化膿性脊柱炎分型和診療的研究進展

胡宇坤，高書濤，盛偉斌，2，3，甫拉提·買買提，2，3*

1.新疆醫科大學第一附屬醫院脊柱外科，烏魯木齊 830054

2.新疆地區高發疾病研究教育部重點實驗室(新疆醫科大學 )，烏魯木齊 830054

3.新疆骨科疾病臨床醫學研究中心，烏魯木齊 830054

化膿性脊柱炎（PS）是包括椎間盤炎、椎體骨髓炎、硬膜外膿腫、化膿性小關節炎在內的一組疾病，如處理不及時易發生菌血癥、神經功能損傷等嚴重后果。近年來，隨著對PS 認識的不斷加深，學界對PS 嚴重程度的分型逐漸完善，這對其規范化治療有著重要意義，一些新的診療技術也為PS 的診斷和治療提供了更多的選擇。本文就PS 的分型和診療進展作如下綜述，以期為臨床醫師選擇最佳的治療方案提供參考。

1 PS 的流行病學和病原學

PS 是一種脊柱非特異性感染，好發年齡為50 ～70 歲，男性較女性多見，男女比例為1.5 ～ 2∶1［1］。近年來，隨著易感人群的增加及診斷手段的提高，其發生率也隨之升高，約為6.5/100 000［2］。PS 的感染途徑包括血源性播散、局部蔓延和脊柱手術中的直接播散［2-3］。在血源性播散引起的PS 中，腰椎占48% ～ 60%，胸椎占23% ～ 30%，頸椎占10% ～ 18%，原發病灶可以來自泌尿生殖系統、皮膚軟組織、血管異物等［3］。PS的易感因素包括糖尿病、免疫抑制、人類免疫缺陷病毒（HIV）感染、需血液透析的腎功能衰竭及長期服用類固醇激素類藥物等［1-2］。引起PS的常見病原菌中，金黃色葡萄球菌占55% ～ 80%［4］；其次是革蘭氏陰性菌占7% ～ 33%，如大腸桿菌、變形桿菌、克雷伯桿菌等，主要與消化系統或泌尿系統感染、糖尿病、免疫抑制及高齡有關［5］；凝固酶陰性葡萄球菌占5% ～ 16%。脊柱術后PS近50%是由金黃色葡萄球菌和凝固酶陰性葡萄球菌引起［4］；慢性PS患者多由低毒力細菌引起，如凝固酶陰性菌［3］。

2 PS的分型

2.1 Akbar 分型

Akbar 等［6］根據椎體和椎間盤受累程度、神經功能狀態、椎體穩定性及有無硬膜外膿腫將PS 分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4 種類型，根據神經功能狀態又將Ⅰ、Ⅲ型分為A、B 2 種亞型（表1）。

表1 Akbar 分型［6］

2.2 Pola 分型

Pola等［7］根據PS最重要的預測因素，神經功能狀態、節段穩定性和硬膜外膿腫，將PS 分為3 種類型，再根據各個預測因素的受累程度細分為11個亞型（表2）。

表2 Pola分型［7］

2.3 Homagk 分型

Homagk 等［8］根據神經功能狀態、有無椎體破壞及椎體穩定性將胸腰椎PS 患者分為3 種類型，每種類型又根據是否累及椎旁組織分為A（不累及）、B（累及）2 個亞型（表3）。

表3 Homagk分型［8］

之后，Homagk 等［9］對此分型進行了調整，將C反應蛋白（CRP）、疼痛數字評價量表（NRS）評分、MRI 形態學改變納入分型，建立了脊柱炎診斷和治療的SponDT評分系統（表4），根據該評分系統判定脊柱炎嚴重程度（SSC）：＜ 3 分為輕度，≥3 分且＜5 分為中度，≥5 分為重度。該評分系統可納入臨床路徑進行動態評估，指導及調整治療方案。

