人工关节假体周围感染的微生物学分析

•人工髋、膝关节外科•人工关节假体周围感染的微生物学分析
邵宏翊郭宇周一新郑汉龙
【摘要】目的探讨人工关节假体周围感染(PJI)细菌学的种类，为临床诊断和治疗提供依据。

方
法回顾性分析2011年6月至2015年12月北京积水潭医院收治的89例人工关节P JI患者的住院及
门诊就诊记录资料。

男29例，女60例，年龄(51.6±14.1)岁。

其中，髋关节P JI43例，膝关节P JI46
例。

通过调查细菌检出结果，分析引起P JI的细菌种类及比例。

结果共89例患者因人工关节P JI接
受了翻修手术，67例患者检出细菌阳性结果74份。

其中，革兰阳性菌63份（85. 1%)，革兰阴性菌
8份(10. 8%)，真菌3份(4.1%)。

在革兰阳性菌中，葡萄球菌共52份，而耐甲氧西林的葡萄球菌共检
出29份，占全部葡萄球菌的55.8%。

结论耐甲氧西林葡萄球菌已成为引起P JI的主要细菌,粪肠球
菌、革兰阴性菌以及真菌也会引起PJI。

因此，在诊治过程中应规范采集并送检微生物学标本，尽可能地
提高细菌检出率，明确病原学诊断和抗菌药的使用依据。

【关键词】关节成形术，置换，髋；关节成形术，置换，膝；感染；细菌
基金项目:人社部留学人员科技活动择优资助项目
Microbiological analysis in periprosthetic joint infection Shoo Hongyi, Guo Yu, Zhou Yixin, Zheng Han-
long. Department of Orthopedic Surgery, Beijing Jishuitan Hospital, Beijing 100035y China
Corresponding author：Zhou Yixin, E-mail：orthoyixin@yahoo, com
【Abstract】Objective To investigate the periprosthetic joint infection ( PJI) types of bacteriology provide
basis for diagnosis and treatment of PJI. Methods From June 2011 to December 2015, the data of inpatient
and outpatient records of 89 patients with PJI in Beijing Jishuitan Hospital were analyzed retrospectively. There
were 29 males and 60 females, aged (51. 6 ± 14. 1) years. Among them, there were 43 cases of infection
around the hip joint prosthesis and 46 cases of periprosthetic infection of the knee joint. Collecting the microbio­
logy results of PJI, calculating the proportion of different types of microbe in PJI. Results There were 89 PJI
patients underwent revision surgery during the study period. Sixty-seven patients had 74 units of positive cul­
ture, including 63 units Gram-positive bacteria (85. 1% ) , 8 units Gram-negative bacteria (10. 8% ) and 3
units fungi (4.1% ). Of aQ the Gram-positive bacteria, staphylococcus counted for 52 units while 29 of them
were Methicillin-resistant, occupy 55.8%. Conclusion Methicillin-resistant staphylococcus is the major bac­
teria of PJI. Enterococcus faecalis, gram negative bacteria and fungi can also cause periprosthetic infection.
Therefore we should regulate the collection and submission of microbiology specimen in the diagnosis and treat­
ment process, as far as possible to improve the detection rate of bacteria, clear etiology diagnosis and basis for antimicrobial drug use.
【Key words 】Arthroplasty，replacement, hip; Arthroplasty，replacement，knee; Infection; Bacteria
Fund program ：Preferential Funding for Scientific and Technological Activities of Overseas Students From
Ministy of Human Resources and Social Security
人工关节置换术可减轻患者的疼痛，改善病变 关节的功能，是治疗晚期骨关节疾病的有效方
D0I ：10.19548/j. 2096-269x. 2017.04.005
作者单位：100035北京，北京积水潭医院矫形骨科(邵宏翊、周一新、郑汉龙），检验科(郭宇）
通信作者：周一新，E-mail: orthoyixin@ 法[^2]。

