3%)，分別為緩癥鏈球菌3例(2.1%)、血鏈球菌2例(1.4%)、草綠色鏈球菌1例(0.7%)、化膿性鏈球菌1例(0.7%)、戈登鏈球菌1例(0.7%)和停乳鏈球菌1例(0.7%)。鏈球菌屬中均無對(duì)青霉素、頭孢曲松、萬古霉素和利奈唑胺耐藥菌株。除緩癥鏈球菌外，其他5種鏈球菌均無對(duì)頭孢噻肟、克林霉素、左氧氟沙星耐藥菌株，而緩癥鏈球菌對(duì)頭孢噻肟、克林霉素、左氧氟沙星的耐藥率分別為33.3%、50.0%、66.7%。見表4。

表4 鏈球菌屬對(duì)抗菌藥物的耐藥率和敏率率

檢出顆粒鏈球菌屬的毗鄰顆粒鏈球菌1例(0.7%)，但該菌株無藥敏報(bào)告。

2.2.3腸球菌屬 此次共檢出腸球菌6例(4.2%)，分別為糞腸球菌4例(2.8%)、屎腸球菌2例(1.4%)。腸球菌屬中均無對(duì)利奈唑胺、萬古霉素、替加環(huán)素耐藥菌株。糞腸球菌中均無對(duì)青霉素、氨芐西林、左氧氟沙星和環(huán)丙沙星耐藥菌株，而對(duì)紅霉素、四環(huán)素的耐藥率均≥50.0%(分別為50.0%、75.0%)。屎腸球菌對(duì)青霉素、氨芐西林、左氧氟沙星和環(huán)丙沙星的耐藥率顯著高于糞腸球菌，均為50.0%。見表5。

表5 腸球菌屬對(duì)抗菌藥物的耐藥率和敏感率

2.2.4革蘭陽性桿菌 此次共檢出革蘭陽性桿菌5例(3.5%)，分別為蠟樣芽孢桿菌2例(1.4%)、枯草芽孢桿菌1例(0.7%)、杰氏棒狀桿菌1例(0.7%)和結(jié)核硬脂酸棒狀桿菌1例(0.7%)。上述菌屬均無藥敏報(bào)告。

2.2.5腸桿菌屬、非發(fā)酵菌屬、布魯氏菌屬 此次共檢出腸桿菌屬18例(12.5%)，分別為大腸埃希桿菌9例(6.3%)、肺炎克雷伯桿菌4例(2.8%)、陰溝腸桿菌3例(2.1%)和奇異變形桿菌2例(1.4%)。大腸埃希桿菌、肺炎克雷伯桿菌中產(chǎn)超廣譜β內(nèi)酰胺酶(ESBLs)的菌株分別為4例(2.8%)和2例(1.4%)。腸桿菌屬對(duì)阿米卡星、頭孢替坦2種β-內(nèi)酰胺類抗生素/β內(nèi)酰胺酶抑制劑復(fù)方制劑(哌拉西林/他唑巴坦、頭孢哌酮/舒巴坦)和2種碳青霉素類抗菌藥物(亞胺培南、美羅培南)的耐藥率極低(0%～12.5%)。除陰溝腸桿菌對(duì)測(cè)試的抗菌藥物無耐藥情況，腸桿菌屬對(duì)2種青霉素類抗菌藥物(氨芐西林、哌拉西林)、4種頭孢類抗菌藥物(頭孢唑啉、頭孢呋辛、頭孢曲松、氨曲南)、復(fù)方新諾明的耐藥率均≥50.0%(50.0%～100.0%)，對(duì)頭孢他啶、頭孢吡肟的耐藥率≤50.0%(22.2%～50.0%)。大腸埃希桿菌、奇異變形桿菌對(duì)2種喹諾酮類抗菌藥物(左氧氟沙星、環(huán)丙沙星)的耐藥率均>50%(55.6～100.0%)，肺炎克雷伯桿菌對(duì)2種喹諾酮類抗菌藥物的耐藥率≤25.0%。見表6。

此次共檢出非發(fā)酵菌屬5例(3.5%)，分別為銅綠假單胞菌4例(2.8%)、洋蔥伯克霍爾德菌1例(0.7%)。非發(fā)酵菌屬對(duì)測(cè)試的抗菌藥物均無耐藥菌株。見表6。檢出的布魯氏菌屬中馬爾他布魯菌2例，無藥敏報(bào)告。

表6 腸桿菌屬、非發(fā)酵菌屬對(duì)常用抗菌藥物的耐藥率和敏感率

2.2.6真菌屬 此次共檢出真菌屬10例(6.9%)，包括假絲酵母菌9例(6.3%)、曲霉菌1例(0.7%)。其中近平滑菌1例，無藥敏報(bào)告。除克柔假絲酵母菌對(duì)氟康唑天然耐藥外，其余菌種對(duì)測(cè)試的抗菌藥物(氟康唑、伊曲康唑、兩性霉素B、伏立康唑)均無耐藥情況。

3 討論

據(jù)報(bào)道，PJI微生物培養(yǎng)陰性的發(fā)生率為0%～42.0%[5]。本研究的PJI微生物培養(yǎng)陰性率為39.6%，符合文獻(xiàn)報(bào)道。在無微生物培養(yǎng)結(jié)果的情況下，由于菌譜的復(fù)雜和差異化，使得臨床PJI的早期診斷和抗感染藥物的正確選用都面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，無論是對(duì)培養(yǎng)陰性的患者，或者在藥敏結(jié)果報(bào)告前的空窗期，根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w的病原菌譜及耐藥率特點(diǎn)來制定抗感染治療方案十分必要。

