来源：《中国骨与关节杂志》
本文引自：于进洋，王啸，史小涛等. 膝关节单髁置换术后假体周围感染的临床诊治进展. 中国骨与关节. 2023,12（02），150-155
单间室膝关节置换术（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）是一种治疗晚期膝关节单间室骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）的有效方法。在严格适应证下，UKA可取得良好的长期随访结果。Mohammad等报道8658例牛津三代UKA，术后患者长期的随访结果，其假体留存率10年为93%，15年为89%。Pandit等对1000例UKA患者进行长达15年随访，假体留存率10年为94%，15年为91%。与全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）一样，UKA也同样存在因并发症而进行翻修的病例；但相对于TKA，UKA由于创伤小、手术时间短及可更快的术后康复等，术后并发症发生率较低。感染是关节置换术后最严重的并发症。由于术中截骨少、关节周围组织和血供破坏程度低及植入小的假体等，UKA术后假体周围感染（periprosthetic joint infection，PJI）的发生率较TKA要低。UKA术后PJI一旦发生，处理同样极具挑战性；如果处理不及时或不正确，结局可能是灾难性的。然而，查阅国内外文献，有关术后PJI的研究大多数是针对TKA的。对于UKA术后PJI的文献报道相对较少。因此，本文结合近年来国内外与UKA术后PJI相关文献，对PJI的流行病学、诊断、分型、治疗及预防等的现状进行分析综述。目的是通过对UKA术后PJI的深入认识，实现在围术期尽可能规避这一并发症，进而提高UKA术后满意的长期随访效果。
UKA术后PJI的发生率
UKA术后PJI的发生率从0.2%～1.0%不等，仅占所有UKA术后翻修的5%。UKA术后PJI的发生率较低的原因：（1）UKA通过一个相对较小的手术切口进行，允许最小的关节暴露和骨切除，并对邻近软组织造成较小的损害；（2）患者术后可更早的下地活动，功能康复快；（3）UKA手术为使用小假体的单间室置换，而TKA为三间室置换，假体容量大，更有利于大量细菌的粘附定殖，进而形成更为难处理的细菌生物膜。
UKA术后PJI的诊断
目前对于UKA术后PJI的诊断和管理尚缺乏共识，有限的诊断标准体现在2018年关于TKA术后PJI的国际共识会议（International Consensus Meeting，ICM）记录中基于最新证据的诊断标准。这些新标准是对2011年肌肉骨骼感染学会和2013年国际共识制订的诊断标准的更新，是基于病史、症状体征、炎症指标、生化指标及组织病理等综合分析而制订的。新的诊断标准显示其敏感性为97.7%，特异性为99.5%，明显得到了提高。此标准中包括的两个主要更新是使用α-防御素和D-二聚体作为诊断的生化指标的一部分，滑液中的α-防御素水平对于PJI的诊断具有高度特异性，是诊断的一个有价值工具。血清D-二聚体是一种纤维蛋白降解产物，在感染的早期阶段，其敏感性为89.5%，特异性为92.8%，优于ESR和CRP生物标志物。
诊断标准内容：（1）主要标准2项，即2个阳性培养标本及存在与关节相通或假体可见的窦道。符合其中之一，PJI诊断即可明确。（2）术前次要标准：血清CRP（>1mg/dl）、D-二聚体（>860ng/ml）和ESR（>30mm/h）的权重分分别为2分、2分和1分；关节腔滑液WBC计数（>3000/μl）、白细胞酯酶（++）、α-防御素（信号/截止>1）、多型核白细胞分类（>80%）及滑液CRP（>6.9mg/L）权重分分别为3分、3分、3分、2分和1分。总分值≥6分确定为PJI，2～5分为可疑PJI，0～1分为无PJI。（3）术前次要诊断标准评分为2～5分者为可疑诊断，须术中所见确认或排除PJI。术中病理组织学阳性（高倍显微镜下随机5个视野中的每个视野中性粒细胞超过5个）、发现脓性组织及单次组织培养阳性分别设权重分为3分、3分、2分。结合术前评分，总分≥6分确定为PJI，4～5分为可疑PJI，3分以下排除PJI。（4）对于术中评分为4～5分为可疑感染，考虑进一步的分子诊断，如二代测序等。该诊断标准的准确性及有效性在临床实践中也得到了证实。