而人工关节假体周围感染（periprosthetic joint infection,PJI)是导致手术失败的重要原因。

有
研究报道，人工关节PJI的发生率约为1%[3]，但随 着人工关节置换术在临床上的普及,PJI病例也呈逐 年增加的趋势[4]。

在人工关节PJI的预防、诊断和 治疗过程中，明确引起感染的致病菌至关重要。

Bratzler等[5]建议，在进行人工关节置换术时使用能
够覆盖引起感染的细菌谱的抗生素进行预防，而 Huang等[6]建议对于细菌培养结果为阴性的人工关
节PJI病例使用针对常见细菌的抗生素进行治疗。

近年来，国内外研究结果显示耐甲氧西林的葡萄球 菌引起的PJI病例逐渐增多[7_8]。

因此，明确引起人 工关节PJI的细菌种类及分布情况，对于临床防治 有重要的意义。

本研究回顾89例接受治疗的晚期 人工关节PJI病例的临床资料，分析引起感染的微 生物特点，为临床工作提供依据。

资料与方法真菌3份（图1)。

二、细菌分布情况及药敏实验结果
在革兰阳性菌中葡萄球菌52例，其中，金黄色 葡萄球菌16例，凝固酶阴性葡萄球菌36例;而耐甲 氧西林葡萄球菌共检出29份，占全部葡萄球菌的 55.8%。

其余革兰阳性菌中链球菌3例，粪肠球菌3 例，棒状杆菌3例，纤维单胞菌属及创伤球菌各1例。

革兰阴性菌共检出8例，其中，沙门菌与阴沟肠 杆菌各2例，大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷 伯菌及鲍曼不动杆菌各1例（表1)。

临床常用抗菌 药物对细菌的药敏试验结果见表2。

一一^般临床资料
回顾性分析2011年6月至2015年12月北京 积水潭医院收治的人工髋关节或膝关节晚期(>6周）PJI的89例患者的住院及门诊就诊记录资
料，男29例，女60例，年龄(51.6±14.1)岁。

其中，髋关节PJI43例，膝关节PJI46例。

PJI的诊断参考 肌肉与骨豁感染协会（Musculoskeletal Infection Soci­ety，MSIS)的诊断标准[9]。

本研究组病例均为诊断 人工髋或膝关节置换术后PJI后接受再次手术的患 者，术后感染发生时间距初次手术时间为3〜120个 月，平均28个月。

二、方法
89例患者中，膝关节PJI患者46例，其中23例 进行了术前穿刺;髋关节PJI患者43例，其中4例进 行了术前穿刺。

将术前穿刺所得液体置入血培养瓶 中送细菌培养。

所有患者术中均留取组织或关节 液培养，关节液培养同样采用注入血培养瓶的方法 送检，组织留取为切取关节囊周围一部分组织，而 后装入无菌培养瓶中及时送检，培养时间5 d以上。

