骨折內(nèi)固定術(shù)后感染對(duì)Smad 通路蛋白的影響及與預(yù)后的關(guān)系

董瑛 袁小娟 高卉 朱玨 陳昊 張有濤 陸麗君 程敏

江蘇省蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院1骨科，2檢驗(yàn)科（江蘇蘇州215000）；3無錫市第九醫(yī)院手外科實(shí)驗(yàn)室（江蘇無錫214000）

如今，隨著交通和安全等事故的頻發(fā)使骨折的患病率逐年攀升，而復(fù)位、固定、功能鍛煉是現(xiàn)階段臨床治療骨折應(yīng)遵循的主要原則［1］。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展，骨折內(nèi)固定術(shù)逐步成為臨床應(yīng)用較為廣泛的一種治療方式，盡管該療法的顯著特點(diǎn)為創(chuàng)傷小、愈合快等，但其治療期間需植入內(nèi)固定物，進(jìn)而造成患者術(shù)后切開部位易感染，一旦發(fā)生術(shù)后感染，則可致患者出現(xiàn)血腫、組織壞死等癥狀，嚴(yán)重者可致全身感染而對(duì)其生命安全構(gòu)成威脅。據(jù)臨床統(tǒng)計(jì)學(xué)報(bào)道［2］，骨折內(nèi)固定術(shù)后感染的發(fā)生率為5% ～20%，且近年來隨著內(nèi)固定器械的廣泛開展，導(dǎo)致其術(shù)后感染風(fēng)險(xiǎn)明顯提高。現(xiàn)階段，臨床多是有關(guān)骨折內(nèi)固定術(shù)后感染因素的研究，而關(guān)于Smad 通路蛋白在其發(fā)生發(fā)展中的作用及意義國(guó)內(nèi)尚無報(bào)道。國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)［3］，Smad 通路是機(jī)體細(xì)胞中最為常見的一種通路，該通路不僅在多種消化系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)，而且可參與感染的發(fā)生、發(fā)展。本研究旨在探討骨折內(nèi)固定術(shù)后感染對(duì)Smad 通路蛋白的影響及與預(yù)后的關(guān)系，以期為臨床診治提供相關(guān)參考。現(xiàn)將研究結(jié)果報(bào)道如下。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象搜集2016年12月至2018年2月于我院行骨折內(nèi)固定術(shù)且術(shù)后感染的101 例患者為考察對(duì)象，并定義為感染組。所有入組患者均經(jīng)病理診斷確診，并符合《醫(yī)院感染診斷標(biāo)準(zhǔn)》［4］中相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合上述制定診斷標(biāo)準(zhǔn)者；（2）意識(shí)清晰，可交流者；（3）年齡在35～65 歲之間，并能夠配合研究者；（4）行骨折內(nèi)固定術(shù)治療，且采用預(yù)防性抗生素者；（5）未出現(xiàn)嚴(yán)重內(nèi)科疾病者；（6）無其它部位惡性腫瘤疾病者；（7）臨床資料完整者。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）術(shù)前伴有心、肺、腎等嚴(yán)重器質(zhì)性疾病者；（2）伴有嚴(yán)重感染性疾病者；（3）中途退出研究者；（4）難以耐受手術(shù)，且無法溝通者；（5）依從性較差者；（6）伴有免疫缺陷者。本研究由我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批且批準(zhǔn)，且參與者本人及家屬均知情同意。感染組男51 例，女50 例；年齡35 ～64 歲，平均（51.02±2.33）歲；平均體質(zhì)量指數(shù)（BMI）（26.20 ± 2.18）kg/m2；基礎(chǔ)疾病：糖尿病10 例，高血壓22 例，冠心病9 例。選取同一時(shí)期于我院進(jìn)行骨折內(nèi)固定術(shù)治療但術(shù)后未感染的110 例患者為對(duì)照組，其中男56 例，女54 例；年齡37 ～65 歲，平均（52.04 ± 2.35）歲；平均BMI（26.17 ± 2.20）kg/m2；基礎(chǔ)疾病：糖尿病13 例，高血壓25 例，冠心病12 例。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)的有效分析，兩組患者主要臨床基線資料結(jié)果差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05），組間可繼續(xù)進(jìn)行該研究的比較分析。