表4 SponDT 評分系統［9］

以上幾種分型各有其優缺點。Akbar 和Pola 分型都是以MRI表現作為脊柱不穩的主要評估手段，但脊柱不穩通過立位X線片評估更為理想，且這2種分型都將后凸達到25°作為脊柱不穩的標準，但有研究［10］認為，后凸達到15°即為脊柱不穩。此外，3種分型均未將椎體前后移位作為脊柱不穩的判斷標準［10-11］。Almansour 等［10］認為，應基于統計學證據來定義節段不穩的閾值，還要考慮病變節段的解剖位置，分別定義不穩的標準。Sch?mig 等［12］開發了一項脊柱炎節段不穩定評分系統，納入了病變部位、椎體塌陷程度、骨破壞類型、椎旁受累程度及脊柱序列等因素，綜合評估病變節段的穩定性。而Homagk 分型沒有納入脊柱不穩的標準，這也是其重要缺陷。但Homagk 提出的SponDT 評分系統既可用于脊柱炎的初步診斷，也可用于監測疾病的治療進展，這是Akbar 和Pola 分型所不具備的優勢［10，13］。Rigomonti 等［14］認為，發生于頸椎的硬膜外膿腫神經功能預后較差，而以上分型未將硬膜外膿腫的發生部位進行區分。疾病的預后還與免疫抑制、糖尿病、高齡等危險因素相關，但3 種分型均未將患者的合并癥考慮在內［10］。Pola 分型的亞型較多，如A2、A3、A4、B1 和B2 亞型的治療建議都是相同的，也許簡化分型更容易理解和使用［11］。Camino-Willhuber 等［11］進行的一項多中心前瞻性研究顯示，Pola 分型在評估者間和評估者內的一致性較高，可能成為PS 分型的重要工具。PS 分型為PS的量化治療指明了方向，減少了不必要的手術，規范化治療也縮短了抗生素的使用周期。綜上，筆者認為PS 的分型在未來仍需進一步完善、簡化，以提升其適用性和可重復性。

3 PS 的診斷與鑒別診斷

PS 的癥狀往往比較隱匿，病變部位疼痛是早期最常見的癥狀［3］，夜間疼痛加劇應高度警惕PS；發熱也是PS 的重要癥狀，約占48%；神經功能受損是另一主要癥狀，主要包括肢體麻木無力、感覺障礙、二便失禁、癱瘓，約占32%［15-16］；其他的感染中毒癥狀包括疲勞、惡心、嘔吐、食欲不振、體質量減輕、嗜睡、神志障礙等［17］，嚴重者還可發展為膿毒癥，出現膿毒癥后死亡率升高17%［18］。Davis等［19］報道僅有13%的患者會出現疼痛、發熱、神經功能缺陷經典三聯征。由于PS的臨床表現不具有特異性，早期癥狀不典型，一般從癥狀出現到確診往往需要30 ～ 90 d，部分患者甚至需要診斷性治療才可確診［20］。

紅細胞沉降率（ESR）是感染的敏感指標，95%以上的PS病例都會升高，平均值為85 mm/h，但缺乏特異度；ESR達到峰值大約需要2 ～ 4周，21 ～ 90 d可降至正常［21-23］。CRP 是評估PS 的另一敏感指標，靈敏度達100%，且特異度高于ESR。Jean等［24］指出，當患者出現脊柱疼痛合并CRP ＞ 63 mg/L時應高度懷疑為PS。CRP在術后2 ～ 3 d達峰值，術后14 ～ 21 d降至正常，每周數值下降50%說明治療有效，如在14 ～ 21 d時CRP 再次升高，則提示術后感染的可能性較大，因此，部分學者［3，21-23］建議將CRP 作為監測治療效果的首選炎性指標。白細胞計數（WBC）在炎性指標中的價值最小，僅有不足50%的患者出現WBC升高［21］。有研究［25］表明，降鈣素原（PCT）也是靈敏度較高的指標，在細菌感染后會從所有組織中釋放出來。Radcliff等［26］認為，PCT作為術后切口感染的早期預測指標優于CRP。有專家共識［27］指出，健康成人PCT水平＜ 0.05 μg/L，當PCT≥0.25 μg/L時高度提示細菌感染可能，當PCT ≥0.5 μg/L 時有助于膿毒癥的診斷；此外，PCT 水平還與感染嚴重程度相關，PCT 初始水平有助于評估預后，治療期間PCT的下降速度對判斷預后的價值更大。血培養是PS診斷的金標準，PS 的血培養陽性率為40% ～ 60%，發熱患者的陽性率更高，盡可能在使用抗生素前進行血培養，對疑似PS 的患者至少做2 次血培養檢測［28-29］。當血培養陰性時還可以考慮行聚合酶鏈反應（PCR）檢測，尤其是種屬特異性引物PCR 檢測的陽性率更高［30］，但PCR 檢測不能反映病原菌對藥物的敏感性。最近的研究［31］顯示，組織病理學同樣可以用于診斷，但是不能確定細菌種類及藥敏結果。近年來，隨著宏基因二代測序（mNGS）技術應用于脊柱感染領域，明顯提高了病原體的檢出率，尤其是對傳統細菌培養技術無法培養或難以培養的病原體，以及罕見和不典型病原體的檢出，表現出良好的診斷性能，且靈敏度及特異度較高，分別為91.43%和90.91%，但在耐藥性方面mNGS可提供的信息不及傳統的微生物培養［32］。