通过回顾患者住院及门诊就诊记录资料，获取 患者治疗PJI术前、术中送检细菌培养的结果。

采 用百分数对各类细菌在PJI病例中所占的比例进 行描述。

结 果
一、细菌培养结果
8 9例患者中，67例患者细菌培养结果阳性(75. 3%)，22例患者未检出细菌(24. 7%)。

细菌培 养结果阳性患者中，7例检出2种细菌，其中，革兰 阳性菌11份，革兰阴性菌3份。

60例患者为单一细 菌感染，其中，革兰阳性菌52份，革兰阴性菌5份，
■培养阴性
■多重感染
■革兰阴性菌
■革兰阳性菌
■真菌
图1人工关节PJI细菌检出情况（例）
表1人工关节PJI细菌的分布情况
细菌种类
培养阳性
例数
百分比
(%)
髋
(例）
膝
(例）革兰阳性菌6385.13132金黄色葡萄球菌1621.6106
耐甲氧西林阳性（MRSA)79.561
耐甲氧西林阴性（MSSA)912.245凝固酶阴性葡萄球菌3648.61818耐甲氧西林阳性（MRS)2229.71111
耐甲氧西林阴性（MSS)1418.977链球菌3 4.112粪肠球菌3 4.112棒状杆菌3 4.112纤维单胞菌1 1.401创伤球菌1 1.401革兰阴性菌810.862沙门菌2 2.711阴沟肠杆菌2 2.711大肠埃希菌1 1.410铜绿假单胞菌1 1.410肺炎克雷伯菌1 1.410鲍曼不动杆菌1 1.410
真菌3 4.103
合计74
100
表2细菌对常见抗菌药物的药敏试验结果及耐药率
药物名称敏感菌数耐药菌数总菌株数耐药率(%)
青霉素12455778.95
阿莫西林+棒酸24244850.00
庆大霉素27255248.08
万古霉素510510
利福平29114027.50
环丙沙星33205337.74
复方新诺明30205040.00
红霉素13334671.74
利奈唑胺490490
讨论
人工关节PJI是人工关节置换术后较严重的并 发症。

尽管医生通过手术缓解了患者的病情，术前 也预防性地使用了抗生素，但PJI仍有一定的发生 概率。

目前，国外学者对引起PJI的细菌种类及分 布已经有相应的报道[7’1<M1]，而刘相成等[8]对人工 膝、髋关节PJI的大宗病例随访5年的报道，分析了 引起晚期髋关节PJI的细菌分布情况，这为骨科医 生和微生物专家预防和治疗PJI提供一定的依据。

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant staphylococcus aureus，MRSA)在 PJI 中的检出率呈逐
年上升趋势[7],Parvizi等[12]研究结果指出，耐甲氧西 林葡萄球菌(methicillin-resistant staphylococcus,MRS)引起的PJI翻修后易发生失败或再次感染。

Goyal 等[13]认为，在进行人工关节置换术前对患者是否携 带MRSA进行常规检测并给予对症治疗，有助于降低 PJI的发生率。

刘相成等[8]报道，葡萄球菌中MRS检 出率为41. 2%，且发现MRS在临床中较为常见。

本 研究中,MRS共检出29例，占32.6%(29/89)，而占全 部葡萄球菌的55.8%(29/52)。

同时,药敏试验结果 显示青霉素和内酰胺类耐药率较高，可见MRS引起的PJI应受到更多的重视。

本研究药敏试验结果还发现有3例(4. 1%)检 出粪肠球菌，与之前国外的研究结果一致[7]。

肠球 菌主要包括粪肠球菌和屎肠球菌，这是导致院内感 染的主要革兰阳性球菌，有研究发现在血流感染致 病菌中，肠球菌占14%[14]。

肠球菌虽属机会致病 菌，但其对糖肽类抗菌药的耐药性早已被临床学者 广泛关注[15]。

粪肠球菌一旦对糖肽类抗菌药（如万 古霉素)耐药，则会导致由其引起的PJI治疗效果较 差[16]。

本研究中3例粪肠球菌对万古霉素均敏感，未发现耐药菌。

对于万古霉素耐药的粪肠球菌，我 们建议可以使用利奈唑胺治疗。

革兰阴性菌引起的PJI尽管相对较少，但治疗效 果较差[17]。

本研究检出革兰阴性菌8例（10.8%)，而革兰阴性菌对于抗菌药的敏感性和耐药性有别于 革兰阳性菌。

因此，在二期翻修术治疗PJI时,需要注 意抗生素的选择。

真菌在PJI中相对罕见™，可能与 真菌生长缓慢、需要培养时间较长有关。

本研究中有 3例真菌培养阳性，刘相成等[8]的研究也发现了一定 比例的真菌感染，这提示临床应重视真菌引起的PJI，如果发现疑似真菌感染，需适当延长细菌培养时间，以提高细菌的检出率。

