膝感染性關節炎的病因、診斷及治療現狀

霍世雄，畢樹雄，胡鵬，李偉華

(山西白求恩醫院骨關節科，太原 030032)

膝感染性關節炎是典型的有菌性局部炎癥疾病，多發于兒童，常為敗血癥的并發癥[1]，治療不及時可繼發全身膿毒血癥，死亡率高達11.5%[2]。膝感染性關節炎一般呈急性發作，通常表現為短時間內出現膝關節紅腫熱痛，并伴明顯屈伸活動受限，病情進展發生敗血癥后，全身癥狀可表現為寒戰、高熱、消化道癥狀[3]，甚至出現譫妄、昏迷等，兒童常表現為驚厥[4]，體溫可高達39～40 ℃。金黃色葡萄球菌是膝感染性關節炎最多見的明確的主要病原菌，其次是溶血性鏈球菌。通常認為膝感染性關節炎的發病途徑主要為血源性感染，即由其他部位病原菌侵襲所致，近年臨床經常出現因膝關節滑膜炎或關節炎行“小針刀”、關節封閉術或關節腔內注射玻璃酸鈉注射液等關節腔操作而引發膝感染性關節炎的病例，大部分患者在上述治療后膝關節疼痛癥狀緩解，但部分患者在膝關節穿刺操作后出現膝關節感染癥狀，可見目前醫源性感染致膝感染性關節炎的比例不斷增加，膝感染性關節炎患者通常經規律的抗感染或及時手術等對癥治療后，病情得到控制，但可能存在膝關節屈伸功能障礙，嚴重者甚至出現膝關節僵硬，嚴重影響患者生活。充分了解膝感染性關節炎的發病原因、感染途徑，并規范其診療過程，有助于更好地管理疾病。現就膝感染性關節炎的病因、診斷及治療予以綜述。

1 發病原因

病原菌感染是膝感染性關節炎發病的主要原因，常見的病原菌感染途徑有血源性感染、周圍組織侵襲、醫源性感染、外傷等。病原菌的毒力、侵襲力及患者的免疫力與膝感染性關節炎的發生相關。類風濕關節炎、骨關節炎、人工關節置換術后、較低的社會經濟地位、酗酒、糖尿病及關節內糖皮質激素的不合理使用均是引發膝感染性關節炎的重要因素[5]。明確膝感染性關節炎的感染途徑是預防疾病發生的重要條件。

1.1血源性感染 目前認為，血源性感染是膝感染性關節炎的最主要感染途徑，常與全身菌血癥并發，其病原菌以金黃色葡萄球菌最常見，部分地區金黃色葡萄球菌所致膝感染性關節炎占膝感染性關節炎的80%以上，其中以耐甲氧西林金黃色葡萄球菌居多，其次為鏈球菌感染；所有金黃色葡萄球菌對利奈唑胺、莫西沙星、替加環素、萬古霉素、呋喃妥因等抗生素高度敏感[6-7]。目前，病原菌進入相對封閉關節腔的機制尚不清楚，但感染發生后，往往起病急驟且誤診率很高，且發病初期難以與痛風和類風濕關節炎等疾病進行鑒別[8]。

1.2周圍病灶的侵襲 膝感染性關節炎可繼發于骨髓炎或周圍皮下蜂窩織炎等[5]。同時，膝感染性關節炎也可進展為骨髓炎等。病原菌通過破壞的骨皮質或組織間隙進入關節腔，導致膝關節感染。及時抗感染或手術清創治療可有效控制病程進展。隨著醫療技術的發展以及抗生素的普及，膝關節周圍的感染病灶多被及時控制，因此由膝關節周圍感染病灶侵襲所致的感染性關節炎相對較少。

1.3醫源性感染 醫源性關節感染指醫源性操作致使致病菌進入關節腔而引發的有菌性關節炎癥，可發生于膝關節置換術、關節鏡手術、膝關節腔穿刺操作后，由膝關節腔穿刺操作引發較多見。有報道發現，近年來由于膝關節腔穿刺導致的膝關節腔感染逐漸成為最主要的醫源性關節腔感染因素[9]。嚴格無菌操作是避免醫源性感染的首要條件。

1.3.1術后感染 術后感染與術中無菌操作密切相關，嚴格規范的無菌操作可有效避免術后關節腔感染的發生。膝關節手術包括膝關節置換術、膝關節鏡手術及膝關節周圍骨折內固定術等。隨著臨床工作者無菌操作意識的不斷提升以及醫療條件的不斷改善，目前膝關節手術術后感染的發生率逐漸降低，相關報道顯示，近年全膝置換術后膝關節感染的發生率為1%～3%[10-13]，關節鏡術后膝關節感染的發生率約為1%[14]。