UKA感染的诊断可参考基于上述主要针对TKA的诊断标准，但考虑到UKA未置换间室正常的骨软骨及韧带结构，诊断感染的实验室阈值略有不同，特别是滑液白细胞计数和分类等。为确定ESR、CRP、滑膜液WBC计数和分类比在评估UKA失败患者PJI中的作用，有研究对259例UKA失败患者进行了回顾，其中28例（10.8%）符合PJI诊断标准，其中关节液白细胞计数的最佳临界值为6200WBCs/μl，高于通常用于TKA术后PJI诊断的1100～3000WBCs/μl的界值范围。另外，研究还分析了关节液中PMN百分比的重要性，其诊断UKA术后PJI的最佳界值为60%。ESR和CRP是对UKA术后PJI有用的筛查指标，其敏感性分别为79.2%和82.6%，最佳界值为21mm/h和14mg/L。这些指标对于UKA术后PJI的诊断很有用，其界值与TKA相似；然而，滑膜白细胞计数略高，这可能与未置换的对侧间室有关。UKA感染的病原菌与TKA感染的病原菌相似，其中以凝固酶阴性葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、B族链球菌、大肠杆菌为最常见的病原菌。PJI的致病菌谱较为复杂，可由单一致病菌或多种致病菌混合感染引起，因此治疗前分泌物的细菌培养及药敏实验尤为重要。了解致病菌的分布及耐药性有助于选择合适的手术方式和抗感染治疗方案。
UKA术后PJI的分型及治疗
1、分型：对于UKA术后PJI没有专门临床分型。Chalmers等依据ICM，提出了UKA术后PJI的分型：即急性PJI，发生在术后4周内，感染源多因术中无菌条件不规范，切口周围皮肤或手术室空气中的菌落经手术切口进入，致病菌多为毒力较强的革兰阳性球菌（如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等）和革兰阴性杆菌；慢性PJI，发生在术后4周以上，多考虑术中污染所致或其它部位感染经血源性播散所致，致病菌多为毒力较弱的细菌，如凝固酶阴性葡萄球菌；急性血源性感染，急性发作，症状持续在4周以内，多考虑其它部位感染经血源性播散所致，感染灶常来自口腔、呼吸道、牙齿和泌尿道等。
2、治疗：文献报道的关于UKA术后PJI的治疗主要包括：保留假体清创术（debridement antibiotics irrigation and retention，DAIR）、Ⅰ期翻修及Ⅱ期翻修术。对于每种治疗方法的适应证选择，目前还主要是参考TKA术后PJI的标准。此外，在严格手术技术基础上，明确致病菌及针对其使用敏感抗生素也是手术成功的关键要素之一。
DAIR的适应证包括：（1）急性PJI或急性血源性感染；（2）周围软组织条件良好，无窦道形成；（3）假体未松动；（4）致病菌有针对性的敏感抗生素。通过术中彻底清除滑膜及炎性组织，使用双氧水、碘伏、生理盐水反复冲洗、浸泡，必要时可在保留金属假体的基础上更换衬垫，术后继续敏感抗生素治疗，旨在彻底清除病原微生物。通过对DAIR术后再感染和再翻修的Kaplan-Meier生存分析，显示接受DAIR治疗的患者中，5年无PJI复发生存率为61%。这些结果与采用DAIR治疗TKA术后PJI所获得的随访结果相似，文献报道的TKA术后PJI采用DAIR治疗存在26%～48%的失败风险。
Ⅱ期翻修的手术技术：即通过去除所有假体，对股骨和胫骨进行标准切骨，然后放置含高剂量抗生素的非关节骨水泥占位器，个体化的肠外抗生素治疗6周；停用抗生素3周，并通过检测ESR、CRP恢复正常等排除PJI，即可考虑TKA假体植入。Ⅱ期翻修术被认为是治疗关节置换术后PJI的金标准，可最大程度地控制感染，将感染复发的风险降至最低。Ⅱ期翻修术的适应证为：（1）有明显的临床感染症状，但未发现病原菌；（2）慢性PJI；（3）周围软组织条件差或伴有窦道；（4）病原菌耐药，药物治疗效果差。对于UKA术后初次PJI是选择Ⅱ期翻修还是DAIR治疗，作者提出应根据PJI分型来确定：即对于慢性PJI或膝关节局部软组织不佳患者，采用Ⅱ期翻修。Vasso等也提出，UKA术后PJI的处理与TKA相似，急性感染可采用DAIR治疗，而慢性感染则采用彻底清创、抗生素占位器、抗生素控制感染、再次TKA假体植入。