1.2 標(biāo)本采集、細(xì)菌培養(yǎng)方法回顧性分析101例行骨折內(nèi)固定術(shù)后感染患者的臨床資料，并嚴(yán)格遵照無菌操作原則搜集患者傷口周圍分泌物，將采集的標(biāo)本嚴(yán)格依據(jù)《全國(guó)臨床檢驗(yàn)操作規(guī)程》進(jìn)行細(xì)菌分離與培養(yǎng)，同時(shí)進(jìn)行菌種鑒定，使用儀器為VETIK-32 全自動(dòng)微生物分析儀，購(gòu)自法國(guó)生物梅里埃公司，所有操作應(yīng)嚴(yán)格遵循使用說明書。

1.3 觀察指標(biāo)采集兩組患者晨起肘部空腹靜脈血5 mL，并將血液標(biāo)本置于離心機(jī)上經(jīng)3 500 r/min離心分離5 min 后分離血清，將其保存于-20 ℃環(huán)境中用于檢測(cè)。（1）采用酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定并比較兩組患者Smad 通路蛋白水平，包括Smad1、Smad2 以及Smad3；（2）經(jīng)流式細(xì)胞儀檢測(cè)并對(duì)比兩組患者細(xì)胞免疫功能，包括CD4+T 淋巴細(xì)胞比例、CD8+T 淋巴細(xì)胞比例、NK 細(xì)胞水平；（3）采用酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定并對(duì)比兩組患者C 反應(yīng)蛋白（CRP）、白細(xì)胞介素-10（IL-10）、降素鈣原（PCT）等炎癥因子水平變化，其中試劑盒購(gòu)自上海凱博生物公司，操作嚴(yán)格遵照使用說明書；（4）統(tǒng)計(jì)兩組患者預(yù)后效果。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法使用SPSS 20.0 軟件對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組內(nèi)手術(shù)前后比較采用配對(duì)t 檢驗(yàn)，兩組間比較采用獨(dú)立t 檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以百分比（%）表示，采用χ2檢驗(yàn)，以P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 感染組患者病原菌分布情況101 例行骨折內(nèi)固定術(shù)后感染患者病原菌檢測(cè)結(jié)果提示，病原菌共計(jì)檢測(cè)出142 株，其中革蘭陽性菌的比例為63.38%（90/142），革蘭陰性菌的比例為35.92%（51/142）。見表1。

2.2 兩組患者Smad 通路蛋白水平比較感染組患者Smad1/β-actin、Smad2/β-actin、Smad3/β-actin水平均顯著高于對(duì)照組（P ＜0.01）。見表2。

2.3 兩組患者免疫功能比較感染組患者CD8+T淋巴細(xì)胞、NK 細(xì)胞水平顯著低于對(duì)照組（P ＜0.01），CD4+T 淋巴細(xì)胞水平顯著高于對(duì)照組（P ＜0.01）。見表3。

2.4 兩組患者炎癥因子水平比較感染組患者IL-10 水平顯著低于對(duì)照組，CRP、PCT 水平顯著高于對(duì)照組（P ＜0.01）。見表4。

2.5 兩組患者預(yù)后效果比較101 例行骨折內(nèi)固定術(shù)后感染患者均未出現(xiàn)死亡情況，其中10 例患者（9.90%）進(jìn)行再次手術(shù)，12 例患者（11.88%）后期行保守治療，7 例患者（6.93%）術(shù)后出現(xiàn)肌肉萎縮癥狀，其余患者預(yù)后良好。

表1 感染組患者病原菌分布情況Tab.1 Distribution of pathogenic bacteria in infection group

表2 兩組患者Smad 通路蛋白水平比較Tab.2 Comparison of Smad pathway protein level of in 2 groups ±s

表2 兩組患者Smad 通路蛋白水平比較Tab.2 Comparison of Smad pathway protein level of in 2 groups ±s

組別感染組對(duì)照組t 值P 值例數(shù)101 110 Smad1/β-actin 0.70±0.11 0.41±0.09 21.029＜0.001 Smad2/β-actin 0.68±0.10 0.43±0.08 20.128＜0.001 Smad3/β-actin 0.71±0.12 0.45±0.06 20.149＜0.001