影像學方面，X 線片對PS 的靈敏度和特異度均較低，前2 周的急性感染期內X 線片通常無異常改變，隨著疾病的發展，2 ～ 8 周可出現椎間隙變窄、終板破壞及軟組織腫脹等征象。CT 可顯示椎體破壞和增生程度，在辨別PS 和布魯桿菌脊柱炎方面具有獨特優勢：PS 椎體破壞相對嚴重，骨硬化和骨增生較為少見；布魯桿菌脊柱炎椎體破壞相對較輕，椎體呈扇形硬化，椎體前緣增生形成典型的“鸚鵡喙”征象［4，33］。另一方面，CT對引導經皮穿刺活檢、膿腫引流及術前確定清創壞死組織范圍也非常重要［4，33］。MRI 是診斷PS的金標準［3］，其靈敏度和特異度均較高，PS 在MRI 上早期表現為椎體內骨髓水腫，T1 序列呈低信號，T2 和STIR 序列呈高信號，在增強MRI上T2 序列呈高信號，T1 序列呈中等或不均勻的組織強化；感染的椎間盤在T2 序列呈典型高信號，核內裂隙的低信號消失，椎間盤高度下降，終板破壞在T1 和T2 序列表現為皮質骨的低信號線變薄或缺失［34-35］；如有膿腫，在T1序列表現為信號不均伴環形壁層增厚，T2序列呈高信號、邊緣強化、膿腫聚集［4，35］。此外，MRI對鑒別PS和脊柱結核也有重要意義，結核病灶通常累及椎體后方，椎間盤往往不受累或遲發受累，軟組織受累更嚴重，會出現不連續脊柱節段受累和跳躍性損傷［35］。部分PS在MRI上表現也不典型，18氟-脫氧葡萄糖正電子發射計算機體層攝影（18F-FDG PET-CT）能夠輔助診斷，同時還可以鑒別感染和腫瘤，其缺點是費用較昂貴［36］。

開放手術活檢是組織取樣的金標準，陽性率高于穿刺活檢，然而開放手術活檢具有操作時間長、侵入性高、成本高、住院時間長等缺點。因此，美國感染病協會（IDSA）推薦CT引導下穿刺活檢［37］，Rehm等［38］對214例脊柱疑似感染和腫瘤性病變的患者進行CT引導下穿刺活檢，結果顯示，組織病理學在確定良性、炎性或惡性腫瘤方面的準確率超過94%。Zimmerli等［2］報道的穿刺活檢陽性率為40% ～ 80%，而Sertic等［39］的報道顯示，CT穿刺活檢的陽性率約為33%，出現較大差異可能與使用抗生素及穿刺樣本量不足有關。Kim等［40］回顧性分析了136例行穿刺活檢的PS患者，椎體穿刺陽性率為39.7%，而椎旁軟組織穿刺陽性率為63.5%，其中椎旁膿腫、較高的CRP和ESR水平等因素與高陽性率相關。值得注意的是，如果懷疑脊柱結核或布魯桿菌脊柱炎時，因該類病原體易從骨組織獲得，需行椎體穿刺。