PJI的诊断和治疗依赖于细菌种类及抗菌药敏 感性的检测，因此微生物学检验在诊治过程中至关 重要。

对于临床疑似PJI的患者进行规范的微生物 学标本采集及送检十分重要，如术前停用抗生素、术 前及术中采集穿刺液、组织标本及时送检并延长培 养时间都可以提高细菌的检出率。

本研究中仍有 22例(24.7%)患者未检测出细菌，考虑可能与没有 很好执行以上原则有关。

本研究存在一定的不足:①病例数相对较少，不 能很好地反映现阶段PJI的趋势，需在日后的工作 中进一步观察引起PJI的细菌种类及分布情况;② 大部分髋关节PJI的患者以及部分膝关节PJI的患 者未进行术前穿刺，导致不能在术前很好地判定引 起PJI的细菌;③虽然大部分病例均留取了 2份或2 份以上的细菌培养标本，但仍有少数病例仅仅留取 了 1份细菌培养标本,并且部分病例存在未停用抗 生素即进行标本留取的可能，这对于诊断PJI、提髙 细菌检出率以及判定是否为污染细菌都是不利的。

综上所述,微生物学检测和分析对于诊断和治 疗PJI至关重要,MRS已成为引起人工关节PJI的主 要细菌，粪肠球菌、革兰阴性菌以及真菌也会引起 PJI,在诊治过程中应规范采集并送检微生物学标本，尽可能提高细菌检出率，明确病原学诊断和抗菌 药的使用依据。