表3 兩組患者免疫功能比較Tab.3 Patients′immune function comparison in 2 groups ±s，%

表3 兩組患者免疫功能比較Tab.3 Patients′immune function comparison in 2 groups ±s，%

組別感染組對(duì)照組t 值P 值例數(shù)101 110 CD4+T 淋巴細(xì)胞51.09±5.28 43.34±6.15 9.780＜0.001 CD8+T 淋巴細(xì)胞16.70±6.41 20.12±5.08 4.312＜0.001 NK 細(xì)胞3.46±1.73 9.36±3.15 16.656＜0.001

表4 兩組患者炎癥因子水平比較Tab.4 Comparison of the levels of inflammatory factor level in 2 groups ±s，μg/L

表4 兩組患者炎癥因子水平比較Tab.4 Comparison of the levels of inflammatory factor level in 2 groups ±s，μg/L

組別感染組對(duì)照組t 值P 值例數(shù)101 110 CRP 42.14±6.84 8.43±1.19 50.868＜0.001 IL-10 12.55±3.50 31.03±7.04 23.814＜0.001 PCT 5.72±0.35 0.35±0.10 154.236＜0.001

3 討論

據(jù)臨床統(tǒng)計(jì)學(xué)報(bào)道［5］，術(shù)后感染是行骨折內(nèi)固定術(shù)治療期間出現(xiàn)的最嚴(yán)重的一種并發(fā)癥，其中開放性骨折內(nèi)固定術(shù)后感染的比例為1% ～55%，閉合性術(shù)后感染率為0.5% ～2%，且病情嚴(yán)重程度與術(shù)后感染發(fā)生率呈正相關(guān)。有學(xué)者報(bào)道［6］，術(shù)后感染不僅能夠?qū)κ中g(shù)效果和患者預(yù)后效果產(chǎn)生不同程度影響，而且可大大提升患者發(fā)生菌血癥或膿毒血癥的風(fēng)險(xiǎn)，甚者造成患者死亡。病原菌的直接侵襲是導(dǎo)致骨折內(nèi)固定術(shù)術(shù)后感染的主要原因，加之患者自身免疫狀態(tài)不佳、圍術(shù)期控制不當(dāng)均會(huì)導(dǎo)致術(shù)后感染率上升，故明確病原學(xué)分布對(duì)患者預(yù)后效果的提高意義重大。然而臨床目前存在抗生素濫用現(xiàn)象，導(dǎo)致多重耐藥菌感染的比例逐年升高，嚴(yán)重降低抗生素對(duì)疾病的治療效果，尤其是當(dāng)患者發(fā)生術(shù)后感染，可顯著提高臨床治療難度。同時(shí)，臨床發(fā)現(xiàn)術(shù)后感染多以致病力較強(qiáng)的金黃色葡萄球菌為主，而抗生素的濫用極易誘發(fā)機(jī)體出現(xiàn)菌群失調(diào)現(xiàn)象，即在敏感病菌受到抑制的同時(shí)，對(duì)人體有利的雙歧桿菌等菌群亦遭受抑制，進(jìn)而顯著降低機(jī)體免疫功能，甚者導(dǎo)致更重的感染［8］。一項(xiàng)臨床研究結(jié)果顯示［8］，4 125 例行骨折內(nèi)固定術(shù)的患者中發(fā)生術(shù)后感染的比例為0.95%，且主要致病菌為革蘭陽性桿菌，并以金黃色葡萄球菌的占比居多。本研究結(jié)果顯示，101 例行骨折內(nèi)固定術(shù)后感染患者病原菌檢測(cè)結(jié)果提示，病原菌共計(jì)檢測(cè)出142 株，其中革蘭陽性菌的比例為63.38%（90/142），革蘭陰性菌的比例為35.92%（51/142），同時(shí)還應(yīng)密切關(guān)注并防范其他病原菌誘發(fā)的感染，及時(shí)依據(jù)病原菌檢測(cè)結(jié)果，調(diào)整抗菌藥物的使用，最大可能降低多重耐藥現(xiàn)象的發(fā)生。