PS、脊柱結核和布魯桿菌脊柱炎是脊柱感染的3種常見疾病，且臨床表現相似，疾病之間的鑒別對指導治療極為關鍵。PS好發于腰椎，其次為胸椎和頸椎，患者以高熱和局部劇痛為主要臨床表現，在發病前往往會有前驅感染史，如感染性心內膜炎及皮膚、泌尿系統感染等。而脊柱結核好發于胸椎，其次為腰椎和頸椎，且多發于青壯年，40歲及以下患者明顯多于40歲以上患者［1，41］。發熱在結核患者中少見或僅表現為低熱，發熱時往往伴有盜汗，其疼痛程度明顯輕于PS，一般合并陳舊性肺結核、肺外結核或活動性肺結核［42］。因結核分枝桿菌缺乏蛋白水解酶，椎間盤往往不受累或遲發受累，這與PS早期即有椎間盤破壞不同［35］，此外，脊柱結核患者結核T細胞斑點試驗（T-Spot）多為陽性，PS一般為陰性。布魯桿菌脊柱炎好發部位與PS相同，兩者的好發年齡、臨床表現也較為相似［43］，但該病70%的患者有牛羊接觸史，熱型多為波浪熱，布魯桿菌平板凝集試驗（PAT）及虎紅平板凝集試驗（RBPT）亦可幫助鑒別［42］。

4 PS的治療

多數PS 患者可通過非手術治療治愈，包括抗感染、支具固定、制動及營養支持。抗感染治療是非手術治療的關鍵，對于無神經功能損傷及血流動力學穩定的患者，在取得血培養標本后即可開始抗生素治療。對于存在神經功能缺陷、膿毒癥及血流動力學不穩定的患者，應立即經驗性使用廣譜抗生素治療［28，44-45］。抗生素的使用時長、給藥途徑目前尚無共識，Bernard 等［46］對比了抗感染治療6 周與12 周的患者，其感染復發風險無明顯差異。IDSA 指南［37］認為，大多數PS患者只需6周抗生素治療，口服生物利用度高的抗生素可以替代靜脈給藥。Lang等［3］認為，早期靜脈使用抗生素比口服抗生素在感染控制和血藥濃度方面更有優勢，療程應至少14 d。Grados 等［47］的研究表明，接受12 周抗生素治療的患者復發風險較低，應根據患者情況靜脈應用抗生素2 ～ 4 周，直至CRP 恢復正常，然后改為口服生物利用度較高的抗生素，總療程達12周。如致病菌為耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）、膿毒癥或廣泛感染的患者，應進行12周或更久的抗生素治療［48］。抗感染治療的同時行支具固定可保持脊柱的穩定性，通常需要固定3 ～ 4 個月［49］。筆者認為，全身情況差、合并癥較多的患者可選擇非手術治療，推薦靜脈給藥2 ～ 4 周，然后改為口服生物利用度較高的抗生素，總療程達12 周，可根據炎性指標及臨床癥狀的緩解情況適當調整抗生素使用時長。