1.3.2關節穿刺 封閉、穿刺抽液、關節腔內注射藥物及“小針刀”等操作均需要進行關節穿刺術。近年來，膝關節腔穿刺致膝關節感染的發生率不斷升高。膝關節滑膜炎或關節炎發作時，膝關節出現疼痛、腫脹等不適，常采用關節腔內注射玻璃酸鈉或糖皮質激素等方式進行治療，以改善疼痛癥狀[9,15]。但有報道證實，關節腔內注射糖皮質激素將極大地增加膝關節感染的發生率[16]，可能與糖皮質激素激活了關節腔內的休眠細菌有關[17]。目前，關節穿刺操作已在各級醫療機構普及。有研究發現，多次關節穿刺并不會增加膝關節感染的發生可能，但與三甲醫院相比，非三甲醫院關節穿刺病例的膝感染性關節炎的發生率明顯升高[11]。

1.4外傷 閉合性外傷所致關節內積血是導致膝關節感染的危險因素[5]，未及時清理積血或積血吸收困難均可導致關節外病原菌的定植，極易發展為感染性關節炎。開放性損傷也可導致膝關節的化膿性感染，結合真空負壓封閉引流技術，可大大降低化膿性關節炎的發生率[18]。

2 診斷依據

膝感染性關節炎與痛風、類風濕關節炎及色素沉著絨毛結節性滑膜炎等其他無菌性膝關節炎癥的鑒別較困難。除體格檢查外，實驗室檢查及影像學檢查也是鑒別和確診膝感染性關節炎的重要手段。

2.1體格檢查 體格檢查在骨科相關疾病的診斷和鑒別診斷中起重要作用。膝感染性關節炎主要表現為體溫升高、膝關節明顯腫脹、患側病變處皮溫較對側明顯升高、全膝關節壓痛、過伸過屈痛、患側膝關節屈伸活動受限等。有報道，膝感染性關節炎患者膝關節的活動度為5°(伸直)～85°(屈曲)，并伴明顯膝關節旋轉功能受限[19]，患側下肢皮膚感覺及末梢血運多正常。

2.2實驗室檢查 關節液連續兩次培養出相同病原菌是膝感染性關節炎實驗室檢查的金標準，但由于關節液采集前患者往往已開始抗生素治療，故檢出率較低。由于抗生素使用及實驗室檢查水平等的差異，已報道的細菌檢出率亦不同。紅細胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate，ESR)、C反應蛋白(C-reactive protein，CRP)、關節液常規及生化檢查等炎癥指標和中性粒細胞delta指數(delta neutrophil index，DNI)對診斷膝感染性關節炎的具有指導意義。ESR及CRP明顯升高，且體格檢查提示膝關節感染時，應高度懷疑膝感染性關節炎，但目前尚缺乏僅通過ESR及CRP診斷膝感染性關節炎的相關依據，此外，關節液白細胞計數>5 000個/μL、中性粒細胞0.75以上[20]亦提示可能存在膝感染性關節炎。另有研究認為，關節積液中的葡萄糖水平對感染性關節炎的診斷有提示作用，當感染性關節炎發生時，關節液中葡萄糖水平較正常值下降2.7 mmol/L以上，并與關節液中白細胞計數水平呈負相關[21]。近年來有研究提出，依據降鈣素原水平診斷膝感染性關節炎的敏感性及特異性均較高[22]，但臨床上往往僅有個別全身感染癥狀較重患者的降鈣素原水平改變，而大部分患者的降鈣素原水平并無明顯變化[23]，可見，降鈣素原對膝感染性關節炎的診斷價值并不大。

膝關節痛風和類風濕關節炎與膝感染性關節炎的癥狀極為相似，且患者ESR和CRP水平均明顯升高，易誤診。除尿酸外，DNI在痛風急性發作和膝感染性關節炎早期鑒別中具有重要價值，而DNI≥2%是預測膝感染性關節炎的重要依據[24]，DNI數值越大，膝關節感染越嚴重[25]。類風濕關節炎可通過類風濕因子、抗鏈O等進行診斷。

2.3影像學檢查 膝感染性關節炎的影像學檢查主要包括X線、磁共振成像、CT，三者主要用于觀察病程終末期膝關節的骨質破壞情況，而疾病早期，三者均無明顯特異性征象，僅可見大量關節腔積液及關節間隙變寬。膝感染性關節炎患者的膝關節可在短時間內破壞，隨著病程進展，X線示關節間隙由窄變寬，隨后再逐漸變窄，關節面逐漸毛糙，之后出現“蟲噬樣”改變，此時已出現極嚴重的關節破壞，通常患者預后較差。磁共振成像可較早發現膝關節的變化，關節軟骨主要表現為局灶性T2加權成像高信號以及廣泛或局限的斑片狀、地圖狀骨髓水腫信號[26]。除上述影像學檢查外，關節鏡檢查可直接觀察關節內病變，出現“膿苔樣”改變基本可以確診膝感染性關節炎。