目前普遍認(rèn)為PJI的致病菌以革蘭陽性菌為主，占64.6%～74.3%，其中以凝固酶陰性葡萄球菌和金黃色葡萄球菌的占比最高[2,4,6-8]。本研究結(jié)果顯示，革蘭陽性菌占所有分離菌株的75.7%，其中表皮葡萄球菌(32.6%)和金黃色葡萄球菌(17.4%)為最多見的革蘭陽性菌，二者合計(jì)占所有分離菌株的50%，而MRSE(26.4%)、MRSA(4.2%)合計(jì)占所有分離菌株的30.6%。革蘭陽性菌中均無對(duì)利奈唑胺、萬古霉素、替加環(huán)素耐藥菌株。

因革蘭陽性菌中的1例停乳鏈球菌、1例毗鄰顆粒鏈球菌和5例革蘭陽性桿菌均無藥敏報(bào)告，對(duì)其耐藥性進(jìn)行了文獻(xiàn)調(diào)研：(1)張曉麗等[9]對(duì)457株停乳鏈球菌的耐藥率進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，該菌對(duì)青霉素、氨芐西林、紅霉素的耐藥率較高，對(duì)萬古霉素、利奈唑胺均敏感。(2)1株腦脊液分離的毗鄰顆粒鏈球菌的藥敏結(jié)果顯示，該菌對(duì)萬古霉素、青霉素、阿莫西林、頭孢噻肟、左氧氟沙星、復(fù)方磺胺甲噁唑和四環(huán)素均敏感，對(duì)克林霉素、紅霉素耐藥[10]。(3)枯草芽孢桿菌一般被認(rèn)為是非致病菌，一旦致病，病情進(jìn)展快，應(yīng)引起關(guān)注。1株創(chuàng)口分泌物分離的枯草芽孢桿菌的藥敏結(jié)果顯示，枯草芽孢桿菌對(duì)萬古霉素、亞胺培南、左氧氟沙星和環(huán)丙沙星較敏感，通常對(duì)青霉素類、頭孢類、克林霉素敏感[11]；蠟樣芽孢桿菌與多種感染密切相關(guān)，THA及骨科創(chuàng)面分離的蠟樣芽孢桿菌，大部分對(duì)萬古霉素、亞胺培南、克林霉素和環(huán)丙沙星等抗菌藥物的耐藥率較低，對(duì)青霉素類、頭孢類抗菌藥物的耐藥率較高[12-13]。(5)孫偉等[14]對(duì)166株棒狀桿菌的藥敏結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，棒狀桿菌作為條件致病菌，近年來由其引發(fā)的感染越來越多，棒狀桿菌屬對(duì)青霉素、頭孢噻肟、克林霉素、四環(huán)素和環(huán)丙沙星的耐藥率均>55.0%，未發(fā)現(xiàn)對(duì)萬古霉素、利奈唑胺、利福平耐藥。

此次研究發(fā)現(xiàn)，革蘭陰性菌占所有分離菌株的17.4%，最常見的菌種依次為大腸埃希桿菌、肺炎克雷伯桿菌、銅綠假單胞菌等，其中產(chǎn)ESBLs的腸桿菌占所有分離菌株的4.2%。革蘭陰性菌對(duì)阿米卡星、頭孢替坦、哌拉西林/他唑巴坦、頭孢哌酮/舒巴坦、亞胺培南和美羅培南均極敏感，對(duì)頭孢他啶、頭孢吡肟的耐藥率≤50.0%(22.2%～50.0%)。革蘭陰性菌中2例馬爾他布魯菌無藥敏報(bào)告，我院關(guān)節(jié)外科分別給予阿米卡星或亞胺培南/西司他丁鈉靜脈滴注，聯(lián)合口服利福平、米諾環(huán)素進(jìn)行抗感染治療，翻修術(shù)后隨訪2年未見感染復(fù)發(fā)者。

此次研究發(fā)現(xiàn)，真菌占所有分離菌株的6.9%，以敏感假絲酵母菌感染為主。PJI的致病菌譜構(gòu)成復(fù)雜，可由單一菌種或多重病原菌感染引起。在190例PJI患者中，檢出多種病原菌混合感染者9例，占全部PJI患者例數(shù)的4.7%，稍低于文獻(xiàn)報(bào)道中混合感染的比例(10.0%～20.0%)[2]。而在4種Tsukayama感染分型中，Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅳ型感染主要以革蘭陽性菌為主，其中Ⅰ型感染主要為表皮菌；Ⅱ型感染主要為表皮葡萄球菌等凝固酶陰性葡萄球菌、金黃色葡萄球菌及革蘭陰性桿菌；Ⅳ型感染患者的例數(shù)最多、菌譜也最為復(fù)雜，各種革蘭陽性菌、革蘭陰性桿菌及真菌幾乎都有；Ⅲ型感染2例，其中微生物培養(yǎng)陽性者1例為大腸埃希桿菌，考慮來源于泌尿系統(tǒng)感染。

綜上所述，我院PJI經(jīng)驗(yàn)性治療時(shí)需重點(diǎn)考慮革蘭陽性菌，重視其耐藥性，并警惕革蘭陰性桿菌、真菌等其他病原菌的單一或多重混合感染。結(jié)合PJI相關(guān)臨床指南共識(shí)[15-20]，建議我院PJI經(jīng)驗(yàn)性治療可單用萬古霉素或聯(lián)合頭孢他啶或頭孢吡肟或哌拉西林/他唑巴坦或頭孢哌酮/舒巴坦或亞胺培南或美羅培南，真菌感染的經(jīng)驗(yàn)性治療首選氟康唑。