对于UKA术后PJI治疗，也有进行Ⅰ期TKA翻修报道。与TKA术后PJI一样，Ⅰ期翻修的适应证为：（1）周围软组织及骨质条件良好，无窦道等并发症；（2）致病菌单一或毒力弱；（3）致病菌均对抗生素敏感。Labruyère等报道了9例UKA术后慢性PJI一期翻修为TKA的临床结果。UKA内侧6例，外侧2例，髌股关节1例，中位感染持续时间为9个月。其中5例患者先前在其它医院接受DAIR治疗失败。所有患者术前确定了病原菌：苯唑西林敏感葡萄球菌、链球菌、肠球菌和大肠杆菌；患者接受了适当的双抗生素静脉治疗6周，然后再口服6周。中位随访时间为60个月，没有患者出现感染复发或因PJI需要进行翻修手术患者。指出UKA术后PJI明确病原菌后，在彻底清创后，可同期进行TKA翻修。
对于接受UKA的患者，由于膝关节未置换侧间室原有骨与软骨的存在，这对术后PJI的Ⅱ期翻修治疗提出了额外的问题。对于Ⅱ期翻修，目前文献报道了2种手术方式。一种是相对多见的类似于TKA术后PJI的Ⅱ期翻修方法：即Ⅰ期通过彻底清创，移除置换间室假体，完成包括未置换侧间室及股骨滑车骨及骨软骨的等量切骨，植入含高剂量抗生素的关节或非关节PMMA间隔物；待感染完全控制后，进行Ⅱ期间隔移除并TKA假体翻修。另一种为Yun等报道的少见的改良Ⅱ期翻修方法：即Ⅰ期移除置换间室的假体，彻底清除感染组织（组织样本进行病理学和微生物学分析），清理股骨和胫骨假体表面骨水泥，并将其在高压灭菌器中消毒后，以含有2.4g妥布霉素和4g万古霉素的水泥重新将假体植入，并放置一个新的聚乙烯衬垫；在成功根除感染后，进行Ⅱ期UKA假体去除并同时TKA翻修术。对于改良Ⅱ期翻修，由于最大限度地保留了髌股关节和未置换间室原有的解剖结构及骨量，翻修为TKA相对简单；保留的自然膝关节结构表面可能对持久性的细菌生物膜形成具有相对更强的抵抗力；同时，术中将灭菌后的原UKA假体重新植入，术后可允许患者进行承重活动，进而保持膝关节功能。
PJI引起的韧带损伤及需要相对广泛的彻底清创可能会对术后膝关节的稳定性产生不利影响。同时，在移除单间室假体时，可能存在骨组织损失，这样在进行TKA翻修时，通常需要使用结构性植骨或金属加强块进行骨缺损的填充，还需要带延长柄的限制性假体进行翻修。文献报道，在UKA向TKA翻修的手术中，使用延长杆的比例约为2%～72%，增强块或结构骨移植的比例在3%～67%之间。
UKA术后PJI的危险因素及预防
1、术前危险因素及预防措施。
许多关于预防关节置换术后PJI的文献都集中在TKA上。然而，同样的原则也适用于UKA患者。术前预防主要集中于识别和校正已知的危险因素，包括关节腔注射、肥胖、营养不良、高血糖、活动性感染、吸烟、MRSA定植等。
（1）关节内注射。类固醇、透明质酸和富含血小板的血浆关节内注射已被广泛应用于膝关节OA的治疗。有研究已证实术前3个月内注射可能增加关节置换术后PJI的风险。因此，对于腔内注射史的接受UKA的患者，建议手术延迟3个月。
（2）吸烟。证据表明吸烟可使关节置换术后发生手术部位感染增加约1.5倍。术前4周或以上的戒烟可减少伤口相关并发症。有吸烟史且考虑接受UKA的患者，要求手术干预前至少4周的戒烟。
（3）营养状况。低蛋白血症可独立预测TJA的手术部位感染。对于UKA，血清白蛋白或其它营养标志物与术后并发症之间的关联尚未得到明确证实。然而，基于同样的生物学原理，对于UKA术前的血清白蛋白水平8.0的患者，手术应延迟。
（5）肥胖。肥胖已被证明会增加手术时间及局部深部感染。许多回顾性研究发现，TKA术前的减肥可以改善TKA手术的预后。在实践中，建议对BMI>40的患者不要使用UKA，因为潜在的术后并发症的风险增加。如考虑接受UKA，这些患者术前应减肥，将BMI降低到40以下。
（6）术前皮肤清洁。术前皮肤清洁已被证明是一种减少细菌负荷和减少手术部位感染率的有效方法。肥皂和水是推荐的清洁剂，最近的文献表明，术前一晚和早上用葡萄糖酸洗必定清洗手术部位，可使PJI发生率降低2.5%。因此，建议UKA术的前一晚和早上清洗膝关节局部区域。
（7）感染筛查。存在局部或全身感染被认为是关节置换术的禁忌证。患者可能在尿路、皮肤、指甲和前鼻孔等多个区域的致病菌定殖，但无症状。目前没有有力的证据表明常规牙科筛查可以降低PJI的发生率，但对于拔牙、根管脓肿引流和须填充的龋病会增加关节置换术后感染的风险。有大量证据表明，鼻部携带耐甲氧西林MRSA是后续手术部位感染的危险因素。对于其它部位存在的感染，关节置换必须进行处理，以免术后PJI的发生。