有研究［37，50］表明，進行規范的抗感染治療后仍有40% ～ 50%的患者須接受手術治療。手術治療的目的是在規范抗感染的基礎上徹底清除病灶、緩解疼痛、恢復脊柱節段穩定性及椎管容積、解除神經壓迫。手術治療的適應證：頑固性疼痛、非手術治療無效、硬膜外膿腫或巨大椎旁膿腫、神經功能缺陷、嚴重骨質破壞及脊柱失穩，其中脊柱失穩指節段后凸＞ 15°、椎體塌陷＞ 50%及移位＞ 5 mm［51-53］。對于基礎疾病多、手術風險高或經非手術治療后臨床癥狀和炎性指標均有所好轉，4 ～ 6周后復查影像學顯示骨破壞加重的患者，不建議手術治療［37，54］。手術時機的選擇也尚存爭議，Segreto等［50］對34 500例患者進行回顧性研究，結果顯示，入院后24 h 內接受手術治療的患者，其預后優于延遲手術的患者，早期手術干預能夠減少并發癥、緩解疼痛、減少脊柱畸形和功能障礙。Canou? 等［55］對比研究了PS 急性期行手術和非手術治療的2 組患者，其神經功能改善程度及感染復發率無明顯差異，但手術組疼痛緩解更明顯。手術入路包括前路、后路和前后聯合入路，目前尚無隨機對照試驗證實哪種術式更為優越［37］。前路手術可直視病灶，進行徹底清創和植骨重建，如病灶相鄰椎體骨破壞不嚴重，可進行前路原位固定，但穩定性不如后路手術。后路手術不僅可以矯正畸形、實現堅固內固定，同時也可以清創、引流、重建脊柱穩定性，但通常無法直達病灶，植骨重建也較為困難［56］。當骨破壞嚴重、感染累及后方結構及椎旁肌肉時，建議行前后聯合入路手術［57］。因此，筆者認為應該根據病變部位和術者習慣及經驗選擇合適的手術入路。近年來，微創手術迅速發展，在PS 的治療中也取得了良好效果。Xu 等［58］回顧性分析23 例多節段PS 患者，行CT 引導下清創沖洗引流術，除1 例療效為良，其余患者療效均為優，術后癥狀均得到緩解，內固定得以保留，感染得到控制。但該術式不適用于神經功能受損和脊柱畸形的患者。Turel 等［59］的研究納入7 例采用微創手術治療的患者，術后疼痛和神經功能明顯改善，微創與傳統開放手術相比可減少出血量和并發癥，縮短住院時間和恢復時間，同時達到徹底清創的目的。Yang 等［60］的研究納入32 例采用經皮內窺鏡下清創引流術（PEDI）治療的患者，其中26 例術后疼痛和神經功能改善效果滿意，作者認為PEDI 可作為單節段感染或合并硬膜外膿腫及椎旁膿腫患者的治療選擇，但該術式對椎體破壞嚴重和多節段感染的患者效果有限。筆者認為，微創手術可作為開放手術的替代方案，尤其是對合并癥較多、全身情況較差的患者，是一種較好的選擇。清創后常規行植骨重建，恢復脊柱序列穩定性。植骨材料一般選擇自體骨（帶三面皮質的髂骨、腓骨或肋骨）、異體骨、鈦網或聚醚醚酮融合器。自體骨可避免傳染病、排異等風險，同時具有更高的融合率，被認為是植骨的金標準。以往對異體骨作為融合材料爭議較大，有研究［61-62］發現，異體骨與自體骨、鈦網具有相似的感染復發率和臨床結局，但鈦網的后凸畸形矯正效果優于異體骨。Schomacher 等［63］對比了聚醚醚酮融合器與鈦網用于PS 手術，兩者表現出相似的臨床療效。Shiban 等［64］對52 例使用聚醚醚酮融合器進行重建的PS 患者術后隨訪12 個月，疼痛和神經功能障礙均緩解，達到骨性融合，無感染復發，作者認為使用聚醚醚酮融合器進行椎間融合是可行和安全的。

綜上所述，隨著人口老齡化，PS的發生率也呈日益增長的趨勢。現今治療水平的不斷提高，使PS的治愈率得以提升。但目前早期診斷仍然是一個棘手的問題，這也是影響疾病預后的重要因素。CT引導下穿刺活檢、細菌培養是明確診斷的有效方法，mNGS技術的應用大大提高了診斷效率。目前，PS的分型及治療建議尚未達成共識，臨床醫師須綜合現有的分型系統對患者進行評估，制訂最佳的治療方案。手術適應證包括神經功能缺陷、嚴重骨質破壞、脊柱失穩、后凸畸形及非手術治療無效的患者，應根據患者病情、病變部位、感染范圍選擇合理的手術方式，進行徹底清創、植骨重建，結合規范的抗感染治療是PS治療成功的關鍵，也是目前已達成的共識。