3 治 療

膝感染性關節炎治療的關鍵是盡早診斷、關節制動、使用敏感抗生素，以控制感染進程、緩解疼痛、恢復受累關節功能。對于癥狀較輕或早期膝感染性關節炎，可行抗感染保守治療。在感染病程各階段均可行關節鏡手術以探查并清理感染灶，且早期關節鏡手術治療的效果顯著。對于嚴重感染、保守治療或關節鏡術后感染控制不佳者，可行切開手術或關節融合術治療。即使規律抗感染或手術治療后，關節內炎癥反應仍有繼續進展的可能，可進一步導致關節軟骨損傷等并發癥[27]。

3.1保守治療 在膝感染性關節炎致病菌尚未明確時，可使用經驗性廣譜抗生素行抗感染治療，并制動膝關節。保守治療有效時，可適度活動膝關節，早期膝關節活動對膝關節功能恢復有重要意義[28]。細菌培養是診斷膝感染性關節炎的金標準，根據細菌培養結果及時調整抗感染藥物，有助于達到更好的治療效果。在膝感染性關節炎感染癥狀完全控制后，應繼續長期、足量抗生素治療，以鞏固療效，具體藥物治療時限目前尚不確定，一般以ESR及CRP水平完全恢復正常為準。值得注意的是，在上述治療基礎上，同時給予小劑量糖皮質激素(0.15 mg/kg，每次6 h，每日1次，連續4 d[29-32])可有效縮短住院時間及抗生素治療時間，促進CRP恢復正常[33]。

3.2手術治療 對于保守治療效果較差的膝感染性關節炎患者，應盡早行手術清創，同時配合長期足量敏感抗生素治療，以預防防病情復發。手術方式主要有開放手術、膝關節鏡手術、關節融合術或關節置換術。

3.2.1開放手術 開放手術的創傷較大，對于無假體置入的膝感染性關節炎患者，應短時間內行關節鏡手術[34]，但對于有假體置入膝感染性關節炎患者，由于置入假體嚴重影響關節鏡視野，單純關節鏡手術下無法徹底清創，且無法排除致病菌通過假體進入膝關節腔的可能，故應行開放手術治療。開放手術的具體步驟為：一期行清創手術取出假體，并行骨水泥曠置，術后選擇敏感抗生素行抗感染治療，待感染控制后再行二期膝關節假體置入，其間仍需繼續抗感染治療[35]。若多次膝關節翻修術后，感染仍未控制，可積極行膝關節融合術[36]。

3.2.2關節鏡手術 膝感染性關節炎患者多因劇烈疼痛在病變加重前就診，對于急性膝關節感染性關節炎[37]以及一些無假體置入膝關節手術所致感染患者，開放手術不利于膝關節功能的恢復，而關節鏡手術具有創傷小、恢復快等優點，已成為目前治療化膿性關節炎的最主要術式，術中可在直視下更直觀清楚地了解膝關節病變情況，并較徹底地清除關節內的病變滑膜，患者術后ESR、CRP指標明顯改善[32]，但術后仍需繼續抗感染治療，而抗生素治療時間明顯縮短[36]。與術前相比，術后隨訪時Lysholm評分明顯增加，視覺模擬評分明顯下降[37]。關節鏡手術后配合關節腔留置沖洗可降低膝感染性關節炎復發的風險[19,38-40]。

3.2.3關節融合術或關節置換術 部分患者就診時膝感染性關節炎已發展至終末期，關節軟骨破壞殆盡，已發生關節強直，此時患側膝關節活動受限已不可逆，膝關節功能喪失。當感染完全控制后，可行膝關節融合術或全膝關節置換術。膝關節融合術可有效改善患肢疼痛癥狀，但無法恢復患肢的屈伸功能。全膝關節置換術可有效彌補膝關節融合術的缺點，且應用敏感抗生素并行關節置換術治療膝感染性關節炎的效果顯著[41]。但術后感染復發及手術時機的選擇尚不明確，故上述治療方案尚存在較大爭議。

4 小 結

近年來，由關節穿刺引發的成人膝感染性關節炎的發病率不斷升高。此外，抗生素的不合理使用，細菌譜及其耐藥性的較快變化增加了膝感染性關節炎的診治難度。有效預防感染是減少膝感染性關節炎發生的關鍵。目前尚缺乏對膝感染性關節炎感染途徑、病原菌侵襲力及毒力等方面的大樣本統計分析，相關研究多集中于膝感染性關節炎的治療方法選擇，因此，探究膝感染性關節炎的病因仍需大量臨床研究的進一步明確。