2、术中危险因素及预防措施。
（1）术中抗生素。预防性抗生素的使用已被证明可以通过消除可能通过污染到达切口的微生物，降低关节置换术后PJI的风险；通常推荐使用第一代或第二代头孢菌素，因为它具有杀菌作用，并且在不同组织类型中分布良好。对于对青霉素过敏的患者，克林霉素可作为替代选择。预防性抗生素应在切口前1h内使用，如果手术持续时间超过预防药物的半衰期，术中应给患者第二次剂量；术后，可考虑继续预防性使用抗生素24h。
（2）手术部位准备。切口前，应使用消毒剂快速清除手术部位的任何残留细菌，术中最常用的是聚维酮碘。在聚维酮碘中添加酒精已被证明可以提高抗菌溶液的抗菌效果，减少细菌负荷并增加疗效时间。
（3）手术室人员流动。手术室流动增加了被带入手术室的细菌数量，并可能会取代空气中的细菌。为了减少交通，限制手术过程中房间里的人数，并限制门开口的数量，这两者都被发现会增加空气颗粒的密度。此外，也要限制在手术过程中人员的变化。
（4）层流手术室。有研究显示层流可能会增加PJI的发生，特别是水平层流。因此，层流降低PJI的有效性仍存在争议。虽然层流可能不必要，但任何通过正通风系统改变空气质量和空气颗粒数量都可能减少手术室的细菌数，并最终减少PJI的风险。
（5）抗生素骨水泥。多项登记中心研究发现TKA患者中普通水泥和抗生素水泥的感染率没有差异。由于这一不确定的证据和成本的增加，限制抗生素骨水泥的广泛使用。仅对高危患者使用抗生素骨水泥，如有MRSA感染史、糖尿病或使用免疫抑制药物的患者。
（6）伤口闭合和覆盖。与纯缝合线相比，Triclosan涂层缝合线可以降低SSI的风险。然而，最近一项随机对照试验发现，Triclosan涂层缝合线与正常缝合线在PJI的发生率方面没有差异。Chawla等为探讨UKA术中到刺线和常规缝合的伤口感染率，术后共确诊8例伤口感染，均发生在带刺缝合线队列中，建议在UKA中不要使用带刺缝合线来闭合伤口。带刺缝线可能导致组织缺血坏死，继发感染，特别是在伸展位闭合伤口；膝关节活动时引起的缝线迁移和挤压可能会造成切口的污染，这在UKA术中尤其值得关注。在包扎手术伤口时有很多选择，无论使用何种敷料，都应放置在无菌条件下并监测术后引流。银浸渍敷料也被研究表明，与纱布敷料相比，PJI检出率可降低3.0～4.5倍以上。
（7）创腔内植入万古霉素粉末（VP）。Hanada等研究局部大剂量VP应用于关节预防TKA和UKA患者PJI的疗效和副作用，结果显示创口VP不能降低原发性TKA患者PJI的发生，相反可明显引起无菌性伤口并发症。
3、术后危险因素及预防措施。
（1）控制输血。UKA后输血少见。多项研究表明，手术期红细胞输血已被证明是关节置换术后PJI的独立显著危险因素。因此，要限制围术期异体红细胞输血的数量。通常，有症状的血红蛋白<7g/dl的患者可考虑输血。
（2）抗生素预防。在2018年的ICM共识会议上，64%的外科医师同意，使用常规预防性抗生素没有任何作用。然而，许多外科医师仍然担心在牙科、泌尿生殖系统和胃肠道手术后的患者有发生短暂性菌血症的风险，对这些患者关节置换手术后可考虑在必要时应用抗生素以预防PJI的发生。
总之，由于UKA术后PJI发病率低，所以目前对于UKA术后PJI的诊断及治疗尚缺乏共识。且UKA术后PJI的诊断治疗方面主要依据文献报道的与TKA术后PJI有关的诊治标准。相对于TKA来讲，UKA术中保留了对侧胫股关节的软骨及骨结构、保留了前后交叉韧带且创伤小。因此UKA术后PJI的诊治方案应与TKA术后PJI的诊治方案有所不同。目前有关UKA术后PJI诊治文献报道也涉及了这些不同，但仍不够全面系统。临床上，应关注以下方面：（1）通过与TKA术后PJI的对照研究，进一步明确与UKA术后PJI诊断相关的血清与关节液等特异性炎性指标的界值，以便于UKA术后PJI的精确诊断；（2）针对UKA术后PJI的不同临床分期，明确个体化治疗方案，尤其是Ⅰ期及Ⅱ期翻修的最佳适应证。对于Ⅱ期翻修时，在植入含抗生素间隔器时，对侧未置换间室骨软骨及韧带该如何处理，文献报道不一，须进一步探讨
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