参考文献
[1 ] Harris WH. The first 50 years of total hip arthroplasty：lessons
learned [ J ]. Clin Orthop Relat Res, 2009,467 ( 1) ： 28 -31. DOI ：
10.1007/sl 1999-008-0467-1.
[2] Patil S,McCauley JC,Pulido P,et al. How do knee implants per­
form past the second decade? Nineteen- to 25-year followup of the
Press-fit Condylar design TKA[ J]. Clin Orthop Relat Res, 2015,
473(1) ：135-140. DOI：10.1007/sll999-014-3792-6.
[3] Huotari K,Peltola M^Jamsen E. The incidence of late prosthetic
joint infections：a registry-based study of 112,708 primary hip and
knee replacements [ J ]. Acta Orthop, 2015,86(3) ：321 -325. DOI ：
10.3109/17453674.2015.1035173.
[4] Kurtz SM, Lau E, Schmier J, et al. Infection burden for hip and
knee arthroplasty in the United States[J].J Arthroplasty,2008,23
(7) ：984-991. D01：10.1016/j. arth.2007.10.017.
[5] Bratzler DW, Houck PM, Surgical Infection Prevention Guidelines
Writers Workgroup, et al. Antimicrobial prophylaxis for surgery ：an
advisory statement from the National Surgical Infection Prevention
Project [J]. Clin Infect Dis,2004,38 (12) ： 1706-1715. DOI： 10.
1086/421095.
[6] Huang R,H u CC,Adeli B,et al. Culture-negative periprosthetic
joint infection does not preclude infection control [ J ]. Clin Orthop
Relat R es,2012,470 (10) ： 2717-2723. D01：10. 1007/sll999-
012-2434-0.
[7] Bjerke-Kroll BT, Christ AB,McLawhom AS.et al. Periprosthetic
joint infections treated with two-stage revision over 14 years：an
evolving microbiology profile [ J ]. J Arthroplasty, 2014,29 (5)：877-88. DOI：10.1016/j. arth.2013.09.053.
[8]刘相成，周勇刚，王岩.人工髋关节置换术后晚期感染的微生物
学分析[J].中华医学杂志，2011,91(25) :1762-1765. D01:10.
3760/cma. j. issn. 0376-2491.2011.25.011.
[9] Workgroup Convened by the Musculoskeletal Infection Society. New
definition for periprosthetic joint infection [ J ]. J Arthroplasty,
2011,26(8) ：1136-1138. DOI： 10.1016/j. arth. 2011.09.026. [10] Peel TN, Cheng AC,Buising KL,et al. Microbiological aetiology,
epidemiology, and clinical profile of prosthetic joint infections：are
current antibiotic prophylaxis guidelines effective? [ J ]. Antimi-
crob Agents Chemother,2012,56(5) ：2386-2391. DOI：10.1128/
AAC. 06246-11.[11] Pulido L, Ghanem E, Joshi A, et al. Periprosthetic joint infection ：
the incidence, timing, and predisposing factors [ J] . Clin Orthop
Relat Res, 2008,466 (7)： 1710-1715. DOI： 10. 1007/sll999-
008-02094.
[12] Parvizi J,Azzam K,Ghanem E,et al. Periprosthetic infection due to
resistant staphylococci ：serious problems on the horizon [ J ]. Clin
Orthop Relat Res, 2009,467 ( 7 ) ：1732-1739. DOI ： 10. 1007/
si 1999-009-0857-z.
[13] Goyal N,Aggarwal V,Parvizi J. Methicillin-resistant staphylococcus
aureus screening in total joint arthroplasty ：a worthwhile endeavor
[J].J Knee Su^，2012,25(1) :3743.
[14] de Kraker ME, Jarlier V, Monen JG, et al. The changing epidemiolo­
gy of bacteraemias in Europe ：trends from the European Antimicro­
bial Resistance Surveillance System [ J ]. Clin Microbiol Infect,
2013,19(9) ：860-868. DOI： 10.1111/1469-0691.12028. [15] Snydman DR. Vancomycin-resistant enterococcal infections：cause
for concem[J].liver Transpl,2003 ,9(11) ：1227-1228. DOI：10.
1002/lt. 500091116.
[16] Rasouli MR, Tripathi MS，Kenyon R，et al. Low rate of infection
control in enterococcal periprosthetic joint infections [ J ]. Clin Or­
thop Relat Res, 2012,470 ( 10 ) ： 2708-2716. DOI：10. 1007/
sll999-012-2374-8.
[17] Zmistowski B,Fedorka CJ,Sheehan E,et al. Prosthetic joint infec­
tion caused by Gram-negative organisms[ J]. J Arthroplasty,2011,
26(6 Suppl) ：104-108. DOI：10.1016/j. arth.2011.03.044. [18] Marculescu CE,Berbari EF,CockerilI FR,et al. Fungi, mycobacte­
ria, zoonotic and other organisms in prosthetic joint infection [ J ].
Clin Orthop Relat Res, 2006 ( 451) ： 64-72. DOI ： 10. 1097/01.
bio. 0000229337.21653. £2.
(收稿日期:2016-09-23)
(本文编辑:苏凯燕）
•读者•作者•编者•
欢迎订阅2017年《骨科临床与研究杂志》
《骨科临床与研究杂志》是由北京市卫计委主管，北京积水潭医院与北京科学技术出版社主办的骨科专业学术期刊，于 2016年11月正式创刊。

国内外公开发行。

本刊旨在服务于广大骨科临床医生与相关领域研究人员，坚持理论与实践、普及
与提高相结合，以促进国内外骨科专业学术交流和骨科学事业的健康发展。

《骨科临床与研究杂志》分设述评、专家论坛、临床研究、基础研究、短篇论著、新技术介绍、手术技巧、个案报告、病例讨 论、综述、讲座、骨科教程、标准与指南、世界骨科相关杂志最新信息摘要、会议纪要、读者•作者•编者、书评•书讯、消息等 多个专栏;已被万方数据—数字化期刊群、维普网、《中国学术期刊网络出版总库》及CNKI系列数据库全文收录。

《骨科临床与研究杂志》为双月刊，单月6日出版，大16开本，每期64页。

每期定价20.00元，全年6期共120. 00元。

欢 迎广大骨科医生与相关领域科研工作者订阅。

订购汇款地址:北京市西城区新街口东街31号北京积水潭医院《骨科临床与研究杂志》编辑部，邮编:100035。

联系电 话：（010)58517075/7074/7073。

(本刊编辑部）。