一項(xiàng)關(guān)于Smad 蛋白通路在胃癌患者幽門螺桿菌感染后變化的研究結(jié)果顯示，Smad4 水平異常高表達(dá)，提示其可參與疾病進(jìn)展［9］。同時(shí)，一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明［10］，Smad2、Smad3 能夠在泡球蚴感染后的小樹肝臟組織中呈現(xiàn)顯著高水平表達(dá)，且經(jīng)感染后的相關(guān)蛋白能夠加快肝臟纖維化，進(jìn)一步促進(jìn)病情惡化。然而，目前國(guó)內(nèi)臨床尚無有關(guān)內(nèi)固定術(shù)后感染對(duì)Smad 通路蛋白影響的研究。本研究結(jié)果顯示，感染組患者Smad1/β-actin、Smad2/β-actin、Smad3/β-actin 水平均顯著高于對(duì)照組。提示內(nèi)固定術(shù)后感染可對(duì)Smad 通路蛋白水平產(chǎn)生不同程度影響。諸多研究報(bào)道［11-12］，術(shù)后感染，一方面與機(jī)體免疫系統(tǒng)密切相關(guān)，當(dāng)機(jī)體免疫功能處于正常穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，相關(guān)信號(hào)通路能夠?qū) 淋巴細(xì)胞有關(guān)的免疫功能發(fā)揮抑制作用，進(jìn)而提高調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞發(fā)揮抑制作用，以減輕因免疫反應(yīng)而對(duì)機(jī)體外周組織造成的損傷和炎癥反應(yīng)發(fā)生程度，繼而更利于維持機(jī)體自身免疫耐受和系統(tǒng)的穩(wěn)定，反之，當(dāng)免疫功能處于失衡狀態(tài)時(shí)，其可加重術(shù)后感染程度；另一方面感染與炎癥反應(yīng)發(fā)生程度顯著相關(guān)，而IL-10、CRP、PCT 是臨床應(yīng)用較為廣泛且成熟的炎癥因子，其中IL-10 屬于抗炎因子，是經(jīng)單核和T 淋巴細(xì)胞分泌釋放所得，對(duì)抑制炎癥反應(yīng)進(jìn)展，改善機(jī)體局部微循環(huán)效果顯著；CRP 為急性時(shí)相蛋白，可在疾病早期最先呈現(xiàn)異常高表達(dá)；PCT 對(duì)因細(xì)菌感染引發(fā)的疾病具有較高的靈敏作用，并在多種疾病的診斷、預(yù)后中得到了大范圍開展。本研究結(jié)果顯示，感染組患者CD8+T 淋巴細(xì)胞、NK 細(xì)胞水平以及IL-10 水平顯著低于對(duì)照組，CD4+T 淋巴細(xì)胞水平以及CRP、PCT 水平顯著高于對(duì)照組，同時(shí)101 例行骨折內(nèi)固定術(shù)后感染患者均未出現(xiàn)死亡情況，其中10 例患者進(jìn)行再次手術(shù)，12 例患者后期行保守治療，7 例患者術(shù)后出現(xiàn)肌肉萎縮癥狀。說明骨折內(nèi)固定術(shù)后感染患者體內(nèi)促炎/抗炎因子水平失衡，對(duì)病情快速恢復(fù)發(fā)揮顯著的抑制作用，可能與術(shù)中、術(shù)后控制，機(jī)體防御功能下降等多種因素有關(guān)。然而本研究研究時(shí)間有限，尚未對(duì)Smad 通路在骨折內(nèi)固定術(shù)后感染中的確切發(fā)病機(jī)制做出明確闡述，有待后續(xù)更大樣本數(shù)量的多中心大規(guī)模的深入研究。

綜上所述，骨折內(nèi)固定術(shù)后感染可進(jìn)一步影響患者Smad 信號(hào)通路表達(dá)，并導(dǎo)致機(jī)體免疫功能紊亂，而及時(shí)發(fā)現(xiàn)術(shù)后感染原因和發(fā)病機(jī)制對(duì)提高患者預(yù)后效果具有重要意義。